DE4103247A1

DE4103247A1 - Lichtdurchlaessiges gebaeudeteil, naemlich gebaeudedach oder gebaeudeaussenwand

Info

Publication number: DE4103247A1
Application number: DE4103247A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Seele
Original assignee: Glasbau Seele 8906 Gersthofen De GmbH; GLASBAU SEELE GmbH
Current assignee: Seele GmbH and Co KG
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1992-08-06

Description

Die Erfindung betrifft ein lichtdurchlässiges Gebäudeteil, nämlich Gebäudedach oder Gebäudeaußenwand.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein lichtdurchlässiges Gebäudeteil, insbesondere ein lichtdurchlässiges Gebäudedach oder eine lichtdurchlässige Gebäudewand zu schaffen, welches eine bessere Beleuchtung (mehr Licht und besser verteiltes Licht) der Gebäudeinnenseite, bei guter Wärme- und Kälteisolation ergibt. Gleichzeitig soll durch die Erfindung eine passive und aktive Sonnenenergiegewinnung zur Raumheizung und/oder Brauchwassererwärmung ermöglicht werden. Ferner soll die Erfindung eine individuelle Lichtverteilung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: Großflächiger Sonnenlichtdurchlaß zur Gebäudeinnenseite hin bei gleichzeitiger Wärmedämmung und Kältedämmung; Lichtdurchlässigkeit und Wärmedurchlässigkeit/Kälte durchlässigkeit sind durch vorausberechnete Anzahl, Größe, Lage und Verteilung der Lichtdurchlaßöffnungen in dem Blech steuerbar; das lichtdurchlässige Gebäudeteil nach der Erfindung erfüllt die Kriterien für eine "Harte Bedachung"; der Sonnenlichteinfall kann wahlweise über die gesamte Ausdehnung des Gebäudeteils oder über einen bestimmten Bereich davon verteilt werden; anstelle eines punktförmig wirkenden Lichtstrahles wie beispielsweise bei bekannten Dachfenstern, ergibt die Erfindung eine Lichtstreuung auf der gesamten Ausdehnung des Gebäudeteils; passive Wärmenutzung durch das Gebäudeteil selbst und gegebenenfalls auch aktive Wärmenutzung durch Sonnenkollektoren; Schalldämmung nach innen und nach außen und Schalldämpfung nach innen und dadurch eine Verbesserung der Raumakustik durch die Lichtdurchlaßöffnungen, die Form des Bleches und durch die Wärme- und Kälteisolationsschicht; auf der Gebäudeinnenseite ist durch das Blech eine individuelle Farbgebung und Formgestaltung möglich, obwohl der gesamte Gebäudeteil für Sonnenlicht durchlässig ist; durch ein leichtes Gefälle des Gebäudeteils oder einzelner Elemente davon kann auf einfache Weise Regenwasser und im Inneren auch Schwitzwasser abgeführt werden; die Erfindung eignet sich sowohl als Warmdach als auch als Kaltdach; in das lichtdurchlässige Gebäudeteil kann eine Anlage mit einer Wärmespeicherflüssigkeit integriert werden, die zur Sonnenenergiegewinnung für eine Raumheizung oder für eine Brauchwassererwärmung dient, oder die als Deckenstrahlerheizung oder als Raumkühler oder zur Raumklimatisierung dient.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines lichtdurchlässigen Gebäudeteils nach der Erfindung längs der Ebene I-I von Fig. 2, und

Fig. 2 eine Schnittansicht des lichtdurchlässigen Gebäudeteils nach Fig. 1 längs der Ebene II-II in Fig. 1.

Das in den Zeichnungen dargestellte lichtdurchlässige Gebäudeteil nach der Erfindung ist ein Gebäudedach. Die gleiche Konstruktion kann aber auch als Gebäudeaußenwand verwendet werden. Das Gebäudeskelett 2 kann insbesondere durch die Balken, Binder, Sparren oder Pfetten im Falle eines Gebäudedaches, oder durch die Stützen und Riegel im Falle einer Gebäudewand gebildet sein. Auf dem Gebäudeskelett 2 ist ein trapezförmig gewelltes Blech 4 befestigt, dessen Wellentäler 6 und Wellenberge 8 rechtwinklig zu den Dachbalken 2 verlaufen. Die Talböden 10 sind an dem Dachbalken 2 befestigt, und die Bergrücken 12 des Bleches 4 tragen eine Dampfsperrschicht 14 aus lichtdurchlässigem Material. Auf den Bergrücken 12 sind, unter Zwischenlage der Dampfsperrschicht 14, Halter 16 befestigt, an welche die rippenartig oder U-förmig abgebogenen Ränder 18 von Profilglasplatten 20 befestigt, z. B. eingesteckt sind, die lichtdurchlässig sind und zusammen eine Glasdecke bilden. Die Übergänge zwischen den einzelnen Profilglasplatten 20 sind durch eingefügtes Dichtungsmaterial 22 abgedichtet. Auf der aus lichtdurchlässigem Material bestehenden Dampfsperrschicht 14 ist eine Wärme- und Kälteisolationsschicht 26 angeordnet, die aus lichtdurchlässigem Material besteht und vorzugsweise einen Wärmeisolationswert k kleiner 1,5 hat. Sie bildet gleichzeitig auch eine gute Schallisolation. Sie besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von einzelnen Materiallagen und einer Vielzahl von dazwischen gebildeten Lufträumen. Auf der Wärme- und Kälteisolationsschicht 26 ist eine Wassersperrschicht 28 angeordnet, die aus lichtdurchlässigem Material besteht und so ausgebildet ist, daß sie Dampf von der Rauminnenseite zur Raumaußenseite hindurchläßt, jedoch für Wasser undurchlässig ist. Die Halter 16 erstrecken sich durch die Wärme- und Kälteisolationsschicht 26 und durch die Wassersperrschicht 28 hindurch. Zwischen der Wassersperrschicht 28 und dem Plattenteil 30 der Profilglasplatten 20 ist ein Hohlraum 32 gebildet, der zur Entlüftung und Abfuhr von Wasser dient. An den in den Zeichnungen nicht dargestellten Gebäuderändern dieses Gebäudeteils kann der Hohlraum mit verschließbaren Klappen versehen sein, durch welche eine Luftdurchzugsgeschwindigkeit durch den Hohlraum 32 gesteuert werden kann. Durch die Verwendung eines Hohlraumes 32 handelt es sich um ein sogenanntes Kaltdach. In abgewandelter Ausführungsform könnte der Plattenteil 30 der Profilglasplatten 20 unmittelbar auf der Wassersperrschicht 28, oder bei Weglassung dieser Wassersperrschicht 28 auch unmittelbar auf der Wärme- und Kälteisolationsschicht 26 aufliegen, ohne Bildung des Hohlraumes 32. In diesem Falle handelt es sich um ein sogenanntes Warmdach. Die beiden gleichen Varianten können selbstverständlich auch als Gebäudewand verwendet werden. Die Profilglasplatten 20 bestehen vorzugsweise aus Silikatglas, im Gegensatz zu Kunststoffglas. Die Halter 16, vorzugsweise aus Kunststoff, und die Dampfsperrschicht 14, trennen thermisch und elektrisch die Profilglasplatte 20 von dem Blech 4.

Das Blech 4 aus undurchsichtigem Kupfer, Eisen, Stahl, verzinktem Stahl, Aluminium oder dgl. ist in ausgewählten Bereichen, vorzugsweise über seine gesamte Ausdehnung, mit einer Vielzahl von Lichtdurchlaßöffnungen 40 versehen, deren Durchmesser, Anzahl und Lage bestimmt, wieviel Sonnenlicht und an welcher Stelle Sonnenlicht, und in welcher Diffusität Sonnenlicht, durch das Gebäudeteil in das Gebäudeinnere dringen soll.

Wie Fig. 2 zeigt, können die Halter 16 Einfachhalter 16a am Dachrand oder Doppelhalter 16b zur gemeinsamen Befestigung von benachbarten Randrippen 18 der Profilglasplatten 20 sein.

Das Gebäudeteil läßt außer Licht auch die Sonnenstrahlungswärme durch. Diese kann auf passive Weise, also ohne daß zusätzlich Sonnenkollektoren erforderlich sind, auf die Gebäudeinnenseite gelangen. Ferner kann das Gebäudeteil als aktiver Sonnenenergiekollektor verwendet werden, der die Sonnenenergie auf ein Wärmespeichermedium überträgt. Hierzu dient vorzugsweise eine Anlage 42 mit einem Wärmespeichermedium, die zwischen dem Blech und der Wärme- und Kälteisolationsschicht angeordnet ist zur Sonnenenergiegewinnung und/oder zur Raumheizung von einer anderen Wärmequelle oder zur Raumkühlung. Das Wärmespeichermedium ist vorzugsweise eine Wärmespeicherflüssigkeit, die in Strömungsleitungen 42 zirkuliert. Diese Strömungsleitungen 42 können Teil einer Raumklimatisieranlage sein, und können vorzugsweise in den Wellentälern 6 des Bleches 4 zwischen ihr und der Dampfsperrschicht 14 untergebracht werden, ohne daß sie von der Rauminnenseite gesehen werden können. Anstelle der Heizung des Gebäudeinnenraumes kann der Gebäudeinnenraum an heißen Tagen auch gekühlt werden, indem die Flüssigkeit in den Strömungsleitungen 42 wahlweise als Kühlmittel verwendet wird. Die Rauminnenfläche 44 des Bleches 4 kann jede beliebige Farbe oder optische Dekoration haben.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform hat das Blech 4 auf seiner gesamten Ausdehnung eine Vielzahl von kleinen Lichtdurchlaßöffnungen 40. Zur Steuerung des Lichteinfalls und auch zur Steuerung des Wärmedurchlasses sind mehrere Abwandlungen möglich. So können beispielsweise die Lichtdurchlaßöffnungen 40 mit einer Blende versehen werden, durch welche sie teilweise oder vollständig geschlossen werden können. Ferner ist es möglich, die Lichtdurchlaßöffnungen 40 nur in einzelnen Teilbereichen des Bleches 4 vorzusehen, beispielsweise nur in ihren gleich geneigten Seitenwänden 46 oder nur in ihren entgegengesetzt geneigten anderen Seitenwänden 48. Ferner ist es möglich die Seitenwände 46 und 48 mit ungleichen Winkeln schräg auszuführen, beispielsweise eine Seitenwand 46 vertikal und die andere Seitenwand 48 schräg oder horizontal dazu. Auf diese Weise kann die Helligkeit und Lichtverteilung und die passive Sonnenenergiegewinnung auf der Gebäudeinnenseite beeinflußt werden. Ferner kann auf diese Weise eine bestimmte Sonnenstellung, beispielsweise Südsonne oder Nordseite bevorzugt für den Lichteinfall ausgenutzt oder gegen Lichteinfall abgeschirmt werden.

In allen Fällen dient das Blech 4 und/oder die Dampfsperrschicht 14 als Auffangelement und als Sicherung gegen herabfallende Glasteile im Falle eines Brechens oder Splitterns der Profilglasplatten 20. In allen Fällen bildet das insgesamt lichtdurchlässige Gebäudeteil nach der Erfindung die Möglichkeit der Solarwärmegewinnung in kalten Jahreszeiten oder der Kühlung des Gebäudeinnenraumes in warmen Jahreszeiten unter Verwendung des gleichen Wärmemittel- oder Kühlmittelkreislaufes 42. Durch Verwendung von Glas, Kunststoff und/oder Metall ist ferner gewährleistet, daß keine Verrottungsgefahr besteht. Außer einer Wärme- und Kältedämmung hat das erfindungsgemäße Gebäudeteil gleichzeitig den Vorteil, daß es eine Schalldämmung bewirkt. Eine Schalldämmung nach innen und nach außen und eine Schalldämpfung nach innen und somit eine Verbesserung der Raumakustik tritt durch alle genannten Elemente des Gebäudeteils ein, insbesondere aber durch die schalldämmende Wirkung der Lichtdurchlaßöffnungen 40 in dem Blech 4 und durch die Wärme- und Kälteisolationsschicht 26.

Besonders geeignete Materialien für die Wärme- und Kälteisolationsschicht 26 sind Plexiglas, Polycarbonat und ähnliche Materialien, extrudiert oder geschäumt, vorzugsweise mit integrierten Hohlräumen, oder Glasfasermaterial.

Statt eines profilierten Bleches 4 könnte auch ein ebenes Blech 4 verwendet werden.

Claims

1. Lichtdurchlässiges Gebaudeteil, nämlich Gebäudedach oder Gebäudeaußenwand, bestehend aus mindestens folgenden Merkmalen:

1.1. auf einem tragenden Gebäudeskelett (2) ist ein Blech (4) angeordnet, welches eine statisch tragende Funktion für weitere, auf seiner Raum außenseite angeordnete Elemente hat und mit einer sehr großen Vielzahl von Lichtdurchlaßöffnungen (40) zur Raumausleuchtung durch Sonnenlicht ver sehen ist;
1.2. das Blech (4) trägt eine lichtdurchlässige Wärme- und Kälteisolationsschicht (26) aus lichtdurch lässigem Material, die auf der Raumaußenseite des Bleches (4) angeordnet ist und sich über dessen Lichtdurchlaßöffnungen (40) hinweg erstreckt;
1.3. die Außenfläche des Gebäudeteils ist durch eine Vielzahl von lichtdurchlässigen Glasplatten (20) gebildet, die auf der Raumaußenseite der Wärme- und Kälteisolationsschicht (26) angeordnet sind.

2. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (4) eine profilierte Form mit abwechselnd höher (8, 12) und tiefer (6, 10) gelegenen Abschnitten hat.

3. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Dampfsperrschicht (14) aus lichtdurchlässigem Material zwischen dem Blech (4) und der Wärme- und Kälteisolationsschicht (26).

4. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine für Dampf durchlässige, jedoch für Wasser undurchlässige Wassersperrschicht (28) aus lichtdurchlässigem Material zwischen der Wärme- und Kälteisolationsschicht (26) und der Profilglasdecke (20) 5. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten (20) an dem Blech (4) befestigt sind.

6. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten (20) an Haltern (16) befestigt sind, die ihrerseits an dem Blech (4) befestigt sind.

7. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten (20) durch Steckverbindungen mit den Haltern (16) verbunden sind.

8. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten (20) eine profilierte Form haben.

9. Lichtdurchlässiges Gebäudeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Anlage (42) mit einem Wärmespeichermedium, die zwischen dem Blech (4) und der Wärme- und Kälteisolationsschicht (26) angeordnet ist zur Sonnenenergiegewinnung und/oder zur Raumheizung von einer anderen Wärmequelle oder zur Raumkühlung.