DE3523244A1

DE3523244A1 - Fassadenelement

Info

Publication number: DE3523244A1
Application number: DE19853523244
Authority: DE
Inventors: Udo Heinrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Fassadenelement mit einer wärmestrahlungsdurchlässigen Außenwand.

Es sind Fassadenelemente mit einer meist getönten Glas- oder Kunststoffwand bekannt geworden, die einen hinterlüfteten Zwischenraum zur Gebäudewand belassen. Nachteilig sind die schlechten Wärmedämmeigenschaften, die bei kalter Witterung eine hohe Wärmeabstrahlung und bei warmer Witterung häufig unerwünschte Treibhaus effekte zur Folge haben. Andere Fassadenelemente wiederum haben durch Einsatz von Isolierpaneelen gute Wärmedämmeigenschaften, dafür ist aber die Absorbung und Speicherung von Sonnenenergie unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fassadenelement zu schaffen, das alle wünschenswer ten Eigenschaften in sich vereinigt, indem es
- gute Wärmedämmungseigenschaften besitzt,
- einfallende Sonnenenergie zu absorbieren und speichern erlaubt, und auch
- überschüssige Gebäudewärme abstrahlen kann. Weiterhin soll das zu schaffende Fassadenelement, wie üblich, Schutz gegen die Witterung bieten, aber nicht durch Schneefall unwirksam gemacht werden können.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fassadenelement gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Fassadenelement hat bewegli che Isolierkörper, so daß es bei Aufrichtung der Isolierkörper zu einer geschlossenen Isolierwand zur Wärmedämmung von Gebäuden dient und bei gekippten Isolierkörpern Strahlungsdurchtritt zur Wärmeabsorbung und -speicherung erlaubt. Den Wärmespeicher bildet dabei die Gebäudewand aus Beton oder Mauerwerk, wobei zur Verbesserung der Wärmeabsorbung Kollektorflächen in Form von Metallbügeln vorgesehen werden können, die in thermischer Verbindung mit der Gebäudeaußenwand stehen. Die Stellung der Isolierkörper kann dabei dem Sonnenstand nachgeführt werden, um maximalen Strahlungseinfall auf die Kollektorflächen zu erzielen.

Die synchron beweglichen Isolierkörper können von Hand oder zweckmäßig motorisch betätigt werden. Das Fassadenelement kann vorzüglich als Fertigbauelement hergestellt werden, das als gesamtes Bauteil an Fassa den befestigt wird. Die Kollektorflächen können aber auch separat in die Gebäudewand eingemauert oder an diese angedübelt werden.

Die wärmestrahlungsdurchlässige Außenwand des Fassadenelements ist zweckmäßig eine feststehende durchsichtige oder getönte Glas- oder Kunststoffscheibe. Stattdessen können auch einzelne bewegliche Scheiben eingebracht werden, wenn dies zur Verbesserung der Be- und Entlüftung zweckdienlich erscheint.

An kalten und kühlen Tagen mit Sonneneinstrahlung werden die Isolierkörper gekippt, um einfallende Sonnenenergie zu absorbieren und zu speichern. An heißen Tagen wirken dagegen die zu einer geschlossenen Isolier wand aufgerichteten Isolierkörper als Wärmeschutz. In kühlen Nächten werden die Isolierkörper ebenfalls im allgemeinen zu einer geschlossenen Isolierwand aufgerichtet sein, um wärmedämmend zu wirken. Nach einem heißen Tag können aber in der darauf folgenden Nacht die Isolierkörper auch gekippt werden, um über die Kollektorflächen überschüssige Gebäudewärme abzu strahlen.

Die notwendige Hinterlüftung der Fassade wird in jedem Zustand, d. h. bei offenen und geschlossenen Isolierkörpern, dadurch gewährleistet, daß entsprechende senkrechte Luftkanäle zwischen Isolierung und Gebäude wand offengehalten werden, so daß die angewärmte Luft durch Ventilatoren abgesaugt und - bei kalten Tagen - mittels einer Luftwärmepumpe zur Energiegewin nung herangezogen werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilquerschnitt einer ersten Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Fassadenelementes bei
a) gekippten Isolierkörpern und
b) zu einer geschlossenen Isolierwand aufgerich teten Isolierkörpern;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilquerschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Fassadenelements;

Fig. 3 schematisch den Antrieb zur synchronen Bewegung der Isolierkörper; und

Fig. 4 die Vorderansicht einer aus erfindungsgemäßen Fassadenelementen aufgebauten Gebäudefassade.

Das Fassadenelement nach der Erfindung ist ein vorfertigbares Bauelement mit einem (in den Zeich nungen nicht zu sehenden) Rechteckrahmen, der nach außen, d. h. von der Gebäudewand 1 weg, durch eine wärmestrahlungsdurchlässige Glas- oder Kunststoffwand 2 abgeschlossen ist und in seinem Innern synchron bewegliche Isolierkörper 3 enthält. In Fig. 1 befindet sich die Drehachse 4 der Isolierkörper 3 etwa mittig von diesen und sie wird von Schwenkzapfen 5 (Fig. 3) gebildet, die in den Rahmenseiten gelagert sind.

Die Isolierkörper 3 sind zwischen der in Fig. 1a gekippten Stellung, in der sie Sonneneinstrahlung 6 durch die zwischen ihnen gebildeten Zwischenräume 7 auf in die Gebäudewand 1 eingemauerte Kontaktflächen 8 auftreffen lassen, und der in Fig. 1b gezeigten aufgerichteten Stellung verschwenkbar, wo die Isolier körper 3 eine geschlossene Isolierwand 9 bilden. Zur Gewährleistung einer guten Dichtigkeit der geschlos senen Isolierwand 9 sind die Isolierkörper 3 mit vorspringenden Lippen 10, 11 versehen, die in der aufgerichteten Stellung einander überlappen.

Die Synchronbewegung der Isolierkörper 3 wird zweckmäßig in Abhängigkeit vom jeweiligen Sonnenstand gesteuert, um einen maximalen Strahlungseinfall auf die Kollektorflächen 8 zu erzielen. Die Kollektorflächen 8 sind ihrerseits für eine maximale Strahlungsabsorbung im wesentlichen senkrecht zu einem mittleren Sonnenstand abgewinkelt. Ihre Oberfläche ist geschwärzt und als Material werden gut leitende Metalle wie Kupfer, Aluminium, Eisen verwendet. Eine Gebäudewand 1 aus schwerem Mauerwerk (24 cm) oder Beton (14 cm) bietet ausreichende Wärmespeicherkapazität. Anstelle einge mauerter Kollektorflächen 8 können auch angedübelte Kollektorflächen benutzt werden, wobei bei entsprechen der Verbindung der Kollektorflächen mit dem Elementrah men mit dem Andübeln gleichzeitig das ganze Fassadenele ment an der Gebäudewand 1 befestigt werden kann.

Der Synchronantrieb der Isolierkörper 3 erfolgt z. B. gemäß Fig. 3 durch eine hydraulisch heb- und durch Eigengewicht senkbare Antriebsstange 12. An dieser Antriebsstange 12 sind Kipphebel 13 angelenkt, die mit den Isolierkörpern 3 fest verbunden sind. Die Verbindung der Kipphebel 13 mit den Isolierkörpern 3 erfolgt vorteilhaft über an den Rahmenseiten durch die Schwenkzapfen 5 gelagerte Taschen 14, in die die Isolierkörper 3 z. B. aus Styropor eingeschoben sind. In Fig. 3a sind die Isolierkörper 3 bei ausgefah renem Hydraulikzylinder 15 gekippt, während Fig. 3b bei eingefahrenem Hydraulikzylinder 15 die Isolier körper 3 in aufgerichteter Stellung zeigt.

Die Antriebsstangen 12 übereinander montierter Fassadenelemente sind jeweils kuppelbar, um, wie Fig. 4 zeigt, jeweils durch einen einzigen Antrieb 15 am Boden der Fassade eine oder gleich zwei Säulen von Fassadenelementen synchron bewegen zu können. Es kann zusätzlich zweckmäßig sein, daß auch die Schwenk zapfen 5 seitlich benachbarter Fassadenelemente kraft schlüssig miteinander verbindbar sind, damit der Bewe gungsantrieb jeweils an beiden Enden der Isolierkörper 3 angreift und somit ein Klemmen vermieden wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Isolierkörper 3 durch Gelenke 16 an der Glas- oder Kunststoffwand 2 drehbar angelenkt. Wie aus Fig. 2b ersichtlich, liegen dann die zu einer geschlossenen Isolierwand 9 aufgerichteten Isolierkörper 3 eng an der Glas- oder Kunststoffwand 2 an, so daß diese Ausführungsform insgesamt dünner baut.

In den Rahmenseiten der Fassadenelemente sind jeweils (nicht gezeigte) Öffnungen vorgesehen, die eine ausreichende Hinterlüftung der Fassade gemäß den in Fig. 4 gezeigten Pfeilen in jeder Stellung der Isolierkörper 3 sicherstellen. Im Einzelfall kann auch eine innere Luftführung zwecks Luftaustausch zwischen Fassadennord- und Fassadensüdseite und/oder zwecks Klimatisierung des Gebäudes in Verbindung mit einer Wärmepumpe bzw. einer Kältemaschine von Vorteil sein. Da an der Fassadennordseite kein Energie gewinn auf Grund absorbierter Sonneneinstrahlung möglich ist, können dort Fassadenelemente ohne bewegli che Isolierkörper, d. h. mit feststehenden Isolierkörpern montiert werden.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, können an den Kollektorflächen 8 Flüssigkeitskanäle 17 ausgebildet sein. Diese Flüssigkeitskanäle 17 können mit einer Wärmepumpe/Kältemaschine zu einem thermischen Kreis lauf zusammengeschlossen werden.

Claims

1. Fassadenelement mit einer wärmestrahlungsdurch lässigen Außenwand, gekennzeichnet durch Isolierkörper (3), die im Innern des Fassadenele ments synchron beweglich angeordnet sind und in einer Stellung zur Wärmedämmung zu einer geschlossenen Isolierwand (9) aufgerichtet und in einer Stellung zur Wärmeabsor bung zwecks Schaffung offener Zwischenräume (7) für einen freien Strahlungsdurchtritt gekippt sind.

2. Fassadenelement nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch Kollektorflächen (8) zur Anord nung im Strahlungsweg (6) bei gekippten Isolierkörpern (3) und zur thermischen Verbindung mit der Gebäude außenwand (1).

3. Fassadenelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Antriebssteue rung für die Isolierkörper (3), um deren Kippstellung für einen maximalen Strahlungsdurchtritt dem Sonnenstand nachzuführen.

4. Fassadenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorflächen (8) für eine maximale Strahlungsabsorbung im wesentli chen senkrecht zu einem mittleren Sonnenstand abgewin kelt sind.

5. Fassadenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (3) mit vorspringendem, bei Aufrich tung zur geschlossenen Isolierwand (9) einander überlap penden Lippen (10, 11) ausgebildet sind.

6. Fassadenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (3) durch Schwenkzapfen (5) in Elementseiten drehbar gelagert und mit Kipphebeln (13) fest verbunden sind, an denen eine Antriebsstange (12) angreift, die mit der Antriebsstange benachbarter Fassadenelemente bzw. mit einem elektromotorischen oder hydraulischen Antrieb (15) kuppelbar ist.

7. Fassadenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkzapfen (5) mit Taschen (14) zum Einstecken der Isolierkörper (3) verbunden sind, an welchen Taschen die Kipphebel (13) angreifen, und daß die Schwenkzapfen benachbarter Fassadenelemente kraftschlüssig miteinander verbindbar sind.

8. Fassadenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (3) durch Gelenke (16) an der Elementaußenwand (2) drehbar angelenkt und durch eine gemeinsame Antriebs stange an einen elektromotorischen oder hydraulischen Antrieb (15) kuppelbar sind.

9. Fassadenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Elementseiten Öffnungen vorgesehen sind, die eine ausreichende Hinterlüftung der Fassade in jeder Stellung der Isolierkörper (3) sicherstellen.

10. Fassade, aufgebaut aus Fassadenelementen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn zeichnet durch eine innere Luftführung zwecks Luftaustausch zwischen Fassadennord- und Fassadensüdsei te und/oder zwecks Klimatisierung in Verbindung mit einer Wärmepumpe bzw. mit einer Kältemaschine.

11. Fassade nach Anspruch 10, gekenn zeichnet durch die Anordnung von Fassadenelemen ten mit beweglichen Isolierkörpern (3) an der Fassaden süd-, Ost- und Westseite und von Fassadenelementen ohne bewegliche Isolierkörper an der Fassadennordseite.

12. Fassade nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß in den Kollektorflächen (8) Flüssigkeitskanäle (17) ausgebildet sind, die mit einer Wärmepumpe/Kältemaschine zu einem thermischen Kreislauf zusammengeschlossen sind.