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DE102008046444A1 - Fassadenplatte, System und Verfahren zur Energiegewinnung - Google Patents

Fassadenplatte, System und Verfahren zur Energiegewinnung Download PDF

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DE102008046444A1
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DE
Germany
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facade panel
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facade
insulating layer
gas
Prior art date
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Withdrawn
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DE102008046444A
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English (en)
Inventor
Stephan Nicolay
Matthias Dr. Seiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
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Publication date
Application filed by Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems, wobei die Fassadenplatte mindestens eine Dämmschicht und mindestens eine Gasleitschicht umfasst, wobei die Fassadenplatte Kunststoff aufweist. Weiterhin beschreibt die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Energiegewinnung.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems. Darüber hinaus richtet sich die vorliegende Anmeldung auf ein System und ein Verfahren zur Energiegewinnung.
  • Eine zunehmende Knappheit an fossilen Energieträgern sowie die sich hieraus ergebenden Kostensteigerungen führen zu verstärkten Investitionen auf dem Gebiet der Energieeinsparung sowie der Nutzung nachhaltiger Energieressourcen. Die Klimatisierung von Gebäuden ist gegenwärtig für einen hohen Anteil des Gesamtenergieverbrauchs ursächlich. Dementsprechend wurden viele Anstrengungen unternommen, um den hierdurch bedingten Verbrauch zu verringern.
  • Üblich werden daher beim Bau von Gebäuden Materialien zur Dämmung eingesetzt, die vielfach auch nachträglich an Fassaden angebracht werden können. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 25 07 000 A1 eine derartige Fassadenverkleidung. Nachteilig an diesen Fassadenverkleidungen ist deren komplexe Anbringung.
  • Weiterhin werden hinterlüftete Fassadenverkleidungen häufig an Bauwerken wegen ihrer bauphysikalischen Eigenschaften eingesetzt. Ein Beispiel für eine derartige Fassadenverkleidung wird in DE 100 22 615 A1 dargelegt. Jedoch wird keine Fassadenplatte beschrieben, die eine Dämmschicht und eine Gasleitschicht umfasst. Weiterhin dient diese Fassadenverkleidung nicht zur Energiegewinnung, sondern verhindert eine Erwärmung des Gebäudes durch Sonneneinwirkung. Die beschriebene Fassadenverkleidung muss ebenfalls in mehreren Schritten am Gebäude montiert werden. Diese Montage ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden.
  • Dementsprechend wurden Verbundplatten entwickelt, die in einem Schritt an eine Fassade montiert werden können, ohne dass nachfolgend ein Verputz aufgetragen werden muss. Derartige Platten werden beispielsweise in DE 197 13 542 A1 , DE 41 31 511 A1 und DE 39 13 383 A1 beschrieben. Das Dämmmaterial kann hierbei mit einer Hinterlüf tung versehen sein. Diese Verbundplatten können leicht verarbeitet und montiert werden, sind jedoch nicht zur Energiegewinnung geeignet.
  • Darüber hinaus sind aus DE 89 15 270 U1 , EP 0 382 084 A2 , DE 197 36 768 A1 , DE 199 54 955 A1 und WO 2005/033432 A1 Hohlkammerplatten bekannt, die beispielsweise zur Herstellung von Gewächshäusern oder als Konstruktionswerkstoff zur Herstellung von Kunststoffverglasungen eingesetzt werden können. Diese Platten besitzen eine Dämmwirkung, die insbesondere durch ein eingeschlossenes Gas, üblich Luft, erzielt wird. Zur Maximierung der Dämmung sollte das in dieser Schicht eingeschlossene Gas möglichst wenig Kontakt mit der Umgebungsluft und eine geringe Konvektion aufweisen. Gemäß der Lehre der Druckschrift DE 197 36 768 A1 , DE 199 54 955 A1 und WO 2005/033432 A1 werden die Hohlräume beispielsweise mit Dämmstoffen befüllt, um so die Wärmedämmung zu verbessern.
  • Die Verwendung von Luft zur Isolierung von Gebäuden wird unter anderem in WO 97/30316 A1 beschrieben. Hierbei wird Luft durch ein komplexes System auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und in einer Schicht durch die Wand eines Gebäudes geführt. Die Luft führende Schicht kann unter anderem beim Bau des Gebäudes berücksichtigt werden. Weiterhin kann eine Mehrstegplatte hierfür Verwendung finden, bei der ein oder zwei der Schichten als Dämmschicht ausgelegt sind und eine der Schichten einen Luftkanal bildet. Allerdings wird dieser Aufbau erst beim Verlegen hergestellt, so dass keine Platte mit einer Gasleitschicht und einer Dämmschicht beschrieben wird. Weiterhin wird durch diese Ausgestaltung kein System zur Energiegewinnung sondern zum Energiesparen bereitgestellt.
  • Weiterhin sind Systeme zur Dämmung von Gebäuden sowie zur Gewinnung solarer Energie bekannt. Beispielsweise beschreiben die Dokumente DE 29 29 681 A1 und DE 199 02 532 C1 Kombielemente zur Wärmedämmung und Solarenergiegewinnung. Die se Systeme werden jedoch mit Flüssigkeiten betrieben, so dass diese einen hohen Wartungs- und Herstellungsaufwand erfordern.
  • In Anbetracht des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems zur Verfügung zu stellen, die ein hervorragendes Eigenschaftsprofil aufweist.
  • Eine Aufgabe kann insbesondere darin gesehen werden, Fassadenplatten bereitzustellen, die leicht und einfach montiert und verarbeitet werden können. Zur Montage sollten insbesondere auch gering qualifizierte Personen eingesetzt werden können. Weiterhin sollte die Fassadenplatte kostengünstig herstellbar sein.
  • Darüber hinaus war es mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zur Energiegewinnung anzugeben, welches bei einer relativ hohen Energieeffizienz mit geringen Wartungs-, Unterhalts- und Anschaffungskosten verbunden ist. Hierbei sollte das System, und somit auch die Fassadenplatten, die zur Herstellung dieses einsetzbar sind, eine lange Lebensdauer aufweisen, ohne dass kontinuierlich hohe Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen notwendig sind. Dementsprechend sollte das System, insbesondere die Fassadenplatten eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit aufweisen.
  • Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Fassadenplatten werden in Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich eines Systems und eines Verfahrens zur Energiegewinnung liefern die Ansprüche 34 bzw. 41 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgaben.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fassadenplatte mindestens eine Dämmschicht und mindestens eine Gasleitschicht umfasst, wobei die Fassadenplatte Kunststoff aufweist.
  • Hierdurch gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise, eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems zur Verfügung zu stellen, welche ein hervorragendes Eigenschaftsprofil aufweist.
  • Die erfindungsgemäßen Fassadenplatten können leicht und einfach montiert und verarbeitet werden. Zur Montage können insbesondere auch gering qualifizierte Personen eingesetzt werden. Weiterhin ist die Fassadenplatte kostengünstig herstellbar. Die Fassadenplatte bietet weiterhin einen hohen Witterungsschutz. Darüber hinaus kann die Fassadenplatte an spezifische Bedürfnisse hinsichtlich Stabilität und Lärmschutzwirkung angepasst werden.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Energiegewinnung bereit, welches bei einer relativ hohen Energieeffizienz mit geringen Wartungs-, Unterhalts- und Anschaffungskosten verbunden ist. Hierbei weist das System, und somit auch die Fassadenplatten, die zur Herstellung dieses einsetzbar sind, eine lange Lebensdauer auf, ohne dass kontinuierlich hohe Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen notwendig sind. Dementsprechend zeigt die Fassadenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit.
  • Die erfindungsgemäße Fassadenplatte dient zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems. Das Energiegewinnungssystem basiert im wesentlichen auf der Nutzung solarer Energie, wobei Luft, die sich in der Gasleitschicht befindet und in einem unteren Bereich der Gasleitschicht zugeführt wird, durch Sonnenstrahlung erwärmt und nach oben geleitet wird. Im oberen Bereich wird die erwärmte Luft der Gasleitschicht entnommen und einer energetischen Nutzung zugeführt. Eine Fassadenplatte der vorliegenden Erfindung kann, je nach Ausführungsform, zur Herstellung einer Außenwand oder zum Verkleiden einer bestehenden Außenwand eingesetzt werden.
  • Die Fassadenplatte der vorliegenden Erfindung umfasst Kunststoff. Durch diese Ausgestaltung gelingt es überraschend ein sehr kostengünstiges und leistungsfähiges Energiegewinnungssystem zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise umfasst die Fassadenplatte mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-% Kunststoff auf. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Kunststoffanteil der Fassadenplatte mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% betragen. Der in der Fassadenplatte enthaltene Kunststoff kann je nach Einsatzzweck ausgewählt werden. Zu den bevorzugten Kunststoffen gehören unter anderem Polyolefine, insbesondere Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder cycloolefinische Copolymere (COC), Polyalkylen(meth)acrylate, insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly(meth)acrylimide (PMMI), Polycarbonate (PC), Polyisocyanate, Polyoxyalkylene, insbesondere Polyoxymethylen (POM), Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN); Polyetherketone, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK), Polyethersulfone (PES), Polysulfone (PSU), Polyphenylensulfide, Polyvinylchloride, Polystyrole (PS), Polyamide (PA), Polyurethane und/oder Polyimide (PI). Weiterhin können auch Copolymere eingesetzt werden, die zwei oder mehr der Wiederholungseinheiten aufweisen, aus denen die zuvor dargelegten Polymere aufgebaut sind. Hierzu gehören insbesondere Styrol-Acrylnitril-(SAN), Acrylester-Styrol-Acrylnitril-(ASA) und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymere (ABS). Diese Polymere können einzeln oder als Mischung von zwei, drei oder mehreren Kunststoffen (Blends) eingesetzt werden.
  • Die Kunststoffe können hierbei übliche Additive, beispielsweise UV-Stabilisatoren, Schlagzähmodifier, Farbmittel, Pigmente, Antistatika, Flammschutzmittel und Füllstoffe enthalten. Diese Additive ermöglichen eine einfache Anpassung der Platteneigenschaften an bestimmte Erfordernisse. Die Oberfläche der Gasleitschicht kann biozid ausgestattet werden, um ein Wachstum von Algen, Pilzen, Bakterien, Flechten, Moosen und/oder dergleichen entgegenzuwirken. Hierzu können insbesondere Silberverbindungen in die Oberfläche eingebracht werden. Weiterhin kann die Oberfläche, insbesondere bei Regen, mit einem biostatisch wirkenden Stoff behandelt werden, wobei diese Behandlung insbesondere auch mittels einer Regen induzierten Freisetzung aus einem Bauteil erfolgen kann. Geeignete biostatisch wirkenden Stoffe sind beispielsweise Metalle oder Metalllegierungen, die vorzugsweise Kupfer, Zink und/oder Blei enthalten, metall-organischen Verbindungen, vorzugsweise organische Quecksilber- und Zinnverbindungen, organische Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus Atrazin, Simazin, Pelargonsäure, Triazinen, und Wirkstoffen aus den Klassen der Azole, Morpholine und Strobilurine. Weiterhin kann die Oberfläche der Gasleitschicht mit einem Kratzfestlack oder mit selbstreinigenden und/oder wasserspreitenden Eigenschaften ausgestattet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Fassadenplatte nur eine geringe Anzahl an Kunststoffsorten aufweisen. Hierdurch kann unter anderem die Wiederverwertung der Fassadenplatte gesteigert werden. Dementsprechend weisen bevorzugte Fassadenplatten höchstens vier, besonders bevorzugt höchstens zwei und ganz besonders bevorzugt eine Kunststoffsorte auf. Der Begriff Kunststoffsorte bedeutet, dass ein aus genau einer Kunststoffsorte hergestellter Gegenstand dadurch wiederverwertet werden kann, dass der Gegenstand eingeschmolzen und der hieraus gewonnene Kunststoff beispielsweise durch Granulieren wiederverwertet werden kann, ohne dass eine Auftrennung des erhaltenen Kunststoffs notwendig ist. Bei dieser Betrachtung bleiben Kunststoffe, die nur zu einem geringen Anteil, beispielsweise bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 1 Gew.-% in der Fassadenplatte enthalten sind, außer Betracht.
  • Eine erfindungsgemäße Fassadenplatte umfasst mindestens eine Dämmschicht und mindestens eine Gasleitschicht. Dementsprechend weist eine Fassadenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung einen schichtförmigen Aufbau auf, wobei die Gasleitschicht außen angeordnet ist. Die Gasleitschicht ist daher definiert als eine der beiden äußeren Schichten der Fassadenplatte, wobei diese Schicht geeignet ist, ein Gas zu leiten. Dementsprechend bildet die Gasleitschicht eine der Oberflächenschichten der Fassadenplatte, die, senkrecht zur Schichtebene in Richtung Dämmschicht gesehen, durch eine Schicht abgeschlossen wird, die keine Kanäle bzw. der anderer Strukturen aufweist, die zum Leiten von Gasen geeignet sind. Diese Schicht kann unmittelbar durch die Dämmschicht gebildet werden. Andererseits kann diese Schicht auch eine Klebeschicht oder eine Abtrennschicht darstellen. Die Gasleitschicht weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 25 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 cm bis 15 cm auf, gemessen als Maximum der Schichtdicke.
  • Die Gasleitschicht umfasst Kanäle oder anderen Strukturen, die zum Leiten von Gasen geeignet sind. Vorzugsweise weisen die Kanäle eine Querschnittfläche im Bereich von 0,1 bis 2500 cm2, vorzugsweise 0,9 bis 1000 cm2 auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kanäle im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Dementsprechend liegt das Verhältnis von Länge der Kanäle, bezogen auf die einzelne Fassadenplatte, zur Plattenlänge im Bereich von 10:1 bis 1:1, besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1:1. Die Länge der Kanäle kann auf bekannte Weise, beispielsweise über die Laufzeit eines Fluids, das die Kanäle durchläuft, bestimmt werden. Vorzugsweise weist die Gasleitschicht einen Druckverlust von höchstens 10 mbar/m, bevorzugt höchstens 5 mbar/m und besonders bevorzugt höchstens 2 mbar/m auf. Der Druckverlust kann mittels Differenzdruckmessung zwischen zwei ausgewählten Punkten entlang der Gasleitschicht gemessen werden.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Gasleitschicht eine transluzente Schicht. Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders effektive Nutzung solarer Energie zur Erwärmung von Luft ermöglicht, die sich in der Gasleitschicht befindet. Vorzugsweise zeigt die transluzente Schicht einen Transmissionsmissionsgrad von mindestens 40%, vorzugsweise 50% gemessen gemäß ASTM D 1003-07 Verfahren B.
  • Die Gasleitschicht kann vorzugsweise aus einem oder mehreren Kunststoffen hergestellt werden. Hierzu besonders geeignet sind unter anderem Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM), Polyetheretherketon (PEEK), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder cycloolefinisches Copolymer (COC).
  • Die Dämmschicht dient zur Bereitstellung einer Wärmeisolation, wobei hierdurch synergistische Effekte hinsichtlich einer Energiegewinnung erzielt werden können. Dementsprechend sollte die Dämmschicht eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Andererseits ist eine extrem gute Dämmung vielfach mit hohem Aufwand verbunden. Vorzugsweise weist daher die Dämmschicht eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,003 bis 0,07 W/(m·K), besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,05 W/(m·K) auf, gemessen gemäß ASTM C 518-04. Die Dämmung kann durch ein Vakuum oder ein möglichst stationäres Gas erzielt werden. Die Dämmschicht weist vorzugsweise mindestens ein Dämmmaterial auf, wobei das Dämmmaterial beispielsweise aus Fasern, Partikeln, Gelen, insbesondere Aerogelen oder Xerogelen, und/oder Schäumen gebildet werden kann. Dementsprechend ergibt sich die Dicke der Dämmschicht aus der Dicke des Dämmmaterials oder der Schicht mit einem stationären Gas oder einem Vakuum. Vorzugsweise liegt die Dicke der Dämmschicht im Bereich von 0,5 bis 49 cm, vorzugsweise 4,5 cm bis 20 cm.
  • Die Dämmschicht ist nicht zum Leiten von Gasen ausgestaltet. Weiterhin unterscheidet sich die Dämmschicht von der Gasleitschicht durch eine höhere Dämmwirkung. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis des Wärmedurchgangskoeffizienten der Dämmschicht zum Wärmedurchgangskoeffizienten der Gasleitschicht im Bereich von 1:1,1 bis 1:1000, vorzugsweise 1:5 bis 1:100.
  • Die Dämmschicht kann aus organischen und/oder anorganischen Materialien gefertigt werden. Insbesondere kann die Dämmschicht aus Kunststoff gefertigte Fasern, Schäume und/oder Partikel umfassen. Zu den bevorzugten Kunststoffen, die zur Herstellung der Dämmschicht bzw. des Dämmmaterials dienen können, gehören unter anderem Polyurethan, Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly(meth)acrylimide (PMMI), Polyimid (PI) und/oder Polystyrol.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt kann die Dämmschicht expandiertes Polystyrol (EPS) und/oder geschäumtes Poly(meth)acrylimid (PMMI) umfassen.
  • Die oben genannten Produkte sind kommerziell erhältlich. So kann beispielsweise geschäumtes Poly(meth)acrylimid (PMMI) unter der Handelsbezeichnung ®ROHACELL von Evonik Degussa GmbH erhalten werden, wobei verschiedene Ausführungsformen unter den Bezeichnungen ®ROHACELL XT, ®ROHACELL IG, ®ROHACELL WF oder ®ROHACELL HT erhalten werden können, die eine thermische Leitfähigkeit im Bereich von 0,02 bis 0,05 W/(mK) zeigen. Geschäumtes Polystyrol, insbesondere in Form von Wärmedämmplatten, kann unter anderem von Caparol unter der Bezeichnung ®Capatec erhalten werden, wobei diese Platten eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,035 W/(mK) gemäß DIN EN 12 939 aufweisen.
  • Weiterhin kann die Dämmschicht anorganische Partikel, beispielsweise Aerosile, pyrogene Kieselsäuren und/oder Fällungskieselsäuren, Gele, insbesondere Aerogele und/oder Xerogele, anorganische Schäume, insbesondere Aerogelschäume und/oder anorganische Fasern umfassen.
  • Materialien zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere Aerogele, Aerosile und/oder pyrogene Kieselsäuren, werden beispielsweise in EP-A-0 446 486 , eingereicht am 28.12.90 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer 90125659 , US 5,389,420 , einreicht am 30.11.92 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 983,216 und US 5,236,758 , eingereicht am 15.05.91 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 669,738 dargelegt, wobei auf diese Druckschriften zu Offenbarungszwecken verwiesen wird und die darin offenbarten Materialien zur Herstellung der Dämmschicht in diese Anmeldung eingefügt werden. Bevorzugt einzusetzende Aerogele werden beispielsweise in den Druckschriften WO 2007/044341 A2 , WO 02/052086 A2 und WO 98/13135 beschrieben.
  • Aerogelschäume werden unter anderem in WO 2007/146945 einreicht am 12.06.2007 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2007/071013 dargelegt, wobei die hierin beschriebenen Aerogelschäume zu Offenbarungszwecken in diese Anmeldung eingefügt werden.
  • Bevorzugte Dämmstoffe, insbesondere anorganische Partikel werden in den Druckschriften US 2007102055A1 , eingereicht am 16.02.2006 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 11/356308; WO 94/25149 , eingereicht am 28.04.1994 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US94/05105; WO 98/45032 , eingereicht am 09.04.1998 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US98/07367; WO 98/045035 , eingereicht am 09.04.1998 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US98/07374; WO 98/045210 , eingereicht am 09.04.1998 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US98/07109 und WO 2007/024925 , eingereicht am 22.08.2006 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2006/032822 darge legt, wobei auf diese Druckschriften zu Offenbarungszwecken verwiesen wird und die darin offenbarten Materialien zur Herstellung der Dämmschicht in diese Anmeldung eingefügt werden.
  • Diese Materialien können einzeln oder als Mischung untereinander oder als Mischung mit weiteren Materialien (z. B. in Form von Fasern oder Faserverbünden) eingesetzt werden.
  • Mischungen verschiedener Dämmmaterialien, insbesondere anorganischer Partikel mit Fasern, vorzugsweise Kunststofffasern werden in den Druckschriften WO 2005/098553 , eingereicht am 05.01.2005 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2005/000349; WO 97/23675 , eingereicht am 20.12.1996 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US96/05760 und US 2003/077438 A1 , eingereicht am 26.11.2003 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 10/304,333 dargelegt, wobei auf diese Druckschriften zu Offenbarungszwecken verwiesen wird und die darin offenbarten Materialien und Verfahren zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere die Partikel und die Fasern, in diese Anmeldung eingefügt werden.
  • Darüber hinaus kann die Dämmschicht übliche Additive, beispielsweise Ruß oder andere IR-Absorber umfassen.
  • Neben der Gasleitschicht und der Dämmschicht kann eine erfindungsgemäße Fassadenplatte weitere Schichten, die insbesondere zum Verbinden dieser Schichten dienen können, oder weitere Komponenten enthalten.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine IR-absorbierende Schicht vorgesehen sein, die unmittelbar an die Gasleitschicht grenzt und die Kanäle zur Gasleitung, die sich in der Gasleitschicht befinden nach innen begrenzt. Die IR-absorbierende Schicht weist IR-absorbierende Materialien auf, wie z. B. Farbstoffe, Pigmente und/oder Russ.
  • Weiterhin kann, beispielsweise aus ästhetischen Gründen, eine Zwischenschicht vorgesehen sein, die zwischen der Dämmschicht und der Gasleitschicht angeordnet ist. Diese Zwischenschicht kann beispielsweise farbig oder opak ausgestaltet sein.
  • Zu den besonders bevorzugten Elementen, die eine erfindungsgemäße Fassadenplatte aufweisen kann, gehören insbesondere Wärmespeicherelemente, die vorzugsweise ein oder mehrere Phase-Change-Materialien (PCM) enthalten können. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Phase-Change-Material (PCM) einen Phasenübergang bei einer Temperaturbereich von 15°C bis 45°C vorzugsweise 18°C bis 40°C aufweisen. Zu den bevorzugten PCM gehören unter anderem Paraffine, Fettsäuren und Salzhydrate, die gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform auch verkapselt vorliegen können. Bevorzugte Paraffine können 18 bis 50 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 20 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen.
  • Das Wärmespeicherelement ist vorzugsweise so angeordnet, dass die Dämmschicht zwischen der Gasleitschicht und dem Wärmespeicherelement vorgesehen ist. Die mit einem Wärmespeicherelement ausgerüstete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fassadenplatte ist insbesondere für Konstruktionen geeignet, bei denen ein Teil der Außenwände durch Fassadenplatten gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
  • Die Dimensionen der Fassadenplatte sind an sich unkritisch, wobei diese üblich durch die Handhabbarkeit begrenzt wird. So können im Bereich von Fertighäusern ganze Wände hergestellt und montiert werden. Andererseits können bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Fassadenplatte einfach und ohne Hilfsmittel verbaut werden. Diese Fassadenplatten weisen bevorzugt eine Länge im Bereich von 100 cm bis 400 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 150 cm bis 300 cm und eine Breite im Bereich von 50 cm bis 200 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 80 cm bis 150 cm auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liegt die Dicke der Fassadenplatte im Bereich von 0,8 bis 50 cm, vorzugsweise im Bereich von 5 cm bis 25 cm. Das Flächengewicht der Fassadenplatte beträgt vorzugsweise 2 bis 50 kg/m2, besonders bevorzugt 3 bis 20 kg/m2.
  • Gemäß einer besonderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung zeigen die Fassadenplatten eine hohe Belastbarkeit, so dass die Fassadenplatten, je nach Ausführung der Montage und der Tragkonstruktion, zur Stabilität des Gebäudes beitragen können. Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt die Fassadenplatte vorzugsweise ein Tragverhalten von mindestens 750 N/m2. Die Druckfestigkeit der Fassadenplatte beträgt bevorzugt mindestens 60 N/mm2, besonders bevorzugt mindestens 80 N/mm2, gemessen gemäß ASTM C 165-07 Verfahren A. Durch eine besondere Auswahl des Dämmmaterials kann die Dämmschicht auch bei besonders materialsparenden Ausführungsformen ebenfalls eine hohe Belastbarkeit zeigen. So weisen bevorzugte Dämmmaterialien eine Druckfestigkeit von mindestens 0,28 N/mm2, gemessen gemäß ASTM C 165-07 Verfahren B auf.
  • Die Fassadenplatte weist vorzugsweise einen geringen Wärmedurchgangskoeffizienten auf, wobei die Dämmschicht zur Wärmedämmung in besonderem Maße beiträgt. Vorzugsweise liegt der Wärmedurchgangskoeffizient der Fassadenplatte im Bereich von 0,01 bis 3,0 W/(m2·K), besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 2,0 W/(m2·K), gemessen gemäß ASTM C 518-04. Die Gasleitschicht zeigt einen höheren Wärmedurchgangskoeffizienten als die Dämmschicht, wobei der Wärmedurchgangskoeffizient der Gasleitschicht vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 4,0 W/(m2·K), besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 3,0 W/(m2·K) liegt, gemessen gemäß ASTM C 518-04.
  • Eine erfindungsgemäße Fassadenplatte kann durch Verfahren hergestellt werden, die an sich in der Fachwelt bekannt sind. Beispielsweise kann eine Mehrfachstegplatte, insbesondere eine Dreifach- oder Vierfachstegplatte eingesetzt werden, wobei eine oder mehr der Hohlkammern mit einem Dämmmaterial gefüllt werden. Die Gasleitschicht ergibt sich hierbei aus den offenen Schächten der ursprünglichen Mehrfachstegplatte, die Dämmschicht aus der bzw. den mit dem Dämmmaterial gefüllten Schichten. Weiterhin kann zunächst eine Dämmschicht, beispielsweise ein Kunststoffschaum hergestellt werden, auf die Abstandshalter aufgebracht werden, wobei in einem weiteren Schritt eine weitere Schicht, insbesondere eine Platte, die vorzugsweise transluzent ausgebildet ist, auf die andere Seite der Abstandshalter befestigt wird. Die Gasleitschicht wird hierbei durch den Raum zwischen Dämmschicht und Platte gebildet. Gemäß einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann eine Doppel- oder Mehrfachstegplatte, insbesondere Dreifach- und Vierfachstegplatten mit einer Dämmschicht verbunden werden, die beispielsweise durch einen Kunststoffschaum oder ein Fasergebilde gebildet wird, wobei die Dämmschicht mit der Doppel- oder Mehrfachstegplatte durch Kleben mit dieser verbunden wird. Weiterhin kann ein Kunststoffschaum auch auf eine Doppel- oder Mehrfachstegplatte aufspritzt werden. Unter dem Begriff Doppelstegplatte wird hierin eine Hohlkammerplatte verstanden, die zwei parallele Platten, auch Gurte genannt, umfasst, die durch Stege getrennt werden. Eine Dreifachstegplatte umfasst drei parallel angeordnete Platten, die jeweils durch Stege getrennt werden, so dass zwei parallel zu den Platten angeordnete Hohlkammern entstehen, die durch eine Platte getrennt werden.
  • Zur Herstellung der Dämmschicht können auch Materialien verwendet werden, die bereits in entsprechender Form vorkonfektioniert sind. Derartige Dämmmaterialien sind unter anderem in den Druckschriften WO 2006/002440 , eingereicht am 29.06.2005 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2005/023677; WO 03/064025 A1 , eingereicht am 29.01.2003 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US03/02606; WO 03/097227 A1 , eingereicht am 15.05.2003 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US03/15531; EP 1 787 716 A1 , eingereicht am 29.01.2003 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer 06025492.7 ; WO 96/06808 , eingereicht am 20.02.1997 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer PCT/EP95/03274 ; US 2007/0173157 A1 , eingereicht am 26.01.2007 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 11/627,639; US 2007/0222116 A1 , eingereicht am 12.07.2005 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer 11/180,038; WO 2005/033432 A1 , eingereicht am 01.10.2004 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2004/032355; und WO 2006/065904 A1 , eingereicht am 12.12.2005 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2005/045240 dargelegt, wobei auf diese Druckschriften zu Offenbarungszwecken verwiesen wird und die darin offenbarten Materialien und Verfahren zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere die Partikel, die Fasern und die weiteren Zusammensetzungen, sowie die darin beschriebenen Dämmschichten in diese Anmeldung eingefügt werden.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann die Dämmschicht gemäß dem in EP-A-0 468 124 , eingereicht am 25.07.90 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer 90630134.6 ; und dem in WO 2005/033432 A1 , eingereicht am 01.10.2004 beim Patentamt der Vereinigten Staaten von Amerika (USPTO) mit der Anmeldenummer PCT/US2004/032355; dargelegten Verfahren hergestellt werden, wobei die gemäß diesen Verfahren erhältlichen Paneele zu Zwecken der Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt werden. Dementsprechend kann beispielsweise eine Platte mit Hohlräumen mit anorganischen Partikeln, insbesondere einem Aerogel, Aerosil und/oder pyrogener Kieselsäure gefüllt werden. Anschließend kann diese Platte evakuiert werden. Nach dem Ausbilden eines Vakuums können die mit dem Dämmmaterial gefüllten Hohlräume der Platte verschlossen werden. Je nach Ausgang der eingesetz ten Platte muss die Gasleitschicht zusätzlich hergestellt werden. Falls eine Mehrfachstegplatte eingesetzt wurde, kann eine Schicht die Funktion der Gasleitschicht bereitstellen, falls die entsprechende Schicht Kanäle aufweist, die mit der Außenluft in Verbindung steht.
  • Zur Bildung eines großflächigen Energiegewinnungssystems der vorliegenden Erfindung kann es notwendig sein, mehrere Fassadenplatten zu einem Gebilde zusammen zu montieren. Dies kann beispielsweise über einen stumpfen oder schrägen Stoss erfolgen. Weiterhin können die Fassadenplatten vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass die Platten besonders einfach und sicher zusammengefügt werden können, wobei die Art der Fügung an sich unkritisch ist. So können die Fassadenplatten mit einem Verbindungssystem versehen sein. Hierzu gehören insbesondere Nut-Feder-Systeme oder Clipsysteme. Weiterhin kann die Fassadenplatte an den Kanten eine Form aufweisen, die eine überlappende Verbindung oder eine Spundung ermöglichen. Zur Steigerung der Verbindungsqualität können die Platten durch Kleben oder Klettsysteme miteinander verbunden werden. Weiterhin kann ein Dichtprofil formschlüssig in die Fugen eingebracht werden.
  • Die Fassadenplatten können durch übliche Befestigungssysteme an Gebäuden befestigt werden. Beispielsweise können die Fassadenplatten durch Kleben, insbesondere in Form von Klebebatzen montiert werden. Weiterhin können die Fassadenplatten durch mechanische Befestigungsmethoden, beispielsweise Anker oder Ankerschienen, in die die Fassadenplatten eingehakt werden können, befestigt werden. Zur Aufnahme der Verankerung kann die Fassadenplatte dementsprechend mit einer Nut oder einer Lochung versehen sein. Weiterhin können die Fassadenplatten durch Klemmprofile mit einem Gebäude oder einer Tragkonstruktion verbunden werden. Hierzu kann beispielsweise ein Tragprofil aufgestellt oder an einer Außenwand, beispielsweise durch Verschraubung befestigt werden. Das Tragprofil kann in Rechteckausführung ausgestaltet sein. Üblich bestehen diese Tragprofile aus Kunststoff, Holz/Holzwerkstoff oder Metall. Die Befestigung der Fassadenplatte an dieses Profil kann durch Verklemmen der Platte mittels einer auf der Außenseite aufsitzende linearen Klemmschiene, welche im oder über dem Zwischenraum der Platten vorgesehen ist und punktuell mit dem Wandprofil verschraubt wird, erfolgen. Weiterhin können die Platten mit Bohrungen versehen sein, um eine Befestigung zu ermöglichen.
  • Um eine bessere Montage zu ermöglichen, kann eine Deckschicht auf die Fassadenplatte aufgebracht werden, die, nach dem Befestigen auf die Platte, als Teil der Gasleitschicht angesehen werden kann.
  • Die Fassadenplatten der vorliegenden Erfindung bilden einen Bestandteil eines Systems zur Energiegewinnung. Dieses System ist neu und dementsprechend ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Neben einer oder mehrerer der erfindungsgemäßen Fassadenplatten umfassen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energiegewinnungssystems weitere Komponenten, mit denen die durch solare Einstrahlung gewonnene Energie genutzt werden können. Zu diesen Komponenten gehören beispielsweise Absorptionskältemaschinen, Leitungssysteme zur Verteilung von Warmluft in einem Gebäude, Wärmepumpen, latente Wärmespeicher, Wärmetauscher und/oder Kompressionskältemaschinen. Ein Teil dieser Komponenten sowie weitere Bestandteile einer Anlage zur Energiegewinnung sind unter anderem in F. Ziegler, „Recent developments and future prospects of sorption heat pump systems", Int. J. Therm. Sci. (1999) 38, 191–208 dargelegt. Weiterhin werden Absorptionskältemaschinen und Arbeitsmedien in WO 2006/134015 , eingereicht am 24.05.2006 beim Europäischen Patentamt mit der Anmeldenummer PCT/EP2006/062567 dargelegt, wobei die in diesen Druckschriften beschriebenen Absorptionskältemaschinen und Arbeitsmedien usw. zu Zwecken der Offenbarung in diese Anmeldung eingefügt werden. Bevorzugte Absorptionskältemaschi nen oder Absorptionswärmepumpen können als Absorbens eine ionische Flüssigkeit und Wasser als Kältemittel umfassen.
  • Diese Komponenten können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Weiterhin kann das System auch Komponenten zum Verteilen oder zum aktiven Transport erwärmter Luft, insbesondere eine Ventilation, umfassen.
  • Weiterhin ist ein Verfahren zur Energiegewinnung Gegenstand der vorliegenden Erfindung, umfassend das Erwärmen von Luft durch Sonneneinwirkung in einer Gasleitschicht, die mit einer Dämmschicht verbunden ist, und die Nutzung der gewonnenen Wärmeenergie.
  • Die Nutzung der Wärmeenergie kann beispielsweise über den Einsatz einer Absorptionskältemaschine, einer Wärmepumpe, eines Leitungssystem zur Verteilung von Warmluft in einem Gebäude erfolgen. Vorzugsweise kann die gewonnene Wärmeenergie zur Erzeugung von Warmwasser genutzt werden.
  • Je nach Sonneneinstrahlung kann der Einsatz einer Wärmepumpe sinnvoll sein, um die gewonnene Wärmeenergie auf ein höheres Temperaturniveau zu befördern.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
  • 1: Einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform eines Systems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2: Einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems der vorliegenden Erfindung;
  • 3: Verschiedene Ausführungsformen zum Befestigen einer erfindungsgemäßen Fassadenplatte an ein Gebäude;
  • 4: Verschiedene Ausführungsformen zum Verbinden von verschiedenen Fassadenplatten.
  • In 1 ist in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines Energiegewinnungssystems 1 der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches Bestandteil eines Gebäudes 2 ist. Die Außenwände 3 eines Gebäudes 2 sind mit Fassadenplatten 4 der vorliegenden Erfindung versehen. Im Sockelbereich kann Außenluft in die Gasleitschicht 5 des Plattensystems einströmen. Durch solare Strahlung wird die sich in der Gasleitschicht 5 befindliche Außenluft erwärmt, die hierdurch aufsteigt. Die erwärmte Luft wird in der vorliegenden Ausführungsform am unteren Teil des Daches, beispielsweise der Traufe, dem Ortgang, dem Giebel, oder der Dachattika, dem Plattensystem entnommen und einer Nutzung zugeführt. Die Wärmeenergie kann beispielsweise durch eine in 1 nicht dargestellte haustechnische Anlage des Gebäudes 2 genutzt werden.
  • In 2 ist ein schematischer Ausschnitt des in 1 dargestellten Energiegewinnungssystems 1 dargestellt. Die Fassadenplatte 4 umfasst eine Gasleitschicht 5 und eine Dämmschicht 6, wobei die Dämmschicht 6 zur Außenwand 3 ausgerichtet ist. Die sich in der Gasleitschicht 5 befindliche Außenluft steigt durch die Erwärmung nach oben.
  • 3 zeigt verschiedene Ausführungsformen zum Befestigen erfindungsgemäßer Fassadenplatten 4, die vorliegend eine Dämmschicht 6 und eine durch eine Klebeschicht 7 mit dieser verbundenen Gasleitschicht 5 umfassen, an ein Gebäude. Beispielsweise können die Platten 4 an eine Außenwand 3 durch Klebebatzen 8 an einer Wand 3 angebracht werden, wie in 3A dargestellt. Weiterhin können die Fassadenplatten 4 durch ein Ankerprofil 9 an einer Wand 3 montiert werden, wie dies in den 3B und 3C dargestellt ist. Das Ankerprofil 9 kann durch Schrauben 10 an die Wand angebracht werden. Das Ankerprofil 9 weist einen Winkel 11 auf, in den die erfindungsgemäße Fassadenplatte über eine Nut oder eine Lochung 12 eingehängt wer den kann, wofür Verstärkungselemente in der Fassadenplatte vorgesehen sein können, die vorliegend nicht dargestellt sind. In der in 3B dargestellten Ausführungsform ist die Kante der Fassadenplatte 4 stufenförmig ausgebildet, so dass eine Überlappung mit der benachbarten Platte gewährleistet ist. Die in 3C dargestellt Ausführungsform ist mit einer Deckschicht 13 versehen, um die Fügung der Platten untereinander und damit die Gebäudefassade zusätzlich abzudichten. Die Deckschicht 13 kann durch eine Klebeschicht mit der Gasleitschicht der erfindungsgemäßen Fassadenplatte verbunden werden. Darüber hinaus können die Platten auch durch Klemmverbindungen 14, die auch in Form von Klemmprofilen ausgestaltet sein können, an der Außenwand des Gebäudes befestigt werden, wie dies in 3D schematisch dargestellt ist. So können zwei Fassadenplatten 4 beispielsweise durch die mit Schrauben 15 gegen ein Tragprofil 16 erzeugten Presskräfte an einer Außenwand befestigt werden.
  • 4 beschreibt unterschiedliche Möglichkeiten zum Verbinden von Fassadenplatten. Die Fassadenplatten 4 können beispielsweise stumpf oder schräg gestoßen werden, wobei zur Verstärkung der Verbindung Klebstoffe oder Dichtprofile 17 eingesetzt werden können (4A bzw. 4B).
  • In Figur 4C ist eine Fügung der Fassadenplatten 4 durch Spundung dargestellt, wobei eine Kante der Platte 4 mit einer Feder 18 und eine weitere Kante der Platte mit einer Nut 19 versehen sind. In die Fügung kann zusätzlich ein Dichtungsmaterial oder Dichtungsprofil sowie eine Verklebung eingebracht werden.
  • Eine Überlappung ist in 4D dargestellt. Die jeweiligen Kanten der Fassadenplatten 4 sind stufenförmig ausgebildet, wobei der Vorsprung 20 einer Platte 4 in die Aussparung 21 der nächsten Platte 4 angepasst ist. Zusätzlich kann ein Dichtungsmaterial oder Dichtungsprofil sowie eine Verklebung mit eingebracht werden.
  • Ein in 4E dargestelltes Nut-Feder-System weist im Allgemeinen eine formschlüssige, spezifische Profilierung 22 beider mit einander zu verbindender Platten 4 auf, wobei ein Abgleiten der Platten insbesondere während der Montage durch Rückstellkräfte erschwert wird. Zusätzlich kann ein Dichtungsmaterial oder Dichtungsprofil sowie eine Verklebung mit eingebracht werden.
  • Ein Beispiel einer Klemmverbindung ist in 4F dargestellt, wobei in der vorliegenden Ausgestaltung ein Pfosten-Riegel-Fassadeprofil dargestellt ist. Die stumpf stoßenden Kanten der Fassadenplatten werden untereinander mittels eines Klemmprofils 23 verbunden, welches in der Fuge zwischen zwei Platten mit einem an der Gebäudewand angebrachten Wandprofil punktuell verschraubt wird. Hierdurch wird die Verbindung zweier anschließender Fassadenplatten 4 mittels Klemmung herstellt. Zusätzlich kann ein Dichtungsmaterial oder Dichtungsprofil mit eingebracht werden.
  • Ausführungsbeispiel
  • Eine Fassadenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung wurde aus drei einzelnen Materialschichten, einer Dämmschicht, einer opaken Zwischenschicht und einer Gasleitschicht, gebildet, welche miteinander verklebt wurden.
  • Die Dämmschicht (6), bestand aus einer 600 × 600 mm und 60 mm starken EPS Dämmung (Produkt: ®Capatect Dalmatiner Fassadendämmplatte 160, Fa. Caparol; EPS-Hartschaum Typ: EPS 035 WDV, Brandverhalten B1, DIN 4102-1). Diese wurde mit einer opaken Zwischenschicht, die von einer PLEXIGLAS-Platte (Produkt: ®PLEXIGLAS SATINICE, Fa. Röhm) mit der Abmessung 600 × 600 × 3 mm (B × H × T) gebildet wurde, deckungsgleich, flächig verklebt.
  • Die Gasleitschicht (5), eine ®PLEXIGLAS Hohlkammerplatte (Produkt: ®PLEXIGLAS Alltop, der Firma Evonik Röhm GmbH), in Abmessung 600 × 600 × 16 mm (B × H × T), wurde deckungsgleich auf die opaken Zwischenschicht flächig verklebt.
  • Zur besseren Montage wurde die Fassadenplatte mit einer Deckschicht (13) versehen, die in Form einer ®PLEXIGLAS Platte (Produkt: PLEXIGLAS farblos, der Firma Evonik Röhm GmbH) in Abmessung 600 × 600 × 3 mm (B × H × T) ausgebildet war. Die Deckschicht wurde schräg, jeweils um 30 mm bezogen auf die Breite und die Höhe, versetzt mit der darunter liegenden Gasleitschicht (5) verklebt. Die Deckschicht diente vorliegend als Abschlussplatte für den Verbund.
  • Die Befestigung des Fassadenpaneels an einer Gebäudeaußenwand wurde mittels einem Klebebett oder einem Klebebatzen (8) auf der Rückseite (zur Gebäudeaußenwand hin) der Dämmschicht (6) und mit der Gebäudewand punktförmig oder flächig verklebt.
  • Analog zu bestehenden Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) bzw. Vollwärmeschutz für Gebäudeaußenwände wurden die einzelnen Fassadenpaneele an einer Gebäudeaußenwand angebracht. Vorliegend wurden orthogonal versetzte Fassadepaneele mit einer Stoßfuge von 1–3 mm aneinander gestoßen und bilden dadurch eine flächige Überdeckung über die gesamte Gebäudeaußenwand. Die Fassadenpaneele wurden mit einer durchlaufenden horizontalen und vertikalen Fuge an die Außenwand aufgebracht. Die Gebäudeaußenwand wurde vollflächig bekleidet. Die äußere versetzte Deckschicht (13) bildete, durch die Überlappung zum jeweils benachbarten Fassadenpaneel, den Witterungsschutz gegenüber Nässe und gleichzeitig eine Vorrichtung zur Positionierung der Fassadenpaneele an der Gebäudeaußenwand. Die Hohlkammern der Gasleitschicht (5) wurden vorwiegend vertikal über die ganze Fassadenhöhe des Gebäudes durchlaufend verbaut, wobei im Sockelbereich Außenluft in die Hohlkammern einströmen konnte.
  • Über die im Sockelbereich (unterer Fassadenteil) zur Außenluft offenen, vertikal angeordneten, Hohlkammern, strömte Luft von außen ein, welche über die solare Strahlung durch die transparente/transluzente Überdeckung der Deckschicht (13) erwärmt wurde. Die so erwärmte Luft stieg innerhalb der Gasleitschicht (5) über den ganzen Fassadenverlauf nach oben zur Traufe/First oder Attika (oberer Fassadenabschluss). Am oberen Fassadenabschluss, unterhalb des Daches, wurde die solar erwärmte Luft, mittels eines mit Ventilatoren versehenes Entlüftungssystem, aus der Gasleitschicht (5) in das innere des Gebäudes überführt und direkt an eine energetische Gebäudeanlage übergeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (45)

  1. Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte mindestens eine Dämmschicht und mindestens eine Gasleitschicht umfasst, wobei die Fassadenplatte Kunststoff aufweist.
  2. Fassadenplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-% Kunststoff aufweist.
  3. Fassadenplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Fassadenplatte enthaltene Kunststoff mindestens ein Polyolefin, insbesondere Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder cycloolefinisches Copolymer (COC), Polyalkylen(meth)acrylat, insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly(meth)acrylimide (PMMI), Polycarbonat (PC), Polyisocyanat, Polyoxyalkylen, insbesondere Polyoxymethylen (POM), Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN); Polyetherketon, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSU), Polyphenylensulfid, Polyvinylchlorid, Polystyrol (PS), Polyamid (PA), Polyurethan, Polyimid (PI), Styrol-Acrylnitril (SAN), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA) und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymere (ABS) umfasst.
  4. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitschicht eine transluzente Schicht umfasst.
  5. Fassadenplatte gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die transluzente Schicht einen Transmissionsgrad von mindestens 40%, vorzugsweise 50% gemessen gemäß ASTM D 1003-07 Verfahren B aufweist.
  6. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitschicht Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM), Polyetheretherketon (PEEK), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder cycloolefinisches Copolymer (COC) umfasst.
  7. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte eine Druckfestigkeit von mindestens 60 N/mm2, gemessen gemäß ASTM C 165-07 Verfahren A aufweist.
  8. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial eine Druckfestigkeit von mindestens 0,28 N/mm2, gemessen gemäß ASTM C 165-07 Verfahren B aufweist.
  9. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht Polyurethan, Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly(meth)acrylimid (PMMI), Polyimid (PI) und/oder Polystyrol umfasst.
  10. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht aus Kunststoff gefertigte Fasern, Schäume und/oder Partikel umfasst.
  11. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht anorganische Partikel, insbesondere Aerogele, Xerogele, Aerosile und/oder pyrogene Kieselsäuren, anorganische Schäume und/oder anorganische Fasern umfasst.
  12. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte ein Wärmespeicherelement aufweist.
  13. Fassadenplatte gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicherelement ein Phase-Change-Material (PCM) aufweist.
  14. Fassadenplatte gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Phase-Change-Material (PCM) einen Phasenübergang bei einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 45°C aufweist.
  15. Fassadenplatte gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Phase-Change-Material (PCM) Paraffine, Fettsäuren und Salzhydrate umfasst.
  16. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitschicht einen Druckverlust im Bereich von höchstens 10 mbar/m aufweist.
  17. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitschicht Kanäle umfasst, die eine Querschnittsfläche im Bereich von 0,1 bis 2500 cm2, vorzugsweise 0,9 bis 1000 cm2 aufweisen.
  18. Fassadenplatte gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind.
  19. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte höchstens 4 Kunststoffsorten aufweist.
  20. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte ein Flächengewicht im Bereich von 2 bis 50 kg/m2, vorzugsweise 3 bis 20 kg/m2 aufweist.
  21. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte eine Dicke im Bereich von 0,8 bis 50 cm, vorzugsweise 5 cm bis 25 cm aufweist.
  22. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 49 cm, vorzugsweise 4,5 cm bis 20 cm aufweist.
  23. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 25 cm, vorzugsweise 0,3 cm bis 15 cm aufweist.
  24. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte mit einem Verbindungssystem versehen ist, über das mehrere Fassadenplatten miteinander verbunden werden können.
  25. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte an den Kanten eine Form aufweisen, die eine überlappende Verbindung oder eine Spundung ermöglichen.
  26. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte mit einem oder mehreren Befestigungselementen versehen ist, über die die Fassadenplatte an einem Bauwerk befestigt werden kann.
  27. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte mindestens ein Befestigungselement oder ein Verbindungssystem umfasst, das formschlüssig ausgestaltet ist, insbesondere in Form eines Nut-Feder-Systems oder eines Clipsystems.
  28. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte mit Bohrungen versehen ist, über die die Fassadenplatte an einem Bauwerk befestigt werden kann.
  29. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte ein Klettverschlusssystem umfasst, über die die Fassadenplatte mit anderen Fassadenplatten und/oder einem Bauwerk verbunden werden kann.
  30. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassadenplatte einen Wärmedurchgangskoeffizienten im Bereich von 0,01 bis 3,0 W/(m2·K) gemessen gemäß ASTM C 518-04 aufweist.
  31. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitschicht einen Wärmedurchgangskoeffizienten im Bereich von 1,0 bis 2,9 W/(m2·K) aufweist.
  32. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,003 bis 0,07 W/(m·K) aufweist.
  33. Fassadenplatte gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Wärmedurchgangskoeffizienten der Dämmschicht zum Wärmedurchgangskoeffizienten der Gasleitschicht im Bereich von 1:1,1 bis 1:1000, vorzugsweise 1:5 bis 1:100 liegt.
  34. System zur Energiegewinnung, aufweisend mindestens eine Fassadenplatte gemäß den Ansprüchen 1 bis 33.
  35. System gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Absorptionskältemaschine umfasst.
  36. System gemäß Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein Leitungssystem zur Verteilung von Warmluft in einem Gebäude umfasst.
  37. System gemäß mindestens einem Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Wärmepumpe umfasst.
  38. System gemäß mindestens einem Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen latenten Wärmespeicher umfasst.
  39. System gemäß mindestens einem Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen Wärmetauscher umfasst.
  40. System gemäß mindestens einem Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Kompressionskältemaschine umfasst.
  41. Verfahren zur Energiegewinnung umfassend das Erwärmen von Luft durch Sonneneinwirkung in einer Gasleitschicht, die mit einer Dämmschicht verbunden ist, und die Nutzung der gewonnenen Wärmeenergie.
  42. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzung der Wärmeenergie über den Einsatz einer Absorptionskältemaschine erfolgt.
  43. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzung der Wärmeenergie über den Einsatz einer Wärmepumpe erfolgt.
  44. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzung der Wärmeenergie über Leitungssystem zur Verteilung von Warmluft in einem Gebäude erfolgt.
  45. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeenergie zur Erzeugung von Warmwasser genutzt wird.
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