NL2009667C2 - FACADES AND FACADE MATERIALS WITH ORIENTED SURFACES WITH FUNCTIONALITIES FOR REDUCED ENERGY CONSUMPTION OF A BUILDING. - Google Patents
FACADES AND FACADE MATERIALS WITH ORIENTED SURFACES WITH FUNCTIONALITIES FOR REDUCED ENERGY CONSUMPTION OF A BUILDING. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2009667C2 NL2009667C2 NL2009667A NL2009667A NL2009667C2 NL 2009667 C2 NL2009667 C2 NL 2009667C2 NL 2009667 A NL2009667 A NL 2009667A NL 2009667 A NL2009667 A NL 2009667A NL 2009667 C2 NL2009667 C2 NL 2009667C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- façade
- sun
- facade
- solar
- cladding element
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 36
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 title description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 75
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 46
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 34
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 7
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 4
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims 12
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 claims 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 1
- LQDAMBYDGRGJGA-UHFFFAOYSA-N ctk8d6405 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1CN(C(=O)C=1C2=C3C4=CC=1)C(=O)C2=CC=C3C(C=C1)=C2C4=CC=C3C(=O)N(CC=4C=CC(OC)=CC=4)C(=O)C1=C23 LQDAMBYDGRGJGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 1
- 239000005344 low-emissivity glass Substances 0.000 claims 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- KJOLVZJFMDVPGB-UHFFFAOYSA-N perylenediimide Chemical compound C=12C3=CC=C(C(NC4=O)=O)C2=C4C=CC=1C1=CC=C2C(=O)NC(=O)C4=CC=C3C1=C42 KJOLVZJFMDVPGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical class [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 241000220286 Sedum Species 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 241000112598 Pseudoblennius percoides Species 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/40—Optical elements or arrangements
- H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H10F77/45—Wavelength conversion means, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
- E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
- E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
- E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
- E04F13/0801—Separate fastening elements
- E04F13/0803—Separate fastening elements with load-supporting elongated furring elements between wall and covering elements
- E04F13/081—Separate fastening elements with load-supporting elongated furring elements between wall and covering elements with additional fastening elements between furring elements and covering elements
- E04F13/0821—Separate fastening elements with load-supporting elongated furring elements between wall and covering elements with additional fastening elements between furring elements and covering elements the additional fastening elements located in-between two adjacent covering elements
- E04F13/0823—Separate fastening elements with load-supporting elongated furring elements between wall and covering elements with additional fastening elements between furring elements and covering elements the additional fastening elements located in-between two adjacent covering elements piercing the side faces of the covering elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
- E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
- E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
- E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
- E04F13/0871—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements having an ornamental or specially shaped visible surface
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
- E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
- E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
- E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
- E04F13/18—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements of organic plastics with or without reinforcements or filling materials or with an outer layer of organic plastics with or without reinforcements or filling materials; plastic tiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
- F24S20/66—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/77—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
- H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
- H02S20/26—Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
- E04F2290/00—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for
- E04F2290/02—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for for accommodating service installations or utility lines, e.g. heating conduits, electrical lines, lighting devices or service outlets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Finishing Walls (AREA)
Description
Gevels en gevelmaterialen met georiënteerde oppervlakken met functionaliteiten voor verminderd energieverbruik van een gebouw.Facades and façade materials with oriented surfaces with functionalities for reduced energy consumption of a building.
5 Onderwerp5 Subject
Deze uitvinding beschrijft mogelijkheden om door middel van de toepassing van geometrische vormen in een gevel, bij voorkeur in combinatie met een of meerdere andere aanpassingen aan dezelfde gevel, optimaal gebruik te maken van de zonne-10 energie die jaarlijks door deze gevel ontvangen wordt. De principes zijn gebaseerd op de vaststelling dat de zonnehoogte een bepalende factor is bij de hoeveelheid te ontvangen zonne-energie en dat deze gerelateerd is aan de behoefte tot koeling of verwarming in het gebouw.This invention describes possibilities for making optimum use of the solar energy that is received annually by this facade by means of the application of geometric shapes in a facade, preferably in combination with one or more other adaptations to the same facade. The principles are based on the observation that the height of the sun is a determining factor in the amount of solar energy to be received and that this is related to the need for cooling or heating in the building.
15 Achtergrond van de uitvindingBackground of the invention
Vrijwel elke bewoonde plaats in de wereld kent winters met buitentemperaturen die lager liggen dan een aangename kamertemperatuur. Gelijktijdig kennen deze de meeste van deze plaatsen zomers met buitentemperaturen die hoger liggen dan 20 kamertemperatuur. In West-Europa leidt dat er bijvoorbeeld toe dat gebouwen in de winter verwarmd worden en dat deze in de zomer gekoeld worden om een aangename binnentemperatuur te bereiken. Als voorbeeld geldt dat de gemiddelde wintertemperatuur in zowel Madrid en Amsterdam lager is dan IOC en dat de gemiddelde zomertemperatuur in deze steden hoger is dan 20C.Almost every inhabited place in the world has winters with outside temperatures that are lower than a pleasant room temperature. At the same time, they know most of these places in summer with outside temperatures that are higher than room temperature. In Western Europe, for example, this means that buildings are heated in the winter and cooled in the summer to achieve a pleasant indoor temperature. As an example, the average winter temperature in both Madrid and Amsterdam is lower than IOC and the average summer temperature in these cities is higher than 20C.
25 Bij de warmtehuishouding van een gebouw speelt ook de dag/nacht-cyclus een grote rol: Omdat het in de nacht vaak kouder is dan kamertemperatuur, en omdat in de nacht de verwarming vaak wordt uitgeschakeld moet in de morgen een gebouw verwarmd worden om af te zekeren dat de gebruikers van dit gebouw een aangename binnentemperatuur ervaren. Later op de dag kan de temperatuur in het gebouw oplopen 30 door het gebruik, door zonnestraling en door een hogere buitentemperatuur. Op deze momenten wordt de koeling ingeschakeld. In de avond en in de nacht herhaalt deze cyclus zich met een hoog energiegebruik voor zowel verwarming als koeling tot gevolg.25 The day / night cycle also plays a major role in the thermal management of a building: Because it is often colder than room temperature during the night, and because heating is often switched off at night, a building must be heated in the morning to to ensure that the users of this building experience a pleasant indoor temperature. Later in the day, the temperature in the building can rise due to use, solar radiation and a higher outside temperature. The cooling is switched on at these times. This cycle is repeated in the evening and at night, resulting in high energy consumption for both heating and cooling.
De zoninstraling speelt in de warmtehuishouding van een gebouw een grote rol. Gedurende het gehele jaar ontvangt een gebouw warmte in de vorm van zonnestraling 2 die enerzijds gebruikt kan worden voor de verwarming van de gebouwen in de winter en de ochtend om zo de energiebehoefte voor verwarmen te beperken. In de zomer wordt de zonnestraling bij voorkeur buiten het gebouw gehouden om het energieverbruik voor koelen, de koel-last van het gebouw, te verminderen.Solar radiation plays a major role in the heat management of a building. During the entire year, a building receives heat in the form of solar radiation 2 that can be used on the one hand for heating the buildings in winter and morning in order to limit the energy requirement for heating. In the summer, solar radiation is preferably kept outside the building to reduce the energy consumption for cooling, the cooling load of the building.
5 De jaarlijkse baan van de zon is bekend. Het is mogelijk om te berekenen waar de zon zich ten opzichte van de aarde bevindt op verschillende tijdstippen op de dag, op verschillende data in het jaar en op een gekozen plaats in de wereld. Ook is te berekenen hoeveel zonnestraling een oppervlak met een gekozen oriëntatie (geografische oriëntatie en hellingshoek) gemiddeld ontvangt op een gekozen tijdstip, datum en locatie. Uit deze 10 beschouwingen volgt dat gemiddeld gesproken de zon op een lage zonnehoogte staat op de uren met een verwarmingsbehoefte. Op deze uren kan de zonne-instraling positief bijdragen aan de verwarming van het gebouw. Ook is te begrijpen dat gemiddeld over het jaar de zon op een hoge zonnehoogte staan op die uren dat de zonnewarmte tot een ongewenste zonnelast leidt en gebouwkoeling noodzakelijk is om een aangename 15 binnentemperatuur te handhaven.5 The annual orbit of the sun is known. It is possible to calculate where the sun is in relation to the earth at different times of the day, at different dates in the year and at a chosen location in the world. It is also possible to calculate how much solar radiation a surface with a chosen orientation (geographical orientation and slope) receives on average at a chosen time, date and location. It follows from these 10 considerations that, on average, the sun is at a low solar height during the hours with a heating requirement. During these hours, solar radiation can contribute positively to the heating of the building. It is also understood that on average the sun is at a high solar height during the year at those hours when the solar heat leads to an undesirable sun burden and building cooling is necessary to maintain a pleasant indoor temperature.
Hierbij kan worden opgemerkt dat de zoninstraling op een gevel bestaat uit 3 componenten: De directe zonnestraling die direct van de zon komt, diffuse straling die bestaat uit zonnestraling die in de atmosfeer en de omgeving is verstrooid tot diffuus licht en zonnestraling die van het aardoppervlak wordt gereflecteerd naar het 20 geveloppervlak. Uit berekeningen en metingen (Hay 1979) volgt dat de gemiddelde zonnestraling op een gevel tot 60% uit diffuse straling en 20% gereflecteerde straling kan bestaan. Hay merkt daarbij op dat de verdeling van de hoeken van de zonnestraling die een gevel bereikt vooral afhankelijk is van de turbiditeit van de atmosfeer. Bijvoorbeeld bij zwaar bewolkte omstandigheden zal het diffuse aandeel van de 25 zonnestraal op een gevel hoog zijn. Onder andere omstandigheden kan het diffuse aandeel weliswaar hoog zijn, maar omdat de verdeling van de diffuse straling niet isotroop is, komt het grootste deel van de zonnestraling uit de richting waar de zon zich op dat moment bevindt. Het grootste deel van de diffuse straling komt uit een hoek die dicht bij de hoek van de directe straling ligt. In landen met lage turbiditeit (zonnig, 30 droog, weinig bewolking, weinig smog) is het aandeel diffuse straling op een gevel beduidend lager dan in het bewolkte en vochtige Nederland.It can be noted that the solar radiation on a façade consists of 3 components: The direct solar radiation that comes directly from the sun, diffuse radiation that consists of solar radiation that is scattered in the atmosphere and the environment into diffuse light and solar radiation that comes from the earth's surface reflected to the facade surface. From calculations and measurements (Hay 1979) it follows that the average solar radiation on a façade can consist of up to 60% diffuse radiation and 20% reflected radiation. Hay remarks that the distribution of the angles of the solar radiation that reaches a facade depends mainly on the turbidity of the atmosphere. For example, in heavily cloudy conditions, the diffuse proportion of the sun's rays on a facade will be high. Under other circumstances the diffuse proportion may be high, but because the distribution of the diffuse radiation is not isotropic, the majority of the solar radiation comes from where the sun is at that moment. The majority of the diffuse radiation comes from an angle that is close to the angle of the direct radiation. In countries with low turbidity (sunny, dry, few clouds, little smog), the proportion of diffuse radiation on a facade is significantly lower than in the cloudy and humid Netherlands.
In de zomer worden hogere zonshoogtes gehaald dan in de winter. In Nederland wordt de hoogste zonnehoogte bereikt op het midden van de dag in juni, het zonnepunt. De zon komt dan tot een zonnehoogte van 62 graden. Op de kortste dag in december, 3 het winterpunt komt de zon in Nederland niet hoger dan 15 graden. Op het herfstpunt en het lentepunt bereikte de zon een maximale hoogte op het midden van de dag op 38 graden.Higher sun altitudes are achieved in summer than in winter. In the Netherlands, the highest solar height is reached in the middle of the day in June, the solar point. The sun then reaches a solar height of 62 degrees. On the shortest day in December, 3 the winter point, the sun in the Netherlands does not exceed 15 degrees. At the autumn and spring points, the sun reached a maximum height in the middle of the day at 38 degrees.
Voor andere plaatsen in de wereld kan de maximale zonnehoogte op de langste 5 dag worden geschat door de volgende relatie: zonnehoogte op zomerpunt = 90 + 23,4 - breedtegraad.For other places in the world, the maximum sun height on the longest 5 days can be estimated by the following relationship: sun height at summer point = 90 + 23.4 - latitude.
Voor andere plaatsen in de wereld kan de maximale zonnehoogte op het winterpunt worden geschat door de volgende relatie: winterpunt = 90 - 23,4 - breedtegraad.For other places in the world, the maximum sun height at the winter point can be estimated by the following relationship: winter point = 90 - 23.4 - latitude.
10 De breedtegraad van Nederland bedraagt ongeveer 52 graden, de breedtegraad van Madrid bedraagt ongeveer 40 graden en daarmee is de zonnehoogte op het zomerpunt in Madrid ongeveer 73 graden. Het lentepunt en herfstpunt in Madrid bedraagt ongeveer 50 graden.10 The latitude of the Netherlands is approximately 52 degrees, the latitude of Madrid is approximately 40 degrees, and with that the solar height at the summer point in Madrid is approximately 73 degrees. The spring and autumn point in Madrid is approximately 50 degrees.
De breedtegraad van Hamburg bedraagt ongeveer 53 graden zodat de 15 zonnehoogte op het zomerpunt ongeveer 60 graden bedraagt. De gemiddelde januari-temperatuur in Hamburg bedraagt ongeveer 3 graden celcius en de gemiddelde etmaal-temperatuur in juli ongeveer 20 graden celcius.The latitude of Hamburg is approximately 53 degrees, so that the sun height at the summer point is approximately 60 degrees. The average January temperature in Hamburg is around 3 degrees Celsius and the average 24-hour temperature in July around 20 degrees Celsius.
In deze uitvinding is gezocht naar een methode om gebruik te maken van de kennis van de relatie tussen de zonnehoogte en de koel- en verwarmingsbehoefte van 20 een gebouw om daarmee het energieverbruik van een gebouw te beperken.In this invention a method has been sought to make use of the knowledge of the relationship between the sun height and the cooling and heating needs of a building in order to limit the energy consumption of a building.
Voor Nederland geldt dat de zonshoogte uitsluitend groter is dan 50 graden op de volgende tijdstippen:For the Netherlands, the sun height is only greater than 50 degrees at the following times:
Tussen 1 mei en 12 september ll.OOh en 13.00h Tussen 13 mei en 1 augustus tussen 10.15 en 13.45h 25 Tussen 1 juni en 12 juli tussen 9.30 en 14.30h Op het zomerpunt tussen 9.15 en 14.45hBetween 1 May and 12 September 11.00 and 13.00 Between 13 May and 1 August between 10.15 and 13.45 25 Between 1 June and 12 July between 9.30 and 14.30 At the summer point between 9.15 and 14.45
De bovengenoemde tijdstippen zijn de tijdstippen waarop het hoogste energieverbruik voor koeling wordt gevraagd.The aforementioned times are the times when the highest energy consumption for cooling is requested.
Uit deze beschouwing volgt dat indien een methode kan worden bedacht om de 30 zoninstraling met een zonnehoogte groter dan 50 graden buiten het gebouw te houden, de koel-last van het gebouw verminderd wordt, omdat in de genoemde tijdstippen de hoogste koeling van het gebouw gevraagd wordt.From this consideration it follows that if a method can be devised to keep the solar radiation with a sun height greater than 50 degrees outside the building, the cooling load of the building is reduced, because the highest cooling of the building is required during said times is becoming.
44
Gelijktijdig volgt dat indien een methode gevonden wordt om de zoninstraling op een gebouw te absorberen indien de zonhoogte lager is dan 50 graden, dat dan de behoefte aan verwarmingsenergie vermindert.At the same time it follows that if a method is found to absorb the solar radiation on a building if the sun height is lower than 50 degrees, this reduces the need for heating energy.
Aangezien uit de berekeningen en metingen volgt dat de zonnehoogte in het 5 oosten en in het westen zelfs op het zomerpunt niet boven 25 graden komt, is het uitermate belangrijk om voor de geometrische beschouwingen de oriëntatie van de gevels en de breedtegraad goed in het oog te houden. Hierbij moet worden opgemerkt dat een gevel met oost-oriëntatie vroeg in de ochtend bestraald wordt door zonlicht uit het oosten met een zonnehoogte van 0 graden en dat naarmate de ochtend vordert de 10 zonnehoogte toeneemt tot dezelfde maximale zonnehoogte als op een zuidgevel. Deze maximale zonnehoogte bereikt de oostgevel als strijklicht en zal daarom slechts beperkt bijdragen aan de energiebalans van het gebouw. Een westgevel ontvangt zonlicht in een traject vergelijkbaar met het traject van het zonlicht op de oostgevel, maar dan in omgekeerde richting. De zon bereikt de westgevel op de hoogste zonnehoogte van die 15 dag in de vorm van strijklicht en naarmate de middag vordert zal de zonnehoogte afnemen totdat de zon in het westen met een zonnehoogte van 0 graden ondergaat. In de herfst en winter gaat de zon op in een zuidelijke verdraaiing ten opzichte van het oosten en in de lente en zomer gaat de zon op in een noordelijke verdraaiing ten opzichte van het oosten. In de lente en de zomer gaat de zon onder in een noordelijke verdraaiing ten 20 opzicht van het westen en in de herfst en winter gaat de zon onder in een zuidelijke verdraaiing ten opzicht van het westen.Since it follows from the calculations and measurements that the sun height in the east and in the west does not exceed 25 degrees even at the summer point, it is extremely important to pay close attention to the orientation of the facades and the latitude for the geometric considerations. to hold. It should be noted here that an east-facing façade is irradiated early in the morning by sunlight from the east with a sun height of 0 degrees and that as the morning progresses the sun height increases to the same maximum sun height as on a south façade. This maximum solar height reaches the east façade as floodlight and will therefore only make a limited contribution to the energy balance of the building. A west façade receives sunlight in a path similar to the path of sunlight on the east façade, but in the opposite direction. The sun reaches the west façade at the highest sun height of that 15 day in the form of floodlight and as the afternoon progresses the sun height will decrease until the sun sets in the west with a sun height of 0 degrees. In the fall and winter the sun rises in a southern rotation with respect to the east and in the spring and summer the sun rises in a northern rotation with respect to the east. In the spring and summer the sun sets in a northern rotation relative to the west and in the autumn and winter the sun sets in a southern rotation relative to the west.
Opgave van deze uitvinding is het om een kosteneffectieve en betrouwbare methode te bieden om de zoninstraling op een gevel met een zonshoogte die overeenkomt met ongewenste warmte te reflecteren en gelijktijdig de zonsinstraling die 25 overeenkomt met gewenste warmte te absorberen.It is an object of this invention to provide a cost-effective and reliable method for reflecting the sun radiation on a facade with a sun height corresponding to unwanted heat and simultaneously absorbing the sun radiation corresponding to desired heat.
Een andere opgave van deze uitvinding is het bieden van een methode om de zoninstraling op een gevel zo veel mogelijk nuttig te gebruiken.Another object of this invention is to provide a method for making useful use of solar radiation on a facade as much as possible.
Een andere opgave van deze uitvinding is het bieden van een methode om energieverlies door langgolvige nachtstraling van een gevel van een gebouw te 30 beperken.Another object of the present invention is to provide a method for limiting energy loss due to long-wave night radiation from a facade of a building.
Een andere opgave van deze uitvinding is het bieden van een methode om de zoninstraling op de gevel zo veel mogelijk te benutten waarbij de esthetische ontwerpvrijheid van de gevel zo min mogelijk wordt beperkt.Another object of the present invention is to provide a method to maximize the use of solar radiation on the facade, thereby minimizing the aesthetic design freedom of the facade.
Om bovenstaande te bereiken zijn in het verleden al vele oplossingen bedacht.To achieve the above, many solutions have already been devised in the past.
55
In zonnige en warme streken worden gevels in een witte kleur uitgevoerd om de absorptie van zonne-energie door de gevels te beperken. Nadeel hiervan is dat op winterse dagen de zon niet gebruikt kan worden om het gebouw te verwarmen. De witte kleur reflecteert immers meer dan 80% van de beschikbare zonnestraling. De meeste 5 gebieden met warme zomers kennen toch koude winters met een verwarmingsbehoefte.In sunny and warm regions, facades are executed in a white color to limit the absorption of solar energy through the facades. The disadvantage of this is that on winter days the sun cannot be used to heat the building. The white color reflects more than 80% of the available solar radiation. Most 5 areas with warm summers have cold winters with a heating requirement.
Voor gebouwen worden vaak bomen en andere objecten voor het creëren van schaduw geplaatst. De smalle straten in Zuid-Europa verhinderen bijvoorbeeld een sterke zonne-instraling in de woonomgeving in deze steden en dorpen. Nadeel van deze oplossing is dat vooral de instraling van de zon met lage zonnehoogte wordt geweerd 10 terwijl de ongewenste zoninstraling uit hoge zonnehoogte moeiteloos de objecten bovenlangs kan passeren.Trees and other objects are often placed in front of buildings to create shade. The narrow streets in southern Europe, for example, prevent strong solar radiation in the living environment in these towns and villages. The disadvantage of this solution is that it is primarily the sun's rays with low solar heights that are prevented, while the unwanted sun radiation from high solar heights can effortlessly pass the objects along the top.
Een overstek aan het dak van een gebouw is een effectieve methode om te verhinderen dat zoninstraling van grote zonnehoogte een gevel bereikt terwijl gelijktijdig de zoninstraling van kleine zonnehoogte onderlangs de overstek de gevel 15 kan bereiken. Nadeel van deze methode is dat deze beperkend werkt op de ontwerpvrijheid van de architect en dat bij hoge gebouwen een enorm lange overstek noodzakelijk is. Vaak creëert een overstek ook een uitdaging voor de architect om koudebruggen rond de overstek te voorkomen.An overhang on the roof of a building is an effective method to prevent solar irradiation from a large sun height reaching a facade while at the same time the solar irradiation of a small sun height along the overhang can reach the façade. The disadvantage of this method is that it has a restrictive effect on the design freedom of the architect and that an enormous length of overhang is required for tall buildings. Often, an overhang also creates a challenge for the architect to prevent thermal bridges around the overhang.
Zonwering en luifels worden gebruikt om te voorkomen dat de zoninstraling met 20 hoge zonnehoek de ramen van een gebouw bereiken. Dit is een effectieve methode, maar moet vaak gecombineerd worden met additionele maatregelen om de zoninstraling met kleine zonnehoek te weren omdat deze verblindend werkt voor de gebruikers van het gebouw.Sun blinds and awnings are used to prevent sunlight from reaching the windows of a building with a high sun angle. This is an effective method, but often has to be combined with additional measures to keep out the sun's rays with a small sun angle because it has a blinding effect on the users of the building.
Een naar het zuiden hellend dak met donkere dakpannen ontvangt en absorbeert 25 veel zonne-energie en is als zodanig effectief bij het benutten van zonnestraling voor het verwarmen van het gebouw in de winter. In de zomer veroorzaakt het zelfde hellende dak een ongewenst hoge behoefte aan koeling van het gebouw.A south-sloping roof with dark roof tiles receives and absorbs a lot of solar energy and as such is effective in utilizing solar radiation for heating the building in the winter. In the summer, the same sloping roof causes an undesirably high cooling requirement for the building.
Zonnepanelen en zonnecollectoren worden in een geoptimaliseerde hellingshoek gemonteerd om optimaal gebruik te maken van de gemiddeld over het jaar invallende 30 zonnestraling. Voor dergelijke panelen in een gevel kan zonder speciale aanpassingen deze hoek niet vrij worden gekozen vanwege de verticale oriëntatie van de gevel. In Nederland ontvangt een paneel in zuidwaarts geörienteerde verticale gevel ongeveer 70% van een optimaal georiënteerd paneel.Solar panels and solar collectors are mounted in an optimized angle of inclination to make optimum use of the average solar radiation incident during the year. For such panels in a facade, this angle cannot be freely chosen without special adjustments due to the vertical orientation of the facade. In the Netherlands, a panel in a south-facing vertical façade receives approximately 70% of an optimally oriented panel.
66
Zonnepanelen op buitenopstellingen kunnen worden geplaatst op een opstelling waarbij de oriëntatie van de panelen de genieten of berekende zonnebaan volgen. Op winterse dagen zullen deze panelen een meer verticale opstelling kennen dan op zomerse dagen omdat de zonnehoogte in de winter lager is dan in de zomer zodat een 5 meer verticale opstelling een meer loodrechte ontvangst van zonnestraling mogelijk maakt. Het installeren van dergelijke zonvolgende systemen in een gevel is moeilijk omdat de gevel een verticale opstelling kent en omdat het gebouw zelf een draaiing over de verticale as voor optimale oriëntatie naar optimale windrichtingen onmogelijk maakt. Verder zijn dergelijke zonvolgende systemen complex, kostprijsverhogend en storings-10 en onderhoudsgevoelig.Solar panels on outdoor arrangements can be placed on an arrangement where the orientation of the panels follows the enjoyment or calculated solar path. On winter days, these panels will have a more vertical arrangement than on summer days because the solar height in winter is lower than in the summer, so that a more vertical arrangement allows a more perpendicular reception of solar radiation. Installing such solar tracking systems in a façade is difficult because the façade has a vertical arrangement and because the building itself makes rotation along the vertical axis impossible for optimum orientation to optimum wind directions. Furthermore, such zonal systems are complex, cost-increasing, and malfunction and maintenance-sensitive.
Zonnecollectoren en zonnepanelen kennen een nagenoeg zwarte kleur om de hoogst mogelijke hoeveelheid (zichtbaar) zonlicht te absorberen. De donkere kleur is effectief voor de absorptie van zoninstraling, maar levert een vrijheidsbeperking voor geveldesign en voor de kleur- of structuurkeuze bij toepassing van dergelijke elementen 15 in gevels.Solar collectors and solar panels have an almost black color to absorb the highest possible amount of (visible) sunlight. The dark color is effective for the absorption of solar radiation, but provides a freedom limitation for facade design and for the color or structure choice when such elements are used in facades.
Verschillende aanbieders van zonnepanelen en zonnecollectoren leveren deze producten met een glassoort of andere transparante toplaag aan de buitenzijde van deze elementen die een speciale textuur kennen. Deze textuur zou er voor moeten zorgen dat er minder lichtverliezen zijn door glanseffecten aan het oppervlak terwijl gelijktijdig de 20 transparantie van het de toplaag wordt gewaarborgd. Hoewel het met deze getextureerde glassoorten mogelijk is om een kleine optimalisatie van het invangen van zonlicht te realiseren, is het niet mogelijk om voor de ongunstige oriëntatie van verticaal geplaatste elementen te corrigeren omdat verticaal geplaatste elementen, ongeacht de oppervlakte-effecten aan de transparante toplaag, nooit meer dan ongeveer 60% tot 90% van de 25 optimaal georiënteerde elementen kunnen behalen. De intensiteit van zoninstraling op verticaal geplaatste elementen bedraagt immers maximaal dat deel van de optimaal georiënteerde elementen dat bepaald wordt door de cosinus van de hellingshoek tussen de zoninstraling en de oriëntatie van het element. Indien de instraling van de zon geometrisch ontbonden wordt in de intensiteit loodrecht op het element (invangen) en 30 de intensiteit parallel aan het element (verlies), dan volgt hieruit dat de oppervlaktetextuur van de transparante toplaag nooit volledig kan compenseren voor de ongunstige hellingshoek.Various suppliers of solar panels and solar collectors supply these products with a type of glass or other transparent top layer on the outside of these elements that have a special texture. This texture should ensure that there are fewer light losses due to gloss effects on the surface while at the same time ensuring the transparency of the top layer. Although it is possible with these textured glasses to achieve a small optimization of the capture of sunlight, it is not possible to correct for the unfavorable orientation of vertically placed elements because vertically placed elements, regardless of the surface effects on the transparent top layer, can never achieve more than about 60% to 90% of the 25 optimally oriented elements. After all, the intensity of solar radiation on vertically placed elements amounts to a maximum of that part of the optimally oriented elements that is determined by the cosine of the angle of inclination between the solar radiation and the orientation of the element. If the irradiation of the sun is geometrically dissolved in the intensity perpendicular to the element (capture) and the intensity parallel to the element (loss), it follows that the surface texture of the transparent top layer can never fully compensate for the unfavorable slope.
Bij zonnepanelen en zonnecollectoren worden speciale oppervlaktelagen aangebracht om het invangen van zonlicht in deze elementen te verbeteren.Special surface layers are applied to solar panels and solar collectors to improve the capture of sunlight in these elements.
77
Voorbeelden van principes die in deze oppervlaktelagen worden toegepast zijn een geoptimaliseerde brekingsindex, een geoptimaliseerde glansgraad en een geoptimaliseerde microtextuur. Ook hier geldt dat deze aanpassingen niet kunnen compenseren voor de verliezen die een verticale opstelling van een zonnepaneel of 5 zonnecollector levert ten opzichte van een optimaal georiënteerd element. Verticaal geplaatste elementen ontvangen vanwege de ongunstige oriëntatie gewoonweg minder zoninstraling per geïnstalleerd oppervlak dan optimaal georiënteerde elementen. Voor een optimale benutting van zonnepanelen of zonnecollectoren is een optimale oriëntatie naar de zon noodzakelijk.Examples of principles that are applied in these surface layers are an optimized refractive index, an optimized gloss level and an optimized micro-texture. Here too, it holds that these adjustments cannot compensate for the losses that a vertical arrangement of a solar panel or solar collector produces compared to an optimally oriented element. Due to the unfavorable orientation, vertically placed elements simply receive less solar radiation per installed surface than optimally oriented elements. For optimum use of solar panels or solar collectors, an optimal orientation to the sun is necessary.
10 In deze uitvinding wordt onder een zonnepaneel een element verstaan met een fotovoltaïsche activiteit. Deze elementen kunnen de instraling van de omzetten in elektrische energie.In this invention, a solar panel is understood to mean an element with a photovoltaic activity. These elements can convert the irradiation of the electrical energy.
In deze uitvinding wordt onder een zonnecollector een element verstaan met een zonthermische activiteit. Deze elementen kunnen de instraling van de zon omzetten in 15 een temperatuursstijging in een medium zoals bijvoorbeeld water of lucht.In this invention, a solar collector is understood to mean an element with a solar thermal activity. These elements can convert the solar radiation into a temperature rise in a medium such as, for example, water or air.
Oplossing volgens de uitvindingSolution according to the invention
De uitvinding bestaat uit een geometrische vormgeving van de gevel en wel 20 zodanig dat het zonlicht met een hoge zonnehoogte anders wordt gebruikt dan het zonlicht met een lage zonnehoek of waarbij zonlicht uit het oosten wordt geabsorbeerd en zonlicht uit het zuiden niet wordt geabsorbeerd of vormgeving die een combinatie van bovenstaande principes mogelijk maakt. De gevel bestaat uit georiënteerde vlakken die of op zonlicht met hoge zonnehoogte zijn gericht en uit vlakken die op zonlicht met 25 lage zonnehoogte zijn gericht.The invention consists of a geometric design of the facade such that the sunlight with a high sun height is used differently than the sunlight with a low sun angle or in which sunlight from the east is absorbed and sunlight from the south is not absorbed or shaping that a combination of the above principles is possible. The façade consists of oriented surfaces that are oriented towards sunlight with a high sun height and of surfaces that are aimed at sunlight with a low sun height.
De vlakken die gericht zijn op zonlicht met een grote zonnehoek kunnen bijvoorbeeld gebruik maken van een witte kleur of een ander hoog reflecterend oppervlak om de ongewenste zonne-energie te reflecteren. Alternatief kan er voor gekozen worden om in de oppervlaktes die de straling van hoge zonnehoogtes 30 ontvangen te voorzien van zonthermische elementen, fotovoltaïsche elementen, begroening of oppervlaktes met lage emissiviteit om de zonne-energie nuttig te benutten of om energieverlies door langgolvige straling te beperken. Door deze oppervlaktes te voorzien van materialen en oplossingen zoals isolatiematerialen en ventilatiesystemen kan het ongewenste transport van deze zonne-energie naar het binnenste van het 8 gebouw worden beperkt. Bekend is dat witte en gele kleuren, afhankelijk van de samenstelling, meer dan 80% van de zonne-energie kunnen reflecteren en dat metallische lagen door de lage emissiviteit de uitstraling van langgolvige straling in de richting van de hemel met meer dan 50% kunnen beperken.The surfaces directed to sunlight with a large sun angle can, for example, use a white color or another highly reflective surface to reflect the unwanted solar energy. Alternatively, in the surfaces receiving the radiation from high solar heights 30, solar thermal elements, photovoltaic elements, greenery or surfaces with low emissivity can be used to make good use of the solar energy or to limit energy loss due to long-wave radiation. By providing these surfaces with materials and solutions such as insulation materials and ventilation systems, the unwanted transport of this solar energy to the interior of the building can be limited. It is known that white and yellow colors, depending on the composition, can reflect more than 80% of the solar energy and that due to the low emissivity, metallic layers can limit the radiation of long-wave radiation towards the sky by more than 50% .
5 De oppervlaktes van de gevel die het zonlicht met een lage zonnehoogte ontvangen kunnen worden voorzien van een oppervlak dat de zonnewarmte maximaal absorbeert en bij voorkeur naar wens het gebouw in kan transporteren. Dit kunnen materialen zijn met een hoge absorptiecoëfficiënt voor zonne-energie. Omdat lichtgrijs, afhankelijk van de exacte samenstelling en materiaalsoort, al meer dan 65% van de 10 zonne-energie absorbeert, kan worden gesteld dat vrijwel elke kleur die donkerder is dan lichtgrijs een positieve bijdrage levert aan de absorptie van de zonne-energie. Uiteraard zal een zwarte kleur met een absorptie van meer dan 90% een hogere bijdrage leveren aan de energiebalans. Toch biedt het feit dat vrijwel elke kleur gebruikt kan worden voor deze vlakken het voordeel dat de esthetische vrijheid voor kleur- , textuur-15 of patroon-keuze nauwelijks wordt ingeperkt. Voor het optimale resultaat wordt het oppervlak dat gericht is op de lage zonnehoogte voorzien van een lichtdoorlatende thermische isolator met lage emissiviteit aan de buitenzijde om energieverlies door langgolvige straling en door convectie aan de buitenzijde van deze elementen te verminderen. Aan de achterzijde van deze oppervlaktes kunnen systemen worden 20 aangebracht om de geoogste zonne-energie naar de binnenzijde van het gebouw te geleiden. Dit kunnen bijvoorbeeld systemen zijn die de warme lucht in de spouw achter de gevelelementen naar het binnenste van het gebouw kunnen voeren of thermische geleiders naar de binnenconstructie van de gevel die naar wens in- en uitgeschakeld kunnen worden. Deze thermische geleiders worden bij voorkeur in een schakelbare 25 uitvoering uitgevoerd omdat bij afwezigheid van zonnestraling in de koudere maanden (in de nacht, bij regen of bewolkt) voorkomen moet worden dat energie uit het gebouw weglekt door de gevel.The surfaces of the façade that receive the sunlight with a low sun height can be provided with a surface that maximally absorbs the solar heat and can preferably transport it into the building as desired. These can be materials with a high absorption coefficient for solar energy. Because light gray, depending on the exact composition and type of material, already absorbs more than 65% of the solar energy, it can be said that almost any color that is darker than light gray makes a positive contribution to the absorption of solar energy. Of course a black color with an absorption of more than 90% will make a higher contribution to the energy balance. Nevertheless, the fact that almost any color can be used for these surfaces offers the advantage that the aesthetic freedom for color, texture or pattern selection is hardly restricted. For the optimum result, the surface directed at the low sun height is provided with a light-transmitting thermal insulator with low emissivity on the outside to reduce energy losses due to long-wave radiation and convection on the outside of these elements. Systems can be installed at the rear of these surfaces to guide the harvested solar energy to the inside of the building. These can be, for example, systems that can carry the warm air in the cavity behind the façade elements to the interior of the building or thermal conductors to the inner construction of the façade that can be switched on and off as desired. These thermal conductors are preferably embodied in a switchable embodiment because in the absence of solar radiation in the colder months (at night, in the rain or in the cloud) it is necessary to prevent energy leaking out of the building through the facade.
Het is mogelijk om in de gevelsystemen een barrière te bouwen die brandoverslag door de spouw tussen verdiepingen beperkt. Daarmee is het mogelijk om 30 ook brandbare materialen in deze gevelsystemen toe te passen zonder dat daarmee brandgevaarlijke oplossingen bestaan.It is possible to build a barrier in the façade systems that limits fire spread through the cavity between floors. This makes it possible to also use flammable materials in these façade systems without the existence of flammable solutions.
Omdat veel gebouwen in de ochtend verwarmd worden terwijl ze later op de dag gekoeld worden, is het zinvol om de zoninstraling in de ochtend te gebruiken voor de verwarming van het gebouw terwijl de zoninstraling later op de dag niet wordt gebruikt.Because many buildings are heated in the morning while being cooled later in the day, it makes sense to use solar radiation in the morning to heat the building while solar radiation is not used later in the day.
99
Het is volgens bovenstaande principes mogelijk om de geometrische oriëntering van de vlakken in de gevel niet alleen te ontwerpen op de zonnehoogte maar ook op de azimut die gerelateerd is aan de tijd van de dag. Een combinatie van deze toepassingen is mogelijk door bijvoorbeeld de vlakken diagonaal of verticaal uit te voeren. Met name in 5 de oostgevel en in de zuidgevel is een verticale of diagonale uitvoering een optie omdat op deze gevels de hoogste dosis zonnestraling voor verwarming immers in de ochtend wordt gevraagd. De meest optimale geometrie en oriëntatie van de verschillende vlakken hangt af van de berekende jaarlijkse warmtebalans van het gebouw in het betreffende klimaat en op de betreffende locatie. De gekozen technieken om de 10 zoninstraling nuttig te gebruiken spelen ook een rol bij de keuze van de optimale oriëntatie en geometrie.According to the above principles, it is possible to design the geometric orientation of the surfaces in the façade not only on the height of the sun but also on the azimuth that is related to the time of day. A combination of these applications is possible, for example, by designing the surfaces diagonally or vertically. In particular in the east façade and in the south façade, a vertical or diagonal version is an option because the highest dose of solar radiation for heating is requested on these façades in the morning. The most optimal geometry and orientation of the different planes depends on the calculated annual heat balance of the building in the relevant climate and location. The techniques chosen to make useful use of solar irradiation also play a role in the choice of the optimum orientation and geometry.
Deze uitvinding biedt een groot aantal voordelen: • Zonder mechanische of elektronische hulpmiddelen kan de zonne-energie gedurende het gehele jaar nuttig gebruikt worden om het energiegebruik van het 15 gebouw te beperken.This invention offers a large number of advantages: • Without mechanical or electronic aids, the solar energy can be usefully used throughout the year to limit the energy consumption of the building.
• Er blijft een enorme vrijheid voor esthetica en geveldesign bestaan bij toepassing van deze uitvinding.• An enormous freedom for aesthetics and facade design remains with the application of this invention.
• Deze uitvinding kan esthetisch gecombineerd worden met andere gevelmaterialen in bijpassende kleuren en vormgeving.• This invention can be aesthetically combined with other facade materials in matching colors and design.
20 · Het is mogelijk om bijvoorbeeld op de oostgevel de oriëntatie van de vlakken zodanig de veranderen dat het gebouw in de ochtend beter verwarmd wordt, in de oostgevel en de west- en zuidgevel kan de oriëntatie van de vlakken geoptimaliseerd worden om ongewenste penetratie van zonne-energie te beperken.· It is possible, for example, to change the orientation of the planes on the east façade in such a way that the building is heated better in the morning; in the east façade and the west and south façades, the orientation of the planes can be optimized to prevent unwanted penetration of solar limit energy.
25 · In de noodzakelijke ruimte achter de gevelelementen kan ruimte worden gereserveerd voor bijvoorbeeld de kabels en elektronica van zonnepanelen of luchtkanalen of waterkanalen voor gebouwverwarming.· In the necessary space behind the façade elements, space can be reserved for, for example, the cables and electronics of solar panels or air ducts or water ducts for building heating.
• Omdat de gevel uit vlakken met verschillende oriëntatie bestaat, is het mogelijk om deze zodanig te ontwerpen dat de verschillende vlakken kunnen worden 30 gedemonteerd zodat inspectie en reparatie van de techniek in de ruimte mogelijk is.• Because the façade consists of surfaces with different orientation, it is possible to design these in such a way that the different surfaces can be dismantled so that inspection and repair of the technology in the room is possible.
• Deze uitvinding kan ook eenvoudigweg bestaan uit een plaatmateriaal met een streep vormig gekartelde vormgeving waarbij de naar een richting georiënteerde 10 vlakken zonlicht reflecteren en de naar de andere richting georiënteerde vlakken zonlicht absorberen. De lengte van de kartel hoeft niet meer dan enkele tienden van millimeters te bedragen, maar kan zelfs meer dan een meter bedragen. Deze vormgeving kan bestaan uit een oppervlaktetextuur van een gevelmateriaal of uit 5 een vormgeving die het gehele gevelmateriaal betreft zoals bijvoorbeeld een gegolfde of gekartelde plaat met uniforme dikte of een vlakke plaat die later vervormd is om de gewenste geometrie te bereiken. Ook is het mogelijk om de vlakken met de verschillende functies door lijmen, schilderen, coaten, schroeven, spijkeren, lassen, solderen of op een andere wijze met elkaar of met 10 de onderconstructie te verbinden.The present invention can also simply consist of a sheet material with a stripe-shaped serrated shape in which the surfaces oriented to one direction reflect sunlight and the surfaces oriented to the other direction absorb sunlight. The length of the cartel does not have to be more than a few tenths of a millimeter, but can even be more than one meter. This design can consist of a surface texture of a façade material or of a design that concerns the entire façade material such as, for example, a corrugated or serrated plate with a uniform thickness or a flat plate that is later deformed to achieve the desired geometry. It is also possible to connect the surfaces with the different functions by gluing, painting, coating, screwing, nailing, welding, soldering or in some other way with each other or with the substructure.
• Deze uitvinding kan eenvoudig worden gecombineerd met andere gevelfuncties zoals isolatie, het overdragen van de windbelasting op de gevel naar de gebouwconstructie, het buitenhouden van regen en sneeuw, het buitenhouden van ongedierte, het drooghouden en drogen van isolatiematerialen, het 15 verhinderen en drogen van condensatie in de gevel, combineren met gevel- en raam-reinigingsinstallaties, combineren met zonneschermen en luifels, combineren met regenwater-afvoer, combineren met bliksemafleiding, combineren met transport van ventilatielucht, combineren met daglichtsystemen, bereiken van gewenste geluidswering bereiken van veiligheid bij aardbevingen, 20 bestendigheid tegen vandalisme, bestendigheid tegen hagel en bereiken van gewenste brandveiligheid.This invention can be easily combined with other facade functions such as insulation, transferring the wind load on the facade to the building construction, keeping out rain and snow, keeping out vermin, keeping dry and drying insulation materials, preventing and drying condensation in the façade, combining with façade and window cleaning installations, combining with awnings and awnings, combining with rainwater drainage, combining with lightning diversion, combining with transport of ventilation air, combining with daylight systems, achieving desired soundproofing achieving safety in earthquakes, 20 resistance to vandalism, resistance to hail and achieving the desired fire safety.
• De vlakken kunnen demonteerbaar worden geïnstalleerd zodat onderhoud en reparatie aan de verschillende vlakken kan worden uitgevoerd. Bij deze demonteerbare systemen kunnen oplossingen worden gekozen die diefstal van 25 elementen of beschadiging door vandalisme beperken.• The surfaces can be dismantled and installed so that maintenance and repair can be carried out on the various surfaces. With these demountable systems, solutions can be selected that limit the theft of elements or damage due to vandalism.
De uitvinding kan in een groot aantal uitvoeringsvormen worden toegepast. Onderstaande voorbeelden dienen om de uitvinding te verhelderen maar bieden geen compleet overzicht van alle mogelijkheden die met deze uitvinding mogelijk zijn.The invention can be applied in a large number of embodiments. The examples below serve to clarify the invention but do not provide a complete overview of all possibilities that are possible with this invention.
30 Voorbeelden van uitvoeringsvorm:30 Examples of embodiment:
Voorbeeld 1: 11Example 1: 11
Op een HPL-plaat met een gemiddelde dikte van 10 mm is door een persproces een textuur in de vorm van een zaagtand met licht afgeronde hoeken aangebracht met een diepte van 1 mm. De plaat is voorzien van een donkergrijze kleur op telkens één zijde van de zaagtand en een witte kleur op de aanliggende andere zijde van de 5 zaagtand. De grijze zijdes maken een hoek van 40 graden met de plaat en de witte zijdes maken een een hoek van 40 graden met de plaat. De hoek tussen de vlakken, de top van de zaagtand, bedraagt 100 graden. Deze plaat wordt als gevelmateriaal op een zuidgevel gemonteerd met de zaagtand in horizontale richting. Door deze montage is afgezekerd dat de grijze vlakken geen direct zonlicht kunnen ontvangen op de tijdstippen met de 10 hoogste zonnehoek, de warmste en zonnigste tijdstippen van het jaar, omdat op deze tijdstippen de zonhoogte groter is dan 50 graden met de horizontale as en zodoende kleiner is dan 40 graden met de verticale gevel. Zodoende kunnen de grijze vlakken die een hoek van 40 graden met de verticale as maken niet kunnen worden bereikt door direct zonlicht bij deze hoge zonnehoek. De witte vlakken zullen alle zonlicht op deze 15 warme en zonnige tijdstippen van het jaar ontvangen en reflecteren. Omdat de hoek van de top van de zaagtand meer dan 90 graden bedraagt zal het directe zonlicht dat op de warme tijdstippen van het jaar door deze witte vlakken wordt gereflecteerd niet reflecteren naar de grijze vlakken. Daarmee is afgezekerd dat ook de gereflecteerde instraling van de zon niet bijdraagt aan de opwarming van het gebouw. Bij lage 20 zonnehoek zal het grijze deel van de zaagtand zonnestraling ontvangen en absorberen waarbij deze zonnestraling bijdraagt aan de opwarming van het gebouw. De gevel ziet er uit als een grijs-wit-gestreepte gevel waarbij de gevel voor een toeschouwer een grijzer karakter krijgt naarmate de gevel vanuit een lagere positie met een kleinere hoek, van bijvoorbeeld straatniveau, wordt bekeken omdat de witte vlakken uitsluitend vanuit 25 een grotere beoordelingshoek van de gevel zichtbaar zijn.A texture in the form of a sawtooth with slightly rounded corners with a depth of 1 mm was applied to an HPL plate with an average thickness of 10 mm. The plate is provided with a dark gray color on each side of the saw tooth and a white color on the adjacent other side of the saw tooth. The gray sides make an angle of 40 degrees with the plate and the white sides make an angle of 40 degrees with the plate. The angle between the planes, the top of the saw tooth, is 100 degrees. This plate is mounted on a south façade as facade material with the saw tooth in horizontal direction. This assembly ensures that the gray areas cannot receive direct sunlight at the times with the highest sun angle, the hottest and sunniest times of the year, because at these times the sun height is greater than 50 degrees with the horizontal axis and therefore smaller is then 40 degrees with the vertical facade. Thus, the gray planes that make an angle of 40 degrees with the vertical axis cannot be achieved by direct sunlight at this high sun angle. The white areas will receive and reflect all the sunlight at these 15 warm and sunny times of the year. Because the angle of the top of the saw tooth is more than 90 degrees, the direct sunlight reflected by these white areas at the warm times of the year will not reflect to the gray areas. This ensures that the reflected solar radiation does not contribute to the heating of the building. With a low sun angle, the gray part of the saw tooth will receive and absorb solar radiation, whereby this solar radiation contributes to the heating of the building. The façade looks like a gray-white-striped façade in which the façade acquires a grayer character for the viewer as the façade is viewed from a lower position with a smaller angle, for example street level, because the white surfaces are only seen from a larger angle. assessment angle of the facade.
Voorbeeld 2:Example 2:
Een aluminium plaatmateriaal met een dikte van 1 mm is vervormd in een 30 lijnvormige asymmetrische zaagtandvorm met licht geronde hoeken. Een zijde van de zaagtand is gecoat met een witte licht-reflecterende coating. De andere zijde van de zaagtand is gecoat met een zwarte licht-absorberende coating. De vlakken met de zwarte coating kennen een hoek van 40 graden met de hartlijn door de plaat dwars op de zaagtand De lengte van deze vlakken bedraagt 5 cm. De vlakken met de witte coating 12 kennen een hoek van 50 graden met dezelfde hartlijn. De hoek tussen de witte en zwarte vlakken bedraagt 90 graden. Deze plaat wordt aan een gevel gemonteerd waarbij de zaagtand horizontaal georiënteerd is met de witte vlakken naar boven gericht. Op een winterse dag zal een groot deel van de zonnestraling door de zwarte vlakken worden 5 geabsorbeerd en bijdragen aan de verwarming van het gebouw. Op een zomerse dag zal een groot deel van de zonnestraling van het gebouw weg worden gereflecteerd en niet bijdragen aan de opwarming van het gebouw. De gevel ziet er uit als een zwart-wit-gestreepte gevel waarbij de gevel een zwarter karakter krijgt naarmate de gevel vanuit een kleinere hoek van beneden wordt bekeken omdat de witte vlakken uitsluitend vanuit 10 een grotere beoordelingshoek van de gevel zichtbaar zijn.An aluminum plate material with a thickness of 1 mm is deformed into a line-shaped asymmetrical saw-tooth shape with slightly rounded corners. One side of the saw tooth is coated with a white light-reflective coating. The other side of the saw tooth is coated with a black light-absorbing coating. The surfaces with the black coating have an angle of 40 degrees with the center line through the plate across the saw tooth. The length of these surfaces is 5 cm. The surfaces with the white coating 12 have an angle of 50 degrees with the same center line. The angle between the white and black areas is 90 degrees. This plate is mounted on a facade where the saw tooth is oriented horizontally with the white surfaces facing up. On a winter's day, a large part of the sun's rays will be absorbed by the black areas and contribute to the heating of the building. On a summer's day a large part of the solar radiation will be reflected away from the building and will not contribute to the warming of the building. The façade looks like a black-and-white-striped façade whereby the façade acquires a blacker character as the façade is viewed from a smaller angle from below because the white surfaces are only visible from a larger viewing angle of the façade.
Voorbeeld 3:Example 3:
Dezelfde plaat als in voorbeeld 1 waarbij de plaat met de zaagtand verticaal is 15 gemonteerd op een zuid/oostgevel. In de ochtend zal een groot deel van de instraling van de zon worden geabsorbeerd door de zwarte vlakken en bijdragen aan de verwarming van het gebouw. Later op de dag zal de instraling van de zon door de witte vlakken worden gereflecteerd en niet bijdragen aan de opwarming van het gebouw. De gevel ziet er uit als een verticaal zwart-wit gestreepte gevel waarbij de gevel vanuit het 20 oosten beoordeeld voornamelijk zwart is en vanuit het zuiden beoordeeld voornamelijk wit.The same plate as in example 1 where the plate with the sawtooth is mounted vertically on a south / east facade. In the morning, a large part of the sun's rays will be absorbed by the black areas and contribute to the heating of the building. Later in the day the sun's rays will be reflected by the white areas and will not contribute to the warming of the building. The façade looks like a vertical black-and-white striped façade where the façade viewed from the east is predominantly black and from the south predominantly white.
Voorbeeld 4: 25 Dezelfde plaat als in voorbeeld 1 waarbij de zaagtand onder een hoek van 45 graden diagonaal is gemonteerd op een zuidgevel met de witte vlakken licht naar het westen georiënteerd. In de ochtend zal een groot deel van de instraling van de zon worden geabsorbeerd door de zwarte vlakken en bijdragen aan de verwarming van het gebouw. Later op de dag zal de instraling van de zon worden gereflecteerd en niet 30 bijdragen aan de opwarming van het gebouw. Op een winterse dag zal de tijdsduur waarop de absorptie van de zon langer duren dan in de zomer omdat de zonnehoogte in de winter lager is dan in de zomer en er daarom in de winter meer zon uit de kleine zonnehoek op de zwarte vlakken te verwachten is. Deze gevel kent een zwart-wit-gestreepte uitstraling die verandert in afhankelijkheid van de beoordeling.Example 4: 25 The same plate as in example 1 where the sawtooth is mounted diagonally at an angle of 45 degrees on a south façade with the white surfaces slightly oriented to the west. In the morning, a large part of the sun's rays will be absorbed by the black areas and contribute to the heating of the building. Later in the day the sun's rays will be reflected and will not contribute to the warming of the building. On a winter's day, the amount of time the sun absorbs will last longer than in the summer because the sun's height in winter is lower than in the summer, and therefore more sun can be expected from the small sun corner on the black surfaces in winter. . This façade has a black-and-white-striped appearance that changes depending on the assessment.
1313
Voorbeeld 5:Example 5:
Op een HPL-compactplaatmateriaal met een gemiddelde dikte van 10 mm is 5 door een persproces een textuur aangebracht in de vorm van een zaagtand met licht afgeronde hoeken met een diepte van 1 mm. De zijden van deze zaagtand worden afwisselend gekleurd met een gele kleur met hoge reflectie van zonlicht en een grijze kleur met hoge absorptie van zonlicht. De gele zijde van de zaagtand maakt een hoek van 50 graden met de plaat en de grijze zijde van de plaat maakt een hoek van 35 10 graden met de plaat. De hoek tussen de vlakken bedraagt 95 graden. Deze plaat wordt aan een gevel gemonteerd waarbij de zaagtand horizontaal georiënteerd is met de gele vlakken naar boven gericht. Op een winterse dag zal een groot deel van de zonnestraling door de grijze vlakken worden geabsorbeerd en bijdragen aan de verwarming van het gebouw. Op een zomerse dag zal een groot deel van de zonnestraling van het gebouw 15 weg worden gereflecteerd en niet bijdragen aan de opwarming van het gebouw. De gevel ziet er uit als een geel-grijs-gestreepte gevel waarbij de gevel een meer grijs karakter krijgt naarmate de gevel vanuit een kleinere hoek vanaf de grond wordt bekeken omdat de gele vlakken uitsluitend vanuit een grotere beoordelingshoek van de gevel zichtbaar zijn.On a HPL compact plate material with an average thickness of 10 mm, a texture has been applied by a pressing process in the form of a saw tooth with slightly rounded corners with a depth of 1 mm. The sides of this saw tooth are alternately colored with a yellow color with high reflection of sunlight and a gray color with high absorption of sunlight. The yellow side of the saw tooth makes an angle of 50 degrees with the plate and the gray side of the plate makes an angle of 35 degrees with the plate. The angle between the planes is 95 degrees. This plate is mounted on a facade where the saw tooth is oriented horizontally with the yellow surfaces facing upwards. On a winter's day, much of the sun's rays will be absorbed by the gray areas and contribute to the heating of the building. On a summer's day a large part of the sun's radiation from the building will be reflected away and will not contribute to the warming of the building. The façade looks like a yellow-gray-striped façade whereby the façade acquires a more gray character as the façade is viewed from a smaller angle from the ground because the yellow surfaces are only visible from a larger viewing angle of the façade.
2020
Voorbeeld 6:Example 6:
Op een HPL-compactplaat met een gemiddelde dikte van 10 millimeter is door een persproces een textuur aangebracht in de vorm van een zaagtand met licht 25 afgeronde hoeken met een diepte van 1 mm. De plaat is voorzien van een blauwe kleur. Op de korte zijden van de zaagtand is een transparante aluminium coating met een emissiviteit van 0,3 aangebracht. De aluminium-zijde van de zaagtand maakt een hoek van 60 graden met de plaat en de blauwe zijde van de plaat maakt een hoek van 20 graden met de plaat. De hoek tussen de vlakken bedraagt 100 graden. Deze plaat wordt 30 aan een gevel gemonteerd waarbij de zaagtand horizontaal georiënteerd is met de aluminium-vlakken naar boven gericht. De vlakken met een lage emissiviteit verhinderen verlies van energie in de vorm van lange-golflengte- straling en beperken op deze wijze energieverlies door de gevel. De gevel ziet er uit als een aluminium-blauw-gestreepte gevel waarbij de gevel een meer blauw karakter krijgt naarmate de gevel 14 vanuit een kleinere hoek vanaf de grond wordt bekeken omdat de aluminium vlakken uitsluitend vanuit een grotere beoordelingshoek van de gevel zichtbaar zijn.On a HPL compact plate with an average thickness of 10 millimeters, a texture has been applied by a pressing process in the form of a sawtooth with slightly rounded corners with a depth of 1 mm. The plate has a blue color. A transparent aluminum coating with an emissivity of 0.3 is applied to the short sides of the saw tooth. The aluminum side of the saw tooth makes an angle of 60 degrees with the plate and the blue side of the plate makes an angle of 20 degrees with the plate. The angle between the planes is 100 degrees. This plate is mounted on a facade with the saw tooth oriented horizontally with the aluminum faces facing upwards. The surfaces with a low emissivity prevent loss of energy in the form of long-wavelength radiation and in this way limit energy loss through the facade. The façade looks like an aluminum-blue-striped façade whereby the façade acquires a more blue character as the façade 14 is viewed from a smaller angle from the ground because the aluminum surfaces are only visible from a larger viewing angle of the façade.
Voorbeeld 7: 5Example 7: 5
Een strook uit een aluminium plaat met een dikte van 1 mm en een breedte van 40 cm wordt een hoekprofiel gebogen met een beenlengte van 19 cm en een hoek van 90 graden aan de uiterste zijde van dit profiel wordt een strip met een breedte van 1 cm gebogen in een hoek van 135 graden met het profiel. In deze strip worden gaten 10 geboord met een onderlinge afstand van 20 cm en een diameter van 6 mm waarmee deze profielen op een houten onderconstructie van een gevel kunnen worden gemonteerd. De hoekprofielen worden boven aan één zijde gespoten in een zon-reflecterende witte kleur en aan de andere zijde in een esthetisch aantrekkelijke donkerblauwe kleur. Op 1 cm afstand van de buiging voor de bevestigingsstrip aan de 15 blauwe zijde van het profiel is met een onderlinge afstand van telkens 1 cm een gaatje met een diameter van 4 mm geboord. Deze profielen zijn horizontaal boven elkaar aan een houten onderconstructie van een gevel gemonteerd waarbij door toepassing van een rubber strip lekkage door de voegen tussen de aluminium-elementen naar de houten onderconstructie voor geremd. De houten onderconstructie bestaat uit balken met een 20 dikte van 12 cm * 12 cm die horizontaal met een onderlinge hart-op-hart-afstand van 28,9 cm van elkaar gemonteerd zijn op een binnenmuur waarbij een laag van 12 cm dik isolatiemateriaal tussen de horizontale balken voor een voldoende thermische isolatie van het gebouw zorgdragen. Voordat de aluminium-elementen zijn gemonteerd is een damp-open folie gespannen over het isolatiemateriaal die het isolatiemateriaal bij 25 onverhoopt inregenen of andere lekkage droog houdt. Optioneel wordt tussen de houten onderconstructie met damp-open folie en de aluminium-profielen met de rubber afdichting een stalen hoekprofiel gemonteerd over de gehele lengte van de aluminium profielen. Dit stalen hoekprofiel ligt aan boven de houten onderconstructie en steekt 4 cm in het isolatiemateriaal. Dit stalen hoekprofiel verhindert brandoverslag in verticale 30 richting door de ruimte achter de aluminiumprofielen. De gaatjes in de aluminium-profielen verzorgen de ventilatie in de ruimte tussen deze profielen en de binnenmuur en voorkomen daarmee condensatieproblemen of vochtophoping in de gevelconstructie. De witte vlakken van de gevelelementen reflecteren de instraling van de zon bij grote zonnehoogte en beperken zodoende de koellast van het gebouw. De instraling van de 15 zonnewarmte bij lage zonnehoek wordt via de houten onderconstructie en het brandprofiel de gevel binnengeleid.A strip from an aluminum plate with a thickness of 1 mm and a width of 40 cm is bent into a corner profile with a leg length of 19 cm and an angle of 90 degrees on the outer side of this profile becomes a strip with a width of 1 cm bent at an angle of 135 degrees with the profile. Holes 10 are drilled in this strip with a mutual distance of 20 cm and a diameter of 6 mm with which these profiles can be mounted on a wooden substructure of a facade. The corner profiles are sprayed on one side in a sun-reflecting white color and on the other side in an aesthetically attractive dark blue color. At 1 cm distance from the bend for the fastening strip on the blue side of the profile, a hole with a diameter of 4 mm is drilled with a mutual distance of 1 cm. These profiles are mounted horizontally one above the other on a wooden substructure of a façade, whereby leakage through the joints between the aluminum elements to the wooden substructure is inhibited by applying a rubber strip. The wooden substructure consists of beams with a thickness of 12 cm * 12 cm which are mounted horizontally with a mutual center-to-center distance of 28.9 cm on an inner wall with a layer of 12 cm thick insulation material between the horizontal beams ensure adequate thermal insulation of the building. Before the aluminum elements are mounted, a vapor-open film is stretched over the insulation material which keeps the insulation material dry in the event of rain or other leakage. Optionally, a steel angle profile is mounted over the entire length of the aluminum profiles between the wooden substructure with a vapor-open foil and the aluminum profiles with the rubber seal. This steel corner profile lies above the wooden substructure and protrudes 4 cm into the insulation material. This steel angle profile prevents fire spread in the vertical direction through the space behind the aluminum profiles. The holes in the aluminum profiles provide the ventilation in the space between these profiles and the inner wall and thereby prevent condensation problems or moisture accumulation in the facade construction. The white surfaces of the façade elements reflect the sun's rays when the sun is high and thus limit the cooling load of the building. The irradiation of the solar heat at a low solar angle is led into the facade via the wooden substructure and the fire profile.
Voorbeeld 8: 5Example 8: 5
Een identieke opstelling als in voorbeeld 7 met als onderscheid dat in het aluminium profiel ter plekke van de overgang van blauw naar wit is doorgezaagd en door een thermisch isolerend kunststof profiel weer aaneen is verbonden in de originele vorm. Verder is aan de achterzijde van de witte vlakken over het gehele witte oppervlak 10 een strook 2 cm dik thermisch isolerend polyurethaan-schuim gelijmd. Het kunststof profiel en het isolerende schuim verminderen energie-verlies op tijden dat de onderzijde van het profiel zonnewarmte opvangt en verminderen zonneabsorptie door het gebouw op tijden dat de zon de witte zijde beschijnt.An identical arrangement as in Example 7 with the distinction that the aluminum profile is sawed through at the transition from blue to white and is reconnected in its original form by a thermally insulating plastic profile. Furthermore, a strip of 2 cm thick thermally insulating polyurethane foam is glued over the entire white surface 10 over the entire white surface. The plastic profile and the insulating foam reduce energy loss at times that the bottom of the profile captures solar heat and reduce solar absorption through the building at times when the sun shines on the white side.
15 Voorbeeld 9:Example 9:
Een gevelconstructie zoals in voorbeeld 6 wordt gebouwd met als verschil dat een luchtslang met een diameter van 13 cm in de ruimte achter de aluminium elementen wordt gelegd. De winterse zonnewarmte kan door deze slang worden geoogst wanneer 20 de zon-verwarmde lucht op deze tijdstippen wordt gebruikt voor de luchtbehandelingsinstallatie van het gebouw of indien deze zon-verwarmde lucht via een warmtewisselaar wordt gebruikt om water te verwarmen of om bijvoorbeeld beton, grond of faseovergangsmaterialen te verwarmen waarmee de energie wordt overgedragen op een ander medium. Het is ook mogelijk om op warme dagen een 25 gedwongen luchtstroom door deze buizen de forceren om zodoende de zon-verwarmde lucht uit de gevel te verwijderen en te vervangen door koelere “schaduwlucht.”A façade construction as in example 6 is being built with the difference that an air hose with a diameter of 13 cm is laid in the space behind the aluminum elements. The winter solar heat can be harvested by this hose when the sun-heated air is used at these times for the building's air treatment installation or if this sun-heated air is used via a heat exchanger to heat water or for example concrete, soil or heat phase transition materials that transfer the energy to another medium. It is also possible to force a forced air flow through these tubes on hot days in order to remove the sun-heated air from the facade and replace it with cooler “shadow air.”
Voorbeeld 10: 30 Een gevelconstructie zoals in voorbeeld 6 wordt gebouwd met als verschil dat een waterslang met een diameter van 13 cm in de ruimte achter de aluminium elementen wordt gelegd. De winterse zonnewarmte kan door deze slang worden geoogst wanneer zon-verwarmd water op deze tijdstippen wordt gebruikt om bijvoorbeeld beton, grond, lucht of faseovergangsmaterialen te verwarmen waarmee de energie wordt 16 overgedragen op een ander medium. Het is ook mogelijk om op warme dagen een gedwongen waterstroom door deze buizen te pompen om zodoende de zon-verwarmde water uit de gevel te verwijderen en te vervangen door koelere “schaduwlucht.” Het gebruik van een waterslang biedt als voordeel dat de gevel gebruik maakt van de hoge 5 soortelijke warmte van water. De soortelijke warmte van water bedraagt ongeveer 4200 J/kg/K terwijl de soortelijke warmte van beton ongeveer 900 J/kg/K bedraagt. 1 kilo water draagt zodoende evenveel bij aan de thermische massa van een gebouw als 4,5 kilo beton. Een watersysteem aan de buitenzijde van een gebouw kan bijdragen aan de brandveiligheid van een gebouw.Example 10: 30 A façade construction as in example 6 is built with the difference that a water hose with a diameter of 13 cm is laid in the space behind the aluminum elements. Wintry solar heat can be harvested through this hose when sun-heated water is used at these times to, for example, heat concrete, soil, air or phase transition materials with which the energy is transferred to another medium. It is also possible to pump a forced water flow through these pipes on hot days in order to remove the sun-heated water from the façade and replace it with cooler “shadow air.” The use of a water hose offers the advantage that the façade uses of the high specific heat of water. The specific heat of water is approximately 4200 J / kg / K, while the specific heat of concrete is approximately 900 J / kg / K. 1 kilo of water thus contributes as much to the thermal mass of a building as 4.5 kilos of concrete. A water system on the outside of a building can contribute to the fire safety of a building.
1010
Voorbeeld 11:Example 11:
Een gevelconstructie bestaat uit een gangbare constructie voor geventileerde gevels waarbij plaatmaterialen met een breedte van ongeveer 47 cm telkens onder een 15 hoek van 40 graden met de verticale as zijn gemonteerd en wel zodanig dat deze met de decoratieve zijde naar beneden wijzen en een zaagtandprofiel met de gevel vormen. Boven deze panelen is een plateau gecreëerd dat ongeveer 30 cm uitsteekt buiten de gevelconstructie. Op dit plateau is sedum-dakbedekking gemaakt. Omdat de zon bij hoge zonnestand de gevelbekleding niet kan bereiken, draagt de gevelbekleding op hete 20 tijdstippen niet bij aan de opwarming door instraling van de zon van de gevel. Op tijdstippen met lage zonnehoek kan de gevelbekleding wel bijdragen aan de oogst van zonnewarmte door de gevel. De sedum-dakbedekking op de plateaus zal door de donkere en hoog absorberende kleur veel zonne-warmte absorberen bij hoge zonnehoek, echter doordat de sedum-dakbedekking veel vocht kan verdampen zal deze sedum-25 bedekking tot een natuurlijke koeling van de gevel leiden bij hoge zonnestand.A façade construction consists of a conventional construction for ventilated facades in which sheet materials with a width of approximately 47 cm are each mounted at an angle of 40 degrees with the vertical axis, such that they point downwards with the decorative side and a saw-tooth profile with the facade. Above these panels a plateau has been created that protrudes approximately 30 cm outside the façade construction. Sedum roofing was made on this plateau. Because the sun cannot reach the façade cladding when the sun is high, the façade cladding does not contribute to heating by hot sunlight from the façade. At times with a low sun angle, the cladding can contribute to the harvest of solar heat through the facade. Due to the dark and highly absorbent color, the sedum roofing on the plateaus will absorb a lot of solar heat at a high sun angle, but because the sedum roofing can evaporate a lot of moisture, this sedum covering will lead to a natural cooling of the facade at high temperatures. sun position.
Voorbeeld 12:Example 12:
Op een binnenmuur van een zuidgevel wordt een houten onderconstructie 30 gemonteerd. Tussen de houten onderconstructie wordt isolatiemateriaal aangebracht. Over het isolatiemateriaal wordt een damp-open folie aangebracht. De hart-op-hart-afstand van de horizontale balken van de houten onderconstructie bedraagt 30 cm. Op deze constructie worden aluminium-profielen aangebracht met een breedte van 5 cm en een onderlinge afstand van 30 centimeter. Deze aluminium-profielen zijn zodanig 17 vormgegeven dat na montage telkens driehoekige steunen uit de gevel steken waarop aan de bovenzijde en de onderzijde plaatmaterialen kunnen worden bevestigd. De bovenzijde maakt een hoek van 50 graden met de verticale gevel. De onderzijde maakt een hoek van 40 graden met de gevel. De binnen- en buitenhoek van de zaagtand die zo 5 ontstaat bedraagt 90 graden. De lengte van de bovenste poot van de aluminium-elementen bedraagt 19 cm. De lengte van de onderste poot van de aluminium-elementen bedraagt 23 cm. Op de bovenzijde van deze aluminium-profielen wordt een langwerpig zonnepaneel gemonteerd met een breedte van 20 cm. Dit zonnepaneel heeft aan de rugzijde elke 30 cm bevestigingspunten waarmee dit element duurzaam demonteerbaar 10 aan de aluminium-constructie kan worden bevestigd. De bekabeling en andere elektrische voorzieningen vallen tussen de aluminium-profielen maar kunnen onzichtbaar en voor mens en dier onbereikbaar worden weggewerkt in de driehoekige vorm die ontstaat onder deze panelen. Nadat de zonnepanelen zijn bevestigd worden stroken wit gekleurde HPL-compactplaten gemonteerd aan de onderzijde van de 15 driehoekige constructies en wel zodanig dat de zonnepanelen tenminste 5 millimeter uitsteken over de HPL-compactplaten om binnenregenen te voorkomen, maar met een ruimte vrije ruimte tussen de zonnepanelen en de compactplaten van 3 tot 7 mm om ventilatie in de driehoekige vorm mogelijk te maken. Aan de onderzijde van de HPL-compactplaten wordt eveneens een ruimte van 3 tot 7 mm gelaten boven de 20 zonnepanelen om ventilatie mogelijk te maken en om de HPL-compactplaten te kunnen demonteren. Omdat de zonnepanelen op deze wijze gemonteerd de maximale opbrengst hebben en omdat door de vrije convectie de zonnepanelen gekoeld worden, zal de energetische opbrengst van de zonnepanelen maximaal zijn. Doordat een deel van de zoninstraling op de HPL-compactplaten zal reflecteren op de zonnepanelen zal de 25 opbrengst van deze panelen nog hoger zijn dan van een dergelijke gevel verwacht kon worden. Omdat de HPL-compactplaten in elke kleur naar wens gekozen kunnen worden, kan met deze opstelling een esthetisch aantrekkelijke en energetisch efficiënte geveloplossing worden gecreëerd.A wooden substructure 30 is mounted on an inner wall of a south facade. Insulation material is installed between the wooden substructure. A vapor-open foil is applied over the insulation material. The center-to-center distance of the horizontal beams of the wooden substructure is 30 cm. Aluminum profiles with a width of 5 cm and a mutual distance of 30 centimeters are applied to this construction. These aluminum profiles are designed in such a way that after mounting, each time triangular supports protrude from the façade to which plate materials can be attached to the top and bottom. The top makes an angle of 50 degrees with the vertical facade. The bottom makes an angle of 40 degrees with the facade. The inner and outer corner of the sawtooth that is created in this way is 90 degrees. The length of the upper leg of the aluminum elements is 19 cm. The length of the lower leg of the aluminum elements is 23 cm. An elongated solar panel with a width of 20 cm is mounted on the top of these aluminum profiles. This solar panel has mounting points on the back every 30 cm with which this element can be permanently demountable to be attached to the aluminum construction. The cabling and other electrical provisions fall between the aluminum profiles but can be concealed invisibly and unattainably for humans and animals in the triangular shape that is created under these panels. After the solar panels have been attached, strips of white-colored HPL compact plates are mounted on the underside of the triangular structures in such a way that the solar panels protrude at least 5 millimeters over the HPL compact plates to prevent raining in, but with a space-free space between the solar panels and the compact plates from 3 to 7 mm to allow ventilation in the triangular shape. On the underside of the HPL compact plates, a space of 3 to 7 mm is also left above the solar panels to allow ventilation and to be able to dismantle the HPL compact plates. Because the solar panels mounted in this way have the maximum yield and because the solar panels are cooled by the free convection, the energy yield of the solar panels will be maximum. Because part of the solar radiation on the HPL compact plates will reflect on the solar panels, the yield of these panels will be even higher than could be expected from such a facade. Because the HPL compact panels can be selected in any color as desired, an aesthetically attractive and energetically efficient façade solution can be created with this arrangement.
30 Voorbeeld 13:Example 13:
Een opstelling vergelijkbaar met voorbeeld 10 waarbij de hoek tussen de onderdelen slechts 80 graden bedraagt en waarbij de HPL-compactplaten zijn voorzien van een zonreflecterende folie, (bijvoorbeeld Reflec Tech Mirror film) De reflecterende 18 folie draagt bij aan een verhoogde opbrengst van de kostbare fotovoltaïsche elementen omdat licht op deze folie wordt gereflecteerd naar de kostbare fotovoltaïsche elementen.An arrangement similar to example 10 in which the angle between the components is only 80 degrees and in which the HPL compact plates are provided with a sun-reflecting film, (for example Reflec Tech Mirror film). The reflective 18 film contributes to an increased yield of the expensive photovoltaic elements because light on this foil is reflected to the precious photovoltaic elements.
Voorbeeld 14: 5Example 14: 5
Een opstelling vergelijkbaar met voorbeeld 11 waarbij de fotovoltaïsche elementen zijn vervangen door zon-thermische elementen en waarbij de driehoekige ruimte onder de zon-thermische elementen wordt gebruikt om de techniek die bij deze elementen past te verbergen.An arrangement similar to Example 11 where the photovoltaic elements have been replaced by solar thermal elements and where the triangular space below the solar thermal elements is used to hide the technology that fits these elements.
1010
Voorbeeld 15:Example 15:
Een opstelling zoals in voorbeeld 12 waarbij de driehoekige ruimte onder de fotovoltaïsche elementen is voorzien van een buissysteem om zon-verwarmde lucht af 15 te voeren en koele lucht aan te voeren waardoor de fotovoltaïsche elementen beter functioneren en de warme lucht kan worden gebruikt voor andere toepassingen.An arrangement as in Example 12 wherein the triangular space under the photovoltaic elements is provided with a tube system for discharging sun-heated air and supplying cool air so that the photovoltaic elements function better and the warm air can be used for other applications .
Voorbeeld 16: 20 Een stalen gevelplaat wordt voorzien van sleuven en vervolgens worden via vervormingen in deze plaat de sleuven tot gaten gevormd en wel zodanig dat deze uitsluitend van een hoek nabij de bovenzijde zichtbaar zijn. Vervolgens wordt deze plaat gekleurd in een passende gevelkleur en worden fotovoltaïsche elementen met een afmeting van ongeveer 20cm * 20 cm in deze gaten aangebracht. Deze gevelplaat wordt 25 in een zuidgevel gemonteerd waarbij de fotovoltaïsche elementen een hoek van ongeveer 35 graden met het horizontale vlak maken. In deze hoek hebben de fotovoltaïsche elementen het hoogste rendement en de minste impact op de esthetische waarde van de gevel.Example 16: A steel façade plate is provided with slots, and then the slots are formed into holes through deformations in this plate so that they are only visible from an angle near the top. This plate is then colored in a suitable facade color and photovoltaic elements with a size of approximately 20 cm * 20 cm are placed in these holes. This facade plate is mounted in a south façade, the photovoltaic elements making an angle of approximately 35 degrees with the horizontal plane. In this corner, the photovoltaic elements have the highest efficiency and the least impact on the aesthetic value of the facade.
30 Voorbeeld 17:Example 17:
Een gevel vergelijkbaar met voorbeeld 11 met als verschil dat deze gevel naar het oosten is georiënteerd. De optimale hoek voor fotovoltaïsche toepassingen voor een dergelijke gevel heeft een hellingshoek met de verticale as en een gedraaide hoek met 19 het gevelvlak. Door gebruik te maken met bovenstaande kennis is de optimale hoek geconstrueerd en zijn de vlakken tussen de fotovoltaïsche elementen gevuld met HPL-compactplaten in verschillende kleuren. Als resultaat is een esthetisch aantrekkelijke gevel ontstaan met een kleurrijke en driedimensionale vormgeving die ruimte biedt voor 5 onderhoud aan de fotovoltaïsche elementen en voor het onzichtbaar en onbereikbaar wegwerken van de elektrische bekabeling en die het optimale rendement van de geïnstalleerde fotovoltaïsche elementen biedt.A facade similar to example 11 with the difference that this facade is oriented to the east. The optimum angle for photovoltaic applications for such a facade has an angle of inclination with the vertical axis and a rotated angle with the facade surface. By using the above knowledge, the optimum angle has been constructed and the surfaces between the photovoltaic elements are filled with HPL compact plates in different colors. As a result, an aesthetically attractive façade has been created with a colorful and three-dimensional design that offers space for maintenance of the photovoltaic elements and for the concealed and inaccessible concealment of the electrical cabling and that offers the optimum efficiency of the installed photovoltaic elements.
Voorbeeld 18: 10Example 18: 10
Een gevel vergelijkbaar met voorbeeld 1 waarbij de textuur driedimensionaal is en uit meerdere richtingen bestaat. Deze textuur is qua vormgeving geoptimaliseerd voor gebruik in oostgevels. De lichtreflecterende vlakken zijn zodanig geörienteerd dat bij grote zonnehoek veel zonlicht gereflecteerd wordt en bij andere zonnehoeken veel 15 zonlicht geabsorbeerd wordt. Vanwege het driedimensionale karakter van de textuur is het mogelijk om meerdere kleuren te printen op de verschillende vlakken en op deze manier de textuur visueel te accentueren of te verbergen.A facade similar to example 1 where the texture is three-dimensional and consists of several directions. This texture has been optimized in terms of design for use in east facades. The light-reflecting surfaces are oriented such that a lot of sunlight is reflected at a large sun angle and a lot of sunlight is absorbed at other sun angles. Due to the three-dimensional nature of the texture, it is possible to print multiple colors on the different surfaces and in this way to visually accentuate or hide the texture.
Voorbeeld 19: 20Example 19: 20
Een gevel vergelijkbaar met voorbeeld 11 waarbij de HPL-compact-plaat is voorzien van een kleur met een hoge reflectie in het golflengte gebied van 500 tot 1000 nanometer en een hoge absorptie in het golflengtegebied boven 1000 nm. Deze plaat zal veel licht reflecteren naar de fotovoltaïsche elementen, maar een groot deel van de 25 fotovoltaïsch inactieve golflengtes absorberen. Door de toename in zonnestraling op de fotovoltaïsche elementen zal de elektrische output toenemen. Omdat het niet actieve deel van het spectrum is weggefilterd zal de temperatuur van de fotovoltaïsche elementen beperkt toenemen wat positief uitwerkt op de efficiëntie van de elementen. Fotovoltaïsche elementen presteren minder bij verhoogde temperatuur. Het wegvangen 30 van de golflengtes boven de 1000 nanometer kan worden gerealiseerd door het inmengen van geschikte mineralen of chemicaliën in de coatings. Het inmengen van kwarts met een deeltjesgrootte van meer dan 10 micron in een witte coating zal een verhoogde absorptie boven 2000 nanometer tot gevolg hebben zonder een storende invloed op de zichtbare kleur. Het toevoegen van kwarts aan de witte coating kan 20 daarom een efficiëntie-verhogende werking hebben op de werking van voorbeeld 17. Ook bariumsulfaat of gecoat mica kan als voorbeeld dienen van een additief dat uitsluitend bij golflengtes hoger dan 1000 nanometer straling absorbeert.A facade similar to example 11, in which the HPL compact plate is provided with a color with a high reflection in the wavelength range of 500 to 1000 nanometers and a high absorption in the wavelength range above 1000 nm. This plate will reflect a lot of light to the photovoltaic elements, but will absorb a large part of the photovoltaically inactive wavelengths. The electrical output will increase due to the increase in solar radiation on the photovoltaic elements. Because the non-active part of the spectrum is filtered out, the temperature of the photovoltaic elements will increase to a limited extent, which has a positive effect on the efficiency of the elements. Photovoltaic elements perform less at elevated temperature. The capture of the wavelengths above 1000 nanometers can be achieved by mixing in suitable minerals or chemicals in the coatings. Mixing quartz with a particle size of more than 10 microns in a white coating will result in an increased absorption above 2000 nanometers without disturbing the visible color. The addition of quartz to the white coating can therefore have an efficiency-enhancing effect on the action of example 17. Barium sulphate or coated mica can also serve as an example of an additive that absorbs only at wavelengths higher than 1000 nanometer radiation.
5 Voorbeeld 20:Example 20:
Een gevel vergelijkbaar met voorbeeld 11 waarbij een strook polycarbonaat holkanaalplaat is gemonteerd voor de gevelplaten met als doel de ingestraalde zonne-energie beter vast te houden. De ingestraalde zonne-energie kan immers de 10 holkanaalplaat passeren en wordt op de HPL-compactplaat omgezet in thermische warmte. Deze warmte kan de holkanaalplaat minder gemakkelijk passeren vanwege de thermische isolerende werking van dit materiaal. De HPL-compactplaat wordt aldus warmer dan in dezelfde opstelling zonder de holkanaalplaat. Op deze wijze kan dit geveldeel bij lage zonnehoogte effectiever warmte overdragen naar het gebouw.A façade similar to example 11, in which a strip of polycarbonate hollow-channel plate is mounted in front of the façade plates with the aim of better retaining the solar energy. The irradiated solar energy can, after all, pass through the hollow-channel plate and is converted into thermal heat on the HPL compact plate. This heat is less likely to pass through the hollow channel plate due to the thermal insulating effect of this material. The HPL compact plate thus becomes warmer than in the same arrangement without the hollow channel plate. In this way, this façade part can transfer heat to the building more effectively at low solar heights.
1515
Voorbeeld 21:Example 21:
Een strook plaatmateriaal met een licht-reflecterende achterzijde en een esthetisch decoratieve voorzijde wordt gebogen tot een V-vorm. Deze V-vorm wordt 20 aan een gevel gemonteerd waarbij de oriëntatie van de elementen zo is gekozen dat de licht-reflecterende achterzijde dat zonlicht kan reflecteren dat tot een verhoogde koellast leidt en de decoratieve zijde zodanig is georiënteerd dat de maximale esthetische waarde van de gevel wordt bereikt. In Nederland zou een dergelijke V-vorm bijvoorbeeld een binnenhoek hebben van 50 graden en een lange binnenbeenlengte als decoratieve 25 voorzijde hebben van 40 centimeter en een korte buitenbeenlengte met de lichtreflecterende kleur van 25 centimeter.A strip of sheet material with a light-reflecting back and an aesthetically decorative front is bent into a V-shape. This V-shape is mounted on a facade where the orientation of the elements is chosen such that the light-reflecting backside can reflect sunlight that leads to an increased cooling load and the decorative side is oriented such that the maximum aesthetic value of the facade is achieved. In the Netherlands, such a V-shape would for instance have an inner angle of 50 degrees and a long inner leg length as a decorative front side of 40 centimeters and a short outer leg length with the light-reflecting color of 25 centimeters.
Voorbeeld 22: 30 Een gevel zoals in voorbeeld 7 waarbij aan de binnenzijde van de lichtabsorberende zijde aluminium vinnen zijn gemonteerd die de warmteoverdracht van de warme buitenzijde naar de lucht aan de binnenzijde verbeteren en die zordragen voor een hogere warmtecapaciteit aan de binnenzijde van deze gevelconstructie.Example 22: 30 A façade as in Example 7 in which aluminum fins are mounted on the inside of the light-absorbing side that improve the heat transfer from the warm outside to the inside air and that support a higher heat capacity on the inside of this façade construction.
2121
Tekeningen en toelichting bij de tekeningenDrawings and explanation of the drawings
In figuur 1 is een op het zuiden georiënteerde gevel 1 weergegeven. Een zonnehoogte van 0 graden is in positie 2 weergegeven, de hoogste zonnehoogte in 5 december is in positie 3 weergegeven, de hoogste zonnehoogte in Nederland is in positie 5 weergegeven. In positie 4 is die zonnehoogte weergegeven die de overgang tussen koelen en verwarmen weergeeft. In het gebied van zonnehoogtes die weergegeven zijn in gebied 6, de zonnehoogtes tussen de posities 5 en 4, is de zonnehoogte groter dan de zoninstraling van positie 4 en leidt deze gemiddeld tot een 10 koellast van een gebouw. Zoninstraling met een zonnehoogte lager dan positie 4 kan positief gebruikt worden om een gebouw te verwarmen.Figure 1 shows a south-facing façade 1. A sun height of 0 degrees is shown in position 2, the highest sun height in December 5 is shown in position 3, the highest sun height in the Netherlands is shown in position 5. Position 4 shows the solar height that represents the transition between cooling and heating. In the range of solar heights shown in area 6, the solar heights between positions 5 and 4, the solar height is greater than the solar radiation from position 4 and on average leads to a cooling load of a building. Solar irradiation with a sun height lower than position 4 can be used positively to heat a building.
In figuur 2 is een op het zuiden georiënteerde gevel zoals in figuur 1 weergegeven. Met de op de gevel gemonteerde elementen wordt de zonnestraling met een zonnehoogte groter dan positie 4 via de vlakken 7 gereflecteerd en wordt de 15 zonnestraling met een zonnehoogte kleiner dan positie 4 geabsorbeerd via de vlakken 8. De vlakken 7 en 8 maken een hoek van ongeveer 90 graden ten opzichte van elkaar om reflecties van vlakken 7 naar de vlakken 8 te beperken.Figure 2 shows a south-facing facade as shown in Figure 1. With the elements mounted on the facade, the solar radiation with a solar height greater than position 4 is reflected via the surfaces 7 and the solar radiation with a solar height smaller than position 4 is absorbed via the surfaces 8. The surfaces 7 and 8 make an angle of approximately 90 degrees to each other to limit reflections from faces 7 to faces 8.
In figuur 3 is een op het zuiden georiënteerde gevel zoals in figuur 1 weergegeven. Vlak 10 heeft nu een hellingshoek die zodanig is gekozen dat zelfs 20 zonlicht met de allerhoogste zonnehoogte uit positie 5 geen schaduw kan werpen op vlak 11. Vlak 11 heeft een hellingshoek die zodanis is gekozen dat een fotovoltaïsch element of een zonthermisch element dat op vlak 11 gemonteerd is de optimale opbrengst heeft. Door deze geometrie kan het maximale rendement uit een fotovoltaïsch element of een zonthermisch element worden gehaald bij montage aan een verticale 25 gevel.Figure 3 shows a south-facing facade as shown in Figure 1. Plane 10 now has an angle of inclination that is chosen such that even sunlight with the very highest sun height from position 5 cannot cast a shadow on plane 11. Plane 11 has an angle of inclination chosen such that a photovoltaic element or a solar thermal element that is on plane 11 mounted has the optimum yield. Due to this geometry, the maximum efficiency can be achieved from a photovoltaic element or a solar thermal element when mounted on a vertical facade.
In figuur 4 is een gevel weergegeven. Deze gevel bestaat uit een binnenwand 12, een constructie van houten balken 13 die horizontaal op deze binnenwand zijn bevestigd, isolatiemateriaal 14 dat tussen de balken is bevestigd, een damp-open folie 15 die voor de balken en de isolatie is bevestigd, een rubber afdichtingsprofiel 16 dat 30 voorkomt dat water via de gevelbekledingselementen de gevel penetreert, een stalen hoekprofiel 17 dat brandoverslag tussen de balken voorkomt, gevelbekledingselementen 18 die met een bevestiging 19 aan de houten balken zijn gemonteerd. De gevelbekledingselementen 18 bevatten aan de onderzijde enkele ventilatiegaten 20 die voor een ventilatie in de gevelconstructie zorgdragen. De gevelbekledingselementen 22 kennen een lichtreflecterende bovenzijde 21 en een lichtabsorberende onderzijde 22. Dit gevelsysteem reflecteert ongewenst zonnewarmte en absorbeert gewenste zonnewarmte.Figure 4 shows a facade. This façade consists of an inner wall 12, a structure of wooden beams 13 which are mounted horizontally on this inner wall, insulation material 14 which is mounted between the beams, a vapor-open foil 15 which is fixed for the beams and the insulation, a rubber sealing profile 16 which prevents water from penetrating the facade via the cladding elements, a steel angle profile 17 which prevents fire spread between the beams, cladding elements 18 which are mounted to the wooden beams with an attachment 19. The cladding elements 18 contain a number of ventilation holes 20 on the underside which provide ventilation in the facade construction. The cladding elements 22 have a light-reflecting top side 21 and a light-absorbing bottom side 22. This facade system reflects unwanted solar heat and absorbs desired solar heat.
In figuur 5 is een gevelmateriaal 24 weergegeven met een gegolfde vormgeving. Dit materiaal kan met de golven horizontaal, verticaal of in een hoek met de horizon 5 worden gemonteerd aan een verticale gevel. De lichtreflecterende vlakken 26 reflecteren ongewenste zoninstraling uit hoge zonnehoogte en de lichtabsorberende vlakken 25 absorberen gewenste zoninstraling.Figure 5 shows a facade material 24 with a corrugated design. This material can be mounted with the waves horizontally, vertically or at an angle to the horizon on a vertical facade. The light-reflecting surfaces 26 reflect unwanted solar radiation from a high solar height and the light-absorbing surfaces 25 absorb desired solar radiation.
In figuur 6 is een vlak gevelbekledingsmateriaal met oppervlaktetextuur 27 weergegeven. Dit materiaal kan met de golven horizontaal, verticaal of in een hoek met 10 de horizon worden gemonteerd aan een verticale gevel. De lichtreflecterende vlakken 28 reflecteren ongewenste zoninstraling uit hoge zonnehoogte en de lichtabsorberende vlakken 29 absorberen gewenste zoninstraling.Figure 6 shows a flat wall cladding material with surface texture 27. This material can be mounted with the waves horizontally, vertically or at an angle to the horizon on a vertical facade. The light-reflecting surfaces 28 reflect unwanted solar radiation from a high solar height and the light-absorbing surfaces 29 absorb desired solar radiation.
In figuur 7 is een gevelconstructie weergegeven. Deze constructie bestaat uit een binnenmuur 30 waarop een isolatiemateriaal 31 is aangebracht. Tussen de 15 isolatiematerialen is een houten onderconstructie 32 aangebracht waarop een stalen hoekprofiel 33 is aangebracht dat dient als brandweerstand. Voor deze binnenconstructie is een damp-open folie 34 aangebracht. Op de houten onderconstructie 32 zijn aluminium profielen 35 gemonteerd met behulp van de bevestigingsmiddelen 36. De aluminium profielen 35 zijn zodanig vormgegeven dat 20 deze eenvoudig uitgelijnd en gemonteerd kunnen worden. Op de naar boven hellende delen van de aluminium profielen 35 worden fotovoltaïsche elementen 37 gemonteerd en bevestigd met bevestigingsmiddelen 39 en 42. Op de naar beneden hellende delen van de aluminium profielen 35 worden HPL-compactplaten 38 gemonteerd met de bevestigingsmiddelen 43. De afvoer van de zonnepanelen 40 valt tussen de aluminium 25 profielen en is veilig weggewerkt in de driehoekige ruimte onder de zonnepanelen. De bekabeling van de zonnepanelen 42 kunnen in deze ruimte worden weggewerkt. In dezelfde driehoekige ruimte is een luchtleiding 44 gemonteerd die de zonwarmte uit dit gevelsysteem kan afvoeren. Het fotovoltaïsche element heeft een breedte die met een kleine overstek 45 uitsteekt over de HPL-compactplaten om inregenen te voorkomen. 30 Het gevelsysteem kent spieetvormige openingen 47 en 48 om ophoping van zonnewarmte in de driehoekige ruimte te voorkomen.Figure 7 shows a facade construction. This construction consists of an inner wall 30 on which an insulating material 31 is applied. A wooden substructure 32 is arranged between the insulating materials on which a steel angle profile 33 is provided which serves as fire resistance. A vapor-open foil 34 is provided for this inner construction. Aluminum profiles 35 are mounted on the wooden substructure 32 with the aid of the fastening means 36. The aluminum profiles 35 are designed such that they can easily be aligned and mounted. On the upwardly inclined parts of the aluminum profiles 35, photovoltaic elements 37 are mounted and attached with fasteners 39 and 42. On the downwardly inclined parts of the aluminum profiles 35, HPL compact plates 38 are mounted with the fasteners 43. The discharge of the solar panels 40 falls between the aluminum 25 profiles and is safely concealed in the triangular space under the solar panels. The cabling of the solar panels 42 can be concealed in this space. An air line 44 is mounted in the same triangular space, which can dissipate solar heat from this façade system. The photovoltaic element has a width that protrudes over the HPL compact plates with a small overhang 45 to prevent rain. The facade system has key-shaped openings 47 and 48 to prevent accumulation of solar heat in the triangular space.
In figuur 8 is een gevelconstructie weergegeven waarbij de vlakken 47 fotovoltaïsche elementen bevatten en de vlakken 48 lichtreflecterende oppervlaktes. Doordat de hoek tussen de vlakken 47 en 48 minder dan 90 graden bedraagt zal zonlicht 23 uit hoek 50 via de reflecterende oppervlaktes naar de fotovoltaïsche elementen reflecteren. Doordat de vlakken 48 in een hoek die overeenkomt met de hoogste zonnehoek 5 aan de gevel zijn georiënteerd, zullen de vlakken met de fotovoltaïsche elementen geen schaduw ontvangen. Voor elke oriëntatie van de gevel kan de optimale 5 configuratie worden uitgerekend.Figure 8 shows a facade construction in which the surfaces 47 contain photovoltaic elements and the surfaces 48 light-reflecting surfaces. Because the angle between the surfaces 47 and 48 is less than 90 degrees, sunlight 23 will reflect from angle 50 to the photovoltaic elements via the reflecting surfaces. Because the surfaces 48 are oriented to the facade at an angle corresponding to the highest solar angle 5, the surfaces with the photovoltaic elements will not receive any shadow. The optimum configuration can be calculated for each orientation of the facade.
In figuur 9 is een esthetisch aansprekende invulling gegeven aan de invulling van deze uitvinding. Een geveloppervlak 52 heeft een vormgeving waarbij lichtreflecterende vlakken 53 optimaal zijn georiënteerd. De lichtreflecterende vlakken vormen de top van een vormgeving van halve kegels 54 die in een esthetische 10 configuratie in het gevelvlak 55 zijn geïntegreerd.In figure 9 an aesthetically appealing interpretation is given to the interpretation of this invention. A facade surface 52 has a design in which light-reflecting surfaces 53 are optimally oriented. The light-reflecting surfaces form the apex of a design of half-cones 54 which are integrated into the facade surface 55 in an aesthetic configuration.
In figuur 10 is een gevel schamatisch weergegeven die bekleed is met stroken plaatmateriaal met een licht-reflecterende achterzijde 57 en een esthetisch decoratieve voorzijde 58 die zijn gebogen tot een V-vorm. Deze V-vorm wordt aan een gevel gemonteerd waarbij de oriëntatie van de elementen zo is gekozen dat de licht-15 reflecterende achterzijde dat zonlicht kan reflecteren dat tot een verhoogde koellast leidt en de decoratieve zijde zodanig is georiënteerd dat de maximale esthetische waarde van de gevel wordt bereikt. In Nederland zou een dergelijke V-vorm bijvoorbeeld een binnenhoek hebben van 50 graden en een lange binnenbeenlengte als decoratieve voorzijde hebben van 40 centimeter en een korte buitenbeenlengte met de 20 lichtreflecterende kleur van 25 centimeter. Om inregening te beperken kent de V-vorm een lichte buiging aan de lange zijde die langsstromend regenwater over de vlakken 57 afvoert.Figure 10 schematically shows a facade that is covered with strips of sheet material with a light-reflecting rear side 57 and an aesthetically decorative front side 58 that are curved into a V-shape. This V-shape is mounted on a facade where the orientation of the elements is chosen such that the light-reflecting backside can reflect sunlight that leads to an increased cooling load and the decorative side is oriented such that the maximum aesthetic value of the facade is achieved. In the Netherlands, such a V-shape would have, for example, an inner angle of 50 degrees and a long inner leg length as a decorative front of 40 centimeters and a short outer leg length with the light-reflecting color of 25 centimeters. To limit rainfall, the V-shape has a slight bend on the long side, which drains rain water flowing over the surfaces 57.
In figuur 11 is weergegeven hoe de zonnehoogte in Nederland samenhangt met de tijd van de dag, de datum en de azimut. In deze figuur is te zien dat op de warmste 25 tijdstippen van het jaar de zon de hoogste zonnehoogte heeft. In deze figuur is te zien dat de hoogste zonnehoogte in Nederland ongeveer 62 graden bedraagt en dat het voordelen heeft om de zon met een zonnehoogte groter dan 50 graden te reflectren en om de zon met een zonnehoogte lager dan 50 graden te absorberen.Figure 11 shows how the sun's height in the Netherlands relates to the time of day, the date and the azimuth. This figure shows that the sun has the highest solar height at the hottest 25 times of the year. This figure shows that the highest sun height in the Netherlands is around 62 degrees and that it has advantages to reflect the sun with a sun height greater than 50 degrees and to absorb the sun with a sun height below 50 degrees.
In figuur 12 is in een voorbeeld weergegeven dat de zoninstraling op een 30 verticale zuidgevel in Nederland een hogere piek kent in maart dan in juni. Dit is het gevolg van de ongunstigere hogere zonnehoek in Juni die tot een lagere zoninstraling leidt omdat de opvallende zon in juni met name een verticale component kent. Het is in deze figuur ook zichtbaar dat de zon in juni gedurende langere tijd van de dag de gevel bestraald dan in maart.Figure 12 shows in an example that the solar radiation on a vertical south façade in the Netherlands has a higher peak in March than in June. This is due to the unfavorable higher sun angle in June, which leads to a lower solar radiation because the striking sun in June has a vertical component in particular. It is also visible in this figure that the sun irradiated the façade for longer periods of the day in June than in March.
2424
In figuur 13 is de zoninstraling op een oostgevel weergegeven als functie van de tijd op de dag. In deze grafiek zijn voorbeeldcurves van december en van juni weergegeven. In deze grafiek is zichtbaar dat op een oostgevel de instraling in de morgen na zonsopkomst snel toeneemt en daarna gedurende de dag langzaam afneemt.Figure 13 shows the solar radiation on an east façade as a function of time on the day. This chart shows sample curves for December and June. This graph shows that on an east façade, the radiation in the morning after sunrise rises rapidly and then decreases slowly during the day.
5 Bij de curves staan telkens 2 gegevens. Het eerste getal is de hoek die de zon op dit tijdstip maakt met de zuidas en het tweede getal geeft aan welke zonnehoogte hierbij hoort. In deze grafiek is te zien dat de grootste piek van zonne-energie op de oostgevel in juni te verwachten is uit een hoek tussen 100 en 180 graden ten opzichte van de zuidas en uit een zonnehoogte tussen de 38 en 62 graden. Voor december geldt een piek in 10 zonnepiek uit een hoek tussen 132 en 185 graden met de zuidas en een zonnehoogte van ongeveer 11 graden. Uit deze grafiek zou geconcludeerd kunnen worden dat fotovoltaïsche elementen of zonthermische elementen die aan een oostgevel zijn gemonteerd voor een optimaal rendement een oriëntatie van grofweg 145 graden met de zuidas moeten hebben en een hellingshoek van ongeveer 50 graden met de verticale as. 15 Deze oriëntatie kan in afhankelijkheid van de wensen nog verder worden geoptimaliseerd en gepreciseerd. In ieder geval maakt deze figuur duidelijk dat actieve elementen op een oost- of een west-gevel voor een optimaal rendement niet alleen hellend in het gevelvlak moeten worden georienteerd maar ook diagonaal.5 There are 2 details with the curves. The first number is the angle that the sun is making at this time with the south axis, and the second number indicates the sun's height. This graph shows that the largest peak of solar energy on the east façade in June is to be expected from an angle between 100 and 180 degrees relative to the south axis and from a solar height between 38 and 62 degrees. For December there is a peak in 10 solar peaks from an angle between 132 and 185 degrees with the southern axis and a sun height of approximately 11 degrees. From this graph it could be concluded that for optimum efficiency, photovoltaic elements or solar thermal elements mounted on an east façade should have an orientation of roughly 145 degrees with the south axis and an angle of inclination of about 50 degrees with the vertical axis. This orientation can be further optimized and specified depending on the wishes. In any case, this figure makes it clear that active elements on an east or west façade must not only be inclined in the façade surface for optimum efficiency, but also diagonally.
Claims (50)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2009667A NL2009667C2 (en) | 2012-06-29 | 2012-10-19 | FACADES AND FACADE MATERIALS WITH ORIENTED SURFACES WITH FUNCTIONALITIES FOR REDUCED ENERGY CONSUMPTION OF A BUILDING. |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2009089 | 2012-06-29 | ||
| NL2009089 | 2012-06-29 | ||
| NL2009667 | 2012-10-19 | ||
| NL2009667A NL2009667C2 (en) | 2012-06-29 | 2012-10-19 | FACADES AND FACADE MATERIALS WITH ORIENTED SURFACES WITH FUNCTIONALITIES FOR REDUCED ENERGY CONSUMPTION OF A BUILDING. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2009667C2 true NL2009667C2 (en) | 2014-01-23 |
Family
ID=51564387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2009667A NL2009667C2 (en) | 2012-06-29 | 2012-10-19 | FACADES AND FACADE MATERIALS WITH ORIENTED SURFACES WITH FUNCTIONALITIES FOR REDUCED ENERGY CONSUMPTION OF A BUILDING. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2009667C2 (en) |
-
2012
- 2012-10-19 NL NL2009667A patent/NL2009667C2/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9331630B2 (en) | Outside wall cladding element and an outside wall provided with such an outside wall cladding element | |
| RU2501206C2 (en) | Greenhouse | |
| US8201375B2 (en) | Multifunctional energy management building cladding | |
| US8881456B2 (en) | Shading devices | |
| Maleki | Shading: Passive cooling and energy conservation in buildings | |
| US20070130850A1 (en) | Ventilated roofing tiles | |
| US20120288674A1 (en) | Surfaces Suitable for Directionally Reflective Roofs and Methods Thereof | |
| Nikolic et al. | Basic principles of passive solar heating | |
| Lien et al. | The use of transparent insulation in low energy dwellings in cold climates | |
| NL2009667C2 (en) | FACADES AND FACADE MATERIALS WITH ORIENTED SURFACES WITH FUNCTIONALITIES FOR REDUCED ENERGY CONSUMPTION OF A BUILDING. | |
| Savero et al. | Review on design strategies of energy saving office building with evaporative cooling in tropical region | |
| CN120826870A (en) | Solar collector buildings | |
| Al-musaed et al. | Shading effects upon cooling house strategy in Iraq | |
| Srivastava | Building Envelopes: A Passive Way to Achieve Energy Sustainability through Energy-Efficient Buildings | |
| Haggag et al. | Integrating passive cooling techniques for sustainable building performance in hot climates with reference to the UAE | |
| Sadevi et al. | A Study on Roof Design Strategies for Energy Conservation in Indian Buildings | |
| CN205369641U (en) | Winter sunshine jet into at most, summer sunshine jet into minimum energy -conserving roof | |
| Hagemann | Shading systems with PV-A new market for prefabricated building elements? | |
| Kamal | Design Determinants and Building Physiognomies for Low Energy Architecture in Hot and Arid Regions of India | |
| RU103374U1 (en) | ENERGY-EFFICIENT BUILDING "SOLAR-S" | |
| Marchwiński et al. | Systematic approach to the evaluation of the solar measures’ role in creating the architecture of office and office-industrial buildings | |
| Ajmera | Climate Responsive Architecture a Study on Hot Climate | |
| NL1039535C2 (en) | MOUNTING SYSTEM FOR SOLAR PANELS OR SOLAR THERMAL ELEMENTS ON BUILDINGS FACADES. | |
| Aboeinen et al. | High-Performance Façade: Design Methods and Technologies | |
| Hu et al. | Passive Solar Building |