DE102010044400A1

DE102010044400A1 - Doppelfassade

Info

Publication number: DE102010044400A1
Application number: DE102010044400A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dr.-Ing. Betz
Original assignee: FRANZ HESEDENZ GmbH
Current assignee: FRANZ HESEDENZ GmbH
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2010-09-04
Publication date: 2011-05-26
Also published as: DE202009015506U1; AT12728U1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelfassade für mehrstöckige Häuser, bei der zwischen einer Innenwand (1) und einer Außenwand (2), die beide Glasscheiben (3, 5) aufweisen, ein oben und unten sowie seitlich zwischen Innen- und Außenwand (10, 11) geschlossener Zwischenraum (9) besteht, wobei die Außenwand (2) unten eine Eintrittsöffnung (10) und oben eine Austrittsöffnung (11) für Luft aufweist, die bei einem Wärmeeintrag in den Zwischenraum (9) darin aufwärts strömt. Um bei einer derartigen, an sich bekannten Doppelfassade die Funktion zu erweitern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Zwischenraum (9) der Doppelfassade wenigstens ein Flügelrad (16) in dem aufwärts gerichteten Luftstrom (14) gelagert ist, das mit einem Stromgenerator (17) in Antriebsverbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelfassade für mehrstöckige Häuser, bei der zwischen einer Innenwand und einer Außenwand, die beide Glasscheiben aufweisen, ein oben und unten sowie seitlich zwischen Innen- und Außenwand geschlossener Zwischenraum besteht, wobei die Außenwand unten eine Eintrittsöffnung und oben eine Austrittsöffnung für Luft aufweist, die bei einem Wärmeeintrag in den Zwischenraum darin aufwärts strömt.
Bei bekannten Doppelfassaden dieser Art dient die Außenwand (Sekundärfassade) der Aufnahme von Umwelteinwirkungen sowie solarem Wärmeeintrag, Windlasten oder Witterungsbedingungen. Die Innenwand (Primärfassade) bildet den Abschluss eines Nutzraums und hat in der Regel auch eine Wärmedämmfunktion. Der Zwischenraum kann nach außen hin etwa 20 cm bis zu mehreren Metern breit sein. Ferner kann eine Doppelfassade als Zu- oder Abluftfassade ausgebildet sein. Auf der Außenseite der Innenwand kann auch ein das Sonnenlicht reflektierender Sonnenschutz vorgesehen sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionen einer solchen Doppelfassade zu erweitern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass in dem Zwischenraum der Doppelfassade wenigstens ein Flügelrad in dem aufwärts gerichteten Luftstrom gelagert ist, das mit einem Stromgenerator in Antriebsverbindung steht. Hierbei wird die Energie des Luftstroms in elektrische Energie umgeformt, die dann nutzbar gemacht werden kann.
Eine Weiterbildung kann darin bestehen, dass mehrere Flügelräder mit nur einem Stromgenerator in Antriebsverbindung stehen. Dies verringert die Anzahl der Stromgeneratoren und damit den Materialaufwand gegenüber der Verwendung mehrerer Stromgeneratoren mit gleicher Gesamtleistung wie nur ein Stromgenerator.
Ferner können auf der Antriebswelle wenigstens eines Stromgenerators mehrere Flügelräder hintereinander angeordnet sein. Dadurch lässt sich die Antriebsleistung für jeden Stromgenerator bei gleicher Luftstromstärke steigern.
Sodann ist es möglich, dass die Antriebswelle wenigstens eines Stromgenerators über ein gemeinsames Getriebe mit Abtriebswellen mehrerer Flügelräder in Antriebsverbindung steht. Auch dadurch lässt sich der Wirkungsgrad der Umformung der Luftstromstärke in elektrische Energie mit nur einem Stromgenerator verbessern.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, dass das bzw. jedes Flügelrad Flügel nach Art eines Propellers aufweist und so gelagert ist, dass es von dem im Zwischenraum aufsteigenden Luftstrom koaxial zu seiner Drehachse durchströmt wird. Ein derartiges Flügelrad, das einem Windrad entspricht, hat einen einfachen Aufbau. Bei relativ geringem Abstand der Fassadenwände und entsprechend geringem Flügelrad-Durchmesser können mehrere Flügelräder auf gleicher Höhe achsparallel nebeneinander gelagert sein.
Eine besonders günstige Ausbildung kann darin bestehen, dass die Drehachse des bzw. jedes Flügelrads in dem Zwischenraum horizontal verläuft, dass jedes Flügelrad sich über seine gesamte axiale Länge erstreckende Flügel aufweist, die auf ihrer einen Seite konvex und auf ihrer anderen Seite konkav gewölbt sind, und dass bei Verwendung nur eines Flügelrads dessen axiale Länge größer als der halbe Abstand von seitlichen Trennwänden horizontal benachbarter Zwischenräume der Doppelfassade ist. Das bzw. jedes derart ausgebildete Flügelrad entspricht einem Walzenlüfter, wenn dieser nicht zur Erzeugung eines Luftstroms durch einen Motor angetrieben wird, sondern selbst zur Erzeugung eines Drehmoments durch einen Luftstrom angetrieben wird. Im Vergleich zur Verwendung mehrerer Windräder mit insgesamt gleicher Antriebsleistung wie die eines Walzenlüfters ist dessen Aufbau und Montage einfacher.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die von dem einzigen Stromgenerator oder weiteren Stromgeneratoren erzeugte Energie über das öffentliche Stromversorgungsnetz oder direkt einem Stromverbraucher zuführbar ist. Bei dieser Ausbildung lässt sich die erzeugte elektrische Energie entweder einem beliebigen an das öffentliche Stromversorgungsnetz angeschlossenen Stromverbraucher oder nur einem oder mehreren bestimmten Stromverbraucher(n) zuführen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Doppelfassaden näher beschrieben. Darin stellen dar:
1 einen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Doppelfassade,
2 den Schnitt A-A von 1 in vereinfachter Form,
3 einen vergrößerten Ausschnitt der 1,
4 eine Draufsicht mehrerer Flügelräder, die jeweils einen eigenen Stromgenerator antreiben und zusammen mit diesen und daran angrenzenden Sonnenschutzkästen in einer horizontalen Ebene nebeneinander in einem Zwischenraum der Doppelfassade in Form von Baueinheiten (Modulen) eingebaut sind,
5 eine Draufsicht entsprechend der 4, jedoch mit nur einem Flügelrad, das gegenüber denen nach den 1 bis 4 abgewandelt ist und nur einen Stromgenerator antreibt, und
6 den Schnitt B-B der 5.
Nach den 1 und 3 hat ein mehrstöckiges Haus (z. B. Hochhaus) in jedem Stockwerk auf einer Südseite eine Innenwand 1 (Primärfassade) und eine Außenwand 2 (Sekundärfassade). Jede Innenwand 1 weist eine hohle isolierende Glasscheibe 3 (siehe 3) in einem Rahmen 4 auf. Jede Außenwand 2 weist eine einfache Glasscheibe 5 in einem Rahmen 6 auf.
Die Innenwände 1 begrenzen nach außen hin jeweils einen Nutzraum 7, z. B. Büro- oder Wohnraum. Die Nutzräume 7 sind durch Geschossdecken 8 getrennt. Zwischen jeder Innenwand 1 und Außenwand 2 befindet sich ein Zwischenraum 9. Der Abstand der Wände 1 und 2 beträgt etwa 35 cm bis 40 cm oder mehr. Im unteren Ende jeder Außenwand 2 ist eine Lufteintrittsöffnung 10 und im oberen Ende eine Luftaustrittsöffnung 11 vorhanden. Die übereinanderliegenden Zwischenräume 9 sind durch Zwischenwände 12, die jeweils in Höhe einer Geschossdecke 8 liegen, getrennt. Auf beiden Seiten sind die Zwischenräume 9 jeweils durch eine Trennwand 13 begrenzt. Der Abstand der Trennwände 13 eines Zwischenraums 13 beträgt etwa 135 cm, wobei für jeden Nutzraum 7 mehrere Zwischenräume 13 an der Vorderseite des Nutzraums 7 horizontal nebeneinander angeordnet sein können. Die Zwischenräume 9 sind mithin, bis auf die Luftein- und -austrittsöffnungen 10, 11, geschlossen. Bei einem Wärmeeintrag, insbesondere einem solaren Wärmeeintrag, durch die Außenwand 2 und/oder einem Wärmeeintrag durch die Innenwand 1 in einen Zwischenraum 9 entsteht ein aufwärts gerichteter Luftstrom 14, wobei die Luft durch die untere Eintrittsöffnung 10 nachströmt und durch die obere Austrittsöffnung 11 wieder austritt. In jedem Zwischenraum 9 sind oben mehrere Baueinheiten 15 (Module) aus einem Flügelrad in Form eines Windrades mit propellerartigen Flügeln und einem elektrischen Stromgenerator 17 horizontal nebeneinander (vgl. 4) jeweils an einem Sonnenschutzkasten 18 eingebaut.
Der aufwärts gerichtete Luftstrom 14 in einem der Zwischenräume 9 treibt alle Flügelräder 16 in diesem Zwischenraum 9 und dieses über jeweils ein Getriebe 19 (3) jeweils einen der Stromgeneratoren 17 an. Der von jedem Stromgenerator 17 erzeugte Strom kann über ein Stromkabel 20 ins öffentliche Stromversorgungsnetz, soweit nötig über ein Vorschaltgerät zur Anpassung an die Größe, Frequenz und Phasenlage der Netzspannung, eingespeist oder unmittelbar einem Stromverbraucher zugeführt werden. Ein bevorzugter Stromverbraucher wäre ein Elektromotor für den Antrieb des Kompressors in einer Kompressionskühlanlage oder ein elektrisches Heizgerät in einem der Nutzräume 7 des Hauses.
Die durch das Flügelrad 16 einer Baueinheit 15 strömende Luft 21 kann durch eine Öffnung 22 der Baueinheit 15 und die Öffnung 11 austreten.
In jedem Sonnenschutzkasten 18 befindet sich ein Raffstore 23, der auf seiner Außenfläche lichtreflektierend ausgebildet ist. Das bei herabgelassenem Raffstore 23 reflektierte Sonnenlicht trägt zusätzlich zur Erwärmung und zum Auftrieb der Luft im Zwischenraum 9 bei.
Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel könnten alle Flügelräder 16 in einem Zwischenraum 9 gemeinsam über ein entsprechendes Getriebe nur einen leistungsstärkeren Stromgenerator antreiben. Ferner wäre es möglich, alle Flügelräder 16 in einem der Zwischenräume 9 auf der Antriebswelle nur eines Stromgenerators oder, bei einem entsprechend größeren Zwischenraum 9, ein größeres Flügelrad anzuordnen, das einen leistungsstärkeren Stromgenerator antreibt.
Bei der Abwandlung nach den 5 und 6 ist anstelle der als Windräder ausgebildeten Flügelräder 16 nach den 1 bis 4 und bei ansonsten gleichem Aufbau der Doppelfassade nur ein Flügelrad vorgesehen, das nur einen Stromgenerator 17 über ein Getriebe 19 antreibt.
Das Flügelrad 16 nach den 5 und 6 entspricht etwa dem eines Walzenlüfters. Seine Drehachse verläuft horizontal in dem Zwischenraum 9 (3). Die Flügel 24 des Flügelrads 16 erstrecken sich über die gesamte axiale Flügelradlänge (5) und sind nach 6 auf ihrer einen Seite konvex und auf ihrer anderen Seite konkav gewölbt. Die axiale Länge des Flügelrads 16 ist größer als der halbe Abstand der beiden einen der Zwischenräume 9 seitlich begrenzenden Trennwände 13 (3). Bei gleicher Antriebsleistung der Flügelräder 16 nach 4 einerseits und des einen Flügelrads 16 nach den 5 und 6 wären der Aufbau und die Montage (Einbau) des Flügelrads 16 nach 5 und 6 einfacher.
Bei entsprechend großem Zwischenraum 9 ist es aber auch möglich, mehrere Flügelräder 16, wie sie schematisch in den 5 und 6 dargestellt sind, für den Antrieb eines einzigen Stromgenerators 17 größerer Leistung über ein gemeinsames Getriebe oder auf einer gemeinsamen Antriebswelle oder mehrere Stromgeneratoren 17 mit jeweils einem eigenen Flügelrad 16 für den Antrieb vorzusehen.

Claims

Doppelfassade für mehrstöckige Häuser, bei der zwischen einer Innenwand (1) und einer Außenwand (2), die beide Glasscheiben (3, 5) aufweisen, ein oben und unten sowie seitlich zwischen Innen- und Außenwand (10, 11) geschlossener Zwischenraum (9) besteht, wobei die Außenwand (2) unten eine Eintrittsöffnung (10) und oben eine Austrittsöffnung (11) für Luft aufweist, die bei einem Wärmeeintrag in den Zwischenraum (9) darin aufwärts strömt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum (9) der Doppelfassade wenigstens ein Flügelrad (16) in dem aufwärts gerichteten Luftstrom (14) gelagert ist, das mit einem Stromgenerator (17) in Antriebsverbindung steht.
Doppelfassade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flügelräder (16) mit nur einem Stromgenerator (17) in Antriebsverbindung stehen.
Doppelfassade nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle wenigstens eines Stromgenerators (17) mehrere Flügelräder (16) hintereinander angeordnet sind.
Doppelfassade nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle wenigstens eines Stromgenerators (17) über ein gemeinsames Getriebe mit Abtriebswellen mehrerer Flügelräder (16) in Antriebsverbindung steht.
Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. jedes Flügelrad (16) Flügel nach Art eines Propellers aufweist und so gelagert ist, dass es von dem im Zwischenraum (9) aufsteigenden Luftstrom (14) koaxial zu seiner Drehachse durchströmt wird.
Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des bzw. jedes Flügelrads (16) in dem Zwischenraum (9) horizontal verläuft, dass jedes Flügelrad (16) sich über seine gesamte axiale Länge erstreckende Flügel (24) aufweist, die auf ihrer einen Seite konvex und auf ihrer anderen Seite konkav gewölbt sind, und dass bei Verwendung nur eines Flügelrads (16) dessen axiale Länge größer als der halbe Abstand von seitlichen Trennwänden (13) horizontal benachbarter Zwischenräume (9) der Doppelfassade ist.
Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem einzigen Stromgenerator (17) oder weiteren Stromgeneratoren erzeugte Energie über das öffentliche Stromversorgungsnetz oder direkt einem Stromverbraucher zuführbar ist.