NL2008160C2 - Elementen die gebruik maken van de luchtstroming langs gebouwen om ingestraalde zonnewarmte via de spouw af te voeren. - Google Patents

Description

Elementen die gebruik maken van de luchtstroming langs gebouwen om ingestraalde zonnewarmte via de spouw af te voeren.

5 Gebied:

Deze uitvinding is gerelateerd aan elementen die aan of op gebouwen worden gemonteerd of elementen die in gevelmaterialen worden geïntegreerd. Met deze elementen wordt de kinetische energie van luchtstromingen langs gebouwen omgezet in 10 nuttig bruikbare luchtstromingen. Een voorkeurstoepassing van deze elementen is het gebruik van deze elementen om de energie van zonne-instraling af te voeren uit de spouw van de gevel waardoor de het energieverbruik voor koelen van het gebouw vermindert. Het principe van deze elementen kan bijvoorbeeld ook worden toegepast om de ventilatie van het gebouw te ondersteunen, fotovoltaïsche elementen te koelen, 15 om thermische energie te oogsten, om electrische energie op te wekken of voor andere toepassingen die gebruik maken van luchtstromingen om gebouwen.

Achtergrond: 20 De bouwfysische voordelen van geventileerde gevels worden algemeen geaccepteerd. Een geventileerde gevel bestaat uit een binnenschil waarop naar wens isolatiematerialen en damp-open of dampremmende folies zijn aangebracht. Dit geheel wordt verder de binnenconstructie genoemd. Voor deze binnenconstructie worden gevelmaterialen gemonteerd. Tussen de binnenconstructie en de gevelmaterialen wordt normaliter een 25 geventileerde spouw voorzien. De lucht in de spouw staat in open verbinding met de buitenlucht. Deze spouw laat daardoor een luchtverversing in de gevelconstructie toe. Verse buitenlucht kan vrijelijk door de spouw bewegen en daarbij vocht van condensatie of binnengelekte regen of binnengelekte reinigingsvloeistoffen in de vorm van damp afvoeren. Het bouwfysische voordeel van deze geventileerde spouw wordt 30 met name bepaald door de drogende werking van de ventilatielucht. Water en vocht dat door condensatie, diffusie, reiniging of regen in de binnenconstructie is gedrongen kan door de ventilatielucht na verdamping worden afgevoerd. Op deze wijze kan, zelfs bij kleine lekken of lichte condensatieproblemen, een ophoping van vocht in de gevel worden voorkomen.

2

Bij het ontwerp van een geventileerde gevel is het van belang dat de grootte en plaatsing van de ventilatieopeningen in de gevel, de diepte van de spouw, de bevestigingen van de gevelmaterialen en de opbouw van de binnenconstructie goed ontworpen zijn. Bij een ondeskundig ontwerp kunnen er toch nog vochtproblemen ontstaat. Het locale 5 klimaat waarin de gevel is geplaatst, de absorptiecoëfficiënt voor zonneïnstraling van de gevelmaterialen en de oriëntatie van de gevel spelen bijvoorbeeld een rol in deze bouwfysische processen.

In veel gevallen zal een verbetering van de ventilatie in de spouw leiden tot een verbetering van de levensduur en de prestatie van de gehele gevelconstructie en 10 daarmee tot een verbetering van de prestatie van het gehele gebouw.

Nadeel van de vrije luchtstroom in de spouw is dat bij brand zuurstof en hete gassen door deze spouw kunnen worden getransporteerd. Jan van den Akker heeft in DE4036865 beschreven hoe het gedrag bij brand kan worden verbeterd door de spouw bij brand af te sluiten. DE4036865 beschrijft elementen die de luchtstroming in de 15 spouw bij brand afremmen. Deze oplossing heeft geen brede toepassing gevonden vanwege de verhoogde gevelkosten, de moeizame montage en het ontbreken van bewijs dat de beschreven elementen ook na vele gebruiksjaren nog steeds voor verhoogde brandveiligheid zorgen.

Een gevel ontvangt op piekmomenten tot ongeveer 1000 W/m2 zonlicht. Afhankelijk 20 van de geografische ligging, het klimaat, de tijd van de dag, de oriëntatie van de gevel en de beschaduwing door bijvoorbeeld omringende gebouwen en bomen ontvangt een gevel meestal minder, maar nog steeds significante hoeveelheden zonnestraling. Deze zonnestraling wordt niet volledig door de gevel geabsorbeerd. Een deel van de zonnestraling wordt direct gereflecteerd. Bij lichte kleuren wordt doorgaans meer 25 gereflecteerd dan bij donkere kleuren. Een deel van de zonnestraling wordt door de wind en de vrije convectie aan de buitenzijde van de gevel afgevoerd. Een deel van de zonnestraling wordt echter door de gevelmaterialen opgenomen. Een gevel kan op de zonnige dag door deze opgenomen zonnestraling tot ongeveer 40 graden celcius warmer worden dan de buitenlucht. Aangezien de warmteflow door de gevelconstructie naar het 30 interieur van het gebouw evenredig is met het temperatuurverschil tussen de temperatuur in de spouw en het interieur van het gebouw, leidt zonnestraling op de gevel tot een verhoogd energieverbruik voor het koelen van het interieur van het gebouw.

3

Hierbij moet worden opgemerkt dat naarmate de isolatiewaarde van de gevelconstructie hoger is de energieflow naar het binnenste van het gebouw lager wordt. Met name bij goed geïsoleerde gevels zal de behoefte tot koelen minder zijn dan bij slecht geïsoleerde gevels.

5 De toename van het energieverbruik voor het koelen van een gebouw door de zoninstraling varieert, afhankelijk van een groot aantal variabelen, tussen 1 W/m2 en 300 W/m2.

Een geventileerde gevel biedt voordelen boven een ongeventileerde gevel omdat een deel van de zonne-energie die de gevelmaterialen opnemen door de ventilatie-lucht in 10 de spouw kan worden afgevoerd. De luchtverversing in de spouw, die ontstaat door wind en door vrije convectie in de spouw, zal een deel van de zonne-instraling afvoeren. Bij een zonbeschenen geventileerde gevel is de temperatuur in de spouw lager dan bij een ongeventileerde gevel en daarom verbruikt een gebouw met een geventileerde gevel minder energie voor koeling dan een gebouw met een ongeventileerde gevel.

15 Doordat de ventilatieopeningen in een geventileerde gevel relatief klein zijn, vaak veel minder dan 1% van het geveloppervlak, en omdat de spouw met een gangbare spouwdiepte van 2 tot 5 cm een relatief hoge weerstand voor luchtstroming kent, is de bijdrage van de spouwventilatie voor de warmte-afvoer in een geventileerde gevel beperkt. Daardoor warmt de lucht in de spouw nog aanzienlijk op wanneer deze door de 20 zon wordt beschenen.

Indien de gevelmaterialen op grotere afstand van de binnenconstructie worden gemonteerd of indien de gevelopeningen groter zijn, dan is er minder weerstand voor luchtstroming en zal de temperatuur in de spouw minder afwijken van de buitentemperatuur in de schaduw. Dit levert dan een verminderd energieverbruik voor 25 het koelen van het gebouw. Deze configuratie is niet gewenst omdat dit bijvoorbeeld tot ongewenst diepe gevels met hoge bouwkosten leidt.

Indien gevelelementen worden voorzien van fotovoltaïsche functionaliteiten, dan is een goede ventilatie niet alleen gewenst om de koellast van het gebouw te verminderen, maar ook om de temperatuur van deze elementen zelf te verminderen. Het is algemeen 30 bekend dat fotovoltaïsche elementen een hoge absorptie van zonne-instraling kennen en dat ze een lager energetisch rendement hebben bij verhoogde temperatuur. Spouwventilatie draagt zodoende bij tot een verhoogd electrisch rendement van de fotovoltaïsche dak- of gevelpanelen. Dit effect op het fotovoltaïsche rendement is 4 onafhankelijk van de isolatiegraad van de binnenconstructie. Deze is uitsluitend te relateren aan de temperatuur van de fotovoltaïsche elementen zelf.

Indien fotovoltaïsche elementen worden geïntegreerd in hellende of vlakke daken, ook dan is ventilatie gewenst. Niet alleen om de koellast van het gebouw door de donkere 5 fotovoltaïsche elementen te beperken, maar ook om de temperatuur van deze fotovoltaische elementen te verminderen. Ventilatie achter de fotovoltaische elementen die op een dak zijn gemonteerd draagt bij tot een hoger electrisch rendement van deze fotovoltaïsche panelen.

Er zijn veel verschillende methodes bekend om de kinetische energie van 10 luchtstromingen nuttig te gebruiken. De meeste principes zijn gebaseerd op de principes van Bernoulli. Een venturi, aerofoil en vliegtuigvleugel zijn voorbeelden van elementen die langsstromende lucht omzetten in gerichte luchtstromen. Deze elementen worden vaak gebruikt om een verlaagde druk te creëren, het is echter ook mogelijk om met deze principes een overdruk te creëren. Door deze elementen zodanig vorm te geven dat 15 gebruik gemaakt kan worden van het Coanda-effect kan de effectiviteit van deze elementen verder worden verhoogd.

Het omzetten van kinetische energie van luchtstromingen in gerichte luchtflows met behulp van een venturi is al lang bekend. Angus J. Tocher geeft in US2005/0017514 een overzicht van het gebruik van dit principe in motoren, vliegtuigen en bij het 20 opwekken van energie. Verder beschrijft hij de toepassing van dit principe bij het ontwerpen van een machine waarmee wind-energie kan worden omgezet in electrische energie.

Arvid Nesheim beschrijft in W02010/077150 een vergelijkbare machine waarmee wind-energie kan worden omgezet in bruikbare energie. Ook zijn uitvinding maakt 25 gebruik van het behoud van impuls. Hij gebruikt geen venturi maar aerofoil om de kinetische energie van wind te oogsten.

Angus J. Tocher beschrijft de volgende voordelen van het gebruik van het venturi-principe boven het gebruik van windmolens voor het oogsten van wind-energie: • De machine is veilig voor mens en dier doordat er geen draaiende delen aan 30 zitten.

• De machine maakt weinig trillingen en maakt weinig storende geluiden.

• De machine kan gebruik maken van lage tot zeer hoge windsnelheden.

5 • Door de dimensies goed te kiezen kan de machine goed omgaan met turbulente windsnelheden.

• De machine van Tocher kan zodanig worden ontworpen dat deze zich zonder hulp zelfstandig juist naar de wind richt.

5 • De machine is goedkoop, robuust en duurzaam vanwege het ontbreken van mechanische delen die aan weer- en wind worden blootgesteld.

Gammack beschrijft in US20090060710 een ventilator die door de firma Dyson wordt vermarkt onder de naam “tafelventilator AM01™ . Deze tafelventilator is ontworpen met een esthetisch aantrekkelijk ontwerp dat gebruik maakt van de wet van Bernoulli 10 om een kleine krachtige luchtstroming in een buis om te zetten in een aangename ruimtelijke luchtstroming die dient om ruimtes een lagere gevoelstemperatuur te geven. Indien wind in de juiste richting vrij door de ringvormige opening van deze ventilator waait, dan ontstaat een onderdruk in de poot waardoorheen bij normaal gebruik de lucht wordt aangevoerd.

15 Roskey beschrijft in US6239506 en in US5709419 hoe wind-energie-centrales kunnen worden ontworpen die met behulp van de Bemoulli-principes electrische energie opwekken.

Nesheim beschrijft in W02010077150 een wind-energie-centrale die de Bemoulli-principes toepast in een aerofoil-opstelling om electrische energie op te wekken.

20 Wight beschrijft in US4963761 een wind-energie-centrale die in het dak van een gebouw kan worden geïntegreerd om electrische energie op te wekken.

Doel 25 Doel van deze uitvinding is het ontwerpen van elementen die gebruikt kunnen worden voor het toepassen van de Bemoulli-principes om de luchtstromingen rond gebouwen om te zetten in luchtstromingen die bijdragen aan een verhoogde ventilatie in de spouw, een verbeterde bouwfysica en een verlaagde koellast van het gebouw. Daarnaast kunnen deze luchtstromingen bijdragen aan een verhoogd electrische rendement van 30 fotovoltaische modules die op of aan het gebouw zijn gemonteerd door deze te koelen. Door de elementen te combineren met afsluiters zoals bijvoorbeeld kleppen die de luchtstroom in de spouw naar wens regelen en sluiten kan de brandveiligheid van geventileerde gevels worden verhoogd. Optioneel kan de gecreëerde luchtstroming 6 worden ingezet voor andere toepassingen zoals bijvoorbeeld het bijdragen aan de ventilatie of de verwarming van het interieur van het gebouw of voor het opwekken van energie. Ook kan de energie in de afgevoerde lucht worden opgeslagen voor gebruik op tijdstippen dat het gebouw een warmte-vraag heeft.

5

Voordeel van de uitvinding

Een oordeelkundige toepassing van deze uitvinding zal leiden tot een verminderd energieverbruik voor het koelen van een gebouw dat blootgesteld is aan zonnestraling 10 en tot een verhoogde brandveiligheid. Het is mogelijk om met deze uitvinding het energieverbruik van ventilatoren in het gebouw te verminderen, het electrisch rendement van fotovoltaïsche elementen te verhogen en het energieverbruik voor het verwarmen van het gebouw te verminderen.

15 Gedetailleerde omschrijving

Bij gebouwen met platte daken ontstaat er vaak een hoge luchtsnelheid aan de dakrand. Ongeacht de exacte windrichting zal aan de dakrand door de vorm van het gebouw een hoge luchtsnelheid heersen. Het heeft daarom zin om aan de dakrand elementen te 20 installeren die zodanig gevormd zijn dat langsstromende lucht een overdruk of een onderdruk in deze elementen veroorzaakt. Bij gebruik van de Bemoulli-principes zal in een voorkeursuitvoerings een onderdruk in deze elementen ontstaan. Door de onderdruk in de dakrandelementen te verbinden met de lucht in de spouw van de gevel zal een onderdruk in de spouw van de gevel ontstaan. Doordat de gevelspouw geventileerd is 25 zal daardoor een luchtstroming in de spouw ontstaan. Het element op de dakrand zal lucht uit de spouw wegzuigen. Via de ventilatieopeningen op andere plaatsen in de gevel wordt verse lucht in de spouw gezogen die via de spouw naar de venturi-elementen wordt geleid waarbij zowel vocht als de ongewenste zonnewarmte uit de gevel kan worden afgevoerd. Op een zonnige dag wordt op deze wijze warme lucht uit 30 de spouw gezogen en vervangen door koelere lucht zodat het energieverbruik voor het koelen van het gebouw afneemt.

In afbeelding 1 is een voorbeeld getoond van een element dat gebruik maakt van het Bemoulli-principe om lucht weg te zuigen.

In afbeelding 1 staat een vereenvoudigde weergave van een geventileerde gevel.

7

Nummer 1 is een vereenvoudigde weergave van de binnenconstructie.

Nummer 2 is een vereenvoudigde weergave van de gevelmaterialen Nummer 3 is een vereenvoudigde weergave van de spouw

Nummer 4 stelt een verdikking aan de buitenzijde van de gevel voor waarover de 5 langsstromende lucht versneld wordt zodat via de Bemouilli-principes plaatselijk een onderdruk ontstaat die lucht uit de spouw zal zuigen om daarmee warmte af te voeren. De verdikking kan zowel puntvormig als in langere stroken worden uitgevoerd.

In afbeelding 2 staat een vergelijkbare gevel als in afbeelding 2. De verdikking aan de buitenzijde is nu vervangen door een verdieping (nummer 5) in het geveloppervlak. 10 Hierdoor vertraagt de snelheid van de langsstromende lucht en wordt een plaatselijk een overdruk gecreëerd. Er wordt op deze wijze buitenlucht de spouw ingeblazen zodat warme lucht via andere openingen uit de gevelcontstructie wordt verdrongen.

In afbeelding 3 staat een vergelijkbare gevel als in afbeelding 1. Boven de verdikking wordt nu via plaatselijke consoles (nummer 7) een plaat gemonteerd (nummer 6). Deze 15 plaat zorgt voor een verbeterde snelheidsverhoging tussen de plaat en de verdikkingen en daarmee volgens de Bernoulli-principes een verhoogde zuigende werking van dit element.

In afbeelding 4 staat een vergelijkbare gevel als in afbeelding 1. Voor de gevel is een buis met naar de gevel gerichte openingen (bijvoorbeeld spleet of gaten) gemonteerd 20 (nummer 9). Deze buis staat via locale kanalen (nummer 8) in contact met de spouw van de gevel. De lucht die langs de buis stroomt wordt door een vernauwing tussen de gevel en de buis gedwongen en daarbij versneld. De snelheidsverhoging leidt tot een drukverlaging in de buis die via de locale kanalen tot een drukverlaging in de spouw leiden. Deze drukverlaging leidt tot een verbeterde ventilatie van de spouw.

25 In afbeelding 5 staat een vergelijkbare gevel als in afbeelding 1. De gevelbeplating (nummer 10) kent vervormingen die tot een versnelling of vertraging van de langsstromende lucht leiden. Door het Bernoulli-principe onstaan er aldus drukverschillen over het oppervlak van de gevel. Door ter plaatse van de hoogste en/of de laagste drukken verbindingen naar de spouw te maken kan de ventilatie in de spouw 30 worden bevorderd. Door de openingen hellend aan te brengen (hoog in de spouw, lager aan de buitenzijde) kan het binnenregenen worden beperkt.

In afbeelding 6 staat een voorbeeld van een terugslagklep die in een gevel kan worden toegepast. Een kogel (nummer 11) rust op een pakking (nummer 12). Bij een onderdruk boven de kogel zal de opening onder de kogel geopend worden en kan lucht 8 langsstromen. Zonder onderdruk of bij een overdruk boven de kogel zal de kogel de gaten sluiten en kan er geen lucht door de gaten stromen. Dit principe kan met kogels of anders gevormde sluiters worden toegepast. Het is mogelijk om de sluiter te voorzien van vormen en hulpmiddelen die een langdurige werking onder extreme condities 5 garanderen, die bij kleine drukverschillen openen en sluiten en die voorkomen dat de sluiter bij storm, aarbevingen of andere extreme omstandigheden blijvend verstoord wordt.

In afbeelding 7 staat een voorbeeld van een terugslagklep die in een gevel kan worden toegepast. Een afsluiter (nummer 13) rust tegen de gevelmaterialen. Indien de druk 10 boven de afsluiter lager is dan onder de afsluiter dan zal het drukverschil de afsluiter openen. Het scharnier (nummer 14) zal bijdragen aan een soepele beweging en ongewenste verplaatsingen voorkomen. Indien de druk boven de afsluiter lager of gelijk is aan de luchtdruk onder de afsluiter, dan zal de afsluiter afsluiten. Deze afsluiter kan met veren en electrische sturing worden gecontroleerd en afgestemd op de wensen in de 15 specifieke gevel.

Wind die over een bolle vorm 1 stroomt zal ter plekken van de verdikking een hogere snelheid hebben waardoor een verlaagde druk op dit punt ontstaat. Door via deze verdikking een opening naar de spouw te maken, kan deze verlaagde druk worden gebruikt om de lucht in de spouw geforceerd te verversen.

20 Als er geen speciale maatregelen worden genomen zal op tijdstippen dat er geen zoninstraling op de gevel valt maar er wel wind langs de gevel waait toch lucht uit de spouw worden weggezogen. De buitentemperatuur is op deze momenten bij afwezigheid van zonnestraling vrijwel gelijk aan de temperatuur in de spouw. Hierdoor is er netto geen energetisch effect op de koel- of verwarmingslast van het gebouw. Er 25 zal een toename zijn van de warmteoverdrachtscoefficient tussen de binnencontructie en de spouw, maar dat effect is verwaarloosbaar in vergelijking met de totale isolatiewaarde van de isolatiematerialen in de binnenconstructie.

Het is mogelijk om de luchtstroom in de spouw afsluitbaar of regelbaar te maken met afsluiters zoals kleppen. Hiermee zou de ventilatie naar wens kunnen worden 30 verminderd en bij brand kan de ventilatie in de spouw volledig worden afgesloten.

Een element dat werkt volgens de Bernoulli-principes kent een zelfremmend principe. Bij een goed ontwerp zal bij toenemende windsnelheid de onderdruk in de spouw weliswaar toenemen, maar door het ontstaan van turbulenties en andere 9 rendementsverliezen zal de onderdruk in de spouw zelfs bij hoge windsnelheden nooit tot onacceptabel lage drukken of hoge luchtsnelheden in de spouw hoeven te leiden. Omdat de luchtsnelheid op dakranden snel kan fluctueren en er locaal op de dakrand grote luchtsnelheidsverschillen kunnen ontstaan, kunnen optioneel terugslagkleppen in 5 de elementen worden aangebracht om “kortsluitingen” in onderdruk tussen de verschillende openingen in de elementen te voorkomen. Deze terugslagkleppen kunnen electrisch of mechanisch geregeld worden, het is ook mogelijk om de terugslagkleppen zelfregelend te ontwerpen zodat bij het ontbreken van voldoende onderdruk de kleppen gesloten zijn. Deze terugslagkleppen kunnen net als de terugslagkleppen in 10 membraampompen zelfregelend zijn.

Hoewel de dakrand een goede plaats is om de Bernoulli-elementen te plaatsen kunnen deze elementen ook onder of boven raampartijen, onder of boven voegen tussen plaatmaterialen, verticaal aan gebouwranden, op het dak of op elke andere willekeurige plaats aan de gevel of het gebouw worden geplaatst. Er dient afgezekerd te 15 worden dat de toepassing van deze elementen niet leidt tot het binnenzuigen of binnenblazen van ongewenste hoeveelheden regenwater of dat deze elementen leiden tot een onacceptabel verhoogde mechanische windlast van de gevel of het dak op de constructie waarmee deze aan het gebouw is gemonteerd.

Het is in een bijzondere uitvoeringsvorm mogelijk om de bernoulli-elementen te 20 combineren met afsluiters zoals kleppen die de ventilatiestroom in de gevel regelen en kunnen sluiten bij brand. Ook kunnen de afsluiters gesloten worden op tijden dat de zonnewarmte een positieve bijdrage kan leveren aan de verwarming van het gebouw. Op zonnige maar koude winterdagen kan de zonnewarmte immers nuttige gebruikt worden indien de ventilatie in de gevel wordt beperkt. Deze afsluiters kunnen 25 terugslagkleppen zijn die voorkomen dat kortsluitstromen tussen de verschillende elementen plaatsvinden.

Het is ook mogelijk om de openingen van de bemouilli-elementen te voorzien van intumescerende schuimen die de openingen afsluiten bij brand.

Het is in een bijzondere uitvoeringsvorm mogelijk om achter de isolatiematerialen, 30 tussen de binnenschil en de isolatiematerialen, een additionele spouw te maken die een versnelde koeling van het gebouw mogelijk maakt. Bij een koelbehoefte van een goed geïsoleerd gebouw is het moeilijk om de warmte snel af te voeren naar een koudere buitenomgeving omdat de isolatiematerialen het ontsnappen van energie bemoeilijken. Een geventileerde spouw tussen de isolatiematerialen en de binnenschil schakelt de 10 werking van de isolatiematerialen uit en maakt daarmee een snellere koeling mogelijk. Dit zou bijvoorbeeld toegepast kunnen worden als nachtkoeling. Bij het afsluiten van de ventilatie in deze spouw achter de isolatiematerialen, kunnen de isolatiematerialen de isolerende werking weer uitvoeren.

5 Het is in een bijzondere uitvoeringsvorm mogelijk om de Bemoulli-elementen te combineren met een electrische ventilator die bij gebrek aan luchtstromingen om het gebouw tóch voor een voldoende ventilatie in de spouw zorgt. Het is zelfs mogelijk om de spouw te ventileren met uitsluitend een ventilator en zonder gebruik te maken van Bemoulli-elementen.

10

Voorbeelden van toepassing van de uitvinding:

Hieronder worden een aantal voorbeelden van mogelijke verschijningsvormen beschreven. Deze lijst is niet uitputtend. Binnen deze uitvinding zijn meer 15 uitvoeringsvormen mogelijk.

Voorbeeld 1:

Op een dakrand wordt met telkens een tussenruimte van 1 meter een aantal paddestoelvormige venturi-elementen geplaatst die in verbinding staan met de spouw tussen de gevelmaterialen en de isolatiematerialen. Deze paddestoelvormige venturi-20 elementen vertonen qua vormgeving grote gelijkenins met de elementen die in US4963761 getekend zijn. Ongeacht de windrichting creëert de wind een onderdruk aan de zuigzijde van dit element. Met deze onderdruk kan de lucht in de spouw worden ververst en kan zonnewarmte worden afgevoerd. Optioneel kan in de spouw van deze gevel een afsluiter zoals een klep worden geplaatst die net als in DE4036865 25 automatisch gesloten wordt of die mechanisch of electronisch geregeld kan worden om een te grote onderdruk bij storm te voorkomen of om uitbreiding van brand te beperken. Deze klep kan naar wens op elke verdiepingshoogte worden gemonteerd.

Voorbeeld 2:

Onder de raampartijen van een gebouw worden elementen gemonteerd die qua 30 vormgeving grote gelijkenis vertonen met de elementen die in US6239506 zijn getekend met als kenmerk dat deze elementen slecht enkele centimeters hoog zijn. Wind en convectieve luchtstromingen veroorzaken een onderdruk in deze elementen die een luchtstroming en daarmee een afvoer van zonnewarmte uit de spouw creëren. Optioneel kan in de spouw van deze gevel een afsluiter zoals een klep worden geplaatst die net als 11 in DE4036865 automatisch gesloten wordt of die mechanisch of electronisch geregeld kan worden om een te grote onderdruk bij storm te voorkomen of om uitbreiding van brand te beperken. Deze klep kan naar wens op elke verdiepingshoogte worden gemonteerd.

5 Voorbeeld 3:

Op het dak van een gebouw wordt een aantal units gemonteerd die qua vormgeving een grote gelijkenis vertonen met de Dyson-ventilator AM01™ uit US20090060710 van Gammack met als verschil dat deze unit in een andere maatvoering, bijvoorbeeld veel groter, wordt uitgevoerd. Bij wind zal, anders dan bij de Dyson-ventilator, een 10 onderdruk ontstaan in de centrale buis onder aan deze unit. Door een luchtverdeler en slangen aan deze centrale buis te monteren kunnen zuigende luchtstromen worden gecreëerd op willekeurige plekken aan de gevel. Op deze wijze is het mogelijk om ook onder raampartijen of lager in de gevel afzuiging te creëren. Door deze unit uitsluitend aan de zuid- en westzijde van de gevel te laten zuigen (op noordelijk halfrond waar de 15 meeste zoninstraling uit het zuiden te verwachten is) is het mogelijk om maximaal voordeel te behalen van de ochtendzon voor de verwarming van het gebouw. In de middag en in de avond kan deze unit gebruikt worden voor de koeling van het gebouw. Door een afsluiter zoals een klep in de centrale zuigbuis van deze units te plaatsen of door afsluiters in de individuele slangen of buizen te plaatsen kan de luchtstroom in de 20 spouw bij storm of bij brand naar wens geregeld worden.

Voorbeeld 4:

Op de dakrand van een gebouw wordt een daktrim geplaatst die een vormgeving heeft die sterk doet denken aan een naar beneden wijzende vliegtuigvleugel. In deze daktrim is ter hoogte van de verdikking in deze vleugelvorm een sleuf voorzien of zijn gaten 25 voorzien die in verbinding staan met de spouw achter de gevel. Luchtstromingen aan de gevel die een verticale component hebben zullen een onderdruk in de spouw creëren waarmee zonne-energie kan worden afgevoerd. Optioneel kan de trim van een systeem worden voorzien dat bij hoge temperatuur de gaten of de sleuf in de spouw sluit waardoor de brandveiligheid van het gebouw wordt verhoogd.

30 Voorbeeld 5:

Boven raampartijen wordt in de zonwering een langwerpig element geplaatst met een vormgeving die die sterk doet denken aan een naar beneden wijzende vliegtuigvleugel. In dit element is ter hoogte van de verdikking in de vleugelvorm een sleuf voorzien of zijn gaten voorzien die in verbinding staan met de spouw achter de gevel.

12

Luchtstromingen aan de gevel die een verticale component hebben zullen een onderdruk in de spouw creëren waarmee zonne-energie kan worden afgevoerd. Optioneel kan de trim van een systeem worden voorzien dat bij hoge temperatuur de gaten of de sleuf in de spouw sluit waardoor de brandveiligheid van het gebouw wordt verhoogd.

5 Voorbeeld 6:

Onder raampartijen wordt een langwerpig element geplaatst met een vormgeving die die sterk doet denken aan een naar beneden wijzende vliegtuig vleugel. In dit element is ter plaatse van de verdikking in de vleugelvorm een sleuf voorzien of zijn gaten voorzien die in verbinding staan met de spouw achter de gevel. Luchtstromingen aan de gevel die 10 een verticale component hebben zullen een onderdruk in de spouw creëren waarmee zonne-energie kan worden afgevoerd. Optioneel kan de trim van een systeem worden voorzien dat bij hoge temperatuur de gaten of de sleuf in de spouw sluit waardoor de brandveiligheid van het gebouw wordt verhoogd.

Voorbeeld 7: 15 Ter hoogte van verdiepingsvloeren van gebouwen wordt een langwerpig element geplaatst met een vormgeving die die sterk doet denken aan een naar beneden wijzende vliegtuig vleugel. In dit element is een sleuf voorzien of zijn gaten voorzien die in verbinding staan met de spouw achter de gevel. Luchtstromingen aan de gevel die een verticale component hebben zullen een onderdruk in de spouw creëren waarmee zonne-20 energie kan worden afgevoerd. Optioneel kan de trim van een systeem worden voorzien dat bij hoge temperatuur de gaten of de sleuf in de spouw sluit waardoor de brandveiligheid van het gebouw wordt verhoogd.

Voorbeeld 8:

Op de nok van een hellend dak van een gebouw wordt een aantal draaibare elementen 25 geplaatst die qua vormgeving lijken op het element dat is beschreven in US20050017514 van Tocher. In de verticale buis onder aan dit element ontstaat bij wind langs dit element een onderdruk die naar een verdeelelement kan worden geleid. Aan dit verdeelelement worden buizen gemonteerd waarmee lucht uit de spouw achter de fotovoltaïsche elementen kan worden gezogen waardoor een deel van de zonverhitte 30 lucht kan worden afgevoerd. In de spouw achter de fotovoltaïsche elementen is een thermisch expanderend schuim gemonteerd dat de luchtstroom bij brand afsluit en daarmee de brandveiligheid verhoogt.

Voorbeeld 9: 13

Op een geventileerde gevel zijn gevelpanelen gemonteerd waarbij de gevelpanelen een hobbelige oppervlaktetextuur hebben die doet denken aan een golvend wateroppervlak. Ter plekke van de dalen en ter plekke van de toppen van de textuur zijn kleine openingen gemaakt die in verbinding staan met de spouw achter de gevelpanelen. Door 5 het Bemoulli-effect zal bij een luchtstroom langs deze gevelpanelen ter plekke van de toppen een kleine onderdruk ontstaan en zal ter plekke van de dalen een kleine overdruk ontstaan. Dit zal voor een verbeterde ventilatie van de spouw achter de gevelbeplating zorgdragen en daarmee tot een verbeterde afvoer van zonnewarmte uit de spouw. Optioneel zijn de voegen tussen de platen gesloten zodat de openingen in de 10 gevelbeplating de enige toevoer- en afvoermogelijkheid voor verse lucht in de spouw vertegenwoordigen. Door de openingen in de gevelbeplating te voorzien van een thermisch expanderend schuim of van intumescerende materialen, zoals intumescerende coatings, zullen de openingen bij brand sluiten en zo bijdragen aan een verbeterde brandveiligheid.

15 Voorbeeld 10:

Onder het overstek van een dakrand zijn aan de verschillende windrichtingen van het gebouw elementen geplaatst die qua uitvoeringsvorm gelijken op het element in wo2010077150. De elementen zijn allemaal aan elkaar gekoppeld via een buizensysteem. Omdat de elementen slechts dan een zuigend effect hebben wanneer de 20 wind uit de juiste richting waait, is het noodzakelijk dat terugslagkleppen worden geplaatst achter de elementen. Dit om te voorkomen dat er valse lucht wordt teruggevoerd door de ongunstig geörienteerde elementen in plaats van lucht uit de spouw te zuigen. De gekoppelde units zijn aangesloten op een buizenstelsel dat lucht uit de gevel afzuigt.

25 Voorbeeld 11:

In een geventileerde gevel worden de voegen zo veel mogelijk gesloten. Ventilatielucht kan uitsluitend via de onderzijde worden aangevoerd en via Bernoulli-elementen worden afgevoerd. De aan te voeren lucht wordt door een gekoeld buizenstelsel geleid alvorens de gevel te bereiken. Dit buizenstelsel kan bijvoorbeeld gekoeld worden door 30 een ondergronds buizenstelsel of door een waterpartij. Voorwaarde voor een nuttig effect is dat de gekoelde lucht een lagere temperatuur heeft dan de buitentemperatuur. Voorbeeld 12:

Op het dak van een gebouw wordt een unit geplaatst die qua uitvoeringsvorm gelijkenis vertoont met de unit zoals deze beschreven zijn in US20050017514, US6239506, 14 US5709419, W02010077150 of US4963761. Deze zuigleiding van deze units wordt gekoppeld aan de ventilatiekanalen van het gebouw. Door deze opstelling is het mogelijk om het energieverbruik van de ventilatoren in het gebouw significant te reduceren omdat de units bijdragen aan de gewenste ventilatiestromen in het gebouw.

5 Optioneel kan een spui worden geplaatst om een te sterke zuiging bij storm of bij andere redenen om de ventilatie te beperken mogelijk te maken. Optioneel wordt een regelbare klep in de zuigleiding van de elementen gemonteerd. De elementen maken een energie-efficiente hoge luchtflow mogelijk die helpt bij nachtventilatie.

Voorbeeld 13: 10 Op het dak van een gebouw worden een aantal units geplaatst die warme lucht uit de gevel zuigen. Door de warme afgezogen lucht over een thermisch geïsoleerde watertank, warmtewisselaar of systeem met faseovergangsmaterialen, (phase changing materials, PCM) te leiden, kan de warmte worden opgeslagen en naar wens later worden gebruikt om het gebouw via het ventilatiesysteem of de verwarmingsunit te verwarmen.

15 Voorbeeld 14:

Bij een geventileerde gevel wordt voor de bovenste meters van het gebouw een donkere kleur met een hoge zonne-absorptie gekozen. De gevel zal hierdoor locaal heel warm worden. Er ontstaat hierdoor een convectieve luchtstroom zowel aan de buitenkant van het gevelmateriaal als in de spouw. Deze convectieve luchtstromen versterken de 20 koelende werking van de Bemoulli-elementen. Dit effect is al sinds de tijd van de romeinen bekend en kan een zonnetunnel genoemd worden. Om de negatieve effecten van de verhoogde zonabsorptie te beperken kan voor een verhoogde thermische isolatiewaarde van de gevel ter plekke van de donkere kleur worden gekozen.

Voorbeeld 15: 25 Voor een licht hellend dak, optioneel met fotovoltaïsche functionaliteit, wordt een constructie ontworpen die het mogelijk maakt om lucht tussen het dakoppervlak en de isolatiematerialen te blazen of te zuigen. Er is gekozen voor een dak dat voorzien is van Kingspan Energipanel™ met langwerpige openingen over de volledige lengte van de elementen. Door op het dak een of meerdere elementen te plaatsen die qua uitvoering 30 lijken op de unit uit US6239506 is het mogelijk om de door de zonverhitte lucht van het dak weg te zuigen en zodoende de koelvraag van het gebouw te verminderen.

Voorbeeld 16:

Op het dak van een gebouw wordt een ventilator geplaatst die via een buizen- of slangensysteem verbonden is met de spouw van de gevel. Bij hoge zoninstraling wordt 15 de ventilator ingeschakeld om de zonverwarmde lucht in de spouw te vervangen door koelere omgevingslucht waardoor de energiebehoefte voor koelen van het gebouw vermindert.

Voorbeeld 17: 5 In een gevel met gevelbeplating zijn in de voegen tussen de individuele platen elementen geplaatst die een zodanige vormgeving hebben dat wanneer er lucht buitenlangs het geveloppervlak stroomt een onder- of overdruk ontstaat in deze elementen. Omdat deze elementen in directe verbinding staan met de spouw van de gevel ontstaan er luchtbewegingen in de spouw waarmee warme lucht kan worden 10 afgevoerd.

Claims (24)

1 Gevelbekledingsorgaan tenminste bestaande uit een binnenmuur, een spouw met een diepte van tenminste 2 centimeter, ventilatieopeningen, een bevestigingssysteem, gevelbekledingsmateriaal en een gevelelement met één 5 of meerdere spieetvormige openingen die een doorgang bieden van de buitenlucht naar de spouw met als kenmerk dat dit gevelelement de uiterlijke vorm heeft van een venturi-element.

2 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement een bolle vorm heeft ter plaatse van de spieetvormige opening. ïo

3 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement is geïntegreerd in een daktrim.

4 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement is geïntegreerd in een waterslag of lekdorpel.

5 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement is 15 geïnstalleerd in een voeg tussen gevelbekledingsmaterialen.

6 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement is gevormd uit gevelbekledingsmaterialen.

7 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement is gevormd uit aluminium, roestvast-staal, gecoat staal, kunststof of 20 composietmateriaal.

8 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement een holle vorm heeft ter plaatse van de spieetvormige opening.

9 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement is geïntegreerd in een zonnepaneel. 25

10 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement intumescerende of bij hitte schuimende componenten bevat.

11 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat het gevelelement een afsluiter bevat.

12 Gevelbekledingsorgaan zoals in 12 met als kenmerk dat de afsluiter 30 regelbaar is.

13 Gevelelement zoals beschreven in conclusie 1 met als kenmerk dat deze terugslagkleppen bevatten.

14 Gevelelement zoals beschreven in conclusie 1 met als kenmerk dat de boven de doorgang een lekdorpel is geplaatst.

15 Gevelbekledingsorgaan zoals in conclusie 1 met als kenmerk dat de gevelmaterialen een textuur kennen met openingen met de vormgeving van een venturi-element

16 Gevelelement zoals in 1 met als kenmerk dat de openingen een doorsnede 5 hebben die kleiner zijn dan 1 cm.

17 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat de gevelbekledingsmaterialen uit HPL-compact, staal, aluminium, aluminium-laminaat, composietmateriaal, glas of keramische materialen bestaan.

18 Gevelelement zoals beschreven in 1 met als kenmerk dat deze onder en ïo boven raampartijen worden geïnstalleerd.

19 Gevelbekledingsorgaan zoals in 1 met als kenmerk dat een elektrisch aangedrevenmachine voor het verplaatsen van lucht in verbinding staat met de lucht in de spouw.

20 Gevelelement zoals in 1 met als kenmerk dat deze in zonwering is 15 geïntegreerd.

21 Gevelelement zoals in 1 met als kenmerk dat deze in een raamkozijn is geïntegreerd.

22 Gevelelement zoals in 1 met als kenmerk dat deze in de voeg tussen gevelmaterialen is geïntegreerd. 20

23 Gevelelement kennelijk bedoeld voor het vervaardigen van gevelbekledingsorgaan zoals beschreven in conclusies 1-13.

24 Werkwijze voor het aanbrengen van een gevelbekledingsorgaan waarbij het gevelbekledingsorgaan is zoals beschreven in conclusies 1-14.