DE202009016725U1 - Double façade with integrated solar shading for buildings - Google Patents

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Abstract

Doppelfassade mit integriertem Sonnenschutz für Gebäude, umfassend mindestens ein Glasmodul, das mindestens den folgenden Aufbau aufweist:
a.) eine obere Fläche (4a),
b.) eine Innenscheibe (1),
c.) eine Außenscheibe (2) und
d.) eine untere Fläche (4b),
wobei die Außenscheibe (2) und/oder die Innenscheibe (1) eine lichtabweisende Beschichtung (3) enthält.Double façade with integrated solar shading for buildings, comprising at least one glass module, which has at least the following structure:
a.) an upper surface (4a),
b.) an inner pane (1),
c.) an outer pane (2) and
d.) a lower surface (4b),
wherein the outer pane (2) and / or the inner pane (1) contains a light-repellent coating (3).

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelfassade mit integriertem Sonnenschutz.The The invention relates to a double façade with integrated sunshade.

Im Zuge zunehmender Energieverknappung werden auch in Gebäudebau und der Architektur Konzepte zum Energiesparen und intelligenter Temperatursteuerung immer wichtiger. Dabei kommt vor allem dem Fassadenaufbau eine immer wichtigere Bedeutung zu. Insbesondere Glasfassaden weisen trotz ihres eindrucksvollen Erscheinungsbildes, große Wärmeverluste im Winter und eine starke Aufheizung im Sommer auf. Große Energiemengen und Kosten müssen aufgebracht werden, um diese Effekte auszugleichen.in the Increasing energy shortages are also in building construction and architecture concepts for saving energy and smarter Temperature control more important. Here comes above all the facade construction an increasingly important meaning. In particular, have glass facades despite their impressive appearance, large heat losses in the winter and a strong heating up in the summer. Size Sources of energy and costs must be applied to to compensate for these effects.

Eines der Konzepte um diesen Problemen entgegenzuwirken, ist die sogenannte Zweite-Haut-Fassade, siehe G. Anderotti, Glass Processing Days 2005, S. 593–596 , oder Doppelfassade. Dabei ist das Gebäude wie in einem Umschlag mit zwei Schichten Glas ummantelt. Der Zwischenraum (Kavität) zwischen diesen Glasschichten, dient dabei zur Temperaturregulierung. Im Winter isoliert der Zwischenraum das Gebäude nach Außen. Im Sommer erzeugen der Zwischenraum und entsprechende Öffnungen in der Außenhaut Luftströmungen, die Wärme aus dem Inneren des Gebäudes nach außen abführen können. Die entsprechende Wahl der Fenster kann diesen Effekt noch vergrößern. Bei gut wärmeleitfähigen Innenfenstern und gut isolierenden Außenfenstern wird im Sommer Wärme aus dem Gebäudeinneren über den Luftstrom nach außen abgeführt, ohne das das Gebäude im Winter aufgrund isolierender Außenglasschicht zu sehr abkühlt.One of the concepts to counteract these problems is the so-called Second Skin Facade, see G. Anderotti, Glass Processing Days 2005, pp. 593-596 , or double façade. The building is covered with two layers of glass as if in an envelope. The intermediate space (cavity) between these glass layers serves to regulate the temperature. In winter, the gap isolates the building to the outside. In summer, the gap and corresponding openings in the outer skin create air currents that can dissipate heat from the interior of the building to the outside. The appropriate choice of windows can increase this effect even more. In the case of heat-conducting interior windows and well-insulated exterior windows, heat is dissipated out of the interior of the building via the air flow to the outside in summer, without cooling the building too much in winter due to the insulating outer glass layer.

Steigen die Temperaturen im Sommer jedoch stärker an, so ist die Kühlleistung der oben beschriebenen Anordnung begrenzt und der Luftstrom kann nicht genügend Wärme abführen. In diesen Fall sind dann Ventilatoren notwendig, die entsprechend viel Energie benötigen. Eine andere Möglichkeit zur Abdunkelung sind Jalousien (Solar Control Element), die entsprechendes Sonnenlicht absorbieren. Die Jalousien erzeugen jedoch schwerwiegende Probleme wenn sie an größeren Gebäuden außen montiert werden. Starke Luftströmungen erschweren eine stabile Montage und sorgen für eine große Lärmbelästigung. Eine Montage der Abdunklung in der Kavität, d. h. zwischen den Scheiben, beeinträchtigt nachhaltig das Strömungsprofil in der Kavität. Die Luftaustauschmenge wird insbesondere deutlich reduziert.Climb However, the temperatures in the summer stronger, so is the Limited cooling capacity of the arrangement described above and the airflow can not dissipate enough heat. In this case, then fans are necessary, the corresponding need a lot of energy. Another possibility for darkening are blinds (Solar Control Element), the corresponding Absorb sunlight. The blinds, however, produce serious Problems when working on larger buildings be mounted outside. Strong air currents make it difficult a stable assembly and ensure a great Noise pollution. An assembly of the darkening in the cavity, d. H. between the discs, impaired sustained the flow profile in the cavity. The air exchange rate is significantly reduced in particular.

Die JP 2005-330762 A1 offenbart eine Doppelfassade, bestehend aus einer Außenhülle und einer durch eine Kavität getrennten inneren Fassade. Sowohl die äußere als auch die innere Fassade sind als Glassfassade ausgelegt. Entsprechende isolierende und kühlende Eigenschaften werden allein durch die baulichen Dimensionen erzielt. Eine zusätzliche Kühlung wird dabei nicht offenbart.The JP 2005-330762 A1 discloses a double façade consisting of an outer shell and an inner facade separated by a cavity. Both the outer and the inner facade are designed as a glass facade. Corresponding insulating and cooling properties are achieved solely by the structural dimensions. An additional cooling is not disclosed.

Die JP 2008-025229 A1 offenbart ein System zur Veränderung der Lichtdurchlässigkeit in Doppelfassaden. Dies ermöglicht eine Regulierung der einfallenden Lichtmenge und damit der Wärmemenge im Gebäude. Die Steuerung der Transmission wird dabei durch Keimbildungsprozesse, d. h. Tröpfchenbildung eines Gases in der Zwischenschicht gesteuert. Dies setzt jedoch eine geschlossene Kavität voraus. Die anhaltende Feuchtigkeit kann zudem Probleme wie beispielsweise Schimmel mit sich bringen. Des Weiteren ist die Steuerung eines derartig komplexen Vorganges wie der Keimbildung sowohl theoretisch als auch praktisch sehr schwierig.The JP 2008-025229 A1 discloses a system for changing the translucency in double facades. This allows regulation of the amount of incident light and thus the amount of heat in the building. The control of the transmission is controlled by nucleation processes, ie droplet formation of a gas in the intermediate layer. However, this requires a closed cavity. The persistent moisture can also cause problems such as mold. Furthermore, the control of such a complex process as nucleation is both theoretically and practically very difficult.

US 6,277,523 B1 beschreibt die Bau- und Funktionsweise einer elektrochromen Beschichtung. Dabei lässt sich die Transparenz für Licht verschiedener Wellenlängen durch Anlegen einer elektrischen Ladung steuern und regulieren. US 6,277,523 B1 describes the construction and operation of an electrochromic coating. The transparency for light of different wavelengths can be controlled and regulated by applying an electrical charge.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Doppelfassade bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile des Standes der Technik behebt. Bei starker Sonneneinstrahlung soll insbesondere ein Aufheizen des Gebäudes vermieden werden und ein ausreichender Luftaustausch gewährleistet sein. Gleichzeitig dürfen die Wärme isolierenden Eigenschaften im Winter nicht eingeschränkt werden.The Invention has the object to provide a double facade, the overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art. at strong sunlight should in particular a heating of the building be avoided and ensures a sufficient exchange of air be. At the same time allowed to heat insulating Properties in winter are not restricted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.These The object is achieved by the independent Claim 1 solved. Preferred versions go from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Doppelfassade weist den folgenden Aufbau aus mindestens einen Glasmodul auf. Das Glasmodul enthält mindestens eine obere Fläche (4a), eine Innenscheibe (1), eine Außenscheibe (2) und eine untere Fläche (4b). Zudem weisen die Außenscheibe (2) und/oder die Innenscheibe (1) eine lichtabweisende Beschichtung (3) auf. Der Begriff „Glasmodul” beschreibt dabei die kleinste, sich gegebenenfalls wiederholende, Untereinheit, in die sich die gesamte Doppelaußenfassade prinzipiell zerlegen lässt. Damit schließt die Erfindung auch Doppelfassaden aus nur einem Glasmodul mit ein. Dieser Fall ist beispielsweise bei der Verkleidung einzelner Öffnungen der Außenmauer oder bei Fenstern, z. B. in Form von Erkern, möglich.The double facade according to the invention has the following structure of at least one glass module. The glass module contains at least one upper surface ( 4a ), an inner pane ( 1 ), an outer pane ( 2 ) and a lower surface ( 4b ). In addition, the outer pane ( 2 ) and / or the inner pane ( 1 ) a light-repellent coating ( 3 ) on. The term "glass module" describes the smallest, optionally repeating, subunit into which the entire double exterior façade can in principle be disassembled. Thus, the invention also includes double facades of only one glass module with. This case is for example in the lining of individual openings of the outer wall or windows, z. B. in the form of bay windows, possible.

In der Regel ist die Doppelfassade jedoch aus mehreren nebeneinander und/oder übereinander angeordneten Glasmodulen aufgebaut. Die einzelnen Glasmodule, insbesondere die Glasscheiben der Glasmodule, können dabei über Stahlträger oder vergleichbare Verbindungsstücke miteinander verbunden sein. Dadurch wird eine vollständige Verkleidung des Gebäudes nach Außen mit einer Doppelfassade möglich. Die Glasmodule können auch an ein Dach angeschlossen sein oder durch entsprechende Deckscheiben ganz oder teilweise nach oben abgeschlossen sein. Um eine entsprechende Belüftung zu ermöglichen, können Lüftungsöffnungen in einzelnen oder allen Glasmodulen vorgesehen sein. Eine bevorzugte Anordnung weist Lüftungsöffnungen am unteren und oberen Teil des Gebäudes auf. Damit lassen sich Kamineffekte der Außenfassade zur Kühlung nutzen.In but usually the double façade is made up of several side by side and / or stacked glass modules constructed. The individual glass modules, in particular the glass panes of the glass modules, can use steel beams or similar Connecting pieces to be interconnected. This will a complete covering of the building Outside with a double façade possible. The glass modules can also be connected to a roof or by appropriate Cover disks must be completely or partially closed at the top. Around to allow appropriate ventilation can Ventilation openings in single or all glass modules be provided. A preferred arrangement has ventilation openings at the bottom and top of the building. Leave it Chimney effects of the exterior facade for cooling use.

Die isolierenden und Temperatur regulierenden Eigenschaften der Doppelfassade lassen sich über die Größe des Zwischenraums, d. h. der Abstand der Scheiben (1, 2), die Größe des Gesamtzwischenraums aller Glasmodule, die Dicke der Scheiben (1, 2) und die Durchlässigkeit (Transmission) der lichtabweisenden Beschichtung (3) einstellen.The insulating and temperature-regulating properties of the double facade can be determined by the size of the gap, ie the distance of the discs ( 1 . 2 ), the size of the total gap of all the glass modules, the thickness of the panes ( 1 . 2 ) and the transmission of the light-repellent coating ( 3 ) to adjust.

Zusätzlich kann der Zwischenraum der Glasmodule noch mit mechanischen Ventilatoren bestückt werden, so dass die Kühlrate bei hohen Temperaturen noch weiter gesteigert werden kann.additionally The gap of the glass modules can still be with mechanical fans be fitted so that the cooling rate at high Temperatures can be increased even further.

Weiterhin weist die lichtabweisende Beschichtung (3) eine Dicke von 50 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 100 nm bis 600 nm, besonders bevorzugt von 200 nm bis 400 nm auf.Furthermore, the light-repellent coating ( 3 ) has a thickness of 50 nm to 1000 nm, preferably from 100 nm to 600 nm, particularly preferably from 200 nm to 400 nm.

Die lichtabweisende Beschichtung (3) enthält bevorzugt eine elektrochrome-, photochrome- und/oder thermochrome Beschichtung. Die Transmission der Beschichtung und damit auch die der Scheibe, wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung (elektrochrom), einfallendes Sonnenlicht (photochrom) oder steigende Temperaturen (thermochrom) reduziert. In Abhängigkeit von der Beschichtung lassen sich dabei neben dem sichtbaren Licht auch größere Anteile infraroter (Wärme-)Strahlung zurückhalten.The light-repellent coating ( 3 ) preferably contains an electrochromic, photochromic and / or thermochromic coating. The transmission of the coating and thus also that of the disk is reduced by applying an electrical voltage (electrochromic), incident sunlight (photochromic) or rising temperatures (thermochromic). Depending on the coating, larger amounts of infrared (heat) radiation can be retained in addition to the visible light.

Die lichtabweisende Beschichtung (3) enthält besonders bevorzugt eine elektrochrome Beschichtung. Diese ermöglicht, durch Anlegen einer elektrischen Spannung, die Transmission einer Scheibe sofort zu ändern. Damit lässt sich die einfallende Lichtmenge in einem Gebäude sehr schnell und flexibel verändern. Im Gegensatz dazu verändern thermochrome oder photochrome Beschichtungen nur langsam die Transmission. Es ist daher nicht möglich, mit diesen Beschichtungen kurzfristig auf veränderte Bewölkungsverhältnisse zu reagieren.The light-repellent coating ( 3 ) particularly preferably contains an electrochromic coating. This allows, by applying an electrical voltage, to change the transmission of a disc immediately. This allows the amount of light entering a building to be changed very quickly and flexibly. In contrast, thermochromic or photochromic coatings change transmission only slowly. It is therefore not possible to react with these coatings in the short term to changed clouding conditions.

Die elektrochrome Beschichtung enthält bevorzugt mindestens eine inerte Deckschicht (3a), eine elektrisch leitfähige Schicht (3b), eine Elektrode (3c1) und einen Elektrolyt. Der Elektrolyt enthält mindestens eine Elektronen isolierende Schicht (3d1) und eine gehemmte elektrochrome Schicht (3d2). An den Elektrolyt schließt sich die zweite Elektrode (3c2), eine elektrisch leitfähige Schicht (3b) und ein Substrat (3e) an. Alle Schichten sind dabei im spannungslosen Zustand optisch transparent. Dies bedeutet bevorzugt eine Transmission für Licht der Wellenlängen von 300 nm bis 1300 nm von > 65%, besonders bevorzugt > 75%. Die einzelnen Schichten werden nachstehend näher beschrieben.The electrochromic coating preferably contains at least one inert outer layer ( 3a ), an electrically conductive layer ( 3b ), an electrode ( 3c1 ) and an electrolyte. The electrolyte contains at least one electron-insulating layer ( 3d1 ) and an inhibited electrochromic layer ( 3d2 ). The electrolyte is followed by the second electrode ( 3c2 ), an electrically conductive layer ( 3b ) and a substrate ( 3e ) at. All layers are optically transparent in a de-energized state. This preferably means a transmission for light of the wavelengths of 300 nm to 1300 nm of> 65%, particularly preferably> 75%. The individual layers are described in more detail below.

Die inerte Deckschicht (3a) kann beispielsweise Si3N4 enthalten, kann aber auch in Kombination oder alleine von einer transparenten Substratscheibe wie Glas oder einem transparenten Kunststoff gebildet werden. Dabei kann es sich auch um die Außenscheibe (2) oder Innenscheibe (1) handeln.The inert top layer ( 3a ) may contain, for example, Si 3 N 4 , but may also be formed in combination or alone by a transparent substrate wafer such as glass or a transparent plastic. It can also be the outer pane ( 2 ) or inner pane ( 1 ) act.

Beispiele für elektrisch leitfähige Schichten (3b) sind Fluor dotiertes Zinndioxid (F:SnO2) oder Zinn dotiertes Indiumoxid (ITO). Außerdem lassen sich Metalle oder Legierungen wie Silber, Kupfer, Gold oder Aluminium, gegebenenfalls zusammen mit Promotoren wie Ni/Cr Legierungen verwenden.Examples of electrically conductive layers ( 3b ) are fluorine doped tin dioxide (F: SnO 2 ) or tin doped indium oxide (ITO). In addition, metals or alloys such as silver, copper, gold or aluminum, optionally together with promoters such as Ni / Cr alloys can be used.

Die Elektroden (3c1, 3c2) können als Kathode, wie beispielweise Wolframoxid WO3, oder als Anode, wie beispielsweise Nickeloxide NiOxHy, NiOx, oder Iridiumoxide IrOx., ausgebildet sein. Die Reihenfolge ist dabei variabel.The electrodes ( 3c1 . 3c2 ) may be formed as a cathode, such as tungsten oxide WO 3 , or as an anode, such as nickel oxides NiO x H y , NiO x , or iridium oxides IrO x . The order is variable.

Der Elektrolyt (3d1, 3d2) enthält mindestens eine elektrisch isolierende Schicht (3d1), beispielsweise hydriertes Tantaloxid Ta2O5·nH2O, Antimonoxid Sb2O3, Zirkoniumdioxid ZrO2 und/oder Titandioxid TiO2. Die gehemmte elektrochrome Schicht (3d2) enthält beispielsweise hydriertes Wolframoxid WO3·nH2O, Nioboxid Nb2O3, Nb2O3·nH2O, Zinnoxid SnO2, SnO2·nH2O und/oder Bismutoxid Bi2O3, Bi2O3·nH2O. Auch ein dreigliederiger sandwichartiger Schichtaufbau aus (3d1)/(3d2)/(3d1) wie beispielsweise Ta2O5·nH2O/WO3·nH2O/Ta2O5·nH2O ist möglich. Beispiele für entsprechende elektrochrome Beschichtungen sind in der US 6,277,523 B1 offenbart.The electrolyte ( 3d1 . 3d2 ) contains at least one electrically insulating layer ( 3d1 ), for example hydrogenated tantalum oxide Ta 2 O 5 .nH 2 O, antimony oxide Sb 2 O 3 , zirconium dioxide ZrO 2 and / or titanium dioxide TiO 2 . The inhibited electrochromic layer ( 3d2 For example, hydrogenated tungsten oxide contains WO 3 .nH 2 O, niobium oxide Nb 2 O 3 , Nb 2 O 3 .nH 2 O, tin oxide SnO 2 , SnO 2 .nH 2 O and / or bismuth oxide Bi 2 O 3 , Bi 2 O 3 .nH 2 O. A three-membered sandwich-like layer structure of (3d1 ) / (3d2) / (3d1) such as Ta 2 O 5 .nH 2 O / WO 3 .nH 2 O / Ta 2 O 5 .nH 2 O is possible. Examples of corresponding electrochromic coatings are in US 6,277,523 B1 disclosed.

Die elektrochrome Beschichtung wird durch die Substratoberfläche (3e) abgeschlossen. Dabei kann es sich auch analog zur Substratoberfläche (3a) um die Außenscheibe (2) oder Innenscheibe (1) handeln. Durch Anlegen einer Spannung kann dann wie oben erwähnt, die Transmission der Scheibe reversibel verringert werden.The electrochromic coating is passed through the substrate surface ( 3e ) completed. It may also be analogous to the substrate surface ( 3a ) around the outer pane ( 2 ) or inner pane ( 1 ) act. By applying a voltage can then be reversibly reduced as mentioned above, the transmission of the disc.

Die elektrochrome Beschichtung kann auf der gesamten Fläche oder Teilen der Innenscheibe (1) und/oder Außenscheibe (2) angebracht sein. Mehr als 65% der Scheibenoberfläche, besonders bevorzugt mehr als 75% der Scheibenoberfläche, sind elektrochrom beschichtet.The electrochromic coating can be applied over the entire surface or parts of the inner pane ( 1 ) and / or outer pane ( 2 ) to be appropriate. More than 65% of the disk surface, more preferably more than 75% of the disk surface, are electrochromically coated.

Die Innenscheibe (1) und die Außenscheibe (2) weisen bevorzugt einen Abstand von 5 cm bis 200 cm, besonders bevorzugt 10 cm bis 50 cm, ganz besonders bevorzugt 20 cm bis 40 cm zueinander auf. Der genaue Abstand wird dabei entsprechend von den baulichen Gegebenheiten bestimmt.The inner pane ( 1 ) and the outer pane ( 2 ) preferably have a distance of 5 cm to 200 cm, more preferably 10 cm to 50 cm, most preferably 20 cm to 40 cm from each other. The exact distance is determined accordingly by the structural conditions.

Die obere Fläche (4a) und/oder die untere Fläche (4b) sind bevorzugt zu mehr als 50%, besonders bevorzugt zu mehr als 75% offen. Damit lassen sich bei übereinanderliegenden Glasmodulen der Luftaustausch und damit die Strömungsverhältnisse der Luft zwischen den Modulen einstellen. Möglich sind dabei auch flexible Öffnungen, die je nach Bedarf mehr oder weniger geöffnet sind.The upper surface ( 4a ) and / or the lower surface ( 4b ) are preferably more than 50%, more preferably more than 75% open. This allows you to adjust the superimposed glass modules air exchange and thus the flow conditions of the air between the modules. Also possible are flexible openings that are more or less open as needed.

Die obere Fläche (4a) und/oder untere Fläche (4b) können in einer anderen bevorzugten Ausführungsform geschlossen sein. Damit lässt sich beispielsweise bei niedrigen Außentemperaturen der Wärmeverlust minimieren.The upper surface ( 4a ) and / or lower surface ( 4b ) may be closed in another preferred embodiment. This makes it possible, for example, to minimize heat loss at low outside temperatures.

Die Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe (2) enthalten bevorzugt ein Verbundglas, bevorzugt Verbundsicherheitsglas. Neben Zweischeibenverbundglas ist auch Drei- oder Mehrscheibenverbundglas möglich.The inner pane ( 1 ) and / or the outer pane ( 2 ) preferably contain a laminated glass, preferably laminated safety glass. In addition to two-pane laminated glass, triple or multi-pane laminated glass is also possible.

Die Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe (2) weisen bevorzugt eine Fläche von > 1 m2 auf.The inner pane ( 1 ) and / or the outer pane ( 2 ) preferably have an area of> 1 m 2 .

Die Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe (2) weisen bevorzugt eine Fläche von > 5 m2 und besonders bevorzugt von > 19 m2 auf.The inner pane ( 1 ) and / or the outer pane ( 2 ) preferably have an area of> 5 m 2 and particularly preferably> 19 m 2 .

Die Außenscheibe (2) enthält bevorzugt eine schmutzabweisende Beschichtung, besonders bevorzugt eine hydrophobe Beschichtung. Diese erhöht den Kontaktwinkel von polaren Flüssigkeiten wie Wasser auf der Oberfläche der Scheiben und verringert damit die Benetzung der Oberfläche. Die Flüssigkeit läuft damit schneller ab und reinigt damit die Oberfläche. Entsprechende Beschichtungen können aus entsprechenden hydrophoben Silanen wie Alkylalkohol- bzw. Alkylchlorsilanen, beispielsweise Octyltrimethoxysilan bestehen. Zusätzlich können TiO2 Partikel auf der Oberfläche aufgebracht werden. Diese zersetzen unter Sonnenlicht katalytisch organische Schmutzpartikel an der Scheibenoberfläche. Beispiele für derartige Beschichtungen werden auch in den Patentanmeldungen EP 0 850 204 A1 und EP 0 927 144 A1 offenbart.The outer pane ( 2 ) preferably contains a soil-repellent coating, more preferably a hydrophobic coating. This increases the contact angle of polar liquids such as water on the surface of the discs and thus reduces the wetting of the surface. The liquid drains faster and thus cleans the surface. Corresponding coatings can consist of corresponding hydrophobic silanes, such as alkyl alcohol or alkylchlorosilanes, for example octyltrimethoxysilane. In addition, TiO 2 particles can be applied to the surface. These decompose catalytically under organic sunlight organic dirt particles on the disk surface. Examples of such coatings are also disclosed in the patent applications EP 0 850 204 A1 and EP 0 927 144 A1 disclosed.

Die Verbindung der Glasmodule erfolgt bevorzugt durch Verbindungselemente wie Stahlträger, Holzelemente, Steine, Mauerwerk und/oder Kunststoffträger. Die Verbindungselemente können einen Rahmen bilden, in den die Außenscheibe (2) und/oder Innenscheibe (1) eingesetzt werden. Insbesondere die Innenscheibe (1) kann in Öffnung des Gebäudemauerwerks eingesetzt werden. Die direkten Kontaktflächen zwischen den Verbindungselementen und der Innenscheibe (1) und/oder Außenscheibe (2) können mit elastischen Kunststoffen, polymeren Klebern und/oder polymeren, aushärtenden Schäumen ausgekleidet sein. Auch ein Einspannen der Innenscheibe (1) und/oder Außenscheibe (2) in den Verbindungselementen mit Hilfe von Schrauben und Schraubverschlüssen ist möglich.The connection of the glass modules is preferably carried out by connecting elements such as steel beams, wood elements, stones, masonry and / or plastic support. The connecting elements can form a frame into which the outer pane ( 2 ) and / or inner pane ( 1 ) are used. In particular, the inner pane ( 1 ) can be used in opening the building masonry. The direct contact surfaces between the connecting elements and the inner pane ( 1 ) and / or outer pane ( 2 ) may be lined with elastic plastics, polymeric adhesives and / or polymeric, thermosetting foams. Also a clamping of the inner pane ( 1 ) and / or outer pane ( 2 ) in the fasteners by means of screws and screw caps is possible.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 5 erläutert. Die Figuren sind dabei rein schematische Darstellungen und müssen deshalb nicht maßstabsgetreu sein. Sie beschränken die Erfindung in keiner Weise.In the following, the invention is based on the 1 to 5 explained. The figures are purely schematic representations and therefore need not be true to scale. They limit the invention in any way.

1 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Glasmoduls. 1 shows a schematic structure of a glass module according to the invention.

2 zeigt einen schematischen und vereinfachten Querschnitt der Strömungsverhältnisse in einem erfindungsgemäßen Glasmodul. 2 shows a schematic and simplified cross section of the flow conditions in a glass module according to the invention.

3 zeigt einen schematischen und vereinfachten Querschnitt der Strömungsverhältnisse eines nicht erfindungsgemäßen Glasmoduls mit einem Solar Control Element (S) zwischen der äußeren und inneren Scheibe. 3 shows a schematic and simplified cross section of the flow conditions of a non-inventive glass module with a solar control element (S) between the outer and inner disc.

4 zeigt das Verhältnis der berechneten volumetrischen Flussraten D2/D1 in Abhängigkeit vom Verhältnis der Abstände (h1/h) des Solar Control Elements. 4 shows the ratio of the calculated volumetric flow rates D2 / D1 as a function of the ratio of the distances (h1 / h) of the Solar Control element.

5 zeigt einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen elektrochromen Beschichtung. 5 shows a schematic cross section of an electrochromic coating according to the invention.

Die Bezugszeichen bedeuten dabei:The Reference numerals mean:

11
Innenscheibe,Inner pane,
22
Außenscheibe,Outer pane,
33
lichtabweisende Beschichtung,light-resistant coating
3a3a
inerte Deckschicht,inert overcoat
3b3b
elektrisch leitfähige Schicht,electrical conductive layer,
3c1, 3c23c1 3c2
Elektrode,Electrode,
3d13d1
Elektronen isolierende Schicht,electrons insulating layer,
3d23d2
gehemmte elektrochrome Schicht,inhibited electrochromic layer,
3e3e
Substratoberfläche,Substrate surface,
44
Außenscheibe,Outer pane,
55
Spannungsquelle,Voltage source,
6, 76 7
elektrische Kontakte,electrical Contacts,
SS
Solar Control Element,Solar Control element,
hH
Abstand zwischen Innen- und Außenscheibe,distance between inner and outer pane,
h1h1
Abstand zwischen Außenscheibe und Solar Control Element,distance between outer pane and solar control element,
xx
Breite des gesamten Glasmoduls undwidth of the entire glass module and
zz
Höhe des Strömungskanals.height of the flow channel.

1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Glasmoduls bestehend aus der Innenscheibe (1), Außenscheibe (2), lichtabweisenden Beschichtung (3), oberen Fläche (4a) und unteren Fläche (4b). Das Glasmodul stellt dabei die kleinste Untereinheit dar, in die sich die Doppelfassade theoretisch zerlegen lässt. Diese kann wie oben beschrieben, als einzelnes Element oder als nebeneinander und/oder übereinander angeordnetes Wiederhohlungselement angesehen werden. 1 shows a schematic representation of the glass module according to the invention consisting of the inner pane ( 1 ), Outer pane ( 2 ), light-repellent coating ( 3 ), upper surface ( 4a ) and lower surface ( 4b ). The glass module represents the smallest subunit into which the double facade can theoretically be disassembled. This can be considered as described above, as a single element or as a side by side and / or stacked Wiederhohlungselement.

2 zeigt vereinfacht die Strömungsverhältnisse (schwarze Pfeile) in dem Zwischenraum zwischen Innen- und Außenscheibe im Strömungskanal mit Breite (x) und Höhe (z). Diese sind vor allem für den Fall von Bedeutung, wenn mehrere Glasmodule übereinander angeordnet sind und über den Zwischenraum (Kavität) warme (Ab-)Luft transportiert wird. Der Strömungsverlauf ist dabei auf dem gesamten Abstand h nicht unterbrochen und näherungsweise ideal. 2 shows simplified the flow conditions (black arrows) in the space between the inner and outer disk in the flow channel with width (x) and height (z). These are especially important in the case when several glass modules are arranged one above the other and warm (down) air is transported via the intermediate space (cavity). The course of the flow is not interrupted over the entire distance h and is approximately ideal.

3 zeigt vereinfacht die Strömungsverhältnisse in dem Zwischenraum zwischen Innenscheibe (1) und Außenscheibe (2) mit integrierten Solar Control Element (S). Dabei ergeben sich anstatt eines einheitlichen idealen Strömungsprofils zwei getrennte Strömungsprofile. 3 shows simplified the flow conditions in the space between the inner pane ( 1 ) and outer pane ( 2 ) with integrated solar control element (S). This results in two separate flow profiles instead of a uniform ideal flow profile.

4 zeigt das berechnete Verhältnis D2/D1 der Volumetrischen Flussraten der Luft im Zwischenraum in Abhängigkeit vom Verhältnis der Abstände h1/h. Ohne Hindernis im Zwischenraum (wie in 2 dargestellt), d. h. lichtabweisender Beschichtung an der Außenscheibe, berechnet sich die Volumetrische Flussrate der Luft D1 nach Gleichung 1:

Figure 00090001
4 shows the calculated ratio D2 / D1 of the volumetric flow rates of the air in the gap as a function of the ratio of the distances h1 / h. Without obstacle in the space (as in 2 shown), ie light-repellent coating on the outer pane, the volumetric flow rate of the air D1 is calculated according to equation 1:
Figure 00090001

Bei einem Solar Control Element (S) im Zwischenraum (wie in 3 dargestellt) berechnet sich die Volumetrische Flussrate der Luft D2 nach Gleichung 2:

Figure 00100001
dabei sind D1, D2 die Volumetrischen Flussrate in m3/s, h der Abstand zwischen Innen- und Außenscheibe in m, h1 der Abstand zwischen Außenscheibe und Solar Control Element in m, ∇ →P der Druckabfall in bar, η die Viskosität in Pa·s (nach Ecoulement de poiseuille: Poiseuille, ”Le mouvement des liquides dans les tubes de petits diamètres”, 1844 und Les écoulements turbulents: L'espace chaotique. Deuxième et troisième cycles (Broché) de Pierre Bergé .).For a solar control element (S) in the space (as in 3 shown) is calculated Volumetric flow rate of air D2 according to equation 2:
Figure 00100001
where D1, D2 are the volumetric flow rate in m 3 / s, h is the distance between the inner and outer disks in m, h1 is the distance between the outer disk and the Solar Control element in m, ∇ → P is the pressure drop in bar, η is the viscosity in Pa · S (after Ecoulement de poiseuille: Poiseuille, "Le mouvement des liquides dans les tubes de petits diamètres", 1844 and Les écoulements turbulents: L'espace chaotique. Deuxième et troisième cycles (Broché) de Pierre Bergé .).

Die 4 zeigt, dass unabhängig von der Positionierung h1/h des Solar Control Elements in dem Zwischenraum, dass Verhältnis der Volumetrischen Volumenströme D2/D1 nie größer als 1 wird. Damit erreicht man die höchste Strömungsrate, d. h. D2/D1 = 1 nur ohne Hindernis, d. h. im Fall wenn h1 gleich null oder eins ist. In beiden Fällen ist der Zwischenraum nicht unterbrochen. Die erfindungsgemäße lichtabweisende Beschichtung der Außenscheibe (2) und/oder Innenscheibe (1) erlaubt die Reduzierung der einfallenden Lichtmenge ohne die Verwendung eines Solar Control Elements und damit einer Unterbrechung im Zwischenraum. Dadurch wird gleichzeitig die einfallende Wärmemenge reduziert und die Wärme im Gebäude auch ohne zusätzliche Ventilatoren effizient abgeführt.The 4 shows that regardless of the positioning h1 / h of the solar control element in the gap, the ratio of the volumetric flow rates D2 / D1 never becomes greater than 1. This achieves the highest flow rate, ie D2 / D1 = 1 only without an obstacle, ie in the case when h1 equals zero or one. In both cases, the gap is not interrupted. The light-repellent coating of the outer pane ( 2 ) and / or inner pane ( 1 ) allows reducing the amount of incident light without the use of a solar control element and thus an interruption in the gap. This simultaneously reduces the amount of heat incident and efficiently dissipates the heat in the building without the need for additional fans.

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße elektrochrome Beschichtung. Die elektrochrome Beschichtung enthält bevorzugt mindestens eine inerte Deckschicht (3a), eine elektrisch leitfähige Schicht (3b), eine Elektrode (3c1) und einen Elektrolyt. Der Elektrolyt enthält mindestens eine Elektronen isolierende Schicht (3d1) und eine gehemmte elektrochrome Schicht (3d2). An den Elektrolyt schließt sich die zweite Elektrode (3c2), eine elektrisch leitfähige Schicht (3b) und ein Substrat (3e) an. Alle Schichten sind dabei im spannungslosen Zustand optisch transparent. Die elektrochrome Beschichtung ist über elektrische Kontakte (6) und (7) mit einer Spannungsquelle (5) verbunden. Bei Anlegen einer Spannung verringert sich die Transmission der elektrochromen Beschichtung, insbesondere der gehemmten elektrochromen Schicht (3d2). 5 shows a schematic cross section through the electrochromic coating according to the invention. The electrochromic coating preferably contains at least one inert outer layer ( 3a ), an electrically conductive layer ( 3b ), an electrode ( 3c1 ) and an electrolyte. The electrolyte contains at least one electron-insulating layer ( 3d1 ) and an inhibited electrochromic layer ( 3d2 ). The electrolyte is followed by the second electrode ( 3c2 ), an electrically conductive layer ( 3b ) and a substrate ( 3e ) at. All layers are optically transparent in a de-energized state. The electrochromic coating is via electrical contacts ( 6 ) and ( 7 ) with a voltage source ( 5 ) connected. When a voltage is applied, the transmission of the electrochromic coating, in particular the inhibited electrochromic layer ( 3d2 ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - JP 2005-330762 A1 [0005] JP 2005-330762 A1 [0005]
  • - JP 2008-025229 A1 [0006] - JP 2008-025229 A1 [0006]
  • - US 6277523 B1 [0007, 0021] - US 6277523 B1 [0007, 0021]
  • - EP 0850204 A1 [0030] EP 0850204 A1 [0030]
  • - EP 0927144 A1 [0030] - EP 0927144 A1 [0030]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - G. Anderotti, Glass Processing Days 2005, S. 593–596 [0003] G. Anderotti, Glass Processing Days 2005, pp. 593-596 [0003]
  • - Ecoulement de poiseuille: Poiseuille, ”Le mouvement des liquides dans les tubes de petits diamètres”, 1844 und Les écoulements turbulents: L'espace chaotique. Deuxième et troisième cycles (Broché) de Pierre Bergé [0043] - Ecoulement de poiseuille: Poiseuille, "Le mouvement des liquides dans les tubes de petits diamètres", 1844 and Les écoulements turbulents: L'espace chaotique. Deuxième et troisième cycles (Broché) de Pierre Bergé [0043]

Claims (13)

Doppelfassade mit integriertem Sonnenschutz für Gebäude, umfassend mindestens ein Glasmodul, das mindestens den folgenden Aufbau aufweist: a.) eine obere Fläche (4a), b.) eine Innenscheibe (1), c.) eine Außenscheibe (2) und d.) eine untere Fläche (4b), wobei die Außenscheibe (2) und/oder die Innenscheibe (1) eine lichtabweisende Beschichtung (3) enthält.Double façade with integrated solar shading for buildings, comprising at least one glass module, which has at least the following structure: a.) An upper surface ( 4a ), b.) an inner pane ( 1 ), c.) an outer pane ( 2 ) and d.) a lower surface ( 4b ), wherein the outer pane ( 2 ) and / or the inner pane ( 1 ) a light-repellent coating ( 3 ) contains. Doppelfassade nach Anspruch 1, wobei die lichtabweisende Beschichtung (3) eine Dicke von 50 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 100 nm bis 600 nm aufweist.Double facade according to claim 1, wherein the light-repellent coating ( 3 ) has a thickness of 50 nm to 1000 nm, preferably from 100 nm to 600 nm. Doppelfassade nach Anspruch 1 oder 2, wobei die lichtabweisende Beschichtung (3) eine elektrochrome-, photochrome- und/oder thermochrome Beschichtung enthält.Double facade according to claim 1 or 2, wherein the light-repellent coating ( 3 ) contains an electrochromic, photochromic and / or thermochromic coating. Doppelfassade nach Anspruch 3, wobei die lichtabweisende Beschichtung (3) eine elektrochrome Beschichtung enthält.Double facade according to claim 3, wherein the light-repellent coating ( 3 ) contains an electrochromic coating. Doppelfassade nach Anspruch 4, wobei die elektrochrome Beschichtung den folgenden Aufbau umfasst: a.) eine inerte Deckschicht (3a), b.) eine elektrisch leitfähige Schicht (3b), c.) eine Elektrode (3c1), d.) ein Elektrolyt, der eine Elektronen isolierende Schicht (3d1) und eine gehemmte elektrochrome Schicht (3d2) enthält, e.) eine Elektrode (3c2), f.) eine elektrisch leitfähige Schicht (3b) und g.) eine Substratoberfläche (3e).Double facade according to claim 4, wherein the electrochromic coating comprises the following structure: a.) An inert covering layer ( 3a ), b.) an electrically conductive layer ( 3b ), c.) an electrode ( 3c1 ), d.) an electrolyte comprising an electron-insulating layer ( 3d1 ) and an inhibited electrochromic layer ( 3d2 ), e.) an electrode ( 3c2 ), f.) an electrically conductive layer ( 3b ) and g.) a substrate surface ( 3e ). Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Innenscheibe (1) und die Außenscheibe (2) einen Abstand von 5 cm bis 200 cm, bevorzugt 10 cm bis 50 cm, besonders bevorzugt 20 cm bis 40 cm zueinander aufweisen.Double facade according to one of claims 1 to 5, wherein the inner pane ( 1 ) and the outer pane ( 2 ) have a distance of 5 cm to 200 cm, preferably 10 cm to 50 cm, particularly preferably 20 cm to 40 cm from each other. Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die obere Fläche (4a) und/oder die untere Fläche (4b) zu mehr als 50%, bevorzugt zu mehr als 75% offen sind.Double facade according to one of claims 1 to 6, wherein the upper surface ( 4a ) and / or the lower surface ( 4b ) are more than 50%, preferably more than 75% open. Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die obere Fläche (4a) und/oder untere Fläche (4b) geschlossen sind.Double facade according to one of claims 1 to 7, wherein the upper surface ( 4a ) and / or lower surface ( 4b ) are closed. Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe (2) Verbundglas enthalten.Double facade according to one of claims 1 to 8, wherein the inner pane ( 1 ) and / or the outer pane ( 2 ) Contain laminated glass. Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe eine Fläche von > 1 m2 aufweisen.Double facade according to one of claims 1 to 9, wherein inner pane ( 1 ) and / or the outer pane have an area of> 1 m 2 . Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe eine Fläche von > 5 m2 aufweisen.Double facade according to one of claims 1 to 10, wherein inner pane ( 1 ) and / or the outer pane have an area of> 5 m 2 . Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei Innenscheibe (1) und/oder die Außenscheibe eine Fläche von > 19 m2 aufweisen.Double facade according to one of claims 1 to 11, wherein inner pane ( 1 ) and / or the outer pane have an area of> 19 m 2 . Doppelfassade nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Außenscheibe (2) eine schmutzabweisende Beschichtung, bevorzugt hydrophobe Beschichtung enthält.Double facade according to one of claims 1 to 12, wherein the outer pane ( 2 ) contains a dirt-repellent coating, preferably hydrophobic coating.
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