DE9310948U1

DE9310948U1 - Glasbaustein

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Publication number: DE9310948U1
Application number: DE9310948U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-22
Filing date: 1993-07-22
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2003-07-23

Description

Dipl.Ing.H.Werner Gabriel, Weinheimer Str. 104, 69469 Weinheim;

Dipl.-Ing. TiIo Poitz, Heinrich-Hertz-Str. 2, 02943 Weißwasser

Dipl.-Ing. Bern Höhne, Heinrich-Hertz-Str. 18, 02943 Weißwasser

Glasbaustein

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft einen Glasbaustein zur Verwendung als lichtdurchlässiges Bauelement in den Wänden eines Raumes, insbesondere in Außenwänden von Hochbauten, bestehend aus mehreren, miteinander verbundenen Glaselementen mit einem der aus der Umgebung in den Raum einfallenden Lichtstrahlung und/oder einem Wärmeeintrag flächig zugewandten ebenen Außenelement, einem zu diesem vorzugsweise parallel beabstandeten, ebenen Innenelement und einem zwischen dem Außenelement und dem Innenelement befindlichen Isolierelement.

Derartige Glasbausteine werden in großem Umfang dort benötigt, wo Innenräume beleuchtet werden sollen, ohne daß dazu Fensteröffnungen oder dergleichen erforderlich oder erwünscht sind. Es wird aber auch erwartet, daß ihre Wärmedämmung diejenige von massiven oder hohlen Ziegelsteinen nicht wesentlich unterschreitet, um zu verhindern, daß die

auszuleuchtenden Räume bei Sonneneinstrahlung vor allem im Sommer zu stark aufheizen und andererseits die Wärmeverluste in Grenzen bleiben, wenn diese Räume vor allem im Winter künstlich beheizt werden.

Diese Optionen lassen sich nur schwer miteinander verbinden, weil eine intensive Lichteinstrahlung untrennbar mit einer dementsprechenden Wärmestrahlung einhergeht.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, Glasbausteine der eingangs näher bezeichneten Art so auszugestalten, daß sie bei ausreichender Lichtdurchlässigkeit unabhängig von der in der Umgebung herrschenden Temperatur zur stabilen Temperierung des beleuchteten Raumes beitragen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens das Außenelement des Glasbausteins mit einer Metalloxid-Schicht versehen ist, die bei einer zu einer unerwünschten Aufheizung des Raumes führenden Temperatur der Umgebung stark licht-reflektierend, sonst aber licht-durchlässig ist und ferner eine die Lichtreflexion mindernde Lumineszenz-Schicht aufweist. Die Verknüpfung von einander hinsichtlich ihrer Wirkung eigentlich widersprechenden Oberflächenbeschichtungen löst die Aufgabenstellung in überraschend einfacher Weise. Während die Lumineszenz-Schicht dafür sorgt, daß die auftreffende Wärme möglichst verlustlos von dem Glasbaustein absorbiert wird, wenn eine relativ niedrige Temperatur der Umgebung die Lichtreflexion der Metalloxid-Schicht deaktiviert, bleibt sie bei höheren Außentemperature nahezu wirkungslos, während die Metalloxid-Schicht aktiviert wird und den "überschüssigen" Lichtstrom durch Relexion von dem Glasbaustein fernhält. Dabei ist die Abschattung des Raumes relativ gering und wird darüberhinaus als angenehm empfunden.

Es ist dabei in einfacher Weise möglich, daß die Metalloxid-Schicht auf die Außenseite des Außenelementes aufgedampft und die Lumineszenz-Schicht auf die Metalloxid-Schicht aufgebracht ist.

Der Glasbaustein kann dabei so konstruiert sein, daß das Außenelement und/oder das Innenlement massiv und homogen ausgebildet sind oder auch sandwich-artig aus jeweils mindestens zwei miteinander verbundenen Glasscheiben bestehen. In diesem letzten Fall ist es möglich, daß die Lumineszenz-Schicht von einer Glasscheibe realisiert wird, die eine andere Glasscheibe überdeckt. Die beiden optisch aktiven Schichten sind demzufolge auf separaten Bauteilen vorgesehen.

Das Isolierelement ist vorteilhafterweise von einem Rahmen eingefaßt, der mit dem Außenelement und dem Innenelement eine gemeinsame Randkontur aufweist und dessen von seiner Berandung eingefaßte Randflächen mit dem Außenelememt und/oder dem Innenelement stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verklebt sind, wobei es zweckmäßig ist, wenn der Rahmen aus Glas besteht. Der Glasbaustein erscheint auf diese Weise als geschlossenes Bauelement, das in genormten Abmessungen angefertigt werden kann und wie andere Bausteine handhabbar ist.

Die Gestaltung des Glasbausteins innerhalb seiner äußeren Abmessungen ist dabei variabel. So ist eine bevorzugte Ausbildung dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus miteinander stoffschlüssig verbundenen, beispielsweise verklebten Segmenten besteht, etwa aus zwei Halbschalen.

Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausführung des Glasbausteins, bei der das Isolierelement aus Glasröhren gebildet ist, die den von dem Rahmen eingefaßten Isolierraum ganz oder teilweise ausfüllen und deren Achsen senkrecht auf den den Isolierraum begrenzenden Flächen des Außenelementes

und/oder des Innenelementes stehen. Ohne die Lichtdurchlässigkeit wesentlich zu beeinträchtigen, die durch Totalreflexionen an den Wänden der Glasröhren zielgerichtet verbessert wird, wird die Wärmekonvektion doch weitgehend unterbunden und auf diese Weise der beleuchtete Raum auch beheizt, durch künstliche Beheizung oder durch mit dem Lichteintrag verbundenen Wärmestrahlung.

Im einzelnen wird dieser Effekt besonders ausgebildet, wenn die Glasröhren hohlkreiszylindrisch ausgebildet sind und deren Verhältnis von Länge und Außendurchmesser größer als 5 ist. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Glasröhren einen Außendurchmesser von 0,7 bis 1,0 cm und/oder eine Wanddicke von 0,2 bis 0,4 mm aufweisen.

Ganz überraschende optische Effekte lassen sich erzielen, wenn die Glaselemente und/oder Glasröhren ganz oder teilweise mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen sind, auch in Verbindung damit, daß es möglich ist, daß die Glasröhren unterschiedliche Formen und/oder Durchmesser aufweisen. Auf diese Weise lassen sich die bauphysikalisch vorteilhaften erfindungsgemäßen Glasbausteine auch für die ästhetische Gestaltung von Bauwerken nutzbar machen. Es kann in diesem Zusammenhang zweckmäßig sein, wenn die Stirnseiten der Glasröhren entgratet sind mit dem Ziel, daß ihre Stirnseiten eben sind und gerundete Kanten besitzen.

Es ist technologisch günstig, wenn in die zur Anbindung im Mauerwerk dienenden Seitenflächen des Glasbausteins vorstehende körnige Einlagerungen eingebettet sind, die durch Formschluß des Mörtels oder eines ähnlichen Bindemittels eine unverrückbare Lagerung ermöglichen.

Nachstehend wird anhand der Zeichnung die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig.l die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Glasbaustein in Sandwichbauweise,

Fig.2 eine Draufsicht im Schnitt aus Fig.l,
Fig.3 eine etwas andere Ausführung in Vorderansicht und Fig.4 eine Draufsicht im Schnitt aus Fig.3.

Der Glasbaustein entsprechend Fig.l und 2 besteht aus einer - gläsernen - Einfassung, die sich aus einem Außenelement 1, einem Innenelement 2 und einem Rahmen 4 für ein Isolierelement 3 zusammensetzt. Die flächigen Bauteile des Außenelementes 1 und des Innenelementes 2 sind unter Einschluß des Isolierelementes 3 mit den anliegenden Randflächen 41 des Rahmens 4 verklebt. Das Isolierelement 3 setzt sich aus hohlkreiszylindrischen Glasröhren 31 zusammen, die lose in den Rahmen 4 eingelegt und so orientiert sind, daß ihre kreisringförmigen Stirnseiten an dem Außenelement 1 und dem Innenelement 2 anliegen. Der Rahmen 4 wird hier aus vier Segmenten 40 gebildet. Das Außenelement 1 setzt sich aus einem Einfassungsteil 10 und zwei miteinander und mit dem Einfassungsteil 10 verklebten Glasscheiben 11 und 12 zusammen. Der Glasbaustein trennt einen Raum R von seiner Umgebung U. Es versteht sieht, daß das von einem Einfassungsteil 20 gebildete Innenelement 2 ebenfalls sandwichartig aufgebaut sein kann; hier ist darauf aber verzichtet worden.

Die Randkontur des Rahmens 4 ist mit denjenigen des Außenelementes 1 und des Innenelementes 2 kongruent, so daß ebene Seitenflächen 14 entstehen, die zur Verbesserung der Kohäsion mit anderen Bausteinen besandet sind.

Auf die innere Glasscheibe 12 ist erfindungsgemäß eine Metalloxid-Schicht MS aufgedampft, die in der Weise wirksam ist, daß ihre lichtreflektierende Wirkung unterhalb einer bestimmten, eventuell wählbaren Temperatur in dem Raum R

zumindest in gewissem Umfang verschwindet: Sonneneinstrahlung heizt den Raum R auf. Der Effekt wird durch eine Lumineszenz-Schicht LS verstärkt, die in dem Ausführungsbeispiel durch die äußere Glasscheibe 12 gebildet ist, aber auch direkt auf die Metalloxid-Schicht MS aufbringbar ist. Die Wärme wird in dem Raum R gespeichert, weil das Isolierelement 3 für einen schlechten Wärmedurchgang durch den Glasbaustein sorgt; er ist gegenüber marktüblichen Glasbausteinen deutlich reduziert. Damit gehen aber gleichzeitig ein verbesserter Lichtdurchlaß und ein niedrigeres Gewicht einher; bei diffusem Licht liegt die Lichttransmission durch den erfindungsgemäßen Glasbaustein nur knapp unter der von normalem Fensterglas.

Bei hohen Außentemperaturen in der Umgebung U und starker Lichtstrahlung sorgt die Fluoreszenz der nun reflektierenden Metalloxid-Schicht MS für eine hohe Lichtreflexion und damit für die Abschattung des Raumes R auf eine angenehme Helligkeit mit wesentlich verminderter Wärmezufuhr. Eine bei dunkler Umgebung U von dem Raum R aus wahrnehmbare Fluoreszenz der Metalloxid-Schicht MS ist ein erwünschter zusätzlicher optischer Effekt. Der Effekt wird nocht verbessert, wenn weitere Glasbauelemente mit fluoreszierendem Material beschichtet werden. Schließlich können geometrische Muster durch Variation des Außendurchmessers D und der Wanddicke s der Glasröhren 31 gebildet werden, welche die optischen Effekte begleiten. Auf diese Weise ist eine vielfältige ästhetische Gestaltung einer aus Glasbausteinen bestehenden Raumwand möglich, die sowohl auf die Umgebung U als auch auf den Raum R gerichtet sein kann.

Eine gegenüber der Ausführung der Fig.l und 2 leicht veränderte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Glasbausteines zeigen die Fig.3 und 4., in denen funktionell übereinstimmende Bauelemente mit den gleichen, aber gestrichenen Be-

zugszeichen bezeichnet sind, wie sie für die vorige Variante verwendet wurden.

Das Außenelement 1' besteht aus einer nun wesentlich dickeren Glasscheibe ebenso wie das Innenelement 2'. Eine gesonderte Einfassung ist hier nicht vorgesehen. Der Rahmen 4' wird aus zwei aus Segmenten zusammengesetzten Rahmenelementen 40' gebildet, die halbschalenartig an Stoßstellen SS miteinander verklebt sind. Der Rahmen 4' ist seinerseits mit dem Außenelement 1' und dem Innenelement 2' verklebt, das Isolierelement 3' mit Glasröhren 31' gefüllt.

Es versteht sich, daß die gläserne Einfassung des Glasbausteines nötigenfalls um eine stabilierende Metallfassung erweiterbar ist, ohne daß damit die Erfindung verlassen würde; auch die geometrische Gestaltung ist in weitem Umfang variabel.

Claims

ARNE MISSLING Dipi.mg. PATENTANWALT

'S? (06 41) 71019, 35390 Giessen

22. Juli 1993 Mi-Wa/Fl 93.088GM

Dipl.Ing. Heinz-Werner Gabriel, Weinheimer Str. 104, 69469 Weinheim;

Dipl.-Ing. TiIo Poitz, Heinrich-Hertz-Str. 2, 02943 Weißwasser,

Dipl.-Ing. Bernd Höhne, Heinrich-Hertz-Str. 18, 02943 Weißwasser

Glasbaustein

Ansprüche:

1. Glasbaustein zur Verwendung als lichtdurchlässiges Bauelement in den Wänden eines Raumes, insbesondere in Außenwänden von Hochbauten, bestehend aus mehreren, miteinander verbundenen Glaselementen mit einem der aus der Umgebung in den Raum einfallenden Lichtstrahlung und/oder einem Wärmeeintrag flächig zugewandten ebenen Außenelement, einem zu diesem vorzugsweise parallel beabstandeten, ebenen Innenelement und einem zwischen dem Außenelement und dem Innenelement befindlichen Isolierelement,

dadurch gekennzeichnet, daß

mindestens das Außenelement des Glasbausteins

a) mit einer fluoreszierenden Metalloxid-Schicht

(MS) versehen ist, die bei einer zu einer unerwünschten Aufheizung des Raumes (R) führenden Temperatur der Umgebung (U) stark licht-reflektierend, sonst aber licht-durchlässig ist und

b) ferner eine die Lichtreflexion mindernde Lumineszenz-Schicht (LS) aufweist.
2. Glasbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxid-Schicht (MS) auf die Außenseite des Außenelementes (1) aufgedampft ist.
3. Glasbaustein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenz-Schicht (LS) auf die Metalloxid-Schicht (MS) aufgebracht ist.
4. Glasbaustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenelement (1) und/oder das Innenlement

(2) massiv und homogen ausgebildet sind.
5. Glasbaustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenelement (1) und/oder das Innenelement (2) sandwich-artig aus jeweils mindestens zwei miteinander verbundenen Glasscheiben (11,12) bestehen.
6. Glasbaustein nach einem der Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenz-Schicht (LS) von einer Glasscheibe (11) realisert wird, die eine andere Glasscheibe (12) überdeckt.
7. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (3) von einem Rahmen (4) eingefaßt ist, der mit dem Außenelement (1) und dem Innenelement (2) eine gemeinsame Randkontur aufweist und dessen von seiner Berandung eingefaßte Randflächen (41) mit dem Außenelememt (1) und/oder dem Innenelement (2) stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verklebt sind.
8. Glasbaustein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (4) aus Glas besteht.
9. Glasbaustein nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (4) aus miteinander stoffschlüssig verbundenen, beispielsweise verklebten Segmenten (40) besteht.
10. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (3) aus Glasröhren (31) gebildet ist, die den von dem Rahmen (4) eingefaßten Isolierraum (3) ganz oder teilweise ausfüllen und deren Achsen senkrecht auf den den Isolierraum (3) begrenzenden Flächen des Außenelementes (1) und/oder des Innenelementes (2) stehen.
11. Glasbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasröhren (31) hohlkreiszylindrisch ausgebildet sind und deren Verhältnis von Länge und Außendurchmesser größer als 5 ist.
12. Glasbaustein nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasröhren (31) einen Außendurchmesser (D) von 0,7 bis 1,0 cm aufweisen.
13. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasröhren (31) eine Wanddicke (s) von 0,2 bis 0,4 mm aufweisen.
14. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaselemente (1,2) und/oder Glasröhren (31) ganz oder teilweise mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen sind.
15. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasröhren (31) unterschiedliche Formen und/oder Durchmesser aufweisen.
16. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Glasröhren

(31) entgratet sind.
17. Glasbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in seine zur Anbindung im Mauerwerk dienenden Seitenflächen (14) vorstehende körnige Einlagerungen eingebettet sind.