JP4664562B2 - 建物のための蓄熱建築要素 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物のための蓄熱建築要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＨ−Ａ−６８８１６４号において、請求項１の前文による蓄熱材料を備えた建築要素が知られている。部屋の壁部の一面が、外側に透明な熱絶縁部を有し、内側に二つの窓ガラスにより構成された間隙を含む壁部によって、外部に対して分離されている。この間隙内には、蓄熱材料例えば塩化カルシウム・６水和物が充填されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光吸収においてより効率が良いように、上述の種類の建築要素を構成するという課題に基づいている。この課題は、請求項１の特徴部分そして従属請求項の特徴により解決される。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態が、図面に基づいて説明される。
【０００５】
図１による建築要素は、ガラスまたはプラスチックから製造され得る透明な窓ガラス１０，１１から構成されている。それらは、間隙を構成する。これは、密閉され、蓄熱材料１２で充填される。蓄熱材料１２においては、その融解エンタルピーが、熱エネルギーの蓄積のために利用される。好ましくは、室温で融解する材料、例えば塩化カルシウム・６水和物またはパラフィンを使用する。この方法では、室温領域での、融解過程を通して、コンクリートまたは煉瓦のような従来の建築材料と比較して数倍の熱エネルギーが、蓄積され得る。この材料は、融点以上の温度で、間隙内に注入され、または窓ガラス１０，１１と共に一体に押出し成形される。蓄熱材料を窓ガラス１０，１１の間に固定した状態で収容するという可能性も在る。好ましくは、建築要素内の熱伝導が妨げられないように、続いて極微な気泡の空気が排気される。蓄熱材料としてパラフィンを使用する場合には、パラフィンを支持材料により固体／液体の相変化中も形状安定させることも可能である。パラフィンは、支持材料中で完全に均一に分散され、高い作動温度においてさえ液体状のパラフィンが流れ出ることはない。パラフィンを窓ガラス１０，１１の間に形状安定して嵌め込む他の方法として、パラフィンを密な中空体２５内に充填し、密封する。このパラフィンで充填された中空体は、ドライプロセスで、窓ガラス１０，１１の間に積み重ねることができる。この中空体は、好ましくは、プラスチックから製造される。したがって、積み重ねられた中空体２５により構成され導出され得る静的圧力が、中空体２５を互いに、そして窓ガラス１０及び１１と部分的にまたは完全に貼着する。窓ガラス１０，１１の安定性を高める静的な連結が生ずる。
【０００６】
蓄熱材料１２は、太陽光線スペクトルの少なくとも赤外領域で、光を吸収するように、染色されまたは着色される。好ましくは、それは、太陽光線の吸収が蓄熱材料１２内で直接に行なわれるように、暗く染色される。吸収されたエネルギーは、蓄熱材料内で熱エネルギーとして蓄積され、ゆっくりと連続的に再び熱放射として室内に放出される。この着色は、室内が、透過した太陽光線により過熱することなく、入射する太陽光線ができるだけ蓄熱材料１２内で吸収されるように、暗く選定されなければならない。染色部の吸収率は、建物の所在地及び構成方法に応じて、選定されなければならない。例えば、建築要素が直接に外壁を構成する簡単な建築構造の建物の場合には、建築要素が外面要素として壁面を上張りする頑丈な建築構造の建物の場合よりも多量の光が蓄熱材料内で吸収される。同様に、太陽を向いた正面の通常の窓面及び建物の所在地における期待されるべき太陽入射が考慮されなければならない。さらに、蓄熱材料１２における太陽光線の吸収の際に、その特性が利用される。蓄熱材料であるパラフィンは、液体の状態では、固体の状態におけるよりも基本的に高い光透過性を有する。さらに、それは、低い熱伝導率を有している。それは、蓄熱層が太陽光入射の際に外から内に向かってゆっくりと融解し、光伝導率が同様に外から内に向かって高められるということを意味している。これは、太陽光線が、理想的には蓄熱層全体に達し、そこで蓄積され吸収されるという結果になる。太陽光線がパラフィン１２をより良好に融解させ得るように、中空体２５は、光を導入するための凹部２６または貫通部を備えている。太陽放射は、凹部又は貫通部を通って蓄熱層１２内により深く進入する。
【０００７】
建築要素の吸収率を高めるさらなる可能性は、透明な窓ガラス１０，１１または中空体２５が暗く調色されまたは暗くコーティングされることに在る。この窓ガラス１０，１１及び中空体２５の染色またはコーティングは、装飾目的にも利用され得る。
【０００８】
建物の外面に向けて、窓ガラス１０，１１に、一つまたはそれ以上のさらなる透明な窓ガラス１４により囲まれた透明な熱絶縁部１３が前置されている。熱絶縁部１３は、例えば引例として、本願に含まれているＷＯ９８／５１９７３号により理解できる。窓ガラス１４は、有利には、光伝送が最適化されるように、鉄分に乏しい高透光性の白ガラスから製造される。透明な絶縁層１３に関して、透明なプラスチックの蜂の巣構造または他の透明な中空構造も使用され得る。このいわゆる透明な熱絶縁部１３は、空気の対流が抑止されるほど中空室が細かいので、中空室内に封じ込められた空気が絶縁体として作用する、という特性を有している。
【０００９】
透明な熱絶縁部として、中央の窓ガラス１１と外側の窓ガラス１４との間の間隙を、熱的に高く絶縁する希ガス例えばアルゴン，クリプトンまたはキセノンにより充填することもできる。さらなる可能性は、この間隙内の空気を排出することに在る。真空は、理想的な絶縁体を示す。中央の窓ガラス１１及び１４は、外面または内面に、低Ｅコーティングとも呼ばれる保温コーティング１５（図２参照）を有し得る。外側の白ガラスの窓ガラス１４及びその後方に位置するガスまたは真空層は、高い光伝送を有している。保温コーティングされた中央の窓ガラス１１は、当然のことながら、低減された全エネルギー透過率を有する。発生する吸収エネルギーは、前置された絶縁層及び保温コーティング１５が外に向かう熱損失を抑止するので、エネルギー損失ではなく、蓄熱材料の内部で転換される。
【００１０】
建築要素が夏季に過熱しないように、蓄熱層の外面に、日除けが備えられ得る。図２による実施形態においては、日除け１６が、外側の絶縁された間隙内にて、外側の窓ガラス１４の後方に取り付けられる。これは、建築要素が過熱保護により安定した良好に機能するユニットとして製造され、したがって付加的な日除け構造が放棄され得るということを保証する。
【００１１】
入射を制御するさらなる可能性は、外側の窓ガラス２４がプリズム状の凸部１７を有することに在る。光を屈折することによって、夏季に急角度で入射する太陽光は外方へ屈折され、冬季に緩い角度で入射する太陽光は窓ガラス２４を妨げられずに通過し得る。プリズム１７は、窓ガラス１４の表面にも裏面にも配置され得る。光の屈折の原理は、ホログラムも利用できるが、これは現在のところ非常に高価である。建築要素は、付加的に加熱体としても使用され得る。ソーラーハウスにおいても、良くない天候の場合における必要な余剰熱の補填のために、付加的な加熱源が必要である。窓ガラス１０は、蓄熱材料１２に対して電気的平面抵抗加熱体１８として構成され得る。このために、導電性の金属コーティングが窓ガラス１０上に塗布される。さらなる可能性は、透水性の管１９が蓄熱器内に一体化され、したがって平面加熱体の場合と同様に、水が必要に応じて必要な加熱エネルギーを蓄熱器に与えることに在る。蓄熱材料１２は、安価な夜間電流が蓄熱体に供給され得、日中に遅れて熱の形態で再び利用されるという可能性を示す。
【００１２】
夏季の過熱保護のさらなる可能性は、窓ガラス１４または１１の外面への金属酸化物コーティングである。窓ガラス１４，１１への垂直線に関する入射角度が大きくなるにつれて、窓ガラス１４，１１の外側表面での反射がますます増大する。これは、夏季に急角度で入射する太陽光が、冬季に緩い角度で入射する太陽光よりも、より強く反射されるということを意味する。同時に、これはコスト的に有利な解決法を示す。
【００１３】
建築要素をコストに関して最適化するために、それはプラスチック要素として一体に押出し成形され得る。固定されない蓄熱材料１２の場合には、液体状態では形状安定でない蓄熱材料１２を受容し得るために、肉眼で見える中空室２０が必要である。有利には、窓ガラス１０，１１内に中空室２０を形成するための透明なプラスチックの材料投入が最小にされ、同時に最大の収容能力を備えた中空室が構成される。これは、図５による枠組状の構造になり得る。特に冬季における横木板の効率を最適化するために、横木２１，２２が窓ガラス１４と鋭角をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施形態の断面図である。
【図２】 本発明の第二の実施形態の断面図である。
【図３】 本発明の第三の実施形態の断面図である。
【図４】 本発明の第四の実施形態の断面図である。
【図５】 本発明の第五の実施形態の断面図である。
【図６】 本発明の第六の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０，１１，２３ 窓ガラス
１２ 蓄熱材料
１３ 熱絶縁部
１４，２４ 透明窓ガラス
１５ 保温コーティング
１６ 日除け
１７ プリズム状の凸部
１８，１９ 低Ｅコーティング
２０ 中空室
２１，２２ 横木
２５ 中空体
２６ 凹部

Claims (12)

1. 少なくとも一つの第一の透明な窓ガラス（１４）と、一つのこれに対して平行な蓄熱材料（１２）を含む第二の窓ガラス（１０，１１；２３）と、を含んでいる建物のための蓄熱建築要素であって、蓄熱材料（１２）が太陽光線スペクトルの少なくとも赤外領域で光を吸収するように染色または着色されることを特徴とする建築要素。
2. 第一の窓ガラス（１４）が、第二の窓ガラス（１０，１１；２３）から、透明な熱絶縁部（１３）により分離されていることを特徴とする請求項１による建築要素。
3. 第一の窓ガラス（１４）と第二の窓ガラス（１０，１１）の間の間隙内に、日除け装置（１６）が配置されていることを特徴とする請求項１による建築要素。
4. 蓄熱材料（１２）が、第二の窓ガラス（２３）と共に一体に押出し成形されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかによる建築要素。
5. 蓄熱材料（１２）が、室温で溶解するパラフィンまたは塩の水和物を含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれかによる建築要素。
6. 蓄熱材料（１２）が、支持材料内に連結されていることを特徴とする請求項５による建築要素。
7. 蓄熱材料（１２）が、中空体（２５）内に充填されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかによる建築要素。
8. 中空体（２５）が、外面及び／または内面に、凹部（２６）または貫通部を有していることを特徴とする請求項７による建築要素。
9. 窓ガラス（１０，１１，１４）の一つが、低Ｅコーティング（１５）によりコーティングされていることを特徴とする請求項１から８のいずれかによる建築要素。
10. 蓄熱材料（１２）が、加熱要素（１８，１９）により加熱可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれかによる建築要素。
11. 第一の窓ガラス（１４，２４）またはその一つの一面に、太陽の位置が急角度の場合は、太陽光線は外方に屈折され、太陽の位置が低角度の場合は、太陽光線は妨げられずに第一の窓ガラス（１４）を通過するように、プリズム状の凸部（１７）を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれかによる建築要素。
12. 第二の窓ガラス（１０，１１）または中空体（２５）の少なくとも一部が、暗く調色されまたはコーティングされていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかによる建築要素。

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