EP2507463B1 - Wärmeschutzvorrichtung und verfahren zur wärmeisolierung - Google Patents
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- E06B2009/2452—Parallel screens moving independently
Definitions
- the invention relates to a heat protection device for a building window, comprising a first surface element and a second surface element, which are spaced from each other, wherein at least one surface element in the infrared spectral region is at least partially reflective.
- Venetian blind of the type mentioned above known.
- This well-known Venetian blind consists of two thin and transparent material layers. By means of a spacer, both layers of material can be lowered at a predeterminable distance on the inner side of the window facing the room. In this way, the loss of heat energy through the window should be reduced without restricting the view through the window.
- a disadvantage of this prior art is that the material layers of only 75 microns have a low mechanical stability. Furthermore, the heat protection device affects the visual impression of the room.
- the invention is therefore based on the object to reduce heat loss through glass facades or window openings, without having to accept the disadvantages mentioned.
- a thermal protection device for a building window comprising a first surface element and a second surface element, which are spaced from each other, wherein at least one surface element in the infrared spectral region is at least partially reflective, wherein the first surface element and the second surface element on the Outside of the building window are arranged and the first surface element is arranged with a first fastening device in front of the building window and the second surface element with a second fastening device in front of the building window is arranged, by means of which the first surface element and the second surface element are independently operable.
- the solution of the object in a method for thermal insulation of a building window in which a first surface element and a second surface element spaced from each other on the outside of the building window are arranged, wherein at least the second surface element in the visible spectral region at least partially transparent and in the infrared spectral region at least partially is designed reflecting and the second surface element by means of a second fastening device is arranged permanently or movably in front of the building window and the first surface element is arranged by means of a first fastening device movable in front of the building window.
- the heat protection device according to the invention is suitable for building windows, which can be opened by means of appropriate fittings or for fixed glazing.
- a building window according to the present invention is therefore an at least partially transparent component, such as a facade element, a window or a roof window.
- a first and a second surface element is arranged at least in front of the building window. Both surface elements have a predeterminable distance from each other. At least one surface element is at least partially reflective, at least in the infrared spectral range. In this way, two insulating layers of air are formed between the outside of the building window, the second surface element and the first surface element. Due to the additional static layers of air between the outside of the building window and the surrounding atmosphere, the heat loss through convection is effectively reduced. Due to the infrared-reflecting properties of at least one surface element, the radiant heat emanating from the building window can also be thrown back into the interior. In this way, the heat loss is effectively reduced.
- the surface elements can either be arranged permanently in front of the window and reduce the heat loss 24 hours a day.
- the surface elements may be movable, so that These do not obstruct the view, the ventilation or the exit from the window.
- the surface elements can be operated independently of one another so that either one or both or none of the surface elements is arranged in front of the window opening.
- a surface element or both surface elements in the visible spectral region may be at least partially transparent.
- the surface element can be arranged permanently in front of the building window. Due to the transparency of the surface element in the visible spectral range, the view from the building is impaired only to a slight extent by the building window equipped according to the invention.
- a surface element with partial transparency is formed from a material which, in the spectral range between 780 nm and 380 nm wavelength at at least one wavelength or in at least one wavelength range, absorbs less than 50% or less than 30% or less than 10% of the irradiated intensity.
- the indication “partially” refers to the wavelength range or the frequency space.
- a surface element with partial transparency is formed from a material which, in the spectral range between 780 nm and 380 nm wavelength at at least one wavelength or in at least one wavelength range, has a transmission of less than 30% or less than 20% or less than 10% of the irradiated intensity and has recesses or holes which occupy an area fraction of more than 10% or more than 20% or more than 40% of the total area of the surface element.
- the phrase "partial" refers to the location space.
- At least one surface element may be made opaque.
- the surface element can then be used to darken the room and during that effectively reduce the heat loss through the building window, especially during the night hours.
- a surface element may comprise a darkening device which is present anyway on the building, so that an existing building can be retrofitted in a particularly simple manner with the heat protection device according to the invention can be, by only a second surface element fixed or movable mounted in front of the window.
- the second surface element can remain permanently arranged in front of the building window, whereas the first surface element is designed to be movable.
- a movable attachment of the surface element can be realized by means of a fastening device, by means of which the surface element is rollable, hinged or displaceable.
- the second surface element has an infrared-reflecting coating on the side facing the building window, heat radiation emerging from the building through the building window is reflected back into the building by the second surface element. If the second surface element has an infrared-reflecting coating on both sides or consists of an infrared-reflecting material, the second surface element can be arranged all year in front of the building window and in the same way reduce excessive heating of the building interior with intensive solar radiation. In this way, the second surface element can have a positive effect on the room climate and energy consumption of the building all day and all year round. During the winter months and / or during the night, when an increased heat loss through the building window occurs due to a reduced outside temperature, the heat loss through the building window can be further reduced by means of the second surface element.
- the first surface element and the second surface element may be arranged with a common fastening device in front of the building window, by means of which the first surface element and the second surface element is jointly movable.
- This allows a simple temporary removal of the entire thermal insulation, for example, to ventilate the room behind the window or the exit of one with a French window to allow equipped room.
- the fastening device may be configured to roll, displace or pivot the surface elements.
- FIG. 1 a cross section through a building window with the heat protection device according to the invention.
- FIG. 1 In cross-section according to FIG. 1 are parts of a building wall 1 to see.
- the building wall 1 defines a room of a building, for example a residential or office building.
- the interior extends to the right of the building wall 1.
- the exterior of the building extends into FIG. 1 on the left side of the building wall 1.
- the building wall 1 has an opening. The opening is closed by means of a building window 3, in order to avoid drafts and to ensure a comfortable climate in the interior of the building.
- the building window 3 has a glazing, which in some embodiments of the invention in the interior of persons located the view from the building window 3 allows.
- the glazing 10 of the building window 3 can have, as a sunshade glazing, a tint and / or a reflective coating which completely or partially prevents or at least impedes the view from the room or the view into the room.
- the glazing 10 may be an insulating glazing containing a plurality of individual slices. Between a plurality of disks, a gap may be formed which is filled with an insulating gas of predeterminable composition and specifiable pressure. In other embodiments, the disc space may be evacuated to further reduce heat transfer through the glazing 10 in this manner.
- Each individual pane of the glazing 10 may have a coating which increases the scratch resistance of the pane and / or reflects incident heat radiation. The reflection of heat radiation can on the one hand be provided to reduce the heat loss from the interior of the building in the cold season. In other embodiments, the coating may be used to prevent the excessive ingress of solar thermal radiation into the room during the warm season.
- the glazing 10 of the building window 3 is fixed in the wall opening by means of a frame 2.
- the frame 2 can be made in two parts, so that the glazing can be opened by means of a tilting and / or rotating and / or sliding mechanism.
- the frame 2 may be in one piece, so that the glazing 10 of the building window 3 is designed as fixed glazing.
- the thermal protection device 9 On the side facing away from the room of the building window 3 and thus on the outside of the building, the heat protection device 9 according to the invention is arranged.
- the thermal protection device 9 includes a first surface element 5 and a second surface element 4, which are arranged at a distance from each other.
- the distance 12 between the building window 3 and the second surface element 4 may correspond approximately to the distance 11 between the second surface element 4 and the first surface element 5. In this way, the best possible thermal insulation and the lowest possible heat loss is achieved by the proposed heat protection device 9. In both spaces 11 and 12 is formed in this way ever an insulating air cushion, which prevents the direct action of atmospheric air movements on the glazing 10 of the building window 3 and the associated discharge of heat energy.
- the heat loss by radiation can be effectively prevented by the proposed heat protection device 9, the heat loss by radiation.
- at least one of the surface elements 4 and / or 5 is at least partially reflective in the infrared spectral range.
- a coating may contain or consist of gold, aluminum or titanium oxide.
- the coating can be applied on one or both sides.
- the coating is applied at least on one side to the second surface element 4 on the side facing the building window 3.
- the second surface element 4 can have an infrared-reflecting coating on both sides or consist entirely of an infrared-reflecting material. In this way, the second surface element reduces both the heat loss from the room as well as the penetration of unwanted solar heat in the room.
- a special High thermal insulation results when the second surface element 4 is provided on both sides at least partially with an infrared-reflective coating.
- the infrared-reflecting coating may be configured to produce a reflectivity of more than 50% at least in the spectral range between about 40 ⁇ m and about 0.8 ⁇ m wavelength at least in a sub-range.
- the reflectivity can be more than 80%.
- a reflectivity of more than 60% in the spectral range between 30 ⁇ m and 3 ⁇ m wavelength can be achieved.
- the second surface element 4 may be transparent at least in the visible spectral range between about 780 nm and about 380 nm wavelength. In another embodiment of the invention, the transparency range extends at least between about 550 nm and about 380 nm wavelength. In yet another embodiment of the invention, the transparency range extends at least between about 780 nm and about 550 nm wavelength. Transparency in the sense of the present invention is understood in some embodiments of the invention to mean a permeability of more than 25%, in some embodiments more than 60%, in yet another embodiment more than 80% of the incident radiation. In this way, the view from the room through the second surface element 4 is not obstructed. Thus, the second surface element 4 may be almost invisible to the occupant of the building.
- the first surface element 5 may also be transparent, as described above for the second surface element 4. In this case, both surface elements can remain permanently installed in front of the building window 3 and in this way permanently reduce the heat loss of the building through the building window 3.
- the first surface element 5 may be opaque in the visible spectral range. In this way, the first surface element 5 can be used in a manner known per se for darkening the space behind the building window 3.
- the second surface element 4 and the enclosed by this Air space 12 for the insulation of the building window 3 available.
- the heat loss of a known building window 3 can be reduced throughout the day.
- the outside temperature falls particularly low and the heat loss through the building window 3 is particularly large, by additional darkening of the room through the second surface element 5, a further airspace 11 can be created.
- a further infrared-reflecting layer may be brought in front of the building window 3 by the first surface element 5.
- the insulation of the building window 3 is further increased during the particularly cold night hours.
- the first area element 5 is arranged with a first attachment device 7 in front of the building window 3 and the second area element 4 with a second attachment device 8 in front of the building window 3 is arranged.
- it can comprise a frame, which can be permanently or detachably connected to the frame 2 of the building window 3.
- the second surface element 4 can be mounted seasonally or permanently in the window recess in front of the building window 3.
- the second fastening device 8 can also be designed to arrange the second surface element 4 movably in front of the building window 3, for example rollable or displaceable. As a result, the second surface element 4 can be removed for ventilation, for cleaning or for exit from the building window 3. In some embodiments of the invention, the second surface element 4 can be subsequently fixed to the frame 2 of the building window 3 with the fastening device 8 for energy-efficient building renovation.
- the first fastening device 7 can likewise allow a static fastening of the first surface element 5. In some embodiments of the invention, however, especially when the first surface element 5 is opaque, the first fastening device 7 allows a movable mounting of the first surface element 5.
- the first surface element 5 can be rolled on a shaft 6 arranged in the first fastening device 7.
- the shaft 6 can in a conventional manner by a hand crank, a winding belt or a Electric motor can be rotated, whereby the first surface element 5 can be wound up or unwound.
- the proposed thermal protection device 9 is particularly suitable for the energetic renovation of old buildings, if as the first surface element 5 and as a first fastening device 7 an already existing on the building roller shutter is used.
- the material of the shutter during the installation of the heat protection device 9 can be provided on the inside with an additional infrared-reflective coating or replaced by an infrared-reflective material.
- the effectiveness of the proposed thermal protection device will be illustrated below with reference to a comparative example.
- An interior of a building was heated to a constant temperature of about 21 ° C.
- a building window 3 which was equipped with a double glazing known per se.
- the building window 3 was used without the proposed thermal protection device 9, ie without the first surface element 5 and the second surface element 4.
- a heat flow of 16.3 W / m 2 was determined. This results in a heat transfer coefficient of 1.02 W / m 2 K.
- the heat protection device 9 comprised a second surface element 4, which consisted of a double-sided infrared-reflecting film.
- the first surface element 5 consisted of a commercial roller shutter with plastic louvers.
- the heat flow could be reduced to 10.1 W / m 2 .
- the heat transfer coefficient of the building window 3 by the inventive heat protection device 9 to 0.45 W / m 2 K.
- the heat loss through the building windows 3 can be approximately halved by the invention proposed heat protection device.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Wärmeschutzvorrichtung für ein Gebäudefenster, enthaltend ein erstes Flächenelement und ein zweites Flächenelement, welche beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zumindest ein Flächenelement im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist.
- Aus der
EP 0 074 952 B1 ist eine wärmeisolierende Jalousie der eingangs genannten Art bekannt. Diese bekannte Jalousie besteht aus zwei dünnen und transparenten Materiallagen. Mittels eines Abstandshalters können beide Materiallagen mit einem vorgebbaren Abstand auf der inneren, dem Raum zugewandten Seite des Fensters abgesenkt werden. Auf diese Weise soll der Verlust von Wärmeenergie durch das Fenster vermindert werden, ohne den Durchblick durch das Fenster einzuschränken. - Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die Materiallagen von lediglich 75 µm eine geringe mechanische Stabilität aufweisen. Weiterhin beeinträchtigt die Wärmeschutzvorrichtung den optischen Eindruck des Raumes.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Wärmeverluste durch Glasfassaden bzw. Fensteröffnungen zu vermindern, ohne die genannten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Wärmeschutzvorrichtung für ein Gebäudefenster, enthaltend ein erstes Flächenelement und ein zweites Flächenelement, welche beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zumindest ein Flächenelement im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist, wobei das erste Flächenelement und das zweite Flächenelement auf der Außenseite des Gebäudefensters angeordnet sind und das erste Flächenelement mit einer ersten Befestigungsvorrichtung vor dem Gebäudefenster angeordnet ist und das zweite Flächenelement mit einer zweiten Befestigungsvorrichtung vor dem Gebäudefenster angeordnet ist, mittels welcher das erste Flächenelement und das zweite Flächenelement unabhängig voneinander bedienbar sind.
- Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Verfahren zur Wärmeisolierung eines Gebäudefensters, bei welchem ein erstes Flächenelement und ein zweites Flächenelement beabstandet zueinander an der Außenseite des Gebäudefensters angeordnet werden, wobei zumindest das zweite Flächenelement im sichtbaren Spektralbereich zumindest teilweise transparent und im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgeführt ist und das zweite Flächenelement mittels einer zweiten Befestigungsvorrichtung dauerhaft oder bewegbar vor dem Gebäudefenster angeordnet wird und das erste Flächenelement mittels einer ersten Befestigungsvorrichtung bewegbar vor dem Gebäudefenster angeordnet wird.
- Die erfindungsgemäße Wärmeschutzvorrichtung eignet sich für Gebäudefenster, welche mittels entsprechender Beschläge geöffnet werden können oder für fest stehende Verglasungen. Ein Gebäudefenster im Sinne der vorliegenden Erfindung ist daher ein zumindest teilweise transparentes Bauteil, wie beispielsweise ein Fassadenelement, ein Fenster oder ein Dachfenster.
- Auf der Außenseite des Gebäudes wird zumindest vor dem Gebäudefenster ein erstes und ein zweites Flächenelement angeordnet. Beide Flächenelemente weisen einen vorgebbaren Abstand zueinander auf. Zumindest ein Flächenelement ist zumindest im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgebildet. Auf diese Weise bilden sich zwischen der Außenseite des Gebäudefenster, dem zweiten Flächenelement und dem ersten Flächenelement zwei isolierende Luftschichten aus. Aufgrund der zusätzlichen ruhenden Luftschichten zwischen der Außenseite des Gebäudefensters und der umgebenden Atmosphäre wird der Wärmeverlust durch Konvektion wirkungsvoll vermindert. Aufgrund der infrarot reflektierenden Eigenschaften zumindest eines Flächenelementes kann auch die vom Gebäudefenster ausgehende Strahlungswärme in den Innenraum zurückgeworfen werden. Auf diese Weise wird der Wärmeverlust wirkungsvoll reduziert.
- Die Flächenelemente können erfindungsgemäß entweder dauerhaft vor dem Fenster angeordnet sein und den Wärmeverlust 24 Stunden täglich vermindern. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Flächenelemente beweglich sein, so dass diese den Ausblick, die Lüftung oder den Austritt aus dem Fenster nicht behindern. Erfindungsgemäß sind die Flächenelemente unabhängig voneinander bedienbar, so dass wahlweise eines oder beide oder keines der Flächenelemente vor der Fensteröffnung angeordnet ist.
- In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Flächenelement oder beide Flächenelemente im sichtbaren Spektralbereich zumindest teilweise transparent sein. Auf diese Weise kann das Flächenelement dauerhaft vor dem Gebäudefenster angeordnet sein. Aufgrund der Transparenz des Flächenelementes im sichtbaren Spektralbereich wird der Ausblick aus dem Gebäude durch das erfindungsgemäß ausgestattete Gebäudefenster nur in geringem Maße beeinträchtigt.
- In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird ein Flächenelement mit teilweiser Transparenz aus einem Material gebildet, welches im Spektralbereich zwischen 780 nm und 380 nm Wellenlänge bei zumindet einer Wellenlänge bzw. in zumindest einem Wellenlängenbereich eine Absorption von weniger als 50% oder weniger als 30% oder weniger als 10% der eingestrahlten Intensität aufweist. In diesem Fall bezieht sich die Angabe "teilweise" auf den Wellenlängenbereich bzw. auf den Frequenzraum. In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird ein Flächenelement mit teilweiser Transparenz aus einem Material gebildet, welches im Spektralbereich zwischen 780 nm und 380 nm Wellenlänge bei zumindet einer Wellenlänge bzw. in zumindest einem Wellenlängenbereich eine Transmission von weniger als 30% oder weniger als 20% oder weniger als 10% der eingestrahlten Intensität aufweist und Ausnehmungen bzw. Löcher aufweist, welche einen Flächenanteil von mehr als 10% oder mehr als 20% oder mehr als 40% der Gesamtfläche des Flächenelementes einnehmen. In diesem Fall bezieht sich die Angabe "teilweise" auf den Ortsraum.
- In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein Flächenelement opak ausgeführt sein. Als Zusatznutzen kann das Flächenelement dann zur Verdunkelung des Raumes verwendet werden und während dessen den Wärmeverlust durch das Gebäudefenster speziell während der Nachtstunden wirkungsvoll vermindern. Andererseits kann ein solches Flächenelement eine ohnehin am Gebäude vorhandene Verdunkelungseinrichtung umfassen, so dass ein bestehendes Gebäude in besonders einfacher Weise mit der erfindungsgemäßen Wärmeschutzvorrichtung nachgerüstet werden kann, indem lediglich ein zweites Flächenelement fest oder beweglich vor dem Fenster montiert wird.
- Sofern das erste Flächenelement der Wärmeschutzvorrichtung opak ausgeführt ist und das zweite Flächenelement zumindest teilweise optisch transparent oder zumindest transluzent ausgeführt ist, kann das zweite Flächenelement dauerhaft vor dem Gebäudefenster angeordnet bleiben, wohingegen das erste Flächenelement beweglich ausgeführt ist. Eine solche bewegliche Befestigung des Flächenelementes kann mittels einer Befestigungsvorrichtung realisiert werden, mittels welcher das Flächenelement rollbar, klappbar oder verschiebbar ist. Dadurch wird eine teilweise Wirkung der Wärmeschutzvorrichtung dauerhaft erzielt und die vollständige Wirkung der Wärmeschutzvorrichtung während der Verdunkelung des Raumes, also beispielsweise Nachts, wenn auch die Wärmeverluste durch das Gebäudefenster maximal sind.
- Sofern das zweite Flächenelement auf der dem Gebäudefenster zugewandten Seite eine infrarotreflektierende Beschichtung aufweist, wird aus dem Gebäude durch das Gebäudefenster austretende Wärmestrahlung vom zweiten Flächenelement in das Gebäude zurück reflektiert. Wenn das zweite Flächenelement beidseitig eine infrarotreflektierende Beschichtung aufweist oder aus einem infrarotreflektierenden Material besteht, kann das zweite Flächenelement ganzjährig vor dem Gebäudefenster angeordnet sein und in gleicher Weise eine übermäßige Erwärmung des Gebäudeinnenraumes bei intensiver Sonneneinstrahlung reduzieren. Auf diese Weise kann das zweiten Flächenelement ganztägig und ganzjährig ein positiver Effekt auf das Raumklima und den Energieverbrauch des Gebäudes ausüben. Während der Wintermonate und/oder während der Nachtstunden, wenn aufgrund einer verringerten Außentemperatur ein erhöhter Wärmeverlust durch das Gebäudefenster auftritt, kann mittels des zweiten Flächenelementes der Wärmeverlust durch das Gebäudefenster weiter reduziert werden.
- In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das erste Flächenelement und das zweite Flächenelement mit einer gemeinsamen Befestigungsvorrichtung vor dem Gebäudefenster angeordnet sein, mittels welcher das erste Flächenelement und das zweite Flächenelement gemeinsam bewegbar ist. Dies erlaubt eine einfache temporäre Entfernung des gesamten Wärmeschutzes, beispielsweise um den hinter dem Fenster liegenden Raum zu lüften oder den Austritt aus einem mit einer Fenstertür ausgestatteten Raum zu ermöglichen. Die Befestigungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Flächenelemente zu rollen, zu verschieben oder zu verschwenken.
- Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Gebäudefenster mit der erfindungsgemäßen Wärmeschutzvorrichtung. - Im Querschnitt gemäß
Figur 1 sind Teile einer Gebäudewand 1 zu sehen. Die Gebäudewand 1 umgrenzt einen Raum eines Gebäudes, beispielsweise eines Wohn- oder Bürohauses. Der Innenraum erstreckt sich auf der rechten Seite der Gebäudewand 1. Der Außenraum des Gebäudes erstreckt sich inFigur 1 auf der linken Seite der Gebäudewand 1. Die Gebäudewand 1 weist eine Öffnung auf. Die Öffnung ist mittels eines Gebäudefensters 3 verschlossen, um Zugluft zu vermeiden und ein behagliches Klima im Innenraum des Gebäudes sicherzustellen. - Das Gebäudefenster 3 weist eine Verglasung auf, welche in einigen Ausführungsformen der Erfindung im Innenraum befindliche Personen den Ausblick aus dem Gebäudefenster 3 ermöglicht. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Verglasung 10 des Gebäudefensters 3 als Sonnenschutzverglasung eine Tönung und/oder eine Verspiegelung aufweisen, welche den Ausblick aus dem Raum oder den Einblick in den Raum ganz oder teilweise verhindert oder zumindest erschwert.
- Die Verglasung 10 kann eine Isolierverglasung sein, welche eine Mehrzahl einzelner Scheiben enthält. Zwischen einer Mehrzahl von Scheiben kann ein Zwischenraum ausgebildet sein, welcher mit einem isolierenden Gas mit vorgebbarer Zusammensetzung und vorgebbarem Druck gefüllt ist. In anderen Ausführungsformen kann der Scheibenzwischenraum evakuiert sein, um auf diese Weise den Wärmedurchgang durch die Verglasung 10 weiter zu vermindern. Jede einzelne Scheibe der Verglasung 10 kann eine Beschichtung aufweisen, welche die Kratzfestigkeit der Scheibe erhöht und/oder auftreffende Wärmestrahlung reflektiert. Die Reflexion von Wärmestrahlung kann einerseits dazu vorgesehen sein, den Wärmeverlust aus dem Innenraum des Gebäudes in der kalten Jahreszeit zu vermindern. In anderen Ausführungsformen kann die Beschichtung dazu verwendet werden, in der warmen Jahreszeit den übermäßigen Eintritt von solarer Wärmestrahlung in den Raum zu verhindern.
- Die Verglasung 10 des Gebäudefensters 3 ist in der Maueröffnung mittels eines Rahmens 2 befestigt. Der Rahmen 2 kann zweiteilig ausgeführt sein, so dass die Verglasung mittels eines Kipp- und/oder Dreh- und/oder Schiebemechanismus geöffnet werden kann. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Rahmen 2 einteilig sein, so dass die Verglasung 10 des Gebäudefensters 3 als feststehende Verglasung ausgeführt ist.
- Auf der dem Raum abgewandten Seite des Gebäudefensters 3 und damit auf der Außenseite des Gebäudes ist die erfindungsgemäße Wärmeschutzvorrichtung 9 angeordnet. Die Wärmeschutzvorrichtung 9 enthält ein erstes Flächenelement 5 und ein zweites Flächenelement 4, welche beabstandet zueinander angeordnet sind.
- In einigen Ausführungsformen kann der Abstand 12 zwischen dem Gebäudefenster 3 und dem zweiten Flächenelement 4 in etwa dem Abstand 11 zwischen dem zweiten Flächenelement 4 und dem ersten Flächenelement 5 entsprechen. Auf diese Weise wird die bestmögliche Wärmeisolation und der geringstmögliche Wärmeverlust durch die vorgeschlagene Wärmeschutzvorrichtung 9 erzielt. In beiden Zwischenräumen 11 und 12 bildet sich auf diese Weise je ein isolierendes Luftpolster aus, welches die unmittelbare Einwirkung atmosphärischer Luftbewegungen auf die Verglasung 10 des Gebäudefensters 3 und den damit verbundenen Austrag von Wärmeenergie verhindert.
- Neben dem Wärmeverlust durch Konvektion kann mit der vorgeschlagenen Wärmeschutzvorrichtung 9 auch der Wärmeverlust durch Strahlung wirkungsvoll verhindert werden. Hierzu kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest eines der Flächenelemente 4 und/oder 5 im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist. Eine solche Reflektionseigenschaft kann beispielsweise durch eine Beschichtung erzielt werden. Eine solche Beschichtung kann Gold, Aluminium oder Titanoxid enthalten oder daraus bestehen. Die Beschichtung kann ein- oder beidseitig aufgebracht sein. In einigen Ausführungsformen ist die Beschichtung zumindest einseitig auf dem zweiten Flächenelement 4 auf der dem Gebäudefenster 3 zugewandten Seite aufgebracht. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das zweite Flächenelement 4 beidseitig eine infrarotreflektierende Beschichtung aufweisen oder ganz aus einem infrarotreflektierenden Material bestehen. Auf diese Weise vermindert das zweite Flächenelement sowohl den Wärmeverlust aus dem Raum als auch das Eindringen unerwünschter Sonnenwärme in den Raum. Eine besonders hohe Wärmedämmung ergibt sich, wenn das zweite Flächenelement 4 beidseitig zumindest teilweise mit einer infrarotreflektierenden Beschichtung versehen ist.
- In einigen Ausführungsformen kann die infrarotreflektierende Beschichtung dazu ausgebildet sein, zumindest im Spektralbereich zwischen etwa 40 µm und etwa 0,8 µm Wellenlänge zumindest in einem Unterbereich eine Reflektivität von mehr als 50 % zu erzeugen. In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Reflektivität mehr als 80 % betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann eine Reflektivität von mehr als 60 % im Spektralbereich zwischen 30 µm und 3 µm Wellenlänge erreicht werden.
- In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das zweite Flächenelement 4 zumindest im sichtbaren Spektralbereich zwischen etwa 780 nm und etwa 380 nm Wellenlänge transparent sein. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Transparenzbereich zumindest zwischen etwa 550 nm und etwa 380 nm Wellenlänge. In wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Transparenzbereich zumindest zwischen etwa 780 nm und etwa 550 nm Wellenlänge. Unter Transparenz im Sinne der vorliegenden Erfindung soll in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine Durchlässigkeit von mehr als 25 %, in einigen Ausführungsformen von mehr als 60 %, in wiederum einer anderen Ausführungsform von mehr als 80 % der eintreffenden Strahlung verstanden werden. Auf diese Weise ist der Ausblick aus dem Raum durch das zweite Flächenelement 4 nicht behindert. Somit kann das zweite Flächenelement 4 für den Bewohner des Gebäudes nahezu unsichtbar sein.
- In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann auch das erste Flächenelement 5 transparent ausgeführt sein, wie vorstehend für das zweite Flächenelement 4 beschrieben. In diesem Fall können beide Flächenelemente dauerhaft vor dem Gebäudefenster 3 installiert bleiben und auf diese Weise dauerhaft den Wärmeverlust des Gebäudes durch das Gebäudefenster 3 reduzieren.
- In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das erste Flächenelement 5 im sichtbaren Spektralbereich intransparent bzw. opak sein. Auf diese Weise kann das erste Flächenelement 5 in an sich bekannter Weise zur Verdunkelung des hinter dem Gebäudefenster 3 liegenden Raumes verwendet werden. Somit steht während der Tagstunden allein das zweite Flächenelement 4 und der von diesem eingeschlossene Luftraum 12 zur Isolation des Gebäudefenster 3 zur Verfügung. Dadurch kann der Wärmeverlust eines bekannten Gebäudefensters 3 ganztägig reduziert werden. Während der Nachtstunden, wenn die Außentemperatur besonders tief fällt und der Wärmeverlust durch das Gebäudefenster 3 besonders groß ist, kann durch zusätzliche Verdunkelung des Raumes durch das zweite Flächenelement 5 ein weiterer Luftraum 11 geschaffen werden.
- In einigen Ausführungsformen kann durch das erste Flächenelement 5 auch eine weitere infrarotreflektierende Schicht vor das Gebäudefenster 3 gebracht werden. Dadurch wird während der besonders kalten Nachtstunden die Isolation des Gebäudefensters 3 weiter gesteigert. Um das erste Flächenelement und das zweite Flächenelement unabhängig voneinander bedienen zu können, kann in einigen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass das erste Flächenelement 5 mit einer ersten Befestigungsvorrichtung 7 vor dem Gebäudefenster 3 angeordnet ist und das zweite Flächenelement 4 mit einer zweiten Befestigungsvorrichtung 8 vor dem Gebäudefenster 3 angeordnet ist. Die kann beispielsweise einen Blendrahmen umfassen, welcher dauerhaft oder lösbar mit dem Rahmen 2 des Gebäudefensters 3 verbindbar ist. Auf diese Weise kann das zweite Flächenelement 4 saisonabhängig oder dauerhaft in die Fensternische vor dem Gebäudefenster 3 montiert werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die zweite Befestigungsvorrichtung 8 auch dazu ausgebildet sein, das zweite Flächenelement 4 beweglich vor dem Gebäudefenster 3 anzuordnen, beispielsweise rollbar oder verschiebbar. Dadurch kann das zweite Flächenelement 4 zur Lüftung, zur Reinigung oder zum Austritt aus dem Gebäudefenster 3 entfernt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das zweite Flächenelement 4 mit der Befestigungsvorrichtung 8 zur energetischen Gebäudesanierung im Bestand nachträglich am Rahmen 2 des Gebäudefensters 3 befestigt werden.
- Die erste Befestigungsvorrichtung 7 kann ebenfalls eine statische Befestigung des ersten Flächenelementes 5 erlauben. In einigen Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere wenn das erste Flächenelement 5 opak ausgestattet ist, erlaubt die erste Befestigungsvorrichtung 7 jedoch eine bewegliche Montage des ersten Flächenelementes 5. In der in
Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist das erste Flächenelement 5 auf einer in der ersten Befestigungsvorrichtung 7 angeordneten Welle 6 rollbar. Die Welle 6 kann in an sich bekannter Weise durch eine Handkurbel, einen Wickelgurt oder einen Elektromotor rotiert werden, wodurch das erste Flächenelement 5 auf- oder abgewickelt werden kann. Damit eignet sich die vorgeschlagene Wärmeschutzvorrichtung 9 insbesondere zur energetischen Sanierung von Altbauten, wenn als erstes Flächenelement 5 und als erste Befestigungsvorrichtung 7 ein ohnehin am Gebäude bereits vorhandener Rollladen eingesetzt wird. Fallweise kann das Material des Rollladens während der Montage der Wärmeschutzvorrichtung 9 auf der Innenseite mit einer zusätzlichen infrarotreflektierenden Beschichtung versehen werden oder durch ein infrarotreflektierendes Material ausgetauscht werden. - Die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Wärmeschutzvorrichtung soll nachfolgend anhand eines Vergleichsbeispieles dargestellt werden. Dabei wurde ein Innenraum eines Gebäudes auf eine konstante Temperatur von etwa 21°C beheizt. Im Raum befand sich ein Gebäudefenster 3, welches mit einer an sich bekannten Doppelverglasung ausgestattet war. In einem ersten Versuch wurde das Gebäudefenster 3 ohne die vorgeschlagene Wärmeschutzvorrichtung 9 eingesetzt, d.h. ohne das erste Flächenelement 5 und das zweite Flächenelement 4. Bei einer Außenlufttemperatur von 5°C wurde ein Wärmestrom von 16,3 W/m2 bestimmt. Daraus ergibt sich ein Wärmedurchgangskoeffizient von 1,02 W/m2 K.
- Im nächsten Versuch wurde auf der Außenseite des Gebäudefensters 3 ein bekannter Rollladen geschlossen. In diesem Fall wurde bei einer Außenlufttemperatur von 3,2°C ein Wärmestrom von 14,4 W/m2 bestimmt. Daraus ergibt sich ein Wärmedurchgangskoeffizient von 0,81 W/m2 K.
- Schließlich wurde ein Versuch mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Wärmeschutzvorrichtung 9 durchgeführt. Die Wärmeschutzvorrichtung 9 umfasste ein zweites Flächenelement 4, welches aus einer beidseitig infrarotreflektierenden Folie bestand. Das erste Flächenelement 5 bestand aus einem handelsüblichen Rollladen mit Kunststofflamellen. Bei einer Außentemperatur von -1,5°C konnte der Wärmestrom auf 10,1 W/m2 vermindert werden. Somit verbessert sich der Wärmedurchgangskoeffizient des Gebäudefensters 3 durch die erfindungsgemäße Wärmeschutzvorrichtung 9 auf 0,45 W/m2 K. Somit kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Wärmeschutzvorrichtung der Wärmeverlust durch die Gebäudefenster 3 in etwa halbiert werden.
- Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in der Figur und den Ausführungsbeispielen dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung "erste" und "zweite" Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Claims (13)
- Wärmeschutzvorrichtung (9) für ein Gebäudefenster (3), enthaltend ein erstes Flächenelement (5) und ein zweites Flächenelement (4), welche beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei zumindest ein Flächenelement (4, 5) im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist und das erste Flächenelement (5) und das zweite Flächenelement (4) auf der Außenseite des Gebäudefensters (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flächenelement (5) mit einer ersten Befestigungsvorrichtung (7) vor dem Gebäudefenster (3) angeordnet ist und das zweite Flächenelement (4) mit einer zweiten Befestigungsvorrichtung (8) vor dem Gebäudefenster (3) angeordnet ist, mittels welcher das erste Flächenelement (5) und das zweite Flächenelement (4) unabhängig voneinander bedienbar sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flächenelement (5) mittels der ersten Befestigungsvorrichtung (7) bewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungsvorrichtung (8) einen Blendrahmen umfasst.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flächenelement (4) mittels der zweiten Befestigungsvorrichtung (8) bewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flächenelement (5) und das zweite Flächenelement (4) und das Gebäudefenster (3) in etwa parallel zueinander angeordnet sind und der Abstand (12) zwischen dem Gebäudefenster (3) und dem zweiten Flächenelement (4) in etwa dem Abstand (11) zwischen dem zweiten Flächenelement (4) und dem ersten Flächenelement (5) entspricht.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flächenelement (4) auf der dem Gebäudefenster (3) zugewandten Seite und/oder auf der dem Gebäudefenster (3) abgewandten Seite eine Infrarot reflektierende Beschichtung aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Flächenelement (4) beidseitig eine Infrarot reflektierende Beschichtung aufweist oder ein Infrarot reflektierendes Material enthält oder daraus besteht.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flächenelement (4) zumindest im Spektralbereich zwischen 780 nm und 380 nm Wellenlänge zumindest teilweise transparent ist
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flächenelement (5) zumindest im Spektralbereich zwischen 2500 nm und 280 nm Wellenlänge zumindest teilweise opak ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flächenelement (4) zumindest im infraroten Spektralbereich zwischen 50 µm und 0,8 µm Wellenlänge eine Reflektivität von mehr als 60% aufweist, insbesondere mehr als 80%.
- Verfahren zur Wärmeisolierung eines Gebäudefensters (3), bei welchem ein erstes Flächenelement (5) und ein zweites Flächenelement (4) beabstandet zueinander auf der Außenseite des Gebäudefensters (3) angeordnet werden, wobei zumindest das zweite Flächenelement (4) im sichtbaren Spektralbereich zumindest teilweise transparent und im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise reflektierend ausgeführt ist und das zweite Flächenelement (4) mittels einer zweiten Befestigungsvorrichtung (8) dauerhaft oder bewegbar vor dem Gebäudefenster (3) angeordnet wird und das erste Flächenelement (5) mittels einer ersten Befestigungsvorrichtung (7) bewegbar vor dem Gebäudefenster (3) angeordnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 380 nm das zweite Flächenelement (4) zumindest teilweise durchdringt
- Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 2500 nm und 280 nm von dem ersten Flächenelement (5) zumindest teilweise absorbiert wird.
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