DE102005015184A1

DE102005015184A1 - Vakuumverglasung

Info

Publication number: DE102005015184A1
Application number: DE102005015184A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kretschmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Ein wesentlicher Wärmeverlust von Gebäuden beruht auf den hohen Transmissionsverlusten der Verglasung. Vakuumverglasungen nutzen Hochvakuum, bei dem der Wärmeleitwert des Gases reduziert wird, um die Wärmeverluste zu reduzieren. Hochvakuum erfordert einen absolut diffusionsdichten Randverbund. Dies ist technisch sehr aufwändig. Erforderliche Abstandhalter vergrößern den Wärmeverlust erheblich. Die neue Vakuumverglasung löst das Problem des dauerhaften Vakuums und der thermischen Zusatzverluste über Abstandhalter und Randverbund. DOLLAR A Die Vakuumverglasung ist mit einem Ventil versehen, das erlaubt, jederzeit das Vakuum zu erneuern. Durch den gegenüber üblichen Verglasungen mehrfach so großen Scheibenabstand wird kein Hochvakuum benötigt, da auch bei bestehender Wärmeleitung die Dämmwirkung der Verglasung sehr gut ist. Es wird jedoch die freie Konvektion im Scheibenzwischenraum unterbunden. Durch den großen Scheibenabstand sind die zusätzlichen Wärmeverluste der Abstandhalter und des Randverbunds sehr gering. Als Randverbund-Material eignet sich z. B. Schaumglas, als Abstandhalter z. B. Glasrohre. DOLLAR A Die Vakuum-Verglasung eignet sich für alle Gebäude, bei denen der Wärmeverlust zur Energieeinsparung deutlich reduziert werden soll.

Description

Es ist bekannt, dass durch ein Hochvakuum im Scheibenzwischenraum einer Verglasung die Dämmwirkung wesentlich erhöht werden kann. Aufgrund des Hochvakuums sind mehrere technische Probleme zu lösen. Der Randverbund zwischen den Scheiben muss extrem gasdiffusionsdicht sein. Die Scheiben müssen durch Abstandhalter, die über die Fläche verteilt sind, abgestützt werden, da andernfalls das Hochvakuum eine Implosion der Scheiben verursachen würde. Eine marktreife Lösung besteht darin, die Scheiben im sehr geringen Abstand am Rand miteinander zu verschweißen und mittels keramischer Plättchen im Scheibenzwischenraum abzustützen.

Eine solche Verglasung wird unter dem Namen Spacia (R) in Japan von der Fa. Nippon Sheet Glass Spacia Co., Ltd vertrieben. Trotz des Hochvakuums beträgt der Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung nach Hersteller 1,5 W/m² K. Der Wärmeverlust dieser Vakuumverglasung ist damit etwas höher als der handelsüblicher Wärmeschutzverglasungen. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass die zusätzlichen Wärmeverluste über den Randverbund und die Abstandhalter erheblich sind, da der Scheibenabstand sehr gering ist (0,2 mm). Dieser Abstand ist systembedingt.

Demgegenüber nutzt die hier dargestellte Vakuumverglasung einen anderen physikalischen Effekt:
Durch ein geringes Vakuum gemäß Patentanspruch 5 stoppt die Eigenkonvektion im Scheibenzwischenraum. Die Eigenkonvektion verursacht durch konvektive Wärmeübertragung erhebliche Zusatzverluste, so dass bei üblichen Verglasungen je nach Gasfüllung Scheibenabstände von mehr als 10 bis 16 mm keinen zusätzlichen Dämmeffekt erzielen. Durch die Unterbindung der Konvektion kann der Scheibenabstand weiter erhöht werden, und die gute Dämmwirkung nicht bewegter Luft kann genutzt werden. Mit der Erhöhung des Scheibenzwischenraums auf das mehrfache üblicher Isolierverglasungen gemäß Patentanspruch 2 werden zusätzlich die thermischen Zusatzverluste minimiert. Diese Zusatzverluste betreffen den so genannten Randverbund, typischerweise ein Aluminiumprofil zwischen den Scheiben, und die Abstandhalter bei Vakuumverglasungen. Durch Erhöhung des Scheibenabstands von z.B. 20 auf 100 mm verringern sich diese Verluste um den Faktor 5. Dementsprechend wird das Längemaß der Abstandhalter senkrecht zur Scheibe gemäß Patentanspruch 4 auf das mehrfache seiner Ausdehnung parallel zur Scheibe erhöht, womit die durch die Abstandhalter verursachten Wärmeverluste entsprechend reduziert werden.

Um die Anforderungen an die Dichtheit des Randverbunds zu reduzieren, wird eine Möglichkeit vorgesehen, das Vakuum über eine Vakuumpumpe gemäß Patentanspruch 1 regelmäßig zu erneuern. Dazu ist ein Rückschlagventil gemäß Patentanspruch 3 vorgesehen, an das ein Rohrleitungssystem angeschlossen werden kann. Die Vakuumpumpe kann für mehrere Elemente über ein Rohrleitungssystem das Vakuum sicherstellen.

Es zeigt 1 die Vakuumverglasung im Schnitt.
Die Glasscheiben (1) sind zur Verminderung des Strahlungsaustauschs mit einer Infrarotreflektierenden Beschichtung (2) versehen. Die Scheiben werden durch Abstandhalter (3), typischerweise Röhren geringen Durchmessers, abgestützt. Der Scheibenzwischenraum weist ein Vakuum (4) auf, dass die Konvektion unterbindet. Der Randverbund (5) verursacht aufgrund des großen Scheibenabstands nur geringe Zusatzverluste. Das Rückschlagventil (6) kann z.B. im Randverbund integriert sein. Über die Vakuumpumpe (7) wird das Vakuum aufrecht erhalten.
2 zeigt die Ansicht der Verglasung mit Randverbund.

Claims

Vakuumverglasung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussmöglichkeit des Scheibenzwischenraums an eine Vakuumpumpe vorgesehen ist.
Vakuumverglasung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenabstand mehrfach größer ist als bei herkömmlichen 2-Scheiben-Isolierverglasungen
Vakuumverglasung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rückschlagventil im Luftweg zwischen Vakuumpumpe und Scheibenzwischenraum vorgesehen ist.
Vakuumverglasung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Längenmaß der Abstandhalter senkrecht zur Scheibe ein mehrfaches der Ausdehnung parallel zur Scheibe beträgt.
Vakuumverglasung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum in einem Bereich liegt, in dem nicht die Wärmeleitung des Gases im Scheibenzwischenraum unterbunden wird, sondern nur die Konvektion.