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DE102008020621A1 - Solar wall element - Google Patents

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DE102008020621A1
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DE
Germany
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solar
heat
building
wall
wall element
Prior art date
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Application number
DE102008020621A
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German (de)
Inventor
Barbara GRAßL
Sebastian Massmann
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Technische Universitaet Muenchen
Original Assignee
Technische Universitaet Muenchen
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein solares Wandelement (1) zur Wärmegewinnung aus solarer Strahlungsenergie (2), insbesondere zur Verwendung als Bestandteil einer äußeren Gebäudehülle, umfassend einen Körper (3) und/oder Hohlkörper aus zumindest teilweise transparenten oder zumindest lichtdurchlässigen und/oder Licht leitenden Materialien. Es ist vorgesehen, dass die Materialien aufgrund ihrer Materialeigenschaften und/oder aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus Wärme dämmende Eigenschaften aufweisen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gebäude mit wenigstens einem derartigen solaren Wandelement. Hierbei ist vorgesehen, dass das Wandelement (1) ganz oder teilweise in einer wärmespeicherfähigen Gebäudehülle integriert ist, jedoch so, dass zumindest eine Seite des Körpers (3) so an der Außenfläche (8) angeordnet ist, dass sie vom Sonnenlicht (2) erreicht wird.The invention relates to a solar wall element (1) for heat recovery from solar radiation energy (2), in particular for use as part of an outer building envelope comprising a body (3) and / or hollow body of at least partially transparent or at least translucent and / or light-conducting materials , It is envisaged that the materials have heat-insulating properties due to their material properties and / or due to their structural design. The invention further relates to a building with at least one such solar wall element. It is provided that the wall element (1) is fully or partially integrated in a heat-storable building envelope, however, so that at least one side of the body (3) is arranged on the outer surface (8) that it reaches from the sunlight (2) becomes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein solares Wandelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Neuentwicklung auf dem Gebiet der Bautechnik. Sie findet im speziellen ihre Anwendung bei Gebäuden aus Sichtbeton sowie Gebäuden mit Speicherwänden aus anderen Materialien. Die Erfindung, im folgenden Zusammenhang als solares Wandelement, Wandheizelement oder kürzer als Solarstein bezeichnet, soll in Außenwänden oder Dächern eine Energieeinsparung durch die Nutzung der Sonnenenergie zur Erwärmung des Bauteils ermöglichen. Hierzu wird der transparente Solarstein so in der Wand eingebaut oder vergossen, dass die in der solaren Strahlung enthaltenen Wärmeanteile in einen Wärme speichernden Teil des Bauteils eingeleitet werden.The The present invention relates to a solar wall element having the features of the preamble of claim 1. In the present invention It is a new development in the field of construction technology. she finds particular application in buildings made of exposed concrete and buildings storage walls from other materials. The invention, in the following context referred to as solar wall element, wall heating element or shorter than solar stone, should be in exterior walls or roofs one Energy saving through the use of solar energy to heat the Allow component. For this purpose, the transparent solar stone is installed in the wall or shed that heat contained in the solar radiation in a heat storing part of the component to be initiated.

Im Bereich der transparenten Wärmedämmung wird seit vielen Jahren geforscht und es sind inzwischen einige Produkte auf dem Markt. Allerdings wird diese Technologie nicht häufig angewandt. Gründe dafür sind unter anderem hohe Kosten, sowie technische Schwierigkeiten beim Einbau und der Wartung der Elemente. Hinzu kommt eine auffällige und damit schwer integrierbare äußere Erscheinung.in the Area of transparent thermal insulation is Researched for many years and there are now some products on the market. However, this technology is not widely used. Reasons are below other high costs, as well as technical difficulties during installation and the maintenance of the elements. There is also a striking and thus difficult to integrate external appearance.

Bisher wird das Potential von Beton als Wärme speichernder Baustoff nur unzulänglich ausgeschöpft. Die Integration von transparenter Wärmedämmung als Methode zur Wärmegewinnung aus Sonnenlicht, und deren Weiterleitung über die Hauswand ins Rauminnere, hat sich nicht in breitem Umfang durchgesetzt. Bisher entstanden im Zusammenhang mit transparenter Wärmedämmung meist großflächige Glasfassaden, die jedoch entgegen der Erwartungen keine Öffnung des Gebäudes darstellen, sondern opak sind.So far The potential of concrete as a heat-storing building material only inadequate exhausted. The integration of transparent thermal insulation as a method of heat recovery from sunlight, and their forwarding via the house wall into the interior, has not prevailed widely. Created so far in connection with transparent thermal insulation usually large-scale glass facades, which, contrary to expectations, do not constitute an opening of the building, but rather are opaque.

Bei Gebäuden in Sichtbeton ist die Anwendung von transparenter Wärmedämmung bisher ein Widerspruch, hauptsächlich aufgrund der üblichen konstruktiven Ausführung in Kerndämmung, welche die Weiterleitung der gewonnen Wärme in den Innenraum verhindert. Aber gleichzeitig natürlich auch aufgrund der Erscheinung der Außenhülle aus Beton, welche durch Glas ersetzt würde.at buildings in exposed concrete is the application of transparent thermal insulation so far a contradiction, mainly due to the usual constructive execution in core insulation, which prevents the transmission of the heat gained in the interior. But at the same time of course also due to the appearance of the outer shell of concrete, which by Glass would be replaced.

Das Prinzip der transparenten Wärmedämmung beruht auf einer Umkehrung des Wärmeflusses. Bei einem normalen Gebäude wird versucht durch eine möglichst gute Dämmung so wenig Wärme wie möglich nach Außen abzugeben. Die transparente Wärmedämmung hingegen funktioniert wie eine Wärmefalle und leitet das Sonnenlicht weiter bis auf eine meist schwarze Absorberschicht, wo das Licht in Wärmeenergie umgewandelt wird. Dabei wird die Wand aufgewärmt. Dass diese Wärme bis in den Innenraum weitergegeben wird, hängt von den Materialbeschaffenheiten der Dämmung und der Wand ab. Die Wand muss aus einem möglichst gut Wärme leitenden Material sein (Beton oder Mauerwerk sind z. B. möglich), die transparente Wärmedämmung hingegen muss aus einem möglichst schlecht Wärme leitenden Material sein, um die Abstrahlung der gewonnen Wärme nach Außen zu verhindern. Das führt zu folgenden Voraussetzungen für ein funktionierendes System:

  • – Das Dämmmaterial muss das einfallende Licht möglichst verlustarm bis zum Absorber weiterleiten (Transmissionsgrad) sowie insgesamt einen hohen Energietransmissionswert aufweisen.
  • – Die Wärmeleitfähigkeit des Dämmmaterials sollte möglichst gering sein.
  • – Die Wärmeleitfähigkeit der Wand sollte möglichst hoch sein.
  • – Der Absorber muss einen möglichst hohen thermischen Absorptionsgrad aufweisen.
  • – Das System muss dicht sein um einen Wärmeverlust nach Außen und Kondensationsfeuchte im Bauteilinnern zu verhindern. Fast alle Produkte auf dem Markt lösen dies durch eine Glasscheibe als abschließendes Element.
The principle of transparent thermal insulation is based on a reversal of the heat flow. In the case of a normal building, as much insulation as possible is used to give as little heat as possible to the outside. On the other hand, the transparent thermal insulation works like a heat trap and passes on the sunlight to a mostly black absorber layer, where the light is converted into heat energy. The wall is warmed up. The fact that this heat is passed on into the interior depends on the material properties of the insulation and the wall. The wall must be made of a material that conducts heat as well as possible (concrete or masonry are possible, for example), whereas the transparent thermal insulation must be made of a material which is as heat-imperfect as possible in order to prevent the heat being dissipated to the outside. This leads to the following prerequisites for a functioning system:
  • - The insulating material must transmit the incident light as low loss as possible to the absorber (transmittance) and have a high overall energy transmission value.
  • - The thermal conductivity of the insulating material should be as low as possible.
  • - The thermal conductivity of the wall should be as high as possible.
  • - The absorber must have the highest possible degree of thermal absorption.
  • - The system must be tight to prevent heat loss to the outside and condensation moisture inside the component. Almost all products on the market solve this with a glass pane as a final element.

Grundsätzliche Voraussetzungen um ein solches System anzuwenden sind ein Standort mit hohem Strahlungsangebot im Winter sowie südorientierte Außenwände des Gebäudes. Die Südfassade muss im Winter unverschattet sein, im Sommer muss jedoch eine Verschattung der transparenten Wärmedämmung gewährleistet sein, da sich das Gebäude sonst unerwünscht aufheizt. Die meisten der existierenden Systeme verfügen deshalb über einen im Dämmelement integrierten Sonnenschutz, oft in Form eines Rollos. Gerade diese Verschattungselemente, die hinter der Glasebene und somit hinter der Dichtigkeitsebene liegen und als innen liegender Sonnenschutz funktio nieren, erfordern jedoch einen relativ hohen Wartungsaufwand und verursachen Kosten im Falle eines Defektes.basic Requirements to apply such a system are a location with high radiation in winter and south - facing outer walls of the Building. The south facade must to be unshaded in the winter, but in the summer must be a shade ensures the transparent insulation be because the building is otherwise undesirable heating up. Most of the existing systems therefore have one in the insulating element integrated sun protection, often in the form of a roller blind. Just this Shading elements behind the glass plane and thus behind the level of tightness lie and as internal sunscreen func tioning, but require a relatively high maintenance and cause costs in case of a defect.

Transparente Wärmedämmungen werden zum Großteil aus empfindlichen Elementen aus Glasröhrchen oder Kunststoffwaben realisiert. Da diese Elemente mit besonderer Vorsicht eingebaut werden müssen, erschwert das den Bauablauf. Auch gibt es noch relativ wenige Fachbetriebe für einen fachgerechten Einbau.transparent thermal insulation are for the most part made of sensitive elements made of glass tubes or plastic honeycombs realized. Because these elements are installed with special care have to, this complicates the construction process. There are still relatively few specialist companies for a professional Installation.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Gebäudeelement und/oder ein Gebäude mit Wandelementen zur Verfügung zu stellen, die auf effektive Weise solare Strahlungsenergie zur Wärmegewinnung für das Gebäudeinnere nutzen und/oder zur Verbesserung der Energiebilanz des Gebäudes beitragen können.Of the The present invention is therefore based on the object, a building element and / or a building available with wall elements to provide the solar radiation energy in an effective way heat recovery for the Use the interior of the building and / or contribute to improving the energy balance of the building can.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Insbesondere wird die Erfindung mit einem solaren Wandelement zur Wärmegewinnung aus solarer Strahlungsenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Das solare Wandelement dient insbesondere zur Verwendung als Bestandteil einer äußeren Gebäudehülle. Es umfasst einen Körper und/oder Hohlkörper aus zumindest teilweise transparenten oder zumindest lichtdurchlässigen und/oder Licht leitenden Materialien. Die Materialien weisen aufgrund ihrer Materialeigenschaften und/oder aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus Wärme dämmende Eigenschaften auf. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine konstruktiv sehr einfaches und völlig auf jegliche bewegliche Teile und/oder Steuerungseinrichtungen verzichtendes Bauteil zur Verfügung gestellt, das als integriertes Bestandteil einer äußeren Gebäudewand den Wärmeenergiehaushalt und die Energiebilanz eines Gebäudes deutlich verbessern kann.This task is done with the objects reached the independent claims. Features of advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims. In particular, the invention is achieved with a solar wall element for heat recovery from solar radiation energy having the features of the preamble of independent claim 1. The solar wall element is used in particular for use as part of an outer building shell. It comprises a body and / or hollow body of at least partially transparent or at least translucent and / or light-conducting materials. Due to their material properties and / or due to their structural design, the materials have heat-insulating properties. With the present invention, a structurally very simple and completely dispensing with any moving parts and / or control devices component is provided, which can significantly improve the thermal energy balance and the energy balance of a building as an integral part of an outer building wall.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des solaren Wandelementes weist ein geometrisches Hüllelement des Körpers in einem äußeren Bereich eine zur Innenseite des Elementes weisende reflektierende Fläche auf. Zudem kann das geometrische Hüllelement des Körpers in einem inneren Bereich eine absorbierende Kappe aufweisen, an der die Energie der Sonneneinstrahlung in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Sonneneinstrahlung kann auf diese Weise entweder winkelselektiv zur Absorberkappe weitergeleitet werden, oder diese nicht erreichen und wieder zurückreflektiert werden, basierend auf der geometrischen Form des Elementes in Verbindung mit der reflektierenden Schicht im vorderen Bereich. Vorzugsweise besteht zumindest zwischen der Absorberschicht und der sie umgebenden Speichermasse eine innige Verbindung, was der verbesserten Wärmeeinleitung in das Bauteil dient.at a preferred embodiment of the solar wall element has a geometric wrapping element of the body in an outer area a reflective surface facing the inside of the element. In addition, the geometric envelope element of the body in an inner region having an absorbent cap on the energy of solar radiation is converted into thermal energy. The solar radiation can be either angle-selective in this way be forwarded to the absorber cap, or not reach and be reflected back again, based on the geometric shape of the element in conjunction with the reflective layer in the front area. Preferably exists at least between the absorber layer and the surrounding storage mass an intimate connection, what the improved heat introduction into the component serves.

Wahlweise kann auch eine Anordnung aus mehreren solcher solarer Wandelemente gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen gebildet sein.Optional can also be an arrangement of several such solar wall elements according to a the embodiments described above be formed.

Die Erfindung betrifft zudem ein Gebäude mit wenigstens einem solaren Wandelement gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Hierbei ist das Wandelement ganz oder teilweise in einer wärmespeicherfähigen Gebäudehülle integriert, jedoch so, dass zumindest eine Seite des Körpers so an der Außenfläche angeordnet ist, dass sie vom Sonnenlicht erreicht wird. Wahlweise können bei einem solchen Gebäude auch mehrere Wandelemente gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in wenigstens einer Gebäudeaußenwand angeordnet sein.The The invention also relates to a building with at least one solar wall element according to one of the previously described Embodiments. in this connection if the wall element is completely or partially integrated in a heat-storable building envelope, however, such that at least one side of the body is disposed on the outer surface is that it is reached by the sunlight. Optionally, at a such building also several wall elements according to a the embodiments described above in at least one building exterior wall be arranged.

Zusammenfassend ist zu betonen, dass die zuvor aufgeführten Probleme beim Bauablauf, der Kosten und Wartung durch eine Übersetzung des Prinzips der transparenten Wärmedämmung in ein Element, das in eine Betonwand, ein Fertigteil oder in ein anderes Wärme speicherndes Bauteil eingegossen oder eingesetzt wird, zum großen Teil gelöst oder verbessert werden kann.In summary It should be emphasized that the problems listed above for the construction process, the cost and maintenance by a translation of the principle of transparent insulation in an element that is in a concrete wall, a precast or in another Heat-storing Component is poured or used, for the most part solved or can be improved.

Die Wirkungsweise des Elementes beruht auf folgendem Prinzip: Sonnenlicht trifft auf einen hochtransparenten oder zumindest lichtdurchlässigen Körper und gelangt in diesen hinein. Mit dem Eindringen wird ein Anteil der Strahlung in Wärme umgewandelt. Der verbleibende Anteil wird durch eine reflektierende Oberfläche im Bereich der inneren Elementhüllfläche weiter in den Körper hineingelenkt. Im dahinter liegenden Bereich ist die innere Oberfläche Strahlung absorbierend beschichtet. Die in dieser Schicht absorbierte Wärme wird durch eine innige Verbindung an die Betonwand bzw. Speichermasse weitergeleitet. Dort breitet sie sich aus und erwärmt das Bauteil.The The effect of the element is based on the following principle: sunlight meets a highly transparent or at least translucent body and gets into it. With the penetration becomes a portion of the Radiation in heat transformed. The remaining portion is replaced by a reflective surface in the area of the inner element envelope further in the body into steered. In the area behind, the inner surface is radiation absorbent coated. The heat absorbed in this layer becomes forwarded by an intimate connection to the concrete wall or storage mass. There it spreads and warms the component.

Das Prinzip ermöglicht eine Temperaturamplitudendämpfung, da zuerst solare Wärme in der Wand eingespeichert wird und nach mehreren Stunden, normalerweise etwa 6 bis 8 Stunden später phasenversetzt an den Innenraum abgegeben wird. Dabei erzeugt die großflächige Wärmeabgabe ein behagliches Raumklima. Gleichzeitig kön nen Betriebs- und Investitionskosten für die Heizungsanlage eingespart werden. Nicht zuletzt kommen die eingesparten Emissionen der Umwelt zugute.The Principle allows a temperature amplitude attenuation, first there is solar heat is stored in the wall and after several hours, normally about 6 to 8 hours later Out of phase is delivered to the interior. The generated large-scale heat dissipation a comfortable room climate. At the same time, operating and investment costs can be increased for the Saved heating system. Last but not least, the saved emissions benefit the environment.

Der technische Aufbau ist wie folgt: Der Solarstein besteht aus einem Körper aus Kunststoff, Glas oder anderen transparenten Materialien. Der reflektierende Bereich kann durch Oberflächenbearbeitung (polieren) oder Aufbringung eines reflektierenden Materials (beschichten) hergestellt werden. Der absorbierende Bereich kann durch Oberflächenbearbeitung (mattieren, sandstrahlen) oder durch Aufbringung eines absorbierenden Materials (beschichten) hergestellt werden. Die Oberfläche muss robust und innig mit dem massiven Bauteil oder dem Hohlkörper verbunden sein. Das Bauteil kann als Einzelelement in den Beton oder das Massivbauteil eingebracht werden. Es kann auch mittels einer Matrize, die im Bauteil verbleibt oder einem Gitter oder Strukturelement positioniert werden.Of the technical structure is as follows: The solar stone consists of a body made of plastic, glass or other transparent materials. Of the reflective area can be finished by surface treatment (polishing) or application of a reflective material (coating) become. The absorbing area can be achieved by surface treatment (matting, sand blasting) or by applying an absorbent Material (coating) are produced. The surface must robust and intimately connected to the solid component or the hollow body be. The component can be used as a single element in the concrete or the solid component be introduced. It can also by means of a die, which in the component remains or a grid or structural element are positioned.

Der technische Aufbau ist nicht auf die skizzierten Dimensionen beschränkt, er kann auch auf wesentlich kleinere bzw. größere Dimensionen des Solarsteinkörpers angewendet werden.Of the technical structure is not limited to the outlined dimensions, he Can also be applied to much smaller or larger dimensions of the solar stone body become.

Der Körper des Solarsteins ist so geformt, dass seine Geometrie definierte solare Einstrahlwinkel auf die absorbierende Fläche lenkt bzw. andere definierte Einstrahlwinkel reflektiert. Damit wird ein Aufheizen des Bauteils je nach Einfallswinkel der Solarstrahlung ermöglicht bzw. verhindert. Je nach Standort und jahreszeitlichem Sonnestand kann die Geometrie variieren.The body of the solar stone is shaped in such a way that its geometry directs defined solar irradiation angles onto the absorbing surface or else defined Einstrahlwinkel reflected. Thus, heating of the component is enabled or prevented depending on the angle of incidence of the solar radiation. Depending on the location and the season, the geometry may vary.

Die Geometrie kann wahlweise auch deutlich von den skizzierten Formen abweichen. Das Prinzip kann je nach Sonnenstand, Standort und gewünschter Wärmeausbeute modifiziert werden.The Optionally geometry can also be clearly distinguished from the sketched shapes differ. The principle may vary depending on the position of the sun, location and desired heat output be modified.

Der Solarstein wird vorzugsweise in ein massives Bauteil entsprechender Wärmeleitfähigkeit eingebaut. Dies kann ein Betonfertigteil, eine Ortbetonwand oder auch ein Ziegelelement oder anders massives Bauteil sein. Das massive Bauteil weist im Bereich zwischen Absorber und Innenfläche der Außenwand eine Wärmeleitfähigkeit auf, die einen Wärmestrom in Richtung Innenfläche ermöglicht. Das massive Bauteil weist im Bereich zwischen Absorber und Außenfläche der Außenwand eine Wärmeleitfähigkeit auf, die einen Wärmestrom in Richtung der Außenfläche minimiert.Of the Solar stone is preferably corresponding to a solid component thermal conductivity built-in. This can be a precast concrete element, an in-situ concrete wall or also a brick element or otherwise massive component. The massive In the area between the absorber and the inner surface of the component outer wall a thermal conductivity on that a heat flow towards the inner surface allows. The massive component has in the area between the absorber and the outer surface of the outer wall a thermal conductivity on that a heat flow minimized towards the outer surface.

Der Körper des Solarsteins kann beispielsweise aus gegossenem Plexiglas gefertigt sein. Plexiglas besitzt mit 92% eine höhere Lichttransmission als Glas. Sein Gesamtenergiedurchlass liegt bei 85%. Des Weiteren besitzt es eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit von 0,19 W/mK. Glas verfügt im Vergleich über eine Wärmeleitfähigkeit von 1,0 W/mK. Das Material ist witterungs- und alterungsbeständig, gut bearbeitbar und widersteht Dauergebrauchstemperaturen bis zu 80°C.Of the body of the solar stone, for example, made of cast Plexiglas be. Plexiglas has 92% higher light transmission than Glass. Its total energy transmission is 85%. Furthermore owns it has a relatively low thermal conductivity of 0.19 W / mK. Glass has compared over a thermal conductivity of 1.0 W / mK. The material is weather and aging resistant, good workable and withstands continuous use temperatures up to 80 ° C.

Die geschwungene Form des Musterkörpers im Schnitt und Grundriss bildet eine dem Standort anpassbare Geometrie. Durch die Schrägstellung des Steines, die Größe der Lichtöffnung sowie die Tiefe der Reflektionsfläche wird erreicht, dass die Strahlung zwischen 5–40° weiter bis zum Absorber reflektiert wird, höhere Einstrahlungswinkel ab 40° jedoch zurückreflektiert werden. Hier bezieht sich das Beispiel des Musterkörpers auf den Standort Oberbayern. Dabei wurde ermittelt, dass die tief stehende Sonneneinstrahlung im Winter innerhalb der Heizperiode zwischen 5° und 40° ist. Die Sonneneinstrahlung außerhalb der Heizperiode, welche das Gebäude unerwünscht aufheizen würde, liegt über 40°.The Curved shape of the specimen in the Section and floor plan form a geometry that can be adapted to the location. Due to the inclination of the stone, the size of the light aperture as well the depth of the reflection surface is achieved that the radiation between 5-40 ° further reflected to the absorber will, higher Irradiation angle from 40 °, however, reflected back become. Here, the example of the sample body refers to the location Upper Bavaria. It was determined that the low solar radiation in the winter is within the heating period between 5 ° and 40 °. The sunshine outside the heating season, which the building undesirable would heat up, is over 40 °.

Die Tropfenform in der Ansicht ist nicht zwingend. Andere Ausformulierungen des Elementes sind denkbar, solange das vorher beschriebene Prinzip in Schnitt und Grundriss befolgt wird.The Drop shape in the view is not mandatory. Other formulations of the element are conceivable as long as the previously described principle is followed in section and floor plan.

Der in Richtung zur Außenwand liegende Bereich des Musterkörpers kann bspw. eine metallische Beschichtung aufweisen, bspw. in Form einer Aluminiumbeschichtung, welche mit einer Gesamtreflexion von ca. 95% das Sonnenlicht weiterreflektiert.Of the towards the outside wall lying area of the sample body can, for example, have a metallic coating, for example. In the form an aluminum coating which has a total reflection of About 95% of the sunlight continues to reflect.

Die Absorberfläche kann bspw. durch eine dunkle bzw. schwarze Kappe gebildet sein, die z. B. aus Kupferblech oder Stahl bestehen kann. Die Form der Kappe garantiert eine größere Oberfläche als ein ebener Abschluss des Solarsteines und garantiert somit eine großflächigere Übertragung der Wärme an die Wand. Das Absorberpotential von einer schwarzen Beschichtung liegt bei 95%.The absorber surface may be formed by a dark or black cap, for example, the z. B. may consist of copper sheet or steel. The shape of the Cap guarantees a larger surface than a level completion of the solar stone and thus guarantees a larger area transmission the heat the wall. The absorber potential of a black coating is 95%.

Der Musterkörper ist vorzugsweise in eine Betonwand eingegossen, deren bauphysikalische Eigenschaften durch poröse Anteile (Leichtzuschlag aus z. B. Blähtonkugeln – Liapor – und Blähglasgranulat – Liaver) und PCM-Materialien (z. B. Rubitherm GR 27 oder Micronal) zugunsten des Prozesses von Wärmestrom und Wärmespeiche rung optimiert sind. Das Prinzip ist auch in abweichend aufgebauten Bauteilen anwendbar.Of the pattern body is preferably poured into a concrete wall whose structural physical Properties through porous Shares (light aggregate from, for example, expanded clay spheres - Liapor and expanded glass granules - Liaver) and PCM materials (eg Rubitherm GR 27 or Micronal) in favor the process of heat flow and heat storage are optimized. The principle is also in deviating components applicable.

Weitere Ausführungsvarianten sind denkbar. Neben dem Eingießen in den Ortbeton bietet sich die Fertigung von Fertigteilplatten an. Sie ermöglicht ein erleichtertes Eingießen sowie ein exakteres Positionieren der Solarelemente. Dabei sollten die Solarsteine nicht ganz vergossen werden, sondern die Absorberkappen noch frei liegen. Die Fertigteilplatten können als verlorene Schalung verwendet werden, wobei sichergestellt wird, dass die aus den Platten hervorstehenden Kappen in den Ortbeton eingegossen werden und somit eine einwandfreie Wärmeübertragung möglich ist. Des Weiteren ist der Einbau in Ziegel oder Porenbetonbauteile als Anwendung möglich.Further variants are conceivable. In addition to pouring In-situ concrete offers the production of prefabricated panels at. It allows a relieved pouring and a more accurate positioning of the solar elements. It should the solar stones are not completely shed, but the absorber caps still free. The precast panels can be considered as lost formwork be used, whereby it is ensured that the protruding from the plates Caps are poured into the in-situ concrete and thus a flawless heat transfer possible is. Furthermore, the installation in brick or aerated concrete components as an application possible.

Sinnvoll kann ein Solarflächenanteil von ca. 30% sein. Dadurch wird ein optisches Überwiegen eines der beiden Baustoffe verhindert. Der prozentuale Anteil der Solarsteine an der Fassadenfläche kann je nach Bedarf und Erscheinung variieren.meaningful can a solar area share of about 30%. This will cause an optical predominance of one of the two Prevents building materials. The percentage of solar stones the façade surface can vary according to need and appearance.

Der Effekt des Solarsteins liegt darin, dass dieser der Nutzung solarer Gewinne zur Erwärmung des Bauteils zu definierten Jahreszeiten dient. Zur beispielhaften Berechnung der solaren Gewinne für den Musterkörper wurden die standortbedingten Strahlungsangebote während der Heizperiode ermittelt Es wurden die Standorte Oberbayern und Chur gewählt. Folgende Werte für einen Wandaufbau von 45 cm und einem Solarflächenanteil von 30% wurden ermittelt:
Betonwand: u = 0,65 W/m2K
Beton + Plexiglas: u = 0,56 W/m2K
Gesamt: u = 0,62 W/m2K
The effect of the solar stone is that it serves the use of solar gains to heat the component at defined seasons. For the exemplary calculation of the solar gains for the sample body, the location-based radiation offers were determined during the heating season. The locations Oberbayern and Chur were chosen. The following values for a wall structure of 45 cm and a solar area proportion of 30% were determined:
Concrete wall: u = 0.65 W / m 2 K
Concrete + Plexiglas: u = 0,56 W / m 2 K
Total: u = 0.62 W / m 2 K

Für den Standort Oberbayern ergaben die solaren Erträge pro m2 Solarfläche (entspricht 37 Solarsteinen) 219 kWh/a, für Chur 253 kWh/a.For the location of Upper Bavaria, the solar yields per m 2 solar area (equivalent to 37 solar blocks) amounted to 219 kWh / a, for Chur 253 kWh / a.

Der Solarstein nutzt das Prinzip der Gewinnung von Wärmeenergie aus direkter Sonneneinstrahlung. Die gewonnene Wärmeenergie wird in das Bauteil eingeleitet und an der dem Innenraum zugewandten Oberfläche des Bauteils abgestrahlt. Darüber hinaus wird durch das erwärmte Bauteil der Wärmestrom in Richtung des Temperaturgefälles nach Außen reduziert. Beide Effekte verringern Wärmeverluste in der Heizpe riode und durch die Dämpfung der Temperaturamplituden entsteht im tageszeitlichen Verlauf optimierte Abstrahlung.The Solarstein uses the principle of obtaining heat energy from direct sunlight radiation. The recovered heat energy is introduced into the component and emitted to the interior of the surface facing the component. In addition, the heated component reduces the heat flow in the direction of the temperature gradient to the outside. Both effects reduce heat losses in the heating period and the attenuation of the temperature amplitudes produces optimized radiation over the course of the day.

Die Geometrie ist so gestaltet, dass solare Gewinne nur in bestimmten Jahreszeiten (Heizperiode) eingetragen werden. In Jahreszeiten mit mittleren und höheren Temperaturen entsteht geringer oder kein Wärmeeintrag, so dass eine unerwünschte Erwärmung oder Überhitzung des Bauteils oder des gesamten Gebäudes vermieden wird.The Geometry is designed so that solar gains only in certain Seasons (heating season) are registered. In seasons with middle and higher Temperatures are less or no heat input, causing unwanted heating or overheating of the component or the entire building is avoided.

Das System versteht sich als Unterstützung der Heizungsanlage Es bietet die neuartige Möglichkeit bei Sichtbetonbauten das Prinzip der Wandheizung umzusetzen. Im Vergleich zu existierenden Produkten der transparenten Wärmedämmung ist der Solarstein ein unempfindliches Element, das während des Bauablaufs robust genug und langfristig haltbar ist. Die Materialien sind nachhaltig und verfügen über eine hohe Lebensdauer. Das System funktioniert wartungsfrei und kontinuierlich. Es ermöglicht neben der energetischen Effizienz eine Verbesserung des Raumklimas der Innenräume, Insgesamt kann durch die Anwendung des Prinzips Solarstein Heizenergie aus anderen Energiequellen eingespart werden.The System is intended as a support to the Heating system It offers the novel possibility for exposed concrete structures implement the principle of wall heating. Compared to existing ones Products of transparent thermal insulation is The Solarstein an insensitive element, which during the Construction process is robust enough and durable. The materials are sustainable and have one long life span. The system works maintenance-free and continuously. It allows beside Energy efficiency improves the indoor climate Inside rooms, Overall, by applying the principle of solar stone heating energy saved from other energy sources.

Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt.Further Features, objects and advantages of the present invention will be apparent The following detailed description of a preferred embodiment the invention, which serves as a non-limiting example and on the attached drawing Refers.

1 beschreibt die Lage der Solarelemente im Bauteil. Dabei können der Abstand zwischen den Einsatzelementen sowie die Dimensionen von Bauteil und Elementen variieren. 1 describes the position of the solar elements in the component. The distance between the insert elements and the dimensions of the component and elements can vary.

2 verdeutlicht die Lage der Absorberschicht 2 clarifies the position of the absorber layer

3 verdeutlicht die Lage der reflektierenden Schicht 3 clarifies the position of the reflective layer

4 zeigt schematisch den Sonneneinstrahlungswinkel im Jahresverlauf. 4 shows schematically the solar irradiation angle in the course of the year.

5 zeigt beispielhafte Fertigteilplatten in Schnitt und Ansicht mit einem Solarflächenanteil von 30%. 5 shows exemplary prefabricated panels in section and view with a solar area of 30%.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solaren Wandelements 1 wird anhand der nachfolgend beschriebenen 1 bis 5 näher erläutert. Die Wirkungsweise des Wandelementes 1 beruht auf folgendem Prinzip: Sonnenlicht 2 trifft auf einen hochtransparenten oder zumindest lichtdurchlässigen Körper 3 und gelangt in diesen hinein. Mit dem Eindringen wird ein Anteil der Strahlung 2 in Wärme umgewandelt. Der verbleibende Anteil wird durch eine reflektierende Oberfläche im Bereich einer inneren Elementhüllfläche 4 weiter in den Körper 3 hineingelenkt. Im dahinter liegenden Bereich weist die innere Oberfläche eine Strahlung absorbierende Beschichtung 5 auf. Die in dieser Beschichtung 5 absorbierte Wärme wird durch eine innige Verbindung an eine Betonwand 6 bzw. Speichermasse 7 weitergeleitet. Dort breitet sie sich aus und erwärmt das Bauteil.An embodiment of a solar wall element according to the invention 1 is determined by the following 1 to 5 explained in more detail. The mode of action of the wall element 1 is based on the following principle: sunlight 2 meets a highly transparent or at least translucent body 3 and gets into it. With the penetration becomes a portion of the radiation 2 converted into heat. The remaining portion is due to a reflective surface in the region of an inner element envelope surface 4 further into the body 3 into steered. In the area behind, the inner surface has a radiation absorbing coating 5 on. The in this coating 5 absorbed heat is transmitted through an intimate connection to a concrete wall 6 or storage mass 7 forwarded. There it spreads and warms the component.

Die Explosionsdarstellung der 2 verdeutlicht die Lage der Absorberschicht 5 im hinteren Teil des nach vorne, d. h. zur Außenwand 8 des Gebäudes (vgl. 1) geöffneten Körpers 3. Die Explosionsdarstellung der 3 verdeutlicht dagegen die Lage der reflektierenden Schicht 4, die den vorderen, röhrenförmigen Teil des Körpers 3 einhüllt.The exploded view of the 2 clarifies the position of the absorber layer 5 in the rear part of the front, ie to the outer wall 8th of the building (cf. 1 ) open body 3 , The exploded view of the 3 on the other hand illustrates the position of the reflective layer 4 that the front, tubular part of the body 3 envelops.

Der technische Aufbau kann wie folgt sein. Der Solarstein bzw. das Wandelement 1 besteht aus einem Körper 3 aus Kunststoff, Glas oder anderen transparenten Materialien. Der reflektierende Bereich 4 kann durch Oberflächenbearbeitung (polieren) oder Aufbringung eines reflektierenden Materials (beschichten) hergestellt werden. Der absorbierende Bereich 5 kann durch Oberflächenbearbeitung (mattieren, sandstrahlen) oder durch Aufbringung eines absorbierenden Materials (beschichten) hergestellt werden. Die Oberfläche muss robust und innig mit dem massiven Bauteil oder dem Hohlkörper verbunden sein. Das Bauteil 3 kann als Einzelelement 1 in den Beton 6 oder das Massivbauteil 7 eingebracht werden. Es kann auch mittels einer Matrize, die im Bauteil verbleibt oder einem Gitter oder Strukturelement positioniert werden. Der technische Aufbau ist nicht auf die skizzierten Dimensionen beschränkt, er kann auch auf wesentlich kleinere bzw. größere Dimensionen des Solarsteinkörpers angewendet werden.The technical structure can be as follows. The solar brick or the wall element 1 consists of a body 3 made of plastic, glass or other transparent materials. The reflective area 4 can be made by surface treatment (polishing) or application of a reflective material (coating). The absorbing area 5 can be produced by surface treatment (matting, sand blasting) or by applying an absorbent material (coating). The surface must be robust and intimately connected to the solid component or the hollow body. The component 3 can as a single element 1 in the concrete 6 or the solid component 7 be introduced. It can also be positioned by means of a die which remains in the component or a grid or structural element. The technical structure is not limited to the outlined dimensions, it can also be applied to much smaller or larger dimensions of the solar stone body.

Der Körper des Solarsteins bzw. Wandelements 1 ist so geformt, dass seine Geometrie definierte solare Einstrahlwinkel auf die absorbierende Fläche 5 lenkt bzw. andere definierte Einstrahlwinkel reflektiert. Damit wird ein Aufheizen des Bauteils 1 je nach Einfallswinkel der Solarstrahlung 2 ermöglicht bzw. verhindert. Je nach Standort und jahreszeitlichem Sonnestand kann die Geometrie variieren. Die Geometrie kann deutlich von den skizzierten Formen abweichen. Das Prinzip kann je nach Sonnenstand, Standort und gewünschter Wärmeausbeute modifiziert werden.The body of the solar stone or wall element 1 is shaped so that its geometry defines solar irradiation angles on the absorbing surface 5 deflects or other defined Einstrahlwinkel reflected. This will cause the component to heat up 1 depending on the angle of incidence of the solar radiation 2 allows or prevents. Depending on the location and the season, the geometry may vary. The geometry may differ significantly from the sketched shapes. The principle can be modified depending on the position of the sun, the location and the desired heat yield.

Der Solarstein 1 kann in ein massives Bauteil entsprechender Wärmeleitfähigkeit eingebaut werden. Dies kann ein Betonfertigteil, eine Ortbetonwand oder auch ein Ziegelelement oder anders massives Bauteil sein. Das massive Bauteil weist im Bereich zwischen Absorber 5 und Innenfläche der Außenwand 8 eine Wärmeleitfähigkeit auf, die einen Wärmestrom in Richtung Innenfläche 9 ermöglicht. Das massive Bauteil 1 weist im Bereich zwischen Absorber 5 und Außenfläche der Außenwand 8 eine Wärmeleitfähigkeit auf, die einen Wärmestrom in Richtung der Außenfläche 8 minimiert.The solar stone 1 can be installed in a solid component of appropriate thermal conductivity. This can be a precast concrete element, an in-situ concrete wall or even a brick element or other solid component. The massive component points in the area between the absorber 5 and inner surface of the outer wall 8th a thermal conductivity that causes a heat flow towards the inner surface 9 allows. The massive component 1 points in the area between absorber 5 and outer surface of the outer wall 8th a thermal conductivity that causes a heat flow in the direction of the outer surface 8th minimized.

Der in den 1 bis 5 dargestellte Solarstein 1 ist ein Musterkörper als beispielhafte Anwendung des Prinzips. Dieser besteht aus gegossenem Plexiglas. Plexiglas besitzt mit 92% eine höhere Lichttransmission als Glas. Sein Gesamtenergiedurchlass liegt bei 85%. Des Weiteren besitzt es eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit von 0,19 W/mK. Glas verfügt im Vergleich über eine Wärmeleitfähigkeit von 1,0 W/mK. Das Material ist witterungs- und alterungsbeständig, gut bearbeitbar und widersteht Dauergebrauchstemperaturen bis zu 80°C.The in the 1 to 5 illustrated solar stone 1 is a sample body as an exemplary application of the principle. This consists of cast Plexiglas. Plexiglas has 92% higher light transmission than glass. Its total energy transmission is 85%. Furthermore, it has a relatively low thermal conductivity of 0.19 W / mK. In comparison, glass has a thermal conductivity of 1.0 W / mK. The material is weather and aging resistant, easy to machine and withstands continuous use temperatures up to 80 ° C.

Die geschwungene Form des Musterkörpers im Schnitt und Grundriss erzeugt die dem Standort entsprechende Geometrie. Durch die Schrägstellung des Steines, die Größe der Lichtöffnung sowie die Tiefe der Reflektionsfläche 4 wird erreicht, dass die Strahlung zwischen 5–40° weiter bis zum Absorber 5 reflektiert wird, höhere Einstrahlungswinkel ab 40° jedoch zurückreflektiert werden. Hier bezieht sich das Beispiel des Musterkörpers auf den Standort Oberbayern. Dabei wurde ermittelt, dass die tief stehende Sonneneinstrahlung im Winter innerhalb der Heizperiode zwischen 5° und 40° ist. Die Sonneneinstrahlung außerhalb der Heizperiode, welche das Gebäude unerwünscht aufheizen würde, liegt über 40°.The curved shape of the sample body in section and floor plan produces the geometry corresponding to the location. Due to the inclination of the stone, the size of the light opening and the depth of the reflection surface 4 it is achieved that the radiation continues between 5-40 ° to the absorber 5 is reflected, higher radiation angles from 40 °, however, be reflected back. Here, the example of the sample body refers to the location of Upper Bavaria. It was determined that the low solar radiation in winter in the heating period between 5 ° and 40 °. The sunlight outside the heating period, which would heat the building undesirable, is over 40 °.

Die Tropfenform in der Ansicht ist nicht zwingend. Andere Ausformulierungen des Elementes sind denkbar, solange das vorher beschriebene Prinzip in Schnitt und Grundriss befolgt wird.The Drop shape in the view is not mandatory. Other formulations of the element are conceivable as long as the previously described principle is followed in section and floor plan.

Der Richtung Außenwand 8 liegende Bereich des Musterkörpers besitzt eine Aluminiumbeschichtung 4, welche mit einer Gesamtreflexion von ca. 95% das Sonnen licht weiterreflektiert. Die Absorberfläche 5 besteht aus einer schwarzen Kappe z. B. aus Kupferblech oder Stahl. Die Form der Kappe garantiert eine größere Oberfläche als ein ebener Abschluss des Solarsteines 1 und garantiert somit eine großflächigere Übertragung der Wärme an die Wand 6. Das Absorberpotential von einer schwarzen Beschichtung 5 liegt bei 95%.The direction outer wall 8th lying region of the sample body has an aluminum coating 4 , which reflects the sun light with a total reflection of about 95%. The absorber surface 5 consists of a black cap z. B. copper sheet or steel. The shape of the cap guarantees a larger surface than a flat finish of the solar stone 1 and thus guarantees a larger-scale transfer of heat to the wall 6 , The absorber potential of a black coating 5 is 95%.

Der Musterkörper ist in eine Betonwand 6 eingegossen, deren bauphysikalische Eigenschaften durch poröse Anteile (Leichtzuschlag aus z. B. Blähtonkugeln (Liapor) und Blähglasgranulat (Liaver)) und PCM-Materialien (z. B. Rubitherm GR 27 oder Micronal) zugunsten des Prozesses von Wärmestrom und Wärmespeicherung optimiert sind. Das Prinzip ist auch in abweichend aufgebauten Bauteilen anwendbar.The pattern body is in a concrete wall 6 whose physical properties are optimized by porous components (lightweight aggregate of eg expanded clay spheres (Liapor) and expanded glass granulate (Liaver)) and PCM materials (eg Rubitherm GR 27 or Micronal) in favor of the process of heat flow and heat storage. The principle is also applicable in deviating components.

Neben dem Eingießen in den Ortbeton bietet sich die Fertigung von Fertigteilplatten an. Sie ermöglicht ein erleichtertes Eingießen sowie ein exakteres Positionieren der Solarelemente 1. Dabei sollten die Solarsteine 1 nicht ganz vergossen werden, sondern die Absorberkappen 5 noch frei liegen, wie dies in 5 gezeigt ist. Die Fertigteilplatten 10 mit einer Vielzahl darin eingebetteter Wandelemente 1 können als verlorene Schalung verwendet werden, wobei sichergestellt wird, dass die aus den Platten 10 hervorstehenden Kappen 5 in den Ortbeton eingegossen werden und somit eine einwandfreie Wärmeübertragung möglich ist. Des Weiteren ist der Einbau in Ziegel oder Porenbetonbauteile als Anwendung möglich.In addition to pouring into in-situ concrete, the production of prefabricated panels is also suitable. It allows easier pouring and a more accurate positioning of the solar elements 1 , It should be the solar stones 1 not completely shed, but the absorber caps 5 still be free, like this in 5 is shown. The precast panels 10 with a plurality of wall elements embedded therein 1 can be used as a permanent formwork, making sure that from the plates 10 protruding caps 5 poured into the in-situ concrete and thus a perfect heat transfer is possible. Furthermore, installation in brick or aerated concrete components is possible as an application.

In den dargestellten Musterbeispielen der Halbfertigteile (vgl. 5) wurde ein Solarflächenanteil von 30% gewählt. Dadurch wird ein optisches Überwiegen eines der beiden Baustoffe verhindert. Der prozentuale Anteil der Solarsteine 1 an der Fassadenfläche kann je nach Bedarf und Erscheinung variieren.In the illustrated examples of semi-finished parts (see. 5 ), a solar area share of 30% was chosen. As a result, an optical predominance of one of the two building materials is prevented. The percentage of solar stones 1 on the facade surface can vary according to need and appearance.

Der erfindungsgemäße Solarstein 1 dient der Nutzung solarer Gewinne zur Erwärmung des Bauteils zu definierten Jahreszeiten. Zur beispielhaften Berechnung der solaren Gewinne für den Musterkörper wurden die standortbedingten Strahlungsangebote während der Heizperiode ermittelt Es wurden die Standorte Oberbayern und Chur gewählt. Folgende Werte für einen Wandaufbau von 45 cm und einem Solarflächenanteil von 30% wurden ermittelt:
Betonwand: u = 0,65 W/m2K
Beton + Plexiglas: u = 0,56 W/m2K
Gesamt: u = 0,62 W/m2K
The solar stone according to the invention 1 serves the use of solar gains to heat the component at defined seasons. For the exemplary calculation of the solar gains for the sample body, the location-based radiation offers were determined during the heating season. The locations Oberbayern and Chur were chosen. The following values for a wall structure of 45 cm and a solar area proportion of 30% were determined:
Concrete wall: u = 0.65 W / m 2 K
Concrete + Plexiglas: u = 0,56 W / m 2 K
Total: u = 0.62 W / m 2 K

Für den Standort Oberbayern ergaben die solaren Erträge pro m2 Solarfläche (entspricht 37 Solarsteinen) 219 kWh/a, für Chur 253 kWh/a.For the location of Upper Bavaria, the solar yields per m 2 solar area (equivalent to 37 solar blocks) amounted to 219 kWh / a, for Chur 253 kWh / a.

Die vier Darstellungen der 4 zeigen schematisch den Sonneneinstrahlungswinkel im Verlauf des Jahres. Dabei stellen die Zeichnungen a) und b) die Situation im Winter während der Heizperiode dar. Die Zeichnungen c) und d) stellen die Situation während der Sommermonate dar.The four representations of 4 show schematically the solar irradiation angle during the year. The drawings a) and b) represent the situation in winter during the heating season. The drawings c) and d) represent the situation during the summer months.

Das Prinzip ermöglicht eine Temperaturamplitudendämpfung, da zuerst solare Wärme in der Wand eingespeichert wird und etwa 6–8 Stunden später phasenversetzt an den Innenraum abgegeben wird. Dabei erzeugt die großflächige Wärmeabgabe ein behagliches Raumklima. Gleichzeitig können Betriebs- und Investitionskosten für die Heizungsanlage eingespart werden. Zuletzt kommen die eingesparten Emissionen der Umwelt zugute.The principle allows a temperature amplitude attenuation, since first solar heat is stored in the wall and is discharged about 6-8 hours later out of phase to the interior. This generates the large-scale heat dissipation a comfortable room climate. At the same time operating and investment costs for the heating system can be saved. Finally, the saved emissions benefit the environment.

Der Solarstein ist ein Prinzip zur Gewinnung von Wärmeenergie aus direkter Sonnestrahlung. Die gewonnene Wärmeenergie wird in das Bauteil eingeleitet und an der dem Innenraum zugewandten Oberfläche des Bauteils abgestrahlt. Darüber hinaus wird durch das erwärmte Bauteil der Wärmestrom in Richtung des Temperaturgefälles nach Außen reduziert. Beide Effekte verringern Wärmeverluste in der Heizperiode und durch die Dämpfung der Temperaturamplituden entsteht im tageszeitlichen Verlauf optimierte Abstrahlung.Of the Solar stone is a principle for the production of heat energy from direct sunshine. The recovered heat energy is introduced into the component and facing the interior surface of the component radiated. About that Beyond is heated by the Component of heat flow in the direction of the temperature gradient outward reduced. Both effects reduce heat losses in the heating season and by the damping the temperature amplitudes are optimized in the daytime course Radiation.

Die Geometrie ist so gestaltet, dass solare Gewinne nur in bestimmten Jahreszeiten (Heizperiode) eingetragen werden. In Jahreszeiten mit mittleren und höheren Temperaturen entsteht geringer oder kein Wärmeeintrag, so dass eine unerwünschte Erwärmung oder Überhitzung des Bauteils oder des gesamten Gebäudes vermieden wird.The Geometry is designed so that solar gains only in certain Seasons (heating season) are registered. In seasons with middle and higher Temperatures are less or no heat input, causing unwanted heating or overheating of the component or the entire building is avoided.

Das System versteht sich als Unterstützung der Heizungsanlage Es bietet die neuartige Möglichkeit bei Sichtbetonbauten das Prinzip der Wandheizung umzusetzen. Im Vergleich zu existierenden Produkten der transparenten Wärmedämmung ist der Solarstein ein unempfindliches Element, das während des Bauablaufs robust genug und langfristig haltbar ist. Die Materialien sind nachhaltig und verfügen über eine hohe Lebensdauer. Das System funktioniert wartungsfrei und kontinuierlich. Es ermöglicht neben der energetischen Effizienz eine Verbesserung des Raumklimas der Innenräume, Insgesamt kann durch die Anwendung des Prinzips Solarstein Heizenergie aus anderen Energiequellen eingespart werden.The System is intended as a support to the Heating system It offers the novel possibility for exposed concrete structures implement the principle of wall heating. Compared to existing ones Products of transparent thermal insulation is The Solarstein an insensitive element, which during the Construction process is robust enough and durable. The materials are sustainable and have one long life span. The system works maintenance-free and continuously. It allows beside Energy efficiency improves the indoor climate Inside rooms, Overall, by applying the principle of solar stone heating energy saved from other energy sources.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.The The invention is not limited to the above embodiments. Much more is a variety of variants and modifications conceivable by the idea according to the invention Use and therefore also fall within the scope of protection.

11
Wandelementwall element
22
Sonnenlichtsunlight
33
Körperbody
44
innere Hüllfläche/reflektierende Schichtinner Envelope / reflective layer
55
absorbierende Beschichtung/Absorberkappeabsorbing Coating / absorber cap
66
Betonwandconcrete wall
77
Speichermassestorage mass
88th
Außenwandouter wall
99
Innenflächepalm
1010
FertigteilplattePrecast concrete slab

Claims (8)

Solares Wandelement (1) zur Wärmegewinnung aus solarer Strahlungsenergie (2), insbesondere zur Verwendung als Bestandteil einer äußeren Gebäudehülle, umfassend einen Körper (3) und/oder Hohlkörper aus zumindest teilweise transparenten oder zumindest lichtdurchlässigen und/oder Licht leitenden Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien aufgrund ihrer Materialeigenschaften und/oder aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus Wärme dämmende Eigenschaften aufweisen.Solar wall element ( 1 ) for heat recovery from solar radiation energy ( 2 ), in particular for use as part of an external building envelope, comprising a body ( 3 ) and / or hollow body of at least partially transparent or at least translucent and / or light-conducting materials, characterized in that the materials have heat-insulating properties due to their material properties and / or due to their constructive structure. Solares Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein geometrisches Hüllelement des Körpers (3) in einem äußeren Bereich eine zur Innenseite des Elementes (1) weisende reflektierende Fläche (4) aufweist.Solar wall element according to claim 1, characterized in that a geometric envelope element of the body ( 3 ) in an outer area one to the inside of the element ( 1 ) reflective surface ( 4 ) having. Solares Wandelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geometrische Hüllelement des Körpers (3) in einem inneren Bereich eine absorbierende Kappe (5) zur Wandlung der Energie der Sonneneinstrahlung in Wärmeenergie aufweist.Solar wall element according to claim 1 or 2, characterized in that the geometric envelope element of the body ( 3 ) in an inner region an absorbent cap ( 5 ) for converting the energy of solar radiation into heat energy. Solares Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonneneinstrahlung (2) winkelselektiv entweder zur Absorberkappe (5) weitergeleitet wird oder diese nicht erreicht und wieder zurückreflektiert wird, basierend auf der geometrischen Form des Elementes (1) in Verbindung mit der reflektierenden Schicht (4) im vorderen Bereich.Solar wall element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solar radiation ( 2 ) angle selective either to the absorber cap ( 5 ) or is not reached and reflected back, based on the geometric shape of the element ( 1 ) in conjunction with the reflective layer ( 4 ) in the front area. Solares Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen der Absorberschicht (5) und der sie umgebenden Speichermasse (7) eine innige Verbindung besteht, zur Wärmeeinleitung in das Bauteil.Solar wall element according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least between the absorber layer ( 5 ) and the surrounding storage mass ( 7 ) There is an intimate connection, for heat introduction into the component. Anordnung aus mehreren solaren Wandelementen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.Arrangement of several solar wall elements ( 1 ) according to one of claims 1 to 5. Gebäude mit wenigstens einem solaren Wandelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (1) ganz oder teilweise in einer wärmespeicherfähigen Gebäudehülle integriert ist, jedoch so, dass zumindest eine Seite des Körpers (3) so an der Außenfläche (8) angeordnet ist, dass sie vom Sonnenlicht (2) erreicht wird.Building with at least one solar wall element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the wall element ( 1 ) is fully or partially integrated in a heat-storable building envelope, but such that at least one side of the body ( 3 ) so on the outer surface ( 8th ) is arranged to be away from sunlight ( 2 ) is achieved. Gebäude nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wandelemente (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 in wenigstens einer Gebäudeaußenwand (8) angeordnet sind.Building according to claim 7, characterized in that several wall elements ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 in at least one building exterior wall ( 8th ) are arranged.
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