Verfahren zum Schutz von Bauten mittels vertikaler, energieautarker Windströme

Abstract

 Durch den Einsatz von Spoilern - konstruktive Modifikation von Düsen - ist es möglich, horizontale, schadstoffreiche Windströmungen in vertikale Richtung umzulenken, diesen eine größere Geschwindigkeit zu verleihen und die dadurch entstehenden Windschilder zum Schutz dahinterliegender Bauten vor dem Schadstoffangriff zu nutzen. Eine praktische Einsatzmöglichkeit ist in Schema 1 dargestellt.
Bei der Konstruktion bzw. Berechnung dieser Spoiler können auch weitere physikalische Gesetze, wie z.B. der thermische Auftrieb - verstärkt durch den Einsatz wärmeabsorbierender /-leitender Materialien - und das Induktionsprinzip - Wasserstrahlpumpe - wie in Schema 2 angedeutet, sinnvoll genutzt werden.
Diese Konstruktionen haben auch weitere Einsatzmöglichkeiten:
   als Windschutz in windstarken Gegenden
   zur Realisierung einer vertikalen Belüftung in Städten oder Stadtgebieten welche über die landschaftlichen Voraussetzungen verfügen und in denen aufgrund der städtebaulichen Situation eine horizontale Belüftung unmöglich ist, z.B. Athen.

Beschreibung

[0001] Das hier angemeldete Verfahren ist entstanden, im Bestreben eine vertretbare Methode zu entwickeln, um nicht allein den Smog in den Städten zu bekämpfen, sondern um vielmehr seine schädlichen Wirkungen aufDenkmäler und schutzwürdige Bauten zu minimieren.

[0002] Am deutlichsten wird die Problematik am Beispiel der Akropolis in Athen.

[0003] Die in der tiefer gelegenen Innenstadt produzierten Abgase erreichen das Monument und greifen mit ihren Schadstoffen den Marmor an. Um Abhilfe zu schaffen, wurde u.a. auch die Möglichkeit diskutiert, den gesamten Baukomplex unter einer Glaskuppel zu setzen, wobei der dann entstehende Raum mit aufbereiteter, gereinigter Luft versorgt werden müßte.

[0004] Eine einfachere Lösung besteht in der auch anderorts eingesetzten Möglichkeit, mittels Spoilern vertikale Windströmungen hoher Geschwindigkeit zu erzeugen, welche die mit Schadstoffen angereicherte Luft daran hindern, das zu schützende Objekt zu erreichen.

[0005] In der Gasdynamik werden Düsen und Diffusoren eingesetzt, um die potentielle Energie eines Gases in dynamischer Energie umzuwandeln und umgekehrt.

[0006] Eine konstruktive Abwandlung zur Nutzung dieses gasdynamischen Effektes stellen die Spoiler dar, welche im Gegensatz zu Düsen und Diffusoren asymmetrisch gestaltet sind und vorallem im Automobilbau eingesetzt werden.

[0007] Erfindungsgemäß wird der angestrebte Effekt dadurch erreicht, daß Spoiler (S), Schema 1, um das zu schützende Objekt herum installiert werden, welche die vorherrschenden Windverhältnisse wie folgt beeinflussen:

[0008] Die Druckenergie - Staudruck - der Windkomponente B wird mit Hilfe des erwähnten Spoilers S in Strömungsenergie umgewandelt, so daß am Ausgang desselben die Windkomponente C mit einer viel höheren Geschwindigkeit entsteht. In der Folge addieren sich die Komponenten A und C und ergeben die Resultierende D. Es wird aus dieser schematischen Darstellung ersichtlich, daß die schadstoffreiche Komponente A das Schutzobjekt nicht mehr erreichen kann.

[0009] Wenn auch die Annahme, daß die neu entstandene Windkomponente D wieder fallen und das Monument doch erreichen kann, nicht mit Sicherheit auszuschließen ist, ist genau so richtig anzunehmen, daß durch Verwirbelungs- und Beimischungseffekte die fallende Windkomponente schadstoffärmer sein wird als die Urkomponente A.

Bei der Ausgestaltung dieser Spoiler lassen sich weitere physikalische Gesetze sinnvoll nutzen, wie z.B. : der Wärmeauftrieb, der dadurch entsteht, daß man die Außenhaut des Spoilers wärmeabsorbierend ausbildet,

der höhenbedingte Druckunterschied zwischen dem Einlaß und der Mündung des Spoilers - Stichwort Mindestschornsteinhöhe-,

das Induktionsprinzip - Stichwort Wasserstrahlpumpe - in dem man durch geschickte Kombination mehrerer Spoiler mit genau abgestimmten Querschnittsverengungen und -erweiterungen, den Luftzug in der Konstruktion und somit auch die Geschwindigkeit der Windkomponente C an ihrem Auslaß steigert - Schema 2 -.

[0010] Desweiteren kann der Einlaß der vorbeschriebenen Konstruktion mit geeigneten Filtern ausgestattet werden, so daß die Windresultierende D bereits beim Entstehen eine kleinere Schadstoffkonzentration aufweist als die Komponenten A oder B.

[0011] Abhängig von den Witterungsverhältnissen könnten aber auch die vorbeschriebenen Konstruktionen eingesetzt werden, um eine vertikale Entlüftung einer Stadt oder eines Stadtgebietes zu erreichen, soweit dies nützlich und landschaftlich, durch Hügel oder Felsformationen, gegeben ist.

[0012] Athen ist aufjeden Fall für die hier angemeldete Methode prädestiniert.

Ansprüche

Verfahren zum Schutz von Bauten mittels vertikaler, energieautarker Windströme dadurch gegenzeichnet, daß

1. mit Hilfe geeignet gestalteter Spoiler horizontale, schadstoffreiche Windströme in vertikale Strömungen großer Geschwindigkeit umgewandelt werden, um dadurch dahinter liegende Bauten vor diesen schadstoffreichen Strömen zu schützen,

2. davon unabhängig, wie diese Spoiler gestaltet und ob diese zusätzlich durch geeignete, z.B. elektrostatische Filter ergänzt werden.

Verfahren zum Schutz von Bauten mittels vertikaler, energieautarker Windströmen dadurch gegenzeichnet, daß

3. vorgenannte Spoilerkonstruktionen auch in smogbelasteten Städten oder Stadtgebieten eingesetzt werden können, um eine vertikale Entlüftung dieser zu erreichen.

Verfahren zum Schutz von Bauten mittels vertikaler, energieautarker Windströmen dadurch gegenzeichnet, daß

4. vorgenannte Spoilerkonstruktionen, geeignet ausgeformt, dazu benutzt werden können, um ein Windschild zu erzeugen und dadurch dahinterliegende Gebäude oder Gegenstände von zu starken Windströmungen zu schützen.

Zeichnung