DE19727788C2 - Bauelement zur Wärmedämmung von Gebäudehülle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Wärmedämmung von Gebäudehüllen, insbesondere Gebäudeaußenwänden oder Dächern, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege­ benen Art.

Ein Bauelement dieser Art für eine Klimafassade ist aus DE 77 17 974 U1 bekannt. Seine Wirkungsweise besteht darin, den Zwischenraum im Bauelement durchströmende Luft in möglichst intensiven Wärmeaustausch mit dem von der Gebäudewand weg oder zu ihr hin gerichteten Wärme­ fluß zu bringen. So kann von der Gebäudewand abfließende Wärme von der durch das Bauelement strömende Luft wieder aufgenommen und in das Gebäude zurückgeführt werden. Um­ gekehrt kann von der Außenluft zur Gebäudewand fließende Wärme von der im Bauelement zirkulierende Luft aufgenom­ men und nach außen abgeführt werden, um das Gebäude zu kühlen. Da die Außenwandung des Bauelements lichtun­ durchlässig ist, findet eine gezielte Ausnutzung der Sonneneinstrahlung nicht statt.

Aus DE 195 10 200 ist ein Fassadenelement mit Luftzirku­ lation bekannt, bei dem die Außenwandung und ein im In­ neren angeordneter, wärmegedämmter Scheibenkörper, der nicht luftdurchlässig ist, beide lichtdurchlässig sind, so daß einfallendes Sonnenlicht bis zur eigentlichen Ge­ bäudewand gelangen und diese erwärmen kann. Durch das Fassadenelement strömende Luft kann dieser Solarwärme von der Gebäudewand aufnehmen und dadurch vorgewärmt werden. Die Nutzung der Solarwärme findet somit in Wech­ selwirkung mit der eigentlichen Gebäudewand statt und hängt von deren Absorptionseigenschaften (z. B. helle oder dunkle Wandfarbe) ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es zu­ sätzlich eine Ausnutzung von einfallender Sonnenein­ strahlung nach Art eines Sonnenkollektors in dem Bauele­ ment selbst ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem im Anspruch 1 definierten Bauelement gelöst. Die Ansprüche 2 bis 10 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Das erfindungsgemäße Bauelement hat die Wirkung, daß einfallendes Sonnenlicht durch die lichtdurchlässige Au­ ßenwandung hindurchtreten kann, dann aber von der licht- undurchlässigen Wärmedämmschicht absorbiert wird, ohne bis zu der dahinterliegenden Gebäudewand vorzudringen und diese aufzuheizen. Die somit durch die Sonnenstrah­ lung aufgewärmte Wärmedämmschicht gibt die Wärme dann an die von der Vorderseite her durch die luftdurchlässige Struktur der Wärmedämmschicht strömende Luft ab, so daß diese effektiv aufgeheizt wird.

Die Erfindung ermöglicht es, ein Bauelement zu schaffen, welches neben einer ausreichenden Wärmedämmung bzw. Wär­ meisolierung auch in einfacher Weise für eine Regulie­ rung der Temperatur von Gebäudehüllen, beispielsweise Gebäudeaußenwänden oder Dächern, herangezogen werden kann und welches durch entsprechende Nutzung der im Be­ reich der Gebäudehülle entstehenden Wärme bzw. Abfuhr derselben zu einer Verringerung des Gesamtenergiever­ brauches des Gebäudes, beispielsweise dessen Beheizung, beitragen kann. Weiters wird ermöglicht, ohne Verwendung zusätzlicher, zumeist mechanischer Abschattungssysteme eine Temperaturregulierung der Gebäudehülle in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung zu ermöglichen sowie ge­ gebenenfalls eine gezielte Kühlung der Gebäudehülle bei fehlender Sonneneinstrahlung, d. h. insbesondere in der Nacht, zu ermöglichen. Darüberhinaus kann das erfin­ dungsgemäße Bauelement in einfacher Weise unabhängig von der Gebäudehülle fertigbar sein sowie mit unterschiedli­ chen Arten von Gebäudeaußenwänden oder Dächern kombi­ nierbar sein bzw. unmittelbar als Gebäudehülle oder als Teil derselben einsetzbar sein und gegebenenfalls für eine Nachrüstung von bestehenden Gebäuden, beispielswei­ se im Zuge von Sanierungen oder Renovierungen, verwend­ bar sein.

Dadurch, daß das erfindungsgemäße Bauelement von einem Gehäuse mit einem geschlossenen Umfangsrahmen gebildet ist, welches über wenigstens eine Luftzutritts- und Luft­ austrittsöffnung verfügt, kann das erfindungsgemäße Bau­ element als Modul bzw. selbständige Einheit gefertigt werden, welche(s) in entsprechend einfacher Weise an ei­ ner Gebäudeaußenwand oder einem Dach festlegbar ist oder unmittelbar als Gebäudehülle eingesetzt werden kann. Es läßt sich somit das Bauelement als beispielsweise vorge­ fertigtes Wand-, Dach- oder Fassadenelement weitgehend unabhängig von dem Gebäude herstellen, zu dessen Wärme­ dämmung es in weiterer Folge verwendet werden soll. Es lassen sich auch bereits bestehende Gebäude ohne weiteres mit dem erfindungsgemäßen Bauelement in einfacher Weise nachrüsten. Erfindungsgemäß ist die von der Gebäudehülle abgewandte bzw. außenliegende Vorderfläche von der licht­ durchlässigen Schicht gebildet, wobei dadurch, daß erfin­ dungsgemäß die luftdurchlässige Schicht im Inneren des Gehäuses des erfindungsgemäßen Bauelementes in Abstand von wenigstens einer der Vorder- und Rückflächen des Ge­ häuses bzw. der Gebäudehülle angeordnet ist, ein Wärme­ transport über die Lufteintritts- und Luftaustrittsöff­ nung möglich ist bzw. auch eine erzwungene Strömung ent­ sprechend aufrecht erhalten werden kann. Zur Erzielung eines an der Außenfläche bis auf die Luftzutritts- und Luftaustrittsöffnungen im Rahmen im wesentlichen dichtend abgeschlossenen Bauteils, welcher eine entsprechende Steuerung und/oder Regulierung des Wärmehaushalts ermög­ licht, ist darüberhinaus die Erfindung bevorzugt so aus­ gebildet, daß die lichtdurchlässige Vorderfläche des Ge­ häuses luftundurchlässig ausgebildet ist.

Da die luftdurchlässige Schicht im Inneren des Gehäuses des erfindungsgemäßen Bauelementes aus einem im wesent­ lichen nicht lichtdurchlässigen Material ausgebildet ist, erfolgt in der obersten, der einfallenden Sonnen­ strahlung zugewandten Seite der Schicht eine Umwandlung der einfallenden Sonnenstrahlung in Wärme, wobei durch die im Inneren des Gehäuses herrschende Luftströmung ein entsprechender Abtransport der Wärme durch die luft­ durchlässige Schicht hindurch erfolgt.

Dabei ist die Ausbildung so getroffen, daß die luft­ durchlässige Schicht eine an sich bekannte, wabenartige oder röhrenförmige Struktur aufweist, welche Durch­ trittskanäle für Luft definiert, welche normal auf die oder geringfügig geneigt zu der Vorderfläche des Gehäu­ ses verlaufen. Durch die Anordnung der Durchtrittskanäle für Luft im wesentlichen normal aufeinander bzw. gering­ fügig geneigt zur Vorderfläche des Gehäuses läßt sich eine einfache Steuerung der Luftströmung im Inneren des Gehäuses erzielen.

Für die Herstellung und Ausbildung der luftdurchlässigen Schicht im Inneren des Gehäuses des erfindungsgemäßen Bauelementes können eine Vielzahl von Materialien Ver­ wendung finden, wobei jedoch erfindungsgemäß auf ent­ sprechende Dämmeigenschaften in Kombination mit einem relativ geringen Gewicht abgezielt wird, um auch groß­ flächige Bauelemente für Wand-, Dach- oder Fassadenele­ mente entsprechend einfach herstellen zu können. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß die luftdurchlässige Schicht aus Karton, Pappe, oder im­ prägniertem Papier ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung der luftdurchlässigen Schicht so getroffen, daß die luftdurchlässige Schicht als mehrlagige Sand­ wich-Konstruktion ausgebildet ist, wobei zwischen zwei Schichten aus wabenartiger oder röhrenförmiger Struktur eine Zwischenschicht, insbesondere eine Vliesschicht oder eine beidseitig von Vliesschichten begrenzte Füll­ schicht, beispielsweise aus Papiergranulat, angeordnet ist. Mit einer derartigen mehrlagigen Sandwich-Konstruk­ tion, wobei zwischen zwei Schichten aus wabenartiger oder röhrenförmiger Struktur eine Füllschicht oder all­ gemein eine Zwischenschicht vorgesehen ist, läßt sich der durch das Hindurchführen von Luft entweder zum Auf­ heizen oder zum Abkühlen des Gebäudes angestrebte Wärme­ tauschereffekt im Bereich dieser luftdurchlässigen Schicht erhöhen bzw. maximieren. Durch den Transport der warmen Innenraumluft durch die luftdurchlässige Schicht wird Wärme in der luftdurchlässigen Schicht gespeichert. Beim Umkehren der Luftrichtung, wie beispielsweise der Transport von kalter Luft in das Gebäude, wird diese Wärme wieder an die Luft abgegeben und kann einer weite­ ren Nutzung im Gebäude zugeführt werden. Durch diese Zwischenschicht bzw. Füllschicht wird weiters durch die Erhöhung des Luftwiderstandes eine gleichmäßige Luft­ durchdringung der Konstruktion erreicht. Diese gleichmä­ ßige Luftdurchströmung kann auch durch bloßes Vorsehen eines Vlieses für die Zwischenschicht erreicht werden, wie dies einer besonders bevorzugten Ausführung ent­ spricht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist bei dem erfindungsgemäßen Bauelement die Ausführung so getroffen, daß das Gehäuse allseitig geschlossen ausgebildet ist, wobei die Rückfläche des Gehäuses aus einem luftundurchlässigen Material besteht und vorzugsweise unmittelbar an der Gebäudehülle anliegt bzw. als Gebäu­ dehülle dient, wodurch sich ein vollkommen in sich ge­ schlossenes Bauelement erzielen läßt, welches sich in einfacher Weise als Modul vorfertigen läßt und sich ent­ sprechend einfach an einem Gebäude bzw. einer Außenwand desselben befestigen läßt. In diesem Zusammenhang ist bei einer derartigen Ausführungsform bevorzugt vorgese­ hen, daß das Gehäuse im unteren und oberen Bereich des Umfangsrahmens wenigstens eine Luftzutritts- und Luft­ austrittsöffnung aufweist, um einen entsprechend wir­ kungsvollen Luftdurchtritt zur Erzielung der gewünschten Wärmeregulierung bzw. Dämmeigenschaft zu erzielen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß das Gehäuse über an der Gebäu­ dehülle angebrachte Supporte an der Gebäudehülle abge­ stützt ist, wobei die Abstützungen hohl und mit wenig­ stens einer Durchtrittsöffnung in das Innere des Bauele­ mentes ausgebildet sind und mit durch die Gebäudehülle hindurchtretenden Luftzufuhr- oder Luftaustrittsöffnun­ gen in Verbindung stehen. Durch derartige Supporte las­ sen sich auch großflächige, erfindungsgemäße Bauelemente sicher an der Außenwand eines Gebäudes verankern, wobei dadurch, daß hohle, mit wenigstens einer Durchtrittsöff­ nung in das Innere des Bauelementes ausgebildete Abstüt­ zungen im Inneren des Bauelementes verwendet werden, welche mit in der Gebäudehülle vorgesehenen Luftzufuhr- oder Luftaustrittsöffnungen in Verbindung stehen, unmit­ telbar ein entsprechend gerichteter Luftdurchtritt durch das Innere des erfindungsgemäßen Bauelementes zur Erzie­ lung der gewünschten Wärmedämmungs- oder Regulierungsei­ genschaften ermöglichen läßt.

Wie bereits ausgeführt, läßt sich eine entsprechende Wärmedämmung oder -regulierung der Gebäudehülle bei dem erfindungsgemäßen Bauelement durch Aufrechterhaltung ei­ ner Strömung im Inneren des Gehäuses erzielen. Um bei unterschiedlichen Einsatzbedingungen, insbesondere bei Tag und Nacht, und bei unterschiedlicher Sonneneinstrah­ lung jeweils ein erforderliches Maß an Dämmung zu erzie­ len, ist darüberhinaus erfindungsgemäß bevorzugt vorge­ sehen, daß die Luftzutritts- und/oder die Luftaustritts­ öffnungen verschließbar ausgebildet sind. Durch entspre­ chende Änderung des Querschnittes der Luftzutritts- oder Luft-austrittsöffnungen läßt sich selbst bei freier Kon­ vektion im Inneren des Gehäuses des erfindungsgemäßen Bauelementes eine gezielte und gesteuerte Beeinflussung der Wärmedämmungs- bzw. Wärmegewinnungseigenschaften mit dem erfindungsgemäßen Bauelement erzielen. Diese Steue­ rung der Wärmedämmungs- oder Wärmegewinnungseigenschaf­ ten bzw. einer gegebenenfalls erforderlichen Kühlung im Sinne einer Temperaturreduktion der Gebäudehülle läßt sich in einfacher Weise dadurch unterstützen, daß ein Gebläse und/oder eine Pumpe an mit den Luftzutritts- bzw. Luft-austrittsöffnungen gekoppelte Leitungen an­ schließbar ist bzw. in dem Gehäuse des Bauelementes in­ tegriert ist. Das Vorsehen einer derartigen Pumpe oder eines Gebläses ermöglicht in einfacher Weise eine Ein­ stellung des Luftdurchsatzes durch das Innere eines er­ findungsgemäßen Bauelementes, wodurch sich in Abhängig­ keit von den Witterungsbedingungen entsprechende Wärme­ dämmungs- oder Regulierungszustände verwirklichen lassen können.

Für eine weitgehend automatisierte Steuerung der Wärme­ dämmungs- und Regulierungseigenschaften des erfindungs­ gemäßen Bauelementes bzw. einer aus einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Bauelementen ausgebildeten Fassaden- oder Dachkonstruktion ist erfindungsgemäß weiters bevor­ zugt vorgesehen, daß wenigstens ein Sensor zur Bestim­ mung der Temperatur der Luft im Gehäuse und/oder der Temperatur der Gebäudehülle und/oder des Ausmaßes der Sonneneinstrahlung auf das Gehäuse vorgesehen ist, wel­ cher Sensor mit einer Steuereinrichtung zur Betätigung der Pumpe bzw. des Gebläses und/oder des Öffnungszustan­ des der Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen gekop­ pelt ist. Ein derartiger Sensor bzw. eine Mehrzahl von Sensoren zur Feststellung der unterschiedlichen Parame­ ter ergibt in Kombination mit einem geeigneten Steuerge­ rät eine automatische Konstanthaltung von gewünschten Wärmedämmungseigenschaften des erfindungsgemäßen Bauele­ mentes bzw. einer entsprechender Kombination einer Mehr­ zahl derartiger Bauelemente.

Wie oben bereits angedeutet, kann das erfindungsgemäße Bauelement nicht nur zur Wärmedämmung einer Gebäudehül­ le, d. h. im wesentlichen zur Abfuhr von überschüssiger Wärme bei übermäßiger Sonneneinstrahlung bzw. zum Ver­ hindern einer übermäßigen Abstrahlung des Gebäudeinne­ ren, eingesetzt werden, sondern es kann insbesondere bei Vorsehen von Pumpen oder Gebläsen zur Aufrechterhaltung einer erzwungenen Strömung im Inneren des erfindungsge­ mäßen Bauelementes die abgeführte Wärme auch einer ent­ sprechenden Nutzung zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß an eine Luftaustrittsöffnung des Gehäuses ein vorzugsweise im Inneren des Gebäudes angeordneter Wärmeverbraucher über wenigstens eine durch die Gebäudehülle hindurchtretende Luftaustrittsöffnung anschließbar ist. Es kann somit die aus dem erfindungsgemäßen Bauelement abgeführte Wärme beispielsweise zur Aufbereitung von Warmwasser, gegebe­ nenfalls unter Einsatz entsprechender Wärmepumpen, oder in der kalten Jahreszeit auch zur Beheizung von Innen­ räumen des Gebäudes herangezogen werden. Ebenso läßt sich beispielsweise bei Vornahme einer Kühlung der Ge­ bäudehülle zu Nachtzeiten durch Hindurchführen eines Luftstromes durch das erfindungsgemäße Bauelement die von der Gebäudehülle abgeführte Wärme wiederum zur Auf­ bereitung von Warmwasser in entsprechenden Speichereinrichtungen nützen. Neben einer entsprechenden Wärmedäm­ mung bzw. Regulierung der Temperaturen der Gebäudehülle bzw. der in ihr aufzunehmenden Wärmemenge läßt sich durch die Nutzung des aus dem bzw. den erfindungsgemäßen Bauelementen abgeführten, erwärmten Luftstromes insge­ samt der Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes deutlich reduzieren, so daß der Einsatz von zusätzlichen Energie­ trägern, beispielsweise zur Beheizung des Gebäudes und/oder zur Bereitung von Warmwasser, reduziert werden kann.

Für den Fall, daß im Inneren des erfindungsgemäßen Bau­ elementes im wesentlichen nur die freie Konvektionsströ­ mung ausgenutzt werden soll, ist bevorzugt vorgesehen, daß die luftdurchlässige Schicht zwischen der Vorderflä­ che und der Rückfläche des Gehäuses bzw. der Gebäudehül­ le derart geneigt angeordnet ist, daß die Luftdurch­ trittskanäle dieser Schicht in Richtung zur Rückfläche des Gehäuses bzw. der Gebäudehülle ansteigend verlaufen. Durch diese erfindungsgemäß bevorzugt vorgeschlagene An­ ordnung der Luftdurchtrittskanäle ansteigend in Richtung zur Rückfläche des Gehäuses bzw. der Gebäudehülle wird die Strömungsrichtung einer warmen, ansteigenden Luft unterstützt und somit die freie Konvektion begünstigt. Im Gegensatz dazu wird zu Nachtzeiten eine übermäßige Abstrahlung der Gebäudehülle automatisch durch diese An­ ordnung der Luftdurchtrittskanäle dadurch erschwert, daß die Neigung der Luftdurchtrittskanäle entgegen der von erwärmter Luft bevorzugten Richtung der Konvektionsströ­ mung verläuft. Es läßt sich somit eine entsprechend wirksame Kältedämmung auf einfache Weise erzielen.

Wie oben bereits ausgeführt, können die vorhandenen Luftzutritts- bzw. Luftaustrittsöffnungen auch vollstän­ dig verschlossen werden, wodurch sich durch das einge­ schlossene Luftvolumen eine dem Volumen des Bauelementes ergebende Dämmschicht erzielen läßt. Um jedoch einen Druck- und Feuchtigkeitsausgleich im Inneren des erfin­ dungsgemäßen Bauelementes in jedem Fall sicherzustellen, ist darüberhinaus bevorzugt vorgesehen, daß wenigstens eine zusätzliche Druck- und/oder Feuchtigkeitsauslaßöff­ nung vorgesehen ist, deren Querschnitt höchstens ein Drittel, vorzugsweise höchstens ein Zehntel, des Quer­ schnittes der Luftzutritts- und Luftaustrittsöffnungen beträgt. Dadurch, daß der Querschnitt dieser zusätzli­ chen Druck- und/oder Feuchtigkeitsauslaßöffnung ledig­ lich einen Bruchteil des Querschnittes der Luftzutritts- und Luftaustrittsöffnungen beträgt, ist in jedem Fall sichergestellt, daß die Verluste für den Fall, daß bei geöffneten Luftzutritts- und Luftaustrittsöffnungen ein Verbraucher zur Nutzung der im Inneren des erfindungsge­ mäßen Bauelementes entstehenden Wärme angeschlossen wer­ den soll, entsprechend gering gehalten werden. Darüber­ hinaus kann vorgesehen sein, daß diese zusätzliche Druck- und/oder Feuchtigkeitsauslaßöffnung lediglich bei vollständig geschlossenen Luftzutritts- und Luftaus­ trittsöffnungen wirksam wird.

Zur Erzielung eines entsprechenden Isoliereffektes ist das erfindungsgemäße Bauelement bevorzugt so weiterge­ bildet, daß die außenliegende und lichtdurchlässige Schicht als Mehrfach-Verglasung ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beige­ schlossenen Zeichnung schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen von erfindungsgemäßen Bauelementen näher veranschaulicht. In dieser zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauelementes; und

Fig. 2 in einem Teilschnitt in vergrößertem Maßstab eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Bauelementes.

Das in Fig. 1 dargestellte Bauelement besteht aus einem allgemein mit 1 bezeichneten Gehäuse, welches allseitig geschlossen ausgebildet ist und in seinem unteren Be­ reich wenigstens eine Luftzutrittsöffnung 2 und in sei­ nem oberen Bereich wenigstens eine Luftaustrittsöffnung 3 aufweist. An seiner von der schematisch mit 4 bezeich­ neten Gebäudeaußenwand abgewandten Seitenfläche weist das Gehäuse 1 eine lichtdurchlässige und gegebenenfalls luftundurchlässige Schicht 5, beispielsweise aus So­ larglas, auf, während an der zum Gebäude 4 gewandten, rückwärtigen Fläche eine feste Wand 6 vorgesehen ist, welche zumindest luftundurchlässig ist. Weiters sind am Umfang verlaufende Rahmenelemente des Gehäuses 1 des Bauelementes mit 7 bezeichnet.

Im Inneren des Gehäuses 1 und in Abstand von der Vorder­ fläche 5 sowie der hinteren Fläche 6 ist eine luftdurch­ lässige Schicht in Form einer Dämmschicht 8 vorgesehen, welche bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine an sich bekannte, wabenartige bzw. röhrenförmige Struktur aufweist, deren Durchtrittskanäle 9 für Luft geringfügig geneigt zur vorderen Stirnfläche 5 des Gehäuses 1 ver­ laufen.

Wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist, gelangt kal­ te Luft über die Luftzutrittsöffnung 2 durch wenigstens eine zusätzliche, versperrbare Luftzutrittsöffnung 11 in das Innere des Gehäuses 1 des Bauelementes, tritt unter Erwärmung durch die Durchtrittskanäle 9 der luftdurch­ lässigen Schicht 8 hindurch in den Bereich zwischen der Schicht 8 und der Rückfläche 6 des Gehäuses 1 und wird mit erhöhter Temperatur im oberen Bereich über wiederum wenigstens eine versperrbare Öffnung 12 sowie die Aus­ trittsöffnung 3 gemäß dem Pfeil 13 abgezogen. Die im Bauelement erwärmte Luft kann dabei, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, in das Innere des Gebäudes einem Wärmeverbraucher zugeführt werden oder auch über eine am Rah­ men 7 angeordnete, nicht näher dargestellte Öffnung in das Freie geleitet werden.

Mit dem in Fig. 1 dargestellten Bauelement zur Wärmedäm­ mung oder -regulierung von Gebäudehüllen, beispielsweise Gebäudeaußenwänden oder Dächern, lassen sich im Prinzip folgende Zustände bzw. Betriebsarten unterscheiden.

Bei einer direkten und/oder diffusen Sonneneinstrahlung wird durch die lichtdurchlässige Abdeckung bzw. Schicht 5 einfallende Sonnenstrahlung vor allem im obersten Be­ reich, d. h. der der Strahlung zugewandten Seite, der wa­ benartigen, luftdurchlässigen Schicht 5 in Wärme umge­ wandelt, wobei die Schicht 8 als lichtundurchlässige Wärmedämmung, beispielsweise aus Pappe oder ähnlichem Material, ausgebildet ist. Der im unteren Bereich des Gehäuses 1 eintretende, kalte Luftstrom 10 gelangt somit zwischen der lichtdurchlässigen Schicht 5 und der luft­ durchlässigen Wärmedämmungsschicht 8 in das Gehäuse 1, tritt in weiterer Folge durch die luftdurchlässige Schicht 8 hindurch und erwärmt sich und transportiert derart die Wärme aus dem Raum zwischen der Schicht 5 und der luftdurchlässigen Schicht 8 in den auf der Rückseite der luftdurchlässigen Schicht 8 liegenden Raum zwischen der Schicht 8 und der luftdurchlässigen Rückwand 6 des Gehäuses. In weiterer Folge wird die erwärmte Luft über die Öffnungen 12 und 3 im Sinne des Pfeiles 13 aus dem Gehäuse 1 ausgebracht und transportiert die in ihr ent­ haltene Wärme zu einem nachgeschalteten Verbraucher, beispielsweise zur Erwärmung des Innenraumes des Gebäu­ des und/oder zur Erwärmung von Brauchwasser, oder es wird alternativ die erwärmte Luft ins Freie abgeleitet.

Die Regelung der Temperatur der Rückwand 6 des Gehäuses 1 des Bauelementes und somit in weiterer Folge auch der Gebäudehülle 4 bzw. der Wärmezufuhr an die Rückwand 6 und damit verbunden an die Gebäudehülle 4 oder auch an den nachgeschalteten Verbraucher erfolgt im wesentlichen über die Menge der durch das Gehäuse 1 hindurchtretenden Luft. Der Luftstrom durch das Gehäuse 1 wird hierbei entweder durch freie Konvektion oder auch durch erzwun­ gene Strömung bewirkt, wobei schematisch in Fig. 1 im Bereich der Luftzutrittsöffnung 2 ein Gebläse bzw. eine Pumpe mit 14 angedeutet ist. Naturgemäß kann ein ent­ sprechendes Gebläse oder eine Pumpe auch im Bereich der Austrittsöffnung 3 oder in an die Luftzufuhröffnung 2 bzw. an die Luftaustrittsöffnung 3 anschließende Leitun­ gen integriert sein. Die Regelung des Luftstromes sowie die Menge der durch das Gehäuse 1 geführten Luft erfolgt neben der beispielsweise durch das Gebläse 14 geförder­ ten Menge auch durch Änderung der Ein- oder Austritts­ querschnitte sowohl der Öffnung 11 als auch 12, wobei entsprechende Schieberelemente mit 15 und 16 angedeutet sind. Hierbei kann ein vollständiges Verschließen bei­ spielsweise der Zutrittsöffnungen 11 und gegebenenfalls auch der Austrittsöffnungen 12 möglich sein oder auch ein entsprechendes Abschalten des Gebläses oder der Pum­ pe 14, so daß in diesem Fall die im Gehäuse 1 befindli­ che Luftmenge als Luftpolster und damit als Wärmedämmung dient.

Weiters ist zur Steuerung der Wärmeabfuhr bzw. der über die Rückwand 6 an das Gebäude 4 abzugebenden Wärmemenge im Inneren des Gehäuses ein Temperatursensor 17 angeord­ net, welcher über Steuerleitungen 21 mit einer Steuer­ einrichtung 22 verbunden ist, welche eine Regelung der Durchtrittsquerschnitte der Öffnungen 11 und 12 über die Schieber 15 und 16 sowie der Leistung des Gebläses bzw. der Pumpe 14 über Steuerleitungen 23 bzw. 24 vornimmt. Der Sensor 17 dient hierbei beispielsweise zur Bestim­ mung der Temperatur der Luft im Gehäuse 1 oder auch zur Bestimmung der Temperatur der Gebäudehülle 4 bzw. der unmittelbar daran anschließenden Wand 6 des Gehäuses 1.

Zusätzlich oder alternativ kann ein weiterer Sensor 18 im Bereich der lichtdurchlässigen Vorderfläche 5 des Ge­ häuses 1 vorgesehen sein, weiche neben der Temperatur der Luft im Inneren des Gehäuses 1 auch das Ausmaß der Sonneneinstrahlung auf das Bauelement ermitteln kann. Auch dieser Sensor 18 kann entsprechend mit einer Steu­ ereinrichtung für die Schieber 15 und 16 bzw. die Lei­ stung des Gebläses oder der Pumpe 14 kombiniert sein.

Für den Fall, daß ein Wärmegewinn durch Durchströmen des Inneren des Gehäuses 1 mit Luft nicht vorgenommen werden soll, können die Ein- und Austrittsöffnungen 2 und 11 bzw. 3 und 12 entsprechend geschlossen werden sowie Ge­ bläse 14 abgestellt werden. Aufgrund der Tatsache, daß die luftdurchlässige, wabenartige bzw. röhrenförmige Schicht 8 nicht lichtdurchlässig ist, wird eine direkte Bestrahlung der Rückwand 6 sowie in weiterer Folge der Gebäudehülle 4 vermieden und es wird somit ohne zusätz­ liche mechanische Abschattungs- bzw. Dämmeinrichtungen der Wärmeeintrag vermindert. Wie oben bereits angedeu­ tet, dient der im Inneren des Gehäuses 1 eingeschlossene Luftpolster als Dämmschicht. Um Druck- und/oder Feuch­ tigkeitsschwankungen auszugleichen, ist jedoch wenig­ stens eine Ausgleichsöffnung 19 vorgesehen, deren lich­ ter Querschnitt jedoch nur einen Bruchteil des Quer­ schnittes der Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen 2 bzw. 3 beträgt.

Für den Fall, daß ein Abstrahlen der Rückwand 6 sowie der Gebäudehülle 4 weitgehend verhindert werden soll, d. h. für den Fall, daß die Temperatur der lichtdurchläs­ sigen, vorderen Schicht 5 niedriger ist als die Tempera­ tur der Rückwand 6, und ein Auskühlen des Gebäudes 4 wirkungsvoll verhindert werden soll, werden ebenfalls die Luftzutritts- und die Luftaustrittsöffnungen 2 und 11 bzw. 12 und 3 geschlossen und es wird das Gebläse 14 abgestellt. Die luftdurchlässige Schicht 8 wirkt wiederum als opake Wärmedämmung, wobei sich gegebenenfalls zwischen dem Raum zwischen der Schicht 8 und der Rück­ wand 6 sowie dem Raum zwischen der vorderen Schicht 5 und der Schicht 8 ergebende Temperatunterschiede und daraus resultierende Konvektionen durch die Struktur und insbesondere die geneigte Anordnung der Durchtrittskanä­ le 9 der Schicht 8 aufgrund des durch die Neigung der Kanäle 9 hervorgerufenen, relativ hohen Strömungswider­ standes weitgehend verhindert werden, wodurch eine wir­ kungsvolle Dämmfunktion erzielt wird.

Für den Fall, daß eine Temperaturreduktion der Gebäude­ hülle 4 angestrebt wird, kann beispielsweise in Zeiten fehlender Sonneneinstrahlung, d. h. insbesondere bei Nacht, Luft über das Gebläse 14 durch das Gehäuse 1 ge­ führt werden, wobei die Temperatur der eintretenden Luft naturgemäß geringer als die Temperatur der Rückwand 6 sowie der Gebäudehülle 4 sein muß. Der durch das Gehäuse 1 geführte Luftstrom kühlt die Rückwand 6 und damit die Gebäudehülle 4, wobei die von der Luft aufgenommene Wär­ me wieder entsprechend dem Pfeil 13 zu einem nachge­ schalteten Verbraucher oder ins Freie abgeführt werden kann. Alternativ kann der Luftstrom auch entgegen der mit den Pfeilen 10 und 13 gezeigten Richtung geführt werden und so die Wärmeabfuhr in die andere Richtung er­ folgen und dort einer weiteren Nutzung zugeführt werden.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind ebenfalls für gleiche Bauteile die Bezugszeichen der vorangehenden Ausführungsformen beibehalten worden. Bei diesen Ausbildungen findet als luftdurchlässige Schicht 8 eine mehrlagige Sandwich-Konstruktion Verwendung, wo­ bei zwischen zwei Schichten 25, 26, welche wie bei den vorangehenden Ausführungsformen beispielsweise aus einer wabenartigen oder rohrartigen Struktur bestehen, eine Füll- bzw. Dämmschicht, beispielsweise aus einem Papier­ granulat 27, vorgesehen ist, wobei diese Füll- oder Dämmschicht von zwei Vliesschichten 28 begrenzt wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform findet eine Lagerung bzw. Abstützung des Bauelementes 1 an einem an der Gebäudehülle bzw. der Außenwand 4 des Gebäudes vor­ gesehenen Support 29 statt, wobei im Inneren des Bauele­ mentes hohle Abstützungen 30 an diesem Support 29 fest­ gelegt sind, wobei diese Abstützungen 30 wenigstens eine Luftaustrittsöffnung 31 in dem gezeigten Beispiel auf­ weisen und das Innere der Abstützung 30 unmittelbar mit einer im Bereich des Supports 29 mündenden Luftdurch­ trittsöffnung 32 durch die Gebäudehülle 4 zusammenwirkt. Bei dem gezeigten Beispiel erfolgt gemäß den Pfeilen 33 eine Zufuhr von beispielsweise kalter Luft aus dem Inne­ ren des Gebäudes durch die Durchtrittsöffnung 32 in das Innere der Abstützung 30 und von dort über die Luftaus­ trittsöffnung 31 in das Innere des Bauelements unmittel­ bar vor der luftdurchlässigen Schicht 8, worauf nach Durchtritt durch die mehrlagige Schicht 8 nach einer Er­ wärmung der Luft diese entsprechend den Pfeilen 34 zwi­ schen der Schicht 8 und der Außenseite der Gebäudehülle 4 aufsteigt und im oberen Bereich eines Abschnittes bzw. Segmentes des Bauelementes über eine weitere Luftdurch­ trittsöffnung 35 wiederum in das Innere des Gebäudes eintritt. Es wird somit bei dieser gezeigten Ausfüh­ rungsform das Bauelement beispielsweise für eine Aufwär­ mung des Innenraumes des Gebäudes eingesetzt.

Bei Umkehr der Pfeilrichtungen läßt sich beispielsweise in der Nacht eine Abkühlung der Luft beim Hindurchtreten durch das Bauelement erzielen, wie dies bereits oben ausgeführt wurde.

Weiters ist bei dieser Ausführungsform als lichtdurch­ lässige Außenschicht des Bauelementes eine im vorliegen­ den Fall aus zwei Lagen bestehende Mehrfachverglasung vorgesehen, wobei durch dichtes Abschließen des Innenraumes 36 dieser Mehrfachverglasung, wobei die Dichtung im Bereich der Abstützung 30 sowie die Festlegung der Mehrfachverglasung allgemein mit 37 angedeutet sind, ein entsprechender, zusätzlicher Isoliereffekt erzielt wer­ den kann.

Wie bei den vorangehenden Ausführungsformen können na­ turgemäß im Bereich der Luftdurchtrittsöffnungen 32 bzw. 35 entsprechende Pumpen oder Gebläse zur Unterstützung bzw. Aufrechterhaltung eines gerichteten Luftstromes so­ wie zur Erzielung der gewünschten Wärmedämmungs- oder Regulierungseigenschaften angebracht sein und es können wie bei den vorangehenden Ausführungsformen zusätzlich Sensoren zur Unterstützung einer Steuerung der gewünsch­ ten Eigenschaften vorgesehen sein, um die bereits oben geschilderten, unterschiedlichen Möglichkeiten des Ein­ satzes des Bauelementes in einfacher Weise verwirklichen zu können.

Claims (10)

1. Bauelement zur Wärmedämmung, -isolierung und/oder -regulierung von Gebäudehüllen, insbesondere Gebäude­ außenwänden oder Dächern,
wobei das an der Gebäudehülle befestigbare oder die Gebäudehülle bildende Bauelement folgende Merkmale auf­ weist:

• - eine das Gehäuse (1) mit einem geschlossenen Um­ fangsrahmen (7) aus einem luftundurchlässigen Material;
• - eine das Gehäuse (1) nach außen abschließende plattenförmige Außenwand (5);
• - eine in dem Rahmen angeordnete Wärmedämmschicht (8) aus einem lichtundurchlässigen Material, die eine luftdurchlässige, wabenartige oder röhrenförmige Struk­ tur aufweist, welche Durchtrittskanäle für Luft defi­ niert, die senkrecht oder geringfügig geneigt zur Außen­ wandung (5) des Gehäuses verlaufen, und
• - im Bereich des Rahmens (7) angeordnete Luftzu­ tritts- und -austrittsöffnungen (2, 11; 3, 12; 32, 35),

wobei die Wärmedämmschicht (8) derart mit Zwischen­ raum von der Außenwandung (5) des Gehäuses und von einer gegebenenfalls vorhandenen Rückwandung des Gehäuses (1) oder von der Gebäudehülle, an der das Bauelement befe­ stigt ist, angeordnet ist, daß Luft durch den Zwischen­ raum und durch die Durchtrittskanäle der Wärmedämm­ schicht zirkulieren kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (5) des Gehäuses von einer lichtdurchlässi­ gen Schicht gebildet ist,
und daß die Luftzutrittsöffnungen und -austrittsöffnun­ gen im Rahmen so angeordnet sind, daß die Luft die Wär­ medämmschicht von deren Vorderseite her durchströmt und dabei von der an der Wärmedämmschicht absorbierten So­ larwärme erwärmt wird.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die luftdurchlässige Wärmedämm­ schicht (8) aus Karton, Pappe, imprägniertem Papier aus­ gebildet ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die luftdurchlässige Schicht (8) als mehrlagige Sandwich-Konstruktion ausge­ bildet ist, wobei zwischen zwei Schichten (25, 26) aus wabenartiger oder röhrenförmiger Struktur eine Zwischen­ schicht, insbesondere eine Vliesschicht oder eine beid­ seitig von Vliesschichten (28) begrenzte Füllschicht (27), beispielsweise aus Papiergranulat, angeordnet ist.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) allseitig geschlossen ausgebildet ist, wobei die Rückfläche (6) des Gehäuses (1) aus einem luftundurch­ lässigen Material besteht.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Gebläse (14) an mit den Luftzutritts- bzw. Luftaustrittsöffnun­ gen (2, 11; 3, 12; 32, 35) gekoppelte Leitungen an­ schließbar ist oder in dem Gehäuse (1) des Bauelementes integriert ist.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensor (17, 18) zur Bestimmung der Temperatur der Luft im Gehäuse (1) und/oder der Temperatur der Gebäude­ hülle (4) und/oder des Ausmaßes der Sonneneinstrahlung auf das Gehäuse (1) vorgesehen ist, welcher Sensor (17, 18) mit einer Steuereinrichtung (22) zur Betätigung des Gebläses (14) und/oder des Öffnungsgrades der Luftein­ tritts- und Luftaustrittsöffnungen (11, 12) gekoppelt ist.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Luftaus­ trittsöffnung (3) des Gehäuses (1) ein vorzugsweise im Inneren des Gebäudes angeordneter Wärmeverbraucher über wenigstens eine durch die Gebäudehülle (4) hindurchtre­ tende Luftaustrittsöffnung anschließbar ist.

8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die luft­ durchlässige Schicht (8) derart geneigt angeordnet ist, daß die Luftdurchtrittskanäle (9) dieser Schicht in Richtung zur Rückfläche (6) des Gehäuses (1) oder der Gebäudehülle (4) ansteigend verlaufen.

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Druck- und/oder Feuchtigkeitsauslaßöff­ nung (19) vorgesehen ist, deren Querschnitt höchstens ein Drittel, vorzugsweise höchstens ein Zehntel, des Querschnittes der Luftzutritts- und Luftaustrittsöffnun­ gen (2, 11; 3, 12; 32, 35) beträgt.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außen­ wandung (5) als Mehrfach-Verglasung ausgebildet ist.