DE102004059897A1 - Facade element has transparent layer with inner hollow cavities forming heat carrier fluid circuit in which a substance is mixed to shade the incoming light - Google Patents

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Abstract

The facade element comprises a transparent layer such as a double glazed window with inner hollow cavities through which a heat carrier fluid is moved in circuit. A substance is mixed in with the fluid to shade the incoming light. The substance in the fluid can be particles removed from a dispersion. The light-absorbing substance can be a pigment with magnetic and/or metal and/or decorative properties. The control circuit for regulating the incoming amount of light can comprise a combination of heat and light sensors as well as a pump, permanent magnet and static mixer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, wie sie an Fassaden von Gebäuden zu wärmehaushaltstechnischen und/oder lichtschutztechnischen und/oder dekorativen Zwecken angebracht werden kann.The The invention relates to a device as used on facades of buildings heat-budgetary and / or light protection and / or decorative purposes can be.

In der Bautechnik werden verschiedene Methoden angewendet, um einem Gebäude einen nach außen wirkenden Eindruck zu vermitteln; je nach Finanzkraft des Bauherrn kann der Eindruck mehr oder weniger repräsentativ und dekorativ ausfallen. Dabei kommen zu den schmückenden Elementen auch funktionale Elemente hinzu; gemeint sind dabei insbesondere folgende Funktionen:

  • • Funktionen des Energie- und Wärmehaushalts,
  • • Schutzfunktionen gegen Witterung,
  • • Schutzfunktionen für die Vertrauenssphäre,
  • • Funktionen, die dem Erhalt und Bestand des Gebäudes dienen,
  • • Funktionen, die die Betriebskosten des Gebäudes betreffen und
  • • andere, weiter unten angesprochene Funktionen.
In construction technology, various methods are used to give a building an outward-looking impression; depending on the financial strength of the client, the impression may be more or less representative and decorative. Functional elements are added to the decorative elements; In particular, the following functions are meant:
  • • functions of the energy and heat budget,
  • • protection against weather,
  • • protection functions for the sphere of protection,
  • • functions that serve to preserve and maintain the building,
  • • Functions that affect the operating costs of the building and
  • • other functions discussed below.

Stand der TechnikState of technology

Zum Stand der Technik gehören wärmeisolierende Kunststoffbeschichtungen – meist an der Außenhaut des Gebäudes angebracht – um den Wärmedurchgangskoeffizienten eines Hauses zu senken.To the State of the art belong thermal insulating Plastic coatings - mostly on the outer skin of the building attached - to the heat transfer coefficient to lower a house.

Gegen Witterungseinflüsse werden Fassaden mit schützenden Holz-, Stein- und Granitverschalungen versehen, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.Versus the effects of weather be facades with protective Wood, stone and granite cladding provide only a few options call.

Für den Bestandserhalt eines Gebäudes werden Wand- und Mauertechniken, Schutzanstriche, Isoliermassen, Beschich tungen und viele andere Methoden gemäß dem Stand der Technik eingesetzt.For preservation to become a building Wall and wall techniques, protective coatings, insulating materials, Beschich lines and many other methods according to the state the technique used.

Eine besondere Bedeutung genießt im Zusammenhang mit diesen Aufgaben die Funktion der Fenster. Zum Schutz der Vertrauensphäre werden bei ihrem Einsatz in der Haus- und Gebäudetechnik den Einblick in den Innenraum verhindernde Vorrichtungen verwendet: z.B. Jalousien, Vorhänge, Fensterläden, Außen- und Innenrollos etc.. Durch thermoisolierende Doppelverglasung mit oder ohne Außenrollos wird der Energiedurchgangskoeffizient jedoch nur unzureichend gesenkt.A enjoys special significance in connection with these tasks the function of the windows. To the Protection of the sphere of trust become in their use in the house and building technology the insight into the interior preventing devices used: e.g. blinds, Curtains, Shutters, Outside- and interior roller blinds etc .. Through thermoisolating double glazing with or without external blinds However, the energy transfer coefficient is only insufficiently reduced.

Deshalb schlägt unter anderem das Gebrauchsmuster DE 297 10 564 U1 fluiddurchströmte Sonnenkollektor – Jalousien vor. Allerdings erscheint dieser Vorschlag wartungs-, konstruktions- und kostenintensiv.That's why, among other things, the utility model beats DE 297 10 564 U1 fluid flowed solar panel - blinds in front. However, this proposal seems maintenance, construction and cost-intensive.

Nachteilig erscheint darin der Umstand, daß nur mit der Verwendung von Jalousien, Rollos und dergleichen die Einblicknahme in Werkstätten, Büro- oder Wohnräume etc. vermieden werden kann.adversely in it the circumstance appears that only with the use of blinds, roller blinds and the like the insight in workshops, Office or living rooms etc. can be avoided.

Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 299 17 487 U1 ist eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Lichtdurchlässigkeit an Verglasungen bekannt, dadurch gekenzeichnet, daß die Verglasung einen Hohlraum aufweist und ein flüssiges oder gasförmiges Medium vorbestimmter Lichtdurchlässigkeit sowie ein Beförderungssystem zur bedarfsweisen Befüllung/Entleerung des Hohlraums mit dem Medium vorsieht.From the utility model DE 299 17 487 U1 a device for influencing the light transmittance of glazings is known, characterized thereby that the glazing has a cavity and a liquid or gaseous medium of predetermined translucency as well as a conveying system for filling / emptying the cavity as required with the medium.

Allerdings fehlt in dieser Schrift ein konkreter Vorschlag zur kostengünstigen Realisierung solcher Vorrichtungen, genauso wenig eine Lösung für das Problem unterschiedlicher Lichtverhältnisse im Tages- und Nachtverlauf. Zudem erscheint das dafür notwendige Be- und Entlüftungssystem für eine Be- und Entleerung aufwendig und fehleranfällig.Indeed lacks a concrete proposal for cost-effective in this document Realization of such devices, nor a solution to the problem different lighting conditions during the day and night. In addition, the necessary for this appears Ventilation system for one Loading and emptying consuming and error-prone.

Diese Aufgabe wird (bereits) mit einer älteren Patentanmeldung (besser) gelöst, indem Partikel gezielt in den Zwischenraum von Verglasungen eingebracht werden:
Aus der Schrift DE 43 44 999 A1 ist eine Anordnung zur rechnergesteuerten, örtlich und zeitlich begrenzten Manipulation von Farbtönung, Intensität und des Energiedurchtritts an transparenten Objekten, unter anderem bei Fassadenelementen bekannt. In dieser Anordnung werden in einer spaltförmigen Vorrichtung bestimmte Partikel durch definiert veränderbare elektromagnetisch und/oder elektrostatisch wirksame Kräfte reversibel an bestimmte Oberflächenbereiche und/oder Raumbereiche des Spaltraums gebunden.
This problem is (better) solved with an older patent application by introducing particles specifically into the space between the glazings:
From the Scriptures DE 43 44 999 A1 is an arrangement for computer-controlled, local and temporal limited manipulation of hue, intensity and the energy transmission to transparent objects, including façade elements known. In this arrangement, certain particles are reversibly bound in a gap-shaped device by defined variable electromagnetically and / or electrostatically effective forces to certain surface areas and / or space regions of the gap space.

Nachteilig erscheint bei dieser Schrift der hohe technische Aufwand, der zur Erstellung solcher Vorrichtungen erforderlich ist und die nicht unbedenklichen Eigenschaften der dafür notwendigen elektrostatisch-isolierend wirkenden Trägerflüssigkeiten.adversely appears in this document, the high technical effort, the Creation of such devices is required and not harmless properties of the necessary electrostatic-insulating acting carrier fluids.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein System vorzustellen, daß die oben genannten Anforderungen an lichtdurchlässige Fassadenelemente vorteilhaft vereinigt und die Nachteile des in den beiden Schriften beschriebenen Stands der Technik umgeht.task It is therefore an object of the present invention to provide a system that the above requirements for translucent facade elements advantageous united and the disadvantages of that described in the two documents State of the art bypasses.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die aus einer herkömmlichen doppelt verglasten Fensteranordnung besteht, zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß sie eine den Innenraum ausfüllende Struktur aus Unterteilungen enthält, dergestalt, daß die Flüssigkeit ein Kanalsystem durchströmt, daß zwischen den beiden planparallelen Glasflächen hindurchführt, um dabei die gesamte Glasfläche vollständig zu hinterspülen.The object is achieved by a device consisting of a conventional double-glazed window assembly, additionally characterized in that it is a filling structure of the interior of subdivisions contains, in such a way that the liquid flows through a channel system that passes between the two plane-parallel glass surfaces, thereby backwash the entire glass surface completely.

Vor dem Eintritt der Flüssigkeit in das eben beschriebene Kanalsystem besteht die Möglichkeit, Partikel kontrolliert zuzuführen oder zu entfernen.In front the entry of the liquid in the channel system just described there is the possibility of particles to supply controlled or remove.

Dabei steuert ein Regelkreis, gespeist aus Signalen einer Wärme- und/oder Lichtsensorik die Partikelkonzentration.there controls a control circuit, fed from signals of a heat and / or Light sensor the particle concentration.

Die verwendete Flüssigkeit stellt in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine Wärmeträgerflüssigkeit dar, die durch Sonnenbestrahlung aufgenommene Wärme über einen Wärmeaustauscher an ein Wärmereservoir abgibt und damit zur Brauchwassererwärmung und gleichzeitigen Kühlung der rückgeführten Flüssigkeit dient.The used liquid provides in an advantageous embodiment of the invention a Heat transfer fluid represents the heat absorbed by sunlight through a heat exchanger to a heat reservoir gives off and thus for domestic water heating and simultaneous cooling of the recirculated liquid serves.

Die eingesetzten Partikel haben in einer vorteilhaften Ausführungsform eine hohe Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Metalle.The used particles have in an advantageous embodiment a high thermal conductivity such as metals.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Fassadenelements der Erfindung ist die Hohlraumstruktur so ausgebildet, daß bei Durchsicht durch die transparenten Teile der Vorrichtung in alle Raumrichtungen ein weitgehend einheitlicher Brechungsindex gewährleistet ist.In a particularly advantageous embodiment of the facade element the invention, the cavity structure is formed so that when viewed through the transparent parts of the device in all spatial directions a largely uniform refractive index is ensured.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist die besondere Konstruktion der Hohlraumverrohrung in der Form, daß neben der Anforderung an die Einheitlichkeit des oben beschriebenen raumwinkelabhängigen Brechungsindex, ein möglichst ungehinderter Fluß der Flüssigkeit gewährleistet wird, indem Toträume vermieden werden, in denen sich Ansammlungen von Partikeln ablagern.A further advantageous embodiment is the special construction of the cavity casing in the mold, that beside the requirement for the uniformity of the above-described space-angle-dependent refractive index, one possible unhindered river of liquid guaranteed is done by dead spaces be avoided, in which accumulate accumulations of particles.

Zur weiteren Beschreibung der Erfindung werden folgende Ausführungsbeispiele anhand beiliegender Zeichnungen beigefügt:to Further description of the invention, the following embodiments attached with attached drawings:

1 zeigt eine erfindungsgemäßes Fassadenelement, bestehend aus planparallelen Glasplatten 1, die in ihrem Zwischenraum ein erfindungsgemäßes Verrohrungssystem 2 zur Aufnahme der Trägerflüssigkeit mit und/ohne Funktionspartikeln enthält. Die Verbindungsstücke 3 dienen zur geschlossenen Ausführung der Verrohrung, die den Transport der Flüssigkeit durch das gesamte Rohrsystem mit bewirken. 1 shows a facade element according to the invention, consisting of plane-parallel glass plates 1 , Which in its interspace an inventive piping system 2 contains for receiving the carrier liquid with and / without functional particles. The connectors 3 are used for the closed execution of the piping, which cause the transport of the liquid through the entire pipe system with.

2 zeigt das erfindungsgemäße Fassadenelement 4 mit der funktionsbegleitenden Peripherie. Darin wird das Rohr 5 von einer Pumpe 6 mit der Trägerflüssigkeit gespeist, die durch den Statikmischer 7 geleitet wird, um die Partikel mit der Trägerflüssigkeit ausreichend zu durchmischen. Die Einspeisung der Partikel geschieht über einen Vorratsbehälter 8/1, der gleichzeitig die Funktion erfüllt, die Partikel auch wieder aus dem Trägerflüssigkeitsstrom abzutrennen, je nach dem welche Signale die Regelvorrichtung 9 über die Steuerleitung 10 sendet. 8/2 ist der Wärmetauscher, der die Aufwärmung der Wärmeträgerflüssigkeit abführt. 2 shows the facade element according to the invention 4 with the function-accompanying periphery. That's where the tube is 5 from a pump 6 fed with the carrier liquid passing through the static mixer 7 is passed to sufficiently mix the particles with the carrier liquid. The feeding of the particles is done via a reservoir 8th / 1 , which also fulfills the function to separate the particles again from the carrier liquid flow, depending on which signals the control device 9 over the control line 10 sends. 8th / 2 is the heat exchanger that dissipates the heating of the heat transfer fluid.

3 zeigt eine detaillierte Beschreibung der Hohlraumstruktur 11; im Querschnitt erkennt man eine dreieckförmige den Durchfluß der Trägerflüssigkeit ermöglichende Struktur 12 die durch die Verbindungsstücke 3 in einer hier mit einer 13 bezeichneten Strömungsrichtung nur schematisch angedeuteten Ausführung wiedergegeben sind. 3 shows a detailed description of the cavity structure 11 ; in cross-section can be seen a triangular the flow of the carrier liquid enabling structure 12 through the connectors 3 in one here with one 13 Designated flow direction are shown only schematically indicated embodiment.

Claims (11)

Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer transparenten Schicht besteht, die von Hohlräumen durchzogen ist, in der eine Wärmeträgerflüssigkeit im Kreis geführt wird, der ein Stoff beigemengt werden kann, der gleichzeitig eine Verdunklung des einfallenden Lichts bewirkt.Façade element, characterized in that it consists of a transparent layer, which is traversed by cavities in which a heat transfer fluid is circulated to which a substance can be added, which simultaneously causes a darkening of the incident light. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer transparenten Schicht besteht, die von Hohlräumen durchzogen ist, in der eine Wärmeträgerflüssigkeit im Kreis geführt wird, vor der eine regelbare Abdunklung installiert wird.Façade element, characterized in that it is made a transparent layer, which is traversed by voids is in which a heat transfer fluid led in a circle becomes, in front of which a controllable darkening is installed. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß die von Hohlräumen durchzogene Vorrichtung einen möglichst verwirbelungsfreien Fluß der Wärmeträgerflüssigkeit erlaubt.Façade element, characterized in that the traversed by cavities Device one as possible turbulence-free flow of Heat transfer fluid allowed. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verdunklung bewirkende Stoff, dem kreisenden Strom der Wärmeträgerflüssigkeit über einen Regelkreis gezielt zudosiert und wieder daraus entfernt werden kann.Façade element, characterized in that the effect of the darkening Material targeted to the circulating flow of heat transfer fluid via a control circuit can be added and removed again from it. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in der Wärmeträgerflüssigkeit ein Teilchen mit einer Größenordnung ist, das eine geringe oder überhaupt keine Tendenz zum Absetzen zeigt.Façade element, characterized in that the substance in the heat transfer fluid a particle of an order of magnitude is that a little or at all no tendency to settle shows. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß die von Hohlräumen durchzogene Vorrichtung bei der Durchsicht über alle Raumrichtungen einen gleichmäßigen Brechungsindex zeigt.Façade element, characterized in that the traversed by cavities Device when looking over all spatial directions show a uniform refractive index. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß die von Hohlräumen durchzogene Vorrichtung kostengünstig und einfach hergestellt werden kann.Façade element, characterized in that the traversed by cavities Device cost-effective and can be easily made. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in der Wärmeträgerflüssigkeit ein Teilchen ist, das einfach, gezielt und vollständig aus der Dispersion entfernt werden kann.Facade element, characterized in that the substance in the heat transfer fluid is a particle that is simple, targeted and completely out of the Dispersion can be removed. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, daß der absorbierende Stoff in der Wärmeträgerflüssigkeit ein Pigment mit magnetischen und/oder metallischen und/oder dekorativen Eigenschaften ist.Façade element, characterized in that the absorbent material in the heat transfer fluid a pigment with magnetic and / or metallic and / or decorative Properties is. Fassadenelement, dadurch gekennzeichnet, das der zur Steuerung der einfallenden Lichtmenge verwendete Regelkreis aus einer Kombination von Wärme- und Lichtsensoren sowie Pumpe, Permanentmagnet und Statikmischer besteht.Facade element, characterized, that of the control the amount of incident light used from a combination of heat and light sensors as well as pump, permanent magnet and static mixer consists. Fassadenelement dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtregulierung geräuschlos erfolgt.Façade element characterized in that the light control noiseless he follows.
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