DE3523244A1 - Fassadenelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Fassadenelement
mit einer wärmestrahlungsdurchlässigen Außenwand.
Es sind Fassadenelemente mit einer meist getönten
Glas- oder Kunststoffwand bekannt geworden, die einen
hinterlüfteten Zwischenraum zur Gebäudewand belassen.
Nachteilig sind die schlechten Wärmedämmeigenschaften,
die bei kalter Witterung eine hohe Wärmeabstrahlung
und bei warmer Witterung häufig unerwünschte Treibhaus
effekte zur Folge haben. Andere Fassadenelemente
wiederum haben durch Einsatz von Isolierpaneelen
gute Wärmedämmeigenschaften, dafür ist aber die Absorbung
und Speicherung von Sonnenenergie unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Fassadenelement zu schaffen, das alle wünschenswer
ten Eigenschaften in sich vereinigt, indem es
- gute Wärmedämmungseigenschaften besitzt,
- einfallende Sonnenenergie zu absorbieren und speichern erlaubt, und auch
- überschüssige Gebäudewärme abstrahlen kann. Weiterhin soll das zu schaffende Fassadenelement, wie üblich, Schutz gegen die Witterung bieten, aber nicht durch Schneefall unwirksam gemacht werden können.
- gute Wärmedämmungseigenschaften besitzt,
- einfallende Sonnenenergie zu absorbieren und speichern erlaubt, und auch
- überschüssige Gebäudewärme abstrahlen kann. Weiterhin soll das zu schaffende Fassadenelement, wie üblich, Schutz gegen die Witterung bieten, aber nicht durch Schneefall unwirksam gemacht werden können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß
mit einem Fassadenelement gelöst, wie es durch den
Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Fassadenelement hat bewegli
che Isolierkörper, so daß es bei Aufrichtung der
Isolierkörper zu einer geschlossenen Isolierwand
zur Wärmedämmung von Gebäuden dient und bei gekippten
Isolierkörpern Strahlungsdurchtritt zur Wärmeabsorbung
und -speicherung erlaubt. Den Wärmespeicher bildet
dabei die Gebäudewand aus Beton oder Mauerwerk, wobei
zur Verbesserung der Wärmeabsorbung Kollektorflächen
in Form von Metallbügeln vorgesehen werden können,
die in thermischer Verbindung mit der Gebäudeaußenwand
stehen. Die Stellung der Isolierkörper kann dabei
dem Sonnenstand nachgeführt werden, um maximalen
Strahlungseinfall auf die Kollektorflächen zu erzielen.
Die synchron beweglichen Isolierkörper können
von Hand oder zweckmäßig motorisch betätigt werden.
Das Fassadenelement kann vorzüglich als Fertigbauelement
hergestellt werden, das als gesamtes Bauteil an Fassa
den befestigt wird. Die Kollektorflächen können aber
auch separat in die Gebäudewand eingemauert oder
an diese angedübelt werden.
Die wärmestrahlungsdurchlässige Außenwand
des Fassadenelements ist zweckmäßig eine feststehende
durchsichtige oder getönte Glas- oder Kunststoffscheibe.
Stattdessen können auch einzelne bewegliche Scheiben
eingebracht werden, wenn dies zur Verbesserung der
Be- und Entlüftung zweckdienlich erscheint.
An kalten und kühlen Tagen mit Sonneneinstrahlung
werden die Isolierkörper gekippt, um einfallende
Sonnenenergie zu absorbieren und zu speichern. An heißen
Tagen wirken dagegen die zu einer geschlossenen Isolier
wand aufgerichteten Isolierkörper als Wärmeschutz.
In kühlen Nächten werden die Isolierkörper ebenfalls
im allgemeinen zu einer geschlossenen Isolierwand
aufgerichtet sein, um wärmedämmend zu wirken. Nach
einem heißen Tag können aber in der darauf folgenden
Nacht die Isolierkörper auch gekippt werden, um über
die Kollektorflächen überschüssige Gebäudewärme abzu
strahlen.
Die notwendige Hinterlüftung der Fassade wird
in jedem Zustand, d. h. bei offenen und geschlossenen
Isolierkörpern, dadurch gewährleistet, daß entsprechende
senkrechte Luftkanäle zwischen Isolierung und Gebäude
wand offengehalten werden, so daß die angewärmte
Luft durch Ventilatoren abgesaugt und - bei kalten
Tagen - mittels einer Luftwärmepumpe zur Energiegewin
nung herangezogen werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Teilquerschnitt einer ersten Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen Fassadenelementes
bei
a) gekippten Isolierkörpern und
b) zu einer geschlossenen Isolierwand aufgerich teten Isolierkörpern;
a) gekippten Isolierkörpern und
b) zu einer geschlossenen Isolierwand aufgerich teten Isolierkörpern;
Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilquerschnitt
einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsge
mäßen Fassadenelements;
Fig. 3 schematisch den Antrieb zur synchronen Bewegung
der Isolierkörper; und
Fig. 4 die Vorderansicht einer aus erfindungsgemäßen
Fassadenelementen aufgebauten Gebäudefassade.
Das Fassadenelement nach der Erfindung ist
ein vorfertigbares Bauelement mit einem (in den Zeich
nungen nicht zu sehenden) Rechteckrahmen, der nach
außen, d. h. von der Gebäudewand 1 weg, durch eine
wärmestrahlungsdurchlässige Glas- oder Kunststoffwand
2 abgeschlossen ist und in seinem Innern synchron
bewegliche Isolierkörper 3 enthält. In Fig. 1 befindet
sich die Drehachse 4 der Isolierkörper 3 etwa mittig
von diesen und sie wird von Schwenkzapfen 5 (Fig.
3) gebildet, die in den Rahmenseiten gelagert sind.
Die Isolierkörper 3 sind zwischen der in Fig.
1a gekippten Stellung, in der sie Sonneneinstrahlung
6 durch die zwischen ihnen gebildeten Zwischenräume
7 auf in die Gebäudewand 1 eingemauerte Kontaktflächen
8 auftreffen lassen, und der in Fig. 1b gezeigten
aufgerichteten Stellung verschwenkbar, wo die Isolier
körper 3 eine geschlossene Isolierwand 9 bilden.
Zur Gewährleistung einer guten Dichtigkeit der geschlos
senen Isolierwand 9 sind die Isolierkörper 3 mit
vorspringenden Lippen 10, 11 versehen, die in der
aufgerichteten Stellung einander überlappen.
Die Synchronbewegung der Isolierkörper 3 wird
zweckmäßig in Abhängigkeit vom jeweiligen Sonnenstand
gesteuert, um einen maximalen Strahlungseinfall auf
die Kollektorflächen 8 zu erzielen. Die Kollektorflächen
8 sind ihrerseits für eine maximale Strahlungsabsorbung
im wesentlichen senkrecht zu einem mittleren Sonnenstand
abgewinkelt. Ihre Oberfläche ist geschwärzt und als
Material werden gut leitende Metalle wie Kupfer,
Aluminium, Eisen verwendet. Eine Gebäudewand 1 aus
schwerem Mauerwerk (24 cm) oder Beton (14 cm) bietet
ausreichende Wärmespeicherkapazität. Anstelle einge
mauerter Kollektorflächen 8 können auch angedübelte
Kollektorflächen benutzt werden, wobei bei entsprechen
der Verbindung der Kollektorflächen mit dem Elementrah
men mit dem Andübeln gleichzeitig das ganze Fassadenele
ment an der Gebäudewand 1 befestigt werden kann.
Der Synchronantrieb der Isolierkörper 3 erfolgt
z. B. gemäß Fig. 3 durch eine hydraulisch heb- und
durch Eigengewicht senkbare Antriebsstange 12. An
dieser Antriebsstange 12 sind Kipphebel 13 angelenkt,
die mit den Isolierkörpern 3 fest verbunden sind.
Die Verbindung der Kipphebel 13 mit den Isolierkörpern
3 erfolgt vorteilhaft über an den Rahmenseiten durch
die Schwenkzapfen 5 gelagerte Taschen 14, in die
die Isolierkörper 3 z. B. aus Styropor eingeschoben
sind. In Fig. 3a sind die Isolierkörper 3 bei ausgefah
renem Hydraulikzylinder 15 gekippt, während Fig.
3b bei eingefahrenem Hydraulikzylinder 15 die Isolier
körper 3 in aufgerichteter Stellung zeigt.
Die Antriebsstangen 12 übereinander montierter
Fassadenelemente sind jeweils kuppelbar, um, wie
Fig. 4 zeigt, jeweils durch einen einzigen Antrieb
15 am Boden der Fassade eine oder gleich zwei Säulen
von Fassadenelementen synchron bewegen zu können.
Es kann zusätzlich zweckmäßig sein, daß auch die Schwenk
zapfen 5 seitlich benachbarter Fassadenelemente kraft
schlüssig miteinander verbindbar sind, damit der Bewe
gungsantrieb jeweils an beiden Enden der Isolierkörper
3 angreift und somit ein Klemmen vermieden wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die
Isolierkörper 3 durch Gelenke 16 an der Glas- oder
Kunststoffwand 2 drehbar angelenkt. Wie aus Fig.
2b ersichtlich, liegen dann die zu einer geschlossenen
Isolierwand 9 aufgerichteten Isolierkörper 3 eng
an der Glas- oder Kunststoffwand 2 an, so daß diese
Ausführungsform insgesamt dünner baut.
In den Rahmenseiten der Fassadenelemente sind
jeweils (nicht gezeigte) Öffnungen vorgesehen, die
eine ausreichende Hinterlüftung der Fassade gemäß
den in Fig. 4 gezeigten Pfeilen in jeder Stellung
der Isolierkörper 3 sicherstellen. Im Einzelfall
kann auch eine innere Luftführung zwecks Luftaustausch
zwischen Fassadennord- und Fassadensüdseite und/oder
zwecks Klimatisierung des Gebäudes in Verbindung
mit einer Wärmepumpe bzw. einer Kältemaschine von
Vorteil sein. Da an der Fassadennordseite kein Energie
gewinn auf Grund absorbierter Sonneneinstrahlung
möglich ist, können dort Fassadenelemente ohne bewegli
che Isolierkörper, d. h. mit feststehenden Isolierkörpern
montiert werden.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, können an den
Kollektorflächen 8 Flüssigkeitskanäle 17 ausgebildet
sein. Diese Flüssigkeitskanäle 17 können mit einer
Wärmepumpe/Kältemaschine zu einem thermischen Kreis
lauf zusammengeschlossen werden.
Claims (12)
1. Fassadenelement mit einer wärmestrahlungsdurch
lässigen Außenwand, gekennzeichnet
durch Isolierkörper (3), die im Innern des Fassadenele
ments synchron beweglich angeordnet sind und in einer
Stellung zur Wärmedämmung zu einer geschlossenen Isolierwand
(9) aufgerichtet und in einer Stellung zur Wärmeabsor
bung zwecks Schaffung offener Zwischenräume (7) für
einen freien Strahlungsdurchtritt gekippt sind.
2. Fassadenelement nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch Kollektorflächen (8) zur Anord
nung im Strahlungsweg (6) bei gekippten Isolierkörpern
(3) und zur thermischen Verbindung mit der Gebäude
außenwand (1).
3. Fassadenelement nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch eine Antriebssteue
rung für die Isolierkörper (3), um deren Kippstellung
für einen maximalen Strahlungsdurchtritt dem Sonnenstand
nachzuführen.
4. Fassadenelement nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kollektorflächen
(8) für eine maximale Strahlungsabsorbung im wesentli
chen senkrecht zu einem mittleren Sonnenstand abgewin
kelt sind.
5. Fassadenelement nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolierkörper (3) mit vorspringendem, bei Aufrich
tung zur geschlossenen Isolierwand (9) einander überlap
penden Lippen (10, 11) ausgebildet sind.
6. Fassadenelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolierkörper
(3) durch Schwenkzapfen (5) in Elementseiten drehbar
gelagert und mit Kipphebeln (13) fest verbunden sind,
an denen eine Antriebsstange (12) angreift, die mit
der Antriebsstange benachbarter Fassadenelemente
bzw. mit einem elektromotorischen oder hydraulischen
Antrieb (15) kuppelbar ist.
7. Fassadenelement nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkzapfen
(5) mit Taschen (14) zum Einstecken der Isolierkörper
(3) verbunden sind, an welchen Taschen die Kipphebel
(13) angreifen, und daß die Schwenkzapfen benachbarter
Fassadenelemente kraftschlüssig miteinander verbindbar
sind.
8. Fassadenelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolierkörper
(3) durch Gelenke (16) an der Elementaußenwand (2)
drehbar angelenkt und durch eine gemeinsame Antriebs
stange an einen elektromotorischen oder hydraulischen
Antrieb (15) kuppelbar sind.
9. Fassadenelement nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
in den Elementseiten Öffnungen vorgesehen sind, die
eine ausreichende Hinterlüftung der Fassade in jeder
Stellung der Isolierkörper (3) sicherstellen.
10. Fassade, aufgebaut aus Fassadenelementen
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn
zeichnet durch eine innere Luftführung zwecks
Luftaustausch zwischen Fassadennord- und Fassadensüdsei
te und/oder zwecks Klimatisierung in Verbindung mit
einer Wärmepumpe bzw. mit einer Kältemaschine.
11. Fassade nach Anspruch 10, gekenn
zeichnet durch die Anordnung von Fassadenelemen
ten mit beweglichen Isolierkörpern (3) an der Fassaden
süd-, Ost- und Westseite und von Fassadenelementen
ohne bewegliche Isolierkörper an der Fassadennordseite.
12. Fassade nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß in den Kollektorflächen
(8) Flüssigkeitskanäle (17) ausgebildet sind, die
mit einer Wärmepumpe/Kältemaschine zu einem thermischen
Kreislauf zusammengeschlossen sind.
Priority Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3523244A1 (de) |
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