DE19533818A1

DE19533818A1 - Outer wall structure for buildings

Info

Publication number: DE19533818A1
Application number: DE19533818A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr Schulz
Original assignee: Wicona Bausysteme GmbH
Current assignee: Wicona Bausysteme GmbH
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1996-11-07

Abstract

The heat transfer resistance of outer shell (10) and outer heat-insulating layer (30), and their total energy transmission value, with the absorption ratio alpha on the separating layer (21'), and the heat transfer resistance formed by the inner shell (20) with its inner heat insulating layer (22), are arranged w.r.t. each other. As a result, during max. solar radiation being higher than expected, and max. outside temp. in summer, the separating layer reaches a max. temp. than can be endured by the materials in the wall structure without damage. At the same time, the max. temperature on the inner wall surface is still comfortable for people inside the building.

Description

Die Erfindung betrifft einen Außenwandaufbau nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an outer wall structure according to the Preamble of claim 1.

Derartige Fassadenbekleidungen, die der passiven Nutzung der Solarenergie an den opaken Teilen der Gebäudehülle dienen, sind beispielsweise in E-A-0 362 242 als bekannte Fassadenbekleidung IV beschrieben, die den Nachteil besitze, daß der Wärmegewinn zu groß sei, weshalb ein zusätzlicher Sonnenschutz auf jeden Fall notwendig sei. Um daher zu verhindern, daß durch die einfallende Sonnenstrahlung im Inneren des Außenwandaufbau materialzerstörende Überhitzungen entstehen, ist in E-A- 0 362 242 vorgeschlagen, unter Verzicht auf die strahlungsundurchlässige Trennschicht die dann zwischen der außenseitigen und der innenseitigen Wandschale nur noch vorhandene einzige Wärmedämmschicht etwas transluzent mit einem Transmissionsgrad von weniger als 10% und einem Absorptionsgrad von mehr als 15% auszubilden, so daß die Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung innerhalb der Wärmedämmschicht über einen vergleichsweise dicken Schichtbereich erfolgt. Die Wärmedämmschicht muß dabei insgesamt so dick sein, daß sich bei nutzbarer Sonneneinstrahlung in der Wärmedämmschicht ein Temperaturprofil einstellt, dessen maximaler Wert innerhalb der Dämmschicht zwischen ihrer äußeren und ihrer inneren Schichtbegrenzungsfläche liegt.Such facade cladding, that of passive use the solar energy on the opaque parts of the building envelope serve, are known for example in E-A-0 362 242 Facade cladding IV described the disadvantage have that the heat gain is too large, which is why additional sun protection is definitely necessary. Therefore, to prevent the incident Solar radiation inside the exterior wall structure material-destroying overheating occur, is in E-A- 0 362 242 proposed, waiving the radiation-impermeable separating layer which then between the outside and the inside wall shell only only existing thermal insulation layer somewhat translucent with a transmittance of less than 10% and a Training degree of absorption of more than 15%, so that the Absorption of incident solar radiation within the Thermal insulation layer over a comparatively thick Shift area takes place. The thermal insulation layer must be overall be so thick that when usable Solar radiation in the thermal insulation layer Temperature profile, its maximum value within the insulation layer between its outer and its inner layer boundary surface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenwandaufbau der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter möglichst hoher Solarenergienutzung und, Gewährleistung der Behaglichkeit im Rauminneren zu hohe, weil materialzerstörende Temperaturen innerhalb des Wandaufbaus sicher vermieden werden, wobei die Bautiefe des Wandelements möglichst gering, insbesondere nicht größer sein soll, als die statischen Notwendigkeiten der tragenden Konstruktion, insbesondere beispielsweise die Pfosten und Riegel, erfordern.The invention has for its object a To design the outer wall structure of the type mentioned at the beginning that with the highest possible use of solar energy and, Ensuring comfort inside the room too high, because material-destroying temperatures within the Wall construction can be safely avoided, the overall depth of the wall element as low as possible, in particular not should be greater than the static requirements of the load-bearing construction, in particular for example the Posts and transoms require.

Diese Aufgabe wird bei einem Außenwandaufbau mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Maßnahmen gelöst. Dort wie im folgenden bedeuten die Wärmedurchgangswiderstände R_a, R_i jeweils die Summe aus dem Wärmedurchlaßwiderstand 1/Lambda_a bzw. 1/Lambda_i des Wandaufbaus zwischen, der Trennschicht und der Wandaußenseite bzw. Wandinnenseite und dem Wärmeübergangswiderstand 1/alpha_a an der Wandaußenseite bzw. 1/alpha_i an der Wandinnenseite. Entsprechend bedeutet der Wärmedurchgangswiderstand R_g=R_a+R_i=1/alpha_a+1/Lambda_a+1/Lambda_i +1/alpha_i die Summe des Wärmedurchlaßwiderstandes 1/Lambda_a+1/Lambda_i des gesamten Wandaufbaus und der inneren bzw. äußeren Wärmeübergangswiderstände 1/alpha_a, 1/alpha_i.This object is achieved according to the invention in an outer wall structure with the features mentioned in the preamble of claim 1 by the measures mentioned in the characterizing part of claim 1. There, as in the following, the heat transfer resistances R _a , R _i each mean the sum of the heat transfer resistance 1 / Lambda _a or 1 / Lambda _{i of} the wall structure between, the separating layer and the outside or inside of the wall and the heat transfer resistance 1 / alpha _a on the outside of the wall or 1 / alpha _i on the inside of the wall. Correspondingly, the thermal resistance R _g = R _a + R _i = 1 / alpha _a + 1 / Lambda _a + 1 / Lambda _i + 1 / alpha _{i means} the sum of the thermal resistance 1 / Lambda _a + 1 / Lambda _{i of} the entire wall structure and internal and external heat transfer resistances 1 / alpha _a , 1 / alpha _i .

Bei dem erfindungsgemäßen Wandaufbau erfolgt die Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung im wesentlichen in der die transparente äußere Wärmedämmschicht zur Seite der inneren Wärmedämmschicht hin begrenzenden Trennschicht, an der somit bei Sonneneinstrahlung in der Regel die höchsten Temperaturen innerhalb des Wandaufbaus auftreten. Die Trennschicht kann dabei sehr dünn, etwa eine Folie, ein Film oder eine Beschichtung sein, wenn sie nur für die Solarstrahlung weitgehend undurchlässig ist. Die erfindungsgemäße Abstimmung der im Anspruchskennzeichen genannten Größen kann durch einen gewollt verringerten Wert des Gesamtenergiedurchlaßgrades g der außenseitigen Wandschale und/oder des Absorptionsgrades alpha an der Trennschicht eine geringere Aufnahme an Solarenergie im Wandaufbau zur Folge haben, gewährleistet aber bei gleichwohl guter Nutzung der Solarenergie, daß auch bei höchstmöglicher Sonneneinstrahlung der maximale Temperaturwert T_tmax im Wandaufbau nicht überschritten wird, so daß Materialzerstörungen nicht auftreten können. Gleichzeitig kann durch diese erfindungsgemäße Abstimmung überraschenderweise aber außerdem erreicht werden, daß die Temperatur an der Wandinnenoberfläche nicht größer als der Wert T_oimax werden kann, so daß diese Temperatur und der an der Wandinnenseite zur Rauminnenluft hin auftretende, durch den Wärmeübergangswiderstand 1/alpha_i bedingte Temperatursprung auch bei maximaler Sonneneinstrahlung in Bereichen liegen, die von im Rauminneren sich aufhaltenden Personen noch als behaglich empfunden werden. Die im Rahmen dieser Abstimmung erforderlichen Werte des Wärmedurchgangswiderstandes R_i der innenseitigen Wandschale mit ihrer inneren Wärmedämmschicht sind unschwer durch Schichtdicken erreichbar, welche die Bautiefe und den konstruktiven und kostenmäßigen Aufwand des erfindungsgemäßen Wandaufbaus insgesamt nicht über das vergrößern müssen, was für den Wert R_gmin des Wärmedurchgangswiderstandes des gesamten Wandaufbaus ohnehin erforderlich ist, damit auch des Nachts und bei minimaler Außentemperatur eine ausreichende Wärmedämmung besteht, also die Temperatur an der Wandinnenfläche den bezüglich Behaglichkeit und Tauwasserrisiko minimalen Wert nicht unterschreitet. - Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Größenabstimmung bestehende Möglichkeit, den g-Wert der außenseitigen Wandschale und äußeren Wärmedämmschicht bewußt zu verringern, kann in Verbindung mit der absorbierenden Trennschicht im übrigen dazu genutzt werden, das äußere Erscheinungsbild des Wandaufbaus zu optimieren, worin ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung zu sehen ist. Die reduzierten g-Werte verringern nämlich die Durchsicht durch die außenseitige Wandschale, erschweren also die Einsicht von außen in den hinter der außenseitigen Wandschale befindlichen Wandaufbau, wodurch Anforderungen an die Ästhetik des Erscheinungsbildes des Wandaufbaus leichter erfüllt werden können.In the case of the wall structure according to the invention, the absorption of the incident solar radiation takes place essentially in the separating layer delimiting the transparent outer thermal insulation layer to the side of the inner thermal insulation layer, at which the highest temperatures within the wall structure generally occur when the sun is irradiated. The separating layer can be very thin, for example a film, a film or a coating, if it is largely impermeable only to solar radiation. The adjustment according to the invention of the sizes mentioned in the characterizing clause can result in a lower absorption of solar energy in the wall structure due to a deliberately reduced value of the total energy transmittance g of the outside wall shell and / or the absorption degree alpha at the interface, but ensures with good use of solar energy that Even with the highest possible solar radiation, the maximum temperature value T _tmax in the wall structure is not exceeded, so that material damage cannot occur. At the same time, this tuning according to the invention can surprisingly also achieve that the temperature on the inner wall _surface cannot become greater than the value T _oimax , so that this temperature and that which occurs on the inner wall side towards the indoor air due to the heat transfer resistance 1 / alpha _i The jump in temperature, even with maximum sunshine, lies in areas that people who are inside the room still find comfortable. The values of the thermal resistance R _{i of} the inner wall shell with its inner thermal barrier layer required in the context of this coordination can be easily achieved by layer thicknesses, which do not have to increase the overall depth and the constructive and cost-related expense of the wall structure according to the invention beyond what the value R _gmin des Thermal resistance of the entire wall structure is required anyway, so that there is sufficient thermal insulation even at night and at a minimal outside temperature, i.e. the temperature on the inner wall surface does not fall below the minimum value in terms of comfort and condensation risk. - The possibility within the scope of the size adjustment according to the invention to consciously reduce the g-value of the outer wall shell and outer heat insulation layer can be used in conjunction with the absorbent separating layer to optimize the outer appearance of the wall structure, which is another important advantage the invention can be seen. The reduced g-values reduce the view through the outside wall shell, making it difficult to see from outside into the wall structure behind the outside wall shell, which makes it easier to meet the aesthetic requirements of the appearance of the wall structure.

Um die genannten Forderungen (Einhalten bestimmter Grenzen für die maximal auftretende Temperatur im Wandaufbau und die maximal auftretende Innenoberflächentemperatur) einhalten zu können, muß mit steigendem Wärmedurchgangswiderstand R_a der äußeren Wandschale und der äußeren Wärmedämmschicht der Anteil der an der Trennschicht aufgenommenen Solarenergie durch Reduzierung des g-Wertes und/oder der Absorption an der Trennschicht verringert werden. Die Reduzierung von g und/oder, alpha ermöglicht gleichzeitig bei gegebenem R_a eine zunehmende Erweiterung des zulässigen Bereichs für den Wärmedurchgangswiderstand R_i der inneren Wandschale nach unten und nach oben. In order to be able to meet the stated requirements (compliance with certain limits for the maximum temperature occurring in the wall structure and the maximum internal surface temperature), the proportion of the solar energy absorbed by the separating layer must be increased by reducing the g as the thermal resistance R _{a of} the outer wall shell and the outer thermal insulation layer increases -Value and / or the absorption at the interface can be reduced. The reduction of g and / or, alpha simultaneously enables the permissible range for the thermal resistance R _{i of} the inner wall shell to be increased upwards and downwards for a given R _a .

Im einzelnen läßt sich die erfindungsgemäße Größenabstimmung auf verschiedene Weisen ausführen. Die im Rahmen der Erfindung bevorzugte Größenabstimmung ist durch Anspruch 2 in Verbindung mit Tabelle 1 gekennzeichnet. Ausführungen des Wandaufbaus, die sich dabei durch eine besonders gute Solarenergienutzung auszeichnen, sind durch den Anspruch 3 in Verbindung mit der Tabelle 2 gekennzeichnet. Diese Tabellen gelten unter den Voraussetzungen T_max = 120°C, T_oimax = 36°C, T_amax = 30°C, T_i = 20°C, wobei T_amax die höchste zu erwartende sommerliche Außentemperatur und T_i die Innentemperatur bedeuten, und für eine Süd/West-Orientierung des Wandaufbaus mit einer zu erwartenden maximalen Solareinstrahlung von q_smax = 700 W/m². In der Tabelle 1 sind für alpha gleich 0,2; 0,4; 0,6 und 0,8 jeweils in Abhängigkeit von R_a (erste Spalte) und alpha*g (zweite Spalte) der zulässige Maximalwert (dritte Spalte) und Minimalwert (vierte Spalte) für R_i zusammengestellt. Zwischenwerte können durch Interpolationen ohne weiteres ermittelt werden. In der Tabelle 2 ist für ausgesuchte und besonders bevorzugte Fälle außer den jeweiligen R_a-, alpha-, g- und R_i-Werten in der letzten Spalte die Eignung für die Nutzung der Solarenergie in drei Stufen +, ++ und +++ gekennzeichnet, wobei der Nutzungsgrad mit der Anzahl der Plus-Zeichen zunimmt.In particular, the size adjustment according to the invention can be carried out in different ways. The preferred size adjustment within the scope of the invention is characterized by claim 2 in conjunction with Table 1. Versions of the wall structure, which are characterized by a particularly good use of solar energy, are characterized by claim 3 in conjunction with Table 2. These tables apply under the conditions T _max = 120 ° C, T _oimax = 36 ° C, T _amax = 30 ° C, T _i = 20 ° C, where T _{amax means} the highest expected summer outside temperature and T _i the inside temperature, and for a south / west orientation of the wall structure with an expected maximum solar radiation of q _smax = 700 W / m². In Table 1, alpha is 0.2; 0.4; 0.6 and 0.8, depending on R _a (first column) and alpha * g (second column), the permissible maximum value (third column) and minimum value (fourth column) for R _i . Intermediate values can easily be determined by interpolation. For selected and particularly preferred cases in Table 2, in addition to the respective R _a -, alpha, g and R _i values, the suitability for the use of solar energy in three stages +, ++ and +++ is in the last column characterized, the degree of utilization increases with the number of plus signs.

Die Werte von R_a, R_i, alpha und g gemäß der Tabellen 1 und 2 hängen natürlich vom Wert q_smax der zu erwartenden höchstmöglichen Sonneneinstrahlung ab. Dieser Wert ist je nach der Orientierung des Wandaufbaus nach den Himmelsrichtungen verschieden; bei Orientierung nach Süden ist er am größten, bei Orientierung nach Norden am kleinsten. Die Erfindung empfiehlt, diese Richtungsabhängigkeit gemäß Anspruch 4 auszunützen, also bei der Größenabstimmung für einen bespielsweise nach Norden gerichteten Wandaufbau den dafür wesentlich kleineren Wert q_smax als für Südrichtung zu berücksichtigen, um auf diese Weise erheblich kleinere k- und k_eq- Werte für den Wandaufbau zu ermöglichen, als sich bei, Verwendung des q_smax-Wertes für Südrichtung ergeben würden.The values of R _a , R _i , alpha and g according to Tables 1 and 2 naturally depend on the value q _{smax of} the highest possible solar radiation to be expected. This value varies depending on the orientation of the wall structure according to the cardinal points; it is largest when oriented south and smallest when oriented north. The invention recommends utilizing this directional dependency according to claim 4, that is to say when determining the size for a wall structure facing north, the much smaller value q _smax than for the south direction, in order in this way considerably smaller k and k _eq values for the To enable wall construction than would result from using the q _smax value for the south direction.

Die im Rahmen der Erfindung durch eine absichtliche Verringerung des Wertes für alpha*g (hier wie im folgenden bedeutet * das Multiplikationszeichen) der außenseitigen Wandschale weniger aufgenommene Solarstrahlung wird durch die Anpassung des Wärmedurchgangskoeffizienten k = 1/R_a dieser Wandschalung optimal genutzt, indem der entsprechend verringerte k-Wert den Wärmeverlust von der absorbierenden Trennschicht nach außen durch die äußere transparente Wärmedämmschicht und die außenseitige Wandschale hindurch begrenzt. Um derartige gegenseitige Anpassungen auf einfache Weise zu ermöglichen, empfiehlt es sich, die äußere Wandschale so auszubilden, daß ihr g-Wert und ihr k-Wert unschwer nach Wunsch beeinflußt werden können. Dies wird vorzugsweise durch die Ausbildung der Wandschale gemäß Anspruch 5 erreicht. Dabei kann die Luftschicht unmittelbar an die absorbierende Trennschicht angrenzen; es kann aber auch zwischen der Luftschicht und der Trennschicht eine Glasscheibe eingeschaltet sein, die dann der transparenten äußeren Wärmedämmschicht zuzurechnen ist. Die Verglasung kann von einer einzelnen Glasscheibe, gegebenenfalls mit innenseitiger Wärmeschutz-, insbesondere L-E-Schicht (das ist eine infrarotreflektierende Schicht) und/oder einer außen- oder innenseitigen Sonnenschutzschicht gebildet sein. Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verglasung von Isolierglaselementen aus jeweils zwei oder drei Glasscheiben gebildet ist. Im letzteren Fall können die Elemente reduzierte Scheibenzwischenräume aufweisen, um die Ausdehnungswirkung (Pumpwirkung) der in den Scheibenzwischenräumen vorhandenen Luft bei deren Erwärmung gering zu halten. Weiter empfiehlt es sich, die Glasscheiben der Isolierglaselemente auf einzelnen, mehreren oder allen Scheibenseiten (im folgenden auch als Positionen bezeichnet) mit Wärmeschutzschichten, insbes. L-E-Schichten, zu versehen. Außerdem sind die Isolierglaselemente bzw. ihre Glasscheiben zweckmäßigerweise mit Sonnenschutzschichten ausgestattet. Solche Sonnenschutz- und Wärmeschutzschichten, wie auch in den Scheibenzwischenräumen der Isolierglaselemente ggf. vorhandene Edelgasfüllungen, dienen sämtlich dazu, den Wärmedurchgangswiderstand R_a und den g-Wert den jeweiligen Gegebenheiten und Erfordernissen anzupassen.The solar radiation less absorbed in the context of the invention by deliberately reducing the value for alpha * g (here as follows hereinafter means * the multiplication sign) of the outside wall shell is optimally used by adapting the heat transfer coefficient k = 1 / R _{a of} this wall formwork by the the k-value correspondingly reduced the heat loss from the absorbent separating layer to the outside through the outer transparent thermal insulation layer and the outside wall shell. In order to enable such mutual adjustments in a simple manner, it is advisable to design the outer wall shell in such a way that its g-value and its k-value can be easily influenced as desired. This is preferably achieved by the design of the wall shell according to claim 5. The air layer can directly adjoin the absorbent separating layer; however, a glass pane can also be connected between the air layer and the separating layer, which is then attributable to the transparent outer thermal insulation layer. The glazing can be formed from a single glass pane, optionally with an inside heat protection layer, in particular a LE layer (this is an infrared reflecting layer) and / or an outside or inside sun protection layer. Another very advantageous embodiment is characterized in that the glazing of insulating glass elements is formed from two or three glass panes. In the latter case, the elements can have reduced inter-pane spaces in order to keep the expansion effect (pumping effect) of the air present in the inter-pane spaces low when they are heated. It is also advisable to provide the glass panes of the insulating glass elements on individual, several or all pane sides (hereinafter also referred to as positions) with heat protection layers, in particular LE layers. In addition, the insulating glass elements or their glass panes are expediently equipped with sun protection layers. Such sun protection and heat protection layers, as well as noble gas fillings possibly present in the inter-pane spaces of the insulating glass elements, all serve to adapt the thermal resistance R _a and the g-value to the particular circumstances and requirements.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist durch den Anspruch 13 gekennzeichnet. Die Wärmespeicherschicht, die sich vorzugsweise zwischen der Trennschicht und der inneren Wärmedämmschicht befindet, bringt bei dem erfindungsgemäßen Außenwandaufbau den Vorteil, daß die in der davor liegenden absorbierenden Trennschicht aufgenommene Solarenergie teilweise in der Speichermasse der Wärmespeicherschicht gespeichert und noch abgegeben wird, wenn sich das solare Energieangebot inzwischen verringert hat oder nicht mehr bestehen sollte. Je nach dem Wärmespeicher- und Wärmedämmvermögen der die Schichten in der innenseitigen Wandschale bildenden Speicher- und Dämmstoffe kann dabei in Abhängigkeit von den thermischen Eigenschaften der anderen Teile des Wandaufbaus, insbesondere der außenseitigen Wandschale und der transparenten äußeren Wärmedämmschicht, die Nutzung des solaren Energieangebots weiter verbessert werden, und zwar hinsichtlich der zu vermeidenden Überhitzungen im Wandelement als auch der zeitlichen Verschiebung in der Abgabe der gespeicherten Wärme gegenüber der tatsächlichen solaren Energieeinstrahlung. Denn die Wärmespeicherschicht ergibt unter sonst unveränderten Bedingungen eine niedrigere Temperatur an der absorbierenden Trennschicht, innerhalb des Außenwandelements überhaupt und an seiner Wandinnenfläche, was dazu genutzt werden kann, den g-Wert der außenseitigen Wandschale zu erhöhen, um ohne Überschreiten der maximal zulässigen Temperaturen das Solarenergieangebot vollständiger auszuschöpfen.Another advantageous embodiment of the invention is characterized by claim 13. The Heat storage layer, which is preferably between the Separation layer and the inner thermal insulation layer, brings the Advantage that the absorbent in front Partitioned solar energy partially in the Storage mass of the heat storage layer is stored and will still be released when the solar energy supply has decreased or should no longer exist. Depending on the heat storage and thermal insulation capacity of the Forming layers in the inner wall shell Storage and insulation materials can depend on the thermal properties of the other parts of the Wall structure, especially the outside wall shell and the transparent outer heat insulation layer, the Use of solar energy supply further improved with regard to those to be avoided Overheating in the wall element as well as the temporal Shift in the release of stored heat compared to the actual solar energy radiation. Because the heat storage layer results in otherwise unchanged conditions a lower temperature the absorbent separation layer, within the Outer wall element at all and on its inner wall surface, what can be used for this, the g-value of the outside Wall cup to increase without exceeding the maximum permissible temperatures the solar energy supply more fully.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert; es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3; show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Schichtenaufbau eines erfindungsgemäßen Wandpaneels in nur schematischer Darstellung, Fig. 1 shows a cross section through the layer structure of a wall panel according to the invention in only a schematic representation,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Wandpaneels in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, Fig. 2 corresponding to another embodiment of the wall panel in one of the Fig. 1 representation,

Fig. 3 den Schichtenaufbau lediglich der außenseitigen Wandschale in einer schematischen Darstellungsweise. Fig. 3 shows the layer structure of only the outside wall shell in a schematic representation.

In der Zeichnung ist die außenseitige, Solarstrahlung aufnehmende Wandschale allgemein mit 10, die innenseitige Wandschale insgesamt mit 20 bezeichnet. Zwischen beiden befindet sich eine an die außenseitige Wandschale 10 unmittelbar angrenzende transparente äußere Wärmedämmschicht 30, während die innenseitige Wandschale 20 mindestens eine innere Wärmedämmschicht 22 aufweist, die homogen oder mehrschichtig ausgebildet sein und PUR-, PS-Schaum, Glasfasern, Mineralfasern oder dergleichen als Dämmstoffe und u. U. auch eine oder mehrere Luftschichten mit jeweils Luftschichtdicken zwischen 5 und 50 mm, vorzugsweise 20 mm, enthalten kann, was in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt ist. Die Wandschale 20 besitzt weiter eine sie zum Innenraum hin begrenzende Abschlußschicht 23, die dampfdicht ausgebildet sein sollte und aus einem Abschlußblech aus Metall, wie Aluminium oder Stahl, aber auch aus einer Speichermasse, insbesondere Beton, bestehen kann. Die innenseitige Wandschale 20 kann auch eine Wärmespeicherschicht 21 enthalten, die auf der der transparenten Wärmedämmschicht 30 zugewandten Seite der innenseitigen Wandschale 20 angeordnet sein sollte und unterschiedlich ausgebildet sein kann, beispielsweise aus mineralischen Platten, Keramikplatten, aus Glas oder aus Natur- oder Kunststein, im letzter Fall insbesondere aus Beton bestehen, aber auch aus Kunststoff, insbesondere aus einer oder mehreren Kunststoffplatten aufgebaut sein, was aber ebenfalls im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Im Prinzip kann die Speicherschicht 21, soweit vorhanden, der inneren Wärmedämmschicht 22 zugerechnet werden oder auch in sie integriert sein. In the drawing, the outer wall shell, which absorbs solar radiation, is generally designated 10 , the inner wall shell overall 20 . Between the two is a transparent outer thermal insulation layer 30 directly adjacent to the outer wall shell 10 , while the inner wall shell 20 has at least one inner thermal insulation layer 22 , which is of homogeneous or multi-layer design and PUR, PS foam, glass fibers, mineral fibers or the like as insulating materials and u. U. can also contain one or more air layers, each with air layer thicknesses between 5 and 50 mm, preferably 20 mm, which is not shown in the drawing in detail. The wall shell 20 also has an end layer 23 which delimits it towards the interior, which should be vapor-tight and can consist of an end plate made of metal, such as aluminum or steel, but also of a storage mass, in particular concrete. The inner wall shell 20 can also contain a heat storage layer 21 , which should be arranged on the side of the inner wall shell 20 facing the transparent thermal insulation layer 30 and can be designed differently, for example from mineral plates, ceramic plates, glass or natural or artificial stone, in the latter case consist in particular of concrete, but also of plastic, in particular of one or more plastic plates, which is also not shown in detail in the drawing. In principle, the storage layer 21 , if present, can be included in the inner thermal insulation layer 22 or can also be integrated into it.

Die transparente Wärmedämmschicht 30 ist von einer Luftschicht in Schichtdicken von ca. 5 mm bis 50 mm, insbesondere von 20 mm, gebildet. Die transparente Wärmedämmschicht 30 und die innenseitige Wandschale 20 sind durch eine die Strahlung, gegebenenfalls spektral selektiv, absorbierende und insgesamt strahlungsundurchlässige Trennschicht 21′ voneinander geschieden, die als dünne Beschichtung, Film oder Folie ausgebildet sein kann. Die Luftschicht der transparenten äußeren Wärmedämmschicht 30 kann unmittelbar an die Trennschicht 21′ grenzen. Es kann aber auch eine in der Zeichnung nicht dargestellte transparente Platte, insbesondere eine Glasscheibe, zwischen der Luftschicht und der Trennschicht 21′ eingeschaltet sein und Teil der transparenten äußeren Wärmedämmschicht 30 bilden.The transparent thermal insulation layer 30 is formed by an air layer in layer thicknesses of approximately 5 mm to 50 mm, in particular of 20 mm. The transparent thermal barrier layer 30 and the inner wall shell 20 are separated from one another by a radiation, optionally spectrally selective, absorbing and radiation-impermeable separating layer 21 ', which can be formed as a thin coating, film or foil. The air layer of the transparent outer thermal barrier layer 30 can directly border on the separating layer 21 '. But it can also be a transparent plate, not shown in the drawing, in particular a glass pane, between the air layer and the separating layer 21 'be switched on and form part of the transparent outer thermal insulation layer 30 .

Die außenseitige Wandschale 10 ist durch eine Verglasung gebildet, die zur Verringerung des g-Wertes mit einer oder mehreren Sonnenschutzbeschichtungen versehen sein kann. Die Verglasung kann aus einzelnen Klarglasscheiben oder aus Isolierglaselementen aus jeweils zwei oder mehr Klarglasscheiben bestehen. Soweit die Verglasung von einzelnen Glasscheiben 11 gebildet ist, können diese außer den schon erwähnten Sonnenschutzbeschichtungen mit innenseitiger Wärmeschutz-, insbes. L-E-Beschichtung versehen sein, die einen niedrigen k-Wert ergeben. Soweit die Verglasung von Isolierglaselementen aus jeweils zwei oder drei Glasscheiben 11, 12, 13 gebildet ist, wobei die Isolierglaselemente reduzierte und/oder mit Edelgas gefüllte Scheibenzwischenräume besitzen können, können die Glasscheiben 11, 12, 13 zusätzlich zu Sonnenschutzbeschichtungen (im allgemeinen auf den Positionen 1 oder 2) auch auf einzelnen, mehreren oder allen Scheibenseiten Wärmeschutzbeschichtungen, insbesondere L-E-Schichten, aufweisen, wobei an den offenliegenden Scheibenflächen die L-E-Schichten von pyrolytisch aufgebrachten Zinnoxidschichten gebildet sein können. Im Ergebnis empfehlen sich im Rahmen der Erfindung zur jeweils optimalen Anpassung des k-Wertes und des g-Wertes an die jeweils bestehenden Erfordernisse, nämlich hinsichtlich der an der absorbierenden Trennschicht 21′ und an der Wandinnenoberfläche auftretenden Maximaltemperaturen T_tmax und T_oimax zweckmäßig die folgenden, anhand der Fig. 3 näher erläuterten Kombinationen:The outside wall shell 10 is formed by glazing, which can be provided with one or more sun protection coatings to reduce the g-value. The glazing can consist of individual clear glass panes or of insulating glass elements each of two or more clear glass panes. Insofar as the glazing is formed by individual glass panes 11 , in addition to the sun protection coatings already mentioned, these can be provided with an internal heat protection coating, in particular a LE coating, which result in a low k value. Insofar as the glazing of insulating glass elements is formed from two or three glass panes 11 , 12 , 13 , whereby the insulating glass elements can have reduced and / or noble gas-filled interstices, the glass panes 11 , 12 , 13 can be used in addition to sun protection coatings (generally in the positions 1 or 2) also have heat protection coatings, in particular LE layers, on individual, several or all of the pane sides, it being possible for the LE layers to be formed from pyrolytically applied tin oxide layers on the exposed pane surfaces. As a result, within the scope of the invention, the following are recommended for the optimal adaptation of the k value and the g value to the respective existing requirements, namely with regard to the maximum temperatures T _tmax and T _oimax occurring on the absorbent separating layer 21 and on the inner wall _surface , with the aid of FIG. 3 combinations explained in more detail:

1. Single pane glazing
with a sun protection layer in position 1 or 2 for deliberately reduced g-value
or
from a heat protection and sun protection glass pane 11 with a sun protection layer in position 1 for a deliberately reduced g-value and an LE layer in position 2.
2. Double-pane insulating glazing from two glass panes 11 , 12, for example
Sun protection layer in position 1 or 2,
or
Sun protection layer in position 1 or 2, heat protection layer (LE) in position 3,
or
Sun protection layer in position 1 or 2, heat protection layer (LE) in positions 3 and 4, the heat protection layer in position 4 consisting of a pyrolytically applied tin oxide layer,
or
Sun protection and heat protection layer in position 2
or
Sun protection layer plus heat protection layer in position 2, heat protection layer (K) in position 4,
with or without noble gas filling in the space between the panes.
3. triple glazing made of glass panes 11 , 12 , 13 with
Sun protection layer at position 2,
Thermal protection layer at position 3,
Heat protection layer at position 5,
or
Sun protection layer at position 2,
Thermal protection layer at position 3,
Heat protection layer at position 5,
Heat protection layer at position 6,
or
Sun and heat protection layer in position 2, heat protection layer in position 5
or
Sun and heat protection layer in position 2,
Heat protection layer at position 5,
Heat protection layer at position 6,
with or without noble gas filling in the space between the panes.

Die außenseitige Wandschale 10 kann auch entsprechend der Ausführungsform in Fig. 2 aus zwei transparenten Glasscheiben 11′ und aus im Scheibenzwischenraum ausgebildeter Prismen- oder zur Scheibenebene etwa senkrechter Wabenstruktur 11′′ bestehen.The outside wall shell 10 can also consist of the embodiment in Fig. 2 from two transparent glass panes 11 'and formed in the space between the prisms or to the pane plane approximately vertical honeycomb structure 11 ''.

Die zulässigen Zuordnungen von R_a, alpha, g und R_i für süd- und westorientierte Wandflächen sind in den Tabellen 1 und 2 in der schon früher erläuterten Weise, zusammengestellt. Zwischen den zu gegebenem alpha, R_a und g jeweils angegebenen beiden Grenzwerten kann R_i frei gewählt werden. Die von Fall zu Fall erreichbare Nutzung der Solarenergie ist in der letzten Spalte von Tabelle 2 bewertet, wobei die Bewertung auf folgender Grundlage mit k_statisch =1/R_g beruht:
Maßstab ist jeweils eine südorientierte Wand
x = gut (k_equ = 0,16-0,25 W/m²K, k_equ 1/2 k_statisch)
xx = sehr gut (k_equ = 0,06-0,15W/m²K, k_equ 1/3 k_statisch)
xxx = hervorragend (k_equ 0,05 W/m²K, k_equ 1/8 k_statisch)The permissible assignments of R _a , alpha, g and R _i for south and west-facing wall surfaces are summarized in Tables 1 and 2 in the manner already explained. R _i can be chosen freely between the two limit values given for given alpha, R _a and g. The use of solar energy that can be achieved on a case-by-case basis is assessed in the last column of Table 2, the assessment being based on the following basis with k _static = 1 / R _g :
The scale is always a south-facing wall
x = good (k _equ = 0.16-0.25 W / m²K, k _equ 1/2 k _static )
xx = very good (k _equ = 0.06-0.15W / m²K, k _equ 1/3 k _static )
xxx = excellent (k _equ 0.05 W / m²K, k _equ 1/8 k _static )

Tabelle 2 Table 2

Claims

1.External wall structure on buildings in which, for the use of solar energy, an outer wall shell ( 10 ) which is transparent to solar radiation (transparent or translucent) and an inner wall shell ( 20 ) is adjacent to the outer wall shell ( 10 ) which is also transparent to solar radiation (transparent or translucent) heat insulation layer ( 30 ) and an inner heat insulation layer ( 22 ) belonging to the inner wall shell ( 20 ) are provided and between the outer heat insulation layer ( 30 ) and the inner heat insulation layer ( 22 ) a largely radiation-impermeable, a fraction of the solar radiation the outer thermal barrier layer ( 30 ) absorbing separating layer ( 21 ') is arranged, the sum R _g of the thermal resistance R _a formed by the outer wall shell ( 10 ) and the outer thermal barrier layer ( 30 ) and that of the inner wall shell ( 20 ) with it inside en thermal insulation layer ( 22 ) formed thermal resistance R _{i has} a minimum value R _gmin which is so large that in the absence of sunlight and the expected minimum outside air temperature (winter / night) the temperature on the inside wall surface of the wall structure is not a minimum value in terms of comfort and condensation risk falls below, characterized in that the thermal resistance R _a formed by the outer wall shell ( 10 ) and the outer heat insulation layer ( 30 ) and their total energy transmittance g, furthermore the degree of absorption alpha at the separating layer ( 21 ′) and that of the inner wall shell ( 20 ) with their inner thermal barrier layer ( 22 ) formed thermal resistance R _i are coordinated so that at the expected maximum possible solar radiation q _smax and the expected maximum summer outside temperature T _amax both inside the wall structure, especially on the Separating layer ( 21 '), at most a maximum temperature T _tmax arises, which is tolerated by the materials in the wall structure without damage, as well as on the inner wall _{surface there} is at most a maximum temperature T _oimax , which is still perceived as comfortable by people _inside the room.

2. Exterior wall structure according to claim 1, characterized in that given the values of wheel alpha and alpha * g (* means here as in the following the multiplication sign) of a wall structure oriented to the south or west, the values of R _i between those from Table 1 to limits.

3. Exterior wall structure according to claim 2, characterized in that the wall structure has the values of alpha * g and R _a listed in Table 2 and an R _i value which is in each case associated with these values of alpha * g and R _a , R _i range given in Table 2.

4. External wall structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that when the variables R _a , R _i , alpha and alpha * g are mutually coordinated, the expected maximum possible value q _{smax of} the solar radiation is set for that cardinal direction which is the directional orientation of the outer wall structure on the building.

5. External wall structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer wall shell ( 10 ) is formed by glazing and the outer transparent thermal insulation layer ( 30 ) by an air layer in a layer thickness of 5 to 50 mm, preferably 20 mm .

6. Outer wall structure according to claim 5, characterized in that in the case of glazing with two or more glass panes, the outer heat insulation layer ( 30 ) is formed between the glass panes.

7. External wall structure according to claim 6, characterized in that the glazing is formed by a single glass pane ( 11 ), optionally with an inside heat protection layer, in particular a LE layer and / or a sun protection layer.

8. outer wall structure according to claim 6, characterized in that the glazing of insulating glass elements with two or three glass panes ( 11 , 12 , 13 ) is formed.

9. outer wall structure according to claim 8, characterized characterized in that the insulating glass elements reduced space between the panes of the order of magnitude have from 4 to 8 mm.

10. Outer wall structure according to claim 8 or 9, characterized in that the glass panes ( 11 , 12 , 13 ) on individual, several or all positions (1 to 6) have heat protection coatings, in particular LE layers.

11. External wall structure according to one of claims 8 to 10, characterized in that the insulating glass elements or their glass panes ( 11 , 12 , 13 ) are equipped with sun protection layers.

12. outer wall structure according to one of claims 8 to 11, characterized in that the Gaps between the panes of the insulating glass elements Have noble gas fillings.

That the inside wall shell (20) includes a heat storage layer (21) 13. An external wall structure according to one of claims 1 to 12, characterized in that on the outer transparent heat-insulating layer (30) side facing away from the separating layer (21 ') is arranged.

14. An external wall structure according to claim 13, characterized in that the heat storage layer (21) is between the separating layer (21 ') and the inner heat-insulating layer (22).

15. Outer wall structure according to claim 13, characterized in that the inner end layer ( 23 ) is designed as the heat storage layer.