DE102009025543A1 - Transparent absorber for use within intermediate spaces between outer and inner shells of e.g. multi-shelled facade, has optical waveguide systems arranged in interior, where absorber has transmission degree in specific range - Google Patents

Transparent absorber for use within intermediate spaces between outer and inner shells of e.g. multi-shelled facade, has optical waveguide systems arranged in interior, where absorber has transmission degree in specific range Download PDF

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Abstract

The absorber (1) has optical waveguide systems arranged in an interior. The absorber is placed within intermediate spaces (4, 5) between an outer shell (2) and an inner shell (3). The outer shell is made of a single glazing material or a multi glazing material. An inner shell is made of the single glazing material, the multi glazing material, an opaque material or a combination of opaque and glazing materials. The absorber has a transmission degree in a range of 0.95 to 0.01 in a spectral region of solar radiation. The absorber is deformed in a vertical direction or a horizontal direction.

Description

Die Erfindung betrifft die Ausführung einer mehrschaligen Fassade mit einem transparenten Absorber.The Invention relates to the embodiment a multi-layered facade with a transparent absorber.

Stand der TechnikState of the art

Seit Jahrhunderten sind mehrschalige Wandaufbauten, z. B. in Form von Verkleidungen mit Schiefer oder Holz, bekannt. Dabei war neben der Funktion des Schutzes vor Schlagregen auch die Hinterlüftung zur Abtragung von Solarwärme das Ziel. Schon im 19. Jahrhundert wurden sogenannte „Kollektor-Fassaden” entwickelt und teilweise auch getestet.since Centuries are multi-shell wall structures, z. B. in the form of Cladding with slate or wood, known. It was next to the function the protection against driving rain also the rear ventilation for the removal of solar heat the goal. As early as the 19th century, so-called "collector facades" were developed and partially tested.

Mit Aufkommen der Skelettbauweise boten transparente Ganzglasvorhangfassaden die Möglichkeit das Konzept des „fließenden Raumes” zu verwirklichen. Klimatechnisch traten dabei allerdings Probleme, wie z. B. höherer Heiz- und Kühlbedarf durch hohe Wärmedurchgangskoeffizienten und hohe Transmissionskoeffizienten, auf. Seit den 1970er Jahren wurden Abluftfassaden entwickelt, welche über einen durchströmten Luftspalt innerhalb zweier Gebäudehüllen zumindest ein behaglicheres Raumklima durch Temperierung der Glasscheiben schufen. Mit der Entwicklung von Wärmeschutzgläsern sind diese Wandtemperierungen weitgehend hinfällig geworden.With The emergence of the skeleton construction offered transparent all-glass curtain facades the possibility to realize the concept of "flowing space". However, air conditioning problems occurred, such. Higher heating and cooling demand through high heat transfer coefficients and high transmission coefficients, on. Since the 1970s Exhaust facades were developed, which have a flow-through air gap within two building envelopes at least created a comfortable indoor climate by tempering the glass panes. With the development of heat protection glasses are These wall tempering has become largely obsolete.

Durch den Einsatz von Jalousien auch in Verbindung mit Sonnenschutzgläsern konnten die Kühllasten gesenkt werden. Als Weiterentwicklung der Jalousie mit ausschließlicher Verschattungsfunktion können Lichtleitsysteme angesehen werden. Eine andere Richtung der Entwicklung stellt die Nutzung der Jalousien als Absorber für Solarstrahlung dar.By the use of blinds also in conjunction with sun protection lenses could the cooling loads be lowered. As a further development of the blind with exclusive Shading function can Be viewed. Another direction of development represents the use of the blinds as an absorber for solar radiation.

Problemstellungproblem

Als Solarabsorber zur Gewinnung thermischer Energie werden innerhalb mehrschaliger Fassaden hauptsächlich massive Wandelemente und Jalousien genutzt. Um dem Konzept des „fließenden Raumes” gerecht zu werden, ist diesbezüglich lediglich der Einsatz von Jalousien möglich.When Solar absorbers for the production of thermal energy are within multi-layered facades mainly massive wall elements and blinds used. To live up to the concept of "flowing space" to become is in this regard only the use of blinds possible.

Die Nutzung von Jalousien als Solarabsorber in einer transparenten Fassade birgt allerdings einige Nachteile. Durch die opake Ausführung der Lamellen entsteht bei einer geschlossenen Jalousie eine undurchsichtige Wand. Wenn die Jalousie nur bereichsweise, z. B. als vertikale Streifen, geschlossen wird, entstehen zum einen Beeinträchtigungen durch Kontrastbildung und zum anderen Einschränkungen der freien Sicht. Bedingt durch die relativ komplexe Konstruktion der Jalousien ist diese Bauart kostenintensiv und mit relativ hohen Betriebs- bzw. Wartungskosten verbunden.The Use of blinds as solar absorbers in a transparent facade However, there are some disadvantages. Due to the opaque execution of the Slats create an opaque with a closed blind Wall. If the blind only partially, z. As vertical stripes, closed, caused on the one hand impairments caused by contrast and on the other hand restrictions the free view. Due to the relatively complex construction Venetian blinds, this type is costly and relatively high Operating and maintenance costs associated.

Bei einer Jalousie mit angestellten Lamellen sind die gleichen Beeinträchtigungen vorhanden.at Blinds with slats are the same drawbacks available.

Die Ausführung der inneren Gebäudehülle als Sonnenschutzverglasung bietet die Möglichkeit einer freien Sicht mit gleichzeitiger Erzeugung von Wärme. Allerdings entstehen bei diesem System in den absorbierenden Bauteilen hohe Temperaturschwankungen und folglich auch mechanische Belastungen. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass sich durch hohe Glastemperaturen zeitweise die solaren Gewinne verringern und als Kühllast wirksam werden.The execution the inner building envelope as Sun protection glazing offers the possibility of a clear view with simultaneous generation of heat. However arise at This system in the absorbent components high temperature fluctuations and consequently also mechanical loads. In addition, there is a risk because of high glass temperatures at times the solar gains reduce and as a cooling load be effective.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Gegenstand der Erfindung ist die Platzierung eines Absorbers aus einem transparenten Material innerhalb eines Luftspaltes zwischen zwei Schalen einer Fassade. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung. Die äußere Schale [2] besteht aus einem transparenten Material. Die innere Schale [3] kann sowohl aus einem transparenten als auch aus einem opaken Material (z. B. Brüstung) bestehen. Mindestens einer der Zwischenräume [4, 5] ist mit Luft gefüllt. Dabei kann einer der beiden Zwischenräume [4, 5] mit einer transparenten Wärmedämmung versehen sein. Der transparente Absorber [1] besitzt einen Transmissionsgrad im Spektrum der Solarstrahlung, welcher größer 0 ist.The invention relates to the placement of an absorber made of a transparent material within an air gap between two shells of a facade. 1 shows the basic arrangement. The outer shell [ 2 ] is made of a transparent material. The inner shell [ 3 ] can consist of both a transparent and an opaque material (eg parapet). At least one of the spaces [ 4 . 5 ] is filled with air. One of the two interspaces [ 4 . 5 ] be provided with a transparent thermal insulation. The transparent absorber 1 ] has a transmittance in the spectrum of solar radiation which is greater than 0.

Sein Absorptionsgrad im Spektrum der Solarstrahlung ist größer als 0,05. Die Transmissions-, Reflexions- und Absorptionsgrade können sich innerhalb der Absorberebene verändern. Eine Erhöhung des Absorptionsgrades sollte sinnvollerweise vorerst in den Bereichen der nichtsichtbaren Strahlung mit entsprechend hoher Selektivität erfolgen. Weitere Erhöhungen des Absorptionsgrades erfolgen auf Kosten der Selektivität und können eine Verdunklung oder auch eine Verfärbung des transparenten Absorbers bedeuten.Be Absorption level in the spectrum of solar radiation is greater than 0.05. The transmission, reflection and absorption levels can be change within the absorber level. An increase in the Absorptionsgrades should usefully for the time being in the areas the non-visible radiation with a correspondingly high selectivity. Further increases The degree of absorption take place at the expense of selectivity and can Darkening or even a discoloration of the transparent absorber mean.

Der Absorber kann aus mehreren Schichten oder auch aus mehreren Segmenten verschiedener Materialien bestehen.Of the Absorber can consist of several layers or even of several segments consist of different materials.

Zusätzlich können Lichtleitsysteme verwendet werden, welche zur Reflexion von Direktstrahlung in den anschließenden Raum dienen. In 4 bis 15 sind einige mögliche Konstellationen dargestellt. Die Lichtleitsysteme, jeweils mit Nr. 6 bezeichnet, können separat positioniert (5 bis 11) oder auch im Absorber integriert (4 und 12 bis 15) sein.In addition, light guide systems can be used which serve to reflect direct radiation into the adjoining room. In 4 to 15 some possible constellations are shown. The lighting control systems, each with no. 6 can be positioned separately ( 5 to 11 ) or integrated in the absorber ( 4 and 12 to 15 ) be.

Eine Verschattung des Absorbers im Zwischenraum [4] zur äußeren Schale [2] kann ebenfalls hinzugefügt werden.A shading of the absorber in Zwi space [ 4 ] to the outer shell [ 2 ] can also be added.

Claims (17)

Transparenter Absorber innerhalb von zwei Schalen einer Fassade oder Dachfläche nach 1.Transparent absorber inside of two shells of a facade or roof surface 1 , Transparenter Absorber nach Anspruch 1, wobei die äußere Schale des Aufbaus (1, Nr. 2) aus einer Einfach- oder Mehrfachverglasung oder aus einem anderen transparenten Material bestehen kann.A transparent absorber according to claim 1, wherein the outer shell of the structure ( 1 , No. 2 ) may consist of a single or multiple glazing or of another transparent material. Transparenter Absorber nach Anspruch 1, wobei die innere Schale des Aufbaus nach Anspruch 1 (1, Nr. 3) aus einer Einfach- bzw. Mehrfachverglasung, aus einem opaken Material oder aus einer Kombination aus Verglasung und opakem Material bestehen kann.A transparent absorber according to claim 1, wherein the inner shell of the structure according to claim 1 ( 1 , No. 3 ) can consist of a single or multiple glazing, of an opaque material or of a combination of glazing and opaque material. Transparenter Absorber nach Anspruch 1, wobei die innere Schale des Aufbaus nach Anspruch 1 (1, Nr. 3) aus einer transparenten Wärmedämmung bestehen kann.A transparent absorber according to claim 1, wherein the inner shell of the structure according to claim 1 ( 1 , No. 3 ) may consist of a transparent thermal insulation. Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 4 (1, Nr. 1), wobei der Absorber aus einem Stück oder einem Verbund aus einem oder mehreren Materialen bestehen kann.Transparent absorber according to claims 1 to 4 ( 1 , No. 1 ), wherein the absorber may consist of one piece or a composite of one or more materials. Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 5 (1, Nr. 1), wobei der Absorber im Spektralbereich der Solarstrahlung einen Transmissionsgrad im Bereich von 0,95 bis 0,01 aufweist.Transparent absorber according to claims 1 to 5 ( 1 , No. 1 ), wherein the absorber in the spectral range of the solar radiation has a transmittance in the range of 0.95 to 0.01. Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 5 (1, Nr. 1), wobei der Absorber im Spektralbereich der Solarstrahlung einen Absorptionsgrad im Bereich von 0,99 bis 0,1 aufweist.Transparent absorber according to claims 1 to 5 ( 1 , No. 1 ), wherein the absorber in the spectral range of the solar radiation has an absorption coefficient in the range of 0.99 to 0.1. Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 7 (1, Nr. 1), wobei der Absorber einseitig überströmt, beidseitig überströmt oder durchströmt sein kann.Transparent absorber according to claims 1 to 7 ( 1 , No. 1 ), wherein the absorber overflowed on one side, can be overflowed or flowed through on both sides. Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 8 (1, Nr. 1), wobei der Absorber in mehrere Glieder (2, Nr. 1 und 3, Nr. 1) geteilt sein kann.Transparent absorber according to claims 1 to 8 ( 1 , No. 1 ), wherein the absorber into several members ( 2 , No. 1 and 3 , No. 1 ) can be shared. Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 9, wobei die Glieder des Absorbers teilweise oder in ihrer Gesamtheit geneigt sein können (4, Nr. 6 und 5, Nr. 6).A transparent absorber according to claims 1 to 9, wherein the members of the absorber may be inclined partially or in their entirety ( 4 , No. 6 and 5 , No. 6 ). Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 9, wobei zusätzlich zum Absorber (6 bis 9, jeweils Nr. 1) weitere Lichtleitsysteme angeordnet sein können (6 bis 9, jeweils Nr. 6).Transparent absorber according to claims 1 to 9, wherein in addition to the absorber ( 6 to 9 , each no. 1 ) further light guidance systems can be arranged ( 6 to 9 , each no. 6 ). Transparenter Absorber nach Anspruch 1 bis 11 (10 bis 12, jeweils Nr. 1), der in vertikaler oder horizontaler Richtung verformt sein kann.Transparent absorber according to claims 1 to 11 ( 10 to 12 , each no. 1 ), which may be deformed in the vertical or horizontal direction. Der transparente Absorber nach Anspruch 1 bis 12 kann in einem variablen Richtungsverlauf unterschiedliche Transmissions-, Absorptions- und Reflexionsgrade aufweisen.The transparent absorber according to claims 1 to 12 can in a variable direction course different transmission, Have absorption and reflectance. Der transparente Absorber nach Anspruch 1 bis 11 kann in einem variablen Richtungsverlauf eine unterschiedliche Farbgebung aufweisen.The transparent absorber according to claims 1 to 11 can in a variable direction course a different color exhibit. Der transparente Absorber nach Anspruch 1 bis 14 kann in Verbindung mit Lichtleitsystemen auf einem transparenten Träger angeordnet sein (bspw. 13, Nr. 1 und Nr. 6).The transparent absorber according to claim 1 to 14 may be arranged in conjunction with light control systems on a transparent support (eg. 13 , No. 1 and no. 6 ). Der transparente Absorber nach Anspruch 1 bis 14 kann in Verbindung mit Lichtleitsystemen innerhalb eines transparenten Trägers angeordnet sein (bspw. 14, Nr. 1 und Nr. 6).The transparent absorber according to claim 1 to 14 may be arranged in conjunction with light guide systems within a transparent support (eg. 14 , No. 1 and no. 6 ). Innerhalb des transparenten Absorbers nach Anspruch 1 bis 14 können Lichtleitsysteme angeordnet sein (bspw. 15, Nr. 1 und Nr. 6).Within the transparent absorber according to claim 1 to 14 light guide systems can be arranged (eg. 15 , No. 1 and no. 6 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2587184A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-01 Robert Bosch Gmbh Solar collector
DE102011008633B4 (en) * 2011-01-13 2017-01-12 IfL Ingenieurbüro für Leichtbau GmbH & Co. KG Building, building or building facade with at least one predominantly made of glass part in the form of a wall and / or roof part

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