DK145352B - Dobbeltvaegget facadeelement til bygninger med et overtryksventilations- eller -klimaanlaeg - Google Patents

Description

(19) DANMARK ( gfe

fVRBL

(12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (n> 145352 B

DIREKTORATET FOR PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 2169/75 (51) IntCi.* E 06 B 7/0.2 (22) Indleveringsdag 1 6. maj 1975 E04C2/Å6 (24) Løbedag 1 6. maj 1975 (41) Aim. tilgængelig 1j5· dec. 1975 (44) Fremlagt 1. nov. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 12. jun. 197^, 8021/7^, CH

(71) Ansøger ELEKTROWATT AG, 8008 Zuerich, CH.

(72) Opfinder Ernst Wild, CH.

(74) Fuldmægtig internationalt Patent-Bureau.

(54) Dobbelt vægget facadeelement til bygninger med et overtrykeventi« lations- eller -klimaanlæg.

Opfindelsen angår et dobbeltvægget facadeelement til bygninger med et overtryksventilations- eller -klimaanlæg, hvor der ved elementets ene i brugsstil-lingen vandrette kant i dets indervæg findes en gennemløbsåbning for afgangsluft og ved dets anden vandrette kant i dets ydervæg en udstrømningsåbning for afgangsluften, hvilke to åbninger er indbyrdes forbundet via mellemrummet mellem Q inder- og ydervæggen.

Det har vist sig, at den energi, som skal anvendes til ventilation eller Γ) klimatisering af bygninger med sådanne facadeelementer, er meget lille. Faktisk

O

rj ventileres ved disse facadeelementer mellemrummet mellem indervæggen og ydervæg- gen konstant ved hjælp af den udstrømmende afgangslufti og efter udstrømningen af afgangsluften gennem udstrømningsåbningen blæses afgangsluften konstant hen over ^ facadeelementet, så at udeklimaet hele tiden adskilles fra indeklimaet af to over ordentligt virksomme konvektionshindringer.

U5352 2

Medens denne meget virksomme isolation (ved facadeelementer med vinduesåbninger med glas opnås for hele facadeelementet varmegennemgangstal k fra kun 0,3 til 1 keal/m^ h °G) netop ved udetemperatur omkring frysepunktet eller derunder virker specielt påfaldende, viser der sig ved udpræget temperaturfald fænomener, som er egnet til på uheldig måde at påvirke de, hvad angår varmeøkonomi, særlig gunstige egenskaber af sådanne facadeelementer. Disse fænomener hænger sammen med kondensationen af afgangsluftens fugtighed, så snart denne ved direkte berøring med udeluften afkøles meget hurtigt til dennes temperatur. Det skal eksempelvis bemærkes, at ved en indetemperatur på 25°C og en relativ fugtighed på 50% er vandindholdet i luften ca. 10 g/kg tør luft, medens ved lufttemperaturer på 0°G vandindholdet, der svarer til mætning, dvs. en relativ fugtighed på 100%, ligger på ca. 4 g/kg tør luft. Der kommer altså ved udstødning af afgangsluften væsentlige mængder vand, som kondenseres,og som ved temperaturer,der ligger under frysepunktet, fører til overisning af hele facadedele og dermed til uheldig påvirkning af facadeelementets egenskaber.

Opfindelsen tilsigter at tilvejebringe et facadeelement af den indledningsvis nævnte art, ved hvilket sådanne kondensationsfænomener praktisk talt ikke mere optræder ved udetemperaturer, som ligger lavere end indetemperaturen.

Dette opnås ifølge opfindelsen med et facadeelement af den indledningsvis nævnte art, ejendommeligt ved, at gennemløbsåbningens strømningstværsnit er større end udstrømningsåbningens strømningstværsnit, men mindre end mellemrummets strømningstværsnit, og at en kontraklap, som reagerer påVDksende udetryk, er anbragt ved udstrømningsåbningen til drøvling af dennes strømningstværsnit, så at der i mellemrummet mellem gennemløbsåbningen og udstrømningsåbningen opstår et trykfald, som er mindre end forskellen mellem vanddamppartialtrykket inde i bygningen og vanddamppartialtrykket udendørs ved en udetemperatur, der er mindre end inde-temp er aturen.

Det har overraskende vist sig, at den frygtede kondensation på ydersiden af facadéelementet ikke optræder ved en sådan indbyrdes tilpasning af dimensionerne af gennemstrømnings- og udstrømningsåbningens samt mellemrummets strømningstværsnit. Man er tilbøjelig til at forklare denne overraskende virkning ved, at den for luftstrømningen i mellemrummet virksomme trykdifferens, som er mindre end differensen af vanddamppartialtrykket inde i bygningen og udendørs,medfører en sådan lille strømningshastighed,at fugtigheden i afgangsluften, der bevæger sig i forvejen for den egentlige strømningsbevægelse, forsvinder og dermed bevirker en udtørring af afgangsluften, som er stigende med den i mellemrummet tilbagelagte vej. På denne måde har afgangsluften i det øjeblik, den strømmer ud gennem udstrømningsåbningen, allerede et så lille vandindhold, at den ikke mere kan kondensere.

1A5352 3

Dette fænomen begunstlges også af forholdet af diffusionshastighederne fra vanddamp til luft og omvendt, hvilket forhold som bekendt er omvendt proportionalt med kvadratroden af de to gasarters molekylvagt. For luft er middelmolekylvægten 28,98 og for vanddamp (gasformigt vand) 18. Deraf fås, at diffusionshastigheden fra vanddamp til luft er ca. 1,3 gang så stor som fra luft til vanddamp.

Kontraklappen kan hensigtsmæssigt være et bånd af et bøjeligt materiale, som er påhængslet ved sin øverste kant, og som ergennembrudt af åbninger,Derved reduceres gennemstrømningstværsnittet af udstrømningsåbningen ikke til nul selv ved helt lukket kontraklap.

På den anden side kan der efter kontraklappen være anbragt en ekstra gennemløbsåbning, som ved udefra optrædende undertryk er i det mindste delvis tildækkelig ved hjælp af kontraklappen. På denne måde forstyrres det i mellemrummet optrædende trykfald ikke væsentligt ved en forbigående sugning, som virker på i:/: facadeelementet i bygningen, så at strømningshastigheden kun tiltager uvæsentligt i mellemruranet.

Kontraklappen kan hensigtsmæssigt være anbragt forsat indad inde i ydervæggen. Dette giver en glat yderside af facadeelementet, som er ønsket og tilstræbt til visse formål.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende ved hjælp af udførelseseksempler på et facadeelement ifølge opfindelsen og tinder henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et snit gennem en del af facaden i en bygning opbygget af præfabrikerede facadeelementer ifølge opfindelsen, fig. 2 en detalje af fig. 1 i stor målestok, fig. 3 et snit gennem en udførelsesvariant af et facadeelement ifølge opfindelsen ved dets udstrømningsåbning, og fig. 4 et snit efter linien 4-4 i fig. 3.

I fig. 1 er vist to gulvplader 10 og 11, op til hvilke der ved bygningsfacaden støder et facadeelement 12. Facadeelementet 12 er dobbeltvægget og har en indervæg 13 og en ydervæg 14, mellem hvilke der findes mellemrum 15, som f.eks. kan anvendes til optagelse af en med punkteret streg vist persienne 16. Indervæggen 13 har en vinduesåbning 18 med rude 17 og ydervæggen en vinduesåbning 20, der er lukket med en dobbeltrude 19. Ved den øverste ende er facadeelementet 12 gjort fast ved hjælp af bolte på den øverste gulvplade 10, og i den nederste ende hviler facadeelementet på et vinkelformet bæreprofil 22, som er forankret i gulvpladen 11. Fra det rum 23, som befinder sig mellem gulvpladerne 10 og 11, fører en gennemstrømsåbnittg 24, der er udformet som en U5352 4 slids, ved undersiden af gulvpladen 10 i facadeelementets indervæg ind til mellemrummet 15 mellem indervæggen og ydervæggen, medens der langs den modsat liggende vandrette kant af facadeelementet 12 i dettes ydervæg 14 f indes en udstrømningsåbning 25, som fører fra mellemrummet 15 ud til omgivelserne. Det skal bemærkes, at både gennemstrømningsåbningen 24 og udstrømningsåbningen 25 på praktisk måde strækker sig over hele facadeelementets længde,dvs. vinkelret på tegningsplanet.

Af det ovenfor forklarede fremgår, at der ved et overtryk i rummet 23 hele tiden sker en strømning fra gennemstrømningsåbningen 24 gennem mellemrummet 15 til udstrømningsåbningen 25. Under alle omstændigheder udgør både gennemstrømningsåbningen 24 og udstrømningsåbningen 25 et drøvlested, som fører til, at den i mellemrummet 14 virksomme trykforskel er væsentlig mindre end trykfaldet mellem rummet 23 og det uden om bygningen herskende udetryk. Mellemrummet 15 er ved den til gulvpladen 11 tilstødende brystning 26 af indervæggen 13 og brystningen 27 af ydervæggen 14 beklædt med plader 28 af et lyddæmpende materiale. Desuden er der i den nederste ende af mellemrummet 15 på brystningerne 26 og 27 anbragt to U-formede profiler 29 og 30 ligeledes af lyddæmpende materiale på en sådan måde, at flangen af det ene profil 30 griber ind mellem flangerne på det andet profil 29. Derved opstår før udstrømningsåbningen 25 et andet drøvlested, så at trykfaldet i mellemrummene 15 bliver endnu mindre. Endvidere danner de to profiler 29 og 30 en meget virksom isolation mod lydsvingninger, som kunne nå ind gennem udstrømningsåbningen 25 og bringe ruden 17 til at svinge med.

Som det navnlig ses i fig. 2, forløber udstrømningsåbningen fra mellemrummet 15 trinformet nedad og har to lodret liggende i forhold til hinanden forskudte afsnit 31 og 32. Mellem disse to afsnit findes en ved 34 påhængslet kontraklap 33 af et bøjeligt gummilignende materiale,som strækker sig over hele udstrømningsåbningen 25*s længde. I kontraklappen 33 findes som angivet ved 35 åbninger, som forhindrer, at hele strømningstværsnittet af udstrømningsåbningen 25 lukkes ved lukning af kontraklappen 33. Desuden reduceres ved kontra-klappen 33’s lukning strømningstværsnittet af udstrøraningsåbningen 25, som i det væsentlige er givet af strømningstværsnittet af afsnittene 31 og 32 i stigende grad med dimensionen af åbningerne 35. På denne måde fås i det mindste ved åbningen 35 en væsentlig forøgelse af gennemstrømningshastigheden, så at strømningen ud af mellemrummet 15 til trods for det der herskende mindre trykfald også opretholdes, når kontrakl^ppen 33 ved hjælp af et trykstød trænges tilbage til den i fig. 2 viste stilling. Såfremt der ikke kommer et trykstød udefra, indtager kontraklappen hovedsagelig den i fig. 2 med punkteret streg viste og med 33' betegnede "svævende" stilling.

145352 5

Et andet vigtigt træk ved denne udførelsesform for facadeelementet ifølge opfindelsen består i, at der mellem den indre ende af udstrømningsåbningen 25 og de U-formede profiler 29 og 30 findes endnu en udvidelse af strømningstværsnittet, som praktisk talt er bestemt af den nederste ende 15· af mellemrummet 15. Denne udvidelse, dvs. den sidste ende af strømningstværsnittets udvidelse, som findes mellem to drøvlesteder, virker som ekstra lyddamper, så at støj fra omgivelserne, som nævnt ovenfor, ikke er i stand til at bringe ruden 17 i svingninger eller endog trænge direkte ind i rummet 23 gennem gennemløbsåbningen 24.

Over vinduesåbningen 18, men under gennemstrømningsåbningen 24, har indervæggen en konsollignende forlængelse, som kan tjene til forskellige formål. Denne forlængelse 36 dækker eksempelvis gennemstrømningsåbningen 24, så at denne ikke kan ses fra rummet 23. Endvidere tjener denne forlængelse 36 som fastgørelsesplan for lampearmaturer 37 og eventuelt også som understøtning for et kun skematisk angivet blændloft 38, som er ophængt i en afstand fra undersiden af gulvpladen 10 parallelt med denne. Da afgangsluften, som skal blæses ud fra rummet 23, kun kan strømme ud gennem gennemstrømningsåbningen 24, tvinges denne til at bestryge den med 37' betegnede lampe i lampearmaturet 37, som måske er tændt og derfor frembringer varme. På denne måde bortleder denne afgangsluft også den af lampen 37’ fremstillede varme under samtidig af køling af lampen. Det fremgår, at gennemstrømningsåbningen 24's strømningstværsnit, som under alle omstændigheder er større end udstrømningsåbningen 25's strømningstværsnit, kan reguleres på simpel måde, så at det trykfald, som skal indstilles i mellemrummet 15, kan tilpasses det overtryk, som hersker i rummet 23, og som hidrører fra ventilations- eller klimaanlægget. Det skal bemærkes, at trykfaldet i mellemrummet 15, der medfører udstrømningen af afgangsluften, bliver mindre end vanddamppartialtrykkene på den ene side inden i bygningen og på den anden side udendørs ved en indetemperatur i bygningen, som er større end udetemperaturen.

Ved den i fig. 3 viste detalje af facadeelementet 12 ses ved gulvpladen 11 en del af indervæggen 13, en del af ydervæggen 14, det nederste område af det mellemliggende mellemrum 15 og udstrømningsåbningen 25, som ved den nederste ende af mellemrummet 15 går ud gennem ydervæggen 14. Ved udstrømningsåbningen 25 er der mellem Indervæggen 13 og ydervæggen 14 anbragt et i det væsentlige Z-formet kasseprofil 40, hvis nederste flange 41 samtidig er afstandsstykke mellem indervæggen 13 og ydervæggen 14 og skillevæg mellem mellemrummet 15, som ligger over gulvpladen 11 og det neden under liggende mellemrum. Den midterste del eller kroppen af det Z-formede kasseprofil 40 er 145352 6 dobbeltvægget. Nærmere betegnet har denne midterdel en bund 42 og en øverste lukkevæg 43, som tilsammen afgrænser et vandret liggende kammer 44. I bunden 42 findes der én eller flere åbninger 45, og i den øverste lukkevæg 43 ligeledes én eller flere åbninger 46. Inden i kammeret 44 er kontraklappen 33 anbragt, og denne består i dette tilfælde af et let bøjeligt materiale, og er dimensioneret og ophængt på en sådan måde, at den enten lukker for åbningerne 45 eller for åbningerne 46. F.eks. består kontraklappen 3 af ét i begge ender ophængt bånd, som med en vis nedhængning strækker sig gennem kammeret 40, dvs. vinkelret på tegningsplanet. I den øverste lukkevæg 43 findes desuden to omløbsåbninger 47 og 48, af hvilke den enes strømningstværsnit kan reguleres ved hjælp af en skyder 49 og en reguleringsskrue 50. Åbningerne 46, 47 og 48 munder ind i en kanal 51, hvis øverste side er begrænset af kasseprofilet 40's øverste flange 52. Fra kanalen 51 udgår den i ydervæggen 14 værende udstrømningsåbning 25, som munder ind i en udstrømningskanal 53. Som det fremgår af fig. 4, er udstrømningskanalen 53 én af to kanaler, som er udformet i et på ydervæggen 14's yderside fastgjort dobbelt U-profil 54. Det vandret anbragte U-profil 54 er åben i begge ender. Under kanalen 53 findes i U-profilet 54 en parallel og ligeledes i begge ender åben gennemgangskanal 55. Udstrømningskanalen 53 er noget kortere end U-profilet 54, og for begge ender findes lette drejelige klapper 56 og 57, som med deres frie ender rager ind i kanalen 55.

Det antages, at der udendørs, dvs. uden for ydervæggen 14, ikke findes nogen fra luftens bevægelse hidrørende afvigelse fra barometertrykket. Bygningens indre rum 23, dvs. indersiden af indervæggen 13, har overtryk. Der vil da dannes en strømning af afgangsluften i pilene 58’s retning (fig. 3) i mellemrummet 15, og denne afgangsluft strømmer gennem åbningerne 45 ind i kammeret 44 og holder så at sige klappen 33 i svævende tilstand, gennem åbningerne 46, 47 og 48 til kanalen 51 og derfra gennem udstrømningsåbningen 25 til udstrømningskanalen 53. Derfra strømmer afgangsluften ud både som vist med pilen 59 og som vist med pilen 60 til enderne af kanalen 53, hvor klapperne 56 og 57 løfter sig, og luften til sidst strømmer ud gennem enderne af U-profilet 54.

Hvis nu ydersiden af ydervæggen 14 påvirkes af blæst, antages først, at denne blæst praktisk talt ikke virker under en ret vinkel på ydervæggen 14.

Der opstår således praktisk talt ikke nogen stationær trykluftpude, men der dannes langs ydervæggen 14's yderside en strømning, hvori der hersker et i forhold til barometertrykket større tryk. Denne strømning strømmer i den ene eller anden retning gennem U-profilet 54 med det resultat, at den ene af klapperne 56, 57 lukkes. Da strømningen i kanalen 55 praktisk talt sker uhindret, åbnes den anden af klapperne 56, 57 ved hjælp af denne strømning, 145352 7 og den i udstrømningskanalen 53 værende afgangsluft rives med ved injektorvirk-ning og strømmer ud.

Hvis ydersiden af ydervæggen 14 befinder sig på den side af bygningen, som ikke påvirkes af blæst, nærmere betegnet på den side, som vender bort fra vindretningen, opstår der på denne side af bygningen et tryk, der er lavere end det barometriske tryk. Dette undertryk medfører, at trykfaldet mellem det indre rum 23 og de udendørs omgivelser og dermed også trykfaldet i mellemrummet 15 bliver momentant større. I dette tilfælde forøges strømningshastigheden for afgangsluft momentant gennem kammeret 44, hvorved klappen 33 løftes og vanskeliggør i stigende grad strømningen gennem åbningen 46. Hvis åbningen 46 lukkes af kontraklappen 33, forbliver kun omløbsåbningerne 47 og 48 fri, og disses strømningstværsnit er ikke tilstrækkeligt til at lade det uden for bygningen herskende undertryk komme til fuld virkning i mellemrummet 15, så at det i mellemrummet 15 indstillede trykfald forøges i væsentlig grad.

U-profilet 54 med de to kanaler 53 og 55 og klapperne 56 og 57 kan ved facadeelementer for bygninger, som sjældent påvirkes af vinden, udelades.

I dette tilfælde virker ved eventuelle trykstød på ydersiden af ydervæggen 14 klappen 33 kun som ægte kontraklap. Også her kan der træffes foranstaltninger til, at åbningerne 45 ikke helt lukkes af kontraklappen 33, men kun drøvles kraftigt. I det viste eksempel er åbningerne 45 flankeret af forhøjninger 61, på hvilke kontraklappen kan ligge an, så at der forbliver et kraftigt drøvlet strømningstværsnit frit. I stedet for forhøjningerne 61 kan der også i bunden 42 langs åbningerne 45 findes omløbsåbninger ligesom i den øverste lukkevæg 43. Tilsvarende gælder det i øvrigt for den øverste lukkevæg 43, at der der i stedet for omløbsåbningerne 47 og 48 kan være forhøjninger, som flankerer åbningerne 46.

Under alle tilfælde bidrager den ovenfor forklarede udformning af facadeelementet 12 ved udstrømningsåbningen 25 til, at det trykfald, som er bestemmende for strømningen af afgangsluften, opretholdes automatisk ved hjælp af kontraklappen 33's bevægelse også under ydre tryksvingninger, nemlig på en mindre værdi end forskellen mellem vanddamppartialtrykkene for det indre rum 23 og omgivelserne, fordi det overtryk, som er opnået inden i bygningen ved hjælp af ventilations- eller klimaanlæggets blæsning, på kort tid tilpasser sig trykforholdene udendørs, så at trykfaldet i mellemrummene 15 kun svinger inden for meget snævre grænser.

Det skal bemærkes, at navnlig ved klimatiserede bygninger svinger vanddamp-partialtrykket ved temperaturer mellem 20 og 25°C og relative fugtighedsværdier fra 40-60¾ mellem seks og op til maksimalt 12 mm kviksølvsøjle, svarende til ca.

Claims (5)

145352 8 78-156 mm vandsøjle. Det drejer sig således om et forholdsvis lille variationsområde af vanddamppartialtrykket, og det er tilstrækkeligt, hvis strømningstværsnittene af gennemstrømningsåbningen 24, udstrømningsåbningen 25 og mellemrummet 15 er tilpasset indbyrdes på en sådan måde, at det i mellemrummet 15 virkende trykfald er mindre end ca. 2,3 mm kviksølvsøjle eller ca. 40 mm vandsøjle, da selve vanddamppartialtrykket ved 0°C og 100% relativ luftfugtighed kun er ca. 4,5 mm kviksølvsøjle eller ca. 58 mm vandsøjle. For øvrigt kan vanddamppartialtrykket for forskellige værdier af temperaturen og den relative luftfugtighed meget let fås af tabeller, og for en fagmand giver det ingen vanskeligheder at dimensionere strømningstværsnittene af gennemstrømningsåbningen 24, udstrømningsåbningen 25 og mellemrummet 15 ud fra strømningslovene på en sådan måde, at det i mellemrummet 15 virkende trykfald er mindre end forskellen mellem de vanddamptryk, som er aflæst i ovennævnte tabeller for vedkommende tilfælde.

1. Dobbeltvægget facadeelement til bygninger med et overtryksventilationseller -klimaanlæg, hvor der ved elementets ene i brugsstillingen vandrette kant i dets indervæg findes en gennemløbsåbning for afgangsluft og ved dets anden vandrette kant i dets ydervæg en udstrømningsåbning for afgangsluften,hvilke to åbninger er indbyrdes forbundet via mellemrummet mellem inder- og ydervæggen, k eir detegnet ved,at gennemløbsåbningens (24) strømningstværsnit er større end udstrømningsåbningens (25) strømningstværsnit, men mindre end mellemrummets (15) strømningstværsnit, og at en kontraklap (33) , som reagerer på voksende ude tryk, er anbragt ved udstrømningsåbningen (25) til drøvling af dennes strømningstværsnit, så at der i mellemrummet (15) mellem gennemløbsåbningen (24) og udstrømningsåbningen (25) opstår et trykfald, som er mindre end forskellen mellem vanddamppartialtrykket inde i bygningen og vanddamppartialtrykket udendørs ved en ude-temperatur, der er mindre end indetemperaturen.

2. Facadeelement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kontraklappen (33) er et bånd af et bøjeligt materiale, som er påhængslet ved sin øverste lånt, og som er gennembrudt af åbninger (35). (Fig. 2).

3. Facadeelement ifølge krav 2, kendetegnet ved, at kontraklappen (33) er anbragt forsat indad inden i ydervæggen (14).(Fig. 1, 3).

4. Facadeelement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i mellemrummet (15) er anbragt lyddæmpende midler (28, 29, 30, 15!» umiddelbart før udstrømningsåbningen (25).

5. Facadeelement ifølge krav 4, kendetegnet ved, at de lyddæmpende midler omfatter et ekspansionsrum (15') og forhindringer (29, 30), som strækker sig på tværs af strømningsretningen over mellemrummet (15).