DE102005058712B4 - Optically transparent lightweight construction element - Google Patents

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Abstract

Optisch transparentes Leichtbauelement, mit mindestens zwei voneinander getrennten Kammern, wobei mindestens eine der Kammern in ihrem Inneren zumindest bereichsweise mit einer gasochromen Beschichtung versehen ist, durch bzw. in die alternierend jeweils ein zu einer Ein- und wieder Entfärbung der Beschichtung geeignetes Gas geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine eine Beschichtung aufweisende Kammer (1) von einer weiteren Kammer (2) mittels einer für Wasser permeablen Membran (3) getrennt ist, in der weiteren Kammer (2) zumindest temporär der Anteil an Wasser in einer Gasatmosphäre kleiner ist als in einer mit einer Beschichtung versehenen Kammer (1) und die Kammerwandungen bildende Polymerfolien eine Dicke im Bereich 0,05 bis 0,5 mm aufweisen.optical transparent lightweight element, with at least two from each other separate chambers, with at least one of the chambers in its interior at least partially provided with a gasochromic coating is, by or in the alternating one to one input and again decolorization the coating is guided suitable gas, characterized in that the at least one coating having a chamber (1) of another chamber (2) by means of a permeable membrane for water (3) is separated, in the further chamber (2) at least temporarily the proportion on water in a gas atmosphere smaller than in a chamber provided with a coating (1) and the polymer films forming the chamber walls have a thickness in Range 0.05 to 0.5 mm.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft optisch transparente Leichtbauelemente, die für Überdachungen oder auch schützende Seitenwände eingesetzt werden können. Dabei können sie ähnlich wie Folienkissen ausgebildet sein. Ein besonderer Aspekt ist die Möglichkeit der Einflussnahme auf optische Eigenschaften, wobei eine unterschiedliche Einfärbung und wieder Entfärbung möglich ist, so dass die Transparenz temporär verändert werden kann.The The invention relates to optically transparent lightweight construction elements for roofing or protective side walls can be used. It can they are similar be designed as foil pillow. A special aspect is the possibility the influence on optical properties, with a different coloring and again discoloration possible is, so that the transparency can be changed temporarily.

Hierfür sind aus WO 96/15348 A1 oder auch EP 1 421 437 B1 sowie aus „Gasochromic windows", V. Wittwer, M. Datz, J. Ell, A. Georg, W. Graf, G. Walze, Solar Energy Materials & Solar Cells 84 (2004) 305–314, Lösungen bekannt, bei denen z.B. gasochrome Stoffe auf Glas oder Dicke Polymersubstrate als Schicht aufgebracht werden sollen. Diese Stoffe haben die Eigenschaft unter dem Einfluss bestimmter in einem Gas enthaltenen Materialien wie z.B. Wasser- und Sauerstoff oder auch andere reduzierende und oxidierende Gase, ihre optischen Eigenschaften reversibel zu verändern, wobei evtl. ein zusätzliches katalytisches Material für befriedigend kurze Reaktionszeiten notwendig sein kann. Geeignete gasochrome Stoffe sind in diesem Stand der Technik offenbart und können auch bei der Erfindung in analoger Form eingesetzt werden. Dies trifft auch im Wesentlichen auf die Einleitung der Farbänderung der mit gasochromen Stoffen gebildeten Schichten zu.For this purpose, from WO 96/15348 A1 or also EP 1 421 437 B1 as well as from "Gasochromic windows", V. Wittwer, M. Datz, J. Ell, A. Georg, W. Graf, G. Walze, Solar Energy Materials & Solar Cells 84 (2004) 305-314, solutions are known in which For example, gasochromic substances on glass or on a thickness of polymer substrates are to be applied as a layer, which have the property of reversibly changing their optical properties under the influence of certain materials contained in a gas such as water and oxygen or other reducing and oxidizing gases An additional catalytic material may be necessary for satisfactorily short reaction times Suitable gasochromic substances are disclosed in this prior art and may also be used in analogous form in the invention This also applies essentially to the initiation of color change with gasochromic substances to formed layers.

Bei den bekannten Lösungen werden solche Schichten aber auf Substraten ausgebildet, die für Wasser dicht sind, so dass ein Eindringen von Feuchtigkeit aus einer Umgebungsatmosphäre nicht möglich ist.at the known solutions However, such layers are formed on substrates suitable for water are tight, so that moisture does not penetrate from an ambient atmosphere possible is.

In EP 1 421 437 B1 ist auch auf das Problem der Empfindlichkeit gasochromer Stoffe gegenüber Feuchtigkeit eingegangen worden und es sind auch Lösungsansätze vorgeschlagen. Diese sind aber bei flexiblen Elementen, die mit Folien hergestellt worden sind, nicht oder nur mit begrenzter Wirkung einsetzbar.In EP 1 421 437 B1 The problem of the sensitivity of gasochromic substances to moisture has also been addressed, and solutions have also been proposed. However, these are not applicable or only with limited effect in flexible elements that have been produced with films.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung optisch transparente Leichtbauelemente, die mit einer im Inneren mindestens einer Kammer ausgebildeten Beschichtung mit einem gasochromen Stoff, versehen sind, zur Verfügung zu stellen, deren Lebensdauer infolge eines reduzierten Feuchtigkeitseinflusses, verlängert werden kann.It is therefore an object of the invention optically transparent lightweight construction elements, the with a formed inside at least one chamber coating with a gasochromic substance, are available to whose service life owing to a reduced influence of moisture, extended can be.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Leichtbauelement, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Geeignete Verwendungen sind im Anspruch 14 benannt.According to the invention this Task with a lightweight construction element that has the characteristics of the claim 1, solved. Suitable uses are mentioned in claim 14.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.advantageous Embodiments and developments of the invention can with in the subordinate claims designated characteristics can be achieved.

Erfindungsgemäße Leichtbauelemente können für die Herstellung von Gebäuden oder auch Teilen von Gebäuden eingesetzt werden. Auch der Einsatz im Fahrzeug ist denkbar, dabei kann neben dem Leichtbauaspekt auch ein gezielter Einfluss auf die Transmission oder Reflexion elektromagnetischer Strahlung genommen werden.Inventive lightweight components can for the Production of buildings or even parts of buildings be used. The use in the vehicle is conceivable, thereby In addition to the lightweight construction, it also has a targeted influence on the transmission or reflection of electromagnetic radiation.

Hierfür werden die Eigenschaften gasochromer Stoffe, wie beispielsweise hierfür bekannte Metalloxide (z.B. WO3) oder auch andere Verbindungen, die im vorab genannten Stand der Technik bereits beispielhaft genannt worden sind, eingesetzt werden. Diese können gemeinsam mit ebenfalls bekannten katalytisch wirkenden Komponenten eingesetzt werden, um die optische Transparenz zu beeinflussen.For this purpose, the properties of gasochromic substances, such as, for example, known metal oxides (eg WO 3 ) or other compounds that have already been mentioned by way of example in the aforementioned prior art, are used. These can be used together with likewise known catalytically active components in order to influence the optical transparency.

Dabei wird eine Beschichtung mit einem gasochromen Stoff auf eine Innenwand einer Kammer, zumindest auf Bereichen der Oberfläche ausgebildet. Durch die Kammer kann ein Gas geführt werden, dass eine Komponente enthält, die zu einer Änderung der optischen Eigenschaften, z.B. der Transmission oder Reflexion, innerhalb eines Spektralbereichs elektromagnetischer Wellen führt. Dies kann in bevorzugter Form Wasserstoff sein, der mit geringem Anteil in einem bevorzugt inerten Gas enthalten ist.there is a coating with a gasochromic substance on an inner wall a chamber formed at least on areas of the surface. By the Chamber can run a gas be that contains a component that leads to a change the optical properties, e.g. the transmission or reflection, within a spectral range of electromagnetic waves. This may be hydrogen in a preferred form, with a small proportion is contained in a preferred inert gas.

Soll die Änderung der optischen Eigenschaften wieder umgekehrt werden, also beispielsweise bei WO3 als gasochromes Material eine Entfärbung der Beschichtung erfolgen, wird ein anderes Gas durch bzw. in die Kammer geführt. Dies kann ein Sauerstoff enthaltendes Gas, beispielsweise Luft, sein.If the change in the optical properties is to be reversed again, that is to say, for example, in the case of WO 3, a decolorization of the coating takes place as a gasochromic material, another gas is passed through or into the chamber. This may be an oxygen-containing gas, for example air.

Da bei einem erfindungsgemäßen Leichtbauelement die Wandungen der mindestens einen Kammer mit der Beschichtung eine sehr geringe Dicke im Vergleich zu den bekannten Verglasungselementen aufweisen und bevorzugt flexibel verformbar sind, ist eine solche Kammer von mindestens einer weiteren Kammer mittels einer für Wasser permeablen Membran getrennt. Durch von außen in die mit Beschichtung versehene Kammer eindringendes Wasser oder auch darin gebildetes Wasser kann so durch die Membran in die weitere Kammer gelangen, so dass der unerwünschte Feuchtigkeitseinfluss und eine Kondensation vermieden, zumindest jedoch erheblich reduziert werden können. Dabei soll zumindest temporär in der weiteren Kammer eine Gasatmosphäre vorhanden sein, die einen kleineren Wasseranteil enthält, dadurch kann das durch die Membran gelangende Wasser aufgenommen und mit dem Gas abgeführt werden.There in a lightweight construction element according to the invention the walls of the at least one chamber with the coating a very small thickness compared to the known glazing elements have and are preferably flexible deformable, is such Chamber of at least one other chamber by means of a for water permeable membrane separated. Through from the outside into the with coating provided chamber penetrating water or even formed therein Water can get through the membrane in the other chamber, so that the unwanted Moisture and condensation avoided, at least however, can be significantly reduced. It should at least temporary in the other chamber, a gas atmosphere be present, the one contains smaller amount of water, This allows the water passing through the membrane to be absorbed and discharged with the gas become.

So kann durch eine oder auch mehrere weitere Kammer(n) Luft mit reduziertem Wassergehalt geführt werden, die das Wasser aufnehmen kann. Eine Wasseraufnahme und ggf. auch eine Wasserabfuhr sollte in bestimmten Zeitintervallen und/oder immer nach einem zur Ein- oder Entfärbung führenden Vorgang aus weiteren Kammern durchgeführt werden.So can through one or more other chamber (s) air with reduced Water content led that can absorb the water. A water absorption and if necessary Also, a water drainage should at certain time intervals and / or always after a process leading to the incineration or discoloration from further Chambers performed become.

Mit dem Gas/Gasgemisch, dass in den Kammern enthalten ist oder hindurch geführt wird, kann bei ausreichend großem Innendruck die erforderliche Stabilität eines in Form von Folienkissen/Luftkissen ausgebildeten Leichtbauelementes erreicht werden.With the gas / gas mixture that is contained in the chambers or through guided can, if sufficiently large Internal pressure the required stability of a formed in the form of foil cushion / air cushion Lightweight element can be achieved.

Bevorzugt sind die Wände von Kammern aus für elektromagnetische Strahlung, zumindest teilweise lichtdurchlässige, flexiblen Folien, gebildet. Hierfür kommen geeignete Polymerfolien in Frage. Die Transparenz muss nicht im gesamten Spektralbereich des sichtbaren Lichts gegeben sein. Es sollte aber der Spektralbereich einer solchen Polymerfolie transparent sein, der vom jeweiligen gasochromen Stoff beeinflusst werden kann.Prefers are the walls from chambers for electromagnetic radiation, at least partially translucent, flexible Foils, formed. Come for this suitable polymer films in question. The transparency does not have to be in the be given the entire spectral range of visible light. It But the spectral range of such a polymer film should be transparent which can be influenced by the respective gasochromic substance.

Zur zusätzlichen Reduzierung der Permeation von Wasserdampf, Sauerstoff und/oder Wasserstoff können zusätzliche Beschichtungen auf die Kammerwände und/oder die Membran vorgenommen werden. Insbesondere die Reduzierung der Permeation von Wasserstoff und/oder Sauerstoff ist für das gasochrome System vorteilhaft, wenn es diese Gase als reaktive Gase verwendet. Dadurch kann ein zu schnelles Entweichen dieser Gase zusätzlich zu der Barrierewirkung der Wände bzw. Membran gegenüber diesen Gasen weiter unterdrückt werden.to additional Reduction of permeation of water vapor, oxygen and / or Hydrogen can additional Coatings on the chamber walls and / or the membrane are made. In particular, the reduction the permeation of hydrogen and / or oxygen is for the gasochromic System advantageous when using these gases as reactive gases. As a result, too fast an escape of these gases in addition to the Barrier effect of the walls or membrane opposite these gases are further suppressed become.

Insbesondere kann die gasochrome Beschichtung selbst so gestaltet werden, dass sie die Permeation der Gase Wasser, Wasserstoff und/oder Sauerstoff reduziert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die gasochrome Beschichtung auf einer nach außen weisenden Wand aufgebracht wird, da sie so von außen eindringendes Wasser zusätzlich abhält.Especially For example, the gasochromic coating itself can be designed so that they permeation of the gases water, hydrogen and / or oxygen reduced. This is particularly advantageous when the gasochromic Coating on an outward facing wall is applied, as they penetrate from the outside Water additionally stops.

Zur weiteren Reduktion der Permeation der Gase Wasser, Wasserstoff und/oder Sauerstoff kann die gasochrome Beschichtung um eine zusätzliche Barriereschicht erweitert werden, z.B. aus Siliciumoxid und/oder Aluminiumoxid. Diese kann beim Beschich tungsprozess leicht integriert werden.to further reduction of the permeation of the gases water, hydrogen and / or Oxygen can be the gasochromic coating around an additional barrier layer be extended, e.g. of silica and / or alumina. This can be easily integrated during the coating process.

In einer Ausführungsform kann ein Leichtbauelement auch mit mehreren Kammern, als Kammersystem ausgebildet sein. So können mehrere voneinander getrennte eine gasochrome Beschichtung aufweisende Kammern mittels einer permeablen Membran von mindestens einer weiteren Kammer getrennt sein. Damit kann ein erfindungsgemäß gewünschter Feuchtigkeitsschutz und falls gewünscht auch eine Ein- oder Entfärbung an ausgewählten Kammern initiiert werden. Umgekehrt können auch mehrere voneinander getrennte Kammern über mehrere Membranen mit einer gasochromen Beschichtung aufweisende Kammern verbunden sein.In an embodiment a lightweight construction element can also be equipped with several chambers, as a chamber system be educated. So can a plurality of separate gasochromic coating having a Chambers by means of a permeable membrane of at least one other Be separated chamber. Thus, a desired according to the invention Moisture protection and if desired also a coloring or decolorization chosen Chambers are initiated. Conversely, several of them can be different separate chambers over several membranes with a gasochromic coating having Chambers connected.

Die Wandungen von Kammern sollten eine deutlich reduzierte Durchlässigkeit (oder genauer Massen-Stromdichte) für Wasser aufweisen, als die trennenden Membranen. Dies kann durch geeignete Polymerauswahl und/oder größere Dicken von Polymerfolien erreicht werden.The Walls of chambers should have a significantly reduced permeability (or more precisely, mass current density) for water have, as the separating membranes. This can be done by suitable polymer selection and / or larger thicknesses be achieved by polymer films.

Je nach gewünschter Festigkeit und Stabilität von Leichtbauelementen werden erfindungsgemäß Polymerfolien im Dickenbereich 0,05 bis 0,5 mm, bevorzugt im Bereich 0,1 bis 0,3 mm eingesetzt.ever according to the desired Strength and stability of lightweight elements according to the invention polymer films in the thickness range 0.05 to 0.5 mm, preferably used in the range 0.1 to 0.3 mm.

Geeignete Polymere sind beispielsweise fluorierte Polymere, Polyamid, Polycarbonat, Polyester, Polysulfon, Polyethylen und Polypropylen.suitable Polymers are, for example, fluorinated polymers, polyamide, polycarbonate, Polyester, polysulfone, polyethylene and polypropylene.

Als bevorzugte fluorierte Polymere können Ethylen-Chlorotri-Fluoroethylen (ETCFE), Ethylen-Tetrafluoroethylen (ETFE), fluoriertes Ethylen-Popylen (FEP), Polychlorotrifluorethylen (PCTFE), Polytetrafluoroethylen (PTFE), Polyvinlyfluorid (PVF) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) eingesetzt werden.When preferred fluorinated polymers can be ethylene-chlorotri-fluoroethylene (ETCFE), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), fluorinated ethylene-popylene (FEP), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF) or polyvinylidene fluoride (PVDF) be used.

So weist beispielsweise Ethylen-Tetrafluoroethylen eine Permeabilität für Wasser bei 25°C von typischerweise 0,1 g·mm/(m2·Tag) bis 0,8 g·mm/(m2·Tag) auf. Die Permeabilität einiger typischer polymeren Folienmaterialien liegen in einer Bandbreite von 0,005 g·mm/(m2·Tag) bis 100 g·mm/(m2·Tag).So For example, ethylene tetrafluoroethylene has a permeability to water at 25 ° C typically from 0.1 g.mm/ (m2.day) to 0.8 g · mm / (m2 · day). The permeability Some typical polymeric film materials are in a range from 0.005 g · mm / (m2 · day) to 100 g · mm / (m2 · day).

Die Wandungen der Kammern und auch Membranen können in herkömmlicher Form stoffschlüssig miteinander verbunden und dabei auch gegenüber der Umgebungsatmosphäre sowie untereinander abgedichtet sein.The Walls of the chambers and also membranes can be used in conventional Form cohesively connected to each other while also facing the ambient atmosphere as well be sealed with each other.

Innerhalb von Kammern können auch Abstandshalter vorhanden sein, mit denen bestimmte Abstände der Wände, eine Konturgebung und Stabilitätserhöhung erreichbar sind. Abstandshalter können mit Schweißpunkten, Schweißlinien oder eingeschweißten Folien erhalten werden.Within of chambers can Also spacers may be present with which certain distances of the Walls, a contouring and stability increase achievable are. Spacers can with welds, welding lines or welded Films are obtained.

Einfluss kann aber auch über die Einstellung des Innendruckes in verschiedenen Kammern genommen werden, der auch in den Kammern eines Leichtbauelements unterschiedlich groß sein kann.influence but can also over the setting of the internal pressure taken in different chambers be different, even in the chambers of a lightweight element be great can.

Es kann auch Einfluss auf die geometrische Gestaltung erfindungsgemäßer Leichtbauelemente und damit auch auf die damit hergestellten Gebäude oder Gebäudeteile genommen werden.It can also influence the geometric design of lightweight construction elements according to the invention and thus also on the buildings or building parts produced therewith.

Erfindungsgemäße Leichtbauelemente können vorteilhaft auch so ausgebildet werden, dass das Innenvolumen eine oder mehrerer Kammer(n) mit gasochromer Beschichtung kleiner als das Innenvolumen mindestens einer weiteren Kammer, die von mit Beschichtung versehenen Kammer(n) mittels Membran getrennt ist/sind. Dadurch kann auch ein größeres Gasvolumen für die Aufnahme von Wasser aus beschichteten Kammern zur Verfügung gestellt werden.Inventive lightweight components can Advantageously, be formed so that the inner volume a or more chamber (s) with a gasochromic coating smaller than the inner volume of at least one other chamber, that of having coating provided chamber (s) is separated by means of membrane / are. Thereby can also have a larger gas volume for the Absorption of water from coated chambers can be provided.

Für die Gasführung in Leichtbauelementen können geschlossene aber auch offene Systeme eingesetzt werden. So können geeignete Gase oder Gasgemische aus Gasspeicherelementen, wie z.B. Druckgasbehälter in beschichtete Kammern eingeleitet und dann wieder abgelassenen werden.For the gas supply in Lightweight construction elements can closed but also open systems are used. So can suitable Gases or gas mixtures of gas storage elements, such as e.g. Compressed gas tank in coated chambers are introduced and then discharged again.

Es kann aber auch ein inertes Gas im Kreislauf durch beschichtete Kammern geführt und das jeweilige Reaktivgas bei Bedarf dann zugemischt werden. So kann ein teilgeschlossenes System erhalten werden.It but can also be an inert gas in the circulation through coated chambers guided and the respective reactive gas can then be added if necessary. Thus, a partially closed system can be obtained.

Es besteht aber auch die Möglichkeit ein teilgeschlossenes System mit einem Elektrolyseur in dem die Reaktivgase freigesetzt werden, einzusetzen, wobei eine gesteuerte Einleitung des jeweils gewünschten Reaktivgases mit einem Trägergas in beschichtete Kammern möglich ist.It But there is also the possibility a teilgeschlossenes system with an electrolyzer in which the Reactive gases are released to deploy, with a controlled Introduction of the desired Reactive gas with a carrier gas possible in coated chambers is.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.following the invention will be explained in more detail by way of example.

Dabei zeigt: 1

  • – mehrere Beispiele für Ausführungsformen erfindungsgemäßer Leichtbauelemente, die nachfolgend ausgehend von links nach rechts beschrieben werden sollen.
Showing: 1
  • - Several examples of embodiments of lightweight construction elements according to the invention, which will be described below, starting from left to right.

So ist in der ganz linken Darstellung ein Leichtbauelement mit zwei Kammern 1 und 2 gezeigt. Beide Kammern sind aus einer ETFE-Folie mit einer Dicke von 0,3 mm hergestellt und miteinander verbunden worden. Sie sind mittels der Membran 3 voneinander getrennt.So in the leftmost illustration is a lightweight construction element with two chambers 1 and 2 shown. Both chambers are made of ETFE foil 0.3 mm thick and joined together. They are by means of the membrane 3 separated from each other.

Die Membran 3 ist ebenfalls aus einer ETFE-Folie mit einer Dicke von 0,1 mm gebildet und daher für Wasser aus der Kammer 1 permeabel ist.The membrane 3 is also formed from an ETFE foil with a thickness of 0.1 mm and therefore for water from the chamber 1 permeable.

Die Wand der Kammer 1 ist innen mit einer Beschichtung aus WO3 versehen worden, in der noch eine katalytisch wirkende Komponente enthalten sein kann oder auf der eine katalytisch wirkende Überbeschichtung, wie z.B. Platin, ausgebildet worden ist (nicht dargestellt). Die Gaszufuhr und Ableitung für die Einfärbung/Entfärbung erfolgt über die gezeigten Anschlüsse.The wall of the chamber 1 has been internally provided with a coating of WO 3 , in which a catalytically active component may still be contained or on which a catalytically active overcoat, such as platinum, has been formed (not shown). The gas supply and discharge for coloring / decolorization via the connections shown.

Durch die Kammer 2 kann hier über oben und unten angeordnete Anschlüsse getrocknete Luft zu- und abgeführt werden. Der Anteil an Wasser in der getrockneten Luft ist zumindest temporär kleiner als der Wasseranteil der in der Kammer 1 enthalten ist und von außen in die Kammer 1 eingedrungen oder reaktiv darin gebildet worden ist. Dadurch kann Wasser aus der Kammer 1 durch die Membran 3 in die Kammer 2 gelangen, von der Luft mit reduziertem Wassergehalt aufgenommen und damit abgeführt werden, so dass ein Wasseranteilgradient zwischen den Kammern 1 und 2 aufrecht erhalten werden kann.Through the chamber 2 Here, dried air can be supplied and removed via connections arranged at the top and bottom. The proportion of water in the dried air is at least temporarily smaller than the proportion of water in the chamber 1 is contained and from the outside in the chamber 1 penetrated or reactively formed in it. This can remove water from the chamber 1 through the membrane 3 in the chamber 2 be absorbed by the air with reduced water content and thus removed, so that a Wasseranteilgradient between the chambers 1 and 2 can be maintained.

In der nächsten weiter rechts angeordneten Darstellung von 1 wird angedeutet, dass eine Veränderung der Innendruckverhältnisse in den Kammern 1 und 2 zu veränderten Volumenverhältnissen dieser unter schiedlichen Kammern 1 und 2 führen kann. 2 zeigt weiterhin, dass durch Einbringen einer weiteren Folie 5 eine bessere Wärmedämmung erzielt werden kann. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil die gefärbte gasochrome Folie bei Sonnenschein warm wird, so dass auch durch die weitere Folie 5 verhindert wird, dass Wärme in das Innere gelangt.In the next right arranged representation of 1 it is indicated that a change in the internal pressure conditions in the chambers 1 and 2 to changed volume ratios of these under different chambers 1 and 2 can lead. 2 further shows that by introducing another film 5 better thermal insulation can be achieved. This is advantageous because the colored gasochromic film becomes warm in the sunshine, so that also by the further film 5 Prevents heat from entering the interior.

Mit der rechts nachfolgenden Darstellung in 1 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem jeweils außen zwei Kammern 2 angeordnet sind, in die bzw. durch die Luft mit reduziertem Wassergehalt für Aufnahme und ggf. Abfuhr von Wasser aus mehreren Kammern 1, die mit einer gasochromen Beschichtung versehen sind, geführt ist. Die Kammern 1 sind hier zumindest nahezu in der Mitte der beiden Kammern 2 angeordnet und jeweils mit Membranen von diesen getrennt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, dass durch zwei Membrane eine effizientere Trocknung erreicht werden kann. Die zweite Membran hat den zusätzlichen Effekt, dass von außen eindringendes Wasser besser abgehalten wird.With the representation below to the right 1 an example is shown, in each case on the outside two chambers 2 are arranged, in or through the air with reduced water content for receiving and possibly removing water from several chambers 1 , which are provided with a gasochromic coating, is guided. The chambers 1 here are at least almost in the middle of the two chambers 2 arranged and separated from each with membranes. The advantage of this embodiment is the fact that a more efficient drying can be achieved by two membranes. The second membrane has the additional effect of better preventing the ingress of water from outside.

In der ganz rechten Darstellung ist ein Beispiel eines Leichtbauelementes gezeigt, bei dem mehrere Kammern 1 mit Beschichtung quasi eine Reihenanordnung bilden und über Membranen 3 hier von einer Kammer 2 getrennt sind, in die Wasser durch Membranen 3 aus den Kammern 1 gelangen und ebenfalls von Luft mit reduziertem Wassergehalt aufgenommen werden kann. Im Gegensatz zur vorstehenden Ausführungsform, bei der eingesetzten Folienstücke verwendet werden, werden bei diesem Beispiel Punkt- bzw. Linienschweißung eingesetzt, die den Zweck haben, den Abstand der Wände der gasochromen Kammer definiert klein zu halten.In the very right representation, an example of a lightweight construction element is shown, in which a plurality of chambers 1 with coating quasi form a series arrangement and membranes 3 here from a chamber 2 are separated, into the water through membranes 3 from the chambers 1 and can also be absorbed by air with reduced water content. In contrast to the above embodiment, are used in the inserted pieces of film, point or line welding are used in this example, which have the purpose of keeping the distance of the walls of the gasochromic chamber defined small.

Für die Änderung der optischen Eigenschaften der gasochromen Beschichtungen und demzufolge auch die Änderung der Transmission oder Reflexion kann ein Gas mit jeweils geeigneter Zusammensetzung in eine oder mehrere der Kammern 1 eingeführt und darin gehalten bzw. auch hindurch geführt werden, bis eine Zustandsänderung gewünscht und hierfür die jeweils andere Gaszusammensetzung in Kammer(n) 1 zugeführt wird.For changing the optical property The gasochromic coatings and, consequently, the change in the transmission or reflection can be a gas of suitable composition in one or more of the chambers 1 be introduced and kept therein or passed through until a change of state desired and for this the other gas composition in chamber (s) 1 is supplied.

Systemtechnisch stehen drei Betriebsweisen zur Wahl, ein vollständig offenes System, ein teilgeschlossenes System mit Flaschengas und ein teilgeschlossenes System mit Elektrolyseur.Technically system There are three modes of operation to choose from: a fully open system, a partially closed system System with bottled gas and a partially closed system with electrolyzer.

1. Vollständig offenes System1. Completely open system

Bei diesem System wird das Gas für die Änderung der optischen Eigenschaft der gasochromen Kammer vollständig aus Gasflaschen zur Verfügung gestellt und an die Umgebung abgelassen. Das Gas setzt sich immer aus einem inerten Trägergas (z.B. N2 oder Ar) und einem Reaktivgas (H2 oder O2) zusammen. Konzentrationen der Reaktivgase von ca. 1% sind ausreichend.In this system, the gas for changing the optical property of the gasochromic chamber is completely made available from gas cylinders and discharged to the environment. The gas is always composed of an inert carrier gas (eg N 2 or Ar) and a reactive gas (H 2 or O 2 ). Concentrations of the reactive gases of about 1% are sufficient.

2. Teilgeschlossenes System mit Reaktivgas aus FlaschePartially closed System with reactive gas from bottle

Bei diesem System wird das Gas in der gasochromen Kammer im Kreislauf gehalten und nur das jeweilige Reaktivgas (100% H2 oder 100% O2 oder Luft) zugesetzt. Dies reduziert den Gasverbrauch erheblich, steigert aber den Aufwand durch den geschlossenen Gaskreislauf.In this system, the gas in the gasochromic chamber is kept in circulation and only the respective reactive gas (100% H 2 or 100% O 2 or air) is added. This significantly reduces gas consumption, but increases the effort through the closed gas cycle.

3. Teilgeschlossenes System mit ElektrolyseurPartially closed System with electrolyzer

Bei diesem System wird das Gas im Kreislauf geführt, wie zuvor. Jedoch werden die Reaktivgase durch einen Elektrolyseur erzeugt.at This system recirculates the gas as before. However, will the reactive gases generated by an electrolyzer.

Claims (14)

Optisch transparentes Leichtbauelement, mit mindestens zwei voneinander getrennten Kammern, wobei mindestens eine der Kammern in ihrem Inneren zumindest bereichsweise mit einer gasochromen Beschichtung versehen ist, durch bzw. in die alternierend jeweils ein zu einer Ein- und wieder Entfärbung der Beschichtung geeignetes Gas geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine eine Beschichtung aufweisende Kammer (1) von einer weiteren Kammer (2) mittels einer für Wasser permeablen Membran (3) getrennt ist, in der weiteren Kammer (2) zumindest temporär der Anteil an Wasser in einer Gasatmosphäre kleiner ist als in einer mit einer Beschichtung versehenen Kammer (1) und die Kammerwandungen bildende Polymerfolien eine Dicke im Bereich 0,05 bis 0,5 mm aufweisen.Optically transparent lightweight component, with at least two separate chambers, wherein at least one of the chambers is at least partially provided in its interior with a gasochromic coating, by or in the alternately one to a one and a decolorization of the coating suitable gas is guided, characterized in that the at least one coating chamber ( 1 ) from another chamber ( 2 ) by means of a permeable membrane for water ( 3 ), in the other chamber ( 2 ) at least temporarily the proportion of water in a gas atmosphere is smaller than in a provided with a coating chamber ( 1 ) and the chamber walls forming polymer films have a thickness in the range 0.05 to 0.5 mm. Leichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Kammern (1, 2) aus flexiblen Polymerfolien gebildet sind.Lightweight construction element according to claim 1, characterized in that the walls of the chambers ( 1 . 2 ) are formed of flexible polymer films. Leichtbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (3) aus einer Polymerfolie gebildet ist.Lightweight construction element according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane ( 3 ) is formed from a polymer film. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kammerwände und/oder die Membran mit einem die Permeation der Gase Wasser, Was serstoff und/oder Sauerstoff reduzierenden Beschichtung beschichtet ist.Lightweight construction element according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one of the chamber walls and / or the membrane with the permeation of the gases water, hydrogen and / or oxygen coated reducing coating. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasochrome Beschichtung so gewählt ist, dass sie die Permeation der Gase Wasser, Wasserstoff und/oder Sauerstoff reduziert und/oder dass die gasochrome Beschichtung auf und/oder unter einem die Permeation der Gase Wasser, Wasserstoff und/oder Sauerstoff reduzierenden Beschichtung angeordnet ist.Lightweight construction element according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the gasochromic coating is chosen such that that they permeation of the gases water, hydrogen and / or oxygen reduced and / or that the gasochromic coating on and / or under a permeation of the gases water, hydrogen and / or Oxygen reducing coating is arranged. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere mit einer Beschichtung versehene Kammern (1) mit einer Membran (3) von einer weiteren Kammer (2) getrennt sind und ein Kammersystem bilden.Lightweight component according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of chambers provided with a coating ( 1 ) with a membrane ( 3 ) from another chamber ( 2 ) are separated and form a chamber system. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine oder mehrere weitere Kammer(n) (2) Luft mit reduziertem Wassergehalt geführt ist.Lightweight structural element according to one of the preceding claims, characterized in that by one or more further chamber (s) ( 2 ) Air with reduced water content is performed. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwandungen bildenden Polymerfolien für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts zumindest bereichsweise transparent sind.Lightweight construction element according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber walls form polymer films for electromagnetic Radiation in the wavelength range of visible light are at least partially transparent. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwandungen bildenden Polymerfolien keine oder deutlich reduzierte Massenstromdichte für Wasser aufweisen, als die Membran (3).Lightweight structural element according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer films forming chamber walls have no or significantly reduced mass flow density for water than the membrane ( 3 ). Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolien ausgewählt sind, aus fluorierten Polymeren, Polyamid, Polycarbonat, Polyester, Polysulfon, Polyethylen und Polypropylen.Lightweight construction element according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the polymer films are selected from fluorinated polymers, Polyamide, polycarbonate, polyester, polysulfone, polyethylene and polypropylene. Leichtbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolien aus Ethylen-Chlorotri-Fluoroethylen (ETCFE), Ethylen-Tetrafluoroethylen (ETFE), fluoriertem Ethylen-Propylen (FEP), Polychlorotrifluorethylen (PCTFE), Polytetrafluoroethylen (PTFE), Polyvinylfluorid (PVF) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) gebildet sind.Lightweight element according to claim 10, characterized in that the polymer films of ethylene-chlorotri-fluoroethylene (ETCFE), ethylene-tetrafluoroethylene (ETFE), fluorinated ethyl len-propylene (FEP), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF) or polyvinylidene fluoride (PVDF) are formed. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen von Kammern (1 und 2) durch einen geeigneten Innendruck und/oder mittels Abstandshaltern und/oder mittels Punkt- oder Linienschweißen in einem Abstand zueinander gehalten sind.Lightweight construction element according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of chambers ( 1 and 2 ) are kept at a distance from each other by a suitable internal pressure and / or by means of spacers and / or by spot or line welding. Leichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführung als geschlossenes oder offenes System ausgebildet ist.Lightweight construction element according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the gas guide is designed as a closed or open system. Verwendung eines Leichtbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung von Überdachungen und/oder Teilen von Gebäuden.Use of a lightweight component according to one of claims 1 to 13 for the production of roofing and / or parts of buildings.
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