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Patent Searching and Data


Title:
TENT ROOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/006208
Kind Code:
A1
Abstract:
To provide suitable conditions for plant growth, especially in arid areas, a tent roof is proposed which consists of supports (2), a roof (1) placed thereon and stretchers (3), where part of the surface of the roof (1) is translucent and is also fitted with solar panels (4).

Inventors:
DILLMAIER BERND (DE)
Application Number:
PCT/DE1990/000449
Publication Date:
May 16, 1991
Filing Date:
June 14, 1990
Export Citation:
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Assignee:
DILLMAIER BERND (DE)
International Classes:
A01G9/14; A01G9/24; E04H15/54; H02S20/10; F24J2/04; F24J2/52; (IPC1-7): A01G9/14; E04H15/54
Foreign References:
US3244186A1966-04-05
GB794822A1958-05-14
US2962539A1960-11-29
US4750473A1988-06-14
DE3643487A11988-06-30
DE3140482A11983-04-21
DD259973A31988-09-14
DE3427574A11986-02-06
Attorney, Agent or Firm:
Pöhner, Wilfried A. (Postfach 63 23, Würzburg 1, DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Zeltdach vorzugsweise zur Verwendung in ariden Zonen bestehend aus Stützen und einem darauf aufliegenden Dach, das über Verspan¬ nungen fixierbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fläche des Daches (1) zum Teil lichtdurchlässig und im übrigen mit Solarkollektoren (4) versehen ist.
2. Dach nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Dach (1) aus einzelnen, vorzugsweise in der Form eines gleichseitigen Sechseckes geformten Elementen aufgebaut ist.
3. Dach nach Anspruch 1 oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen Elemente des Daches (1) dreiecksför ig sind.
4. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Elemente randseitig mit Laschen versehen sind, wobei zur Herstellung des Daches die Laschen benachbarter Elemen te alternierend von einem Seil durchgriffen sind.
5. Dach nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Ele¬ menten randseitig ein unterbrochener Schlauch¬ keder befestigt ist.*& 10.
6. 6) Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elemente aus langzeitUVbeständiger, lichdurchlassiger Folie bestehen, auf die ein 15 Gitter aufgebracht ist.
7. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h 20 n e t , daß in jedem Element Schnitte in Form eines DoppelY angebracht sind und die hierdurch erzeugten Ränder umgefaltet und fixiert sind. *& 25.
8. 8) Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß Öffnungen in den Elementen durch lösbar befestigte Panels abgedeckt 30 sind.
9. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 35 daß die Panels aus lichtdurchlässigem, flexi¬ blem und umweltstabilem Material mit Kollek toren als Zellen aufgebaut sind.
10. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h photovoltaische Solarkollektoren (4).
11. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Beregnunganlage (9).
12. Verwendung des Zeltdaches nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß im Inneren ein für das Pflanzenwachstum günstiges Son¬ derklima eingestellt wird.
Description:
Zeltdach

Die Erfindung betrifft ein Zeltdach vorzugs¬ weise zur Verwendung in ariden Zonen beste¬ hend aus Stützen und einem darauf aufliegen¬ den Dach, das über Verspannungen fixierbar ist.

Zeltdächer in unterschiedlichen Größen, Kon¬ struktionen und Materialien sind allgemein geläufig und sie bestehen in ihrem grundsätz¬ lichen Aufbau aus dem eigentlichen i.d.R. ge¬ gen die Horizontale einen gewissen Neigungs¬ winkel aufweisenden Dach sowie Stützen, über die das Dach aufgelegt und mit Hilfe entspre- chender Verspannungen fixiert wird. Ihre wich¬ tigste Funktion besteht im Abhalten von Regen, Kälte und Schnee.

Aride Zonen entstehen unter bestimmten klimati¬ schen Bedingungen, die sich dadurch auszeichnen, daß bei geringer Boden- und Luftfeuchtigkeit ho¬ he Temperaturen herrschen, so daß sich Vegeta¬ tion in nennenswertem Umfang nicht ausbilden kann und dürre- und wüstenartige Landschaften entstehen, die weder für die Land- noch für die Forstwirtschaft nutzbar sowie aufgrund der klimatischen Bedingungen für den Menschen un¬ wirtlich sind.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die

Schaffung einer sich insbesondere für den Einsatz in ariden Zonen geeigneten Zeltdach- konstrukion zur Aufgabe gemacht, durch die ein die Vegetation begünstigendes Sonder- 5 klima erzeugbar wird.

Gelöst wird diese Aufgabe er indungsgemäß dadurch, daß die Fläche des Daches zum Teil lichtdurchlässig und im übrigen mit Solar- ° kollektoren versehen ist.

Das Resultat der erfindungsgemäßen Lehre ist eine Teildurchlässigkeit der gesamten Dach¬ fläche, wobei die Undurchlassigkeit durch die mit Solarkollektoren versehenen Bereiche er-

15 zeugt wird. Der dort auftreffende Teil der

Strahlungsenergie gelangt nicht mehr ins In¬ nere des Zeltes, was eine relative Tempera¬ turreduzierung zur Folge hat. Die dort auf¬ treffende Strahlungsenergie wird stattdessen

20 umgewandelt in thermische und/oder elektri¬ sche Energie und entsprechenden Verwendun¬ gen zugeführt. Gleichzeitig bewirkt das Dach, daß die Feuchtigkeit in dem hierdurch begrenzten Innenraum zurückgehalten wird

25 und nicht ohne weiteres verdunsten kann, so daß sich bleibend ein Klima mit hoher Luftfeuchtigkeit ausbildet. Beide durch Ver¬ wendung der erfindungsgemäßen Zeltdachkon¬ struktion erzeugten Beeinflussungen haben

30 einen das Entstehen von Vegetation begün¬ stigenden Einfluß. Der Anteil der durchge¬ henden zu dem der durch die Solarkolleko- ren aufgenommene Strahlungsenergie läßt sich über eine Veränderung der jeweiligen Flä-

OK chenanteile beeinflussen und einstellen.

Die Konstruktion des Daches, der Stützen und auch der Art und Weise der Verspannung ein¬ schließlich der hierbei verwendeten Materia¬ lien steht im Rahmen der Erfindung grundsätz- lieh frei. Die Stützen sind elastisch und hochtragfähig; das Dach wird in unterschied¬ lichen Formen und Größen und entsprechend den jeweiligen landschaftlichen Gegebenheiten hergestellt und eingesetzt. Die Verspannungen werden durch von in den Boden eingelassenen Verankerungen ausgehenden Seilen gebildet. Das Dach selbt weist Vorkehrungen auf, um die in den Solarkollektoren gewonnene Ener¬ gie zu sammeln und nach außen zu führen.

Die durch die Erfindung erreichbaren Vorteile sind in mehrerer Hinsicht entscheidend: Innerhalb des Zeltdaches im erdnahen Bereich stellen sich aufgrund Absenkung der Temperatur und Erhöhung der Luftfeuchtigkeit zur land- und forstwirtschaftlichen Nutzung besser ge¬ eignete klimatische Bedingungen ein. Des wei¬ teren wird die tagsüber aufgenommene Wärme sehr lange gespeichert, so daß auch nachts sehr gute Wachstumsvoraussetzungen vorlie¬ gen. Man erhält Bedingungen, die zu einer ra¬ schen Bildung von Biomasse führen. Ober it- tel- und langfristige Zeiträume hinweg gese¬ hen, gewinnt man fruchtbares Land, daß als Weide, Ackerland, Wald, und auch als Brach¬ land z.B. als Raum für Ansiedlungen nutzbar gemacht werden kann. Gleichzeitig wird Ener¬ gie gewonnen, die für jeden beliebigen Zweck zunächst einsetzbar ist. Insbesondere kann sie zum Betreiben von Meerwasserentsalzungs¬ anlagen, durch die die Wasserversorgung ab-

sicherbar ist, eingesetzt werden. Darüber hinaus bewirkt das Zeltdach einen Schutz vor Winderosion. Durch die aufgrund der sich auf¬ bauenden Biomasse anwachsende Sauerstoffpro- duktion (Photosythese) tritt eine allmähliche Entlastung auch der Luftatmosphäre ein. Man schafft auf diese Weise einen Lebensraum in bisher lebensfeindlicher Umgebung, so daß ein sowohl in der ökologischen als auch ökonomi- sehen Nutzbarkeit zu sehender Doppelgewinn erreichbar wird.

Um eine Universalität in Aufbau und Größe sowie das Auswechseln beschädigter Teile zu erleichtern, wird in einer zweckmäßigen Wei¬ terbildung noch vorgeschlagen, daß Dach aus einzelnen, vorzugsweise in der Form eines gleichseitigen Sechsecks geformten Elementen aufzubauen. Sie erlauben modulartig eine Anpassung an die landschaftlichen Gegeben¬ heiten, an die gewünschte Form und Größe, leichte Auf- und Abbaubarkeit sowie mini¬ malen Transportaufwand. Bei entsprechender Änderung der Bedarfslage gestattet seine Anpassungsfähigkeit den Standort zu ver¬ ändern und ein flexibles Einstellen. Auf¬ grund der hohen Variabilität besonders be¬ vorzugt ist die Sechseckform eines einzel¬ nen Moduls.

Als Elemente zum Aufbau des Daches oder der einzelnen Sechsecke können ebenfalls aufgrund der Universalität Elemente von Dreiecksformen verwendet werden. Sie gestatten ein hohes Maß an Anpassung an die jeweils gewünschte geometrische Form des Daches.

Zur Optimierung des unterhalb des Daches er¬ wünschten und eingestellten Sonderklimas ist es wünschenswert, für die von außen auftref- feπden Niederschläge das Dach teilweise durchlässig zu machen, da andernfalls die dringend benötigte Feuchtigkeit im Inneren verloren gehen würde. Erwünscht ist eine Ventilwirkung, durch die auftreffendes Re- genwasser ins Innere gelangen kann, anderer¬ seits die Feuchtigkeit nur in geringsten Mengen den durch das Dach gebildeten Innen¬ raum verlassen kann. Eine mögliche Realisie¬ rung besteht in der Anbringung von Laschen am Rande der einzelnen Elemente und die Her¬ stellung einer Verbindung zwischen benach¬ barter Elemente durch Verwendung eines Sei¬ les, welches alternierend die Laschen der benachbarten und zu verbindenden Elemente durchgreift. Die Berandung der einzelnen

Elemente einschließlich der Laschen bildet die Form eines Rechtecks. Auftreffendes Re¬ genwasser wird dann an den Nahtstellen zwi¬ schen den Elementen durchgelassen, anderer- seits treten keine nennenswerten Feuchtig¬ keitsverluste auf. Eine derartige Verbin¬ dung hat die Wirkung eines Ventiles. Hierbei ist der der Lasche gegenüberliegende Rand des benachbarten Elementes nicht vom Seil durchgriffen, steht demnach nicht unter Spannung und ist deshalb in engen Grenzen be¬ weglich. Neben Niederschlägen können Verdun¬ stungsfeuchtigkeit oder Windkräfte in gewis¬ sen Grenzen durchgelassen werden, wodurch ei- ne Entlastung der durch den auftreffenden Wind hervorgerufenen Zug- und Druckkräfte

eintritt.

In einer bevorzugten Realisierung werden die Laschen durch randseitige Anbringung eines unterbrochenen Schlauchkeders gebildet. Er umgreift u-förmig von oben und unten her die das Element bildende Folie und ist mit die¬ ser verbunden. In axialer Richtung ist der Schlauch unterbrochen, so daß er eine Recht- eckform erhält. Die Schlauchkeder aneinan¬ der anliegender Ränder benachbarter Elemente sind jeweils so aufeinander abgestimmt, daß die durch die verbleibenden Teile des Schlauch¬ keders gebildeten Laschen in die gegenüber- liegenden Aussparungen eingepaßt sind. Dene Bereiche, die nicht vom Seil durchgriffen sind und nicht unter Spannung stehen, erfül¬ len die Funktion der Lamelle. Als Material für die Elemente wird eine Folie mit folgenden Eigenschaften vorgeschlagen. Sie besteht aus Langzeit-UV-beständigem Ma¬ terial, welches lichtdurchlässig ist. Zur Er¬ höhung mechanischer Belastbarkeit und zum Vermeiden von Zerreißen der Folie über größe- re Bereiche ist ein Gitter beispielsweise durch Verkleben aufgebracht. Es verhindert ein Ausbreiten von Rissen und Beschädigungen der Folie über das gesamte Element.

In einer zweckmäßigen Weitergestaltung ist vorgesehen, in jedem Element Schnitte in der Form eines Doppel-Y anzubringen und die hierbei entstandenen Ränder umzufalten und zu fixieren. Man erhält Öffnungen mit einer durch das Umlegen der Ränder erzeugten Ver¬ stärkung, die sich in besonderer Weise dazu

eignen, zusätzlich Panels lösbar zu fixie¬ ren, die ihrerseits die Öffnungen in den Elementen abdecken. Im allgemeinen Fall sind Richtung und Länge der Schnitte beliebig, so daß Öffnungen mit unterschiedlichsten Formen der Berandung entstehen.

Im speziellen Fall handelt es sich hierbei um Solarpanels, die als photovoltaische Solarkollektoren arbeiten. Die Fixierung der Ränder oder die Fixierung zwischen den Panels und den einzelnen Elementen ist be¬ liebig und kann beispielsweise durch Einfä- delung von Seilen auf den Elementen erfolgen. Hierbei sind im Sinne der Erfindung unter dem Begriff "Panel" in Anlehnung an den eng¬ lischen Sprachgebrauch plattenförmige Ein¬ sätze zu verstehen. Sie dienen der Anbrin¬ gung und Befestigung der Kollektoren. Im Hinblick auf eine hohe Lebensdauer sowie zur Sicherstellung der Lichtdurchlässigkeit bestehen sie aus umweltstabilem, lichtdurch¬ lässigem und flexiblem Material, in denen Kollektoren nach Art von Zellen eingebaut sind, die ihrerseits in aller Regel nicht lichtdurchlässig sind. Die Dichte der Anord¬ nung sowie deren Eigenfläche bestimmt die Lichtdurchlässigkeit des gesamten Elementes.

- Grundsätzlich steht im Rahmen der Erfindung frei, welche Art von Solarkollektoren ein¬ gesetzt werden, ob es sich also um einen thermischen oder einen photovoltaischen Kollektor handelt. Da aufgrund der klima¬ tischen Bedingungen in ariden Zonen der Be- darf an Wärmeenergie vergleichsweise gering ist, ist von Vorteil der Einsatz photovol-

taischer Solarkollektoren, deren Energie gesammelt und sowohl am Ort oder auch über¬ regional einsetz- und verwendbar ist. Sie kann dazu eingesetzt werden, daß für die Bewässerung benötigte Wasser aus der Umge¬ bung z.B. mit Hilfe eine Entsalzungsanlage aus dem Meer zu gewinnen und/oder das Was¬ ser aus einem nahen Fluß zu transportieren. Hierbei erweist es sich als besonderer Vor- teil, daß das zunächst auch unterhalb des Zeltdaches bedingt durch das einfallende Licht verdunstende Wasser auf der Untersei¬ te des Daches kondensiert und zur Küh¬ lung der photovoltaischen Kollektoren bei- trägt, was seinerseits wiederum eine Er¬ höhung des Wirkungsgrades zur Folge hat.

Schließlich ist noch der Einsatz und die An¬ bringung einer Beregnungsanlage vorgesehen. Einer raschen Bildung von Biomasse steht i. d.R. der Wassermangel entgegen. Durch eine Beregnungsanlage läßt sich der Boden kontrol¬ liert und für das Wachstum optimal beregnen. Das Wasser wird entweder aus einem nahen Fluß entnommen oder über eine Entsalzungsanlage dem Meer. Nach einem gewissen zeitlichen Ab¬ lauf wird der Wasserbedarf dadurch geringer, daß aufgrund der Zurückhaltung des verdun¬ stenden Wassers das Vorkommen an Grundwasser ansteigt und verbessert werden wird. Neben der für das Wachstum optimalen und zeitunab¬ hängigen Einstellung der Beregnung und der geringen Verdunstung nach außen ist ein zu¬ sätzlicher Vorteil in der Vermeidung der Bo- denversalzung zu sehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Er¬ findung näher erläutert wird. Sie zeigt in Figur 1 in schematisch gehaltener Seitenan¬ sicht einen Schnitt durch eine erfindungsge- mäße Zeltdachkonstruktion, in Figur 2 eine Draufsicht auf ein Teil des Zeltdaches.

In seinem grundsätzlichen Aufbau besteht es aus dem eigentlichen Dach (1), die dieses tragenden Stützen (2) sowie die zugehörigen Verspannungen (3).

Das Dach (l) besteht aus einer reißfesten lichtdurchlässigen Folie, die in flächermä¬ ßiger Hinsicht partiell mit Solarkollektoren (4) bestückt ist. Sie bewirken, daß das in Richtung der Pfeile (5) auftreffende Licht zum Teil über diese Solarkollektoren (4) auf¬ genommen und energetisch genutzt wird und zum geringeren Teil durch das Dach (1), wie durch die Pfeile (6) angegeben, hindurchgeht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Neigung des Daches (1) so gewählt, daß die optimale Energieausnutzung die Lichtstrahlen etwa im senkrechten Winkel hierzu auftreffen.

Die Stützen (2) des Daches (1) sind von un¬ terschiedlicher Länge und so gewählt, daß der vorbeschriebene gewünschte optimale Nei¬ gungswinkel eingestellt wird.

Wie bei Zeltkonstruktionen üblich, wird das

auf den Stützen (2) ruhende Dach (1) über Ver¬ spannungen (3) fixiert und gespannt. Sie be¬ stehen aus Seilen (7) und Anker (8). In der durch die mittlere Stütze (2) definierten Sym- metrieachse befindet sich in der linken Hälfte des Innenraumes eine mobile Beregnunganlage (9), ein Bodenbearbeitungsfahrzeug (10) so¬ wie Pflanzenwuchs (11).

in der rechten Bildhälfte zu sehen sind Bäume und Sträucher (12) und des weiteren in ver¬ tikaler Richtung in ausgezogenen Linien nach oben zu weisende Pfeile, die die Verdunstung andeuten, gleichzeitig gestrichelt nach unten gerichtete Pfeile, die das teilweise zurück¬ fallende und sich an der Innenfläche des Da¬ ches (1) bildende Kondensat andeuten sowie von außen nach innen ebenfalls gestrichelte und den auftreffenden und vorzugsweise durch- dringenden Niederschlag beschreiben.

Im Randbereich des Zeltdaches (1) finden sich dem Luftaustausch dienende und zwischen Dach

(1) und Erdboden angeordnete Schlitze (13).

In Figur 2 ist eine Teilansicht des erfindungs¬ gemäßen Daches (1) wiedergegeben, aus dem sich die einzelnen dreiecksförmigen Elemente (14) gut erkennen lassen. Sie sind randseitig mit einem Schlauchkeder (15) versehen, der unter¬ brochen und derart aneinander angepaßt ist, daß die benachbarten Schlauchkeder (15) alter¬ nierend ineinander eingreifen. Hierbei bilden die nicht unterbrochenen Bereiche des Schlauch- keders (15) die Laschen (16), die von einem

Seil (17) durchgriffen sind. Die jeweils den Laschen (16) gegenüberliegenden Bereiche des Schlauchkeders (15) stehen nicht unter Span¬ nung und sind in engen Grenzen beweglich und 5 erfüllen die Funktion einer Lamelle.

Im rechten Element (14) finden sich Schnitte (18) in der Form eines Doppel-Y. Hierdurch entstehen Ränder (19), die umfaltbar sind. ° Im linken Element (14) sind die Ränder (19) nach hinten umgefaltet und damit unsichtbar und über Schnüre (20) fixiert, sO daß eine etwa rechteckförmige Öffnung (21) entsteht.

5 Im mittleren Element (14) ist bei jeder der Öffnungen (21) ein Panel (22) angeordnet und befestigt. Es dient der Aufnahme und Befesti¬ gung der (thermischen oder photovoltaischen)

Kollektoren. 0

Im Ergebnis gestattet das erfindungsgemäße Zeltdach vorzugsweise in ariden Zonen die Schaffung eines für das Pflanzenwachstum geeigneten Klimas und dient folglich der 5 Schaffung zusätzlichen Lebensraumes für den Menschen.

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