DE19629237A1 - Shade for building elements such as solar collectors, building fronts, windows - Google Patents

Shade for building elements such as solar collectors, building fronts, windows

Info

Publication number
DE19629237A1
DE19629237A1 DE19629237A DE19629237A DE19629237A1 DE 19629237 A1 DE19629237 A1 DE 19629237A1 DE 19629237 A DE19629237 A DE 19629237A DE 19629237 A DE19629237 A DE 19629237A DE 19629237 A1 DE19629237 A1 DE 19629237A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
double layer
temperature
windows
double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19629237A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19629237C2 (en
Inventor
Harry Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19629237A priority Critical patent/DE19629237C2/en
Publication of DE19629237A1 publication Critical patent/DE19629237A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19629237C2 publication Critical patent/DE19629237C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/38Other details
    • E06B9/386Details of lamellae
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/264Combinations of lamellar blinds with roller shutters, screen windows, windows, or double panes; Lamellar blinds with special devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50Preventing overheating or overpressure
    • F24S40/52Preventing overheating or overpressure by modifying the heat collection, e.g. by defocusing or by changing the position of heat-receiving elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/80Arrangements for controlling solar heat collectors for controlling collection or absorption of solar radiation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

A double layer (1,2) moves in one direction as a result of a higher temperature. A movable optical layer, positioned in front of the building element being shaded, is at least partly transparent, reflective or absorbent and has the same surface area as the building element being shaded. The double layer consists of a plastic sheet (1) stretched on one axis, and a sheet (2) of the same or similar material, such as polyamide, unstretched r stretched on two axes. Alternatively the sheet is made of reflective metal foil or an insulating layer. the optical layer is stuck to the layer (1) itself.

Description

1. Technisches Anwendungsgebiet1. Technical field of application

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur temperaturabhängigen Verschattung von Bauelementen, z. B. Solarkollektoren und Gebäudeteilen, TWD-Fassaden, Fen­ ster oder Fensterelementen; man erreicht damit einen Überhitzungsschutz bei zu hoher Sonneneinstrahlung.The invention relates to a device for temperature-dependent shading of components, e.g. B. solar collectors and building parts, TWD facades, fen window or window elements; one achieves overheating protection with too high solar radiation.

Eine zweite Anwendung ist die der Tageslicht-Lenkung für Fensterelemente. Eine weitere Anwendung ist die Isolierung von Solarkollektoren.A second application is that of daylight control for window elements. A Another application is the insulation of solar collectors.

2. Stand der Technik und aktuelle Probleme2. State of the art and current problems

Das energetische Potential der Sonne als Wärme- und Lichtquelle hat zur Entwick­ lung von thermischen Komponenten wie Solarkollektoren und Hausfassaden mit transparenter Wärmedämmung (TWD) angeregt, sowie den Trend zur "gläsernen Architektur" eingeläutet, mit großzügig dimensionierten Spezialfenstern oder Tageslichtelementen. Mittlerweile sind die erreichten Wirkungsgrade so gut, daß es für Zeiten hoher Einstrahlung spezieller Vorrichtungen bedarf, um hohe Tempe­ raturen und möglichen Schaden am System abzuwenden. The energetic potential of the sun as a source of heat and light has developed with thermal components such as solar collectors and house facades transparent thermal insulation (TWD), as well as the trend towards "glass Architecture "ushered in, with generously dimensioned special windows or Daylight elements. In the meantime, the efficiency levels achieved are so good that For times of high irradiation, special devices are required to ensure high temperatures avert damage and possible damage to the system.  

2.1 Überhitzung2.1 overheating

Zur Zeit gibt es keine geeignete Vorrichtung zum Schutz von Solarkollektoren ge­ gen Überhitzung; deshalb dürfen im gesamten Aufbau nur hochtemperatur-be­ ständige und damit teure Materialien verwendet werden (Metall, Glas, Holz). Mit der Verfügbarkeit einer geeigneten Technik rückt die Serienfertigung von Kollekto­ ren aus Kunststoff in greifbare Nähe, verbunden mit einem erheblichen Preisverfall pro m² installierte Fläche.There is currently no suitable device for protecting solar collectors against overheating; Therefore, only high-temperature permanent and therefore expensive materials are used (metal, glass, wood). With Series production of Kollekto is moving towards the availability of suitable technology plastic within reach, combined with a considerable drop in prices per m² of installed area.

In Fassaden und Fenstern kommen Verschattungssysteme zum Einsatz. Eine Über­ sicht diesbezüglich bietet z. B. der Beitrag "Verschattungsvorrichtungen an Gebäu­ den - optische und thermische Auswirkungen" von A. Raicu, H.R. Wilson und V. Wittwer aus der Reihe "Innovative Lichttechnik in der Architektur" des Ostbayeri­ schen Technologie Transfer Instituts (OTTI). Tab. 1 zeigt eine Klassifizierung denkbarer Maßnahmen.Shading systems are used in facades and windows. An over view offers z. B. the contribution "shading devices on buildings - Optical and Thermal Effects "by A. Raicu, H.R. Wilson and V. Wittwer from the "Innovative lighting technology in architecture" series from Eastern Bavaria technology transfer institute (OTTI). Tab. 1 shows a classification conceivable measures.

Statische Verschattungssysteme reduzieren den Gesamtertrag in erheblichem Maße oder haben sehr geringen Schalthub. Dynamische Systeme auf mechani­ scher Basis sind teuer in Anschaffung und Wartung; auch bergen sie ein hohes Ausfallsrisiko. Schaltbare Schichten (elektrochrom, thermochrom, thermotrop) be­ finden sich noch in der F Phase; eine Reihe von Fragen und Problemen im Zu­ sammenhang mit Wirkungsgrad, Schalthub, Langzeitstabilität und Serienfertigung sind noch ungelöst. Static shading systems reduce the total yield considerably Dimensions or have a very small switching stroke. Dynamic systems on mechani They are expensive to buy and maintain; they also hold a high Default risk. Switchable layers (electrochromic, thermochromic, thermotropic) be can still be found in the F phase; a number of questions and problems in Zu connection with efficiency, switching stroke, long-term stability and series production are still unsolved.  

Tabelle 1 Table 1

Übersicht Verschattungsmaßnahmen Overview of shading measures

2.2 Lichtlenkung2.2 Light control

Im Fensterbereich ist reine Verschattung oftmals unerwünscht. Diffuses Licht, wie es z. B. ein bedeckter Himmel anbietet, soll möglichst ungehindert in den Raum. Direktes Sonnenlicht hingegen soll, besonders in der warmen Jahreszeit, zum großen Teil reflektiert werden, zum Teil für eine blendungsfreie Raumbeleuchtung sorgen.Pure shading is often undesirable in the window area. Diffuse light, like it z. B. offers an overcast sky, should be as unhindered as possible in the room. Direct sunlight, however, should, especially in the warm season largely reflected, partly for glare-free room lighting to care.

Die Nachfrage für aktive lichtlenkende Fensterelemente ist groß, aber die gegen­ wärtig verfügbaren Produkte können immer nur einen Teil der Anforderungen erfül­ len. Elektrisch verstellbare Lamellen sind aufwendig, einfache infrarot-aktiv beschichtete Scheiben können nicht auf unterschiedliche Einstrahlungsbedingun­ gen reagieren.The demand for active light-directing window elements is great, but against Currently available products can only ever meet part of the requirements len. Electrically adjustable slats are complex, simple infrared active coated panes cannot respond to different irradiation conditions react.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Verschattung von Solarkollekto­ ren, Gebäudeteilen, Fenstern oder Fensterelementen oder zur Lichtlenkung für Fensterelemente zu schaffen, die ohne Fremdenergie auskommt, automatisch reagiert und einfach zu realisieren ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object of the invention is to provide a device for shading solar collectors buildings, parts of windows, windows or window elements or  To create light control for window elements that does not require external energy, reacts automatically and is easy to implement. According to the invention Problem solved by claim 1. Advantageous refinements of the device are marked in the subclaims.

3. Aufbau des Thermo-Lichtschalters (TLS)3. Structure of the thermal light switch (TLS)

Der beabsichtigte großflächige Schalteffekt wird erzielt durch den kollektiven Schaltvorgang vieler benachbarter TLS-Elemente.The intended large-area switching effect is achieved by the collective Switching process of many neighboring TLS elements.

Ein TLS-Element besteht aus einer thermisch aktiven Doppelschicht und einer opti­ schen Komponente.A TLS element consists of a thermally active double layer and an opti component.

Die thermisch aktive Doppelschicht (Abb. 1) besteht aus zwei Kunststoffschichten (1 und 2), z. B. eine Kombination von einachsig gereckter Polyamidfolie (1) und einer normalen, (d. h. ungereckten oder 2-achsig gereckten) Folie gleichen Materials (2). Die beiden Schichten haften fest aneinander. Ob die Doppelschicht transpa­ rent, reflektierend oder absorbierend ausgeführt wird, hängt von der Gesamt-Kon­ zeption des Schaltelements ab (siehe dazu §4).The thermally active double layer ( Fig. 1) consists of two plastic layers ( 1 and 2 ), e.g. B. a combination of uniaxially stretched polyamide film ( 1 ) and a normal, (ie unstretched or 2-axis stretched) film of the same material ( 2 ). The two layers stick together. Whether the double layer is transparent, reflective or absorbent depends on the overall concept of the switching element (see §4).

Einachsig gereckte Kunststoffe (1) haben die Eigenschaft, ihre Elastizitätskonstan­ te in der Reckrichtung bei Erwärmung zu vergrößern (wegen der temperaturab­ hängigen Entropieelastizität) und somit in einer Richtung zu schrumpfen. Die isotrope Schicht (2) reagiert nur schwach auf die Erwärmung. Somit zeigt die Dop­ pelschicht bei Temperaturänderung eine Spannung quer zur Oberfläche, die die zylindrische Krümmung ändert (Prinzip des Bimetallthermometers). In dieser An­ ordnung reicht eine schwache und damit voll reversible Längenkontraktion der Schicht (1), um die Form des Elements in hohem Maße zu verändern. Abb. 1 zeigt das Prinzip der thermoelastischen Verformung, oben der normale, unten der über­ hitzte Zustand. Uniaxially stretched plastics ( 1 ) have the property of increasing their constant elasticity in the stretching direction when heated (due to the temperature-dependent entropy elasticity) and thus shrinking in one direction. The isotropic layer ( 2 ) reacts only weakly to the heating. Thus, the double layer shows a voltage across the surface when the temperature changes, which changes the cylindrical curvature (principle of the bimetal thermometer). In this arrangement, a weak and thus fully reversible contraction in length of the layer ( 1 ) is sufficient to change the shape of the element to a large extent. Fig. 1 shows the principle of thermoelastic deformation, above normal, below overheated.

Eine für die Anwendung ausreichende Verformung auf einer Länge im Bereich 1-3 cm ist besonders vorteilhaft durch einen extremen "mismatch", der Längenausdeh­ nungskoeffizienten der beiden Materialien zu erreichen. Würde aber der gleiche, hohe "mismatch" auch in Querrichtung vorliegen (wie beim klassischen Bimetall- Element), dann käme es bei dieser Geometrie nicht zu der gewünschten Krüm­ mung, sondern zu einer unkontrollierbaren Verschrumpelung.A sufficient deformation for the application over a length in the range 1-3 cm is particularly advantageous due to an extreme "mismatch", the linear expansion to achieve coefficient of performance of the two materials. But would the same high "mismatch" is also present in the transverse direction (as with the classic bimetal Element), then this geometry would not produce the desired bend but an uncontrollable shrinking.

Durch die Verformung der thermisch aktiven Doppelschicht wird die ontische Komponente verformt oder bewegt. Verformung wird erreicht, wenn die thermisch aktive Doppelschicht (Abb. 1) eine zusätzliche reflektierende oder absorbierende Beschichtung erhält. Bewegung wird erreicht, wenn die thermisch aktive Doppelschicht einen Fortsatz hat, der sich selbst nicht verformt, aber durch die Verformung der Doppelschicht seine Ausrichtung ändert. Dieser Fortsatz kann ein Fortsatz der Schicht (1) oder der Schicht (2) aus Abb. 1 sein, oder aus einem an­ deren Kunststoff oder Metall bestehen. Der Fortsatz ist reflektierend oder absorbie­ rend beschichtet oder ausgebildet. Vorteilhaft ist aber, wenn sich die gesamte Fläche in eine Richtung krümmt, wie in Abb. 1 dargestellt.The ontic component is deformed or moved by the deformation of the thermally active double layer. Deformation is achieved when the thermally active double layer ( Fig. 1) is given an additional reflective or absorbent coating. Movement is achieved when the thermally active double layer has an extension that does not deform itself, but changes its orientation due to the deformation of the double layer. This extension can be an extension of the layer ( 1 ) or the layer ( 2 ) from Fig. 1, or consist of another plastic or metal. The extension is reflective or absorbent coated or formed. However, it is advantageous if the entire surface curves in one direction, as shown in Fig. 1.

Geometrie und Anordnung des TLS-Elements ist derart, daß das Gesamtsystem im erhitzten Zustand weniger Sonnenlicht absorbiert als im kalten Zustand.Geometry and arrangement of the TLS element is such that the overall system in heated state absorbs less sunlight than when cold.

In Abb. 2 ist ein selbstregulierendes Sonnenschutz-System dargestellt. Recht­ eckige Profile 4 bilden mit Schnüren 5 den Träger. Die Streifen 6 sind Aluminium­ folien, der Stärke und E-Modul so gewählt sind, daß sie eine waagrechte Ruhestel­ lung einhalten können (Abb. 2a), sich aber gleichzeitig ohne Verlassen des elasti­ schen Dehnbereichs in die Form (Abb. 2b) biegen lassen. Auf der Unterseite der Alu-Folien sind einachsig gereckte Folien aus Kunststoff auflaminiert. Diese kon­ trahieren bei Erhöhung der Temperatur in Reckrichtung und verformen die Alufolie elastisch (Abb. 2b). In Reckrichtung zeigen diese Kunststoff-Folien ein E-Modul, das um ein Vielfaches höher ist als in Querrichtung bzw. im ungereckten Zustand; auch verringert sich die Kriechneigung dramatisch. Mit diesen Voraussetzungen kann die Alu-Folie für längere Zeit in der gekrümmten Form festgehalten werden. In Querrichtung zeigt die gereckte Folie eine andere Wärmeausdehnung als die Alu- Folie; da aber E-Modul und Kriechfestigkeit in Querrichtung viel kleiner als in Längsrichtung sind, paßt sich die gereckte Folie der Temperaturausdehnung der Alufolie in Querrichtung an und die Verformung des Laminats verläuft wie ge­ wünscht. Fig. 2 shows a self-regulating sun protection system. Rectangular profiles 4 with strings 5 form the carrier. The strips 6 are aluminum foils, the strength and modulus of elasticity are selected so that they can maintain a horizontal rest position ( Fig. 2a), but at the same time can be bent into the shape ( Fig. 2b) without leaving the elastic stretching range . Uniaxially stretched plastic foils are laminated on the underside of the aluminum foils. These contract when the temperature increases in the stretching direction and deform the aluminum foil elastically ( Fig. 2b). In the stretching direction, these plastic films show a modulus of elasticity that is many times higher than in the transverse direction or in the unstretched state; the tendency to creep is also reduced dramatically. With these requirements, the aluminum foil can be held in the curved shape for a long time. In the transverse direction, the stretched film shows a different thermal expansion than the aluminum film; but since modulus of elasticity and creep resistance in the transverse direction are much smaller than in the longitudinal direction, the stretched film adapts to the thermal expansion of the aluminum film in the transverse direction and the deformation of the laminate proceeds as desired.

Durch die Verformung bei erhöhter Temperatur kann Sonnenlicht im Überhitzungs­ fall von der Anwendung ferngehalten wenden. Die Anordnung von Folie und Trä­ gerprofil gewährleistet, daß die Lichtumlenkung nur einer einzigen Reflexion be­ darf. Dies ist wichtig wegen der zwar geringfügigen, aber unvermeidlichen Ab­ sorption und Eigenerwärmung der Folie.Due to the deformation at elevated temperature, sunlight can overheat If necessary, keep away from the application. The arrangement of foil and backing gerprofil ensures that the light deflection be a single reflection may. This is important because of the small but inevitable Ab sorption and self-heating of the film.

Bei fehlender Einstrahlung und tiefen Außentemperaturen (Winter, nachts) kühlt das Laminat so weit ab, daß eine Verformung in Gegenrichtung stattfindet (Abb. 2c). Die Alu-Folie reduziert damit den Wärmestrahlungsaustausch zwischen Innen­ raum und der kalten Außenscheibe und verbessert damit den k-Wert der Anord­ nung.In the absence of insolation and low outside temperatures (winter, at night) the laminate cools down to such an extent that it deforms in the opposite direction ( Fig. 2c). The aluminum foil thus reduces the heat radiation exchange between the interior and the cold outer pane and thus improves the k-value of the arrangement.

Vorteilhafterweise ist die Scheibe 3 die Außenscheibe eines Fensters bzw. Kollek­ tors und die Träger 4, 5 mit den Doppelmembran 1, 2 befinden sich im Zwischen­ raum zwischen der Außenscheibe und der nicht dargestellten Innenscheibe.Advantageously, the disc 3 is the outer pane of a window or collector torsion and the carrier 4 , 5 with the double membrane 1 , 2 are in the space between the outer pane and the inner pane, not shown.

4. Eigenschaften des Thermo-Lichtschalters4. Properties of the thermal light switch

Die reflektierenden TLS-Elemente können im Falle des Kollektors auch vor dem Absorber selbst befestigt werden.In the case of the collector, the reflective TLS elements can also be placed in front of the Absorber itself can be attached.

Bei Anwendung im Fensterbereich (etwa Überkopfverglasung) ist der Absorber durch eine zweite Glasscheibe ersetzt, im Falle der Gebäudefassade ist statt dem Absorber die Wand angeordnet oder z. B. eine transparente Wärmedämmwand vor der Fassade.When used in the window area (such as overhead glazing) is the absorber replaced by a second glass pane, in the case of the building facade is instead Absorber arranged the wall or z. B. in front of a transparent thermal insulation wall the facade.

Bei Anwendung als automatische Tageslicht-Lenkung (Abb. 3 ) ist das TLS-Ele­ ment mit einer optisch aktiven Schicht ausgestattet, die teilweise reflektiert und teilweise absorbiert. Im normalen Zustand (keine direkte Sonneneinstrahlung) las­ sen die Elemente einen Großteil des eintreffenden Lichtes passieren (Abb. 3a). Falls aber die Sonne scheint, führt die teilweise Absorption der optisch aktiven Schicht zu einer Erwärmung des Elements. Als Folge geht das Element in den er­ hitzten Zustand über; die neue Form (Abb. 3b bzw. Abb. 3c) reflektiert teilweise an die Zimmerdecke, wodurch eine vorteilhaften Lichtverteilung im Raum erzeugt wird, und teilweise nach außen, wodurch überschüssige Energie abgegeben wird.When used as automatic daylight control ( Fig. 3), the TLS element is equipped with an optically active layer that partly reflects and partly absorbs. In the normal state (no direct sunlight) las sen, the elements most of the incident light to pass (Fig. 3a). However, if the sun is shining, the partial absorption of the optically active layer leads to heating of the element. As a result, the element changes to the heated state; the new shape ( Fig. 3b or Fig. 3c) reflects partly on the ceiling, which creates an advantageous light distribution in the room, and partly on the outside, giving off excess energy.

Je nach Zielsetzung kann eine Anbringung an der front- oder der rückseitigen Scheibe der Doppelverglasung vorteilhafte Effekte zeigen. Frontseitige Anbringung kann zur thermischen Kopplung an die variable Außentemperatur führen, rücksei­ tige Befestigung koppelt an die (annähernd) konstante Innentemperatur.Depending on the objective, it can be attached to the front or the back Double glazing show advantageous effects. Front mounting can lead to thermal coupling to the variable outside temperature, back fixation couples to the (almost) constant internal temperature.

Wenn die TLS-Elemente als lange schmale Elemente hergestellt werden (z. B. als Streifen, deren Länge zwar über die gesamte Fensterbreite reicht, deren Lamellen­ breiten aber unter 1 mm liegen und deren gegenseitiger Abstand unter 2 mm liegt), ist zunehmend auch Durchsicht möglich, und damit ein Einsatz bei Fenstern in Augenhöhe. Je kleiner die Breite, umso weniger wird die gerade Durchsicht durch die Streifen (Abb. 3a) gestört; im Idealfall sind sie auch für einen Beobachter in Fensternähe nur noch als Linien sichtbar. Eine weitere Verbesserung der Durchsicht kann durch eine Reduzierung des Kontrastes erreicht werden, etwa in­ dem die Streifen nur teilweise reflektierend oder absorbierend (z. B. 30-80%) und dafür den Rest des Lichtes transmittieren.If the TLS elements are manufactured as long, narrow elements (e.g. as strips, the length of which extends across the entire window width, the slats of which are less than 1 mm and the mutual distance of which is less than 2 mm), there is also increasing transparency possible, and thus for use at windows at eye level. The smaller the width, the less the straight view through the strips is disturbed ( Fig. 3a); ideally, they are only visible as lines to an observer near the window. A further improvement in transparency can be achieved by reducing the contrast, for example in that the strips are only partially reflective or absorbent (for example 30-80%) and instead transmit the rest of the light.

Eine Anordnung der TLS-Elemente quer zur Richtung der natürlichen Konvektion, wie in Abb. 3 dargestellt, kann einen Beitrag zur Verringerung des k-Wertes lei­ sten, z. B. im Inneren von Doppelfenstern oder von Solarkollektoren. An arrangement of the TLS elements transverse to the direction of natural convection, as shown in Fig. 3, can contribute to reducing the k-value, e.g. B. inside of double windows or solar collectors.

5. Herstellung des Thermo-Lichtschalters5. Manufacture of the thermal light switch

Die einachsige gereckte Schicht kann als Folie oder Faser bereitgestellt werden; viele thermoplastischen Standard-Kunststoffe wie Polyethylen oder Polypropylen lassen sich recken. Z.B. sind einachsig gereckte Folien aus Polyamid (15 µm dick) oder Polypropylen (40 µm dick) Stand der Technik. Der Verbund mit der zweiten Schicht kann z. B. durch Koextrusion, Verklebung oder einfache adhäsive Haftung (z. B. bei Lacken) gewährleistet werden.The uniaxial stretched layer can be provided as a film or fiber; many standard thermoplastic plastics such as polyethylene or polypropylene can be stretched. E.g. are uniaxially stretched polyamide films (15 µm thick) or polypropylene (40 µm thick) state of the art. The association with the second Layer can e.g. B. by coextrusion, gluing or simple adhesive adhesion (e.g. with paints).

Die optisch aktive Komponente kann durch eine spiegelnde Aluminium-Beschich­ tung (z. B. Bedampfung) erzeugt werden. Für unkritische Anwendungen reicht auch eine milchige Folie. Wenn die optisch aktive Komponente absorbieren soll, wird ei­ ne dunkle Färbung gebraucht.The optically active component can be coated with a reflective aluminum processing (e.g. vapor deposition). It is also sufficient for non-critical applications a milky film. If the optically active component is to absorb, ei ne dark coloring used.

Die Haftung an der Scheibe wird durch Kleber erzielt, oder bei leichter Fertigung der Elemente durch (selbständige) Adhäsion, oder wie in Abb. 2 dargestellt.Adhesion to the pane is achieved with glue, or with light manufacturing of the elements by (independent) adhesion, or as shown in Fig. 2.

Das Ausmaß der thermischen Verformung sowie der Schaltpunkt kann durch den Grad der Reckung der anisotropen Schicht in weiten Grenzen eingestellt werden.The extent of the thermal deformation and the switching point can be determined by the The degree of stretching of the anisotropic layer can be set within wide limits.

Die Form des Elements im Normalzustand kann durch Warmformen festgelegt wer­ den.The shape of the element in the normal state can be determined by thermoforming the.

Als Geometrie kommen isolierte Elemente wie auch längliche Streifen von ca. 1-5 cm in Frage. Durch entsprechende Orientierung der Schichten kann die Formände­ rung für spezielle Anwendungen auf zwei Dimensionen ausgedehnt werden, ver­ gleichbar mit dem Öffnen einer Blüte (s. Abb. 5). Eine solche Anordnung ver­ größert den optischen Schalthub. Wenn das TLS-Element z. B. reflektierend ausge­ führt ist, wird es im Normal betrieb eine kleine, im überhitzen Zustand eine große Schattenfläche erzeugen. Das Verhältnis dieser beiden Flächen ist der optische Schalthub.Insulated elements as well as elongated strips of approx. 1-5 cm can be used as geometry. By appropriately orienting the layers, the shape change for special applications can be extended to two dimensions, comparable to opening a flower (see Fig. 5). Such an arrangement increases the optical switching stroke. If the TLS element e.g. B. reflective leads out, it will produce a small shadow area in normal operation, in the overheated state. The ratio of these two areas is the optical switching stroke.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist deshalb der Einsatz anisotroper Materia­ lien. Ideal sind z. B. einachsig gereckte Polymerfolien als innere Folie: in Reckrich­ tung sind sie hart (hohes E-Modul) und haben große, negative Ausdehnungskoeffi­ zienten. In Kombination mit z. B. Aluminiumfolien (kleine, positive Koeffizienten) ergibt sich ein hoher "mismatch".An essential feature of the invention is therefore the use of anisotropic materials lien. Ideal are z. B. uniaxially stretched polymer films as inner film: in Reckrich  they are hard (high modulus of elasticity) and have large, negative expansion coefficients targeted. In combination with e.g. B. aluminum foils (small, positive coefficients) there is a high "mismatch".

In Querrichtung haben sie positive Ausdehnungskoeffizienten und sind "weich", so daß sie (wie erforderlich) spannungsfrei der Ausdehnung der äußeren Folie folgen können und es zu keiner Querverformung kommt.In the transverse direction they have positive coefficients of expansion and are "soft", so that they follow the expansion of the outer film without tension (as required) can and there is no transverse deformation.

6. Ausführungsbeispiel6th embodiment

Elemente der in Abb. 1 skizzierten Art wurden durch Kombination einer marktübli­ chen selbstklebenden, reflexbeschichteten Folie mit einer einachsig gereckten Polyamidfolie hergestellt. Sie zeigten bei Temperaturänderung eine reversible Formänderung gemäß Voraussage. (Das zuletzt entwickelte Modell zeigte nach keinem der Versuche irreversible Verformung; sie tritt erst bei sehr hohen Tempe­ raturen auf, z. B. < 100°C, wenn das Material zu erweichen beginnt.)Elements of the type outlined in Fig. 1 were produced by combining a standard self-adhesive, reflective-coated film with a uniaxially stretched polyamide film. When the temperature changed, they showed a reversible change in shape according to the prediction. (The last developed model showed no irreversible deformation after any of the tests; it only occurs at very high temperatures, e.g. <100 ° C when the material begins to soften.)

Die Einrichtung kann gemäß Anspruch 9 auch verwendet werden, Bauteile oder Solarkollektoren zu isolieren, letztere z. B. bei Nacht oder Wind, und Bauteile im Winter. Die Doppelschicht muß dann in der Regel um 180° gewendet angeordnet sein, so daß bei erhöhter Temperatureinwirkung die Isolierung von der zu isolieren­ den Fläche wegbewegt wird.The device can also be used according to claim 9, components or Isolate solar collectors, the latter z. B. at night or wind, and components in Winter. The double layer must then usually be turned through 180 ° be so that to isolate the insulation from the increased temperature the surface is moved away.

Claims (9)

1. Einrichtung zur temperaturabhängigen Verschattung von Bauelementen, z. B. Solarkollektoren und Gebäudeteilen, TWD-Fassaden, Fenstern oder Fenster­ elementen, und/oder zur Lichtlenkung durch Fensterelemente, dadurch gekennzeichnet, daß eine infolge höherer Temperatur in mindestens eine Richtung beweg­ bare Doppelschicht (1, 2) und eine mittels derselben vor das zu verschat­ tende Bauelement (3) bewegbare optische Schicht vorgesehen ist, die min­ destens teilweise entweder transparent oder reflektierend oder absorbierend ausgebildet ist und eine ebenso große Fläche aufweist wie das zu ver­ schattende Bauelement, wobei die Doppelschicht (1, 2) aus einer einachsig gereckten Kunststoffolie (1) und einer ungereckten oder zweiachsig ge­ reckten Folie (2) des gleichen oder eines ähnlichen Materials ist, z. B. Po­ lyamid, oder die Folie (2) aus einer spiegelnden Metallfolie oder einer Isolier­ schicht besteht.1. Device for temperature-dependent shading of components, for. B. solar panels and building parts, TWD facades, windows or window elements, and / or for light control through window elements, characterized in that a movable layer due to higher temperature in at least one direction bare double layer ( 1 , 2 ) and one by means of the same before shading component ( 3 ) movable optical layer is provided, which is at least partially either transparent or reflective or absorbent and has an area as large as the component to be shaded, the double layer ( 1 , 2 ) made of a uniaxially stretched plastic film ( 1 ) and an unstretched or biaxially stretched film ( 2 ) of the same or a similar material, e.g. B. Po lyamide, or the film ( 2 ) consists of a reflective metal foil or an insulating layer. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schicht (1) selbst die optische Schicht (4) angeordnet, z. B. ge­ klebt, aufgedampft oder durch Adhäsion aufgebracht ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that on the layer ( 1 ) itself the optical layer ( 4 ) arranged, for. B. ge sticks, evaporated or applied by adhesion. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Schicht ein Fortsatz einer der beiden Schichten (1, 2) ist oder aus einem anderen Material.3. Device according to claim 1, characterized in that the optical layer is an extension of one of the two layers ( 1 , 2 ) or of another material. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelschicht (1, 2) sich unter Temperatureinwirkung einrollt und/oder horizontal oder vertikal vor das zu verschattende Element (3) be­ wegbar ist.4. Device according to claim 2, characterized in that the double layer ( 1 , 2 ) curls under the influence of temperature and / or horizontally or vertically in front of the element to be shaded ( 3 ) be movable. 5. Einrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelschicht etwa so lang wie die Breite des Bauelementes (3) ausgebildet ist, aber nur eine eigene Breite von 1 bis 5 cm beträgt.5. Device according to claims 1-4, characterized in that the double layer is approximately as long as the width of the component ( 3 ), but is only a width of 1 to 5 cm. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, die Breite nur bis zu 2 mm beträgt. 6. Device according to claim 5, characterized, the width is only up to 2 mm.   7. Einrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einrichtungen in horizontaler oder vertikaler oder in Arrayan­ ordnung vorgesehen sind.7. Device according to claim 1-6, characterized, that multiple facilities in horizontal or vertical or in arrayan regulation are provided. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung in Solarkollektoren als zweite Schicht (2) eine isolie­ rende Schicht vorgesehen ist und die Doppelschicht (1, 2) derart angeord­ net ist, daß bei Temperatureinwirkung die Doppelschicht von dem zu isolie­ renden Element wegbewegt wird und ohne Temperatureinwirkung auf dem zu isolierenden Element zu liegen kommt.8. The device according to claim 1, characterized in that when used in solar collectors as a second layer ( 2 ) an isolating layer is provided and the double layer ( 1 , 2 ) is angeord net such that the double layer of the to isolate upon exposure to temperature Element is moved away and comes to rest on the element to be insulated without the influence of temperature. 9. Verwendung einer Einrichtung nach den Ansprüchen 1-8 zur Konvektions­ unterdrückung in Solarkollektoren oder in dem Zwischenraum von Doppel­ fenstern.9. Use of a device according to claims 1-8 for convection suppression in solar collectors or in the space of double windows.
DE19629237A 1995-07-21 1996-07-19 Device for temperature-dependent shading of components Expired - Fee Related DE19629237C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19629237A DE19629237C2 (en) 1995-07-21 1996-07-19 Device for temperature-dependent shading of components

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19526761 1995-07-21
DE19629237A DE19629237C2 (en) 1995-07-21 1996-07-19 Device for temperature-dependent shading of components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19629237A1 true DE19629237A1 (en) 1997-02-20
DE19629237C2 DE19629237C2 (en) 2001-07-19

Family

ID=7767488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19629237A Expired - Fee Related DE19629237C2 (en) 1995-07-21 1996-07-19 Device for temperature-dependent shading of components

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19629237C2 (en)
WO (1) WO1997004207A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737944A1 (en) * 1997-08-30 1999-03-04 Wilfrid Balk Solar facade for automatic air conditioning in room
DE19817432C1 (en) * 1998-04-20 1999-08-26 Fraunhofer Ges Forschung Temperature sensitive shade apparatus for preventing sunlight falling directly on facades or objects
WO2003106802A1 (en) * 2002-06-18 2003-12-24 Teknologisk Institut An optical element for shielding against light
WO2005073493A1 (en) * 2004-01-15 2005-08-11 Saint-Gobain Glass France Slatted window pane
WO2007056987A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Durlum-Leuchten Gmbh Lichttechnische Spezialfabrik Cover for solar cells
EP2151640A3 (en) * 2008-08-09 2016-09-14 Robert Bosch GmbH Solar collector with absorber with flexible absorber elements

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2847614B1 (en) * 2002-11-25 2005-07-29 Gilbert Brenaut LAMINATED STORE LIGHTING WITH THE SUN DIRECT AND REDUCING RIGHT WITH THE LIGHTING DIFFUSED DAY
WO2006101771A2 (en) 2005-03-16 2006-09-28 Hunter Douglas, Inc. Single-track stacking panel covering for an architectural opening
US9109812B2 (en) 2008-08-25 2015-08-18 Hunter Douglas Inc. Solar heating cells and support apparatus therefor
CA3018678A1 (en) 2008-11-18 2010-05-27 Hunter Douglas Inc. Slatted roller blind
SG183792A1 (en) 2010-03-31 2012-10-30 Meiji Co Ltd White chocolate-impregnated food and method for producing same
TWI541426B (en) 2010-04-16 2016-07-11 亨特道格拉斯公司 A process for manufacturing a roller blind
CA3037540C (en) 2010-06-08 2021-04-06 Hunter Douglas Inc. A unitary assembly for an architectural fenestration, providing dynamic solar heat gain control
SG194164A1 (en) 2011-04-15 2013-11-29 Hunter Douglas Covering for architectural opening including cell structures biased to open
CA2956655A1 (en) 2016-06-30 2017-12-30 Hunter Douglas Inc. Architectural covering and method of manufacturing
DE102016012554B4 (en) 2016-10-20 2021-09-23 Martin Huber Patent UG (haftungsbeschränkt) Heat engine with several double-layer components
EP3369886A1 (en) 2016-10-28 2018-09-05 Hunter Douglas Inc. Covering for architectural features having cellular flexible slats attaced to elongate tapes
DE102018109338B4 (en) 2018-04-19 2022-08-18 Martin Huber Patent UG (haftungsbeschränkt) Heat engine with an endless belt, endless belt and method for manufacturing an endless belt
DE102020105109A1 (en) 2020-02-27 2021-09-02 Helmut-Schmidt-Universität Thermal solid-state actuator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2617577A1 (en) * 1975-04-23 1976-11-11 Ici Ltd COVER
DE2709207C3 (en) * 1977-03-03 1981-08-27 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Heat sensitive blind
EP0369080A1 (en) * 1988-11-18 1990-05-23 Roll-Screens, Inc. Multilayer plastic sheets and processes for the preparation thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1378811A (en) * 1961-08-18 1964-11-20 Wall comprising a device for the variable reflection and absorption of electromagnetic radiation
JPS4842715B1 (en) * 1964-09-22 1973-12-14
CA1082095A (en) * 1978-05-08 1980-07-22 Bennett, Charles P. Venetian blind construction
FR2506913B1 (en) * 1981-05-27 1986-03-14 Chausson Usines Sa DEVICE WITH REFLECTOR VARIABLE AS A FUNCTION OF TEMPERATURE AND ITS APPLICATION TO SELF-REGULATION OF A HELIOTHERMAL DEVICE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2617577A1 (en) * 1975-04-23 1976-11-11 Ici Ltd COVER
DE2709207C3 (en) * 1977-03-03 1981-08-27 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Heat sensitive blind
EP0369080A1 (en) * 1988-11-18 1990-05-23 Roll-Screens, Inc. Multilayer plastic sheets and processes for the preparation thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737944A1 (en) * 1997-08-30 1999-03-04 Wilfrid Balk Solar facade for automatic air conditioning in room
DE19817432C1 (en) * 1998-04-20 1999-08-26 Fraunhofer Ges Forschung Temperature sensitive shade apparatus for preventing sunlight falling directly on facades or objects
WO2003106802A1 (en) * 2002-06-18 2003-12-24 Teknologisk Institut An optical element for shielding against light
US7745721B2 (en) 2002-06-18 2010-06-29 Photosolar Aps C/O Teknologisk Institut Optical element for shielding against light
WO2005073493A1 (en) * 2004-01-15 2005-08-11 Saint-Gobain Glass France Slatted window pane
WO2007056987A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Durlum-Leuchten Gmbh Lichttechnische Spezialfabrik Cover for solar cells
EP2151640A3 (en) * 2008-08-09 2016-09-14 Robert Bosch GmbH Solar collector with absorber with flexible absorber elements

Also Published As

Publication number Publication date
DE19629237C2 (en) 2001-07-19
WO1997004207A1 (en) 1997-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19629237C2 (en) Device for temperature-dependent shading of components
EP1248932B1 (en) Construction element for buildings that accumulates latent heat
EP2923235B1 (en) Energy-efficient film
DE102012006231B4 (en) Layer arrangement for regulating light transmission
US5525430A (en) Electrically activated thermochromic optical shutters
US8169685B2 (en) Thermally switched absorptive window shutter
DE102005006329B4 (en) solar system
US20090015902A1 (en) Thermally Switched Reflective Optical Shutter
NO129198B (en)
DE2703688A1 (en) PROTECTIVE DEVICE FOR LIGHT-PERMEABLY LOCKED, ESPECIALLY GLAZED, ROOM OPENINGS, AS PROTECTION AGAINST EXCESSIVE HEAT TRANSMISSION
DE2900392A1 (en) SUN PROTECTION FILM WITH THERMAL DAMAGE PROPERTIES
GB2470387A (en) Roller blind
WO2008003281A1 (en) Sun protection device with angle-selective transmission properties
DE102012212848A1 (en) Sun protection device
DE4002518A1 (en) Cladding over heating of building - has outermost covering over transparent insulation, an air gap layer whose transparency depends on temp. and absorber background
EP0800035B1 (en) Shading system for glazing to block direct sunlight from predefined orientations
DE4444104C1 (en) Thermal protection with passive use of solar energy
DE19613221C2 (en) Sun protection glazing
EP2668672A2 (en) Device and method for concentrating incident light
DE19700112A1 (en) Optically partially transparent device for redirecting light by means of total reflection
DE102004043556A1 (en) Solar collector with translucent cover
CH369579A (en) Slat for a slat blind attached to a glass window on the room side
Bülow-Hübe et al. Outdoor measurements of gvalues for external, interpane and internal sunshades
GB2488765A (en) Layer arrangement for the regulation of light transmission
DE19540289A1 (en) Holograph optical unit for overshadowing light into room

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee