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Dokumentenidentifikation DE102004010880B3 10.11.2005
Titel Skitunnel
Anmelder Riedel, Peter Joachim, Dipl.-Ing. (FH), 08355 Rittersgrün, DE
Erfinder Riedel, Peter Joachim, Dipl.-Ing. (FH), 08355 Rittersgrün, DE
Vertreter Rechts- und Patentanwälte Lorenz Seidler Gossel, 80538 München
DE-Anmeldedatum 05.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004010880
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.2005
IPC-Hauptklasse E04H 3/14
IPC-Nebenklasse A63C 19/10   
Zusammenfassung Skitunnel zum Betreiben von Skilanglauf auf Natur- oder Kunstschnee, umfassend einen Boden, einen Überbau und eine Klimaanlage, wobei Boden und Überbau miteinander zur Bildung einer gegenüber der Außenwelt im wesentlichen klimatisch abgeschlossenen Tunnelrohre verbunden sind, der Boden eine oder mehrere Schichten aufweist und mindestens eine der ein oder mehreren Schichten des Bodens als Kühlboden zur im wesentlichen vollflächigen Kühlung von auf dem Boden aufgebrachtem Schnee ausgebildet ist. In dem Skitunnel sind die zum Innenraum des Tunnels gewandten Innenflächen des Überbaus durch eine Innenflächenkühlung im wesentlichen vollflächig kühlbar. Mit der Klimaanlage sind Temperatur und Feuchtigkeit der Innenraumluft im Skitunnel unabhängig voneinander regulierbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Skitunnel zum Betreiben von Skilanglauf auf Natur- oder Kunstschnee. Derartige Skitunnel ermöglichen den Skilanglauf unabhängig von den jeweiligen Witterungsverhältnissen, insbesondere auch bei Witterungsverhältnissen oder zu Jahreszeiten, bei denen im Freien üblicherweise kein Schnee vorgefunden wird.

Vorbekannt sind Skitunnel und Skihallen zum Praktizieren von alpinem Skilauf und nordischem Skilanglauf. Sie weisen regelmäßig einen Boden und einen Überbau auf, die einen gegenüber der Außenwelt im wesentlichen klimatisch abgeschlossenen Innenraum bilden. In den vorbekannten Skitunneln und Skihallen befindet sich regelmäßig ein Kühlboden, der von einem geeigneten Kühlmittel durchströmt wird. Auf diesen Kühlboden wird der Schnee zum Praktizieren des Skilaufs aufgebracht und bodenseitig gekühlt. Weiterhin ist es bekannt, Skihallen mit Klimaanlagen und/oder Belüftungssystemen zur Aufbereitung der Innenraumluft zu versehen.

Die DE 102 61 716 A1 offenbart einen Skitunnel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem über dem Kühlboden weitere Kühlelemente angebracht sind. Kühlboden und Kühlelemente sind abhängig von den Bedingungen im Bauwerk steuerbar um gewünschte Schneebedingungen herzustellen bzw. um den Schnee in seiner Konsistenz zu erhalten. Aus der DE 201 09 268 U1 ist eine Skihalle bekannt, die einen im wesentlichen geschlossenen thermisch isolierten Raum bildet. Durch geeignete Ausgestaltung des Daches sowie zweckmäßige Anordnung von Luftkühlern und Schneerzeugern soll die Herstellung von Kunstschnee besserer Qualität ermöglicht werden. Die US 5 327 738 offenbart Verfahren zur Herstellung und Erhaltung einer künstlichen Schneeschicht in einer Skihalle, bei denen die Luftfeuchtigkeit mittels einer Klimaanlage gesteuert wird. Aus der US 6 079 161 ist eine Skihalle bekannt, in der durch ein geeignetes Belüftungssystem über der Schneeoberfläche Schichten unterschiedlicher Lufttemperatur aufgebaut werden.

Die vorbekannten Skitunnel bzw. Skihallen weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Zum einen kann in ihnen der Schnee nicht über einen längeren Zeitraum in guter Qualität erhalten werden. Vielmehr kommt es in den vorbekannten Skitunneln bzw. Skihallen zu einer vergleichsweise schnellen Metamorphose des Schnees zu Eis. Diese Schneemetamorphose ist auch aus der Natur bekannt. Beispiele aus der Natur sind die Bildung von Harsch oder die Eisbildung in Gletschern. Beschleunigt wird die für die Schneequalität nachteilige Schneemetamorphose durch Schwankungen der Schneetemperatur, durch einen Temperaturgradienten in der Schneeauflage, durch gegenüber der Schneetemperatur wärmere Luft über dem Schnee sowie durch Luftströmung (Wind) über dem Schnee. In den vorbekannten Skihallen bzw. Skitunneln ist es nicht möglich, die vorgenannten Faktoren derart zu steuern, daß die Schneemetamorphose soweit wie möglich verzögert wird.

Zudem weisen bei den vorbekannten Skihallen bzw. Skitunneln verschiedene Bereiche des Überbaus verschiedene und häufig unerwünschte Temperaturen auf, die zudem von der Lufttemperatur verschieden sein können. Dadurch kommt es einerseits zu Niederschlag von Kondenswasser sowie zu Vereisung von Oberflächen im Bereich des Überbaus, andererseits zu lokaler Erwärmung der Luft und Feuchtigkeitsaufnahme.

Weiterhin weisen die vorgekannten Skitunnel bzw. Skihallen den Nachteil auf, daß es nicht möglich ist, exakt definierte Schnee- und Klimabedingungen herzustellen.

Dies ist jedoch wünschenswert, um in dem Skitunnel die Schnee- und Klimabedinungen eines bestimmten Wettkampfortes simulieren zu können.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Skitunnel vorzuschlagen. Insbesondere soll ein Skitunnel vorgeschlagen werden, der die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Angestrebt ist daher ein Skitunnel, bei dem der eingebrachte Schnee möglichst lange in möglichst guter Qualität erhalten wird. Weiterhin soll vermieden werden, daß einzelnen Bereiche oder Teile des Skitunnels, insbesondere des Überbaus, unkontrolliert unerwünschte Temperaturen annehmen. Schließlich soll es der erfindungsgemäße Skitunnel ermöglichen, bestimmte, wohl definierte Schnee- und Klimabedingungen herzustellen, um beispielsweise die Wettkampfbedingungen eines bestimmen Wettkampfortes zu simulieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Skitunnel mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Auf diese Weise werden die gewünschten Vorteile erreicht. Durch die Innenflächenkühlung kann die Innenfläche des Überbaus vollflächig temperiert werden, das heißt weitgehend in ihrer vollen Fläche auf eine vorgewählte Temperatur gebracht bzw. heruntergekühlt werden. Insbesondere kann die Innenfläche des Überbaus vollflächig auf die gleiche Temperatur wie die Innenraumluft gebracht werden. Dadurch wird einerseits die Kondensat- und Eisbildung an der Innenwand des Überbaus weitgehend vermieden. Andererseits wird die Erwärmung der in der Nähe der Innenwand befindlichen Luft vermieden. Durch die vollflächige Kühlung des Bodens mit dem Kühlboden und die vollflächige Kühlung mittels der Innenflächenkühlung sind alle für das Innenraumklima des Skitunnels relevanten Bauteile thermisch aktiviert, das heißt sie können auf eine vorgewählte Temperatur gebracht werden.

Durch die Kombination der vollständigen thermischen Aktivierung der Bauteile mit der regulierbaren Klimaanlage werden die angestrebten besonderen Vorteile erreicht. Die vollständige thermische Aktivierung der relevanten Bauteile erlaubt die Vermeidung von unerwünschten klimatischen Effekten, da die Randbedingungen des Klimasystems im Tunnelinnenraum nahezu lückenlos vorgegeben werden können. So können insbesondere die von der Klimaanlage erzeugten Lufttemperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte im Tunnelinnenraum besser aufrechterhalten werden. Weiterhin erlaubt die vollständige thermische Aktivierung der Bauteile in Kombination mit der Klimaanlage eine gezielte und exakte Einstellung der Temperatur der über dem Schnee befindlichen Luft. Durch Regulierung des Kühlbodens kann zudem die Schneetemperatur gesteuert werden. Die thermische Aktivierung der Bauteile in Kombination mit der Klimaanlage erlaubt also die gewünschten Klimabedingungen und die gewünschte Schneetemperatur im Innenraum tatsächlich zu erreichen und über lange Zeit aufrechtzuerhalten, und zwar selbst dann, wenn – zum Beispiel jahreszeitbedingt – das Außenklima grundlegend verschieden ist. Zudem können über die gesamte Tunnellänge konstante Bedingungen erreicht werden. So kann insbesondere die für Schneemetamorphose durch Beeinflussen der verantwortlichen Faktoren maßgeblich verzögert werden. Weiterhin können die Schnee- und Klimabedingungen bestimmter Wettkampforte simuliert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Kühlboden, die Innenflächenkühlung und die Klimaanlage unabhängig voneinander regulierbar. Durch diese Ausgestaltung können gezielt definierte Schnee- und Klimabedingungen leichter hergestellt werden. Beispielsweise können die Bedingungen eines bestimmten Wettkampfortes hinsichtlich Schneetemperatur, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit besser eingestellt werden.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung umfaßt der Skitunnel ein Belüftungssystem, das derart ausgebildet ist, daß klimatisierte Luft unter möglichst weitgehender Vermeidung von Luftströmung über der Oberfläche des Schnees in den Tunnelraum zugeführt werden kann. Damit wird durch diese Ausgestaltung ein weiterer Faktor der Schneemetamorphose, nämlich Luftzug über der Schneeoberfläche, vermindert.

Vorteilhaft ist es, unter dem Kühlboden eine Isolierschicht zur thermischen Isolierung des Kühlbodens gegenüber dem Unterbau vorzusehen. Die Isolierschicht kann auch durch ein Vakuum gebildet werden. Durch eine solche thermische Isolierschicht wird der Verlust von Kühlleistung in den Unterbau und in den darunter befindlichen Untergrund vermindert. Weiterhin wird die Beeinträchtigung der Regulierung des Kühlbodens durch Wärme- bzw. Kältefluß aus dem Untergrund bzw. aus dem Unterbau vermindert. Dadurch wird ein effizienterer und kostengünstiger Betrieb des Skitunnels möglich.

Nach einer weiteren Verbesserung ist unterhalb der Isolierschicht eine beheizbare Schicht und/oder ein beheizbarer und/oder von außen belüfteter Hohlraum vorgesehen. Die Beheizung der beheizbaren Schicht kann beispielsweise durch eine Elektroheizung erfolgen. Die Beheizung des Hohlraumes kann beispielsweise durch Einblasen von geheizter Luft vorgenommen werden. Mit dieser Verbesserung wird ein dauerhaftes Durchfrieren des Unterbaus bzw. Fundamentes des Skitunnels verhindert. Die unter dem Kühlboden befindliche thermische Isolierschicht kann den Wärme- bzw. Kältefluß nämlich nicht vollständig verhindern, sondern nur verzögern. Dies kann dazu führen, daß der vom Kühlboden hergestellte Frostbereich unter bestimmten Bedingungen durch die gesamte Isolierschicht hindurchreicht, so daß sich die Frostgrenze im Unterbau bzw. im Fundament des Skitunnels befindet. Durch eine unterhalb der Isolierschicht befindliche Heizung kann die Frostgrenze im Bereich der Isolierschicht gehalten werden. Der gleiche Effekt kann dadurch erreicht werden, daß ein unterhalb der Isolierschicht befindlicher Hohlraum bei Außentemperaturen über 0°C von außen belüftet wird. Auf diese Weise wird ein häufiges oder dauerhaftes Gefrieren des Unterbaus bzw. Fundaments des Tunnels verhindert. Dadurch kann die Haltbarkeit des Skitunnels erhöht werden, da Frost Unterbau und Fundament beschädigt.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Innenflächenkühlung zur Kühlung der Innenflächen des Überbaus in den Überbau integriert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß im Überbau bzw. in einer inneren Schicht des Überbaus vollflächig Kühlrohre verlegt werden, die von einem geeigneten Kühlmittel durchströmt werden.

In einer anderen Ausgestaltung wird die Innenflächenkühlung auf die Innenwand des Überbaus aufgebracht. Dies kann zum Beispiel in der Weise geschehen, daß Kühlmatten an den Innenwänden des Überbaus befestigt werden. Auf diese Weise ist die Innenflächenkühlung leicht für Wartungsarbeiten zugänglich.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung weist der Überbau mehrere Schichten auf, von denen mindestens eine als Innenflächenkühlung ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise wird die innerste Schicht als Innenflächenkühlung ausgebildet. Die nächstliegende äußere Schicht kann beispielsweise als Isolierschicht ausgestaltet werden. Auch im Überbau kann die Isolierschicht durch ein Vakuum gebildet werden. Die äußerste Schicht bzw. der äußere Mantel kann die tragende Konstruktion aufnehmen. Auch im Überbau kann eine beheizbare Schicht und/oder ein belüfteter und/oder beheizter Hohlraum vorgesehen werden, um ein dauerhaftes oder häufiges Durchfrieren des äußeren Mantels des Überbaus zu verhindern.

Eine weitere Verbesserung betrifft die Ausgestaltung des Belüftungssystems. Das Belüftungssystem ist an die Klimaanlage angeschlossen und dient der Zuführung der klimatisierten Luft und ihrer Verteilung im Tunnelinnenraum. Vorteilhafterweise ist das Belüftungssystem entlang der Längsrichtung des Tunnels geführt und weist mehrere, über die Länge des Tunnels verteilte Auslässe auf. Diese Auslässe sind derart verteilt, daß durch die Zuführung der klimatisierten Luft eine Luftströmung bzw. ein Luftzug über die Oberfläche des eingebrachten Schnees möglichst weitgehend vermieden wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, daß die Auslässe in Tunnellängsrichtung in hinreichend dichten Abständen gesetzt werden. Vorteilhafterweise ist das Belüftungssystem als Rohrsystem ausgestaltet, das entlang des Tunnels, vorzugsweise über die gesamte Länge, geführt ist. Eine zusätzliche Verminderung von Luftzirkulationen kann dadurch erreicht werden, daß die Auslässe als Rohrendstücke ausgestaltet sind, die in alle Raumrichtung gewandte, kleine Löcher aufweisen, so daß die austretende Luft möglichst gleichmäßig in mehrere Raumrichtungen strömt. Durch die vorgenannten Verbesserungen des Belüftungssystems wird die Metamorphose des Schnees zu Eis durch Luftzug über der Schneeoberfläche verringert.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist das Belüftungssystem gegenüber dem Tunnelraum isoliert. Dadurch wird verhindert, daß es zu einem thermischen Austausch zwischen der Luft im Innenraum des Tunnels und der noch im Belüftungssystem befindlichen klimatisierten Luft kommt, bevor die klimatisierte Luft durch die Auslässe in den Tunnelinnenraum gelangt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die klimatisierte Luft mit den von der Klimaanlage erzeugten Temperatur- bzw. Feuchtigkeitswerten zu den Auslässen des Belüftungssystems gelangt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht im Tunnelinnenraum Sensoren zur Erfassung der Luft- und/oder Schneetemperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder zur Erfassung der Wärmeabstrahlung der Nutzer vor. Mit diesen Sensoren können die tatsächlichen Schnee- und Klimabedingungen im Tunnelinneren erfaßt werden. Die Erfassung der Wärmeabstrahlung der Nutzer kann verwendet werden, um die Kühlleistung besser zu steuern.

In einer weiteren Verbesserung ist eine Steuereinheit vorgesehen, mit der der Kühlboden, die Innenflächenkühlung und/oder die Klimaanlage in Abhängigkeit von den Bedingungen im Tunnelinnenraum gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuerung durch die Steuereinheit unter Verwendung der von den Sensoren gemessenen Werte erfolgen. In einer weiteren Verbesserung ist in der Steuereinheit ein Steuerprogramm codiert. Mit diesem Steuerprogramm werden der Kühlboden, die Innenflächenkühlung, die Klimaanlage und das Belüftungssystem in Abhängigkeit von den von den Sensoren gemessenen Werten gesteuert. Zweckmäßigerweise ist der Kühlboden in einem Temperaturbereich von –15°C bis 0°C, die Innenflächenkühlung in einem Temperaturbereich von –15°C bis +15°C, die Lufttemperatur im Bereich von –15°C bis +15°C und die Luftfeuchtigkeit im Bereich 45% bis 98% regulierbar.

In einem weiter verbesserten Skitunnel ist im Boden mindestens ein Entwässerungskanal vorgesehen, wobei der Boden zu dem mindestens einen Entwässerungskanal hin ein leichtes Gefälle aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß das beim Abtauen der Schneeauflage entstehende Wasser in den mindestens einen Entwässerungskanal hineinläuft und über diesen abgeführt wird. So wird verhindert, daß sich das Tauwasser beim Abtauen des Tunnels in der Abtauphase unkontrolliert über den Tunnelboden verteilt oder in den Unterbau bzw. in das Fundament hineinläuft.

Vorteilhafterweise ist der Kühlboden so ausgestaltet, daß er in der Kühlphase mit einem Kühlmittel und in der Abtauphase mit Wasser beschickt werden kann. Diese Ausgestaltung erlaubt es, den Abtauvorgang zu beschleunigen, wenn der Tunnel, beispielsweise zu Wartungszwecken, abgetaut werden muß. In diesem Fall kann der Kühlboden mit warmem Wasser beschickt werden, was zu einem beschleunigten Abtauen des auf den Kühlboden aufgebrachten Schnees führt.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Überbau des Skitunnels aus mehreren Überbauelementen, beispielsweise aus zwei Seitenwänden, zwei Schrägelementen und einer Decke. Auch bei dieser Ausgestaltung sind die zum Innenraum des Tunnels gewandten Innenflächen der Bestandteile durch Innenflächenkühlungen im wesentlichen vollflächig kühlbar. Dabei sind die Innenflächenkühlungen so ausbildet, daß die Innenflächenkühlung einzelner Überbauelemente unabhängig voneinander regulierbar sind. Dies ermöglicht eine noch bessere Herstellung von definierten Schnee- und Klimabedingungen in dem Tunnelinnenraum. Insbesondere kann im Innenraum auf diese Weise ein Zustand hergestellt werden, bei dem die Lufttemperatur mit der Höhe variiert.

Vorteilhafterweise ist der Skitunnel in Längsrichtung in mehrere Tunnelabschnitte unterteilt. Derartige Tunnelabschnitte können vorgefertigt werden und dann zu einem Skitunnel zusammengesetzt werden. Möglich ist insbesondere die Vorfertigung standardisierter Tunnelabschnitte, die dann nach dem Bausatzprinzip zu einem Skitunnel zusammengesetzt werden können. In dieser Ausgestaltung weist jeder Tunnelabschnitt einen Kühlboden und eine Innenflächenkühlung auf. Die Kühlböden und/oder die Innenflächenkühlungen verschiedener Tunnelabschnitte sind vorzugsweise unabhängig voneinander regulierbar. Dadurch können die Kühlböden und Innenflächenkühlungen in den jeweiligen Tunnelabschnitten gezielt gesteuert werden. Damit wird die Herstellung von einheitlichen Schnee- und Klimabedingungen über die Gesamtlänge des Tunnels leichter und effizienter möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigt:

1 Querschnitt durch einen Skitunnel in schematischer Darstellung

2 Draufsicht auf einen Skitunnel mit Klimaanlage, Belüftungssystem, Kühlanlage und Steuereinheit

3 Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Skitunnel mit Klimaanlage

4 Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Skitunnel mit bevorzugter Ausgestaltung des Bodens

5 Detaillierter Querschnitt durch den Boden mit Isolierschicht und beheizter Schicht

6 Detaillierter Querschnitt durch den Boden mit Isolierschicht und Hohlraum

7 Detaillierter Querschnitt durch die Wandung des Überbaus mit Hohlraum

8 Detaillierter Querschnitt durch die Wandung des Überbaus mit beheizter Schicht

9 Längsschnitt durch einen Skitunnel mit Nahtstelle zwischen zwei Tunnelabschnitten

10 Querschnitt durch den Skitunnel mit Sensoren

11 Detailansicht des Entwässerungskanals bei Boden mit Hohlraum

12 Detailansicht des Entwässerungskanals bei Boden mit beheizter Schicht

13 Querschnitt durch Skitunnel mit mehreren Überbauelementen

14 Draufsicht auf den Skitunnel bestehend aus mehreren Tunnelabschnitten

1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung den Grundaufbau des erfindungsgemäßen Skitunnels 1. In 1 ist ein Querschnitt durch den Skitunnel 1 dargestellt. Über dem Boden 10 befindet sich der Überbau 20. Boden 10 und Überbau 20 sind dichtend miteinander verbunden und bilden eine gegenüber der Außenwelt im wesentlichen klimatisch abgeschlossene Tunnelröhre. Auf den Boden 10 wird der für den Skilanglauf erforderliche Natur- oder Kunstschnee 2 aufgebracht. An der Decke des Überbaus 20 ist das Belüftungssystem 40 aufgehängt. In 1 ist ein aus Belüftungsrohren gebildetes Belüftungssystem 40 dargestellt, wobei die Belüftungsrohre mittels Aufhängungen 44 an der zum Überbau gehörigen Decke des Skitunnels befestigt sind.

In 2 ist der erfindungsgemäße Skitunnel 1 in Draufsicht schematisch dargestellt. In der Draufsicht sind die zum Überbau 20 gehörigen Seitenwände des Skitunnels 1 sichtbar. Gezeigt ist in 2 außerdem die Klimaanlage 30, an die das Belüftungssystem 40 angeschlossen ist. Das Belüftungssystem 40 dient der Zuführung der von der Klimaanlage klimatisierten Luft und ihrer Verteilung im Tunnelinnenraum. Das Belüftungssystem 40 ist in 2 als Rohrsystem ausgestaltet. Weiterhin zeigt 2 eine Kühlanlage 50. In der Kühlanlage wird das zur Kühlung der thermischen aktivierten Bauteile des Skitunnels erforderliche Kühlmittel gekühlt. Über Kühlmittelleitungen 52 ist die Kühlanlage mit dem thermisch aktivierten Bauteilen verbunden, so daß geschlossene Kühlkreisläufe gebildet werden, durch die ein geeignetes Kühlmittel zirkuliert. Im erfindungsgemäßen Skitunnel sind sowohl der Boden als auch die Innenflächen des Überbaus vollflächig thermisch aktiviert, das heißt insbesondere vollflächig kühlbar.

Die in 2 dargestellte Klimaanlage 30 erlaubt es, Luft im Temperaturbereich von –15°C bis +15°C und im Feuchtigkeitsbereich von 45% bis 98% zu erzeugen. Bei dieser Klimaanlage sind Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit in den vorgenannten Bereichen unabhängig voneinander regulierbar. Die mit Hilfe der Klimaanlage 30 klimatisierte Luft wird über das Belüftungssystem 40 dem Tunnelinnenraum zugeführt und in diesem verteilt. Dabei ist das Belüftungssystem 40 derart ausgestaltet, daß bei der Zuführung der klimatisierten Luft Luftströmungen oder Luftzirkulationen über der Oberfläche des Schnees weitgehend vermieden werden. Mit der in 2 weiterhin gezeigten Steuereinheit 8 können Kühlanlage 50 und Klimananlage 30 unabhängig voneinander gesteuert werden.

3 zeigt in einem Querschnitt durch die Skitunnel die erfindungsgemäße vollflächige Bauteilaktivierung. Eine Schicht des Bodens 10 ist als Kühlboden 12 ausgebildet. Der Kühlboden 12 ist mittels Kühlleitungen 52 mit der Kühlanlage 50 verbunden, so daß ein Kühlkreislauf gebildet wird, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Der Kühlboden 12 kühlt den darauf aufgebrachten Schnee 2 vollflächig. Unter dem Kühlboden 12 befindet sich der Unterbau 18, so daß der Boden 10 in dieser Ausgestaltung den Kühlboden 12 und den Unterbau 18 umfaßt. Die zum Innenraum des Skitunnels 1 gewandten Innenflächen 22 des Überbaus 20 werden durch die Innenflächenkühlung 24 im wesentlichen vollflächig gekühlt. In der in 3 gezeigten Ausgestaltung des Skitunnels besteht der Überbau aus mehreren Schichten, von denen die innerste Schicht 24 als Innenflächenkühlung 24 ausgebildet ist. Ebenso wie der Kühlboden 12 ist auch die Innenflächenkühlung 24 über Kühlmittelleitungen 52 mit der Kühlanlage 50 zur Bildung von einem oder mehreren Kühlkreisläufen, in denen Kühlmittel zirkuliert, verbunden. Die Innenflächenkühlung 24 kühlt weitgehend die gesamte innere Oberfläche 22 des Tunnelüberbaus, so daß eine vollständige thermische Aktivierung des Überbaus erreicht wird.

4 zeigt einen Querschnitt durch einen Skitunnel mit einem bevorzugt ausgestalteten Boden 10 und mit einem bevorzugt ausgestalteten Überbau 20. 5 und 6 zeigen detaillierte Querschnitte durch bevorzugte Ausgestaltungen des Bodens 10, 7 und 8 zeigen detaillierte Querschnitte durch bevorzugte Ausgestaltungen des Überbaus 20.

In 4 befindet sich unter dem Kühlboden 12 eine Isolierschicht 14 zur thermischen Isolierung des Kühlbodens 12 gegenüber dem Unterbau 18. Wie in 5 gezeigt, kann unter der Isolierschicht 14 eine beheizbare Schicht 16 vorgesehen werden. Alternativ oder zusätzlich kann wie in 6 gezeigt unter der Isolierschicht ein beheizbarer und/oder von außen belüfteter Hohlraum 17 vorgesehen sein. Durch diese bevorzugten Ausgestaltungen kann ein dauerhaftes oder wiederholtes Gefrieren des Unterbaus 18 verhindert werden. Dies wirkt sich positiv auf die Haltbarkeit des Skitunnels aus, da dauerhaftes oder wiederholtes Durchfrieren den Unterbau 18 schädigt. In 5 und 6 außerdem gezeigt sind Stützen 19, die den Kühlboden 12 auf dem Unterbau 18 abstützen. In den Ausgestaltungen gemäß 5 und 6 ist der Kühlboden 12 tragend ausgebildet. Er muß den auf ihn wirkenden Lasten standhalten, auch der Last eines üblichen Pistenpräpariergerätes. Isolierschicht und/oder Hohlraum können diese Lasten regelmäßig nicht tragen, so daß die Stützen 19 erforderlich sind, um die Last auf den Unterbau überzuleiten.

In 7 und 8 sind mögliche Ausgestaltungen des Schichtaufbaus des Überbaus dargestellt. Links befindet sich jeweils der Tunnelinnenraum, rechts die Außenwelt. In 7 ist als innerste Schicht die Innenflächenkühlung 24 vorgesehen. Als nächstäußere Schicht folgt eine Isolierschicht 26. Als nächste Schicht folgt ein – gegebenenfalls beheizter oder belüfteter – Hohlraum 27, der ein Durchfrieren der äußersten tragenden Schicht 29 verhindern solle. Alternativ ist in 8 eine Ausgestaltung gezeigt, bei der sich zwischen Isolierschicht 26 und tragender Außenschicht 29 eine Heizung 28 befindet, die ebenfalls ein häufiges oder wiederholtes Durchfrieren der tragenden Außenschicht verhindern soll.

9 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Skitunnel. Dargestellt ist ein aus mehreren Tunnelabschnitten 4 zusammengesetzter Skitunnel. Zur Bildung des Skitunnels werden die Tunnelabschnitte 4 dichtend miteinander verbunden. In der in 9 gezeigten Ausgestaltung sind die Schichten von Überbau und Boden an den Nahtstellen unterbrochen. So hat jeder Tunnelabschnitt 4 einen unabhängig regulierbaren Kühlboden 12 und eine unabhängig regulierbare Innenflächenkühlung 24. Weiterhin zeigt 9 eine mögliche Ausgestaltung des Belüftungssystems 40. Das Belüftungssystem 40 ist als Rohrsystem mittels Aufhängungen 44 an der Decke des Skitunnels 1 aufgehängt und entlang der Längsrichtung des Skitunnels geführt. Das Belüftungssystem verfügt über Auslässe 42, die über die Länge des Tunnels verteilt sind. Die Abstände zwischen den Auslässen 42 werden so dicht gewählt, daß es bei der Zuführung der klimatisierten Luft nicht zu Luftströmungen oder Luftzirkulationen über der Schneeoberfläche kommt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auslässe 42 als siebartige Rohrendstücke mit einer Vielzahl von Löchern, die in verschiedene Raumrichtungen weisen, ausgestaltet sind. Auf diese Weise wird die klimatisierte Luft in verschiedene Raumrichtungen ausgestoßen, was Luftzirkulationen bei der Zuführung der klimatisierten Luft vermindert.

10 zeigt einen Querschnitt durch den Skitunnel mit Sensoren 7 zur Erfassung der Lufttempartur, der Schneetemperatur, der Luftfeuchtigkeit sowie zur Erfassung der Wärmeabstrahlung der Nutzer des Tunnels. Weitere Sensoren können im Belüftungsstem 40 und in den Auslässen 42 angebracht sein, um beispielsweise Meßwerte für die Steuerung der Klimaanlage zu gewinnen. Weitere Sensoren können im Kühlboden in der Isolierschicht und im Unterbau vorgesehen sein, mit denen insbesondere ein Durchfrieren des Unterbaus überwacht und verhindert werden kann.

4 zeigt, daß im Boden 10 ein Entwässerungskanal 11 vorgesehen werden kann. Vorzugsweise kann der Entwässerungskanal 11 in der Mitte des Kühlbodens angeordnet werden. Dabei weist der Kühlboden 12 vorteilhafterweise ein Gefälle zum Entwässerungskanal hin auf. In 11 und 12 sind Detailansichten des Entwässerungskanals 11 sowie der zur Abführung des Wassers vorgesehenen Abflußsystems gezeigt. 11 zeigt den Entwässerungskanal bei einem Boden 10 mit Isolierschicht 14 und Hohlraum 16. Das im Entwässerungskanal 11 aufgefangene Wasser wird zum Abflußrohr 62 geleitet. Das Abflußrohr 62 ist im Bereich des Durchgangs durch die Isolierschicht 14 und den Hohlraum 16 mit Isoliermaterial 64 isoliert, damit über das Abflußrohr 62 keine Wärme zum Kühlboden 12 geleitet wird. Weiterhin ist das Abflußrohr im Bereich der Isolierschicht durch einen Schieber 68 wärmeisolierend verschließbar, damit ein Wärmefluß von der Kanalisation zum Kühlboden und in die Schneeauflage verhindert wird. Der Schieber ist während der Betriebsphase des Skitunnels verschlossen und während der Abtauphase geöffent. Abgetautes Wasser wird durch das Abflußrohr in die Kanalisation eingeleitet. 12 zeigt die Ausbildung des Entwässerungskanals bei einem Boden 10 mit Isolierschicht 12 und Heizschicht. Auch bei dieser Ausgestaltung ist eine Isolierung des Abflußrohres mit Isoliermaterial 64 vorgesehen. Weiterhin weist auch diese Ausgestaltung einen Schieber 68 zum Verschließen des Abflußrohres 62 gegenüber der Kanalisation auf.

13 zeigt eine Unterteilung der Innfenflächenkühlung in mehrere Teilflächenkühlungen. In dieser Ausgestaltung sind Wandflächenkühlungen 241 und 245, Schrägflächenkühlungen 242 und 244 sowie eine Deckenflächenkühlung 243 vorgesehen. Die vorgenannten Flächenkühlungen 241, 242, 243, 244, 245 sind so ausgestaltet, daß wiederum die gesamte Innenfläche des Tunnelraums im wesentlichen vollflächig kühlbar ist. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung sind die einzelnen Flächenkühlungen 201, 202, 203, 204, 205 unabhängig voneinander kühlbar. Dies ermöglicht eine bessere und differenziertere Steuerung des Klimas im Tunnelinnenraum. Insbesondere kann in der Höhe ein Temperaturgefälle eingestellt werden.

14 zeigt eine Unterteilung des Tunnels in Tunnelabschnitte 4 in Draufsicht. Die Tunnelabschnitte können als Tunnelelemente vorgefertigt werden und ermöglichen einen Aufbau des Tunnels im Bausatzprinzip. Die einzelnen Tunnelabschnitte 4 weisen Kühlböden 12 und Innenflächenkühlungen 24 mit jeweils eigenen Kühlkreisläufen auf, so daß die Kühlböden und die Innenflächenkühlungen der verschiedenen Tunnelabschnitte unabhängig voneinander regulierbar sind. Durch diese bevorzugte Ausgestaltung kann eine besonders effiziente Kühlung über die Gesamtlänge des Tunnels erreicht werden. Zudem sind konstante Klimabedingungen über die Gesamtlänge des Tunnels einfacher und effizienter herstellbar.

Mit dem vorstehend beschriebenen Skitunnel werden eine Reihe von Vorteilen erreicht. Der in den Skitunnel eingebrachte Schnee kann gegenüber dem Stand der Technik länger in seiner Konsistenz erhalten werden, da die Schneemetamorphose von Schnee zu Eis gegenüber dem Stand der Technik verzögert werden kann. Weiterhin sind in dem erfindungsgemäßen Skitunnel definierte Schnee- und Klimabedingungen einstellbar, so daß die Bedingungen an einem bestimmten Wettkampfort simuliert werden können. Durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau von Boden und Überbau, insbesondere mit Isolier- und Heizschicht, können die tragenden Konstruktionen von dauerhaftem und wiederholtem Durchfrieren geschützt werden, was die Haltbarkeit des Skitunnels deutlich erhöht. Mit dem besonders ausgestalteten Belüftungssystem werden Luftzirkulationen und Luftzug über der Schneeoberfläche soweit wie möglich verringert, um eine weitere Ursache der Schneemetamorphose möglichst weitgehend zu reduzieren. Durch die Unterteilung der den Innenraum vollflächig kühlenden Innenflächenkühlungen kann eine besonders effiziente Steuerung der Kühleinrichtung erreicht werden. Durch eine entsprechende Steuerung, die auch die Klimaanlage und das Belüftungssystem mitsteuert, können über die Gesamtlänge des Tunnels konstante Schnee- und Klimabedingungen eingestellt werden.


Anspruch[de]
  1. Skitunnel (1) zum Betreiben von Skilanglauf auf Natur- oder Kunstschnee (2), umfassend einen Boden (10), einen Überbau (20) und eine Klimaanlage (30), wobei

    – Boden (10) und Überbau (20) miteinander zur Bildung einer gegenüber der Außenwelt im wesentlichen klimatisch abgeschlossenen Tunnelröhre verbunden sind,

    – der Boden (10) eine oder mehrere Schichten (12, 14, 16, 18) aufweist, und

    – mindestens eine der ein oder mehreren Schichten (12, 14, 16, 18) des Bodens (10) als Kühlboden (12) zur im wesentlichen vollflächigen Kühlung von auf dem Boden (10) aufgebrachtem Schnee (2) ausgebildet ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß

    – die zum Innenraum des Tunnels (1) gewandten Innenflächen (22) des Überbaus (20) durch eine Innenflächenkühlung (24) im wesentlichen vollflächig kühlbar sind, und

    – mit der Klimaanlage (30) die Temperatur und die Feuchtigkeit der Luft im Innenraum des Tunnels (1) unabhängig voneinander regulierbar sind.
  2. Skitunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlboden (12), Innenflächenkühlung (24) und Klimaanlage (30) unabhängig voneinander regulierbar sind.
  3. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skitunnel ein Belüftungssystem (40) umfasst, welches derart ausgebildet ist, daß klimatisierte Luft unter möglichst weitgehender Vermeidung von Luftströmung über der Oberfläche des Schnees (2) in den Tunnelinnenraum zuführbar ist.
  4. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Kühlboden (12) eine Isolierschicht (14) zur thermischen Isolierung des Kühlbodens (12) gegenüber dem Unterbau (18) vorgesehen ist.
  5. Skitunnel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der Isolierschicht (14) eine beheizbare Schicht (16) und/oder ein beheizbarer und/oder von außen belüfteter Hohlraum (17) befindet.
  6. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächenkühlung (24) in den Überbau (20) integriert ist.
  7. Skitunnel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächenkühlung (24) auf die Innenwand des Überbaus (20) aufgebracht ist.
  8. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbau (20) eine oder mehrere Schichten (24, 26, 27, 28, 29) aufweist, und mindestens eine der einen oder mehreren Schichten (24, 26, 27, 28, 29) als Innenflächenkühlung (24) ausgebildet ist.
  9. Skitunnel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht des Überbaus (20) als Isolierschicht (26) zur thermischen Isolierung der Innenflächenkühlung (24) gegenüber den weiter außen liegenden Schichten (27, 28, 29) des Überbaus (20) ausgebildet ist.
  10. Skitunnel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich außerhalb der Isolierschicht (26) des Überbaus (20) eine beheizbare Schicht (27) und/oder ein beheizbarer und/oder von außen belüfteter Hohlraum (28) befindet.
  11. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungssystem (40)

    – entlang der Längsrichtung des Skitunnels (1) geführt ist, und

    – mehrere, über die Länge des Tunnels verteilte Auslässe (42) aufweist, wobei die Verteilung der Auslässe (42) derart ist, daß bei Zuführung von klimatisierter Luft eine Luftströmung über die Oberfläche des Schnees (2) weitgehend vermeidbar ist.
  12. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungssystem (40) als entlang des Skitunnels (1) geführtes Rohrsystem ausgestaltet ist.
  13. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungssystem (40) gegenüber dem Tunnelinnenraum isoliert ist.
  14. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Tunnelinnenraum Sensoren (7) zur Erfassung der Schnee- und/oder Lufttemperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder zur Erfassung der Wärmeabstrahlung der Nutzer angebracht sind.
  15. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (8) vorgesehen ist, mit der der Kühlboden (12), die Innenflächenkühlung (24) und/oder die Klimaanlage (30) in Abhängigkeit von den Bedingungen im Innenraum des Tunnels steuerbar sind.
  16. Skitunnel nach einem der Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit (8) ein Steuerprogramm zur Steuerung des Kühlbodens (12), der Innenflächenkühlung (24), der Klimaanlage (30) und/oder des Belüftungssystems (40) in Abhängigkeit von den von den Sensoren (7) gemessenen Werten codiert ist.
  17. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10) mindestens einen Entwässerungskanal (11) aufweist und daß der Boden (10) zu dem mindestens einen Entwässerungskanal (11) hin ein leichtes Gefälle aufweist.
  18. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlboden (12) in der Kühlphase mit einem Kühlmittel und in der Abtauphase mit Wasser beschickbar ist.
  19. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbau (20) mehrere Überbauelemente (201, 202, 203, 204, 205) umfaßt, wobei die zum Innenraum des Tunnels gewandten Innenflächen (221, 222, 223, 224, 225) der Überbauelemente (201, 202, 203, 204, 205) durch Innenflächenkühlungen (241, 242, 243, 244, 245) im wesentlichen vollflächig kühlbar sind und die Innenflächenkühlungen (241, 242, 243, 244, 245) unabhängig voneinander regulierbar sind.
  20. Skitunnel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Skitunnel in Längsrichtung in Tunnelabschnitte (4) unterteilt ist und die Kühlboden (12) und/oder die Innenflächenkühlungen (24) der verschiedenen Tunnelabschnitte (4) unabhängig voneinander regulierbar sind.
Es folgen 11 Blatt Zeichnungen






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