DE19703262A1 - Mit Pulver oder Granulat gefülltes, transluzentes Wärmeisolationspaneel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mit geeignetem Pulver oder Granulat gefülltes, transluzentes Wärmeisolationspaneel, in das zur Stabilisierung der Pulver- bzw. Granulatschüttung und als Abstandshalter der Abdeckscheiben eine Waben- oder Kapillarplatte eingesetzt ist.

Der Einsatz der Waben- oder Kapillarplatten ist besonders geeignet für transluzente und hoch wärmedämmende Verglasungen, die mit Aerogelgranulat gefüllt sind und deren Anwendung im Bereich transparenter Wärmedämmung (TWD) und Tageslichtnutzung liegt.

Ein Zwei- oder Mehrscheibenpaneel mit einer Aerogelgranulat-gefüllten Waben- oder Kapillarplatte hat folgende Vorteile:

Ein Absetzen der Aerogelgranulatfüllung kann nicht auftreten. Die Stabilität der Füllung wird durch die Waben- oder Kapillarplatte gewährleistet; damit kann auf eine technisch aufwendige Evakuierung oder Teilevakuierung verzichtet werden, die sonst zur Stabilisierung des Füllmaterials nötig wäre. Das erfindungsgemäße Paneel weist hervorragende Lichtstreueigenschaften auf. Die Schalldämmung ist besser als bei dem evakuierten oder teilevakuierten System. Zudem wird bei dem erfindungsgemäßen Paneel eine sehr gute Wärmedämmung erreicht.

Paneelförmige Wärmeisolationssysteme, die mit geeigneten pulver- bzw. granu­ latförmigen Substanzen gefüllt sind, sind schon bekannt.

DE 35 33 805 zeigt ein mehrscheibiges Isolierglas, dessen evakuierter Zwischenraum mit Aerogelkügelchen gefüllt ist. Das Isolierglas wirkt durch diese Maßnahme transluzent und stark lichtstreuend; zudem wird die Wärmeisolierfähigkeit wesentlich erhöht. Das Pro­ blem bei einer solchen Scheibe ist, daß sich die Aerogelkügelchen zwischen den Glasplat­ ten durch Erschütterungen gegeneinander verschieben, verdichten oder absetzen können. Damit würde im oberen Bereich der Isolierscheibe ein granulatfreier Raum entstehen. Als Abhilfe wird empfohlen, die Granulatfüllung mit einer Kunststoffolie zusätzlich zu umhüllen; in Verbindung mit der Evakuierung wird ein stabiler Granulatverbund erreicht.

DE 43 19 763 beschreibt ein evakuiertes, allerdings opakes Mehrscheiben-Isolationspaneel auf der Basis von infrarotgetrübtem Aerogelpulver. Dieses System weist mit etwa 0,005 W/(m.K) eine besonders niedrige Wärmeleitfähigkeit auf. Dennoch dürfte hier das Befüllen des Paneels mit Pulver technisch sehr anspruchsvoll sein. Da sich vor allem Pulverschüttungen unter dem Einfluß von Erschütterungen und Vibrationen stark setzen, ist darauf zu achten, daß die Pulverschüttung beim Einbringen zwischen die Glasscheiben genügend verdichtet wird, um nach der Evakuierung der Druckbelastung durch die Scheiben standzuhalten. Durch diese Verdichtung steigt jedoch auch die Festkörper- Wärmeleitfähigkeit der Pulverfüllung an. Ist die Dichte der Füllung unregelmäßig, so können Luftdruckschwankungen zu einer Durchbiegung oder gar Zerstörung der Scheiben führen.

Bei den beiden oben beschriebenen Systemen besteht also das Problem, daß sich das Füllmaterial durch Erschütterung und Luftdruckschwankungen setzt und dies kann eine Verschlechterung des optischen Erscheinungsbildes sowie der thermischen Eigenschaften nach sich ziehen. Die Evakuierung der Systeme sorgt hier unter anderem für die mechanische Stabilität der Füllung.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Setzen oder Verdichten des Füllmaterials im Schei­ benzwischenraum zu verhindern, ohne das System aufwendig evakuieren zu müssen. Als Lösung wird dazu vorgeschlagen, eine Waben- oder Kapillarplatte in den Scheibenzwi­ schenraum einzusetzen und die Hohlräume der Waben- oder Kapillaren mit Pulver, bzw. Granulat zu füllen. Als Waben werden Strukturen bezeichnet, die einen honigwabenförmi­ gen, rechteckigen oder beliebig mehreckigen Querschnitt aufweisen. Kapillarplatten beste­ hen aus aneinandergesetzten und gegebenenfalls verklebten Röhrchenstücken. Dabei soll auch die Variante eingeschlossen sein, bei der lose Röhrchenstücke zwischen zwei Platten oder Scheiben eingelegt sind und nur durch diese fixiert werden.

Die Stege der Waben, bzw. die Achsen der Kapillaren stehen üblicherweise senkrecht zur Plattenebene, sie können aber auch einen Winkel bis zu etwa 60° mit der Plattenebene einschließen.

Die Waben- oder Kapillarplatten haben für die genannten Einsatzmöglichkeiten eine Bautiefe von etwa 5 mm bis 50 mm. Aus Stabilitätsgründen sollte der Wabenquerschnitt, bzw. der Kapillardurchmesser etwa 5 mm bis 25 mm betragen.

Da die Waben- oder Kapillarplatten in dem Isolationssystem eine zusätzliche Wärmebrücke darstellen, sollte die Wandstärke der Wabenstege, bzw. der Kapillaren vorzugsweise kleiner als 100 µm sein. Als Plattenmaterial eignen sich insbesonders Kunststoffe mit kleiner Wärmeleitfähigkeit; lose Kapillaren können gegebenenfalls auch aus Glas bestehen.

Die vorzugsweise mit Aerogelpulver bzw. Aerogelgranulat gefüllten Waben- oder Ka­ pillarplatten werden üblicherweise zwischen Glasscheiben eingesetzt. Dabei kann die be­ kannte Isolierglastechnik verwendet werden. Im Bereich der Tageslichtnutzung können die Waben- oder Kapillarplatten zusätzlich mit Vliesen oder Geweben abgedeckt sein, um ein optisch noch homogeneres Erscheinungsbild zu erreichen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmeisolationspaneels liegt darin, daß die Schallschutzeigenschaften gegenüber dem evakuierten oder teilevakuierten, mit Gra­ nulat gefüllten Paneel verbessert werden. Durch die Evakuierung entsteht ein enger aku­ stischer Verbund zwischen den Deckscheiben und somit eine intensive Schalltransmission. Beim erfindungsgemäßen nicht-evakuierten Paneel ist der Kraftschluß zwischen Scheiben und Füllung, bzw. Kapillarplatten dagegen nicht gegeben, eine akustische Ankopplung erfolgt nicht im dem hohen Maße wie oben.

Tauscht man die Luft zwischen den Scheiben durch ein schweres Edelgas aus (z. B. Krypton, Argon, Xenon), so läßt sich die Wärmeisolation weiter verbessern.

Claims (6)

1. Transluzentes, nicht evakuiertes Wärmeisolationspaneel dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus einem geeigneten Pulver oder Granulat besteht, daß in die Hohlräume einer stützenden Waben- oder Kapillarplatte eingefüllt ist.

2. Wärmeisolationspaneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waben­ querschnitt, bzw. der Kapillardurchmesser zwischen 5 mm und 25 mm groß ist.

3. Wärmeisolationspaneel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Waben oder Kapillaren weniger als 100 µm beträgt.

4. Wärmeisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Material der Waben oder Kapillaren ein Kunststoff geringer Wärme­ leitfähigkeit ist.

5. Wärmeisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pulver- oder Granulatfüllung aus Siliziumdioxid-Aerogel besteht.

6. Wärmeisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Scheibenzwischenraum mit einem schweren Edelgas gefüllt ist.