[0001] Die Erfindung betrifft eine Gebäudeverglasung mit füll- und entleerbarer, regelbarer
Wärmedämmeinrichtung, mit mindestens einem Fensterfeld, das zwischen zwei im Abstand
zueinander angeordneten Glasscheiben einen wahlweise mit einer rieselfähigen Füllung
von Isolierpartikeln befüllbaren Isolierraum aufweist, dessen unteres Ende über eine
Saugförderleitung mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, aus dem die Isolierpartikel
zu einem oberen Einlaß des Isolierraums gelangen.
[0002] Für Gebäude, insbesondere Wohngebäude, werden in zunehmendem Maße größere verglaste
Außenflächen vorgesehen, um die Sonneneinstrahlung stärker zur Wärmeenergiegewinnung
heranzuziehen. Neben einer Vergrößerung der Fensterflächen wird bei modernenen Gebäuden
zunehmend auch eine Verglasung von Dachflächen bzw. an das Dach anschließenden Flächen
vorgesehen, oftmals in Form von Glasvorbauten wie z.B. Wintergärten oder Dachverglasungen
wie z.B. in Einkaufspassagen.
[0003] Mit der Vergrößerung der verglasten Außenfläche von Gebäuden verstärken sich aber
auch die Probleme infolge zu hoher Sonneneinstrahlung oder zu hoher Wärmeverluste
bei niedrigen Außentemperaturen durch Ausstrahlung. Deshalb sind regelbare Wärmedämmeinrichtungen
erforderlich, mit denen der Durchtritt von Wärmestrahlung durch das Fensterfeld in
beiden Richtungen gesteuert werden kann.
[0004] Jalousien und ähnliche Einrichtungen erfüllen die Anforderungen an eine leistungsfähige
Wärmedämmeinrichtung nur unzureichend, zumal sie nur den Strahlungsdurchtritt unterbinden,
ohne dabei jedoch die Wärmedämmwirkung des Fensterfeldes zu verbessern.
[0005] Deshalb wurden Wärmedämmeinrichtungen entwickelt, bei denen in einen Isolierraum
zwischen zwei Glasscheiben eine rieselfähige Füllung von Isolierpartikeln wahlweise
eingebracht und abgesogen wird. Durch diese Füllung wird zum einen der Strahlungsdurchtritt
in beiden Richtungen unterbunden (Isolierung bzw. Beschattung), so daß eine unerwünschte
Aufheizung bei zu starker Sonneneinstrahlung und ein Wärmeverlust bei niedrigen Außentemperaturen
verhindert werden; zum anderen stellt die Füllung aus Isolierpartikeln aber eine zusätzliche
Wärmedämmschicht dar, deren Wärmedämmungsvermogen infolge fehlender Konvektion zwischen
den Isolierpartikeln wesentlich höher ist als das Wärmedämmungsvermögen einer zwischen
den beiden Glasscheiben vorhandenen Luftschicht.
[0006] Ein wesentlicher Nachteil dieser Wärmedämmeinrichtungen mit einer rieselfähigen Füllung
von Isolierpartikeln besteht darin, daß diese üblicherweise aus Hartschaum bestehenden
Isolierpartikel durch die mechanische Beanspruchung beim Befüllen und Entleeren einem
Verschleiß unterliegen, der zu Verschleiß durch Abrieb, elektrostatischer Aufladung
sowie Verdichtung der Isolierpartikel (2 % Kunststoff, 98 % Luft) führt. Einerseits
wird dadurch einen störende Verschmutzung des Fensterfelds durch Abrieb oder anhaftende
Isolierpartikel verursacht; andererseits macht es der auftretender Verschleiß erforderlich,
die Füllung nach verhältnismäßig kurzer Zeit auszuwechseln. Diese Schwierigkeiten
konnten zwar durch die Entwicklung von Isolierkörpern mit geschlossener Oberfläche
und verminderter Verschleißneigung (EP 306 877)verringert, aber nicht völlig ausgeschlossen
werden.
[0007] Die Gesamtenergie-Durchlässigkeit (g-Wert) für einfallende Strahlung setzt sich zusammen
aus 1) direkter Sonnenenergietransmission und 2) Sekundärabgabe infolge in der Verglasung
absorbierter Sonnenstrahlung. Daraus ergeben sich beim Einsatz von Einfach-Isolierglas
deutliche Vorteile in der Ausnutzung der auftreffenden Sonnenenergie: Die Wärmebilanz
für einfallendes Sonnenlicht von Einfach-Isolierglas ist wegen des höheren g-Werts
(keine wärmereflektierenden Beschichtungen) günstiger als z.B. bei Wärmeschutzglas.
Dafür sind in den Nachtstunden die Ausstrahlungsverluste höher, wobei jedoch dieser
Nachteil bei Einsatz einer beweglichen Wärmedämmung durch deren isolierende Wirkung
nicht zum Tragen kommt.
[0008] Bei einem bekannten Fensterelement (US-PS 3 903 665, insbesondere Fig. 4) der eingangs
genannten Gattung ist das Fensterfeld senkrecht angeordnet. Der Vorratsbehälter, der
die Füllung von Isolierpartikeln aufnimmt, solange der Strahlungsdurchgang durch das
Fenster freigegeben werden soll, ist im Abstand zum Fensterfeld angeordnet und mit
diesem über eine Saugförderleitung verbunden, durch die die Füllung vom Fensterfeld
zum Vorratsbehälter transportiert wird. Eine Druckförderleitung führt vom Vorratsbehälter
zum Fensterfeld, um die Füllung von Isolierpartikeln aus dem Vorratsbehälter in das
Fensterfeld zu fördern, wenn dies erforderlich ist.
[0009] Die Druckförderung der Isolierpartikel aus dem Vorratsbehälter in das Fensterfeld
bedingt eine erhebliche mechanische Beanspruchung der Isolierpartikel, insbesondere
durch den Förderdruck, der so hoch gewählt werden muß, daß eine Verstopfung der Druckförderleitung
vermieden wird. Die Isolierpartikel treten folglich mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit
in den Isolierraum im Fensterfeld ein und sind dabei einem hohen mechanischen Verschleiß
unterworfen. Der Förderdruck wird auf den Isolierraum im Fensterfeld übertragen und
führt zu einer erheblichen mechanischen Beanspruchung der Glasscheiben, die folglich
entsprechend dick ausgeführt werden müssen.
[0010] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gebäudeverglasung mit regelbarer Wärmedämmung
der eingangs genannten Gattung auszubilden, daß eine größtmögliche Schonung der Isolierpartikel
gewährleistet ist.
[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorratsbehälter oberhalb
des Isolierraums angeordnet ist und eine untere, steuerbare Auslaßklappe aufweist,
die an den Einlaß des Isolierraums angeschlossen ist, so daß die Füllung ausschließßlich
unter Schwerkrafteinfluß in den Isolierraum gelangt.
[0012] Die Isolierpartikel werden dabei in ihrem gesamten Kreislauf sehr schonend transportiert.
Da die Isolierpartikel ausschließlich unter Schwerkrafteinfluß und daher mit sehr
geringer mechanischer Energie in den Isolierraum im Fensterfeld rieseln, sobald die
Auslaßklappe des Vorratsbehälters geöffnet wird, ist die mechanische Beanspruchung
der Isolierpartikel so gering, daß Abrieb weitestgehend vermieden wird.
[0013] Da die Förderung der Isolierpartikel vom unteren Ende des Isolierraums bis in den
oben angeordneten Vorratsbehälter ausschließlich durch Saugwirkung erfolgt, ist auch
in diesem Abschnitt des Förderkreislaufs die mechanische Beanspruchung der Isolierpartikel
sehr gering. Verstopfungen werden dadurch vermieden, daß eine größere Ansammlung von
Isolierpartikeln durch die Saugwirkung jeweils an der stromab gelegenen Seite abgebaut
wird, ohne daß sich ein Förderdruck durch die gesamte Füllung von Isolierpartikeln
in der Förderleitung hindurch aufbauen müßte, bevor er den stromab gelegenen Teil
der Leitungsfüllung erreicht.
[0014] Da die Zufuhr der Isolierpartikel zum Isolierraum ausschließlich unter Schwerkrafteinfluß
erfolgt, und da die steuerbare Auslaßklappe des Vorratsbehälters geschlossen ist,
solange eine Saugförderung der Isolierkörper in den Vorratsbehälter erfolgt, bleibt
der Isolierraum im Fensterfeld frei von Druckänderungen, so daß auch keine mechanische
Beanspruchung der Glasscheiben und Glasdichtungen eintritt.
[0015] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Fensterfeld
und der oberhalb davon angeordnete Vorratsbehälter einer Dachschräge entsprechend
geneigt sind. Damit läßt sich in einer auch architektonisch ansprechenden Weise eine
regelbare Wärmedämmung einer Dachverglasung erreichen, ohne daß der erfindungsgemäß
oberhalb des Fensterfeldes angeordnete Vorratsbehälter das äußere Erscheinungsbild
des Gebäudes stört.
[0016] Vorzugsweise können mehrere Fensterfelder nebeneinander angeordnet sein, wobei jedem
Fensterfeld ein gesonderter Teil des gemeinsamen oder geteilten Vorratsbehälter zugeordnet
ist. Damit wird eine gesonderte Regelung der Wärmedämmung für unterschiedliche Fensterfelder
ermöglicht.
[0017] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
[0018] Nachfolgend wird ein Ausführungsbespiel der Erfindung näher erläutert, das in der
Zeichnung dargestellt ist.
[0019] Es zeigt:
Fig. 1 in vereinfachter räumlicher Darstellungsweise ein Fensterfeld mit einer regelbaren
Wärmedämmeinrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2 durch ein anderes Ausführungsbeispiel und
Fig. 4 eine Teilansicht der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform.
[0020] Das in der Zeichnung dargestellte Fensterfeld 1 bildet einen Teil einer Gebäudeverglasung
und ist entsprechend der Dachschräge des Gebäudes geneigt. Das Fensterfeld 1 weist
Rahmenelemente 2 und zwei im Abstand zueinander angeordnete Glasscheiben 3 auf, zwischen
denen ein Isolierraum 4 (Scheibenabstand 65 mm für 65 mm Wärmedämmschicht aus Isolierpartikeln)
gebildet ist, der zur Aufnahme einer Füllung 5 von Isolierpartikeln dient. Diese Isolierpartikel
sind beispielsweise Hartschaumkugeln gemäß dem europäischen Patent 306 877.
[0021] Oberhalb des Isolierraums 4 und des Fensterfeldes 1 ist ebenfalls entsprechend der
Dachschräge geneigt ein Vorratsbehälter 6 angeordnet, der zur Aufnahme der Isolierpartikel
dient. Der Vorratsbehälter 6 weist eine untere, von Hand oder motorbetätigt steuerbare
Auslaßklappe 7 auf, die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien in ihrer geschlossenen Stellung
dargestellt ist. Die geöffnete Stellung ist in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet.
Die Auslaßklappe 7 ist an den oberen Einlaß des Isolierraums 4 angeschlossen, so daß
die Füllung 5 von Isolierpartikeln aus dem Vorratsbehälter 6 nach dem Öffnen der Auslaßklappe
7 ausschließlich unter Schwerkrafteinfluß schonend in den Isolierraum 4 rieseln kann.
[0022] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet der Isolierraum 4 über eine steuerbare
untere Auslaßklappe 8 in eine Sammelkammer 9. Eine Saugförderleitung 10 hoher elektrischer
Leitfähigkeit ist vom unteren Bereich der Sammelkammer 9 herausgeführt und mündet
mit ihrem nach oben kegelförmig erweiterten offenen Ende 11 (Rohraufweitung) im oberen
Bereich des Vorratsbehälters 6. In Fig. 2 ist der Verlauf der Saugförderleitung nur
schematisch dargestellt. In der praktischen Ausführung hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die Saugförderleitung 10 in einem der beiden seitlichen Rahmenelemente 2
nach oben zu führen, wie dies in Fig. 1 mit gestrichelter Linie angedeutet ist. Dadurch
entfällt die Notwendigkeit, außerhalb des Fensterfeldes 1 verlaufende Rohrleitungen
vorzusehen.
[0023] Im oberen Bereich des Vorratsbehälters 6 ist über ein vorgeschaltetes Filter 12 (auch
Lufttrocknungsfilter) ein in Fig. 2 nur schematisch angedeutetes Sauggebläse 13 angeschlossen,
durch das im Vorratsbehälter 6 ein Unterdruck erzeugt werden kann, durch den die Isolierpartikel
aus der Sammelkammer 9, ggf. durch einen als Fließrinne ausgebildeten Isolierkörper,
durch die Saugförderleitung 10 in den Vorratsbehälter 6 gefördert werden. Dabei muß
die Auslaßklappe 7 zum Aufbau des Vakuums geschlossen sein.
[0024] In diesem Zustand ist der Isolierraum 4 des Fensterfeldes 1 frei von Isolierpartikeln
und somit vollständig durchlässig für die gesamte einfallende Sonneneinstrahlung.
Wenn eine weitere Wärmezufuhr durch Sonneneinstrahlung verhindert werden soll, beispielsweise
um eine unerwünschte weitere Aufheizung des Gebäudeinneren zu vermeiden, oder wenn
eine Wärmeabstrahlung aus dem Gebäude nach außen bei niedrigen Außentemperaturen wegen
auftretender Ausstrahlungsverluste vermieden werden soll, wird der Isolierraum 4 mit
den Isolierpartikeln gefüllt.
[0025] Hierzu wird die Auslaßklappe 7 durch einen (nicht dargestellten) Klappenantrieb geöffnet.
Die Füllung 5 von Isolierpartikeln rieselt nach unten und füllt den Isolierraum 4.
[0026] Um die Saugförderung der Isolierpartikel aus der Sammelkammer 9 zu erleichtern, kann
die Sammelkammer 9 mit einer Belüftungsöffnung 14 versehen sein. Auch der am oberen
Ende des Isolierraumes 4 liegende Raum 15 unterhalb der Auslaßklappe 7 im oberen Bereich
des Fensterfeldes 1 kann mit einer Belüftungsöffnung 16 versehen sein, um den Isolierraum
4 zu belüften, wenn die Füllung von Isolierpartikeln nach unten abfließt.
[0027] Die vorangehende Beschreibung gilt weitehend auch für das in den Fig. 3 und 4 dargestellte
Ausführungsbeispiel; insoweit werden dort die gleichen Bezugszeichen verwendet wie
beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2.
[0028] In Fig. 4 ist dargestellt, daß die Saugförderleitung 10 ene kegelförmige Rohraufweitung
11 am Partikelaustritt im Vorratsbehälter 6 aufweist. Außerdem ist in Fig. 10 angedeutet,
daß die Saugförderleitung 10 als Absaugschlauch ausgeführt sein kann. Der oder die
Absaugschläuche können mit einem integrierten Kupferdraht ausgerüstet sein, um eine
höhere elektrische Leitfähigkeit zu erhalten. Auf diese Weise wird eine auftretende
elektrostatische Aufladung durch Reibung der Isolierpartikel am Absaugschlauch und
untereinander, insbesondere bei aggressivem Fördergut, abgeleitet.
[0029] Die Saugförderleitung 10 kann mit einem in Förderrichtung stufenweise oder konisch
zunehmenden Leitungsdurchmesser ausgeführt sein, so daß die Isolierpartikel durch
geringe Geschwindigkeit schonend und wegen der konischen oder kegelmförmigen Aufweitung
am Ende 11 der Saugförderleitung 10 ohne Anprall auch im Vorratsbehälter 6 ohne Verdichtung
bewegt werden.
[0030] In Fig. 4 ist gezeigt, daß am Anfang der Saugförderleitung 10 eine hand- oder motorbetätigte
Verschlußklappe 17 angeordnet ist.
[0031] Die Sammelkammer 9 ist beim Beispiel nach Fig. 3 mit einer Isolierung 18 versehen
und als Fließrinne ausgebildet. Ein Spezialgewebe 19 ist in der Sammelkammer 9 angeordnet.
[0032] Das Fensterfeld ist mit einer Neigung von mindestens 25° angeordnet. Am Übergang
vom Vorratsbehälter 6 zum Isolierraum 4 befindet sich ein thermisches Trennblech 20.
Das Fensterfeld 1 wird von einem Unterzug 21 abgestützt.
1. Gebäudeverglasung mit regelbarer Wärmedämmeinrichtung, mit mindestens einem Fensterfeld
(1), das zwischen zwei im Abstand zueinander angeordneten Glasscheiben (3) einen wahlweise
mit einer rieselfähigen Füllung (5) von Isolierpartikeln befüllbaren Isolierraum (4)
aufweist, dessen unteres Ende über eine Saugförderleitung (10) mit einem Vorratsbehälter
(6) verbunden ist, aus dem die Isolierpartikel zu einem oberen Einlaß des Isolierraums
(4) gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (6) oberhalb des Isolierraums
(7) angeordnet ist und eine untere, steuerbare Auslaßklappe (7) aufweist, die an den
Einlaß des Isolierraums (4) angeschlossen ist, so daß die Füllung (5) ausschließlich
unter Schwerkraft rieselnd in den Isolierraum (4) gelangt.
2. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugförderleitung
(10) einen in förderrichtung stufenweise oder konisch zunehmenden Leitungsdurchmesser
aufweist.
3. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierpartikel
durch geringe Geschwindigkeit in der stufenweise im Durchmesser zunehmenden Saugförderleitung
(10) schonend und wegen der konischen oder kegelförmigen Aufweitung am Ende (11) der
Saugförderleitung (10) ohne Anprall auch im Vorratsbehälter (6) ohne Verdichtung bewegt
werden.
4. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die
Absaugschläuche der Saugförderleitung (10) mit einem integrierten Kupferdraht zwecks
höherer Leitfähigkeit zur Ableitung auftretender elektrostatischer Aufladung durch
Reibung der Isolierpartikel am Absaugschlauch und untereinander (aggressives Fördergut)
ausgerüstet sind.
5. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugförderleitung
(10) eine kegelförmige Rohraufweitung (11) am Partikelaustritt im Vorratsbehälter
(6) aufweist.
6. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fensterfeld (1)
und der oberhalb davon befindliche Vorratsbehälter (6) senkrecht oder einer Dachschräge
entsprechend geneigt angeordnet sind.
7. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fensterfelder
(1) nebeneinander angeordnet sind und daß jedem Fensterfeld (1) ein gesonderter Teil
des Vorratsbehälters (6) zugeordnet ist.
8. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des
Isolierraums (4) in eine Sammelkammer (9), ggf. als Isolierkörper in Form einer Fließrinne
ausgebildet, mündet, aus der die Saugförderleitung (10) herausgeführt ist.
9. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fensterfeld (1)
seitliche Rahmenelemente (2) aufweist und daß die Saugförderleitung (10) in einem
seitlichen Rahmenelement (2) ggf. von außen nicht sichtbar nach oben geführt werden
kann.
10. Gebäudeverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fensterfeld (1)
in seinem oberen Bereich mit einer Belüftungsöffnung (16) verbunden ist.
11. Gebäudeverglasung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (9)
mit einer Belüftungsöffnung (14) verbunden ist.