DE102005008537A1 - Electromagnetic shielding components for installation as safety devices on doors or windows has metallic layers integrated between individual parts for absorbing electromagnetic radiation - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Bauteile für Gebäudeeinrichtungen, wie Fenster- und Türrahmen, Flügel, Füllungen, Pfosten, Riegel und dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für den Einbau als Schutzvorrichtung vor elektromagnetischen Felder und Wellen in Fenster und Türen aus elektrisch nicht leitenden Werkstoffen, wie beispielsweise Holz oder Kunststoff.The The present invention relates to components for building equipment, such as window and door frames, Wing, fillings, Posts, bars and the like according to the preamble of the claim 1 for the Installation as a protective device against electromagnetic fields and Waves in windows and doors made of electrically non-conductive materials, such as wood or plastic.
Die zunehmende Technisierung und somit auch Elektrifizierung unseres Lebensumfeldes hat dazu geführt, dass heute in unserer Umwelt elektromagnetische Felder allgegenwärtig sind. Elektrische und magnetische Felder entstehen überall dort, wo elektrische Energie erzeugt, transportiert oder verbraucht wird (z.B. im Umfeld von Stromleitungen, Elektroinstallationen, Haushaltsgeräten usw.).The increasing mechanization and thus electrification of our Living environment has led that in our environment today electromagnetic fields are omnipresent. Electric and magnetic fields are created wherever electrical Energy is generated, transported or consumed (e.g., in the environment of power lines, electrical installations, household appliances, etc.).
Im Gegensatz zu den niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern, die als unerwünschte Nebeneffekte bei der Übertragung und Nutzung elektrischer Energie entstehen, werden hochfrequente elektromagnetische Felder bei der Nachrichtenübertragung gezielt erzeugt, beispielsweise von modernen Sendeanlagen für Mobil-, Richt-, Rund- und Satellitenfunk außerhalb des Wohnraums, aber auch von zahlreichen Hausgeräten im unmittelbaren Wohnumfeld, wie beispielsweise von DECT Mobilteilen und Funknetzen in Wohn-, Aufenthalts- und Schlafräumen.in the Unlike the low-frequency electrical and magnetic Fields that are considered unwanted Side effects during transmission and use of electrical energy are high-frequency generated electromagnetic fields in the message transmission, For example, from modern transmitters for mobile, Richt-, Rund- and Satellite radio outside of the living space, but also of numerous home appliances in the immediate living environment, such as DECT handsets and wireless networks in residential, and bedrooms.
Die Allgemeinbevölkerung ist im Alltag vergleichsweise schwachen elektromagnetischen Feldern ausgesetzt. Allerdings haben Hinweise auf mögliche gesundheitliche Risiken bei der Einwirkung schwacher Felder auf den Menschen in den letzten Jahren eine intensiv und kontrovers geführte Diskussion in der Öffentlichkeit ausgelöst. Zunehmend mehren sich in der Bevölkerung Bedenken, dass die Einstrahlung hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung und Wellen Grund für Beeinträchtigungen des körperlichen und psychischen Wohlbefindens bis zu gesundheitlichen Schäden sein könnten.The general population is in everyday life comparatively weak electromagnetic fields exposed. However, indications of possible health risks in the effect of weak fields on humans in recent years an intense and controversial Discussion in public triggered. Increasingly, the population is increasing Concern that the irradiation of high-frequency electromagnetic Radiation and waves reason for impairments of the physical and mental well-being up to health damages could.
Es ist zu beobachten, dass Kunden bei der Sanierung und beim Neubau von Wohnhäusern in verstärktem Maß auf die Verwendung natürlicher oder allgemein als gesundheitsverträglich eingestufter Materialien und Grundwerkstoffe, wie z.B. Holz, Kunststoff, Aluminium oder Kombinationen derselben, achten. Darüber hinaus besteht großes Interesse, diese Bauelemente möglichst unscheinbar oder unsichtbar mit zusätzlichen Schutzvorrichtungen auszustatten, die mit hoher Effizienz einen Schutz vor elektromagnetischen Feldern und Wellen darstellen oder derartige Einstrahlungen zuverlässig auf ein erheblich reduziertes Leistungsniveau dämpfen. Dies insbesondere vor dem Hintergrund, dass derartige Sendeanlagen in zunehmender Anzahl und Häufigkeit auch in unmittelbarer Nähe zu Wohn- und Gewerbegebieten errichtet werden.It is to be observed that customers in the renovation and new construction of residential buildings in reinforced Measure up the use of natural or generally as healthy classified materials and base materials, such as Wood, plastic, Aluminum or combinations thereof, pay attention. Furthermore is great Interest, these components as possible inconspicuous or invisible to equip with additional protection devices, the high efficiency protection against electromagnetic fields and waves or such irradiation reliably to reduce a considerably reduced level of performance. This particular ago the background that such transmitters in increasing numbers and frequency also in the immediate vicinity be built to residential and commercial areas.
Hinzukommt, dass in einem ansteigenden Ausmaß Mobilfunkgeräte mit gepulster Datenübertragung zum Einsatz kommen. Bei diesen werden digitale Datenpakete mit hoher Energie und hohen Übertragungsraten im Pulsbetrieb gesendet (z.B. UMTS). Der Vorteil, aus Sicht der Mobilfunkbetreiber, ist ein Zugewinn an Bandbreite und Übertragungskapazität. Dies bedeutet, dass auf Grund der Pulsung mehr Verbindungen mit hoher Störsicherheit auf einem Übertragungskanal Kanal übermittelt werden können und aufgrund der höheren Sendeenergie weniger Sender im Funknetz benötigt werden. Nachteilig an diesen Funktechnologien ist insbesondere die hohe Sendeenergie, die bei Mensch und Tier für Gesundheitsprobleme ursächlich sein kann.Come in addition, that to an increasing extent mobile devices with pulsed data transfer be used. These are digital data packets with high Energy and high transfer rates sent in pulse mode (e.g., UMTS). The advantage, from the point of view of Mobile operators, is an increase in bandwidth and transmission capacity. This means that due to the pulsation more connections with high immunity on a transmission channel Channel transmitted can be and because of the higher Transmission energy fewer stations in the radio network are needed. Disadvantageous These radio technologies are in particular the high transmission energy, in humans and animals for Health problems cause can be.
Verstärkt diskutiert man daher Schutzmaßnahmen gegen die elektromagnetische Strahlung. In der Patent- und Fachliteratur werden diese in der Regel mit den Oberbegriffen „EM-Schutz" geführt. Im Allgemeinen beschrieben werden dabei die elektromagnetische Einstrahlung dämpfende oder komplett absorbierende Schutz- und Hilfsvorrichtungen, die in Wohn- und Arbeitsräumen zum Einsatz kommen, wo sich Personen bevorzugt aushalten.Increasingly discussed therefore protective measures against the electromagnetic radiation. In the patent and technical literature These are usually performed with the generic terms "EM protection". In general, the electromagnetic radiation is described absorbing or completely absorbing protective and auxiliary devices, the in living and working spaces be used where people prefer to endure.
Im Hochbau ergreift man zusehends Maßnahmen in Richtung auf einen EM-geschützten Bau. Dabei hat man z.B. bei Wärmeisolationsglas mit einer Silberbeschichtung von etwa 1–3 μm Dicke neben einer erheblichen Reduzierung des Wärmeübergangs eine ganz beachtliche EM-Dämpfung erzielt.in the Building construction is increasingly taking measures towards one EM-protected Construction. One has, for example, in thermal insulation glass with a silver coating of about 1-3 microns thickness in addition to a considerable Reduction of heat transfer one achieved quite remarkable EM attenuation.
Ein
Großteil
der bisherigen Realisierungsformen von Bauteilen für Gebäudeeinrichtungen
zeichnet sich dadurch aus, dass zur EM-Abschirmung metallische Schutzfolien
oder Geflechte in die Bauelemente eingebaut werden, zum Beispiel
in Leichtbauwänden,
Dachstühlen
etc. In der Schrift
Eine
weitere, häufig
eingesetzte Abschirmmaßnahme
ist es, Rahmen und/oder Füllungen
bei Türen
und Fenstern bzw. Pfosten und Riegel z.B. bei Wintergärten aus
metallischen, und somit elektrisch leitenden, Werkstoffen (beispielsweise
Aluminium) auszuführen
oder ableitende Funktionselemente aus elektrisch leitenden Materialien
zu integrieren. Derartige Anordnungen sind beispielsweise in den
Schriften
Die
in
Eine
sehr frühe
Schrift (
Allen bisher vorgeschlagenen Realisierungen für den EM-Schutz in Bauteilen, Fenstern und Türen gemeinsam ist der Nachteil, dass die Maßnahmen zur Sicherstellung ihrer Wirksamkeit entweder ganz oder in wichtigen Bestandteilen ihres Ausbaus aus elektrisch leitenden Materialien und Verbindungsstücken gefertigt werden müssen und diese sich nicht für den Beobachter unsichtbar in natürliche Werkstoffe integrieren lassen, wie zum Beispiel Fenster- oder Türflügel aus Holz oder Kunststoff. Darüber hinaus sind bei allen bisherigen Realisierungsformen zusätzliche elektrisch leitende Verbindungen oder Kontaktleisten manuell einzubauen und geeignet mit den abschirmenden Gittern oder metallischen Schichten zu verbinden, wobei mit diesen Verbindungen neue Schwachstellen geschaffen werden, deren Langzeitstabilität nicht ohne weiteres gewährleistet ist.all previously proposed realizations for the EM protection in components, Windows and doors common is the disadvantage that the measures to ensure their effectiveness either wholly or in important components their removal made of electrically conductive materials and connectors Need to become and these are not for the observer invisible in natural materials can be integrated, such as window or door leaves made of wood or plastic. Furthermore are additional in all previous implementation forms manually install electrically conductive connections or contact strips and suitable with the shielding grids or metallic layers connect with, with these connections new vulnerabilities be created whose long-term stability does not readily guaranteed is.
Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ergibt sich die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung, eine wirksame und unterbrechungsfreie, über die gesamte Spaltlänge sich erstreckende formschlüssige, elektrisch leitende Verbindung zu erzeugen, die in Kombination mit elektrisch beschichteten Glasfenstern eine erheblich verbesserte, dauerhaft hochwirksame Abschirmung elektromagnetischer Einstrahlung in Fenstern und sonstigen Bauelementen für Gebäudeeinrichtungen darstellt. Vorteilhaft wäre darüber hinaus, eine erheblich vereinfachte Montage der hierfür benötigten Schutzeinrichtungen bei reduzierter Zahl an Kontaktanschluss- und Verbindungselementen sowie die Möglichkeit des für den Nutzer unscheinbaren oder unsichtbaren Einbaus in Bauelemente aus elektrisch nicht leitenden Materialien, beispielsweise Umfassungen, Rahmen oder Flügel aus Holz oder Kunststoff. Hieraus ergibt sich die weitere Aufgabe, diese Abschirmungsvorrichtungen so zu integrieren, dass sie optisch keine Veränderung erfahren müssen, die zum Beispiel gegen Design- oder Denkmalschutzauflagen verstoßen würde.In view of the above-explained problems, the invention results zugrun de lying task to produce an effective and uninterrupted over the entire gap length extending form-fitting, electrically conductive connection, which represents a significantly improved, permanently highly effective shielding of electromagnetic radiation in windows and other components for building facilities in combination with electrically coated glass windows. It would also be advantageous, a considerably simplified installation of the protective devices required for this with a reduced number of contact connection and connecting elements and the possibility of inconspicuous or invisible to the user installation in components of electrically non-conductive materials, such as enclosures, frames or wings made of wood or plastic , This results in the further task of integrating these shielding devices so that they do not have to undergo any change visually, which would violate, for example, design or monument protection requirements.
Diese Aufgaben werden durch den Einbau einer Abschirmung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These Tasks are achieved by installing a shield according to claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße EM Schutzvorrichtung bzw. die Realisierung eines abgeschirmten Fensters besteht aus einem feststehenden Rahmen und einem an diesem schwenkbar einseitig angeschlossenen Fensterflügel, in welchem eine Glasscheibe mit einer elektromagnetischen Abschirmung befestigt ist. Der Rahmen und der Flügelrahmen dieses Fensters bestehen aus jeweils zwei Teilen – einem Innen- und einem Außenteil – zwischen denen jeweils eine leitfähige Abschirmung eingebettet wird. Im geschlossenen Zustand des Fensters ergibt sich eine vollständige Abschirmung, wenn der zwischen dem Rahmen und dem Flügel bestehende Spalt durch ein über die Gesamtlänge erstreckendes, den Spalt überbrückendes, elektrisch leitend geschlossen ist, sodass die Scheibenabschirmung mit einem elektrisch leitenden Rahmenschirmelement durchgängig verbunden ist.The inventive EM protection device or the realization of a screened window consists of a fixed frame and one on this pivotally unilaterally connected Casement, in which a glass pane with an electromagnetic shield attached is. The frame and the sash This window consists of two parts - one Inside and outside - between each one conductive Shielding is embedded. In the closed state of the window results in a complete Shielding when the existing between the frame and the wing Split through one over the total length extending, bridging the gap, electrically conductive is closed, so that the disc shield connected to an electrically conductive Rahmenschirmelement throughout is.
Durch die erfindungsgemäße EM Schutzvorrichtung ergibt sich eine Reihe von über den Stand der Technik hinausgehenden bedeutsamen Vorteilen, die insbesondere im Produktionseinsatz und in der Baubranche erwünscht sind. Von diesen sei eine Auswahl nachfolgend kurz genannt ist:
- – Minimale Erkennbarkeit des Vorhandenseins von abschirmenden metallischen Gittern oder Geweben mit vergleichbaren metallischen Eigenschaften durch sehr leichte Integrierbarkeit.
- – Hohe Robustheit und Beständigkeit der abschirmenden Wirkung auf Grund des vollständigen Einbaus der abschirmenden Gitter in die Bauteile bei minimalem Kontakt zur Oberfläche.
- – Komplett umlaufende Abschirmung, die bei geschlossenem Fenster ihre maximale Abschirmung erreicht. Dies über einen sehr einfachen, gegen Erschütterung resistenten Aufbau, bei dem die Implementierung des EM-Schutzes ohne zusätzliche Halte- und Klemmvorrichtungen, Ableitbänder oder Erdanschlüsse in Kabelform erreicht wird.
- Minimal recognizability of the presence of shielding metallic lattices or fabrics with comparable metallic properties through very easy integration.
- - High robustness and durability of the shielding effect due to the complete incorporation of the screening grids in the components with minimal contact to the surface.
- - Completely encircling shield, which achieves maximum shielding when the window is closed. This is a very simple, shock-resistant design that achieves the implementation of EM protection without the need for additional holding and clamping devices, discharge straps, or grounded terminals in cable form.
Zur
praktischen Umsetzung der Erfindung sind mehrere Realisierungsformen
denkbar, die sich allesamt durch die eine nahezu vollständige Einbettung
des abschirmenden Gitters oder einer elektrisch leitenden Folie
in Rahmenteile auszeichnen und selbst keine bedeutsame elektrische
Leitfähigkeit
besitzen (zum Beispiel Holz als Basiswerkstoff). Im Folgenden wird
die Erfindung an Hand eines Schnitts durch einen Fensterflügel (
Des Weiteren erstreckt sich der erfindungsgemäße EM-Schutz vorteilhaft über die gesamte zu überbrückende Spaltlänge und beschränkt sich nicht nur auf eine begrenzte Anzahl an leitenden Einzelverbindungen zwischen Flügel- und Fensterrahmen, wie dies bei den bekannten Ausführungsformen des bisherigen Standes der Technik der Fall war.Of Furthermore, the inventive EM protection advantageously extends over the entire gap length to be bridged and limited not just a limited number of individual conductive connections between wing and window frames, as in the known embodiments the prior art was the case.
Darüber hinaus sind weitere Ausführungsformen denkbar. Diese zeichnen sich wiederum dadurch aus, dass eine möglichst großflächige, flächendeckende Abschirmung in die betreffenden Bauelemente und Rahmenteile integriert wird. Dabei wird eine maximale Dämpfung elektromagnetischer Strahlung erreicht, wenn diese elektrisch leitfähigen Gitter, Folien oder Gewebe mit Erdpotential elektrisch leitend verbunden werden.In addition, other embodiments are conceivable. These are in turn characterized by the fact that the largest possible area-wide shielding is integrated into the relevant components and frame parts. It will Achieves maximum attenuation of electromagnetic radiation when these electrically conductive grid, films or tissues are electrically connected to ground potential.
Diese Erdung ist zur Erzielung eines wirksamen Schutzes vor elektromagnetischer Einstrahlung nicht zwingend erforderlich, denn die EM-Schirme nehmen die einfallende Sendeenergie wie eine Antenne auf. Auf Grund der hohen Frequenzen bilden sich im Schirm Wirbelströme aus, die in Wärme umgesetzt werden. Diese Wirkung ist in der Technik als „Absorption" bekannt. Zu dieser Art der Abschirmung kommt noch, dass ein geringer Anteil der auf den Schirm einfallenden Sendeenergie auch durch Reflexion unwirksam wird.These Grounding is to achieve effective protection against electromagnetic Radiation is not mandatory, because the EM screens take the incident transmission energy as an antenna. Due to the high frequencies are formed in the screen eddy currents, which are converted into heat become. This effect is known in the art as "absorption." To this Type of shielding still comes that a small percentage of on the screen incident energy transmission also by reflection ineffective becomes.
Des Weiteren können die Bauteile auch, ohne dass eine Teilung erforderlich ist, an wenigstens einer zu den sie aufnehmenden Wänden parallelen Stirnfläche mit einer hoch dotierten metallischen Beschichtung oder Imprägnierung versehen werden.Of Further can the components also, without a division is required, at least one to the walls receiving them parallel face with a highly doped metallic coating or impregnation be provided.
Claims (7)
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2005
- 2005-02-23 DE DE200510008537 patent/DE102005008537A1/en not_active Ceased
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