DE202016103466U1

DE202016103466U1 - Glas-Folien-Verbundelement

Info

Publication number: DE202016103466U1
Application number: DE202016103466.3U
Authority: DE
Original assignee: ZAE Bayern Bayerisches Zentrum fuer Angewandte Energieforschung eV
Current assignee: ZAE Bayern Bayerisches Zentrum fuer Angewandte Energieforschung eV
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2026-06-30

Abstract

Glas-Folien-Verbundelement (7), mit einer transmissiven Abdeckung (1), die eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, einem ersten umlaufenden ringförmigen Profil (2), das an der transmissiven Abdeckung (1) befestigt ist und einen vorbestimmten Abstand (w1) über wenigstens eine der beiden Oberflächen der Abdeckung hinausragt, einer vorgespannten transmissiven Folie (3), die auf dem über die Oberfläche der Abdeckung hinausragenden Teil des ersten Profils (2) aufgebracht ist, und einem zweiten umlaufenden ringförmigen Profil (5), das mit dem ersten Profil (2) derart verbunden ist, so dass die vorgespannte Folie (3) zwischen den beiden Profilen fixiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glas-Folien-Verbundelement, das insbesondere zur vorderseitigen thermischen Isolierung von Sonnenkollektoren sowie als Mehrscheibenisolierglaselement eingesetzt werden kann.
Zur Verbesserung der Isolationswirkung von Einfach-Glas-Scheiben werden meist mehrere Glasscheiben als sogenanntes Isolierglaselement miteinander verbunden. Dabei ist der systematische Aufbau zumeist sehr ähnlich. Mehrere Glasscheiben werden parallel in einem bestimmten Abstand miteinander zumeist diffusionsdicht verbunden und oft auch die so entstandenen Scheibenzwischenräumen mit Edelgasen, vorwiegen Argon, gefüllt. Es entstehen somit Zwei-, Drei-, oder sogar Vierscheiben-Isolierglasfenster.
Dabei ist die thermische Leitfähigkeit der Glasscheiben nicht der ausschlaggebende Isoliereffekt, sondern die Tatsache, dass sich in den Scheibenzwischenräumen ruhendes Gas, meist Argon oder Luft, als Isolator befindet. Es ist somit zweitrangig, welches Material oder Medium die Trennung der einzelnen Isolierräume zueinander übernimmt.
In folgenden Patenten und Gebrauchsmustern werden immer wieder Lösungen vorgestellt, die relativ schweren Glasscheiben durch Kunststoffe zu ersetzen: DE 00 0002 263 353 A , DE 00 0002 263 353 B2 , DE 00 0002 753 127 A1 , DE 00 0002 838 597 A1 , DE 00 0008 118 009 U1 . Diese werden im Nachfolgenden vorgestellt.
DE 00 0008 118 009 U1 verfolgt das Konzept eines nachträglich an das Fenster angebrachten Folienträgerrahmens, an welchen transparente Folien angebracht werden können. Der Erfinder gibt an, die Folien, vorzugsweise aus Polyester oder Polycarbonat bestehend, spannungsfrei auf den Rahmen aufzubringen. Dies hat jedoch zur Folge, dass bei höheren Temperaturen die thermische Ausdehnung der Folie Falten erzeugt, die das Erscheinungsbild negativ beeinflussen. Zudem ist durch die Bauweise nur eine nachträgliche Anbringung der Folie an das Fenster und somit keine prozessoptimierte Fertigung gegeben, da es sich bei Fenstern meist um Unikate mit verschiedenen Maßen handelt.
DE 00 0002 753 127 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einspannen von Folien zwischen zwei Scheiben. Dabei werden die eingebrachten Folien durch das Zusammenfügen der Rahmenteile gespannt. Problematisch hierbei ist der relativ kurze Spannweg, der dadurch erreicht wird. Versuche [2] haben gezeigt, dass insbesondere Flurpolymerfolien am besten als Scheibenzwischenfolie, auch bei höheren Temperaturen, wie sie im Sonnenkollektor auftreten, geeignet sind. Aufgrund der thermischen Längung der Folien muss diese durch ausreichende Vorspannung kompensiert werden, um auch bei höheren Temperaturen einen faltenfreien Betrieb gewährleisten zu können. Die Spannwege betragen hierbei, abhängig von der Glasgröße, Folienmaterial und Folienstärke, teilweise mehrere Zentimeter. Dies kann durch ein einfaches Zusammenfügen der Rahmenteile, wie in dem vorliegenden Patent beschrieben, nicht bewerkstelligt werden.
Des Weiteren schlägt der Erfinder von DE 00 0002 753 127 A1 und DE 00 0002 838 597 A1 vor, die Folien in ihrer Endlage festzukleben. Die meisten transparenten Folien (vorzugsweise Flurpolymere ETFE und FEP) benötigen, bevor sie geklebt werden können, eine Aktivierung der Oberfläche, um eine hinreichend gute Haftung des Klebstoffes zu erhalten, was zu erhöhten Kosten führt. Zudem sind die meisten Klebstoffe nicht für den Einsatz bei höheren Temperaturen, wie sie z. B. im Solarkollektor auftreten, geeignet.
DE 00 0002 263 353 A beschreibt eine Erfindung, die in den Zwischenraum einer Zweifachverglasung eine metallbedampfte Folie einsetzt um den Wärmedurchgangskoeffizienten zu verbessern. Nachteilig hierbei ist wiederum die bereits oben beschriebene Problematik der Faltenfreiheit bei höheren Temperaturen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glas-Folien-Element zu schaffen, dass einen vergleichbaren Wärmedurchgangskoeffizienten wie eine Zweischeibenverglasung oder niedriger besitzt, jedoch bei deutlich verringertem Gewicht. Zudem kann durch geschickte Kombination zweier solcher Elemente ein günstiges und extrem leichtes Verglasungselement mit den wärmetechnischen Eigenschaften einer Vierfachverglasung erzeugt werden. Ferner kann dieses Element als leichte und günstige Alternative zur Mehrfachabdeckung bei Sonnenkollektoren sowie als Fassadenelement für Gebäude verwendet werden. Zudem wird eine leichte, kostengünstige und transparentere Isolierverglasung geschaffen.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 11.
Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt
1 die Aufbringung der vorgespannten Folie auf das erste Profil,
2 das fertige Glas-Folien-Verbundelement, und
3 ein Mehrscheiben-Verbundglas-Element mit zwei Glas-Folien-Verbundelementen.
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
Das Glas-Folien-Element (7) nach 1 und 2 besteht aus einer Glasscheibe (1) und einer darauf in einem bestimmten Abstand (w1) montierten transparenten vorgespannten Folie (3), wobei die auftretenden Kräfte, die die Folie während ihres Betriebs über den Folienträgerrahmen (2) in die Glasscheibe (1) einleitet, von dieser aufgenommen werden. Es empfiehlt sich, die Folie (3) in beide Ausdehnungsrichtungen vorzuspannen, um einen faltenfreien Betrieb über die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten.
Der Folienhalterahmen (2) wird dabei an der Glasscheibe (1) befestigt, vorzugsweise diffusionsdicht mit geeigneten Klebstoffen verbunden. Dabei kann der Rahmen (2) vorher zusammengebaut oder auch in Einzelteilen mit der Glasscheibe verbunden werden. Im nächsten Schritt wird die transparente Folie (3) über diesen Rahmen gespannt (4) und am Rahmen fixiert. Die Fixierung der Folie (3) kann durch Klemmen, Kleben, oder Schrauben erfolgen.
Die Folie (3) kann mit Bildern oder Logos bedruckt werden. Die Folie (3) kann auch mit mineralischen oder organischen Photovoltaikzellen bedruckt werden.
Das so entstandene Glas-Folien-Element (7) kann somit als Mehrfachabdeckung z. B. im Sonnenkollektor, im Gewächshaus, sowie in Fassadenanwendungen als transparentes bzw. semitransparentes Dämmelement verwendet werden.

Ferner ist es möglich, aus diesen Glas-Folien-Elementen (7) ein „Mehrscheiben-Verbundglas-Element” aufzubauen. Dabei werden zwei Elemente (7-1, 7-2) spiegelverkehrt und parallel zueinander in einem bestimmten Abstand zueinander, ähnlich wie eine Zweischeibenverglasung, miteinander verbunden, wie dies in 3 gezeigt ist. Die so entstandene „Vierfachverglasung” zeichnet sich durch eine sehr hohe solare Transmission und einem geringen Wärmedurchgangswert bei einem Gewicht ähnlich der Zweischeibenverglasung aus. Je nach Folienart und Abstand können die im Fensterbau üblich angegebenen g- und U-Werte angepasst werden. Dabei beschreibt der g-Wert die Gesamtenergiedurchlässigkeit und der U-Wert die Dämmwirkung von Fensterscheiben. Literatur

[1]	T. Beikircher; Hocheffizienter Flachkollektor mit Foliendämmung und Überhitzungsschutzfür Betriebstemperaturen von 70–100 [Grad C]: Abschlussbericht; Programm "Solarthermie2000Plus" zur Publikation an der TIB Hannover; Projektlaufzeit: 01.11.2006–30.09.2009

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 000002263353 A [0004, 0008]
DE 000002263353 B2 [0004]
DE 000002753127 A1 [0004, 0006, 0007]
DE 000002838597 A1 [0004, 0007]
DE 000008118009 U1 [0004, 0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

T. Beikircher; Hocheffizienter Flachkollektor mit Foliendämmung und Überhitzungsschutzfür Betriebstemperaturen von 70–100 [Grad C]: Abschlussbericht; Programm ”Solarthermie2000Plus” zur Publikation an der TIB Hannover; Projektlaufzeit: 01.11.2006–30.09.2009 [0021]

Claims

Glas-Folien-Verbundelement (7), mit einer transmissiven Abdeckung (1), die eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, einem ersten umlaufenden ringförmigen Profil (2), das an der transmissiven Abdeckung (1) befestigt ist und einen vorbestimmten Abstand (w1) über wenigstens eine der beiden Oberflächen der Abdeckung hinausragt, einer vorgespannten transmissiven Folie (3), die auf dem über die Oberfläche der Abdeckung hinausragenden Teil des ersten Profils (2) aufgebracht ist, und einem zweiten umlaufenden ringförmigen Profil (5), das mit dem ersten Profil (2) derart verbunden ist, so dass die vorgespannte Folie (3) zwischen den beiden Profilen fixiert ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) in zwei Dimensionen vorgespannt ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Folie (3) in montiertem Zustand in zwei Dimensionen zwischen 1 und 40 N/mm² beträgt.
Glas-Folien-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) eine transparente oder semitransparente Folie ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) mit Metall beschichtet ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) eine elektrochrome Folie ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Abdeckung (1), der Folie (3) und dem ersten Profil umschlossene Raum mit Gas oder einem Gasgemisch gefüllt ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) bedruckt ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) mit einer Photovoltaikzelle bedruckt ist.
Glas-Folien-Verbundelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) mit einer organischen Photovoltaikzelle bedruckt ist.
Mehrscheiben-Verbundglas-Element mit einem ersten und einem zweiten Glas-Folien-Verbundelement (7-1, 7-2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die derart aufeinander montiert sind, dass das zweite umlaufende Profil und das erste umlaufende Profil deckungsgleich sind
Mehrscheiben-Verbundglas-Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen den beiden Folien (3-1, 3-2) mit einem Gas oder einem Gasgemisch gefüllt ist.