DE3230639C2

DE3230639C2 -

Info

Publication number: DE3230639C2
Application number: DE3230639A
Authority: DE
Inventors: Adolf Prof. Dr. 7802 Merzhausen De Goetzberger; Juergen Dr.-Ing. 7814 Breisach De Schmid; Wilhelm Dipl.-Phys. Stahl; Volker Dipl.-Phys. Dr. 7800 Freiburg De Wittwer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1982-08-18
Filing date: 1982-08-18
Publication date: 1990-10-11
Also published as: DE3230639A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klimati sierung eines Gebäudes, bei der eine transparente Außenhaut mit einem einen Spalt bildenden Abstand vor der Gebäudewand angeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 29 38 762 beschrieben. Die transparente Außenhaut zusammen mit dem Spalt bilden eine transparente Iso lierung vor der Gebäudewand, die eine Strahlung gut absorbierende Außenseite aufweist und daher wie ein Absorber eines Fassadenkollektors wirksam ist. Zwischen der Gebäudeaußenwand und der für Sonnen- und Wärme strahlen durchlässigen Außenhaut erstreckt sich bei der bekannten Fassade ein durchgehender Spalt, der dazu führt, daß in dem Zwischenraum zwischen der transparen ten Außenhaut und der Gebäudewand Wärmetransporte durch eine Konvektion der im Spalt vorhandenen Luft statt finden. Die Konvektion im Spalt zwischen der transpa renten Außenhaut und der Gebäudewand führt dazu, daß der thermische Innenwiderstand der bekannten Fassade verhältnismäßig gering ist, so daß über die Gebäudewand Wärme an die vorbeistreichende Luft in einem uner wünschten Ausmaß abgegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen hohen Wärmewiderstand bei gleichzeitig guter Durchlässigkeit für die einfallende kurzwellige Infrarotstrahlung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spalt zwischen der Gebäudewand und der Außenhaut durch transparente Kunststofflamellen überbrückt ist, die den Spalt zwischen der transparenten Außenhaut und der Gebäudewand in Luftkammern aufteilen, deren recht winklig zur Gebäudewand verlaufende Wandungsteile einen maximalen vertikalen Abstand haben, der kleiner ist als der Abstand der transparenten Außenhaut von der Gebäu dewand.

Dadurch daß der Spalt in vertikaler Richtung durch Kunststofflamellen in eine Vielzahl von Luftkammern aufgeteilt ist, wird eine konvektionshemmende aber dennoch strahlungsdurchlässige Struktur gebildet, deren Wärmeleitfähigkeit infolge der Unterdrückung der Kon vektion wesentlich geringer ist als die Wärmeleitfähig keit der Gebäudewand. Aufgrund dieser thermischen Widerstandsverhältnisse kann die in der einfallenden Strahlung enthaltene Wärme ohne Behinderung durch die transparente Außenhaut und die transparenten Kunst stofflamellen hindurch zur Außenseite der Gebäudewand gelangen und von dort schnell durch die Gebäudewand in das Gebäudeinnere geführt werden, wobei lediglich ein geringer Anteil der Wärme durch die Luftkammern ins Freie gelangt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kunststofflamellen zwischen zwei senkrecht stehenden transparenten Platten angeordnet und an diesen verkippbar angelenkt, so daß durch eine Ver schiebung der vorderen Platte eine Veränderung des Anstellwinkels bezüglich der Gebäudeaußenseite erzielt werden kann, um die Wärmedurchlaßeigenschaften der Fassade entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen zu variieren.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gebäudewand mit der vorgehängten Fassade im Schnitt zur Veranschaulichung des Prinzips der transparenten Isolierung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veran schaulichung der Verminderung der Abstrahlung durch Reduzierung des Abstrahlwinkels bei einer Infrarotstrahlen absorbierenden Struk tur,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Veranschau lichung der verlustfreien Einstrahlung in folge einer hohen Transparenz der für die Fertigung der Kunststofflamellen verwendeten Folie in einem Längenwellenbereich von weni ger als 1,5 µm,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der vorgehängten Fassade mit Kunststofflamellen, die zwischen zwei transparenten Platten verkippbar ange ordnet sind,

Fig. 5 die Fassade gemäß Fig. 4 bei gekippten Kunst stofflamellen und mit abgenommener transpa renter Außenhaut und

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der vorgehängten Fassade mit einer faltbaren Wabenstruktur.

In Fig. 1 erkennt man in schematischer Schnittdar stellung eine Gebäudewand 2 aus einem Mauerwerk oder Beton mit hohem Wärmeleitwert und hoher Wärmekapazität, vor der eine transparente Isolierung 1 angeordnet ist. Die transparente Isolierung 1 besteht aus einer Viel zahl von Kunststofflamellen 4, die rechtwinklig zur Außenseite 6 der Gebäudewand 2 angeordnet sind. Auf der von der Gebäudewand 2 wegweisenden Seite sind die Kunststofflamellen 4 mit einer transparenten Außenhaut 3 verbunden, so daß Luftkammern 5 gebildet werden. Die Außenseite 6 der Gebäudewand 2 ist als Absorber wirk sam, wenn durch die transparente Isolierung 1 Solar strahlung einfällt. Durch die Bildung kleiner Luft kammern 5 werden die Verluste durch Konvektion und Abstrahlung unterdrückt, ohne den Strahlungseinfall durch Reflexion zu vermindern, was in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist, in denen die Gebäudewand 2 horizontal gezeichnet ist.

Die transparente Isolierung 1 kann nach einer weiteren Ausbildung durch senkrecht zur Wand aufgestellte Honeycomb-Strukturen 7 realisiert werden, wobei eben falls kleine Luftkammern gebildet werden, die in Fig. 6 in Draufsicht zu erkennen sind. Eine Regelbarkeit der Transparenz der Strahlung zusammen mit einer Regel barkeit des thermischen Durchgangs infolge von Wärme leitung kann dadurch erhalten werden, daß die Struktur der transparenten Isolierung 1 aus in Längsrichtung ausgerichteten Folien gefertigt wird und die vordere Haltestruktur gegen die hintere Haltestruktur ver schiebbar gemacht wird, so daß durch unterschiedliche Neigungswinkel der Folienabstand verkleinert und die Anzahl der reflektierenden Oberflächen vergrößert wird.

In den Fig. 4 und 5 erkennt man, wie im Zwischenraum 10 zwischen der Außenseite 6 der Gebäudewand 2 und der transparenten Außenhaut 3 eine vordere transparente Platte 8 und eine hintere transparente Platte 9 ange ordnet sind, zwischen denen sich die Kunststofflamellen 4 erstrecken. Die Kunststofflamellen 4 sind mit den Platten 8, 9 verschwenkbar verbunden, so daß eine vertikale Verschiebung der Platte 8 eine Veränderung des Neigungswinkels der Kunststofflamellen 4 herbei führt, was in Fig. 5 veranschaulicht ist.

Durch ein solches Verkippen ergibt sich eine Regu lierung des Wärmeflusses.

Mit dem erörterten Aufbau der Fassade erreicht man, daß durch individuelle Regelung der gewünschten Durchlaß eigenschaften sowohl für die wärmende Solarstrahlung als auch für die kühlende Raumstrahlung und die Wärme leitung zusammen mit der thermischen Trägheit der Gebäudewände 2 für alle Bereiche innerhalb eines Ge bäudes die gewünschte Temperatur ohne die Zuhilfenahme eines Wärmeträgerstromes und eine wirkungsvolle Klima tisierung möglich sind. Durch die Tatsache, daß sich zumindest der überwiegende Teil der Gebäudeaußenstruk tur auf Raumtemperatur befindet, kann die Speicher fähigkeit dieser Struktur um Faktoren besser ausgenutzt werden als bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten in der Außenstruktur. Die transparente Isolierung 1 gestattet nicht nur maximalen Strahlungsgewinn am Tag, sondern verkleinert auch drastisch die Abstrahlverluste bei Nacht, die einen erheblichen Teil der Energiever luste im Winter ausmachen. Zur weiteren Unterstützung der Kühlwirkung kann die Abstrahlung bei Nacht z. B. durch Einstellen eines starken Neigungswinkels der Folien oder Kunststofflamellen 4 erreicht werden.

Mit Hilfe der beschriebenen Fassade kann somit eine umfassende Klimatisierung von Gebäuden durchgeführt werden und eine Zusatzbeheizung wird bei richtiger Auslegung nur an wenigen extrem ungünstigen Tagen notwendig sein.

Für das Isoliermaterial Luft, aus dem die transparente Isolierung 1 im wesentlichen besteht (ohne Konvektion) ist eine Dicke von 5 cm vorgesehen. Besonders vorteil haft läßt sich die Nachrüstung bestehender Altbauten mit der beschriebenen Fassade durchführen.

Claims

1. Vorrichtung zur Klimatisierung eines Gebäudes, bei der eine transparente Außenhaut mit einem einen Spalt bildenden Abstand vor der Gebäudewand ange ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Gebäudewand (2) und der Außenhaut (3) durch transparente Kunststoff lamellen (4) überbrückt ist, die den Spalt zwi schen der transparenten Außenhaut (3) und der Gebäudewand (2) in Luftkammern (5) aufteilen, deren rechtwinklig zur Gebäudewand verlaufende Wandungsteile einen maximalen vertikalen Abstand haben, der kleiner ist als der Abstand der transparenten Außenhaut (3) von der Gebäudewand (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die transparenten Kunst stofflamellen (4) parallel zueinander verlaufen und horizontal von der als Absorber wirksamen Außenseite (6) der Gebäudewand (2) wegweisend angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kunststofflamellen (4) aus Kunststoffolien bestehen, die Luftkammern mit einer Wabenstruktur (7) bilden und die wahl weise auseinanderziehbar oder flach zusammen faltbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kunststofflamellen (4) zwischen zwei senkrecht stehenden transparen ten Platten (8, 9) gegenüber diesen verkippbar be festigt sind und daß die vordere transparente Platte (8) gegenüber der hinteren transparenten Platte (9) nach oben und nach unten bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststofflamellen (4), von der Gebäudewandseite her gesehen, nach unten geneigt sind.