DE102013112807B4

DE102013112807B4 - Gebäudeeinrichtung und lichtdurchlässiges Element hierzu

Info

Publication number: DE102013112807B4
Application number: DE102013112807.6A
Authority: DE
Inventors: Karl Georg Degen; Andreas Beck
Original assignee: HOCHSCHULE fur TECHNIK STUTTGART
Current assignee: HOCHSCHULE fur TECHNIK STUTTGART
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: DE102013112807A1

Abstract

Gebäudeeinrichtung (1) zur Verbesserung der Raumakustik und der Wärmedämmung eines Gebäudes mit zumindest einem Raum (2) mit zumindest einer lichtzugewandten Seite, wobei die Gebäudeeinrichtung (1) als zumindest ein an der zumindest einen lichtzugewandten Seite angeordnetes lichtdurchlässiges Element (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine lichtdurchlässige Element (4) aus einem dem zumindest einen Raum abgewandten, lichtdurchlässigen Trägerteil (5) und einem dem zumindest einen Raum (2) zugewandten, mit dem Trägerteil (5) verbundenen, lichtdurchlässigen und wärmedämmenden Raumschallabsorber (6) gebildet ist, wobei der Raumschallabsorber (6) aus einem hochporösen Glasschwamm in Form eines Aerogels gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gebäudeeinrichtung zur gleichzeitigen Verbesserung der Raumakustik, der Wärmedämmung und der Lichtverhältnisse eines Gebäudes mit zumindest einem Raum mit zumindest einer lichtzugewandten Seite und zumindest einem an der zumindest einen lichtzugewandten Seite angeordneten lichtdurchlässigen Element und ein lichtdurchlässiges Element hierzu.
Gattungsgemäße Gebäudeeinrichtungen bestehen aus einem oder mehreren Räumen, beispielsweise für Büros, Tagungsräume und dergleichen, welche zur Ausleuchtung lichtdurchlässige Elemente wie Fenster aufweisen. Um gleichzeitig eine Schalldämmung gegenüber Lärm von außen her und eine Wärmisolierung zu integrieren, werden hinreichend bekannte, mehrfachverglaste Isolierglasfenster vorgeschlagen, wobei zwischen deren Glasscheiben Gase oder Gasmischungen unter Normaldruck oder vermindertem Druck eingeschlossen sind. Desweiteren ist aus der DE 20 2012 009 140 U1 ein Isolierverglasungselement mit zwei aus Kunststoff bestehenden Sichtscheiben bekannt, wobei ein zwischen den Sichtscheiben gebildeter, geschlossener Raum mit einem Aerogel-Granulat befüllt ist. Sowohl das dort vorgeschlagene Isolierverglasungselement wie die bekannten Isolierglasfenster weisen dem Raum der Gebäudeeinrichtung zugewandt glatte und hochreflexive Flächen in Form von Glas- oder Kunststoffscheiben für Raumschall auf, so dass sich derartige lichtdurchlässige Elemente nachteilig auf die Raumakustik in Räumen der Gebäudeeinrichtung auswirken.
Aus der DE 198 46 135 A1 ist ein plattenartiges Bauteil bekannt, bei dem vor einer Glasscheibe eine nachträglich aufgebrachte Dekorschicht vorgesehen ist.
Aus der DE 10 2006 012 433 A1 ist ein Multifunktionsfenster bekannt, bei dem an der der Rauminnenseite zugwandten Glasscheibe eine Soundfolie zur Beschallung des Raums angebracht sein kann.Aus der DE 199 46 312 A1 ist ein schallabsorbierendes Lichtelement bekannt, bei dem zwischen einer äußeren, durchgehenden Platte und einer inneren, gelochten Platte schallabsorbierendes, lichtdurchlässiges Material angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Gebäudeeinrichtung mit zumindest einem durch ein lichtdurchlässiges Element ausgeleuchteten Raum mit verbesserter Raumakustik und verbesserter Wärmedämmung vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und den Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 7 gelöst. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Die vorgeschlagene Gebäudeeinrichtung dient der Verbesserung der Raumakustik und der Lichtverhältnisse eines Gebäudes bei zugleich verbesserter Wärmedämmung. Dabei weist zumindest ein Raum zumindest eine lichtzugewandte Seite auf, an der zumindest ein lichtdurchlässiges oder zumindest transluzides Element angeordnet ist. Das zumindest eine lichtdurchlässige Element ist hierbei aus einem dem zumindest einen Raum abgewandten, lichtdurchlässigen Trägerteil und einem dem zumindest einen Raum zugewandten, mit dem Trägerteil verbundenen, lichtdurchlässigen und wärmedämmenden Raumschallabsorber gebildet. Als Trägerteile können beispielsweise lichtdurchlässige oder transluzide, einfache Glas- oder Kunststoffscheibenteile oder Isolierverglasungen mit Mehrfachverglasungen dienen.
Der Raumschallabsorber ist dem Raum zugewandt auf dem Trägerteil befestigt. Beispielsweise kann dieser mit dem Trägerteil adhäsiv, beispielsweise durch Aufkleben, stoffschlüssig durch Aufschmelzen, Aufsintern oder dergleichen und/oder formschlüssig mit entsprechenden Halteschienen, Halteklammern oder dergleichen verbunden sein. Der Raumschallabsorber absorbiert beispielsweise im Sinne eines Tiefenabsorbers aufgrund seiner hochporösen Oberfläche und Materialstärke auftreffenden Raumschall im Wesentlichen vollständig auf und vernichtet diesen unter Wärmebildung.
Als Raumschallabsorber sind lichtdurchlässige oder transluzide Materialien vorgesehen, die einen hochporösen Glasschwamm bilden. Derartige Glasschwämme weisen einen sehr geringen Materialanteil bei einem hohen Gasanteil wie Luftanteil auf, wobei eingeschlossene Gasvolumina nur einen sehr geringen Energieaustausch untereinander vornehmen können und dabei aufgrund des geringen, lichtdurchlässigen Materialanteils des Glasschwamms zusätzlich eine sehr gute Wärmedämmung als auch eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit des Raumschallabsorbers erzielt werden kann. Der hochporöse Glasschwamm ist in Form eines Aerogels gebildet. Als besonders lichtdurchlässig, wärmedämmend und raumschallabsorbierend haben sich hierbei Aerogele auf Silikatbasis mit Luftanteilen von größer 99%, bevorzugt 99,9% erwiesen. Insbesondere mit Trägerteilen aus Glas kann zudem eine besonders gute Verbindung mittels Verklebung oder Stoffschluss erzielt werden. Der Raumschallabsorber kann beispielsweise als poröser Absorber fest mit dem Trägerteil verbunden sein oder beispielsweise als Tiefenabsorber eine gegenüber dem Trägerteil schwingende Platte bilden.
Die beiden beispielsweise vorgeschlagenen Formen des Raumschallabsorbers weisen ähnliche Eigenschaften auf, welche für die Ausbildung des zumindest einen lichtdurchlässigen Elements besonders vorteilhaft sind. Beispielsweise weist der Raumschallabsorber Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,020 W/mK und 0,040 W/mK auf. Der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) des gesamten Raumschallabsorbers kann vorteilhafterweise in einem Bereich von ca. 0,4 W/m²K liegen. Der Raumschallabsorber wird bevorzugt in Schichtdicken zwischen 3 cm bis 5 cm eingesetzt. Hieraus resultieren im sichtbaren Spektralbereich Lichtdurchlässigkeiten der lichtdurchlässigen Elemente von bevorzugt 20 % bis 70 %.
Durch eine von dem Raumschallaborber erfolgende diffuse, über die gesamte Fläche des lichtdurchlässigen Elements bevorzugt gleichmäßig erfolgende Lichtverteilung kann ein Raum in gleichmäßiger Weise und beispielsweise großflächig ausgeleuchtet werden, ohne eine gegebenenfalls störende Sicht in und aus dem Raum zu ermöglichen. Hierbei kann die Lichtdurchlässigkeit beispielsweise durch Wahl des Materials des Trägerteils und/oder des Raumschallabsorbers, der Schichtdicke des Raumschallabsorbers und dergleichen voreingestellt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das lichtdurchlässige Element, bevorzugt das Trägerteil phototrope Elemente zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeiten enthalten. Weiterhin kann die vorgeschlagene Gebäudeeinrichtung manuell oder automatisiert gesteuerte, beispielsweise in das lichtdurchlässige Element integrierte oder externe Abschattungsmaßnahmen, beispielsweise Jalousien, Sonnensegel und dergleichen aufweisen, um die Lichtdurchlässigkeit des lichtdurchlässigen Elements variabel zu vermindern.
Das zumindest eine lichtdurchlässige Element der vorgeschlagenen Gebäudeeinrichtung ist bevorzugt an einer Außenwand des Gebäudes angeordnet. Hierbei bildet Tageslicht die bevorzugte Lichtquelle. Bei nicht ausreichendem Tageslicht kann dem lichtdurchlässigen Element eine künstliche Lichtquelle zugeordnet, beispielsweise in dieses integriert sein, so dass von diesem zumindest eine teilweise Ausleuchtung des lichtdurchlässigen Elements bewirkt wird. Die künstliche Lichtquelle ist bevorzugt von Hand oder automatisiert beispielsweise abhängig von einer gewünschten oder fest eingestellten Raumhelligkeit und dergleichen regelbar ausgebildet. Zur gleichmäßigen Ausleuchtung des lichtdurchlässigen Elements können optische Mittel wie Lichtreflektoren, Blenden, Spiegel, Linsen und/oder dergleichen zwischen Lichtquelle und Trägerteil vorgesehen sein. Beispielsweise kann das zumindest eine lichtdurchlässige Element mittels einer an dem zumindest einen lichtdurchlässigen Element befestigten künstlichen Lichtquelle von dem Trägerteil her hinterleuchtbar sein.
Zusätzlich oder alternativ kann das zumindest eine lichtdurchlässige Element zwischen zwei Räumen angeordnet sein. Um die Raumakustik in beiden Räumen zu verbessern, kann beidseitig des Trägerteils ein Raumschallabsorber angeordnet sein. Zur Bereitstellung einer Lichtquelle kann diese in einem durch ein zweiteiliges Trägerteil gebildeten Raum untergebracht sein.
Insbesondere wegen seiner guten Wärmedämmungseigenschaften kann das zumindest eine lichtdurchlässige Element eine vor den Raumschallabsorber geschaltete Wandheizung oder Kühleinrichtung aufweisen.
Zur Ausbildung der vorgeschlagenen Gebäudeeinrichtung ist das als Baugruppe vorgesehene lichtdurchlässige Element vorgesehen, welches ein Trägerteil und den zumindest an einer einem Raum der Gebäudeeinrichtung zugewandten, lichtdurchlässigen Seite des Trägerteils angeordneten, lichtdurchlässigen Raumschallabsorber aufweist.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung die Gebäudeeinrichtung 1 mit dem Raum 2. Der Raum 2 ist an einer Seite durch die Wand 3 begrenzt. In einen Ausschnitt dieser ist das lichtdurchlässige Element 4 eingebracht. Alternativ können eine, mehrere oder alle Wände des Raums 2 mit lichtdurchlässigen Elementen 4 versehen sein. Insbesondere können ganze, nicht tragende Wände aus dem lichtdurchlässigen Element 4 gebildet sein. Das lichtdurchlässige Element 4 weist an seiner dem Raum 2 abgewandten Seite das beispielsweise aus Isolierglas, einem mehrfach verglasten Verbundelement oder dergleichen gebildete Trägerteil 5 auf, welches eine Lichtdurchlässigkeit im Bereich üblicher Glasscheiben im sichtbaren Spektralbereich des Lichts aufweist. Der für Schall aus dem Raum 2 hoch reflexiven Oberfläche 7 des Trägerteils 5 ist der Raumschallabsorber 6 vorgeschaltet, so dass die Raumakustik verbessert wird, indem beispielsweise eine „hallige“ Wahrnehmung des Raums, reflektierte Stimmen und dergleichen zumindest vermindert werden. Hierbei treten Schallimpulse durch die Oberfläche 8 des Raumschallabsorbers 6 in den Raumschallabsorber 6 ein und werden dort unter Wärmebildung vernichtet, bevor diese an der Oberfläche 7 reflektiert und durch den Raumschallabsorber 6 gegebenenfalls wieder austreten können.
Der Raumschallabsorber 6 ist auf das Trägerteil 5 fest aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt, stoffschlüssig oder in anderer Weise aufgebracht oder im Sinne einer schwingenden Platte mit diesem verhakt, verrastet oder verclipst. Der Schallabsorber ist lichtdurchlässig und wärmedämmend ausgebildet und bildet zusätzlich zu den Wärmedämmeigenschaften des Trägerteils einen zusätzlichen Beitrag zur Wärmedämmung. Durch die diffuse Durchlässigkeit gegenüber Licht im sichtbaren Spektralbereich dient der Raumschallabsorber 6 in Verbindung mit dem Trägerteil 5 neben der Raumschallabsorption und der Wärmedämmung zusätzlich als Fenster, Lichtschacht und dergleichen. Hierzu ist der Raumschallabsorber aus lichtdurchlässigem Glasschaum wie Aerogel, einem lichtdurchlässigen Fasergespinst wie Glasfasergespinst und dergleichen ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Gebäudeeinrichtung
2: Raum
3: Wand
4: lichtdurchlässiges Element
5: Trägerteil
6: Raumschallabsorber
7: Oberfläche
8: Oberfläche

Claims

Gebäudeeinrichtung (1) zur Verbesserung der Raumakustik und der Wärmedämmung eines Gebäudes mit zumindest einem Raum (2) mit zumindest einer lichtzugewandten Seite, wobei die Gebäudeeinrichtung (1) als zumindest ein an der zumindest einen lichtzugewandten Seite angeordnetes lichtdurchlässiges Element (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine lichtdurchlässige Element (4) aus einem dem zumindest einen Raum abgewandten, lichtdurchlässigen Trägerteil (5) und einem dem zumindest einen Raum (2) zugewandten, mit dem Trägerteil (5) verbundenen, lichtdurchlässigen und wärmedämmenden Raumschallabsorber (6) gebildet ist, wobei der Raumschallabsorber (6) aus einem hochporösen Glasschwamm in Form eines Aerogels gebildet ist.
Gebäudeeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine lichtdurchlässige Element (4) an einer Wand (3) des Gebäudes angeordnet ist.
Gebäudeeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine lichtdurchlässige Element (4) zwischen zwei Räumen (2) angeordnet ist.
Gebäudeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Trägerteils ein Raumschallabsorber angeordnet ist.
Gebäudeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine lichtdurchlässige Element (4) mittels einer an dem zumindest einen lichtdurchlässigen Element (4) befestigten künstlichen Lichtquelle von dem Trägerteil (5) her hinterleuchtbar ist.
Gebäudeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine lichtdurchlässige Element (4) eine vor den Raumschallabsorber (6) geschaltete Wandheizung oder Kühleinrichtung aufweist.
Lichtdurchlässiges Element (4) für eine Gebäudeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Trägerteil (5) und einem zumindest an einer einem Raum (2) der Gebäudeeinrichtung (1) zugewandten, lichtdurchlässigen Seite des Trägerteils (5) angeordneten, lichtdurchlässigen Raumschallabsorber (6), wobei der Raumschallabsorber (6) aus einem hochporösen Glasschwamm in Form eines Aerogels gebildet ist.