DE2930157C2 - Vorrichtung zum Schutz eines Gebäudes gegen Temperatureinflüsse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE-OS 26 31 491 ist ein transparentes Wandungselement zum Schutz von Gebäudeinnenräumen gegen äußere Temperatureinflüsse beschrieben, das als Mehrfachplatte mit mindestens einem luftgefüllten Hohlraum ausgebildet ist und bei dem die Wärmeeinstrahlung durch strahlungshemmende Ausbildung der Elementplatten vermindert wird. Mit diesem Wandungselement kann jedoch nur eine relativ geringe Hemmungswirkung in der Wärmeeinstrahlung erzielt werden; somit ist es nicht möglich, die Hemmungswirkung so zu steuern, daß das Gebäude keinen großen Schwankungen seines Temperaturhaushaltes unterliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der einleitend angeführten Art so zu verbessern, daß der Temperaturhaushalt eines mit der Vorrichtung ausgerüsteten Gebäudes gegenüber den Temperaturschwankungen der Atmosphäre in stark erhöhtem Ausmaß unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird bei der angegebenen Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit dieser Lösung kann der Temperaturhaushalt eines Gebäudes wesentlich besser gegen die stark schwankenden Außentemperaturen geschützt werden, so daß einerseits ein gegebenenfalls unerwünschtes Aufheizen der Gebäudewände vermieden und andererseits die etwa bei Tage in der Gebäudewand gespeicherte Wärmeenergie bei Nacht oder bei zeitweilig fehlender Sonneneinstrahlung nicht an die Umgebung abgegeben wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.

Um z. B. zu vermeiden, daß von der im Zwischenraum zwischen der Gebäudewand und der Vorrichtung bzw. dem Vorbau befindlichen Luftschicht ungehindert Wärmeenergie über den transparenten Vorbau nach außen

ίο an die Umgebung abgegeben wird und verlorengeht, wird der Hohlraum des Vorbaus mit der stark reflektierenden hellen bzw. weißen Flüssigkeit gefüllt Das kann beispielsweise Wasser mit zugesetztem weißen Farbstoff sein. Falls an sonnigen Tagen mit starker Sonneneinstrahlung eine Erwärmung des Gebäudes verhindert werden soll, kann der Vorbau ebenfalls mit der weißen Flüssigkeit aufgefüllt werden, so daß die von außen auf den Vorbau treffende Wärmestrahlung weitestgehend reflektiert wird und nicht erst auf die Gebäudewand gelangen kann.

Andererseits besteht die Möglichkeit, den Hohlraum des Vorbaus anstelle der weißen Flüssigkeit mit der stark absorbierenden dunklen Flüssigkeit zu füllen, die beispielsweise eine Mischung aus Wasser mit schwarzem Farbstoff sein kann. Sie nimmt die von außen auftreffende Wärmestrahlung im wesentlichen vollständig auf und kann ferner als Wärmespeicher bzw. Wärmeträger dienen. Die durch Strahlung aufgeheizte schwarze Flüssigkeit kann dann über einen durch den Hohlraum des Vorbaus angeschlossenen Flüssigkeitskreislauf mit einer Pumpe beispielsweise zu einem Wärmetauscher, der z. B. Brauchwasser erwärmt, oder zu einem Wärmespeicher transportiert werden, von dem die gespeicherte Wärmeenergie bei Bedarf abgefordert wird.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfacht und schematisch dargestellt.

Da die verschiedenen möglichen Betriebsarten der Vorrichtung bereits erläutert sind, ist nachfolgend im wesentlichen nur noch auf den konstruktiven Aufbau im einzelnen eingegangen.

Der Vorbau 1 hat die Form einer doppelwandigen Platte mit durch Stege begrenzten und vertikal verlaufenden Hohlräumen 2, die oben und unten miteinander in Verbindung stehen und dort in gemeinsamen Anschlüssen la, \b enden. Es handelt sich hierbei um an sich bekannte Stegdoppelplatten aus Kunststoffmaterial mit relativ hohem Transmissionsgrad.

Die Platte 1 ist zur Bildung eines Zwischenraumes 3 mit Abstand vor einer Gebäudewand 4 aufgestellt, die auf ihrer dem Zwischenraum zugewandten Fläche mit einer schwarzen Beschichtung 5 versehen ist, der leicht durch eine Beschichtung der betreffenden Gebäudefläche mit schwarzer Farbe hergestellt werden kann. Falls sich Luft im Hohlraum 2 des Vorbaus 1 befindet, wird die einfallende Sonnenstrahlung 6 ohne wesentliche Verluste auf die schwarze Beschichtung 5 treffen, wobei natürlich klar ist, daß hierbei gewisse Strahlungsanteile der insgesamt auf die Außenfläche der Platte 1 gelangenden Strahlung durch Reflexion und Absorption verloren gehen wird. Trotz allem wird der größte Anteil der ankommenden Strahlung von der Beschichtung 5 aufgenommen und als Wärmeenergie über die Gebäudewand 4 in das Innere 7 des Gebäudes gelangen können.

h^r> An den Hohlraum 2 bzw. an die äußeren Anschlüsse la, lbdes Vorbaus t ist ein Flüssigkeitskreislauf angeschlossen, in dem eine Pumpe 8 liegt, die über die Leitung a wahlweise und je nach Stellung des Ventils 9 aus

■ftinem schwarze Flüssigkeit aufnehmenden Tank 10 oder einem weiße Flüssigkeit aufnehmenden Tank 11 gespeist werden kann und die mit dem Venül 9 angewählte Flüssigkeit über die Leitung b und das Ventil 12 von unten in den Anschlußstutzen la der platte 1 pumpt, so daß die Flüssigkeit in die Hohlräume 2 gelangen wird. An dem oberen Anschluß \b kann die Flüssigkeit wieder austreten und über die Leitungen cd zu einem Wärmt · tauscher 13 gelangen. Von dort wird die jeweilige Flüssigkeit unter Schwerkraftwirkung über die Leitungen e, fm Abhängigkeit von der entsprechend zu wählenden Stellung des Ventils 14 in den zugehörigen Tank 10 oder 11 zurückgefördert

Ein ständiger Flüssigkeitsumlauf wird vor allem dann in Betracht kommen, wenn schwarze Flüssigkeit im Vorbau 1 durch Sonneneinstrahlung aufgeheizt und warmes Brauchwasser mit dem Wärmetauscher 13 erzeugt werden soll, der der Zeichnung entsprechend mit einem Zulauf 13a und einem Ablauf 136 für das Brauchwasser ausgestattet ist

Wie schon vorher erwähnt wurde, wird man im allgemeinen mit der schwarzen Flüssigkeit arbeiten, wenn warmes Brauchwasser bereitet werden soll. Wenn jedoch die Sonneneinstrahlung relativ stark ist, könnte man zu gleichen Zwecken auch mit der weißen Flüssigkeit arbeiten. Allerdings kommt der Anlagenbetrieb mit dieser weißen Flüssigkeit vor allem dann in Betracht, wenn beispielsweise bei Nacht verhindert werden soll, daß die bei Tage aufgeheizte Gebäudewand die in ih' gespeicherte Wärmeenergie durch Abstrahlung ungehindert an die Umgebung abgibt.

Zum Ablassen der jeweiligen Flüssigkeit aus dem Vorbau 1 wird das Ventil 12 entsprechend umgestellt, so daß die Flüssigkeit über die Leitung ^zum Ventil 14 und je nach dessen Stellung in den für diese Flüssigkeit bestimmten Tank abfließen wird.

Da es nicht auszuschließen ist, daß sich nach Entleerung des Vorbaus 1 noch Reste der weißen oder schwarzen Flüssigkeit im Hohlraum 2 befinden und da auch die sonst noch zum Flüssigkeitskreis gehörenden Leitungen und Bauteile frei von solchen Rückständen sein sollten, bevor später von einer Flüssigkeit auf die andere umgestellt wird, wird ein gesonderter Spülkreis vorgesehen, in dem bei geschlossenem Ventil 9 eine klares Wasser führende Spülwasserleitung h über das zu öffnende Ventil 15 auf den Eingang der Pumpe 8 geschaltet wird. Die Pumpe drückt dann Spülwasser durch die Leitung b in die Hohlräume 2 des Vorbaus 1 und auf vorher beschriebene Weise weiter durch den Flüssigkeitskreis bis in die Leitung e, aus der das Spülwasser schließlich über den geöffneten Ablaßhahn 16 abfließen kann. Das Ventil 14 ist so zu stellen, daß kein Spülwasser über die Leitung /in die Tanks 10,11 gelangen kann.

Der Zwischenraum 3 ist zu Be- und Entlüftungszwekken oben und unten offen bzw. mit Öffnungen versehen, wobei der Querschnitt der unteren Öffnung, mit einer Klappe 17 bis zum vollständigen Schließen eingeregelt werden kann. Beispielsweise wird die Klappe 17 vollständig geöffnet, wenn kein Heizeffekt gewünscht wird. Im übrigen sollten die oberen und unteren Öffnungen des Zwischenraums 3 ständig mit den gestrichelt angedeuteten Gittern lc, ld abgedeckt sein, um ein Eindringen von Verschmutzungen und Insekten in den Raum 3 zu verhindern.

An den Zwischenraum 3 kann über den in der Wand 4 b5 befindlichen Kanal 4a ein Ventilator 18 angeschlossen sein, der die im Zwischenraum befindliche Warmluft zu einem Luft-Wasser-Wärmetauscher 19 fördert, mit dem beispielsweise ebenfalls Brauchwasser er'värmt werden kann. Dabei strömt das Brauchwasser über den Anschluß 19a ein und über den Anschluß 196 aus.

Wenn beispielsweise im Sommer bei relativ starker Sonneneinstrahlung ein Aufheizen der Gebäudewand 4 nicht erwünscht ist, könnte die Beschichtung 5 von oben über eine Sprüheinrichtung 20 mit Wasser zu Kühlzwecken beaufschlagt werden. Dieses Wasser wird bei geöffnetem Ventil 21 der Spülwasserleitung h entnommen.

Die Steuerung der gesamten Anlage kann zwar grundsätzlich von Hand erfolgen, obwohl eine automatische Steuerung einerseits durch ein fest vorgegebenes Programm oder andererseits durch ein variables Programm vorzuziehen sein wird. Zu diesem Zweck werden die jeweiligen Ventile, Hähne und dergleichen unter anderem in Abhängigkeit von Temperaturfühlern so geregelt, daß in Abhängigkeit von den Witterungsbedingungen stets ein optimaler Effekt erzieh wird.

Abschließend sei noch auf folgendes hingewiesen. Der Vorbau 1 besteht der Darstellung entsprechend aus zwei Außenplatten, die zwischen sich die durch Stege begrenzten Hohlräume 2 einschließen. Es ist verständlich, daß der Vorbau 1 auch aus mehr als zwei solchen Platten aufgebaut sein kann.

Außerdem besteht die Möglichkeit, der betreffenden Gebäudefläche mehrere Vorbauten 1 zuzuordnen, die im Hinblick auf ihre Hohlräume parallel oder in Reihe geschaltet werden. Im übrigen müssen solche Vorbauten nicht notwendigerweise und nur vor senkrechten Gebäudewänden aufgestellt werden, da auch eine Anbringung auf Dächern ohne weiteres möglich ist.

Wenn es die Witterungsverhältnisse am vorgesehenen Einbauort der Anlage erwarten lassen, daß die weiße Flüssigkeit ausreichend Wärmeenergie zur Bereitung von Brauchwasser aufnehmen wird, könnte gegebenenfalls auf die Möglichkeit verzichtet werden, den Vorbau 2 mit der stark wärmeabsorbierenden schwarzen oder auch grauen Flüssigkeit zu beschicken. Andererseits könnte man auch den Betrieb der Anlage nur mit schwarzer oder grauer Flüssigkeit durchführen, wenn dies den gegebenen Umständen entsprechend zweckmäßig erscheint.

Schließlich muß die im Vorbau 1 aufgeheizte Flüssigkeit nicht nur zur Aufbereitung von Brauchwasser ausgewertet werden, da mit diesem Wasser u. a. auch eine Fußbodenheizung betrieben oder eine "Wärmepumpe gespeist werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schutz eines Gebäudes gegen äußere Temperatureinflüsse unter Verwendung mindestens eines im wesentlichen plattenförmigen, als Mehrfachplatte mit wenigstens einem Hohlraum ausgebildeten Vorbaus aus transparentem Material, der mit Abstand vor einer Gebäudefläche angeordnet ist und diese gegen direkten Angriff von wärmeabführendem Wind schützt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hohlraum (2) mit einer die Wärmeeinstrahlung stark absorbierenden oder mit einer die Wärmeeinstrahlung stark reflektierenden Flüssigkeit füllbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gesonderten Aufnahme der Flüssigkeiten zwei Tanks (10, 11) vorgesehen sind, aus denen die jeweils gewählte Flüssigkeit durch eine Pumpe (8) im Kreislauf durch den Hohlraum (2) gepumpt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Flüssigkeit eine helle bzw. weiße Farbe und die absorbierende Flüssigkeit eine schwarze oder graue Färbe hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hohlraum (2) und den Flüssigkeitskreis ein Spülkreis anschließbar ist, indem eine Spülwasserleitung (h) auf den Eingang der Pumpe (8) geschaltet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Hohlraumfüllung aus absorbierender Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeitskreislauf ein Wärmetauscher (13) zur Kühlung der Flüssigkeit eingeschaltet ist.