DE3614978C2 - - Google Patents

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DE3614978C2 DE3614978A DE3614978A DE3614978C2 DE 3614978 C2 DE3614978 C2 DE 3614978C2 DE 3614978 A DE3614978 A DE 3614978A DE 3614978 A DE3614978 A DE 3614978A DE 3614978 C2 DE3614978 C2 DE 3614978C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Wand- und/oder Brüstungselement mit einer zwischen zwei Platten oder dgl. eingeschlossenen Dämmschicht aus einem die konvektive Wärmeübertragung und die Wärmestrahlung reduzierenden Material, wobei die Dämm­ schicht und die Platten aus einem für das solare Strahlungs­ spektrum durchlässigen Werkstoff bestehen.
Ein solches Wandelement ist aus der DE-OS 29 06 259 bekannt. Es handelt sich dabei um ein lichtdurchlässiges Wandelement mit einer für Wände ausreichenden Festigkeit und besteht aus zwei Deckelementen aus durchsichtigem oder durchscheinendem Werkstoff, nämlich Kunststoff und einer zwischen ihnen befindlichen Zwischenfüllung, die ebenfalls aus durchsichti­ gem oder durchscheinendem Werkstoff, nämlich Kunststoff besteht. Das einfallende gerichtete Sonnenlicht wird an der Zwischenfüllung vielfach reflektiert und tritt dann als Streulicht oder als nichtblendendes, diffuses Licht in den umbauten Raum ein.
Nachteilig ist bei solchen Wandelementen die begrenzte Temperaturbeständigkeit. Die einfallende Solarstrahlung wird durch die Vielfachreflektion bei Durchstrahlung der Zwi­ schen- oder Dämmschicht nur teilweise absorbiert, denn die Reflektion ist nicht verlustfrei. Ferner sind die verwende­ ten Werkstoffe für die Solarstrahlung nicht völlig durch­ gängig, insbesondere nicht im ultravioletten und infraroten Bereich des solaren Spektrums. So können durch Absorption der Solarstrahlung bei intensiver Sonneneinstrahlung, hohen Umgebungstemperaturen und raumseitiger Rückstrahlung Tempe­ raturen von über 100°C in der Dämmschicht auftreten. Diese führen auf die Dauer zu einer unerwünschten Versprödung des Dämmschichtwerkstoffes und zur Beeinträchtigung der Formsta­ bilität des Wandelements. Ein übermäßiger Wärmestau kann auch zu Brüchen der einschließenden Deckelemente führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Element der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Dämmschicht unter Vermeidung der obengenannten Nachteile vor einer starken Erwärmung durch solare Strahlung wirksam geschützt wird und daß zugleich auch die Konvektion und die Abstrahlung der auf das Element einfallenden Sonnenenergie an den Innenraum reduziert wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1.
Nach diesen Merkmalen wird die übermäßige Erwärmung der Dämmschicht durch eine selektive Reduktion der einfallenden Sonnenstrahlung verhindert. Die Absorptionsplatte kann selektiv für die Solarstrahlung im sichtbaren Bereich ggf. hohe Transmissionswerte aufweisen, im ultravioletten und im nahen infraroten Bereich des Solarspektrums jedoch stark absorbierend wirken.
Die Erfindung findet durch die Merkmale in den Unteransprü­ chen vorteilhafte Weiterbildungen. So kann die Absorptions­ platte z. B. eine im Kern eingefärbte Glasscheibe sein. Solche Glasscheiben absorbieren über 50% der solaren Energiestrahlung bei Transmissionswerten von etwa 80% der Lichtstrahlung. Hierdurch kann die solare Energiestrahlung auf die Dämmschicht etwa halbiert werden, was bereits ausreichend wäre.
Um eine Überhitzung der absorptiven Filterscheibe durch die aufgenommene Solarengerie zu vermeiden und die Wärmeengergie nicht an die Dämmschicht, sondern an die Umgebungsluft abzugeben, ist es vorteilhaft, wenn die Absorptionsplatte auf der der Dämmschicht zugewandten Innenseite eine die Wärmestrahlung hemmende Schicht aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 bis 11 verschiedene Ausführungsformen eines erfindungs­ gemäßen Wandelements im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt ein Wandelement in seiner einfachsten Form. Es besteht aus einer äußeren Absorptionsplatte 1 und einer inneren Platte 2 aus einem lichtdurchlässigen organischen oder anorganischen Werkstoff und einer zwischen diesen Platten befindlichen transluzenten Dämmschicht 3 mit stark wärmedämmenden Eigenschaften, z. B. einer Füllung aus Sili­ ca-Aerogel-Pellets.
Die Absorptionsplatte 1 hat gegenüber der Platte 2 wesent­ lich höhere Absorptionseigenschaften für den Ultraviolett- und Infrarotbereich der solaren Strahlung, wobei die absorbierenden Substanzen über der gesamten Dicke der Platte 1 homogen eingelagert sind. Die Platte 2 soll ein möglichst hiohes Transmissionsvermögen für den gesamten Bereich der Solarstrahlung aufweisen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2 trägt die Absorptionsplat­ te 1 auf der der Dämmschicht 3 zugewandten Innenseite eine Beschichtung 5 mit geringem Emissionsvermögen. Sie ist für das solare Spektrum möglichst vollständig transparent und weist für den fernen Infrarot-Bereich ein möglichst geringes Emissionsvermögen auf. Die Dämmschicht 3 selbst kann ein transluzenter Schaumstoff sein. Zwischen der Absorptions­ platte 1 und der Dämmschicht 3 ist ein Luftspalt 6 vorgesehen, der die Wirksamkeit der Beschichtung 5 erst ermöglicht und daher notwendig ist. Die zur Absorptions­ platte 1 weisende Seite der Dämmschicht 3 hat eine dreidimensional strukturierte Oberfläche 7 mit vorstehenden Stellen 8, die mit der Absorptionsplatte 1 verklebt sind. Während zwischen den Stellen 8 Luftspalte bestehen, ist die rückwärtige Seite der Dämmschicht 3 unmittelbar mit der Platte 2 verklebt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Absorptions­ platte 21 aus einer opaken Platte besteht, die nach außen eine durch dreidimensionale Strukturen vergrößerte Oberflä­ che 28 aufweist. Anstelle einer aus Glas bestehenden inneren Platte 2 ist hier eine transparente Kunststoffstegplatte 27 vorgesehen, die mit der aus einer Kapillarstrukturplatte 9 gebildeten Dämmschicht 3 verklebt ist. Die vergrößerte Oberfläche 28 dient der besseren Wärmeabgabe an die Umgebungsluft.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Dämmschicht 3 aus einer transluzenten Kapillarstrukturplatte 9 gebildet, bei der die senkrecht zur Plattenebene stehenden röhrenförmigen, dünnwandigen Hohlkörper zur Ab­ sorptionsplatte 1 hin offen sind, so daß die Beschichtung 5 nur von den dünnwandigen Rändern der Hohlkörper berührt wird, zwischen denen genügend große Luftspalte bestehen bleiben. Wie die Fig. 4 ferner erkennen läßt, weist die Außenseite der Absorptionsplatte 1 eine vergrößerte struktu­ rierte Oberfläche 10 auf, die aus verschiedenen geometri­ schen Formen bestehen kann, z. B. auch geriffelt sein kann.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Einzelheit der Absorptionsplat­ te 1 der Fig. 4. Die vergrößerte äußere Oberfläche dient der besseren Abführung der in der Absorptionsplatte 1 aufgenom­ menen Strahlungswärme. Diese vergrößerte Oberfläche kann aus regelmäßig angeordneten Halbkugeln oder waagerechten zylin­ drischen Erhebungen, wie in Fig. 4, bestehen. Nach der Ausführung in Fig. 5 sind waagerecht verlaufende, im Quer­ schnitt keilförmige Prismen 11 vorgesehen. Hierbei weisen die inneren Seitenflächen 12 in Richtung auf die Sonnenein­ strahlung. Sie sind vorteilhaft mit einer Schicht 13 belegt, die aus stark absorbierendem Werkstoff bestehen kann und auch reflektierende Eigenschaften haben kann.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Dämmschicht 3 aus einer kombinierten Röhrenstruktur 9 und Silica-Aerogel- Pellets 14 besteht.
Die Dämmschicht 3 kann, wie Fig. 7 zeigt, auch aus einer tiefgezogenen, regelmäßig dreidimensional strukturierten, hochtransparenten Folie bzw. Folienplatte 15 bestehen, die mit beiden Platten verklebt ist.
Eine ähnliche Ausführung zeigt Fig. 8. Hier ist die Dämm­ schicht 3 als Hohlkammerplatte 16 ausgebildet. Um den notwendigen Luftspalt 6 zwischen ihr und der Absorptions­ platte 1 zu bilden, weist die Dämmschicht 3 auf ihrer der Absorptionsplatte 1 zugewandten Seite vorstehende Rippen oder Noppen 17 auf, die mittels Kleber mit der Absorptions­ platte 1 verbunden sind. Mit der Platte 2 ist die Dämmschicht 3 ohne Luftspalt verklebt.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Dämmschicht 3 aus einem strukturierten, anorganischen oder organischen Fasergewebe oder -vlies 18 und einer der Absorptionsplatte 1 zugewandten, auf ihrer Oberfläche eine Beschichtung 19 mit geringem Emissionsvermögen tragenden Weißglasscheibe 20 besteht. Diese ist mit Abstand von der Absorptionsplatte 1 gehalten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 besteht die Absorptions­ platte 21 aus opakem Werkstoff, z. B. einem Metallblech oder keramischen Werkstoff. Diese Absorptionsplatte 21 weist auf ihrer Innenseite ebenfalls eine Beschichtung 5 auf und ist von der Dämmschicht 3 durch einen Luftspalt 6 getrennt. Als Beschichtung 5 ist ein Werkstoff vorteilhaft, der die Solareinstrahlung über das gesamte Spektrum absorbiert, gleichfalls aber auch die Sekundärstrahlung, d. h. Wärmeab­ strahlung verhindert.
Fig. 11 zeigt eine Weiterbildung der Ausführung nach Fig. 10. Hierbei besteht die Absorptionsplatte 21 aus einer Platte aus opakem Werkstoff. Sie weist regelmäßig über ihre Oberfläche verteilte Bohrungen oder Ausnehmungen 26 auf. Ihr ist eine transparente oder transluzente Weißglasscheibe 25 als Korrosionsschutz vorgesetzt.

Claims (23)

1. Wand- und/oder Brüstungselement mit einer zwischen zwei Platten oder dgl. eingeschlossenen Dämmschicht, aus einem die konvektive Wärmeübertragung und die Wärme­ strahlung reduzierenden Material, wobei die Dämmschicht und die Platten aus einem für das solare Strahlungsspek­ trum durchlässigen Werkstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dämmschicht (3) auf der Seite der Solarein­ strahlung begrenzende äußere Platte eine Absorptions­ platte (1; 21) ist, die ein möglichst hohes Absorptions­ vermögen für den nichtsichtbaren Bereich des solaren Strahlungsspektrums aufweist.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsplatte (1) eine im Kern eingefärbte Glas­ scheibe ist.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsplatte (21) aus opakem Werkstoff besteht.
4. Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus opakem Werkstoff bestehende Absorptionsplatte (21) über ihre Fläche verteilt Lochungen oder Ausstanzungen (26) aufweist.
5. Element nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus opakem Werkstoff bestehende Absorptionsplat­ te (21) an ihrer Außenseite durch eine zusätzliche Glasplatte (25) abgedeckt ist.
6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsplatte (1; 21) auf der der Dämmschicht (3) zugewandten Innenseite eine die Wärmeabstrahlung hemmende Schicht (5) aufweist.
7. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der der Dämmschicht (3) zugewandten Innenseite der Absorptionsplatte (1; 21) und der Dämmschicht (3) ein Abstand (6) besteht.
8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht (3) mit höchstens 20% ihrer der Absorptionsplatte (1; 21) zugewandten Seite auf dieser aufliegt.
9. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Absorptionsplatte (1; 21) zugewandte Seite der Dämmschicht (3) eine gleichmäßig über ihre Gesamtfläche verteilte Strukturierung auf­ weist.
10. Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Absorptionsplatte (1; 21) zugewandte Seite der Dämmschicht (3) gleichmäßig über sie hinausragende reliefartig erhabene Flächenteile (8) aufweist.
11. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erhabenen Flächenteile (8) maximal 20% der Fläche der Dämmschicht (3) ausmachen.
12. Element nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Absorptionsplatte (1; 21) mit den erhabenen Flächenteilen (8) der Dämmschicht (3) mittels Kleber verbunden ist.
13. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsplatte (1; 21) auf ihrer Außenseite eine durch reliefartig vorstehende Flächenteile vergrößerte Oberfläche (10; 28) aufweist.
14. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Flächenteile der Absorptionsplatte (1; 21) aus gleichmäßig angeordneten Halbkugeln bestehen.
15. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Flächenteile der Absorptionsplatte (1; 21) aus waagerecht angeordneten, im Querschnitt teilzylindrischen Erhebungen bestehen.
16. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Flächenteile der Absorptionsplatte (1; 21) aus waagerecht angeordneten, im Querschnitt keilförmigen Prismen (11) bestehen.
17. Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeren Seitenflächen (12) der Prismen (11) etwa senkrecht zur Sonneneinstrahlung angeordnet sind.
18. Element nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die kürzeren Seitenflächen (12) der Prismen (11) eine Beschichtung (13) tragen, die stark absorbie­ rende Eigenschaften hat.
19. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht (3) - wie bereits bekannt - aus einer transluzenten Kunststoff-Schaum­ struktur besteht.
20. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht (3) aus transluzen­ ten Kapillarstrukturplatten (9) besteht.
21. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht (3) aus transluzen­ ten Kunststoffhohlkammerstrukturplatten (15, 16) besteht.
22. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht (3) aus transluzen­ ten Silica-Aerogel-Werkstoffstrukturen (14) besteht.
23. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht (3) aus transluzen­ ten Faserplatten (18) aus organischem oder anorganischem Werkstoff besteht.
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