[0001] Die Erfindung betrifft ein raumabschließendes Bauteil für ein Gebäude zum Abschluß
der Raumluft eines beheizbaren Innenraums gegen die Außenluft der äußeren Umgebung,
mit einem k-Wert (Wärmedurchgangskoeffizienten) gleich oder kleiner als 1,56 bzw.
1,47 W/(m
2·K) und bestehend aus einer Innendämmung auf der Innenseite ohne kapillar wirkende
Verbindung zwischen deren Ober? flächen und einem kapillar Feuchte leitenden Speicherbauteil
auf der Außenseite, wobei das Bauteil über die Ausgleichsfeuchte hinaus zusätzlich
Feuchte aufnehmen kann, die durch Kondensation gebildet und durch Verdunstung abgebaut
wird.
[0002] Bauteile dieser Art sind bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einem tragenden Speicherbauteil
in Form eines natürlichen oder künstlichen Steins, z.B. eines Ziegelsteins, und einen
Innendämmung, beispielsweise in Form einer Mineralwollplatte mit einer Putzdeckschicht.
Der Gesamt-k-Wert des Bauteils ist teilweise behördlich vorgeschrieben und je nach
Vorschrift beispielsweise gleich oder kleiner als 1,56 bzw. 1,47 W/(m
2·K). Die Feuchteaufnahme eines solchen Bauteils ist nach herrschender Meinung zu begrenzen
oder zu vermeiden. Nach der deutschen DIN-Norm (nachfolgend kurz DIN bezeichnet),
insbesondere DIN 4108, Teil 3, Ziffer 3.2 darf beispielsweise eine Tauwassermasse
im Bauteil von insgesamt 1000 g/m
2 Baufläche nicht überschritten werden. Diese Vorschrift bedeutet, daß das Bauteil
während der rechnerischen Tauperiode über die Ausgleichsfeuchte (DIN 4108, Teil 5,
Anhang A) hinaus keine größere Feuchtigkeitszunahme als 1000 g/m
2 erfahren darf. Dabei wird davon ausgegangen, daß Kondensation und Verdunstung sich
im jahreszeitlichen Mittel entsprechen müssen, damit die im Winter aufgenommene Feuchte
im Sommer wieder abgegeben werden kann. Rein rechnerisch wird dabei außerdem vorausgesetzt,
daß die Kondensation von Feuchte aus der Raumluft und die Verdunstung infolge des
Dampfdruckgefälles im Bauteil im wesentlichen in derselben Zone des Bauteils auftreten.
Begründet wird die Notwendigkeit zur Vermeidung einer nennenswerten Feuchteaufnahme
schließlich auch mit der Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit der Baustoffe und
dem Risiko von Frostschäden oder Schimmelbildung, d.h. mit erhöhtem Energiebedarf
beim Heizen und zu erwartenden Bauschäden.
[0003] Zur Vermeidung einer zu starken Feuchteaufnahme wird die Innendämmung auf der Innenseite,
d.h. auf der "warmen" Seite, häufig mit dampfbremsenden oder dampfsperrenden Schichten
wie Putz, Putz mit Folie od. dgl. versehen. Weitere Beispiele sind Dacheindeckungen
gegen Niederschläge, Wetterschutzverkleidungen an Fassaden, Abdichtungen gegen aufsteigende
Feuchtigkeit, Dampfbremsen sowie Dampfsperren gegen Diffusion und Hinterlüftungen
bei Dach- und Wandkonstruktionen. Zur Absenkung der Feuchtigkeitsmenge in Baustoffen
wird außerdem die Abführung der Neubaufeuchte begünstigt.
[0004] Infolge der genannten Vorschriften und Bauweisen sind die Feuchtigkeitsmengen, die
während eines Jahres in raumabschließenden Bauteilen umgesetzt werden, relativ klein.
Der dadurch bedingte Energieumsatz ist völlig unbedeutend.
[0005] Obwohl auf diese Weise allgemein dafür gesorgt wird, daß Schäden, die durch die Kondensation
von Feuchte aus der Raumluft in raumabschließenden Bauteilen entstehen, an sich vermieden
werden müßten, sind zunehmend Feuchteschäden, insbesondere an den Außenwänden von
Wohnungen zu beobachten.
[0006] Was den Energiehaushalt in Wohnungen angeht, so wird wegen des ständig steigenden
Energiebewußtseins der Heizungs- und Lüftungsaufwand bis an die Grenze der Behaglichkeit
eingeschränkt. Dabei zeigt sich, daß die Bauteile weniger Feuchteerhöhung und Temperaturabsenkung
im Raumklima schadensfrei überstehen, als von den Raumbenutzern aus Gründen der Behaglichkeit
hingenommen werden könnte. Der ansteigende Trend von dadurch bedingten Schäden ist
ungebrochen, obwohl in einhelliger Öffentlichkeitsarbeit von den Hauseigentümern,
den Mieterverbänden, der Baustoffindustrie, den Architekten- und Ingenieurverbänden,
den Verbraucherorganisationen und den Bauministerien verstärkt auf die Notwendigkeit
von ausreichender Heizung und Lüftung zur Schadensverhütung hingewiesen wird.
[0007] In diesem Zusammenhang ist bereits versucht worden, Wärme in den Bauteilen zu speichern,
da durch eine derartige Wärmespeicherung kurzzeitige Temperaturschwankungen gedämpft
werden können. Umstritten ist jedoch, ob und in welchem Umfang die Masse der Außenbauteile
einen nennenswerten, postivien oder negativen Einfluß auf den Jahresverbrauch an Heizenergie
hat.
[0008] Bekannt ist ferner, daß die Temperatur der Raumluft ohne Verlust an Behaglichkeit
gesenkt werden kann, wenn gleichzeitig die Oberflächentemperatur der raumabschließenden
Flächen erhöht und/oder die Luftfreuchte bis maximal ca. 70 % relativer Luftfeuchte
(nachfolgend kurz "r. F." bezeichnet) angehoben wird. Eine
/größere Luftfeuchte gilt wegen der damit verbundenen Schwüle als weniger oder nicht
mehr behaglich (RWE Bau-Handbuch 1979/80, Seite 317).
[0009] Weiterhin sind Wandbausysteme bekannt, bei denen die Zuluft durch Kanäle in den Außenbauteilen
geführt wird oder bei denen die Zu- oder Abluft senkrecht zur Wandfläche durch poröse
Baustoffe hindurchgelüftet wird. Bei der Zuführung wird die nach außen abfließende
Transmissionswärme, d.h. die durch Wärmeleitung abgegebene Wärme, teilweise durch
die Zuluft aufgenommen und zurückgewonnen. Bei der Durchströmung poröser Wände mit
Abluft soll die sensible und die Kondensationswärme an das Wandmaterial abgegeben
werden und s
Q durch Minderung des Temperaturgefälles im Bauteil eine Senkung der Energieverluste
ermöglicht werden. Die Wirkung derartiger Systeme ist umstritten.
[0010] Schließlich sind zahlreiche Versuche bekannt, den Energiehaushalt mit Hilfe von Solarenergie
zu verbessern. Bekannt sind beispielsweise die Umwandlung von Strahlungsenergie in
Wärme mit Hilfe eines einen Kollektor durchströmenden Wärmeträgermediums, die Trombe-Wand
zur Speicherung von Strahlungswärme in massiven Bauteilen und zur teilweisen Umwandlung
derselben in Heizwärme oder die Verdampfung niedrigsiedender Flüssigkeiten durch Strahlungswärme
und die Kondensation dieser Flüssigkeiten in einem geschlossenen System. Abgesehen
davon besteht jedoch ein generelles Problem in der Speicherung von durch Solarstrahlung
gewonnener Energie. Ausnahmen bilden dabei allenfalls Erdspeicher und im Erdreich
eingegrabene Wasserbehälter, die zum Betrieb von Wärmepumpen bis unter den Gefrierpunkt
abgekühlt werden.
[0011] Im Hinblick auf die Ausführung von raumabschließenden Bauteilen hat sich aus dem
geschilderten Stand der Technik die heute herrschende Meinung entwickelt, daß
- Innendämmungen besonders schadensträchtig und möglichst zu Gunsten von Außendämmungen
zu vermeiden sind,
- die Beachtung des Feuchtehaushaltes der Bauteile bei der Energieeinsparung nur die
Bedeutung hat, eine geringe Wärmeleitfähigkeit zu bewahren,
- der Feuchtehaushalt selbst keine energetische Bedeutung hat (Ausnahme Klimaanlagen),
- bei Energiebilanzen von Gebäuden die inneren Wärmequellen bezüglich der abgegebenen
sensiblen Wärme berücksichtigt werden, während die latente Wärme, die als Wasserdampf
an die Raumluft abgegeben wird, unberücksichtigt bleibt bzw. als belastend empfunden
wird, da sie einen erhöhten Luftwechsel erforderlich macht.
[0012] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Minderung des Heizenergieverbrauchs
mit einem raumabschließenden Bauteil der eingangs bezeichneten Gattung zu erreichen,
das zumindest teilweise eine Verknüpfung der folgenden Funktionen ermöglicht:
a) Veränderung des Raumklimas innerhalb des Behaglichkeitsbereichs,
b) Nutzung verstärkter Kondensation der Feuchte der Raumluft,
c) Speicherung von Feuchte in Bauteilen als Latentspeicher,
d) verstärkte Verdunstung mit Hilfe verbesserter Nutzung der Solareimtrahlung,
e) Minderung der Transmissionsverluste durch Umwandlung von Solarstrahlung in Latentwärme
(Luftbefeuchtung),
f) Minderung der Lüftungsverluste, die herkömmlich aufgewendet werden, um nutzungsbedingt
in Aufenthaltsräumen entstehende Luftfeuchte abzuführen, und
g) Erhöhung der Luftfeuchte der Raumluft durch Luftzufuhr aus Kollektoren zur Erzeugung
von Feuchtluft.
[0013] Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A und 1B am h,x-Diagramm nach Molier den Energieinhalt verschiedener Situationen
bei gleicher Behaglichkeit;
Fig. 2 ein einfaches Ausführungsbeispiel und die physikalische Funktionsweise der
Erfindung;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit verbesserter Kondensation;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit verbesserter Kondensation und verbesserter Strahlungsnutzung
im Verdunstungsbereich;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kondensationszone und die Verdunstungszone
mit Feuchtlufterzeugung auf verschiedene Bauteile verteilt und in der Nutzung kombiniert
werden können;
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel in Form eines quasi geschlossenen Systems;
Fig. 7 die Erhöhung der Energieausbeute mit einem Kollektor durch Erzeugung von Feuchtluft;
Fig. 8 die Kombination eines Verzweigungsbaums und eines Luftpuffers; und
Fig. 9A bis F verschiedene Wand- und Dachausführungen.
[0014] Fig. 1A zeigt das h,x-Diagramm nach Mollier (Recknagel/Sprenger, Taschenbuch für
Heizung + Klimatechnik 81/82, Einbandtafel) mit einigen Angaben zur Nutzung verschiedener
Situationen innerhalb des Behaglichkeitsbereichs.
[0015] Als Bezugspunkt für ein häufiges Klima der Außenluft wird ein Punkt 101 mit 0 °C
und 80 % r.F. angegeben. Der für Aufenthaltsräume allgemein als behaglich geltende
Bereich ist mit Eckpunkten 102,103,104,105 gekennzeichnet.
[0016] Danach liegt das im Teil 3 von DIN 4108 für die Heizperiode (Tauperiode) festgelegte
Innenklima bei einem Punkt 106 von 20 °C und 50 % r.F., d.h. etwa im Mittel des Behaglichkeitsbereichs.
[0017] Ein häufig bei stark gelüfteten und beheizten Räumen anzutreffendes "trockenes" Innenklima
von 23 °C und 35 % r.F. entsprechend Punkt 107 (Fig. 1B) liegt dabei ebenso am Rand
des Behaglichkeitsbereichs wie ein als "feuchtes" Innenklima am Punkt 108 gekennzeichnetes
Klima mit 18 °C und 70 % r.F. Der Energieinhalt in kJ/kg Raumluft ist beim Punkt 107
etwas geringer als beim Punkt 108.
[0018] Ausgehend von einem Raumklima mit 20
0C und 50 % r.F. (Punkt 106) könnte zur Energieeinsparung beispielsweise ein Raumklima
von nur 18 °C und 50 % r.F. angestrebt werden. Ein derartiges Klima würde zwar außerhalb
des Behaglichkeitsbereichs liegen und somit unbehaglich wirken, wäre für eine Bauweise
mit üblichen raumabschließenden Bauteilen jedoch unschädlich. Steigt nun in einem
solchen Klima durch die Nutzung des Raums (Wohnen, Kochen usw.) die Luftfeuchte, so
daß sich ein Klima von 18 °C und 70 % r.F. ergibt, dann wird dieses Klima zwar wieder
als behaglich emfpunden, doch wäre es bei Anwendung üblicher Bauteile bereits mit
diesen unverträglich. Daraus würde die Notwendigkeit folgen, trotz des behaglichen
Klimas zu lüften, um die schädliche Feuchte abzuführen, was mit einem beträchtlichen
Energieverlust verbunden wäre, da die aufgenommene, u.U. sehr kalte Frischluft wieder
auf eine zur Behaglichkeit führende Temperatur aufgeheizt werden müßte.
[0019] Die Erfindung geht daher von dem Gedanken aus, die überschüssige Raumfeuchte ohne
Lüftung auf andere Weise und unter Einsparung von Heizenergie abzuführen, um dadurch
einerseits Verluste an Heizenergie durch Lüftung klein zu halten, andere
rseits durch Erhöhung der Temperatur im raumabschließenden Bauteil eine Minderung der
Verluste durch Wärmeleitung zu erreichen. Auch dadurch würde beim obigen Beispiel
die Feuchte des Raums innerhalb des Behaglichkeitsbereichs bleiben, obwohl eine Lüftung
vermieden werden kann.
[0020] Der Energiebedarf zur Frischlufterwärmung wird getrennt nach latenter und sensibler
Wärme betrachtet. Nimmt man die Häufigkeit der Feuchteschäden als Beweis für überwiegend
nutzungsbedingt (Kochen, Wohnen od. dgl.).entstehende Luftfeuchte, so muß nur der
sensible Wärmebedarf zur Raumbeheizung zugeführt werden. Dieser Bedarf an sensibler
Wärme ist beim Punkt 107 mit einem Wert 109 weit größer als für den Punkt 108 mit
einem Wert 110, d.h. bei zunehmender Feuchte abnehmend.
[0021] Um die überschüssig entstehende Latentwärme nicht wegzulüften, sondern zu nutzen,
soll sie erfindungsgemäß über Kondensation erfaßt werden. Aus der Situation gemäß
Punkt 107 ist dazu eine Temperaturabsenkung bis zu einem Punkt 111 erforderlich, während
bei dem Raumklima am Punkt 108 lediglich eine Temperaturabsenkung bis zu einem Punkt
112 erforderlich wird. Bei gleicher Temperatur der Kondensationszone kann daher bei
dem Raumklima gemäß Punkt 107 weniger Kondensationswärme freigesetzt werden, als bei
einem Raumklima gemäß Punkt 108. Die maximal mögliche Differenzmenge an Kondensationswärme
ist mit einem Wert 113 angegeben.
[0022] Fig. 2 zeigt ein raumabschließendes Bauteil 1 nach der Erfindung für den äußeren
Abschluß eines Gebäudes. Das Bauteil enthält auf seiner Innenseite eine der Raumluft
6 zugewandte Innendämmung 12, an die ein Kapillar leitendes Speicherbauteil 3 grenzt
und auf der Außenseite mit der Außenluft 5 in Berührung ist. Das Speicherbauteil 3
weist auf seiner Innenseite eine nach der Montage als Kondensationszone 11 und an
der Außenseite eine nach der Montage als Verdunstungszone 2 wirksame Zone auf.
[0023] Die Kondensationszone 11 und die Verdunstungszone 2 werden im wesentlichen durch
die jeweilige Oberflächenschicht des Speicherbauteils 3 gebildet. Die Innendämmung
12 besteht beispielsweise aus einer fünf Zentimeter dicken Glaswolleschicht ohne Deckschicht
und ggf. einer zwischen dieser und dem Speicherbauteil 3 befindlichen Luftschicht,
während das Speicherbauteil 3 beispielsweise aus einem dreißig Zentimeter dicken,
keramischen Material besteht, bei dem vorzugsweise 0,1 % des Volumens aus Poren mit
einem Radius gleich oder kleiner als 10
-7 m besteht. Die Innendämmung 12 sollte zumindest auf der Seite des Speicherbauteils
3 aus einem feuchtigkeitsbeständigen Material wie Glaswolle bestehen, damit eine etwaige
Befeuchtung in diesem Bereich unschädlich ist.
[0024] Die Raumluft 6 mit einem Klima von z.B. 18 °C und 70 % r.F. wurd durch das raumabschließende
Bauteil 1 von der äußeren Umgebung getrennt, wobei die Außenluft z.B. ein Klima von
0 °C und 80 % r.F. aufweist.
[0025] Um zu erreichen, daß die feuchte Raumluft 6 nicht durch Lüftung beseitigt und danach
die zugeführte Frischluft neu aufgeheizt werden muß, wird erfindungsgemäß vorgesehen,
die Feuchteluft durch das Bauteil 1 abzuführen. Zu diesem Zweck wird der sd-Wert,
d.h. die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (DIN 4108, Teil 5, Ziffer
11.1.2) der Innendämmung 12 gleich oder kleiner als 0,1 m gewählt, um dadurch eine
große Wasserdampf-Diffusionsstromdichte (DIN 4108, Teil 5, Ziffer 11.1.4) zu erhalten.
Außerdem wird der auf die Innendämmung 12 entfallende Anteil des k-Wertes, der für
das gesamte Bauteil 1 aus Gründen der Wärmedämmung höchstens 1,56 bzw. 1,47 W/(m
2·K) betragen sollte, so bemessen, daß der Taupunkt und damit die Kondensationszone
11 für ein vorgewähltes Klima der Raumluft 6 im Bereich der Grenzfläche zwischen der
Innendämmung 12 und dem Speicherbauteil 3 angeordnet sind, und zwar in Abhängigkeit
von der langjährigen Durchschnittstemperatur der Außenluft 5 der Monate Dezember und
Januar am Bauort. Dadurch wird erreicht, daß zumindest in den kalten Monaten Dezember
und Januar die Feuchte der Raumluft 6 im Bereich der Grenzfläche zwischen Innendämmung
12 und Speicherbauteil 3 kondensiert und von dort durch die Kapillarwirkung des sehr
feine Poren aufweisenden Speicherbauteils 3 in Richtung der Außenluft 5 transportiert
wird. Die dabei freiwerdende Kondensationswärme dient der Verminderung des Temperaturgefälles
zwischen der Raumluft 6 und der Kondensationszone 11 und damit der Minderung der Transmissionsverluste
des Innenraums und des Aufwands an Heizenergie. Die Anordnung des Taupunkts im Bereich
der Grenzfläche erfolgt z.B. dadurch, daß die Außentemperaturen am Bauort über eine
Periode von zehn oder zwanzig Jahren für die Monate Dezember und Januar ermittelt
werden und daraus ein Mittelwert gebildet wird. Beträgt dieser Mittelwert beispielsweise
0 C und das vorgewählte Klima der Raumluft 6 20 °C und 50 % r.F., dann beträgt der
Taupunkt 9,3 °C. Es ist daher dafür zu sorgen, daß ein Bereich um die Grenzfläche
zwischen Innendämmung 12 und Speicherbauteil 3 bei den angegebenen Klimabedingungen
eine Temperatur von ca. 9,3 °C erhält. Dies kann durch entsprechende Bemessung des
Anteils der Innendämmung 12 am Gesamt-k-Wert (einschließlich der entsprechenden Wärmeübergänge)
des Bauteils 1 leicht erreicht werden, indem unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften
der Innendämmung 12 und des Speicherbauteils 3 sowie der üblichen Berechnungsverfahren
die entsprechenden Werte für die Dicken der Innendämmung 12 und des Speicherbauteils
3 berechnet werden. Wird dann das Bauteil 1 unter Zugrundelegung der errechneten Dicken
ausgeführt, dann ist sichergestellt, daß unter den angegebenen Bedingungen innerhalb
der Kondensationszone 11 eine Temperatur von ca. 9,3 °C herrscht. Diese Temperatur
würde nach Einstellung eines Gleichgewichtszustands im Bauteil 1 durch den Einfluß
der sich ergebenden Kondensationswärme geringfügig erhöht.
[0026] Die Anwendung der Kondensationszone 11 im Bereich der Grenzfläche kann auch dadurch
gefördert bzw. sichergestellt werden, daß das Verhältnis des sd-Wertes des Speicherbauteils
3 zum sd-Wert der Innendämmung 12 ausreichend groß, z.B. gleich oder größer als 15:1
gewählt wird, weil hierdurch die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte im Speicherbauteil
3 sehr klein gehalten wird.
[0027] Unter der Wendung "im Bereich der Grenzfläche zwischen Innendämmung 12 und Speicherbauteil
3" wird hier verstanden, daß die Kondensationszone 11 vorzugsweise maximal zu etwa
einem Drittel in die Innendämmung 12 bzw. das Speicherbauteil 3 (jeweils bezogen auf
deren Dicke) hineinragt. Dieser durch Bemessung des Bauteils erhaltene Zustand ist
dann erfahrungsgemäß während der überwiegenden Dauer der gesamten Heizperiode gegeben.
[0028] Aufgrund des geringen sd-Wertes der Innendämmung 12 und der Lage der Kondensationszone
11 im Bereich der Grenzfläche wird erreicht, daß beim Erreichen, insbesondere Überschreiten
der gewählten Luftfeuchte von 50 % r.F. verstärkt, beim Unterschrei ten derselben
dagegen vermindert Feuchte in der Kondensationszone 11 kondensiert wird, wodurch das
Lüften zur Beseitigung der Feuchte aus dem Wohnraum stark reduziert werden kann.
[0029] Die feinen Poren des Speicherbauteils 3 (gleich oder kleiner als 10
-7m) bewirken im übrigen eine Senkung des Dampfdrucks in der Kondensationszone 11 und
erhöhen dadurch die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte, wodurch die Neigung zur Kondensation
im Vergleich zu Fällen, in denen Material mit groben Poren verwendet wird, verstärkt
wird.
[0030] Durch die Kondensation entsteht im Speicherbauteil 3 ein Feuchtigkeitsgefälle. Dies
hat zur Folge, daß die Feuchte aus der Kondensationszone 11 in Richtung der Außenluft
5 abwandert, und zwar insbesondere auftrund der Kapillarwirkung der feinen Poren.
Bei gerichteter Porigkeit, z.B. bei Anwendung pflanzlicher Materialien, wäre daher
zu beachten, daß die Poren von der Kondensationszone 11 zur Außenseite des Speicherbauteils
3 gerichtet sind.
[0031] Infolge der Abwanderung der Feuchte wird der Kondensationszone 11 ständig Feuchte
entzogen, so daß sie auch ständig neue Feuchte aus der Raumluft 6 entnehmen kann.
Damit möglichst viel Feuchte im Speicherbauteil 3 gespeichert werden kann, sollte
dessen Feuchteaufnahmefähigkeit bei vergleichsweise mildem Außenklima wenigstens 500
g zusätzlich zur Ausgleichsfeuchte betragen. Zur Ermittlung dieses Wertes von 500
g wird die Meßmethode I angewendet. Diese besteht darin, daß im Speicherbauteil 3
zunächst die Ausgleichsfeuchte bei 0 C und 80 % r.F. hergestellt und dann das Bauteil
1 sechzig Tage lang auf der Außenseite dem Klima 0 °C und 80 % r.F. und auf der Innenseite
dem Klima 18 °C und 70 % r.F. ausgesetzt wird. Bei härterem Klima sollte die zusätzliche
Feuchteaufnahmefähigkeit wenigstens 2000 g nach Meßmethode II oder mehr als 1000 g,
berechnet nach DIN 4108, Teil 3, Ziffer 3.2 in Verbindung mit DIN 4108, Teil 5, Ziffer
11, betragen. Die Meßmethode II besteht darin, daß im Speicherbauteil 3 zunächst die
Ausgleichsfeuchte bei - 10 °C und 80 % r.F. hergestellt und dann das Bauteil 1 sechzig
Tage an der Außenseite einem Klima von - 10 °C und 80 % r. F. und auf der Innenseite
einem Klima von 18 °C und 70 % r.F. ausgesetzt wird. Die gewünschte Feuchteaufnahmefähigkeit
kann insbesondere durch Anwendung von Materialien erhalten werden, die zusätzlich
zu den feinen Poren (gleich oder kleiner als 10
-7 m) auch größere Poren aufweisen.
[0032] Aufgrund der Kapillarität und des Feuchteausgleichs wird die Feuchte bis zur äußeren
Oberfläche des Speicherbauteils 3 transportiert und dort unter dem Einfluß der äußeren
Umgebung verdunstet, wobei die Verdunstungswärme überwiegend der äußeren Umgebung,
d.h. der Außenluft, der auftretenden Sonnenstrahlung od. dgl. entzogen wird. Wenn
die Verdunstungsmenge die Menge des kapillaren Zustroms an Feuchte übersteigt, tritt
die Verdunstung zunehmend im Inneren des Speicherbauteils 3 ein, d.h. die Verdunstungszone
3 wandert allmählich von der äußeren Oberfläche in das Speicherbauteil 3 hinein, wodurch
die Verdunstungsleistung entsprechend der Dicke der an Feuchte verarmten Schicht abnimmt.
Da aber durch die erfindungsgemäße Anordnung dafür gesorgt ist, daß die überschüssige
Feuchte der Raumluft relativ schnell zur Kondensationszone 11 gelangen und von dort
ebenfalls schnell durch das Speicherbauteil 3 wandern kann, ist die an Feuchte verarmte
Zone an der Außenseite des Speicherbauteils 3 zumindest dann relativ klein, wenn und
solange durch die Raumluft ausreichend Feuchte nachgeliefert wird. Dadurch wird im
Gegensatz zur konventionellen Bauweise einerseits der wesentliche Vorteil erzielt,
daß schon in den Wintermonaten an der Außenseite des Speicherbauteils 3 eine relativ
starke Verdunstung einsetzt. Andererseits bildet sich die Verdunstungszone 2 überwiegend
an der Außenseite des Speicherbauteils 3 aus, so daß sie einen relativ großen Abstand
von der Kondensationszone 11 besitzt, wodurch mehr Verdunstungsenergie der äußeren
Umgebung entnommen als Kondensationsenergie an die äußere Umgebung abgegeben werden
kann. Die erhaltene Energiedifferenz vermindert die Transmissionsverluste aus der
Raumluft 6 und an das Bauteil 1, so daß außer der Energieeinsparung durch automatischen
Feuchteentzug ohne Lüftung auch eine Energieeinsparung durch verminderte Wärmeleitung
eintritt.
[0033] Der beschriebene Mechanismus arbeitet besonders vorteilhaft, wenn das Speicherbauteil
3 aus einem Material mit einer Mindestkondensationsfähigkeit von 30 g/m
2 Bauteilfläche während eines Tages und/oder einer Mindestverdunstungsfähigkeit von
30 g/m
2 Bauteilfläche während vier Stunden besteht.
[0034] Die zeitweilige Feuchteanreicherung im Speicherbauteil 3 hat auf den k-Wert des raumabschließenden
Bauteils 1 nur einen geringen Einfluß, weil der Beitrag der Innendämmung 12 zum k-Wert
vergleichsweise groß ist und durch die Kondensations-und Verdunstungsprozesse nicht
beeinträchtig wird.
[0035] Die Kondensationsfeuchte wird im Speicherbauteil 3 gespeichert und dann bei sehr
niedrigen Temperaturen der Außenluft 5 während strahlungsarmer Zeiten, z.B. nachts,
in der Nähe der Verdunstungszone 2 gefrieren, also in Eis umgewandelt werden. Dieser
Phasenübergang mindert zeitweise das Temperaturgefälle zwischen der Raumluft 6 und
dem Speicherbauteil 3, denn ohne die Kondensation würde die Temperatur des Speicherbauteils
3 weiter absinken.
[0036] Auf die Verdunstungszone 2 kann die Strahlung 4 mit stark schwankender Intensität
auftreffen. Diese Strahlung 4 wird in Wärme umgewandelt und auf die Außenluft 5 und
die Verdunstungszone 2 im Bereich von deren Grenzfläche verteilt. Die Erwärmung der
dünnen Luftschicht führt zu einer starken Absenkung von deren relativer Luftfeuchte.
Dadurch wird aus der Verdunstungszone 2 und dem Speicherbauteil 3 Feuchtigkeit übernommen.
Gleichzeitig bekommt die dünne Luftschicht infolge der Erwärmung einen Auftrieb und
löst entlang der Verdunstungszone 2 einen Konvektionsvorgang aus, der eine fortlaufende
Feuchteabfuhr durch Verdunstung sicherstellt.
[0037] Die zur Verdunstung erforderliche Wärmemenge wird überwiegend der äußeren Umgebung
entzogen. Dadurch wird die Entstehung von Verdunstungskälte gemindert und eine Erhöhung
des Temperaturgefälles im Bauteil 1 verhindert, was andernfalls zu einer erhöhten
Abgabe sensibler Wärme an die Außenluft 5 führen könnte.
[0038] Sofern die Feuchtigkeit der Raumluft 6 nutzungsbedingt (z.B. durch Kochen, Wohnen
od. dgl.) entsteht, bedeutet die Freisetzung der Kondensationswärme an der Kondensationszone
11 eine Nutzung von Abfallwärme. Da feuchte Raumluft in vielen Wohnungen zur Vermeidung
von Kondensationsschäden weggelüftet werden muß. ermöglicht die Konstruktion nach
Fig. 2 auch eine Energieeinsparung (Einsparung aus Kondensationswärme und aus vermindert
aufzuheizender Frischluftmenge).
[0039] Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 2 kann mit der Wirkungsweise einer
"linearen Wärmepumpe" vergleichen werden, die aus einem Kondensator in Form der Kondensationszone
11 und einem Verdampfer in Form der Verdunstungszone 2 besteht. Die Kondensationszone
11 nimmt das "Kältemittel Wasser" gasförmig aus der Raumluft 6 auf, verflüssigt es
durch Abkühlung und leitet es durch "Kapillarleitungen" an die Verdunstungszone 2
weiter. An diesem "Verdampfer" 2 wird das flüssige 'Kältemittel Wasser" unter Nutzung
der kostenlosen "Umwelt- energie" der auftreffenden Strahlung 4 wieder "verdampft"
und umweltfreundlich an die Außenluft 5 abgegeben. Da die Feuchteschäden in den Wohnungen
die Luftfeuchte als latente Abfallwärme ausweisen, arbeitet die "Wärmepumpe" auf der
"Kondensatorseite" mit Abfallenergie. Als hochwertige (exsrgiereiche) Energie wirkt
bei dieser "Wärmepumpe" mit der Solarstrahlung ebenfalls eine kostenlose Umweltenergie.
[0040] Gegenüber anderen Wärmepumpen hat diese "lineare Wärmepumpe" den Vorteil, daß das
"Kältemittel" mit beachtlichem Energieinhalt kurz- und mittelfristig gespeichert werden
kann und das Speicherbauteil 3 hauptsächlich für anderen, insbesondere statische Funktionen
sowieso vorgesehen werden muß.
[0041] Die Fig. 3 zeigt als horizontalen Wandschnitt ein Ausführungsbeispiel mit verbesserter
Kondensation, die durch eine anders gestaltete Innendämmung 12 erreicht wird, die
demontierbar vorgesehen ist. Am Beispiel einer Mischbauweise wird außerdem die Anwendung
einer Kondensationsfeuchtesperre 19 und einer Feuchteausgleichsschicht 18 beschrieben.
[0042] Die Raumluft 6 wird optisch durch die als Holzpaneel gestaltete, ungedämmte Innenverkleidung
21 begrenzt. Die Innenverkleidung 21 wird mittels Abstandhaltern mit Abstand 24 vor
einer Dämmplatte 23 gehalten. Durch offene Streifen am oberen und unteren Rand sowie
durch offene Fugen zwischen den Elementen der Innenverkleidung 21 kann die Raumluft
durch den Abstand 24 zirkulieren. Die Dämmplatte 23 besteht aus einer Mineralwollplatte.
[0043] Die Innenverkleidung 21 und die Dämmplatte 23 sind zu wandhohen, bis 1,3 m breiten
Elementen verbunden, die mit einer Fugenleiste 25, die zugleich als Schattenfuge dem
Stoß der Dämmplatten 23 abdeckt, im oder am Speicherbauteil 3 demontierbar befestigt
sind.
[0044] Die Kondensationszone 11 wird entsprechend Fig. 2 durch die raumseitige Oberflächenzone
des Speicherbauteils 3 gebildet, das z.B. aus Ziegelmauerwerk besteht. Die Fläche
der Kondensationszone 11 wird dadurch vergrößert, daß Lochziegel mit zur Dämmplatte
23 offenen Löchern eingebaut werden.
[0045] Als Grund für die Kondensationsfeuchtesperre 19 und der Feuchteausgleichsschicht
18 wird im Beispiel davon ausgegangen, daß in das Mauerwerk des Speicherbauteils 3
ein feuchte- und fäulnisempfindliches Bauteil 26, z.B. das Holz eines Fachwerkständers,
eingreift. Als Schutz vor der Kondensationsfeuchte wird das feuchteempfindliche Bauteil
26 in Richtung auf die Kondensationszone und gegen die wesentlichen Teile des Speicherbauteils
3 durch den Einbau der Kondensationsfeuchtesperre 19 geschützt. Die Kondensationsfeuchtesperre
19 besteht aus einer Aluminiumfolie. Im Gegensatz zu den bisherigen Regeln der Technik
liegt diese "Dampfsperre" auf der "warmen Seite" der Innendämmung. Das feuchteempfindliche
Bauteil 26 steht mit der Außenluft 5 in freiem Feuchteausgleich.
[0046] Die Kondensation in demjenigen Teil der Kondensationszone 11, der nahe am feuchteempfindlichen
Bauteil 26 liegt, kann evtl. durch die Kondensationsfeuchtesperre 19 zu einem Feuchtigkeitsstau
führen. Durch den Einbau einer Feuchteausgleichsschicht 18, die neben dem feuchteempfindlichen
Bauteil 26 in das Material des Speicherbauteils 3 eingreift, wird ein Feuchteausgleich
bewirkt und ein Feuchtigkeitsstau vermieden. Als Feuchteausgleichsschicht wird eine
ca. 5 mm. dicke, unverrottbare, stark saugfähige Papier- oder Gewebeschicht eingebaut,
die seitlich neben dem feuchteempfindlichen Bauteil 26 ca. jeweils 20 cm tief in das
Mauerwerk des Speicherbauteils 3 eingreift.
[0047] Die Verdunstungszone 2 wird vorzugsweise durch eine dunkelfarbige äußere Oberfläche
des frostbeständigen Mauerwerks des Speicherbauteils 3 gebildet und durch einen breiten
Dach- überstand weitgehend vor Niederschlägen geschützt.
[0048] Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit weiterer Ausgestaltung und zusätzlichen
Funktionen gegenüber Figur 2. Das raumabschließende Bauteil 1 besteht wiederum aus
der Innendämmung 12, der Kondensationszone 11, die in ihrer Wirkung durch flächenvergrößernde
Formgebung verbessert ist, dem Speicherbauteil 3, der ebenfalls durch andere Formung
vergrößerten Verdunstungszone 2 sowie zusätzlich aus einer an die Verdunstungszone
2 grenzenden Luftfürhungsschicht 9 und einer an diese grenzenden transparenten Schicht
8. Die Innendämmung 13 besteht aus einem raumseitigen, dampfdurchlässigen, mechanischen
Schutz 22 und der kondensationsseitigen Dämmplatte 23.
[0049] Die transparente Schicht 8 besteht aus einem äußeren transparenten Wetterschutz 201
und einer innenseitigen, dem Speicherbauteil 3 zugewandten, transparenten Wärmedämmung
202, die die auftreffende Strahlung 4 weitgehend bis zur Verdunstungszone 2 durchdringen
lassen.
[0050] Die transparente Schicht 8 hat auch bei Ausführung als einfache Verglasung den Vorteil,
die typischen Wärmebrückennachteile üblicher Innendämmungen durch Schaffung einer
ausgleichend wirkenden Temperatur-Zwischenzone im Bereich der Luftführungsschicht
abzuschwächen.
[0051] Die aus dem Speicherbauteil 3 über die Verdunstungszone 2 in die Luftführungsschicht
9 abgegebene Feuchte wird der Frischluft zugeführt und wandelt diese in Feuchtluft
10 um, die durch geeignete Öffnungen 204 od. dgl. im Speicherbauteil 3 und in der
Innendämmung 12 der Raumluft 6 zugeführt wird. Zu diesem Zweck wird die Außenluft
5 durch die Luftführungsschicht 9 geleitet (Pfeil 61), dort vorgewärmt und befeuchtet
und durch die Öffnungen 204 der Raumluft 6 zugeführt. Die Vorwärmung der Frischluft
in der Luftführungsschicht 9 erfolgt dabei teils durch Aufnahme der unmittelbaren
Strahlungswärme, teils durch in dem Speicherbauteil 3 gespeicherte Wärme aus auftreffender
Strahlung 4 und teils aus Transmissionswärme, die von der Raumluft durch das raumabschließende
Bauteil 1 dringt. Die Befeuchtung der Frischluft in der Luftführungsschicht 9 erfolgt
dagegen teils durch Aufnahme der durch die Verdunstung freiwerdenden Feuchte und teils
aus einer Flüssigbefeuchtungsanlage 7, mit der Wasser aus einem Leitungssystem in
die Luftführungsschicht 9 oder auf die Verdunstungszone 2 oder in das Speicherbauteil
3 eingebracht wird.
[0052] Die Befeuchtung der Frischluft durch die Flüssigbefeuchtungsanlage 7 dient auch dem
Schutz vor sommerlicher Überwärmung des Speicherbauteils 3. Im Sommer wird die Außenluft
nach Durchströmen der Luftführungsschicht 9 unter Einschluß der aufgenommenen sensiblen
und latenten Wärme vorzugsweise wieder unmittelbar an die Außenluft 5 abgegeben. Zu
diesem Zweck wird eine verschließbare Öffnung am oberen Ende der Luftführungsschicht
eingebaut.
[0053] Während der Heizperiode hat die durch die Öffnungen 204 der Raumluft 6 zugeführte
Frischluft bzw. Feuchtluft 10 gegenüber Frischluft infolge Fensterlüftung den Vorteil,
daß sie bereits sensible und latente Wärme enthält, die aus auftreffender Strahlung
4 und aus rückgewonnener Innenraumwärme gewonnen wurde.
[0054] Die verbrauchten Teile der Raumluft 6 können im Gebäude zentral abgesaugt und einer
Wärmerückgewinnungsanlage 14, z.B. einer Wärmepumpe, zugeführt werden. Aus dem Kondensationsfeuchteanfall
der Wärmepumpe kann die Flüssigbefeuchtung 7 gespeist werden.
[0055] Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Erzeugung von erwärmter, befeuchteter
und der Raumluft 6 zugeführter Luft. Hierzu dient ein Hybridkollektor mit einem Luftteil
64 und einem Flüssigkeitsteil 17, der auf einer Dachkonstruktion 15 mit durchgehender,
wasserableitender Wärmedämmung 16 montiert ist und eine Luftführungsshicht 62 mit
einer transparenten Schicht 63 gegen die Außenluft 5 abgrenzt.
[0056] Der übliche Flüssigkeitsteil 17 wird betrieben, sobald die auftreffende Strahlung
4 im Vergleich zum erforderlichen Temperaturniveau z.B. des Brauchwassers ausreicht
und gleichzeitig Wärmebedarf im zugehörigen Versorgungssystem besteht.
[0057] Unterhalb des zur Nutzung des Flüssigkeitsteils 17 ausreichenden Temperaturniveaus
bzw. oberhalb des Energiemengenbedarfs des Versorungssystems kann der Luftteil 64
als Warmluft- bzw. Latentwärme-Kollektor betrieben werden. Zu diesem Zweck wird die
Außenluft 5 durch die Luftführungsschicht 62 geführt, in dieser erwärmt, an einer
Befeuchtungsfläche des Luftteils 64 des Hybridkollektors vorbeigeführt und dabei mit
latenter Wärme angereichert. Die Befeuchtungsfläche besteht beispielsweise aus Ziegelsteinen
oder einem Flüssigkeit ansaugenden Belag wie Filz mit einer Flüssigkeit speichernden,
z.B. muldenförmigen Oberfläche. Die Befeuchtungsfläche kann außerdem über eine Leitung
65 mit der Flüssigbefeuchtungsanlage 7 verbunden sein. Die erwärmte und befeuchtete
Luft wird über eine Leitung 66 der Raumluft 6 zugeführt. Die Befeuchtungsfläche kann
auch durch Bepflanzung eine wirksame Oberfläche erhalten.
[0058] Die Feuchtluft, die aus der Luftführungsschicht 62 austritt, kann in Abhängigkeit
vom sensiblen und latenten Wärmeinhalt und vom Bedarf der verschiedenen möglichen
Verwendungsstellen über eine Steuerungs- und Regelanlage auch verschiedenen Nutzungen
zugeführt werden.
[0059] Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind Zuführungsmöglichkeiten der Feuchtluft zur
Raumluft 6 oder zur Wärmerückgewinnung 14 vorgesehen. Möglich ist auch ihre Zufuhr
zum oberen Ende der Kondensationszone 11 oder in wenigstens einen Kondensationskanal
13 innerhalb des Speicherbauteils 3. Durch letzteres wird erreicht, daß auch die im
Winter während der Sonneneinstrahlung zusätzlich erzeugte Feuchtluft in der Kondensationszone
11 oder an den Grenzflächen des Kondensationskanals 13 zur Kondensation gebracht werden
kann, was eine weitere Erhöhung der Temperatur des Speicherbauteils 3 bzw. eine weitere
Verminderung der Temperaturdifferenz zwischen der Raumluft 6 und dem Speicherteil
3 bewirkt. Die Restluft kann über eine Leitung 67 der äußeren Umgebung oder der Wärmerückgewinnung
14 zugeleitet werden.
[0060] In die beschriebene Nutzung kann auch die verbrauchte Raumluft 6 einbezogen werden,
indem diese an den Kondensationskanal 13 und/oder an die Wärmerückgewinnung 14 abgegeben
wird.
[0061] Das Speicherbauteil 3 kann aus zweischaligem Ziegelmauerwerk bestehen, dessen beide
Schalen entgegen der herrschenden Meinung, z.B. entgegen DIN 1053, durch Bindersteine
verbunden sind und dadurch einen flachen Kondensationskanal 13 bilden.
[0062] Die dem Speicherbauteil 3 über die Kondensationszone 11 und die Wandungen der Kondensationskanäle
13 zugeführte Kondensationsfeuchte wird durch die Energie der auftreffenden Strahlung
4 an der Verdunstungszone 2 verdunstet und an die Außenluft 5 abgegeben. Die Kondensationsfeuchte
wird in Zeiten fehlender Strahlung 4 im Speicherbauteil angesammelt und gespeichert.
[0063] Die Fig. 6 zeigt im oberen Teil einen vertikalen und im unteren Teil einen horizontalen
Schnitt eines Ausführungsbeispiels, bei dem die an der Verdunstungszone 2 erzeugte
Feuchtluft 10 im gleichen raumabschließenden Bauteil 1 zur Kondensation gebracht wird
und dadurch die Möglichkeit eines quasi geschlossenen Systems besteht.
[0064] Die Abdeckung der Innendämmung 12 zur Raumluft 6 besteht aus einer dampfdiffusionsoffenen
Gewebeschicht. Die raumseitige Oberfläche des Speicherbauteils 3 bildet die raumseitige
Kondensationszone 11.
[0065] In dem Speicherbauteil 3 sind kanalförmige Aussparungen als Kondensationskanäle 13
vorgesehen, die oben und unten durch Verbindungsöffnungen 27, in die Rückschlagklappen
28 eingebaut sind, mit der Luftführungsschicht 9 verbunden. Die Kondensationskanäle
13 können bei Neubauten in der Mitte des statischen Querschnitts der raumabschließenden
Bauteile 1 ausgespart werden. Sie mindern in diesem Bereich kaum die statische Tragfähigkeit
und wirken gewichts- und materialsparend. Bei Altbauten können die Kondensationskanäle
beim Vorsatz einer zweiten Mauer-Schale gebildet werden. Die Wandungen der Kondensationskanäle
13 werden als zusätzliche Kondensationszonen genutzt.
[0066] Die Rückschlagklappen 28 sind so angeordnet, daß sie für eine fallende Luftbewegung
im Kondensationskanal 13 den Verbindungsweg in den Verbindungsöffnungen 27 freigeben
und bei entgegengesetzter Luftbewegung geschlossen sind. Die Rückschlagklappen 28
werden durch Schwerkraft der Luftbewegung betätigt, können aber auch mit einer temperatur-
und/oder feuchteabhängigen Steuer- oder Regeleinrichtung betätigt werden, die in Abhängigkeit
von Meßwerten aus den Bereichen der Kondensationskanäle 13 und der Luftführungsschicht
9 arbeiten.
[0067] Die dem transparenten Wetterschutz 201 zugekehrte Oberfläche des Speicherbauteils
bildet die Verdungstungszone 2. Sie ist mit der Flüssigbefeuchtungsanlage 7 ausgestattet.
Die Luftführungsschicht 9 hat außer den Verbindungsöffnungen 27 eine untere Zuluftöffnung
29 und eine obere Warmluftöffnung 30. Die Zuluftöffnung 29 hat einen Ungezieferschutz
und die Warmluftöffnung eine verschließbare Sommerklappe 31. Die Zuluftöffnung 29
kann durch Belastung nach unten aufgeklappt werden, z.B. bei abfallenden Eisstücken.
[0068] Die Luft in der Luftführungsschicht 9 wird durch die auftreffende Strahlung 4 erwärmt
und durch die Feuchteabgabe der Verdunstungszone 2 befeuchtet. Sofern der Kern des
Speicherbauteils 3 und die in den Kondensationskanälen 13 enthaltene Luft während
der Heizperiode deutlich kälter ist als die Feuchtluft 10 in der Luftführungsschicht
9, kommt es zum Auftrieb der Feuchtluft 10, zum Öffnen der Rückschlagklappen 28 und
zum Luftaustausch durch Zirkulation. Die in die Kondensationskanäle 13 eindringende
Feuchtluft 10 kühlt ab, kondensiert und setzt die Zirkulation fort, bis das Ungleichgewicht,
z.B. durch Aussetzen der auftreffenden Strahlung 4,beendet ist. Die Kondensationsfeuchte
aus den Kondensationskanälen wandert ebenfalls zur Verdunstungszone.
[0069] Wenn sich bei weiterer Abkühlung der Luft in der Luftführungsschicht'9 ein umgekehrtes
Ungleichgewicht durch wärmere Luft in den Kondensationskanälen 13 ergibt, verhindern
die entgegen wirkenden Rückschlagklappen 28 einer energievernichtende Zirkulation.
[0070] Um eine Überhitzung des raumabschließenden Bauteils 1 im Sommer zu vermeiden, wird
dann die Warmluft öffnung 30 aufgestellt und die in der Luftführungsschicht 9 erwärmte
Luft unmittelbar der Außenluft 5 zugeführt. Frische Außenluft 5 kann djrch die Zuluftöffnung
29 nachströmen. Außerdem ist durch die Flüssigbefeuchtungsanlage 7 eine Befeuchtung
der Verdunstungszone 2 möglich. Durch die Bindung der der Umgebung entnommenen Verdunstungswärme
wird beim Verdunsten dieser Feuchtigkeit eine Abkühlung bewirkt.
[0071] Sofern die Rückschlagklappen 28 in ihre Arbeitsrichtung umschaltbar gestaltet werden,
wird im Sommer die untere Verbindungsöffnung 27 zur Zuführung von Außenluft in den
Kondensationskanal 13 und die obere zur Luftabführung gewählt. Im Sommer kann sich
dann nachts kühle Außenluft in dem Kondensationskanal 13 am Speicherbauteil 3 erwärmen
und Feuchte aufnehmen. Das bewirkt eine zusätzliche Lufttrocknung für das Speicherbauteil.
[0072] Fig. 7 zeigt am Beispiel der Fig. 5 im h,x-Diagramm den zusätzlichen Energiegewinn
durch Feuchtluft, wobei der Flüssigkeitsteil 17 des Hybridkollektors ausgeschaltet
ist.
[0073] Als Vergleichsbasis wird für die Außenluft 5 während der Sonnenscheinstunden in der
Heizzeit ein Klima von 4 °C und 50 % r.F. beim Punkt 114 angenommen. Die Einstrahlung
auf den Luftteil 64 bei abgeschalteter Befeuchtung sei so stark, daß 1 m
3 Frischluft in 1 Minute bei 10 m einfach verglaster Kollektorfläche auf 50 °C bei
115 erwärmt wird. Das entspricht einer Zunahme des Energieinhalts der Enthalpie von
10 auf 56 = 46 kJ/kg gemäß 116.
[0074] Wir die Befeuchtung des Luftteils 64 dagegen eingeschaltet und der Frischluft während
der Durchströmung des Kollektors durch Verdunstung Feuchte bis zu einer relativen
Luftfeuchte von ca. 80 % zugeführt, so bindet die Verdunstungswärme eingestrahlte
Energie und die Erwärmung erreicht beispielsweise nur 30 °C. Dadurch wird die Temperaturdifferenz
an der transparenten Schicht 63im Mittel um ca. 10 K gesenkt. Das entspricht 10 m
2 x 5,8/ (m
2 x K) x 10 °K x 60 s = 34 800 Ws ≈ 35 kJ. Der Energiegewinn der Frischluft steigt
von 10 kJ bei 114 auf 86 kJ bei 117, also um 76 kJ gemäß 118.
[0075] Die Fig. 8 zeigt einen Luftpuffer 33 in Form eines Nebenraums oder Treppenhauses
und einen Verzweigungsbaum als Prinzipskizze im vertikalen Schnitt.
[0076] Dem Luftpuffer 33 wird durch einen Einlaß 35 und einen oder mehrere Verzweigungsbäume
34 Feuchtluft aus den Luftführungsschichten 9 bzw. 62 bei geringer Strömungsgeschwindigkeit
zugeführt. Der Verzweigungsbaum 34 besteht aus einem System vom Luftkanälen, in denen
sich die Feuchtluft entsprechend der Luftdichtbeschichtung im Luftpuffer 33 zu Öffnungen
36 oder 37 und weiter zu Öffnungen 38 oder 39 bzw. 40 oder 41 bewegt und dann durch
Austrittsöffnungen 42,43,44 aus dem Luftpuffer 33 austritt. Die Austrittsöffnungen
42,43,44 werden unterschiedlichen Feuchtluftabnehmern zugeordnet. Beispielsweise wird
die energiereichste Luft durch die Austrittsöffnung 42 den Wonräumen,Luft für die
Kondensationszone 11 durch die mittlere Austrittsöffnung 43 und die energieärmste
Luft durch die tiefstliegende Austrittsöffnung 44 den Kondensationskanälen 13 zugeführt.
[0077] Fig. 9 zeigt verschiedene Beispiele von raumabschließenden Bauteilen, bei denen die
Speicherschicht vorwiegend durch statisch nicht beanspruchte Baustoffe und Baustoffschichten,
z.B. aus Lehm oder Ton, gebildet werden. Die Innendämmung 12 besteht beispielsweise
aus Mineralwolle als Dämmplatte 23 und Holz als Innenverkleidung 21. Als tragende
Konstruktion kommen Bolz als Dachkonstruktion 15 oder als Wandstiele oder keramische
Formteile zur Anwendung. Die transparente Schicht 8 besteht aus Drahtglas.
[0078] Bei Fig. 9A ist das Speicherbauteil 3 nicht tragend zwischen Wandstielen 46 aus Holz
eingefügt. Die Wandstiele 46 sind durch Kondensationsfeuchtesperren 19 von der Masse
des Speicherbauteils 3 getrennt. Die Innendämmung 12 wird durch die Dämmplatten 23
und die Innenverkleidung 21 gebildet.
[0079] In Fig. 9B besteht das Speicherbauteil 3 aus einem statisch beanspruchten, keramischen
Formteil 47 mit Aussparungen 48 und einer statisch unbeanspruchten Lehmfüllung in
einem Teil der Aussparungen 48. Eine der Aussparungen 48 wird als Kondensationskanal
13 verwendet und daher im Winter von Feuchtluft, im Sommer dagegen von kühler, nächtlicher
Außenluft durchströmt. Die Innendämmung 12 besteht aus Mineralwolle mit einer Gewebeschicht
als Abdeckung. Ein Beispiel zeigt, wie die Speichermasse teils als Bauteil 47 ausgeführt
wird, das dem Frost aus Festigkeit widersteht, und teils aus Material, bei dem der
Frost wegen der geringen Festigkeit und fehlender statischer Funktion keinen Schaden
anrichtet. Ebenso ist es möglich, den nichttragenden Teil des Speicherbauteils 3 im
äußeren Bereich aus Holz und im inneren Bereich aus Lehm oder Ton herzustellen und
so Baustoffe anzuwenden, die nur geringen Enrgieaufwand vor dem Einbau erfordern.
Das Holz kann in kurzen Abschnitten in Richtung Stamm-Zopf / innen-außen eingebaut
werden, und zur Vergrößerung der Oberflächen und des Feuchteübergangs können die Hirnzholzflächen
eingeschnitten werden.
[0080] Bei Abb. 9C übernehmen kermaische, mit Kondensationskanälen 13 versehene Formteile
49 die Funktion von tragenden Stützen. Sie sind gleichzeitig Bestandteil des Speicherbauteils
3, das jedoch überwiegend von seitlich eingreifenden Feldern 50 aus Lehm oder Ton
gebildet wird, die zum Wetterschutz 201 hin eine räumlich geformte Oberfläche 51 aufweisen,
die zur Vergrößerung der Oberfläche und der Verdunstungsleistung dient. Die Innendämmung
12 trennt die verschiedenen Teile des Speicherbauteils 3 von der Raumluft 6.
[0081] In Fig. 9B und 9C können die Formteile 47, 49 um die Lehmfüllungen Feuchtespeicher
sein.
[0082] Die Fig. 9D zeigt einen Dachausschnitt zwischen der Raumluft 6 und der Außenluft
5. Auf den Sparren der Dachkonstruktion 15 liegen Dämmplatten 6
8 einer Innendämmung auf. Zwischen Konterlatten 69 aus Metall, die das Speicherbauteil
3 aus Lehm tragen, ist ein Luftraum. Mit dem Speicherbauteil 3 ist ein räumliches
Gitter 70 aus Metall verbunden, das unten auf den Konterlatten 69 aufliegt und das
Speicherbauteil trägt bzw. aussteift. Auf den Oberkanten des räumlichen Gitters 70
ist eine transparente Schicht 63 abgestützt, die z.B. aus Wellplatten bestehen kann.
Der Zwischenraum zwischen Speicherbauteil 3 und transparenter Schicht 63 ist ein ein
Luftraum innerhalb des räumlichen Gitters und bildet die Luftführungsschicht 62.
[0083] Die Abbildungen 9E und 9F zeigen am Beispiel des Firstpunktes des Daches nach 9D
unterschiedliche Luftführungen des Schichtaufbaus nach Fig. 9D. Dabei bilden die Dämmplatten
68 eine am First geschlossene Schicht über der Dachkonstruktion 15. Die Speicherbauteile
3 stoßen am First nicht aneinander und ermöglichen eine Verbindung der Luftschicht
zwischen den Konterlatten 69 und der Luftführungsschicht 62. Auch die beiden Flächen
der transparenten Schicht 63 stoßen am First nicht zusammen. Es ist eine vertikal
bewegliche, über die Länge des Firstes erstreckte Firstklappe 71 angeordnet, die in
Fig. 9E und 9F in unterschiedlicher Position gezeigt ist.
[0084] Die Fig. E zeigt den Winterbetrieb, während dessen die Firstkappe 71 abgesenkt ist
und die Öffnung zwischen den beiden transparenten Schichten 63 schließt. Die Frischluft
wird am Traufpunkt in die Luftführungsschicht
62 eingeleitet und am Firstpunkt in die Luftschicht zwischen den Konterplatten 69 eingesaugt,
dort weiter mit sensibler und latenter Wärme angereichert und nach Verlassen dieser
Luftschicht dem Luftpuffer 33 oder einer andereaFeuchtluft-Nutzung zugeführt.
[0085] Die Fig. 9F zeigt demgegenüber den Sommerbetrieb, bei dem die Firstkappe 71 angehoben
ist und die Öffnung zwischen den transparenten Schichten 63 freigibt. Die Luft tritt
an der Traufe in die Luftführungsschicht 62 und die Luftschicht zwischen den Kontermetallen
69 ein, erwärmt sich und steigt hinauf bis zum First. Die Luft aus beiden Schichten
62 und 70 tritt an der Firstöffnung aus zur Außenluft 5. Diese Durchströmung führt
Wärme ab und trocknet das Speicherbauteil 3 aus. Zur Minderung hochsommerlicher Wärmebelastungen
kann das Speicherbauteil 3 befeuchtet werden, damit die Verdunstungswärme zur Abkühlung
beiträgt (vgl. Fig. 5). Die Befeuchtung kann u.a. durch dochtartige Stränge erfolgen,
die von im Dach angeordneten Wasserbehältern in das Speicherbauteil 3 hineinführen
und das Wasser drucklos und kapillar in diesen verteilen.
[0086] Nachfolgend werden die wichtigsten Merkmale und Vorteile der Erfindung noch einmal
wie folgt zusammengefaßt:
a) Energiesparender Behaglichkeitsbereich
[0087] Ein Raumklima von 23 °C Lufttemperatur und 40 % r.F. wird als ebenso behaglich empfunden
wie 18 °C und 70 % r.F.. Der Energiegehalt der Luft ist in beiden Situationen annähernd
gleich. Jedoch ist im ersten Beispiel sowohl der Transmissionsverlust infolge des
höheren Temperaturgefälles zur Außenluft als auch der Anteil der sensiblen Wärme zur
Aufheizung der Außenluft auf das Raumklima höher. Demgegenüber kann im zweiten Beispiel
die zugeführte Außenluft energiesparend dem Raumklima angepaßt werden, wenn der latente
Energieanteil (Luftfeuchte) aus Abwärme oder Solarenergie genutzt wird.
[0088] Es ist möglich, evtl. Regelungsanlagen der Lüftung so zu programmieren, daß sie entsprechend
der jeweiligen Nutzungsart so entlang der Behaglichkeitsgrenze eingestellt sind, daß
die Obergrenze der Luftfeuchte und die Untergrenze der Temperatur angesteuert werden,
sofern und soweit die Luftfeuchte aus inneren Feuchtequellen oder der Verdunstungszone
gewonnen wird.
b) Nutzung der Kondensationswärme
[0089] Es sollen bewußt und verstärkt Kondensationsvorgänge an und in Außenbauteilen erfolgen
und die dabei freiwerdenden Wärmemengen zur Minderung des Heizenergieverbrauchs beitragen.
[0090] Außerdem soll Feuchtluft gewonnen und u.a. über Kondensation genutzt werden. Die
Feuchtluft-Nutzung setzt zunächst eine Abgrenzung der Verdunstungsflächen von der
Außenluft 5 voraus, die bei den Kondensationskanälen 13 automatisch gegeben ist und
bei der oberflächlichen Verdunstungszone 2 durch eine transparente Schicht 8 geschaffen
wird.
[0091] Die Feuchtluft kann die latente Wärme aus inneren Wärmequellen erhalten haben oder
die Feuchte kann aus Solarverdunstung gezielt zugeführt werden.
c) Verstärkung der Kondensationsvorgänge
[0092] Die Kondensation wird durch Absenkung der Temperatur der Kondensationszone 11 und
durch flächenvergrößernde Formgebung der Fläche der Kondensationszone 11 verstärkt.
Die Absenkung der Temperatur der Kondensationszone kann durch eine dampfdurchlässige
Innendämmung 12 oder durch eine von der Raumluft 6 hinterlüftete Innenverkleidung
21 erreicht werden.
[0093] Die Verwendung besonders feinporigen Materials begünstigt die Feuchteaufnahme im
Bereich der Kondensationszone.
d) Innendämmung
[0094] Bei Kondensationszonen 11, die an die Raumluft 6 von Aufenthaltsräumen grenzen, kann
eine Innendämmung 12 mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringem Dampfidffusionswiderstand
zwischengeschaltet werden, um an der Kondensationszone die Lufttemperatur zu senken
und die relative Luftfeuchte zu erhöhen.
[0095] Die Innendämmung 12 kann raumseitig aus einem mechanischen Schutz 22 und speicher-
oder kondensationsseitig aus einer Dämmplatte 23 bestehen. Der mechanische Schutz
22.muß ebenfalls dampfdurchlässig sein.
e) Innenverkleidung
[0096] Die Absenkung der Temperatur der Kondensationszone 11 kann auch durch den Vorsatz
einer ungedämmten oder gedämmten Innenverkleidung 21 erreicht werden, die nicht dampfdurchlässig
sein muß. Zur Erzielung der Kondensation muß jedoch zwischen der Innenverkleidung
21 und der Kondensationszone eine Hinterlüftung mit Raumluft 6 erfolgen.
[0097] Innendämmung 12 und Innenverkleidung 21 und ihre Bestandteile können auch kombiniert
werden, z.B. kann eine nicht gedämmte Innenverkleidung 21 mit Hinterlüftung vor die
Dämmplatte 23 gesetzt werden.
[0098] Sowohl die Innendämmungen 12 als auch die Innenverkleidungen 21 als auch deren Kombinationen
können demontierbar angebracht werden, damit sie auch von den Raumnutzern, z.B. zu
Wartungs- oder Kontrollvorgängen, abgenommen und wieder angesetzt werden können. Die
Wirkung der Innenverkleidung kann auch durch einen mit Raumluft hinterlüfteten Einrichtungsgegenstand,
z.B. ein Einbauregal oder einen Schrank, vor einer Wand erzielt werden.
f) Feuchte in Bauteilen als Latentspeicher
[0099] Es sollen die Übergänge des Wassers zwischen allen drei Phasenzuständen genutzt werden.
Im gasförmigen Zustand wird der Wasserdampf in Verbindung mit der Luft transportiert.
[0100] Die Speicherung erfolgt im flüssigen und festen Zustand in den Speicherbauteilen
3.
[0101] Während bei üblichen Speichern zunächst Wärme erzeugt und bis zur Nutzung auf einem
Niveau eingespeichert wird, das mehr Energieinhalt als im Ausgleichszustand mit der
Umgebung hat, wird hier ein umgekehrtes Prinzip genutzt. Die Kondensationsfeuchte
bewirkt eine Durchfeuchtung des Speicherbauteils 3 und zur Wiederherstellung des Feuchtegleichgewichts
auf dem Niveau der Ausgleichsfeuchte wird die erst später erwartete auftreffende Strahlung
4 als Wärmeenergie nutzbar gemacht.
g) Feuchtixkeitstransport
[0102] Der Transport im flüssigen Zustand innerhalb des Speicherbauteils 3 und im Austausch
mit der Kondensationszone 11 und der Verdunstungszone 2 erfolgt überwiegend durch
Kapillarität.
[0103] Die Stoffe des Speicherbauteils werden entsprechend der Richtung ihres größten Feuchtetransportvermögens
eingebaut. Beispielsweise werden die Fasern von pflanzlichen Stoffen in Richtung einer
kurzen Verbindung zwischen Kondensationszone 11 und Verdunstungszone 2 angeordnet
(auch Orientierung nach Zopf- und Stammende ist Bestandteil der Richtung).
[0104] Insbesondere bei Mischbauweise (z.B. Stein/Holz) oder an den Übergängen unterschiedlicher
Bauteilkonstruktionen oder besonders in Verbindung mit dem Einbau von Kondensationsfeuchtesperren
19 kann es zweckmäßig sein, die Feuchtigkeit innerhalb des raumabschließenden Bauteils
1 parallel zur Oberfläche oder in schräger Richtung durch das Bauteil zu führen. Zu
diesem Zweck können Feuchteausgleichsschichten 18 angeordnet werden. Sie bewirken
löschblattartig innerhalb ihrer Fläche oder Schicht einen Feuchteausgleich.
h) Feuchtigkeitsableitung
[0105] Sofern in besonderen Situationen, z.B. beim großflächigen Einbau von Kondensationsfeuchtesperren
19 eine bauteilinterme Einspreicherung der Feuchte und deren Weiterleitung an die
Verdunstungszone 2 nicht möglich oder zweckmäßig ist, können Kondensationsfeuchteabführungen
eingebaut werden. Die Kondensationsfeuchteabführungen erfassen die Kondensationsfeuchte,
soweit sie an senkrechten oder geneigten Flächen in fließfähigen Mengen auftreten.
Die Kondensationsfeuchte wird mit rinnenartigen Formgebungen erfaßt und in Rohren
aus dem.Bauteil abgeführt.
[0106] Die von den Kondensationsfeuchteabführungen erfaßte Kondensationsfeuchte kann ins
Freie oder in die haustechnischen Abwasserleitungen oder in Sammelgefäße oder zu Flüssigbefeuchtungsanlagen
7 abgeleitet werden.
i) Energieeinsparung durch Eisbildung
[0107] Bei der Ausführung der transparenten Schicht 8 ist es leicht möglich, die Luftführungsschicht
9 so zu gestalten, daß Eisteile von der transparenten Schicht 8 oder der Verdunstungszone
2 abfallen können. Solches Eis kann im Winter durch Kondensationsfeuchte an der transparenten
Schicht 8 oder durch Besprühen mit der Flüssigbefeuchtungsanlage 7 an der transparenten
Schicht 8 und der Verdunstungszone 2 gebildet werden und durch Freisetzen der Erstarrungswärme
das Temperaturgefälle zwischen Raumluft 6 und der eisbildenden Stelle mindern und
so die Transmissionsverluste senken. Wenn sich das Eis bei einsetzender Sonneneinstrahlung
oder Tauwetter löst und abfällt, wird die Schmelzwärme nicht mehr im Bereich der eisbildenden
Stelle gebunden und der Vorteil der Nutzung der Erstarrungswärme bleibt für die Energiebilanz
des Bauteils erhalten.
j) Hygroskopische und Ausgleichsfeuchte
[0108] Sowohl bei den Transportvorgängen als auch im Bereich der Kondensationsvorgänge als
auch bei den Verdunstungsvorgängen können auch die hygroskopische Wirkung der beteiligten
Stoffe und die jeweilige Veränderung zur Erreichung der Ausgleichsfeuchte zwischen
Stoff- und Luftfeuchte genutzt werden.
k) Energieeinsparung durch Temperaturdämpfung
[0109] Durch die Schwankungen der Außentemperatur und der Einstrahlung ist bei der hier
vorgeschlagenen Bauweise die Temperaturschwankung während der Heizperiode insbesondere
infolge der Verdunstungs- und Eisbildungsvorgänge geringer als bei herkömmlicher Bauweise.
Dadurch wird die Wärmeabgabe bei Solarstrahlungsangebot an die Außenluft geringer.
Diese Dämpfung wirkt energiesparend, da mehr Strahlungsenergie vom Bauteil aufgenommen
und die Gebäude-Energieverluste dadurch gemildert werden.
l) Verdunstung mit Solarenergie
[0110] Die Bereitstellung der Feuchtluft kann durch Verdunstungskollektoren erfolgen. Die
Energieverluste von Verdunstungskollektoren sind geringer als die reiner Luftkollektoren,
denn es wird ein höherer Energieinhalt bei geringerem Temperaturgefälle zur Außenluft,
also bei geringeren Transmissionsverlusten, erfaßt. Die Strahlungsaufnahme wird durch
dunkle Farbgebung der strahlungsaufnehmenden Verdunstungszone verbessert.
m) Steigerung des Verdunstungsvorgangs
[0111] Die Verdunstung kann durch flächenvergrößernde Formgebung der Verdunstungsfläche
gesteigert werden.
[0112] Auch der Einsatz von Pflanzen zur Verbesserung der Verdunstung ist möglich. Der dabei
erhöhte Sauerstoffgehalt bei der Feuchtluft ist ein weiterer Vorteil. Insbesondere
zur Austrocknung des Speicherbauteils 3 kann im Sommer und teils während der Übergangszeit
ein Durchströmen der Kondensationskanäle mit Luft von außen dienen.
n) Verbesserung der Feuchteverträglichkeit
[0113] Die Feuchteverträglichkeit der Bauteile wird durch Wahl besonders saugfähiger und
soweit erforderlich frostbeständiger Baustoffe erreicht.
[0114] Die Absenkung des Gefrierpunktes kann u.a. durch die Wahl besonders feinporigen Materials
(z.B. Keramik) oder durch Zusatz und die Ergänzung von Chemikalien (z.B. Salze) angestrebt
werden.
[0115] Es können in Verbindung mit dem Witterungsschutz der transparenten Schicht auch frostunempfindliche
Materialien (z.B. Lehm) als Speichermasse verwendet werden.
[0116] Sofern die Feuchte zu Bauschäden führen kann und zu deren Vermeidung dampf- und feuchtebremsende
oder -sperrende Schichten eingebaut werden, erfolgt der Einbau dieser Kon-
densationsfeuchtesperren 19 nicht zur Vermeidung der Kondensationsbildung, sondern
zur Vermeidung der Bauschäden. Beispielsweise kann eine Kondensationsfeuchtesperre
19 auf der "kalten Seite" einer Innendämmung ein nahegelegenes Holzbauteil vor Fäulnis
schützen, ohne die Bildung und Nutzung der Kondensationsfeuchte zu unterbinden.
o) Wechselnde Funktionsweisen im jahreszeitlichen Wechsel
[0117] Die Funktionsweise der einzelnen Teile der raumabschlie-Benden Bauteile 1 ändern
sich jahreszeitlich teils mit und teils ohne regelnden Eingriff. Im Sommer dient die
Verdunstung der Kühlung und damit dem sommerlichen Wärmeschutz, während sie im Winter
der Gewinnung von Feuchtluft dient, um deren Energieinhalt zu nutzen. Außerdem soll
die sommerliche Trocknung im Bauteil ein Feuchtedefizit schaffen, das mit einer Energiespeicherung
gleichgesetzt werden kann. Demgegenüber stellt die winterliche Überfeuchtung ein Energiedefizit
dar, das erst im Sommer abgebaut wird. Die gleichen Vorgänge erfolgen auch in den
Übergangszeiten, allerdings mit geringeren Feuchtedifferenzen, aber dafür in vielfachem
Zyklus.
[0118] Als Beispiel für regelnde Eingriffe während der Jahreszeiten sind beispielsweise
die Umstellungen an den Warmluftöffnungen 30 und den Rückschlagklappen 28 zu nennen,
die von der Feuchtluftgewinnung im Winter auf den Trocknungsbetrieb im Bereich der
Verdunstungszone 2 und von der Wärmegewinnung durch Kondensation auf den Trocknungs-
betrieb durch Verdunstung im Bereich der Kondensationskanäle 13 umgeschaltet werden.
p) Sonstige Vorteile (Schallschutz, Eisaussonderung)
[0119] Die Erfindung kann sich auf andere Bauteileigenschaften günstig auswirken. Beispielsweise
wird durch den möglichen Übergang von frostbeständigen zu frostunbeständigen Materialien
wie von Stein zu Lehm bei den Speichermassen der Außenwände der Schallschutz verbessert.
Beim Dach wird durch den Einbau der Speicherschicht zwischen der transparenten Schicht
und der Wärmedämmung zusätzliche Masse eingebracht, die sich günstig auf den Schallschutz
auswirkt. Beim Dach werden außerdem die Funktionen der wasserabführenden Schichten
und der Hinterlüftung geändert bzw. zusätzlich genutzt.
[0120] Die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 2 erwähnten Werte der Mindestkondensationsfähigkeit
bzw. der Mindestverdunstungsfähigkeit werden nach Meßmethode III bzw. Meßmethode IV
ermittelt. Die Meßmethode III besteht darin, daß im Speicherbauteil 3 zunächst die
Ausgleichsfeuchte bei 0 °C und 80 % r.F. hergestellt und dann das Bauteil 1 einen
Tag lang auf der Innenseite einem Klima von 18 °C und 70 % r.F. und auf der Außenseite
einem Klima von 0 °C und 80 % r.F. ausgesetzt wird. Dagegen besteht die Meßmethode
IV darin, daß ein Bauteil 1, nachdem es der Meßmethode I oder II unterworfen wurde
und dabei wenigstens 500 g bzw. 2000 g Feuchte gespeichert hat, auf der Innenseite
einem Klima von 18 °C und 70 % r.F. und auf der Außenseite einem Klima von 0
0C und 80 % r.F. ausgesetzt wird, wobei das Außenklima in einem Abstand von einem Meter
von der Außenseite des Bauteils 1 ermittelt und die Außenseite des Bauteils 1 darüberhinaus
mit einer unmittelbar dort gemessenen Strahlung von 1000 W/m2 beaufschlagt wird.
1) Raumabschließendes Bauteil (1) für ein Gebäude zum Abschluß der Raumluft (6) eines
beheizbaren Innenaums gegen die Außenluft (5) der äußeren Umgebung, mit einem k-Wert (Wärmedurchgangskoeffizienten) gleich oder kleiner als 1,56 bzw. 1,47 W/(m2'K) und bestehend aus einer Innendämmung (12) auf der Innenseite ohne kapillar wirkende
Verbindung zwischen deren Oberfläche und einem kapillar Feuchte leitenden Speicherbauteil
(3) auf der Außenseite, wobei das Bauteil (1) über die Ausgleichsfeuchte hinaus zusätzlich
Feuchte aufnehmen kann, die durch Kondensation gebildet und durch Verdunstung abgebaut
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der sd-Wert der Innendämmung (12) gleich oder kleiner
als 0,1 m ist und der Anteil des k-Wertes der Innendämmung (12) am Gesamt-k-Wert des
Bauteils (1) so bemessen ist, daß der Taupunkt und damit die Kondensationszone (11)
für ein vorgewähltes Klima der Raumluft in Abhängigkeit von der langjährigen Durchschnittstemperatur
der Außenlust (5) der Monate Dezember und Januar am Bauort im Bereich der Grenzfläche
zwischen der Innendämmung (12) und dem Speicherbauteil (3) angeordnet ist.
2) Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationszone (11)
in einem Bereich liegt, der von der Grenzfläche aus höchstens ein Drittel der Dicke
der Innendämmung (12) undein Drittel der Dicke des Speicherbauteils (3) umfaßt.
3) Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherbauteil
(3) aus einem Material besteht, das mindestens zu 0,1 % des Volumens aus Poren besteht,
deren Radius gleich oder kleiner 10-7 m ist.
4) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis des sd-Wertes des Speicherbauteils (3) zum sd-Wert der Innendämmung
(12) gleich oder größer als 15:1 ist.
5) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innendämmung (12) auf der dem Speicherbauteil (3) zugewandten Seite aus einem
feuchtigkeitsbeständigen Material besteht.
6) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speicherbauteil (3) aus einem Material mit einer Mindestkondensationsfähigkeit
von 30 g/m2 Bauteilfläche während eines Tages besteht.
7) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speicherbauteil (3) aus einem Material mit einer Mindest-Zusatz-Feuchteaufnahmefähigkeit
von 500 g nach Meßmethode I besteht.
8) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speicherbauteil (3) aus einem Material mit einer Mindest-Zusatz-Feuchteaufnahmefähigkeit
von 1000 g, berechnet nach DIN 4108 besteht.
9) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speicherbauteil (3) aus einem Material mit einer Mindest-Zusatz-Feuchteaufnahmefähigkeit
von 2000 g nach Meßmethode II besteht.
10) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speicherbauteil (3) aus einem Material mit einer Mindestverdunstungsfähigkeit
von 30 g/m2 Bauteilfläche während vier Stunden besteht.
11) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß es auf der Außenseite des Speicherbauteils (3) eine von diesem durch eine Luftführungsschicht
(9) getrennte, transparente Schicht (8) aufweist.
12) Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsschicht (9)
mit dem beheizbaren Raum und/oder der Kondensationszone (11) und/oder Kondensationskanälen
(13) im Speicherbauteil (3)und/oder einem Luftspeicher (33) und/bder einem Lufttrenner
und/oder einer haustechnischen Wärmerückgewinnung (14) verbunden ist.
13) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der der Raumluft (6) abgewandten Seite der Innendämmung (12) oder im Speicherbauteil
(3) teil-oder ganzflächig Kondensationsfeuchtesperren (19) und/oder Feuchteausgleichsschichten
(18) und/oder Kondensationsfeuchteabführungen vorgesehen sind.
14) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Speicherbauteil (3) aus einem Material mit gerichteter Kapillarität besteht
und die Kapillaren von der Kondensationszone (11) zur Verdunstungszone (2) führen.
15) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß es mit einer Flüssigbefeuchtungsanlage ( 7) versehen oder verbunden ist.
16) Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftführungsschicht (9) mit vertikalen Verzweigungsbäumen (34) verbunden ist,
diese an einen Luftpuffer (33) angeschlossen sind und der Luftpuffer (33) in unterschiedlichen
Höhen angeordnete Austrittsöffnungen (42,43, 44) aufweist.