DE3011905A1

DE3011905A1 - Fensterscheibe, insbesondere zur verwendung als fenster eines gebaeudes o.dgl.

Info

Publication number: DE3011905A1
Application number: DE19803011905
Authority: DE
Inventors: Robert Allan Erb
Original assignee: Franklin Institute
Current assignee: Calspan Corp
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1980-10-02
Also published as: FR2461086A1; FR2461086B1

Description

Fensterscheibe, insbesondere zur Verwendung als Fenster

eines Gebäudes od.dgl.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der passiven Solarenergiesysteme und betrifft insbesondere eine Solarfensterscheibe, die Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften hat, welche sich mit Bezug auf die Jahreszeiten ändern.

Ein wirksames Solarfenster für ein passiv solarbeheiztes Gebäude sollte folgende Eigenschaften besitzen, insbesondere für die Raumheizung dieses Gebäudes:

1) Während der Wintermonate sollte die Sonnenstrahlung durch das Fenster hindurch- und in das Gebäude gehen können;

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2) während der Sommermonate sollte die Sonnenstrahlung am Durchgang durch das Fenster und am Eindringen in das Gebäude gehindert werden;

3) zu allen Zeiten, aber insbesondere während der Wintermonate sollte das Solarfenster gegen Wärmeverluste des Gebäudes durch Leitung, Konvektion und Wiederausstrahlung isolieren; und

4) zu allen Zeiten, aber insbesondere während der Sommermonate sollte das Solarfenster vor einem Wärmezuwachs in dem Gebäude durch Leitung, Konvektion und Wiederausstrahlung isolieren, wenn die äußere Umgebungstemperatur größer als die im Innern des Gebäudes gewünschte Temperatur ist.

Gewöhnliche Einfachscheiben (aus Glas oder Kunststoff) weisen nur die erste Eigenschaft auf, während ihnen die übrigen Eigenschaften fehlen.

Mehrfachglasscheiben sind bereits hergestellt worden, um dieses Ergebnis zu verbessern. Eine Doppelscheibe wird die oben erwähnte erste Eigenschaft haben und, wenigstens zum Teil, das Erzielen der dritten und der vierten Eigenschaft unterstützen. Die zweite Eigenschaft wird sie jedoch nicht haben.

Eine Dreifachscheibe liefert bessere Ergebnisse als eine Doppelscheibe, die zweite Eigenschaft weist sie jedoch auch nicht auf. Darüberhinaus sind die Kosten der Herstellung einer dreifach verglasten Fensterscheibe unter Anwendung der bekannten Herstellungsverfahren zu hoch, wodurch deren Kosteneffektivität als Energiesystem verringert wird.

Bei dem Bemühen, die Leistungsfähigkeit von mehrfach ver-

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glasten Scheiben zu verbessern, sind auch bereits doppelwandige Rippenglasscheiben hergestellt worden. Zwei im Handel erhältliche Beispiele solcher Fensterscheiben werden von der Fa. CY/RO Industries ("Acrylite"-SDP(Acryl)- und Polycarbonat-SDP-Platten) sowie von der Fa. Röhm und Haas Co. ("Tuffak Twinwall"-Polycarbonat) hergestellt. Diese Fensterscheiben weisen zwar, die erste, die dritte und die vierte Eigenschaft auf, nicht aber die zweite Eigenschaft.

Ungeachtet dessen, welche der obigen Fensterscheiben benutzt wird, wird ein Gebäude, insbesondere eines mit nichtbeschatteten, südlichen vertikalen oder geneigten, mit Fenstern versehenen Wänden oder Dächern, in den wärmeren Monaten unverändert überhitzt. Gebäudeüberhänge, reflektierende Vorhänge, Jalousien und Schirme sind bei dem Versuch benutzt worden, dieses überhitzungsproblem zu verringern. Diese Maßnahmen sind jedoch nur teilweise wirksam, beinhalten relativ komplizierte und teuere Gebilde und können in einigen Anwendungsfällen, z.B. bei Gewächshäusern, nicht ohne weiteres benutzt werden.

Nachdem die Nachteile der oben erwähnten Fensterscheiben erkannt worden sind, sind Fensterscheiben mit Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften entwickelt worden, die auf die Sonnenhöhe ansprechen. Diese Fensterscheiben haben im allgemeinen eine innere und eine äußere Glasscheibe oder Wand, zwischen denen mehrere sich längs erstreckende Stege angeordnet sind. Diese Stege sind mit Einrichtungen zum Reflektieren oder Filtern von Sonnenstrahlung versehen, welche in Wechselwirkung mit den Stegen und den Glasscheiben die oben aufgeführten vier Eigenschaften, wenigstens teilweise, ergeben. Beispiele von

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solchen Fensterscheiben finden sich beispielsweise in den US-PSen 4 091 592, 4 035 539, 3 940 896, 3 642 557, 3 077 643, 3 059 537, 2 874 611 und 2 849 762.

Solche mit Stegen versehenen Glasscheiben liefern zwar bessere Ergebnisse bei der Erzielung der vier Eigenschaften, die zur Herstellung eines wirksamen Solarfensters notwendig sind, solche Scheiben weisen jedoch mehrere Nachteile auf, die ihre schließliche Nützlichkeit als passives Solarenergiesystem ernsthaft beeinträchtigen.

Der Hauptnachteil, den solche Fensterscheiben aufweisen, besteht darin, daß sie unverändert das Zusammenbauen von diskreten Bauteilen zum Erzielen des gewünschten Ergebnisses erfordern. Im allgemeinen weisen solche Fensterscheiben ein gesondertes Paar Glasscheiben auf, zwischen denen sich eine dritte Anordnung befindet, die mehrere diskret hergestellte Stege umfaßt. Das führt dazu, daß zum Herstellen eines einzelnen Solarfensters zahlreiche Bauteile zusammengebaut werden müssen. Das hat viele Nachteile.

Die Kosten sind ein äußerst wichtiger Faktor bei der Herstellung eines kommerziell akzeptablen passiven Solarnergiesystems. Die Herstellungskosten steigen notwendigerweise sowohl im Verhältnis zu der Anzahl der diskreten Bauteile, die zur Herstellung der Fensterscheibe erforderlich sind, als auch im Verhältnis zu der Anzahl der Schritte, die zum Zusammenbauen dieser Fensterscheibe ausgeführt werden müssen. Infolgedessen können die Kosten von solchen Fensterscheiben aus mehreren Bauteilen nicht mit irgendwelchen Einsparungen an Heiz- und Kühlkosten, die sie schließlich erbringen können, konkurrieren.

Ein weiterer Faktor, der in Beziehung zu den Kosten steht, ist die Nutzlebensdauer solcher Fensterscheiben. Eine

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Fensterscheibe, die kommerziell akzeptabel sein soll, muß eine Nutzlebensdauer haben, welche ausreicht, um ein unnnötiges, wiederholtes Ersetzen der Fensterscheiben zu verhindern. Die oben erwähnten Fensterscheiben bestehen jedoch aus zusammengebauten diskreten Bauteilen, von denen viele aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, was die Möglichkeit einer ungleichmäßigen Ausdehnung und Zusammenziehung dieser Bauteile bei Änderung der Temperatur ihrer Umgebung schafft. Eine solche ungleichmäßige Ausdehnung und Zusammenziehung könnte schließlich zur Beschädigung dieser Fensterscheiben führen, die deren Nutzlebensdauer beeinträchtigt. Dieses Problem wird noch akuter, wenn solche Fensterscheiben in starren Fensterhalterahmen befestigt werden, die ihre Ausdehnung und Zusammenziehung weiter begrenzen, oder wenn solche Fensterscheiben als Dachabschnitte benutzt werden, um ein Dachfenster oder ein Oberlicht zu bilden.

Gekoppelt mit den obigen Problemen ist das Problem des ersten Einbaus und der Reparatur von solchen Fensterscheiben. Eine Fensterscheibe, die aus mehreren diskreten Bauteilen besteht, erfordert bei ihrem Einbau zusätzliche Sorgfalt, um die richtige Ausrichtung der Bauteile und ein richtiges Arbeiten des Fensters zu gewährleisten. Diese Probleme ergeben sich auch dann, wenn eine vorhandene Fensterscheibe ersetzt werden muß. Solche zusätzlichen Probleme führen zu erhöhten Kosten beim Einbau eines solchen Systems und bei der Reparatur dieses Systems, wodurch seine kommerzielle Annehmbarkeit weiter verringert wird.

Ein letzter Faktor ist das Aussehen. Im Idealfall sollte ein Fenster funktional sein, ohne daß dadurch seine ge-

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fällige äußere Erscheinung beeinträchtigt wird, was ein nicht leicht zu erreichendes Ziel ist.

Eine kommerziell akzeptable Solarfensterscheibe, die alle vier Energiedurchlässigkeits-, Energiereflexions- und Wärmeisoliereigenschaften aufweist, welche für das richtige Arbeiten des sich ergebenden passiven Solarenergiesystems erforderlich sind, ist bislang noch nicht hergestellt worden.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der passiven Solarenergiesysteme und betrifft insbesondere eine Solarfensterscheibe, die kommerziell akzeptabel ist und Lichtdurchlässxgkeits-, Lichtreflexions- und Wärmeisoliereigenschaften hat, welche sich mit Bezug auf die Jahreszeiten ändern.

Eine Fensterscheibe nach der Erfindung weist wenigstens eine innere und eine äußere Scheibe und mehrere dazwischen angeordnete und sich in Längsrichtung erstreckende Rippen auf und hat einen einstückigen Aufbau. Das wird erreicht, indem die Fensterscheibe vorzugsweise unter Verwendung des Extrudierverfahrens hergestellt wird, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, eine Fensterscheibe aus mehreren diskreten Bauteilen herstellen zu müssen.

Die innere und die äußere Scheibe oder Wand der Fensterscheibe sowie die dazwischen angeordneten Rippen sind geometrisch angeordnet und so behandelt, daß sie den Durchtritt von direkter Sonnenstrahlung bei niedrigen Sonnenhöhen gestatten, den Durchtritt von direkter Sonnenstrahlung bei großen Sonnenhöhen verhindern und daß isolierende Zwischenräume mit ruhender Luft vorhanden sind, die die Wärmeübertragung durch die Fensterscheibe verzögern. Auf diese Weise werden alle vier Eigenschaften erreicht, die erforderlich sind, um ein richtig arbeitendes passives

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Solarenergiesystem herzustellen. Darüberhinaus gibt die einteilige Konstruktion der Fensterscheiben, die zur Bildung eines solchen Systems benutzt werden, diesem System die kommerzielle Annehmbarkeit, die bekannte Systeme nicht bieten konnten.

Zur Schaffung der Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften, die oben beschrieben sind, werden die Wände oder Scheiben und die Rippen der Fensterscheibe aus zwei Materialien hergestellt. Eines dieser Materialien ist im wesentlichen glasklar und ermöglicht der Sonnenstrahlung, direkt durch die Fensterscheibe hindurchzugehen. Das andere verwendete Material ist im wesentlichen lichtundurchlässig und verhindert den direkten Durchgang von Sonnenstrahlung durch die Fensterscheibe. Das lichtundurchlässige Material ist vorzugsweise weiß, um das Erhitzen der Rippen, insbesondere im Sommer, zu vermeiden. Das ist noch ein weiterer Unterschied gegenüber aktiven Solarkollektorfensterscheiben, bei denen die inneren Trennungen (welche dunkel sind) als Solarenergiekollektoren wirken, während hier die Rippen lichtreflektierend sind, vorzugsweise bei diffusem Licht.

Die weißen, lichtundurchlässigen Teile und die glasklaren Teile treffen sich längs Farbgrenzflächen, die im Aufbau durchgehend und nahtlos sind, so daß eine einstückige Fensterscheibe gebildet wird. Das NichtVorhandensein von solchen körperlichen Diskontinuitäten wird ermöglicht, indem die Fensterscheiben unter Verwendung des CoextrusionsVerfahrens hergestellt werden, das die Verwendung von zwei Extrudern, einem mit einem glasklaren thermoplastischen Material gespeisten und einem mit einem weißen thermoplastischen Material gespeisten, und ein einzelnes Werkzeug beinhaltet. Die Farbgrenzflächen werden somit gleichzeitig und durchgehend hergestellt, wobei ihre Wirksamkeit aufrechterhalten wird.

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Die geringeren Kosten, die erreicht werden, indem eine Fensterscheibe auf diese Weise hergestellt wird, sowie die erhöhte Nutzlebensdauer und die geringeren Wartungskosten, die durch eine solche Scheibenkonstruktion erreicht werden, ermöglichen, solche Solarfensterscheiben zu einem kommerziell akzeptablen passiven Solarenergiesystem zu kombinieren, das für die vielfältigsten Verwendungszwecke von Nutzen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Solarfensterscheibe zu schaffen, die zur Herstellung eines kommerziell akzeptablen passiven Solarenergiesystems benutzt werden kann.

Weiter soll eine kommerziell akzeptable Solarfensterscheibe geschaffen werden, die den Durchtritt von Sonnenstrahlung in ein Gebäude in den Wintermonaten gestattet und in den Sommermonaten verhindert und vor einem Wärmezuwachs öder vor Wärmeverlusten eines Gebäudes durch Leitung, Konvektion und Wiederausstrahlung isoliert.

Es soll außerdem eine kommerziell akzeptable Solarfensterscheibe geschaffen werden, die den Durchtritt von direkter Sonnenstrahlung bei geringen Sonnenhöhen gestattet, den Durchtritt von direkter Sonnenstrahlung bei großen Sonnenhöhen verhindert und isolierende Zwischenräume mit ruhender Luft zum Verzögern der Wärmeübertragung durch die Fensterscheibe aufweist. Ferner soll eine kommerziell akzeptable Solarfensterscheibe geschaffen werden, die einen einstückigen Aufbau hat.

Außerdem soll eine kommerziell akzeptable Fensterscheibe geschaffen werden, die die Menge des in das mit ihr versehene Gebäude einfallenden Himmelslichtes nicht nennenswert verringert.

Es soll außerdem eine kommerziell akzeptable Fensterscheibe geschaffen werden, die eine ausreichende Nutzlebensdauer hat und leicht eingebaut, repariert oder ausgetauscht werden kann.

Schließlich soll eine kommerziell akzeptable Fensterscheibe ge-

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schaffen werden, die alle vorgenannten Vorteile hat und außerdem für eine durch die Fensterscheibe hindurchblickende Person ästhetisch gefällig ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

die Fig. 1 und 2 Teilquerschnittansichten, die zwei

verschiedene Ausführungsformen von doppelt verglasten Fensterscheiben gemäß der Erfindung zeigen,

die Fig. 3 bis 5 Teilquerschnittansichten von drei

verschiedenen Ausführungsformen von dreifach verglasten Fensterscheiben,

Fig 6 eine Teilquerschnittansicht, die ei

ne vierfach verglaste Fensterscheibe zeigt,

Fig. 7 eine Teilquerschnittansicht, die ei

ne dreifach verglaste Fensterscheibe mit gegeneinander versetzten, lichtundurchlässigen Rippen zeigt,

Fig. 8 eine vergrößerte Teilquerschnittan

sicht der Fensterscheibe von Fig. 3, die außerdem die Wasserdampfsperrschicht zeigt,

Fig. 9 eine Teilquerschnittansicht einer

Fensterscheibe mit eben abgeschlossenen Enden,

Fig. 10 eine Teilquerschnittansicht einer Fen

sterscheibe mit Verriegelungsenden,

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Fig. 11 eine räumliche Teilansicht einer Gruppe

von Fensterscheiben und von Vorrichtungen zum Befestigen der Fensterscheibengruppe an einem Gebäude,

Fig. 12 bis 14 Teilquerschnittansichten von Fensterscheiben mit Rippen, die zur Anbringung

der Fensterscheibe auf dem Dach eines Gebäudes ausgebildet sind,

Fig. 15 und 16 Teilquerschnittansichten von Fensterscheiben mit Rippen in Zickzackform.

Es werden zwar in der folgenden Beschreibung der Übersichtlichkeit halber spezifische Begriffe benutzt, diese beziehen sich jedoch nur auf die besondere Ausführungsform der Erfindung, die zur Veranschaulichung in den Zeichnungen gewählt worden ist, und begrenzen nicht den Rahmen der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Ausfuhrungsformen von Fensterscheiben nach der Erfindung, bei denen es sich um Doppelscheiben handelt. Jede Fensterscheibe 1, 2 weist zwei Wände oder Scheiben 3, 4 auf, nämlich eine erste, innere Wand 3, die dem Inneren des mit der Fensterscheibe 1, 2 versehenen Gebäudes zugewandt ist, und eine zweite, äußere Wand 4, die dem äußeren des mit der Fensterscheibe 1,2 versehenen Gebäudes zugewandt ist, sowie mehrere Rippen 5, 6, welche mit der inneren Wand 3 und der äußeren Wand 4 der Fensterscheibe 1, 2 verbunden sind und sich zwischen diesen erstrecken.

Die Wände 3, 4 sind im wesentlichen mit planarem Querschnitt dargestellt. Eine glatte, planare Oberfläche wird bevorzugt, da die Fensterscheiben 1, 2 die Stelle von gewöhnlichen Fenstern eines Gebäudes einnehmen sollen. Infolgedessen ist es erwünscht, dieses fensterartige Gebilde zu simulieren, wenn die Fensterscheiben 1, 2 hergestellt werden. Bei Bedarf könn-

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ten jedoch andere Formen benutzt werden, beispielsweise kömv= ten gekrümmte Formen zum Herstellen einer gewölbten Fensterscheibe 1, 2 benutzt werden. Fensterscheiben 1, 2 mit anderen Formen könnten in ähnlicher Weise hergestellt werden.

Die Rippen 5, 6 sind ebenfalls mit im wesentlichen planarem Querschnitt dargestellt. Planare Rippen 5, 6 werden bevorzugt, um die auf die Oberfläche der Rippen 5, 6 auftreffende Sonnenstrahlung gleichmäßig zu reflektieren und zu zerstreuen. In einigen Anwendungsfällen kann es jedoch erwünscht sein, Rippen 5, 6 zu benutzen, die in der Form nicht planar sind, um die Sonnenstrahlung zu zerstreuen, die auf die Rippen 5, 6 auftrifft, statt diese Sonnenstrahlung gleichmäßig zu reflektieren. Die Rippen 5, 6 könnten daher in der Form gebogen sein oder in der Form stückweise linear sein oder es könnten andere Formen benutzt werden, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck.

Die Fensterscheibe 1 von Fig. 1 hat Rippen 5, die zu der inneren Wand 3 und der äußeren Wand 4 schräg sind. Der Winkel, unter dem die Rippen 5 angeordnet sind, wird vorzugsweise mit der Sonnenhöhe (die durch den Pfeil 7 in Fig. 1 dargestellt ist) für ein bestimmtes Gebiet geändert, wobei die Änderung typischerweise entsprechend der geographischen Breite erfolgt, auf der die Fensterscheibe 1 benutzt werden soll. Im allgemeinen wird ein kleinerer Rippenwinkel bei höheren geographischen Breiten benutzt, während ein größerer Rippenwinkel bei niedrigeren geographischen Breiten benutzt wird.

Es ist außerdem möglich, obgleich weniger vorzuziehen, Rippen vorzusehen, die rechtwinkelig zu den Wänden 3, 4 angeordnet sind. Die in Fig. 2 gezeigten Rippen 6 veranschaulichen eine solche Fensterscheibe. In diesem Fall ändert sich die Winkellage der Rippen 6 nicht mit der Sonnenhöhe oder der geographischen Breite, auf der die Fensterscheibe benutzt werden soll.

In jedem Fall wird der Abstand zwischen benachbarten Rippen 5, 6 der Fensterscheiben 1 bzw. 2 vorzugsweise entsprechend

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der Sonnenhöhe festgelegt, in und oberhalb welcher keine direkte Sonnenstrahlung durch die Scheibe zu übertragen ist (was durch die Pfeile 8 in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist). Das wird durch Positionieren der entgegengesetzten Enden von benachbarten Rippen 5, 6 gesteuert, wie an den Stellen 9 bzw. 10 in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Bei Sonnenhöhen, die größer als die durch die Pfeile 8 dargestellte sind, wird die Sonnenstrahlung am direkten Eindringen in das Gebäude gehindert. Bei Sonnenhöhen, die kleiner als die durch die Pfeile 8 dargestellte sind, kann die Sonnenstrahlung in das Gebäude eindringen.

Da die Fensterscheiben 1, 2 als Fenstergebilde benutzt werden sollen, die außerdem als passives Solarenergiesystem dienen sollen, sind die Wände 3, 4 der Fensterscheiben 1, 2 für die Sonnenstrahlung vorzugsweise durchlässig. Es werden zwar lichtdurchlässige Wände 3, 4 bevorzugt, es ist jedoch auch möglich, Wände 3, 4 herzustellen, die bis zu einem gewissen Ausmaß getönt sind. Getönte Wände 3, 4 würden jedoch das Ausmaß der Sonnenstrahlung verringern, die durch die Fensterscheiben 1,2 hindurch in das Gebäude übertragen werden kann. In gewissen Anwendungsfällen kann diese Verringerung erwünscht sein.

Wenigstens einige der Rippen 5, 6 der Fensterscheiben 1, 2 müssen für Sonnenstrahlung undurchlässig sein. Das ist notwendig, um die gewünschten Lichtdurchlässigkeit- und Lichtreflexionseigenschaften des passiven Solarenergiesystems zu schaffen. In den Fensterscheiben von Fig. 1 und 2 sind sämtliche Rippen 5, 6 für Sonnenstrahlung undurchlässig. Gemäß Fig. 9 brauchen jedoch nicht sämtliche Rippen 5, 6 strahlungsundurchlässig zu sein. Es ist außerdem möglich, zusätzliche Rippen 11 zwischen den strahlungsundurchlässigen Rippen 5 anzuordnen, wobei die zusätzlichen Rippen 11 für Sonnenstrahlung durchlässig sind. Diese zusätzlichen Rippen 11 führen zu einer Fensterscheibe 39 (Fig. 9), die im wesentlichen dieselben Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften wie die Fensterscheibe 1 von Fig. 1 hat. Die zusätzlichen Rippen 11,

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die zwischen deren Wänden 3, 4 angeordnet sind, verhindern eine Konvektion und sorgen für eine zusätzliche bauliche Festigkeit.

Die im Querschnitt dargestellten Fensterscheiben 1, 2 können in vielfältigen Längen hergestellt werden. Das Coextrudieren ist ein kontinuierliches Verfahren und infolgedessen können Fensterscheiben 1, 2 jeder gewünschten Länge hergestellt werden. Die Breite der Fensterscheiben 1, 2 sowie ihre Form wird durch die Breite und die Form des Coextrusionswerkzeuges festgelegt. Es kann zwar jede Breite für die Herstellung gewählt werden, eine Breite von ungefähr 1,2 m (four feet) ist jedoch in den Vereinigten Staaten von besonderem Interesse.

Das Coextrusionsverfahren wird benutzt, um die Fensterscheiben 1, 2 so herzustellen, daß die lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Flächen hergestellt werden können, ohne daß ein Zusammenbauen von diskreten Bauteilen erforderlich ist. Die lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Flächen werden längs Farbgrenzflächen miteinander verbunden, die keine körperlichen Diskontinuitäten haben, um eine nahtlose, einstückige Fensterscheibe 1,2 herzustellen.

Zum Herstellen der Fensterscheiben 1,2 werden zwei Extruder benutzt. Ein Extruder bildet die lichtdurchlässigen Teile der Fensterscheibe. Diese bestehen vorzugsweise aus einem glasklaren thermoplastischen Material. Der andere Extruder bildet die lichtundurchlässigen Teile der Fensterscheibe. Bei diesen handelt es sich vorzugsweise um weißes thermoplastisches Material. Die glasklaren und die weißen Elemente der Fensterscheibe werden somit gleichzeitig und kontinuierlich hergestellt, wenn die Fensterscheibe extrudiert wird.

Verschiedene Materialien können benutzt werden, um einstückige Fensterscheiben 1, 2 auf diese Weise herzustellen. Von besonderem Interesse sind Acrylpolymere, hauptsächlich Polymethylmethacrylat in verschiedenen Standard- und stoßfesten Qualitäten. Außerdem ist Polycarbonat von Interesse, und zwar in UV-stabi-

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lisierter glasklarer sowie in pigmentierter weißer Zusammensetzung. Ein weiteres Material von einigem Interesse ist Poly·" vinylchlorid, das wahlweise eine Oberflächenbeschichtung zum Verringern der Verschlechterung durch Photooxydation haben kann.

Die oben beschriebenen Fensterscheiben 1, 2 bieten alle Eigenschaften, die für das richtige Arbeiten eines passiven Solarenergiesystems erforderlich sind.

Die Rippen 5, 6 sind so angeordnet, daß während der Wintermonate, wenn die Sonnenhöhe auf ihrem niedrigsten Wert ist, Sonnenstrahlung weitgehend direkt in das Gebäude eindringen kann, um diesem Wärme zu liefern. Während der Sommermonate, wenn die Sonnenhöhe am größten ist, wird die Sonnenstrahlung weitgehend am direkten Eindringen in das Gebäude gehindert, um das unerwünschte Aufheizen des Gebäudes während warmer Perioden zu verringern.

Die Kanäle 12, die durch die Rippen 5, 6 und die Wände 3, 4 gebildet sind, stellen ruhende Luft enthaltende Zwischenräume dar, welche die Wärmeübertragung durch die Fensterscheiben 1,2 sowohl im Winter als auch im Sommer verzögern.

Demgemäß ist eine Solarfensterscheibe geschaffen worden, die alle weiter oben erwähnten erwünschten Merkmale hat, einen einstückigen Aufbau aufweist und nicht aus einer Anzahl diskreter Bauteile zusammengebaut zu werden braucht.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei bevorzugte Ausführungsformen von Fensterscheiben nach der Erfindung. Die dargestellten Fensterscheiben 13, 14 sind im wesentlichen Dreifachscheiben, die in gleicher Weise wie die Fensterscheiben 1,2 arbeiten.

Die in Fig. 3 gezeigte Fensterscheibe 13 weist eine innere Wand 3 und eine äußere Wand 4 auf, zwischen die mehrere Rippen 15,

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16 eingefügt sind, wobei die Rippen 15 für Sonnenstrahlung undurchlässig sind, während die Rippen 16 für Sonnenstrahlung durchlässig sind.

Die sonnenstrahlungsundurchlässigen Rippen 15 sind wieder abgewinkelt angeordnet und haben einen gegenseitigen Abstand entsprechend der Sonnenhöhe und infolgedessen der geographischen Breite, auf der die Fensterscheibe 13 benutzt werden soll, wie es weiter oben beschrieben worden ist.

Beispielsweise sind die sonnenstrahlungsundurchlässigen Rippen 15 in der in Fig. 3 gezeigten Fensterscheibe 13 unter einem Winkel von 28° angeordnet. Das würde einer maximalen direkten Solardurchlässigkeit in einer Sonnenhöhe von 28° entsprechen, die in 40° nördlicher Breite am Mittag Mitte Januar und Anfang Dezember und um 10 Uhr und 14 Uhr am 4.November und 8.Februar (dargestellt durch die Pfeile 17 in Fig. 3) auftreten würde. Dieser Rippenwinkel würde typischerweise mit Hauptdifferenzen in der geographischen Breite verändert werden, und zwar bei niedrigeren geographischen Breiten vergrößert und bei höheren geographischen Breiten verringert werden. Außerdem würde ein höherer Rippenwinkel gewählt werden, wenn die maximale direkte Solardurchlässigkeit am Mittag für ein Datum erwünscht ist, das von der Wintersonnenwende weiter entfernt ist. Beispielsweise würde ein Rippenwinkel von 35° der maximalen Mittagsdurchlässigkeit am 4.November und 8.Februar entsprechen.

Der Abstand zwischen den Rippen 15 bei einem bestimmten Rippenwinkel wird durch die Sonnenhöhe festgelegt, bei und oberhalb welcher keine direkte Strahlung zu dem Gebäude durchgelassen werden soll. In Fig. 3 soll ein vollständiges Sperren bei einer Sonnenhöhe von 55° erfolgen (durch den Pfeil 18 in Fig. 3 dargestellt). Infolgedessen kommt es zu keinem direkten Durchlassen von Sonnenstrahlung zwischen 10 Uhr und 14 Uhr zwischen dem 11.Mai und dem 3.August in dem obigen Beispiel (bei 40° nördlicher Breite).

Gemäß Fig. 3 sind die durch die Wände 3, 4 und die Rippen 15

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begrenzten Kanäle weiter durch Rippen 16 unterteilt, welche für Sonnenstrahlung durchlässig sind. Auf diese Weise sind zwei Gruppen von Kanälen 19, 2 0 gebildet, nämlich eine äußere Gruppe von Kanälen 19 und eine innere Gruppe von Kanälen 20. Das ergibt eine Fensterscheibe 13, bei der es sich effektiv um eine Dreifachscheibe handelt, die ein besseres Isoliervermögen als eine Doppelscheibe hat, ohne daß ihre Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften wesentlich verändert worden sind. Aufgrund der kleinen, Konvektion verhindernden Kanäle 19, 20, die gebildet worden sind, werden außerdem Konvektionsströme innerhalb der Kanäle 19, 20 selbst gegenüber einfachen, herkömmlichen Dreifachscheiben verringert.

Die in Fig. 4 gezeigte Fensterscheibe 14 weist eine innere Wand 3 und eine äußere Wand 4, mehrere sonnenstrahlungsundurchlässige Rippen 15 und eine zusätzliche Wand 21 auf, die zwischen der Innenwand 3 und der Außenwand 4 angeordnet ist. Die strahlungsundurchlässigen Rippen 15 sind in bezug auf die Wände 3, 4 und in bezug auf einander in derselben Weise wie die Rippen 15 der Fensterscheibe 13 von Fig. 3 angeordnet, wie oben beschrieben. Infolgedessen hat die Fensterscheibe 14 im wesentlichen dieselben Betriebseigenschaften wie die Fensterscheibe 13 von Fig. 3.

Sie weist dieselben Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften und dieselben Wärmeisoliereigenschaften auf. Das ist auf die in der Fensterscheibe 14 zusätzlich vorhandene Wand 21 zwischen den Wänden 3, 4 zurückzuführen, durch die sich eine Dreifachscheibe 14 ergibt. Die zusätzliche Wand 21 ist vorzugsweise für Sonnenstrahlung durchlässig. Ebenso wie die Wände 3, 4 könnte jedoch die Wand 21 bei Bedarf getönt sein, wodurch das Lichtdurchlässigkeitsvermögen und das Lichtreflexionsvermögen der Fensterscheibe 14 entsprechend modifiziert würden. Die zusätzliche Wand 21 ist in der Mitte zwischen den Wänden 3, 4 und parallel zu diesen angeordnet. Bei Bedarf sind andere Anordnungen möglich, die dargestellte Anordnung würde jedoch bevorzugt.

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Demgemäß stellen die Scheiben 13 und 14 jeweils eine Dreifachscheibe dar, die das Lichtdurchlässigkeits- und das Lichtreflexionsvermögen sowie das Isoliervermögen hat, welche erforderlich sind, um ein wirksames passives Solarenergiesystem zu schaffen. Jede eignet sich gut zur Erzielung dieses Ergebnisses, aufgrund ihrer Dreiecksrippenkonstruktion ist jedoch die Fensterscheibe 13 von Fig. 3 eine etwas starrere Fensterscheibe als die Fensterscheibe 14 von Fig. 4.

Viele Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind möglich, und einige Beispiele dafür sind in den Fig. 5-7 gezeigt.

Fig. 5 zeigt eine Fensterscheibe 22, bei der es sich um eine Dreifachscheibe handelt. Die Fensterscheibe 22 hat Rippen 23, welche zu der inneren Wand 3 und der äußeren Wand 4 rechtwinkelig sind, und eine zusätzliche Wand 24, die parallel zu der inneren Wand 3 und zu der äußeren Wand 4 und zwischen diesen angeordnet ist. Die Rippen 23 sind strahlungsundurchlässig und die zusätzliche Wand 24 ist strahlungsdurchlässig. Diese Teile bilden gemeinsam im wesentlichen rechteckige Kanäle 25, die die Isolierung der Fensterscheibe 22 bilden.

Fig. 6 zeigt eine Fensterscheibe 26, bei der es sich um eine Vierfachscheibe handelt. Die Fensterscheibe hat eine innere Wand 3 und eine äußere Wand 4, mehrere strahlungsundurchlässige, schräge Rippen 26 und zwei zusätzliche Wände 28, 29, die für Sonnenstrahlung durchlässig sind. Diese Teile bilden gemeinsam drei Gruppen von Wärir.eisolierkanälen 30, 31, 32, die für ein besseres Wärmeisoliervermögen sorgen. Die Kanäle 30 sind dem Äußeren der Fensterscheibe 26 zugewandt, die Kanäle 32 sind dem Inneren der Fensterscheibe 26 zugewandt, und die Kanäle 31 sind zwischen Gruppen von Kanälen 30, 32 angeordnet.

Fig. 7 zeigt eine Fensterscheibe 33, bei der es sich um eine Dreifachscheibe handelt. Die Fensterscheibe 33 hat eine innere Wand 3 und eine äußere Wand 4, mehrere strahlungsundurchlässige, schräge Rippen 34 und eine zusätzliche Wand 35, die

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parallel zu und zwischen den Wänden 3, 4 angeordnet ist, Diese Teile bilden gemeinsam zwei Gruppen von Kanälen 36, 37, nämlich eine äußere Gruppe von Kanälen 36 und eine innere Gruppe von Kanälen 37. Die Fensterscheibe 33 hat Rippen 34, die so angeordnet sind, daß diejenigen Enden der Rippen 34, die mit der einen bzw. mit der anderen Seite der zusätzlichen Wand 35 verbunden sind, einander nicht gegenüberliegen. Infolgedessen sind die Kanäle 36, 37 ebenfalls auf der gesamten Länge gegeneinander versetzt.

Die vorstehend beschriebenen Fensterscheiben 22, 26, 33 haben jeweils Rippen, die gemäß der Sonnenhöhe angeordnet sind, wie weiter oben beschrieben. Die Fensterscheiben 22, 26, 33 haben jeweils Lichtdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften sowie die Wärmeisoliereigenschaften, die oben erläutert wurden. Die Beziehung zwischen diesen Eigenschaften hängt weitgehend von der für den Gebrauch ausgewählten Verglasung ab, d.h. davon, ob eine Doppel-, Dreifach- oder Vierfachscheibe benutzt wird. Beispielsweise wird eine Doppelscheibe mehr Wintersonnenstrahlung als eine Dreifach- oder Vierfachscheibe durchlassen, während sie jedoch auch mehr Wärme durchläßt als eine Dreifach- oder Vierfachscheibe. Das umgekehrte gilt ebenfalls. Die gewählte Konfiguration hängt deshalb weitgehend von dem Verwendungszweck sowie von dem Einbauort ab.

Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Fensterscheibe 13 von Fig. 3. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugszahlen. Ausserdem ist die Verwendung einer dünnen Schicht 38 aus einem Polymermaterial dargestellt, das eine sehr niedrige Wasserdampf durchlässigkeit hat und auf der äußeren Seite der inneren Wand 3 der Fensterscheibe 13 gebildet ist. Das hilft, die Kondensation auf der Innenoberfläche einer kalten äußeren Scheibe 4 zu verhindern, die bei Mehrfachkunststoffverglasungen auftreten kann, da Wasserdampf durch Diffusion vom Innern des Gebäudes her durch die Verglasung transportiert wird. Zu den interessierenden Wasserdampfsperrmaterialien gehören gewisse Hagenkohlenstoff polymere (z.B. Äthylenchlortrifluoräthylencopolymer oder fluoriertes Äthylenpropylencopolymer). Diese Schicht

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38 könnte bei Bedarf auch auf der Innenseite der inneren Wand 3 der Fensterscheibe 13 gebildet werden.

Die Fig. 9-11 zeigen verschiedene Mittel zum Befestigen der Fensterscheiben an einem Gebäude. Die Fensterscheibe 39, die in Fig. 9 gezeigt ist, ist oben und unten mit eben gemachten Enden 40 versehen. Durch das Ebenmachen der Enden 40 der Fensterscheibe 39 werden diejenigen Kanäle 41 vollständig verschlossen, welche sich zu dem Ende der Fensterscheibe 39 erstrecken, damit die richtige Isolierwirkung dieser Kanäle erzielt wird. Darüber hinaus ergibt sich dadurch ein rechteckiger Aufbau, der sich gut zum Einpassen in einen geeigneten Rahmen zur späteren Befestigung an einem Gebäude eignet.

Die Fensterscheiben 42, 43, die in Fig. 10 gezeigt sind, sind mit Verriegelungsenden 44 bzw. 45 versehen. Auf diese Weise können die beiden Fensterscheiben 42, 43 direkt miteinander verbunden werden, ohne daß zusätzliche Zusammenbauteile erforderlich sind. Weiter dienen die Verriegelungsenden 44, 45 zum Besäumen der Fensterscheiben 42, 43, wodurch diejenigen Kanäle 46 vollständig verschlossen werden, die sich zum Ende der Fensterscheiben 42, 43 erstrecken.

Ein erstes Verriegelungsende 44 hat einen Basisteil 47, der zu der Innenwand 3 und der Außenwand 4 der Fensterscheibe 42 im wesentlichen rechtwinkelig ist, und zwei Verriegelungslippen 48, die sich von dem Basisteil 47 und der Innen- und der Außenwand 3, 4 der Fensterscheibe 42 aus nach außen erstrecken und zu der Innen- und der Außenwand 3, 4 der Fensterscheibe 42 im wesentlichen parallel sind.

Ein zweites Verriegelungsende 45 hat einen Basisteil 49, der zu der Innenwand 3 und der Außenwand 4 der Fensterscheibe 43 im wesentlichen rechtwinkelig ist, und zwei Arretierungen 50, die sich von dem Basisteil 49 und der Innenwand 3 sowie der Außenwand 4 der Fensterscheibe 43 aus nach innen erstrecken und zu der Innenwand 3 und der Außenwand 4 der Fensterscheibe 43 im wesentlichen parallel sind.

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Die Basisteile 47, 49 verschließen diejenigen Kanäle 46,. die an den Enden der Fensterscheiben 42 bzw. 43 angeordnet sind.

Die Lippen 48 der Fensterscheibe 42 erfassen die Arretierungen 50 der Fensterscheibe 43, um dadurch die Enden der Fensterscheiben 42, 43 miteinander zu verbinden.

Die übrigen Enden der Fensterscheiben 42, 43 können mit zusätzlichen Lippen 48 oder Arretierungen 50 versehen werden, welche benutzt werden können, um zusätzliche, benachbarte Fensterscheiben zu erfassen,oder sie können mit eben gemachten Enden des in Fig. 9 angezeigten Typs versehen werden, die in einen Rahmen zur geeigneten Befestigung an einem Gebäude eingepaßt werden können.

Fig. 11 zeigt ein Rahmensystem 51, das zum Befestigen einer Fensterscheibe oder einer Gruppe von Fensterscheiben 52, 53, 54 an einem Gebäude geeignet ist. Die Fensterscheiben sind an der Wand 55 eines Gebäudes befestigt dargestellt. Es ist jedoch ebenso möglich, eine Fensterscheibe oder eine Gruppe von Fensterscheiben an dem Dach eines Gebäudes sowie an verschiedenen anderen Typen von Bauten zu befestigen. Beispielsweise können solche Fensterscheiben für Wohnhäuser, Kaufhäuser, Fabrikationsgebäude, Scheunen oder Viehställe, Schulen, Schwimmhallen, Fahrgastunterstände, geschlossene Fußgängerbrücken, Ausstellungshallen, Wohnmobile, Lieferwagen, Garagen, Gewächshäuser oder jedes andere Gebilde mit Fensterbereichen benutzt werden.

Das dargestellte Rahmensystem 51 benutzt zwei Arten von Rahmenteilen 56, 57.

Ein erster Typ von Rahmenteil 56 wird benutzt, um eine Fensterscheibe an einem Gebäude zu befestigen, und weist einen Basisteil 58 und zwei Schenkel 59 auf, die mit dem Basisteil 58 verbunden sind. Der Basisteil 58 ist vorzugsweise eben gemacht und zu den Wänden 3, 4 der Fensterscheibe 53 rechtwinkelig, da-

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mit er das eben gemachte Ende der Fensterscheibe 53 gleich-= mäßig erfaßt. Die Schenkel 59 erstrecken sich von dem Basisteil 58 nach außen und sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie zu den Wänden 3, 4 der Fensterscheibe 53 im wesentlichen parallel und durch einen Abstand von einander getrennt sind, der im wesentlichen gleich der Dicke der Fensterscheibe 53 ist. Auf diese Weise kann der Basisteil 58 mit der Wand 55 des Gebäudes verbunden werden, und die Fensterscheibe 53 kann dann über dem Basisteil 58 und zwischen den Schenkeln 59 angeordnet werden, um dadurch durch das Rahmenteil 56 erfaßt zu werden.

Ein zweiter Typ von Rahmenteil 57 wird benutzt, um eine erste Fensterscheibe 53 an einer zweiten Fensterscheibe 52, 54 zu befestigen, die der ersten Fensterscheibe 53 benachbart ist. Dieses Rahmenteil 57 wird deshalb als Alternative zu den Verriegelungsenden 44, 45 benutzt, die in Fig. 10 dargestellt sind. Entweder das Rahmenteil 57 oder die Verriegelungsenden 44, 45 können in Kombination mit dem Rahmenteil 56 benutzt werden, um mehrere Scheiben an einem Gebäude zu befestigen.

Das Rahmenteil 57 hat einen Basisteil 60 und zwei Schenkel 61, 62, welche mit dem Basisteil 60 verbunden sind. Wieder ist der Basisteil vorzugsweise eben gemacht und zu den Wänden 3, 4 der Fensterscheiben 52, 53, 54 rechtwinkelig, um die eben gemachten Enden einer Fensterscheibe, die durch das Rahmenteil 57 zu erfassen sind, gleichmäßig zu berühren. Jedes Paar Schenkel 61, 62 erstreckt sich von dem Basisteil 60 nach außen und ist vorzugsweise so angeordnet, daß die Schenkel zu den Wänden 3, 4 der Fensterscheiben im wesentlichen parallel sind und daß die Schenkel jedes Paares einen gegenseitigen Abstand haben, der im wesentlichen gleich der Dicke der zu erfassenden Fensterscheibe ist. Auf diese Weise wird das Ende einer Fensterscheibe 52, 53, 54, die durch das Rahmenteil 57 zu erfassen ist, zwischen dem Basisteil 60 und einem der Schenkelpaare 61, 62 festgehalten, wobei die Fensterscheiben 52, 53, 54 aneinander gehalten werden.

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Beide Rahmenteile 56 und 57 können sich entweder horizontal oder vertikal erstrecken, um mehrere Fensterscheiben an einem Gebäude festzuhalten. Bei Bedarf können zusätzliche Abstützteile 63 benutzt werden, um das Rahmensystem 51 weiter zu versteifen.

Die obige Erläuterung bezieht sich hauptsächlich auf das Anbringen von Fensterscheiben längs der Wände eines Gebäudes. Es ist gleichermaßen möglich, diese Fensterscheiben auf dem Dach eines Gebäudes anzubringen, um beispielsweise ein Oberlicht herzustellen. Die Fig. 12-14 zeigen mehrere Beispiels von Fensterscheiben 64, 65, 66, die zur Anbringung auf dem Dach eines Gebäudes geeignet sind.

Die Fig. 12 und 13 zeigen Dach'fensterscheiben 64, 65, bei denen es sich um Dreifachscheiben handelt. Fig. 14 zeigt eine Dachfensterscheibe 66, bei der es sich um eine Dreifachscheibe handelt. Die dargestellten Fensterscheiben 64, 65, 66 sind im Aufbau und in der Wirkungsweise der in Fig. 4 gezeigten Fensterscheibe 14, der in Fig. 3 gezeigten Fensterscheibe 13 bzw. der in Fig. 9 gezeigten Fensterscheibe 39 gleichwertig.

Zum Herstellen der Fensterscheiben 64, 65, 66, die auf dem Dach eines Gebäudes angeordnet werden können, muß die Orientierung der Rippen 67, 68 die Winkelneigung des Daches berücksichtigen, auf dem sie befestigt werden, sowie die Sonnenhöhe. Infolgedessen wird der Rippenwinkel zunehmen, und der Abstand zwischen benachbarten Rippen wird abnehmen, wenn die Winkelneigung des Daches zunimmt. ,

In den Fig. 12-14 sind die Rippen 67 für Sonnenstrahlung undurchlässig und vorzugsweise weiß, während die Rippen 68 für Sonnenstrahlung durchlässig und vorzugsweise glasklar sind. Die zusätzliche Wand 69 ist vorzugsweise für Sonnenstrahlung durchlässig und zwischen der inneren Wand 3 und der äußeren Wand 4 angeordnet.

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Die Fig. 15 und 16 zeigen noch eine weitere Ausführungsform der Solarfensterscheibe nach der Erfindung. Die dargestellten Fensterscheiben 70, 71 haben eine innere Wand 3 und eine äußere Wand 4 sowie mehrere Rippen 72, die so geformt sind, daß sie verhindern, daß jedwedes Sonnenlicht, das auf die Rippen 72 fällt, entweder spiegelnd oder diffus direkt in das Gebäude reflektiert wird. Eine solche Rippenkonfiguration ist von besonderem Interesse, wenn das Verhindern einer Überhitzung in der Sommerzeit sehr wichtig ist, wobei jedoch eine solche Konfiguration auch zu einer geringfügigen Verringerung der Solarheizung im Winter führen wird.

Die dargestellten Rippen 72 sind in einem Zickzackmutter gebildet und für Sonnenstrahlung undurchlässig. Infolgedessen wird das Ausmaß an Sonnenstrahlung, die direkt in das Gebäude gelangen kann, verringert _B und zwar aufgrund der hinzugefügten Dicke der strahlungsundurchlässigen Rippen 72 der Fensterscheibe 70, 71. Das Ausmaß an Sonnenstrahlung, die durch die Fensterscheiben 70, 71 hindurchgelangt/ nimmt ab, wenn diese Dicke zunimmt.

Zum Verhindern der direkten Reflexion von Sonnenlicht in das Gebäude sind die linearen Teile 73, 74 der Rippen 72 so ausgerichtet, daß sie winkelmäßig zu Punkten konvergieren, wo die nächste niedrigere Rippe 72 mit der inneren Wand 3 und der äußeren Wand 4 der Fensterscheibe 70, 71 verbunden ist. Gemäß den Fig. 15 und 16 sind die linearen Teile 73 winkelmäßig so ausgerichtet, daß sie in dem Punkt 75 konvergieren, und die linearen Teile 74 sind winkelmäßig so ausgerichtet, daß sie in dem Punkt 76 konvergieren.

Die Anzahl der linearen Teile 73, 74, die jede Rippe 72 aufweist, kann verändert werden. Die Rippen 72 der in Fig. 15 dargestellten Fensterscheibe 70 haben weniger lineare Teile 73, 74 als die Rippen 72 der in Fig. 16 dargestellten Fensterscheibe 71. Wenn die Anzahl der linearen Teile 73, 74, die die Rippen 72 aufweisen, vergrößert wird, nimir.t die Dicke dieser Rip-

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" ³¹ " 3011S05

pen 72 ab. Infolgedessen nimmt mit zunehmender Anzahl der linearen Teile 73, 74 das Ausmaß an direkt in das Gebäude durch·= gelassener* Sonnenstrahlung zu.

Gemäß Fig. 16 können die Fensterscheiben 70, 71 bei Bedarf auch strahlungsdurchlässige Rippen 77 aufweisen, damit ihre Steifigkeit größer ist.

Es ist somit zu erkennen, daß die oben beschriebene Erfindung gut geeignet ist, um die eingangs dargelegte Aufgabenstellung zu lösen. Die hergestellten Solarfensterscheiben sind einstückig, was ihre Festigkeit und ihre Betriebszuverlässigkeit erhöht und ihre Herstellungskosten senkt. Darüber hinaus haben solche Fensterscheiben ein geringes Gewicht.und können schnell und leicht eingebaut oder ersetzt werden, wodurch ein kommerziell akzeptables passives Solarenergiesystem geschaffen wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche :

1. Fensterscheibe, insbesondere zur Verwendung als Fenster eines Gebäudes od.dgl., die Lichtdurchlässigkeitsund Lichtreflexionseigenschaften in sich vereinigt, um das Durchlassen von direkter Sonnenstrahlung bei niedriger Sonnenhöhe zu gestatten und das Durchlassen von direkter Sonnenstrahlung bei großer Sonnenhöhe zu verhindern, und isolierende Zwischenräume mit ruhender Luft aufweist, um die Wärmeübertragung durch die Fensterscheibe zu verzögern,

gekennzeichnet durch eine innere Wand (3) und eine äußere Wand (4), die jeweils im wesentlichen planar sind und längs des inneren bzw. äußeren Teils des Gebäudes od.dgl., mit dem sie verbunden werden, angeordnet werden können, und

durch mehrere Rippen (5, 6), die mit der inneren Wand und mit der äußeren Wand verbunden und zwischen diesen angeordnet sind, wobei wenigstens einige der Rippen für

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Sonnenstrahlung im wesentlichen undurchlässig sind, während diejenigen Rippen, die für Sonnenstrahlung nicht im wesentlichen undurchlässig sind, im wesentlichen durchlässig sind, und wobei die Rippen in geometrischer Beziehung so angeordnet sind, daß Sonnenstrahlung in Beziehung zu der Sonnenhöhe in das Gebäude od.dgl. eindringen kann oder am Eindringen in das Gebäude od.dgl. gehindert wird, wobei die innere Wand, die äußere Wand und die Rippen eine einstückige Konstruktion bilden.

2. Fensterscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie coextrudiert ist.

3. Fensterscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (3) und die äußere Wand (4) und diejenigen Rippen (11), die für Sonnenstrahlung im wesentlichen durchlässig sind, aus einem im wesentlichen glasklaren thermoplastischen Material gebildet sind.

4. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (5, 6), die für Sonnenstrahlung undurchlässig sind, aus einem im wesentlichen weißen thermoplastischen Material gebildet sind.

5. Fensterscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Farbgrenzflächen, die die glasklaren Teile der Fensterscheibe und die weißen Teile der Fensterscheibe umfassen, gleichzeitig mit der Fensterscheibe gebildet sind.

6. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Rippen (5, 6) mit der inneren und der äußeren Wand (3, 4) bilden, mit der geographischen Breite, auf der die Fensterscheibe (1, 2) zu benutzen ist, verändert wird.

7. Fensterscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Rippen (5, 6) bei

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einem bestimmten Rippenwinkel in bezug auf die Sonnenhöhe/ bei oder oberhalb welcher keine direkte Strahlung in das Gebäude od.dgl. zu übertragen ist, verändert wird.

8. Fensterscheibe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine zusätzliche Wand (21), die zwischen der inneren und der äußeren Wand (3, 4) angeordnet ist und mit der wenigstens einige der Rippen (15) verbunden sein können.

9. Fensterscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wand (21) für Sonnenstrahlung im wesentlichen durchlässig ist.

10. Fensterscheibe nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (3, 4) und die Rippen (5, 6) sich längs erstrecken und gemeinsam mehrere wärmeisolierende Kanäle (19, 20) bilden.

11. Fensterscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6) zu den Wänden (3, 4) rechtwinkelig sind.

12. Fensterscheibe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine erste Gruppe von Rippen (34) , die mit der äußeren Wand (4) und mit der zusätzlichen Wand (35) verbunden sind und sich zwischen diesen erstrecken, und durch eine zweite Gruppe von Rippen (34) , die mit der zusätzlichen Wand (35) und mit der inneren Wand (3) verbunden sind und sich zwischen diesen erstrecken, wobei diejenigen Enden der Rippen der ersten Gruppe und diejenigen Enden der Rippen der zweiten Gruppe, die mit der zusätzlichen Wand verbunden sind, einander nicht gegenüberliegen.

13. Fensterscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (5, 6) in einer geometrischen Beziehung angeordnet sind, welche im wesentlichen verhindert, daß jedwede Sonnenstrahlung, die auf die Rippenteile fällt, direkt in das Gebäude od.dgl. reflektiert wird.

14. Fensterscheibe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Rippen (72) eine Zickzackkonfiguration haben.

15. Fensterscheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die linearen Teile derjenigen Rippen (72), die eine Zickzackkonfiguration haben, abgewinkelt angeordnet sind, so daß sie in Punkten (75, 76) konvergieren, wo die nächste niedrigere Rippe mit der inneren bzw. mit der äußeren Wand (3 bzw. 4) der Fensterscheibe (70) verbunden ist.

16. Fensterscheibe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Rippen (72) , die eine Zickzackkonfiguration haben, für Sonnenstrahlung undurchlässig sind.

17. Fensterscheibe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Rippen (72), die eine Zickzackkonfiguration haben, aus im wesentlichen weißem thermoplastischem Material gebildet sind.

18. Fensterscheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Rippen (72) eine Zickzackkonfiguration haben.

19. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine Wasserdampfsperrschicht (38), die längs der inneren Wand (3) der Fensterscheibe (13) angeordnet ist.

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20. Fensterscheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfsperrschicht (38) längs der Aussenseite der inneren Wand (3) der Fensterscheibe (13) angeordnet ist.

21. Fensterscheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfsperrschicht (38) längs der Innenseite der inneren Wand (3) der Fensterscheibe (13) angeordnet ist.

22. Fensterscheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfsperrschicht (38) ein Halogenkohlenstoffpolymer ist.

23. Fensterscheibe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum endweisen Verriegeln einer ersten Fensterscheibe (42) mit einer zweiten, daneben angeordneten Fensterscheibe (43).

24. Fensterscheibe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenverriegelungsvorrichtung enthält: ein Paar Teile (48), die an einem ausgewählten Ende der ersten Fensterscheibe (42) angeordnet sind, sich von dieser nach außen erstrecken und zu der inneren und der äusseren Viand (3, 4) der ersten Fensterscheibe (42) im wesentlichen parallel sind, und

ein Paar Arretierungen (50) , die an einem ausgewählten Ende der zweiten Fensterscheibe (43) angeordnet sind, sich von dieser aus nach innen erstrecken und zu der inneren und der äußeren Wand der zweiten Fensterscheibe im wesentlichen parallel sind,

wobei die Teile der ersten Fensterscheibe so ausgebildet sind, daß sie die Arretierungen der zweiten Fensterscheibe erfassen, wodurch das ausgewählte Ende der zweiten Fensterscheibe durch das ausgewählte Ende der ersten Fenster-

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scheibe und das an der ersten Fensterscheibe befestigte Paar Teile erfaßt wird.

25. Fensterscheibe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (56, 57) zum Befestigen der Fensterscheibe

(52) an einer benachbarten Fensterscheibe (53) oder an dem Gebäude od.dgl.

26. Fensterscheibe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen (56, 57) einen Basisteil (58; 60) aufweisen, der im wesentlichen rechtwinkelig zu der inneren und der äußeren Wand (3, 4) der Fensterscheibe angeordnet ist, und wenigstens ein Paar Schenkel (59; 62), die mit dem Basisteil· verbunden sind, sich von diesem aus nach außen erstrecken und zwischen sich ein Ende der Fensterscheibe erfassen.

27. Fensterscheibe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (56) ein einzelnes Paar Schenkel (59) hat und daß der Basisteil (58) mit dem Gebäude od.dgl. verbunden ist.

28. Fensterscheibe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (57) zwei Paar Schenkel

(62) hat, von denen jedes eine Fensterscheibe (52, 53) erfaßt.

29. Fensterscheibe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen (56, 57) extrudiert sind.

30. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1, 13 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Doppelscheibe ist.

31. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1, 8, 13 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dreifachscheibe ist.

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32. Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1, 8, 13 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vierfachscheibe ist.

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