RAUMKLIMATISIERUNGSELEMENT

Abstract

 Raumklimatisierungselement (1), umfassend einen Klimatisierungskörper (2), der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix (3) auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper (2) ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit durchzuleiten, wobei der Klimatisierungskörper (2) eine Wasserdurchleitfähigkeit von mindestens 0,3 g/min×m² aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Raumklimatisierungselement, umfassend einen Klimatisierungskörper, der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix auf der Basis von Lehm ausgebildet ist.

[0002] Ein derartiges Raumklimatisierungselement ist aus der EP 2 980 330 B1 bekannt. Das im Stand der Technik beschriebene Raumklimatisierungselement ist als Lehmbauplatte ausgebildet und geeignet, Klimatisierungskomponenten, insbesondere Heizungskomponenten aufzunehmen.

[0003] Ökologische Baustoffe, wie Lehm oder auf Kalk basierende Baustoffe weisen den Vorteil auf, dass weniger Chemikalien in das Gebäude eingebracht werden. Des Weiteren haben derartige Baustoffe keinerlei negativen Einfluss auf die Gesundheit der Bewohner. Ein weiterer Vorteil ist, dass Materialien aus ökologischen Baustoffen einfach dem Recycling zugeführt werden können. Neben der Vermeidung gesundheitsgefährdender Emissionen verfügt Lehm darüber hinaus über hervorragende bauphysikalische Eigenschaften, die das Raumklima verbessern und das Wohlbefinden der Bewohner steigern. Beispielsweise weist Lehm eine hohe Wärmespeicherkapazität auf und besitzt die Fähigkeit, durch Speicherung und Abgabe von Wasser die Raumluftfeuchtigkeit regulieren zu können. Darüber hinaus hat Lehm abschirmende Eigenschaften gegenüber elektromagnetischer Strahlung.

[0004] Bislang wurden auf Lehm basierende Bauelemente, wie Lehmbauplatten zumeist zur Bekleidung oder Beplankung von Wänden oder Decken oder im Zusammenhang mit einer Flächenheizung, beispielsweise einer Wand- oder Deckenheizung eingesetzt.

[0005] Insbesondere vor dem Hintergrund einer zu erwartenden Klimaerwärmung besteht das Bedürfnis, Gebäude in den Sommermonaten zu klimatisieren. Hierzu kommen zumeist Klimaanlagen zum Einsatz, welche im Wesentlichen auf Luftaustausch der Raumluft beruhen. Eine weitere Möglichkeit zur Klimatisierung besteht darin, in den zu klimatisierenden Räumen Kühldecken anzubringen. Kühldecken sind Raumkühlsysteme für die Anordnung im Deckenbereich. Dazu werden unter einer Decke Montageplatten angeordnet, in welchen sich ein Rohrsystem befindet, welches von Kaltwasser durchströmt wird. Eine Klimatisierung kann auch mittels Peltier-Elementen erfolgen.

[0006] Dabei kann die Kühldecke flächig ausgebildet sein und einen Wärmeaustausch mit dem zu klimatisierenden Raum durchführen. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere denkbar, dass die Kühldecke Bestandteil einer kombinierten Klimatisierungs- und Raumheizung ist. In diesem Fall ist das Rohrleitungssystem nicht nur mit Kaltwasser sondern auch mit Warmwasser durchströmbar und kann so insgesamt den Raum temperieren und die Raumlufttemperatur sowohl erhöhen als auch senken.

[0007] Für eine besonders gute Funktionsfähigkeit der Kühldecke sollte die Oberflächentemperatur der Kühldecke etwa 4 bis 8 Kelvin unter der Raumtemperatur liegen. Dadurch, dass die Oberflächentemperatur der Kühldecke niedriger ist als die Raumlufttemperatur, kann Wasser aus der Raumluft an der Oberfläche der Kühldecke kondensieren.

[0008] Um zu verhindern, dass sich bei der Temperaturabsenkung die relative Luftfeuchtigkeit der Raumluft nicht wesentlich erhöht und an der Oberfläche der Kühldecke Kondensat niederschlägt, ist es bekannt, die Kühldecke mit einer mechanischen Luftentfeuchtung zu kombinieren. Hierbei ist aber nachteilig, dass für die Entfeuchtung eine zusätzliche Anlagentechnik und zusätzliche Energieaufwendungen benötigt werden.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Raumklimatisierungselement bereitzustellen, welches neben der Temperaturregelung des zu klimatisierenden Raumes auch eine Beeinflussung der Raumluftfeuchtigkeit ermöglicht.

[0010] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 3 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

[0011] Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst das Raumklimatisierungselement einen Klimatisierungskörper, der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit durchzuleiten, wobei der Klimatisierungskörper eine Wasserdurchleitfähigkeit von mindestens 0,3 g/min×m² aufweist.

[0012] Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst das Raumklimatisierungselement einen Klimatisierungskörper, der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen, wobei der Klimatisierungskörper während eines Zeitraums von 12 Stunden eine Wasserdampfadsorption von mindestens 90 g/m² bei einer Änderung der relativen Luftfeuchte von 50% auf 80% aufweist.

[0013] Gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst das Raumklimatisierungselement einen Klimatisierungskörper, der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen und/oder durchzuleiten, wobei die Matrix mit Zuschlägen versehen ist, wobei ein Zuschlag Tonmineralien umfasst, wobei der Gewichtsanteil der Tonmineralien an der Matrix mindestens 15 Gew.% beträgt.

[0014] Im Vergleich zu anderen Baustoffen weisen Lehmbaustoffe ein sehr großes Wasserdampfadsorptionsvermögen auf. Dementsprechend kommen aus Lehmbaustoffen ausgebildete Klimatisierungskörper vorzugsweise dort zum Einsatz, wo aus raumklimatischer Sicht Verbesserungen der hygienischen Bedingungen in Innenräumen vor allem bei geringen Luftwechselraten gefordert sind.

[0015] Neben dem porenbedingten Sorptionsvermögen wirken insbesondere die lokalen Ladungsdifferenzen an den inneren und äußeren Oberflächen der Tonminerale anziehend auf die Wassermoleküle aus der Umgebung und bewirken eine reversible Einlagerung von Feuchte in Form einer Luftfeuchtesorption oder Wasserdampfsorption. Zwar hat das adsorptiv gebundene Wasser Einfluss auf die Bindekräfte der Tonminerale, jedoch sind die unter den raumklimatischen Bedingungen zu erwartenden Feuchtemengen so gering, dass die mechanischen Eigenschaften eines aus Lehm ausgebildeten Klimatisierungskörpers nicht beeinträchtigt sind.

[0016] Ein vorteilhafter Klimatisierungskörper umfasst eine bindemittelhaltige Matrix auf der Basis von Lehm enthaltend Baulehm, Tonminerale, Ziegelmehl und organische Fasern, vorzugsweise Pflanzenfasern. Des Weiteren ist denkbar, dass die Matrix weitere Zuschläge enthält. Beispielsweise ist denkbar, dass als Zuschlag Sand vorgesehen ist.

[0017] Das Raumklimatisierungselement kann dabei als Bestandteil einer Kühldecke ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang ist insbesondere denkbar, dass das Raumklimatisierungselement Klimatisierungskörper umfasst, wobei das Raumklimatisierungselement einen Hohlraum einschließt, durch welchen ein Luftstrom führbar ist. Ein Teil der Wandung des Raumklimatisierungselementes wird dabei durch die Klimatisierungskörper gebildet. Dadurch, dass die Klimatisierungskörper eine bindemittelhaltige Matrix auf der Basis von Lehm aufweisen, ergibt sich ein hohes Wasserdampfsorptionsvermögen.

[0018] Dabei ist der Klimatisierungskörper so ausgebildet, dass dieser geeignet ist, Raumluftfeuchtigkeit durchzuleiten und dabei eine Wasserdurchleitfähigkeit von mindestens 0,3 g/min×m² aufweist. Ein derartiger Wert kann bereits mit einem passiven Raumklimatisierungselement erreicht werden, bei welchem keinerlei aktive Luftführung entlang der Klimatisierungskörper erfolgt. Je nach Ausgestaltung kann auch eine Wasserdurchleitfähigkeit von 0,35 g/min×m² erzielt werden. Dabei bildet der Klimatisierungskörper eine Membran, welche Wasser aus der Raumluft von der einen Seite des Klimatisierungskörpers zur anderen Seite transportiert. Auf der anderen Seite kann das durchgeleitete Wasser abtransportiert werden, beispielsweise in einem warmen Luftstrom.

[0019] Soll der Klimatisierungskörper als Membran fungieren und Wasser von der einen Seite zur anderen transportieren, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Klimatisierungskörper eine Dicke von 10 mm bis 15 mm aufweist. In Abhängigkeit der Geschwindigkeit und Temperatur der Zwangsluftführung kann eine Dicke des Klimatisierungskörpers bis zu 30 mm vorteilhaft sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn verhindert werden soll, dass eine Zwangsluft mit höherer Temperatur die Temperatur des Klimatisierungskörpers auf der Außenseite erhöht. Dabei sind die günstigen Wärmeleiteigenschaften von Lehm vorteilhaft.

[0020] Erfolgt an zumindest einer der Hauptseiten des Klimatisierungskörpers eine Zwangsluftführung, beispielsweise in Form eines durch den Hohlraum des Raumklimatisierungselementes geleiteten Luftstroms, steigt die Wasserdurchleitfähigkeit stark an und kann 2 g/min×m² betragen. Denkbar ist eine Wasserdurchleitfähigkeit von bis zu 4 g/min×m².

[0021] Ist der durch das Raumklimatisierungselement geführte Luftstrom ein warmer Luftstrom, nimmt der Luftstrom die durch den Klimatisierungskörper hindurchgeleitete Feuchtigkeit auf und führt diese aus dem Raum ab.

[0022] Das Raumklimatisierungselement, welches einen Hohlraum einschließt und zumindest abschnittsweise Klimatisierungskörper aufweist, kann Bestandteil einer stationären Klimaanlage sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Raumklimatisierungselement als Einzelgerät ausgebildet ist und als Nachrüstlösung nachträglich montiert wird. Bei dieser Ausgestaltung ist es lediglich erforderlich, die Abluft durch ein Rohr oder einen Schlauch aus dem Raum herauszuleiten. Es ist ferner denkbar, dass das Raumklimatisierungselement transportabel ist und ein mobiles Raumklimatisierungselement bildet. Dieses kann aus dem Raum entfernt werden, wenn kein Kühlbedarf besteht.

[0023] Das Raumklimatisierungselement kann auch als passive Kühldecke ausgebildet sein. Hierbei ist der Klimatisierungskörper aus einer bindemittelhaltigen Matrix auf der Basis von Lehm so ausgebildet, dass der Klimatisierungskörper ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen. Die Wasserdampfadsorption des Klimatisierungskörpers beträgt dabei während eines Zeitraums von 12 Stunden bei einer Änderung der relativen Raumluftfeuchte von 50% auf 80% mindestens 90 g/m². Bei dieser Ausgestaltung nimmt der Klimatisierungskörper Raumluftfeuchtigkeit auf und gibt diese zu einem späteren Zeitpunkt wieder ab, beispielsweise während der Durchführung einer Stoßlüftung.

[0024] Bei dieser Ausgestaltung fungiert der Klimatisierungskörper als Speicherelement. Hier hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dicke des Klimatisierungskörpers 20 mm bis 30 mm, vorzugsweise 25 mm beträgt. Derartige Klimatisierungskörper weisen bei guten Montageeigenschaften ein hohes Speichervermögen auf.

[0025] Eine besonders hohe Fähigkeit zur Wasserdampfadsorption ergibt sich, wenn die Tonmineralien quellfähige Schichtsilikate umfassen. Quellfähige Schichtsilikate sind zur Aufnahme einer besonders großen Menge Wasser geeignet. Besonders vorteilhafte quellfähige Tonmineralien sind in diesem Zusammenhang quellfähige Dreischicht-Tonmineralien.

[0026] Eine besonders große Wasseradsorptionsfähigkeit ergibt sich, wenn der Gewichtsanteil der quellfähigen Dreischicht-Tonmineralien an der Matrix mindestens 15 Gew.% beträgt. Eine vorteilhafte bindemittelhaltige Matrix auf der Basis von Lehm umfasst hierbei einen Anteil von Tonmineralien von 20 Gew.% bis 40 Gew.%, wobei der Gewichtsanteil der Dreischicht-Tonmineralien an der Matrix mindestens 15 Gew.% beträgt. Bislang waren Lehmbauprodukte mit einem derart hohen Anteil von quellfähigen Tonmineralien schwierig herstellbar, so dass bislang stets ein niedrigerer Gewichtsanteil quellfähiger Tonmineralien gewählt wurde. Bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungskörper wurde der Anteil der quellfähigen Tonmineralien zu Gunsten einer verbesserten Wasseraufnahmefähigkeit erhöht.

[0027] Einige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Raumklimatisierungselementes werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1

ein Raumklimatisierungselement als Bestandteil einer Kühldecke;

Fig. 2

ein Raumklimatisierungselement, montiert unter einer Decke mit belüftetem Zwischenraum;

Fig. 3

ein Raumklimatisierungselement mit belüftetem Hohlraum.

[0028] Die Figuren zeigen ein Raumklimatisierungselement 1, umfassend einen Klimatisierungskörper 2, der aus einer bindemittelhaltigen Matrix 3 auf der Basis von Lehm ausgebildet ist. Der Klimatisierungskörper 2 ist ausgebildet, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen und/oder durchzuleiten. Die bindemittelhaltige Matrix 3 auf der Basis von Lehm umfasst 70 Gew.% Lehm sowie Zuschläge 4. Der Lehm umfasst mineralische Bestandteile der Korngruppen Ton, Schluff und Sand.

[0029] Die Zuschläge 4 umfassen dabei bei der vorliegenden Ausgestaltung 20 Gew.% quellfähige Tonmineralien und 10 Gew.% weitere Zuschläge, beispielsweise Ziegelmehl sowie Pflanzenfasern.

[0030] Die quellfähigen Tonmineralien umfassen quellfähige Schichtsilikate in Form von quellfähigen Dreischicht-Tonmineralien.

[0031] In den Klimatisierungskörper 2 sind Rohrleitungen 5 eingebettet, durch welche eine Flüssigkeit geleitet werden kann, vorzugsweise temperiertes Wasser. In der Heizperiode kann Warmwasser durch die Rohrleitungen 5 geführt werden, während der Sommerzeit kann Kaltwasser durch die Rohrleitungen 5 geführt werden.

[0032] Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 1 ist das Raumklimatisierungselement 1 als Kühldecke ausgebildet und umfasst wenigstens einen flächig ausgebildeten Klimatisierungskörper 2, welcher aus einer bindemittelhaltigen Matrix 3 auf der Basis von Lehm ausgebildet ist. Der Klimatisierungskörper 2 kann entweder direkt oder über eine Unterkonstruktion unter einer Decke befestigt sein.

[0033] Der Klimatisierungskörper 2 ist ausgebildet, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen, wobei die Klimatisierungskörper 2 während eines Zeitraums von 12 Stunden eine Wasserdampfadsorption von 105 g/m² bei einer Änderung der relativen Raumluftfeuchte von 50% auf 80% aufweisen. Der Klimatisierungskörper 2 nimmt das Wasser auf und gibt dieses wieder ab, wenn die Raumluftfeuchte wieder sinkt.

[0034] Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 2 ist das Raumklimatisierungselement 1 als Kühldecke ausgebildet und umfasst wenigstens einen flächig ausgebildeten Klimatisierungskörper 2, welcher aus einer bindemittelhaltigen Matrix 3 auf der Basis von Lehm ausgebildet ist. Der Klimatisierungskörper 2 ist über eine Unterkonstruktion unter einer Decke befestigt. Bei der vorliegenden Ausgestaltung wird durch den Zwischenraum im Bereich der Unterkonstruktion zwischen Decke und Klimatisierungskörper 2 ein Luftstrom geführt. Der Luftstrom nimmt durch den Klimatisierungskörper 2 transportiertes Wasser auf und führt dieses aus dem zu klimatisierenden Raum heraus. Im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß Figur 1 erfolgt bei der vorliegenden Ausgestaltung eine Durchleitung von Wasser durch den Klimatisierungskörper 2 hindurch, wobei durchgeleitetes Wasser durch den Luftstrom abgeführt wird.

[0035] Der Klimatisierungskörper 2 ist dabei so ausgebildet, dass dieser eine Wasserdurchleitfähigkeit von 2 g/min×m² aufweist. Denkbar ist eine Wasserdurchleitfähigkeit von bis zu 4 g/min×m².

[0036] Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3 schließt das Raumklimatisierungselement 1 einen Hohlraum ein, durch welchen ein Luftstrom führbar ist. Ein Teil der Wandung des Raumklimatisierungselementes 1 ist dabei durch einen Klimatisierungskörper 2 gebildet. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist der Abschnitt des Raumklimatisierungselementes 1, in welchem die Rohrleitungen 5 angeordnet sind, durch den Klimatisierungskörper 2 aus bindemittelhaltiger Matrix 3 auf der Basis von Lehm gebildet.

[0037] Der Klimatisierungskörper 2 ist dabei so ausgebildet, dass dieser eine Wasserdurchleitfähigkeit von 2 g/min×m² aufweist. Durch den Hohlraum wird ein Luftstrom geführt, welcher das durchgeleitete Wasser aufnimmt und aus dem zu klimatisierenden Raum abführt. Je nach Ausgestaltung des Luftstroms und des Klimatisierungskörpers 2 ist eine Wasserdurchleitfähigkeit von bis zu 4 g/min×m² denkbar.

Ansprüche

1. Raumklimatisierungselement (1), umfassend einen Klimatisierungskörper (2), der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix (3) auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper (2) ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit durchzuleiten, wobei der Klimatisierungskörper (2) eine Wasserdurchleitfähigkeit von mindestens 0,3 g/min×m² aufweist.

2. Raumklimatisierungselement (1), umfassend einen Klimatisierungskörper (2), der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix (3) auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper (2) ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen, wobei der Klimatisierungskörper (2) während eines Zeitraums von 12 Stunden eine Wasserdampfadsorption von mindestens 90 g/m² bei einer Änderung der relativen Raum luftfeuchte von 50% auf 80% aufweist.

3. Raumklimatisierungselement (1), umfassend einen Klimatisierungskörper (2), der zumindest abschnittsweise aus einer bindemittelhaltigen Matrix (3) auf der Basis von Lehm ausgebildet ist, wobei der Klimatisierungskörper (2) ausgebildet ist, Raumluftfeuchtigkeit aufzunehmen und/oder durchzuleiten, wobei die Matrix (3) mit Zuschlägen (4) versehen ist, wobei ein Zuschlag Tonmineralien umfasst, wobei der Gewichtsanteil der Tonmineralien an der Matrix mindestens 15 Gew.% beträgt.

4. Raumklimatisierungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonmineralien quellfähige Schichtsilikate umfassen.

5. Raumklimatisierungselement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonmineralien quellfähige Dreischicht-Tonmineralien umfassen.

6. Raumklimatisierungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der Dreischicht-Tonmineralien an der Matrix mindestens 15 Gew.% beträgt.

7. Raumklimatisierungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klimatisierungskörper (2) eine Wasserdurchleitfähigkeit von mindestens 0,3 g/min×m² aufweist.

8. Raumklimatisierungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klimatisierungskörper (2) während eines Zeitraums von 12 Stunden eine Wasserdampfadsorption von mindestens 90 g/m² bei einer Änderung der relativen Raum luftfeuchte von 50% auf 80% aufweist.

Zeichnung