DE3126902A1

DE3126902A1 - Isolierfenster

Info

Publication number: DE3126902A1
Application number: DE19813126902
Authority: DE
Inventors: Hansherger Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Powilleit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1983-02-10

Description

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Dipl.-Ing. Hansherger Powilleit, 4000 Düsseldorf 12

Isolierfenster

Die Erfindung betrifft ein Isolierfenster, dessen transparenter Te: aus mindestens zwei hintereinander liegenden,durch einen belüftteten Zwischenraum getrennten Scheiben besteht.

Die Konstruktion der Fensterrahmen soll durch diese Lösung vereinfacht werden bei gleichzeitiger Reduzierung des laufenden Wartungsaufwandes. Zusätzlich sollen die Wärmeverluste durch die Scheiben hindurch verringert bzw. Verlustwärme zurückgewonnen werden.

Es sind Lösungen für hinterlüftete Isolierscheiben aus der Patentliteratur und dem Angebot der einschlägigen Industrie bekannt. Die Aufgabe der Hinterlüftung ist es, ein Beschlagen der Scheiben im Zwischenraum zu verhindern bzw. bei Auftreten von Beschlagen dieses nach kurzer Zeit wieder abzubauen. Allen Lösungen ist gemeinsam, daß der belüftete Zwischenraum zwischen zwei zur Wartung zu öffnenden Fensterflügeln liegt.

Mit der Belüftungsluft wird Staub- und öldunst in den Zwischenraum eingeführt, der sich an den Scheiben niederschlägt. Zur Säuberung der Scheiben muß in regelmäßigen Abständen die Fensterkonstruktion geöffnet werden. Konstruktionen mit mehr als einem Zwischenraum (Luftpolster)scheitern am hierzu notwendigen Konstruktionsaufwand, um den Zugang zum Warten (SäubemV aller Scheiben-Innenseiten zu gewährleisten. Außerdem ist mit konventionellen Konstruktionen keine Rückgewinnung der Verlustwärme, die durch Fenster entweicht, möglich.

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Der Erfindung liegt' die Aufgabe zugrunde, die einfache Fensterrahmenbauweise für Scheiben mit fest eingeschlossenem Gasvolumen z. B. Thermopane-Scheiben u.a. für den Einsatz bei belüfteten Scheiben nutzbar zu machen. Mehrscheiben-Anordnungen können ebenfalls einfach als belüftete Konstruktionen ausgeführt werden. Eine Reduzierung der Wärmeverluste durch das Fenster bei gleichzeitigem Belüften des zugehörigen Raumes ist vorgesehen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Scheibenzwischenräume mit von Stäuben und öldünsten gereinigter Luft über öffnungen in den zur Abstützung der Scheiben gegeneinander notwendigen Einrichtungen belüftet werden.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß Trockenluftfilter die Reinigung der Luft übernehmen.

Bei NichtVorhandensein einer sicheren Luftströmung nur in einer Richtung ist es zweckmäßig, daß Ein- und Auslaßfilter vorgesehen sind.

Eine günstige Lösung, sieht vor, daß das Auslaßfilter durch eine Rückschlagklappe ersetzt werden kann.

Zur Einstellung von bestimmten Luftmengen kann neben der Verwendung von Schiebern vorgesehen sein, daß bevorzugt hinter dem Einlaßfilter ein Mengenregler im Belüftungsstrom angebracht ist. Zur ausreichenden Beaufschlagung des Einlaßfilters mit Frischluft kann es zweckmäßig sein, daß dem Einlaßfilter Staudruckbelüftungen vorgeschaltet sind, die die Windenergie zur Beaufschlagung des Einlaßfilters nutzen.

In einer anderen Ausgestaltung, insbesondere für größere Luftmengen, ist vorgesehen, daß Gebläse die Luftförderung übernehmen. Insbesondere bei großen Fenstern kann es eine günstige Lösung sein, daß freie Wärmekonvektion die Luftbewegung zwischen den Scheiben erzeugt.

Zur Vereinfachung der Rahmenkonstruktion kann es sinnvoll sein, daß die Scheiben mit Spezialprofilen im Rahmen befestigt sind, die an den in den Zwischenräumen liegenden Seiten vertikale und horizontale Kanäle zur Führung der Belüftungsluft haben.

Die die Scheiben gegen den Fensterrahmen abstützenden Profile sind günstigerweise so ausgebildet, daß sie sowohl im oberen als auch im unteren Bereich der Scheiben die Luftwege., gegeneinander zum Rahmen abdichten.

Die Profile sind zweckmäßig so ausgebildet, daß sie die zur Fixierung der Scheiben notwendigen Querkräfte abstützen können. Es ist in einer speziellen Ausführung vorgesehen, daß das/die Fi] ter mit einer Bajonett-Verschluß-Schnellwechseleinrichtung vorgesehen ist/sind.

Es kann günstig sein, die Filter mit Gewinde auszurüsten und in den Rahmen einzuschrauben.

Eine leicht zu handhabende Lösung besteht darin, daß die elas-tische Dichtung des Filters gegen den Rahmen zusammen mit einemi Anschlag am Filter die Fixierung im Rahmen sichert. Für Metallrahmen mit Unterbrechung der Metallkonstruktion zur Vermeidung von Wärmebrücken kann es zweckmäßig sein, daß diö Filter als Unterbrechung der Kältebrücken eingesetzt werden. Zur Verbesserung des Wärmehaushalts kann es vorgesehen sein, daß die Luft bei Mehrscheibenfenstern die Zwischenräume hintereinander von dem äußersten zum innersten durchfließt. In einer besonderen Ausführung kann zum energiesparenden Belüften vorgesehen sein, daß die durch Wärmeverluste durch die Scheiben erwärmte Belüftungsluft des Fensters ständig .oder zeitweise zum Belüften des hinter dem Fenster liegenden Raumes verwandt wird. Zur weiteren Erhöhung der Temperatur der Belüftungsluft kann es sinnvoll sein, daß die zwischen den Scheiben vorgewärmte Luft in einem Wärmetauscher von der zu ersetzenden wäraneren Raumluft weiter erwärmt wird.

Es kann konstruktiv günstig sein, daß dieser Wärmetauscher in den Fensterrahmen integriert ist.

Zur Anpassung an den Frischluftbedarf kann es günstig sein, daß der Belüftungsstrom nach dem Verlassen der Scheiben wahlweise direkt in den zu belüftenden Raum oder über einen Wärmetauscher in diesen Raum oder direkt ins Freie durch entsprechende Leitvorrichtung geführt werden kann.

Es kann vorgesehen sein, daß der Belüftungsstrom für die Fensterscheiben als Wärmequelle für Wärmepumpen benutzt wird. Zur Verbesserung der Wärmerückgewinnung und der Luftvorwärmung kann vorgesehen sein, daß die an der Innenseite des Raums liegenden Scheiben Sondergläser mit erhöhter Absorption von Strahlungsenergie sind.

Eine günstige Lösung sieht vor, daß bei Vorhandensein von zwei Dichtungen zum Abdichten des Fensters gegen den Rahmen der Zwischenraum zwischen den Dichtungen die Führung der erwärmten Luft zum Fensterrahmen (Wärmetauscher) übernimmt. Für die Umrüstung vorhandener Fensterrahmen auf belüftete Isolierscheiben kann es günstig sein, daß die Scheiben in Spezialprofile mit seitlich zur .Rahmenaußenseite mündenden Luftkanälen eingesetzt und daß die Filterelemente an den Rahmen als Vorsatzteil befestigt werden.

Zum Ausgleich für Abmessungsunterschiede aus verschiedenen Rahmenkonstruktionen ist es zweckmäßig, daß zwischen Vorsatzteil und Fensterrahmenteil als Toleranzausgleich eine hochelastische Dichtung vorgesehen ist.

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In Fig. 1. ist ein fenster mit Isolierverglasung dargestellt, der Zwischenraum (2) zwischen den Scheiben (1) wird belüftet. Die Belüftung erfolgt durch die Luftlöcher (3) im Rahmen (4). Zwischen der Außenluft und den Luftlöchern (3) liegen die Filter (5). Die Isolierverglasung ist hier in einem einfachen Rahmen (4) eingebaut, wie er für verschweißte oder verklebte Isolierverglasungen üblich ist. Der Einbau erfolgt mit Spezialprofilen (6), (7), (8). Unten ist die Verwendung von zwei Profilen (6) u. (7) dargestellt. Das äußere Profil (6) hat eine zusätzliche Dichtleiste. Zum Luftdurchlaß ist je eine Seite der Profile derart gezahnt ausgebildet, daß im montierten Zustand zwischer den Profilen fortlaufend Luftdurchlässe (9) entstehen. Die Profile haben quer zu den Scheiben eine genügende Elastizität, um stets mit Vorspannung montiert werden zu können. Bevorzugt werden die Profile aus wärmedämmendem Material hergestellt. In der oberen Scheibenbefestigung ist das gleiche Prinzip angewendet worden, jedoch sind die Profile zu einem Doppelprofil (8) zusammengefaßt worden. Das Profil muß in Spannrichtung genügend steif sein, um die Scheiben sicher halten zu können.

In Fig. 2. ist eine Lösung mit zweigeteiltem Rahmen dargestellt. Das Filter wird durch die Rahmen (10),(11) gehalten. Diese können miteinander fest verbunden sein, so daß die Konstruktion wie ein einflügeliger Rahmen gehandhabt werden kann.

In Fig. 3. wird eine weitere verdeckte wettergeschützte Anbringun des Filters (5) gezeigt. Außerdem ist hier die Möglichkeit dargestellt, die zwischen den Scheiben vorgewärmte Luft wahlweise zur Belüftung des Zimmers (14) zu verwenden oder über das Auslaßfilter (13) ins Freie austreten zu lassen.

In Fig. 4. ist der prinzipielle Verlauf der Temperaturen bei eine: Vierfachfenster mit Scheiben in gleichem Abstand dargestellt.

Der Wärmewiderstand (15) der Scheiben (1) ist zu vernachlässigen. Der Wärmewiderstand des Fensters besteht fast ausschließlich im übergangswiderstand (16) Glas - Luft. Die Luft zwischen den inneren Scheiben hat einender Raumtemperatur stark angenäherten Wert. Bei Belüftung des Raumes mit dieser vorgewärmten Luft wird ein Teil der Wärmeverluste durch die Scheiben zum Vorwärmen der Belüftungsluft verwendet und damit zurückgewonnen. Gleichzeitig wird bei kräftiger Durchlüftung der Zwischenräume die Lufttemperatur in den Scheibenzwischenräumen abgesenkt und damit der Warmefluß durch die Scheiben nach außen reduziert.

Dies hat eine Erhöhung des K-Wertes des Fensters zur Folge. Die Luftführung ist hier in Kaskade angenommen worden. Nach Durchlüftung des innersten Zwischenraumes kann die Luft entweder nach aussen abgeleitet oder zur Raumbelüftung (gestrichelter Pfeil) benutzt werden.

In Fig. 5. ist eine weitere Form des Fensterprofils dargestellt am Beispiel einer Dreifachverglasung. Das einteilige Profil ist an der Unterseite mit einem Längskanal (17) ausgerüstet, von dem die Steigkanäle (9) in die Zwischenräume abgehen.

In Fig. 6. ist eine Lösung dargestellt, bei der die erwärmte Luft wahlweise nach außen, zur Zimmerbelüftung oder zu einem Wärmetauscher im Rahmen geführt wird. Ein Filter (5a) der Luft vor Austritt in den Raum ist vorgesehen. Ebenso eins vor den Austritt ins Freie (5).

Die üblichen zwei FensteröLchtungen (18) zwischen den Rahmenteilen sind in die Luftführung zum Wärmetauscher integriert. Die Umschaltung erfolgt mit einem Schieber, der in drei Stellungen die verschiedenen Wege I, II, III freigibt. Die Luftlöcher im Fensterrahmen können alle von einer Seite gebohrt werden.

An der oberen Fensterdichtung (19) ist eine elastische Dichtung (20) zum Rahmen gezeigt. Hierdurch werden die Luftströme sicher getrennt.

In Fig. 7. ist dargestellt, wie eine einfache Befestigung des Filters (5) im Rahmen (4) aussehen kann. Durch eine Bohrung im Rahme] (4) ist das Filter (5) gesteckt worden. Der am Filter befestigte elastische Dichtring (20) dehnt sich nach der Passage durch den Rahmen wieder aus und dichtet zum einen den Durchgang im Rahmen ab, zum anderen übernimmt er gleichzeitig die axiale Sicherung de: Filters. Ähnliche Lösungen für rechteckige Filter sind ebenfalls vorgesehen.

In Fig. 8. ist eine Lösung dargestellt, die zeigt, wie der Wasserablauf für Schlagwasser durch das Filter (5) geführt werden kann. Im Filter sind Kanäle (21) vorhanden, die ein Abfließen von durch die Dichtung an der Scheibe eingedrungenem Wasser sicherstellen. .

In Fig. 9. ist der prinzipielle Aufbau eines Filters mit Staudruck beaufschlagung gezeigt. Diese Konstruktion ist waagerecht mit der öffnung seitlich auf dem Fensterrahmen anzubringen. Mit einem zwe ten, mit entgegengesetzt montierter öffnung findet bei Wind ständig eine kräftige Belüftung des Fensters über das Filter (5) statt

Fig. 10. zeigt ein beidseitig durch Staudruck zu beaufschlagendes Filter. Der Staueffekt über dem Filter (5) wird dadurch erzielt, daß die beiden Einlaßdüsen (22) einen größeren Auslaß- als Einlaßwiderstand haben. Verstärkt werden kann dieser Effekt durch eine Störung (23) der direkten Düsenverbindung·

Fig. 11. zeigt eine durch Ventilklappen (24) gesteuerte Belüftung. Leichte, in verschleißfreien Gelenken (25) aufgehängte Ventilklappen werden durch die Luftströmung selbst gesteuert und geben dadur eine ähnliche Filterbeaufschlagung wie die Lösung nach Fig. 9.

In Fig. 12. ist das gleiche Prinzip noch einmal angewandt. Ein Ventil (26) ist in einer leicht beweglichen Aufhängung(27) gelager und verschließt durch die Kräfte der Windströmung jeweils die Leeseite. Der Staudruck auf der Luvseite wird durch Unterdrücke auf der Leeseite bei der Ventilbetätigung untersützt.

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In Fig. 13. ist eine untere Scheibendichtung gezeigt. Die geteilte Dichtung (6), (7) ist so ausgeformt, daß an der Unterseite bei Montage ein Längskanal (17) zur Luftführung zu den Vertikallöchern (9; entsteht. Zusätzlich wird an der Dichtung (7) die Ausbildung einer Dichtung (28) gegen den Rahmen gezeigt.

In Fig. 14. und 15. sind Umrüstlösungen für vorhandene Fensterrahmen gezeigt. In beiden Fällen ist vorgesehen, um die alte Fensterflächengröße zu erhalten, daß die Luftzuführung durch nachträglich im Rahmen (4) angebrachte Bohrungen (30) nach Passieren des Filters (5) dem Scheibenzwischenraum über ein Spezialprofil (8) zugeführt wird.

In Fig. 14. ist am Filter (5) eine hochelastische Dichtung (31) zum Toleranzausgleich vorgesehen.

In Fig. 15. ist zum Ausgleich von kleinen Unebenheiten der Rahmenoberfläche ein Schaumstoffelement (32) am Filter vorhanden. Die Dichtung Außenscheibe gegen Rahmen erfolgt mit einer Dichtfuge (33) aus dauerlastischem Material.

Claims

Dipl.-Ing. Hansherger Powilleit

Patentansprüche

1. Ein Isolierfenster, dessen transparenter Teil aus mindestens zwei hintereinander liegenden, durch einen belüfteten Zwischenraum getrennten Scheiben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenzwischenräume mit von Stäuben und öldünsten gereinigter Luft über öffnungen in den zur Abstützung der Scheiben gegeneinander notwendigen Einrichtungen belüftet werden.

2. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Trockenluftfilter die Reinigung der Luft übernehmen.

3. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 2», dadurch gekennzeichnet, daß Ein- und Auslaßfilter vorgesehen sind.

4. Isolierfenster nach Anspruch 2„ und 3., dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßfilter durch eine Rückschlagklappe ersetzt werden kann.

5. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Einlaßfilter ein Mengenregler im Belüftungsstrom angebracht ist.

6. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlaßfilter Staudruckbelüftungen vorgeschaltet sind, die die Windenergie zur Beaufschlagung des Einlaßfilters nutzen.

7. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Gebläse die Luftförderung übernehmen.

8. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß freie Wärmekonvektion die Luftbewegung zwischen den Scheiben erzeugt.

9. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß .T-—-J die Scheiben mit Spezialprofilen im Rahmen befestigt sind, ■ die an den in den Zwischenräumen liegenden Seiten vertikale und horizontale Kanäle zur Führung der Belüftungsluft haben.

10. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 9., dadurch gekennzeichnet, daß die Profile sowohl im oberen als auch im unteren Bereich der Scheiben die Luftwege gegeneinander zum Rahmen abdichten.

11. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 9., dadurch gekennzeichnet, daß die Profile die zur Fixierung der Scheiben notwendigen Querkräfte abstützen können.

12. Isolierfenster anch Anspruch 1. und 2., dadunch gekennzeichnet, daß das/die Filter mit einer Bajonett-Verschluß-Scnnellwec&iseJL-einrichtung vorgesehen ist/sind.

13. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Filter mit Gewinde ausgerüstet und in den Rahmen eingeschraubt werden. . " ·

14. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung des Filters gegen den Rahmen; zusammen mit einem Anschlag am Filter die Fixierung im Rahmen "sichert

15. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Filter als Unterbrechung der Kältebrücken eingesetzt werden. . · ·

16. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Luft bei Mehrscheibenfenstern die Zwischenräume hinterein-

. ander von dem äußersten zum innersten durchfließt.

17. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeverluste durch die Scheiben erwärmte Belüftungsluft des Fensters ständig oder zeitweise zum Belüften des hinter dem Fenster liegenden Raumes verwandt wird.

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18. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 17., dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Scheiben vorgewärmte Luft in einem Wär-

~-^:~- ' metauscher von der zu ersetzenden wärmeren Raumluft weiter erwärmt .wird.

19. Isolierfenster nach Anspruch 1., 17. und 18., dadurch gekenn-'. zeichnet, daß dieser Wärmetauscher in den Fensterrahmen integriert ist.

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20. Isolierfenster nach Anspruch 1. und 17., dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsstrom nach dem Verlassen der Scheiben wahlweise direkt in den zu belüftenden Raum oder über einen

• · Wärmetauscher in diesen Raum oder direkt ins Freie durch entsprechende Leitvorrichtung geführt wird.

21. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsstrom für die Fensterscheiben als Wärmequelle für Wärmepumpen benutzt wird.

22. Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß

u die an der Innenseite des Raums liegenden Scheiben Sondergläser mit erhöhter Absorption von Strahlungsenergie sind.

23. Isolierfenster nach-Anspruch 1., 17., 18., 19., 20., 21., dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von zwei Dichtungen

• zum Abdichten des Fensters gegen den Rahmen der Zwischenraum zwischen den Dichtungen die Führung der erwärmten Luft zum Fensterrahmen (Wärmetauscher) übernimmt.

^_:' 24. : Isolierfenster nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben in Spezialprofile mit seitlich zur Rahmenaußenseite mündenden Luftkanälen eingesetzt und daß die Filterele-

_?;, mente an den Rahmen als Vor sat ζ teil befestigt werden.

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25.- Isolierfenster nach Anspruch 1. und 24., dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen Vorsatzteil und Fensterrahmenteil als Toleranz- :.,·. " ausgleich eine hochelastische Dichtung vorgesehen ist.