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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren eines Raums, der mit der Umgebung über eine mit wenigstens einer durchsichtigen Glasscheibe verschlossenen Öffnung verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Temperieren eines Raums.
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Vor dem Hintergrund der bedrohlichen Klimaerwärmung ist die Verminderung des Energiebedarfes eines Gebäudes zum Temperieren seiner Räume eine zunehmend wichtige Aufgabe. Der Energiebedarf ist im Winter durch die notwendige Heizwärme und im Sommer durch den Energieaufwand für die Kühlung der Innenräume gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen der Energiebedarf zum Temperieren eines Raums vermindert werden kann.
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Der das Verfahren betreffenden Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der die Vorrichtung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst, der mit den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 6 in vorteilhafter Weise weitergebildet wird. Die Ansprüche 7 bis 10 sind auf weitere, vereinfachte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
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Mit der Erfindung wird der Heizungsbedarf eines Raumes insbesondere im Winter, aber auch an Tagen mit unter einer komfortablen Raumtemperatur liegender Außentemperatur dadurch verringert, dass bei Sonnenschein oder diffuser Sonnenstrahlung ein erster, auf der Innenseite einer eine Öffnung des Raumes verschließenden durchsichtigen Glasscheibe angeordneter Vorhang mit bevorzugt schwarzer, vom Raum angewandter Oberfläche derart geschlossen wird, dass seine bevorzugt schwarze Oberfläche die auftreffende Sonnenstrahlung weitgehend absorbiert, sich dadurch erwärmt und dadurch einen im Inneren des Raumes angeordneten Heizkörper bildet. Die erwärmte Oberfläche des Vorhangs verursacht eine den Raum aufheizende Konvektionsströmung.
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Insbesondere im Sommer wird der Energiebedarf zur Kühlung des Raumes bei Sonnenschein oder diffuser Sonnenstrahlung dadurch vermindert, dass ein zweiter Vorhang mit bevorzugt weißer, vom Raum abgewandter Oberfläche derart geschlossen wird, dass seine bevorzugt weiße Oberfläche die auftreffende Sonnenstrahlung weitgehend in die Umgebung reflektiert, so dass die Sonnenstrahlung den Raum nicht aufheizt.
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Unter Öffnung wird in der vorliegenden Beschreibung jedwelche Öffnung beispielsweise in einer gemauerten oder betonierten oder aus Holz ausgebildeten Wand, wie Fensteröffnung oder Türöffnung verstanden, mit einem Fenster oder einer Türe, das bzw. die ein- oder mehrschichtig verglast ist.
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Die Erfindung verbessert den Raum-bzw. Klimakomfort insbesondere in großflächig verglasten Räumen, wie sie in modernen Bauten immer wieder ohne irgendwelche abschattenden Vorsprünge vor der Verglasung anzutreffen sind. Das energiesparende und für den Wohnkomfort günstige, insbesondere an alten Bauernhäusern sichtbare Prinzip, die Fenster unter Vorsprüngen so abzuschatten, dass sie im Sommer bei hochstehender Sonne vor der Sonnenstrahlung geschützt sind und im Winter bei tiefstehender Sonne die Sonnenstrahlung in den Raum hereinlassen, wird zugunsten einer vermeintlich schöneren Ästhetik an modernen Bauten häufig aufgegeben.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
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Die 1-3 stellen jeweils Teilquerschnitte eines Fensters mit beidseitig des Fensters angeordneten Lamellenvorhängen dar.
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Gemäß den Figuren ist an beiden Seiten eines mit einer Glasscheibe 10 verschlossenen Öffnung, beispielsweise Fensteröffnung, eines Raums jeweils ein erster Lamellenvorhang 12 und ein zweiter Lamellenvorhang 14 in an sich bekannter Weise angebracht. Die Lamellenvorhänge sind in ihrem Aufbau an sich bekannt und enthalten Lamellen, die sich waagerecht und parallel zueinander quer über die Fensteröffnung erstrecken. Die Oberseiten der Lamellen 16 des ersten Lamellenvorhangs 12 sind schwarz bzw. derart ausgebildet, dass sie Sonnenstrahlung weitgehend absorbieren. Die Oberseiten der Lamellen 18 des zweiten Lamellenvorhangs 14 sind weiß, so dass sie Sonnenstrahlung weitgehend reflektieren.
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Die Positionen der einzelnen Lamellen werden in an sich bekannter Weise durch Schnurzüge eingestellt, die mittels nicht dargestellter, ebenfalls an sich bekannter Betätigungsvorrichtungen beispielsweise elektrisch betätigbar sind. Gemäß den Figuren sind an den äußeren und inneren, der Glasscheibe 10 zugewandten Rändern der Lamellen 12 an deren Enden jeweils äußere Schnurzüge 20 und innere Schnurzüge 22 angebracht. Die äußeren und inneren Schnurzüge 20, 22 sind mit den Lamellen 16, 18 fest verbunden, so dass sie den senkrechten Abstand zwischen den Lamellen definieren. Die äußeren und inneren Schnurzüge können durch Schnüre, Bänder oder Ähnliches gebildet sein.
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In kurzem Abstand von den äußeren und inneren Schnürzügen 20 und 22 erstrecken sich beispielsweise als Schnüre ausgebildete äußere Einholzüge 24 und innere Einholzüge 26 durch in den Lamellen ausgebildeten Löcher hindurch. Diese Einholzüge 24 und 26 sind nur an der jeweils untersten Lamelle befestigt. Durch Verkürzen und/oder Verlängern der äußeren und inneren Schnurzüge 20 und 22 können die Lamellen verkippt werden. Durch Verkürzen bzw. Einholen der äußeren und Einholzüge 24, 26 können die Lamellen der Lamellenvorhänge nach oben zusammengeschoben werden (1), wobei die Lamellen aufeinander zu liegen kommen, so dass im voll zusammengeschobenen Zustand eines Lamellenvorhangs alle seine Lamellen auf der untersten Lamelle gestapelt werden und der zusammengeschobene, geöffnete Lamellenvorhang das Fenster 10 nur in einem obersten Teil überdeckt oder gegebenenfalls so hoch gezogen wird, dass er die Glasscheibe 10 nicht mehr überdeckt. Die Stellung des Lamellenvorhangs 12 gem. 1 ist die Offenstellung des Vorhangs.
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Die Lamellenvorhänge bzw. deren Züge sind in an sich bekannter Weise vorteilhafterweise unabhängig voneinander betätigbar.
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Im Folgenden werden vorteilhafte Stellungen der Lamellenvorhänge beschrieben:
- In 1 ist der erste Lamellenvorhang 12, dessen Lamellen 16 schwarze Oberseiten haben, vollständig geöffnet. Der zweite Lamellenvorhang 14 befindet sich in seiner Sichtstellung, in der die Lamellen 18, deren Oberseiten weiß sind, etwa waagerecht übereinander angeordnet sind und zwischen sich Sichtschlitze freigeben, durch die hindurch von innen nach außen geblickt werden kann, so dass es im Inneren des mit dem Fenster 10 versehenen Raumes hell ist und ein Blick aus dem Raum in die Umgebung möglich ist. Dennoch sind die Insassen des Raumes vor direkter Bestrahlung durch die Sonne 28 geschützt, da die Sonne tagsüber sowohl im Sommer als auch im Winter deutlich über einer die Glasscheibe 10 schneidende waagerechten Ebene steht, so dass ihre Strahlung auf die weißen Oberseiten der Lamellen 18 trifft und dort reflektiert werden. Der Raum wird somit durch die Sonnenstrahlung nicht aufgeheizt.
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Wenn eine Sicht von innen nach außen nicht notwendig ist, können die Lamellen 18 durch entsprechende Betätigung der äußeren und inneren Schnurzüge 20 und 22 in die Stellung der 2 gebracht werden, so dass der Raum abgedunkelten ist und die Sonnenstrahlung vollständig von den weißen Oberflächen der Lamellen 18 reflektiert wird.
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Die vorstehend beschriebenen Positionen der Lamellenvorhänge werden bevorzugt im Sommer benutzt, wobei alle Zwischenstellungen zwischen den Stellungen des zweiten Lamellenvorhang 14 gemäß 1 und 2 möglich sind und die Lamellen gegebenenfalls noch weiter verkippt werden können als in 2, so dass die Außenränder der Lamellen jeweils auf den Oberseiten der darunter angeordneten Lamellen aufliegen und das Innere des Raums vollständig abgedunkelt ist.
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3 zeigt eine bevorzugt im Winter benutzte Stellung der Lamellenvorhänge 12 und 14. Der zweite Lamellenvorhang 14 mit den weißen Oberseiten seiner Lamellen befindet sich in Offenstellung. Der erste Lamellenvorhang 12 befindet in einer Stellung, in der keine Sicht vom Innenraum in die Umgebung möglich ist. Die Sonnenstrahlung wird von den schwarzen Oberseiten der Lamellen 16 absorbiert, so dass sich die Lamellen erwärmen. Die dadurch erwärmte Luft kann zwischen den Lamellen 16 oder in dem sich beim Schließen des ersten Lamellenvorhangs 12 bildenden Spalt zwischen der Glasscheibe 10 und dem Lamellenvorhang aufsteigen und eine Konvektionsströmung antreiben, die den Raum erwärmt. Zur Unterstützung der Konvektionsströmung können unterhalb und oberhalb des ersten Lamellenvorhangs 12 nicht dargestellte Luftleiteinrichtungen, beispielsweise Luftkanäle angeordnet sein.
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Der erste Lamellenvorhang 12 kann durch weiteres Verkippen seiner Lamellen 16 in eine Schließstellung gebracht werden, in der er einen Lichteinfall von außen in den Raum vollständig verhindert, indem die der Glasscheibe 10 zugewandten Ränder der Lamellen 16 jeweils auf den Oberseiten der darunter befindlichen Lamellen aufliegen.
Der erste Lamellenvorhang 12 kann in eine der 1 entsprechende Sichtstellung des zweiten Lamellenvorhangs 14 gebracht werden. Dann können in dem Raum befindliche Personen durch die sich bildenden Sichtschlitze zwischen den Lamellen 16 nach außen blicken und sind dennoch vor direkter Sonnenbestrahlung geschützt. Dennoch erfolgt auch in Sichtstellung des ersten Lamellenvorhangs 12 bei winterlichem Sonnenschein eine Aufheizung des Innenraums, da die Sonnenstrahlung auch in Sichtstellung der Lamellen auf deren schwarzen Oberseiten trifft und diese erhitzt.
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Die Lamellen 16 und 18 können aus jedwelchem geeignetem Material bestehen, beispielsweise Kunststoff, Verbundwerkstoff, Holz, Metall usw. Die schwarze Oberseite der Lamellen 16 wird durch Beschichten der Lamellen mit schwarzer Farbe erreicht, die beispielsweise Rußpartikel enthält und vorteilhaft eine raue Oberfläche hat, so dass eine größtmögliche Absorption der auf die schwarze Oberfläche fallenden Sonnenstrahlung erzielt wird. Die weiße Oberfläche der Oberseiten der Lamellen 18 wird durch Beschichtung mit weißer Farbe erzielt, die Weißpartikel, z.B. Titandioxid, enthalten kann und glatte oder raue Oberfläche haben kann. Die Unterseiten der Lamellen 16 und 18 sind farblich auf das erwünschte Farbklima in dem Raum abgestimmt, beispielsweise hell grau, elfenbeinfarbig, ockerfarben usw.
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Die Erfindung ist in vielfältiger Weise ergänzbar und abwandelbar.
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In einem mit den Lammellenvorhängen 12 und 14 versehenen Raum können Sensoren zur Feststellung der Anwesenheit von Personen, zur Feststellung der Helligkeit im Raum und zur Erfassung der Raumtemperatur angeordnet sein. An der zugehörigen Außenfassade können Sensoren zur Feststellung der Sonnenstrahlung und der Außentemperatur angeordnet sein. Über ein mit den Sensoren verbundenes Steuergerät werden die Stellungen der Lamellenvorhänge jeweils bedarfsgerecht gesteuert. Beispielsweise ist an einem heißen, schönen Sommertag der erste Lamellenvorhang 12 in Offenstellung und der zweite Lamellenvorhang bei besetztem Raum in Sichtstellung und bei unbesetztem Raum in Schließstellung. Umgekehrt ist an einem kalten, schönen Wintertag der zweite Lamellenvorhang 14 offen und der erste Lamellenvorhang bei besetztem Raum in Sichtstellung und bei unbesetztem Raum etwas weiter geschlossen, so dass eine optimale Aufheizung des Raumes erfolgt.
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In 1 sind ein Raumtemperatursensor 30, ein Anwesenheitssensor 32, eine Betätigungsvorrichtung 34 für den ersten Lamellenvorhang 12, eine Betätigungsvorrichtung 36 für den zweiten Lamellenvorhang 14, ein Sonnenstrahlungssensor 38 und ein Steuergerät 40 skizziert. Die Sensoren 30, 32 und 38 sowie die Betätigungsvorrichtungen 34 und 36 sind mit dem Steuergerät 40 verbunden. Die Betätigungsvorrichtungen enthalten beispielsweise jeweils einen Elektromotor zur Betätigung der ein Einholzüge 24 und 26 und jeweils einen weiteren Elektromotor zur Betätigung der Schnürzüge 20 und 22. In dem Steuergerät 40 ist ein Programm abgelegt, entsprechend dem bei vorhandener Sonnenstrahlung und unter oder über einer Solltemperatur liegenden Raumtemperatur die Lamellenvorhänge 12 und 14 bedarfsgerecht betätigt werden. Dabei wird, wenn in der Anwesenheitssensor 32 die Anwesenheit einer Person im Raum feststellt, vorteilhaft keiner der Lamellenvorhänge in seine Schließstellung gebracht sofern die Person das nicht ausdrücklich wünscht. Der zweite Lamellenvorhang 14 kann an der Innenseite des Fensters 10 angeordnet sein, bevorzugt zwischen dem ersten Lamellenvorhang 12 und dem Fenster 10. Bei aus mehreren Glasscheiben zusammengesetzten Fenstern kann der zweite Lamellenvorhang 14 zwischen den Glasscheiben innerhalb des Fensters angeordnet sein. In einer abgeänderten Ausführungsform können sich die Lamellen in senkrechter Richtung erstrecken und durch entsprechende Betätigungsvorrichtungen ähnlich verstellt werden, wie anhand der 1 - 3 erläutert.
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In einer vereinfachten Ausführungsform können die Lamellenvorhänge durch Rollos besetzt sein, von denen eines eine dunkle bzw. Sonnenstrahlung absorbierende vom Raum abgewandte Oberfläche hat und das andere eine helle bzw. die Sonnenstrahlung reflektierende Oberfläche hat.
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In einer anderen vereinfachten Ausführungsform kann auf der Innenseite des Fensters 10 ein erster flächiger Vorhang, z.B. aus Stoff, mit dem Fenster zugewandter schwarzer Oberfläche und ein bevorzugt zwischen dem ersten Vorhang und der und dem Fenster ein zweiter Vorhang mit dem Fenster zugewandter weißer Oberfläche vorhanden sein,. Der zweite Vorhang mit weißer Oberfläche wird bevorzugt im Sommer zugezogen oder geöffnet. Der erste Vorhang wird bevorzugt im Winter, wenn Heizbedarf besteht, zugezogen. Die flächigen Vorhänge können durch entsprechende Lochung eine gewisse Transparenz aufweisen, so dass, wenn sie geschlossen sind, der Raum nicht vollständig abgedunkelt ist.
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In einer vereinfachten Ausführungsform der Vorrichtung, bei der nur ein Vorhang vorgesehen ist, sind die Lamellen des Vorhangs auf ihrer Oberseite und Unterseite verschieden ausgebildet. Eine Seite ist hell, bevorzugt weiß. Die andere Seite ist dunkel, bevorzugt schwarz. Wenn die Lamellen eines solchen Vorhangs um annähernd 180° aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verschwenkt werden, sind beispielsweise die hellen Seiten der Lamellen in der ersten Stellung vom Raum abgewandt und reflektieren auf fallende Sonnenstrahlung, wohingegen sie in der zweiten Stellung dem Raum zugewandt sind, so dass die dunklen Seiten der Lamellen vom Raum abgewandt sind und Sonnenstrahlung absorbieren. Die beiden Stellungen, in denen sich die Stellung der Lamellen um annähernd 180° unterscheiden, sind Schließstellungen. Zwischen den Schließstellungen kann jedwelche Stellung eingenommen werden, auch die Sichtstellung, in der die Lamellen annähernd waagerecht angeordnet sind und der Lamellenvorhang durchsichtig ist. Vorteilhafterweise sind die Lamellen eines solchen einzigen Vorhangs wenig gekrümmt, so dass eine Verschwenkung um annähernd 180° möglich ist. Der Abstand zwischen den Lamellen kann derart sein, dass in der jeweiligen Schließstellung nur eine geringe Überlappung zwischen den Lamellen vorhanden ist. Es versteht sich, dass der einzige Lamellenvorhang vorteilhafterweise an der Innenseite der Galsscheibe 10 angeordnet ist.
Bei einer weiteren vereinfachten Ausführungsform (nicht dargestellt) der Erfindung ist ein flächiger Vorhang , beispielsweise ein Behang aus Stoff, auf einer Seite hell, vorzugsweise weiß, auf der anderen Seite dunkel, vorzugsweise schwarz. Der Vorhang ist an einer über der Öffnung angeordneten Führungsvorrichtung verschiebbar aufgehängt, die beispielsweise zwei zueinander parallele, sich längs der Öffnung angeordnete Führungsschienen enthält, deren nebeneinander angeordnete Enden an einer Seite über ein halbkreisförmiges Verbindungsstück miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann der Vorhang aus einer ersten Stellung, in der beispielsweise seine helle Seite dem Raum zugewandt ist, durch Verschieben längs der Führungsvorrichtung unter Einschluss des Verbindungsstücks in eine zweite Stellung bewegt werden, in der seine dunkle Seite dem Raum zugewandt ist.
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Die Erfindung mit den beiden Vorhängen kann auch an nicht mit Fenstern oder Türen versehenen Öffnungen von Räumen eingesetzt werden, wie sie an einfachen Häusern vorhanden sind.
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Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Glasscheibe
- 12
- erster Lamellenvorhang
- 14
- zweiter Lamellenvorhang
- 16
- Lamellen
- 18
- Lamellen
- 20
- äußerer Schnurzug
- 22
- innerer Schnurzug
- 24
- äußerer Einholzug
- 26
- innerer Einholzug
- 28
- Sonne
- 30
- Raumtemperatursensor
- 32
- Anwesenheitssensor
- 34
- Betätigungsvorrichtung
- 36
- Betätigungsvorrichtung
- 38
- Sonnenstrahlungssensor
- 40
- Steuergerät
