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Die Erfindung betrifft Gebäude, Gebäudeanbauten oder Gebäudefassaden mit wenigstens einem überwiegend aus Glas bestehenden Teil in Form eines Wand- und/oder Dachteiles, wobei das Glas ein für sichtbares Licht transparentes Glas ist.
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Gebäude, Gebäudeanbauten und Fassaden sind allgemein bekannt. Das betrifft auch darunter fallende Wintergärten. Letztere bestehen dabei aus Seitenwänden und Dachteilen, deren Hauptbestandteile Glasplatten sind. Nachteilig ist dabei der vorhandene Treibhauseffekt bei warmen Außentemperaturen und in Verbindung mit intensiver Sonneneinstrahlung. Der Nutzungsraum kann sich so erhitzen, dass eine Nutzung weitestgehend nicht gegeben ist.
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Aus der Druckschrift
DE 195 10 200 A1 ist eine Anordnung zur Konditionierung von Räumen in Gebäuden bekannt. Daraus geht ein Gebäude oder eine Gebäudefassade mit einem für sichtbares Licht transparenten, überwiegend aus Glas bestehenden Teil in Form eines Wandteiles hervor. Dieses besteht aus wenigstens zwei sowohl beabstandet zueinander angeordneten als auch für sichtbares Licht transparenten Glasplatten und Seitenteilen, wobei diese mit wenigstens zwei Öffnungen als Einlass und Auslass einen Innenraum begrenzen. In dem Innenraum befindet sich ein Absorber, so dass die Energie elektromagnetischer Wellen in Form des Sonnenlichtes in Wärme umgesetzt wird. Weiterhin ist der Einlass mit einem Lüfter zur Erzeugung eines Luftstromes verbunden. Der Auslass endet in die Umgebung, einem Nutzungsraum oder in die Umgebung und den Nutzungsraum des Gebäudes.
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In der Druckschrift
DE 10 2009 025 543 A1 ist ein transparenter Solarabsorber für mehrschalige Gebäudefassaden offengelegt. Der Absorber aus dem transparenten Material ist innerhalb eines Luftspaltes zwischen zwei Schalen der Gebäudefassade platziert und kann entweder einstückig ausgebildet sein oder aus einem Verbund bestehen. Weiterhin kann die innere Schale aus einer transparenten Wärmedämmung bestehen.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nutzungsraum eines Gebäudes oder eines Gebäudeanbaus mit wenigstens einem überwiegend aus Glas bestehenden Teil in Form eines Wand- und/oder Dachteiles ohne Einschränkung der Transparenz der Glasscheiben einfach zu temperieren, insbesondere zu kühlen.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Gebäude, Gebäudeanbauten oder Gebäudefassaden mit wenigstens einem überwiegend aus Glas bestehenden Teil in Form eines Wand- und/oder Dachteiles, wobei das Glas ein für sichtbares Licht transparentes Glas ist, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass der Nutzungsraum des Gebäudes oder des Gebäudeanbaus ohne Einschränkung der Transparenz der Glasscheiben einfach temperierbar, insbesondere kühlbar, ist.
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Dazu weist das Teil wenigstens zwei sowohl beabstandet zueinander angeordnete als auch für sichtbares Licht transparente Glasplatten und Seitenteile auf, wobei die Glasplatten und die an den Glasplatten angeordneten Seitenteilen mit wenigstens zwei Öffnungen als Einlass und Auslass einen Innenraum begrenzen und der Auslass in die Umgebung, einem Nutzungsraum oder in die Umgebung und den Nutzungsraum des Gebäudes oder Gebäudeanbaus endet. Weiterhin ist eine für sichtbares Licht transparente Absorberfolie an einer an einen Antrieb gekoppelten Welle als auf- oder abwickelbarer Absorber im Innenraum vorhanden, so dass die Energie elektromagnetischer Wellen in Form des Sonnenlichtes in Wärme umgesetzt wird. Darüber hinaus ist der Einlass mit einem Lüfter zur Erzeugung eines Luftstromes verbunden.
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Das Gebäude oder der Gebäudeanbau sind beispielsweise ein Wintergarten. Insbesondere die Wand- und Dachteile eines Wintergartens bestehen größtenteils aus Glas in Form der Glasplatten. Zur Heizung wird der Glashauseffekt, auch als Treibhauseffekt bekannt, anstelle konventioneller Heizungstechniken genutzt. Damit ist eine ganzjährige Bewohnbarkeit und Nutzung des Wintergartens möglich. Die passive Sonnenenergienutzung führt selbst bei geringer direkter Sonneneinstrahlung zu einer spürbaren Aufheizung der Luft des Nutzungsraums gegenüber der Außenluft. Bei warmen Außentemperaturen und in Verbindung mit intensiver Sonneneinstrahlung erhitzt sich der Nutzungsraum durch den Treibhauseffekt.
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Herkömmliches Glas besitzt eine hohe Durchlässigkeit für Sonnenlicht. Die eingestrahlte Energie wird an den Oberflächen der Umgebung absorbiert und dabei in Wärme umgewandelt, von welcher ein Teil mittels Konvektion an die Umgebung übertragen und ein Teil sekundär als langwellige Infrarotstrahlung abgegeben wird. Das bedeutet, sonnenbeschienene Flächen heizen sich auf und geben Strahlungswärme an die jeweilige Umgebung ab. Im Sommer können in Mitteleuropa beispielsweise 800 W je Quadratmeter Glasfläche aufgestrahlt werden, so dass im Nutzungsraum spontan Lufttemperaturen bis 80°C entstehen können.
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Vorteilhafterweise sind die Wand- und Dachteile bestehend aus den Glasplatten, dem Absorber und den Seitenteilen mit den Öffnungen ein Luftkollektor. Mittels des Absorbers wird Energie elektromagnetischer Wellen in Form der Sonnenstrahlen in Wärme umgewandelt. Das geschieht im Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles, der über den Einlass mit dem Lüfter verbunden ist.
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Bei Betrieb des Lüfters und in Verbindung mit dem nach außen endenden Auslass wird im Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles ein Luftstrom erzeugt, so dass Wärme des Absorbers nach außen abgeführt wird. Es erfolgt eine Abkühlung, so dass sich der Nutzungsraum des Gebäudes oder Gebäudeanbaus nicht Überhitzen kann. Das ist insbesondere im Sommer von besonderer Bedeutung.
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Vorteilhafterweise ist aber auch Wärme des Absorbers mittels des Lüfters in den Nutzungsraum einbringbar, so dass in der Übergangszeit oder sogar im Winter über den Absorber erwärmte Luft in den Nutzungsraum geführt werden kann.
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Zur Reinigung können einzelne Glasplatten vorteilhafterweise als Schiebefenster ausgebildet sein.
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Die Absorberfolie ist an einer Welle befestigt, die weiterhin an einen Antrieb gekoppelt ist, so dass die Absorberfolie auf- oder abwickelbar ist. Bei Bedarf, dass heißt zur Kühlung des Nutzungsraumes, kann die Absorberfolie damit im Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles einfach platziert werden. Bei Nichtbedarf, wobei das einfallende Sonnenlicht vollständig zur Heizung des Nutzungsraums benötigt wird, kann die Absorberfolie durch Aufwickeln einfach aus dem Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles entfernt werden. Dazu ist die Welle an den Antrieb gekoppelt. Das ist insbesondere ein bekannter Elektromotor.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 angegeben.
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Der Auslass ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 vorteilhafterweise weiterhin mit einem Wärmespeicher und dem Nutzungsraum verbunden. Vom Luftkollektor abgeführte Wärme kann dadurch einfach zwischen gespeichert werden. Diese Wärme ist vielseitig für Nutzungsräume sowohl des Gebäudes als auch des Gebäudeanbaus nutzbar. Dazu wird vorzugsweise ein bekannter luftdurchströmbarer Latentwärmespeicher eingesetzt.
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Der Wärmespeicher ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 über den Lüfter und den Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles mit dem Nutzungsraum verbunden. Bei Bedarf kann damit der Luftkollektor auch als Wärmequelle für den Nutzungsraum des Gebäudes oder Gebäudeanbaus genutzt werden. Das ist insbesondere in Übergangszeiten mit kälteren Nächten vorteilhaft.
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Dazu ist in Fortführung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 über wenigstens ein Ventil entweder die Umgebung und/oder der Wärmespeicher mit dem Lüfter eingangsseitig und der Lüfter ausgangsseitig entweder mit dem Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles und/oder dem Nutzungsraum verbunden.
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Der Auslass ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 über wenigstens eine Ventileinrichtung entweder mit der Umgebung und/oder dem Wärmespeicher verbunden. Die Energie kann damit gezielt abgeführt oder dem Wärmespeicher zugeführt werden.
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Durch die Weiterbildungen des Patentanspruchs 2 in Verbindung mit wenigstens einem der Patentansprüche 3 bis 5 ist die folgende Arbeitsweise erreichbar.
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Im Sommer wird Außenluft durch den Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles geleitet, wobei die strömende Luft Wärme aufnimmt und die erwärmte Luft in die Umgebung abgeleitet wird. Das ist ein Grundlastbetrieb.
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Erreicht die Temperatur der Außenluft einen bestimmten Grenzwert, wobei keine ausreichende Kühlung des Nutzungsraums mittels der Außenluft stattfindet, kann auch Luft über den kühleren Wärmespeicher angesaugt und in den Innenraum des Wand- und/oder Dachteiles geleitet werden. Der Wärmespeicher ist dazu ein Kältespeicher. Das Ganze kann auch in einem Umluftbetrieb stattfinden, wobei die Luft des Innenraums des Wand- und/oder Dachteiles nicht oder nur teilweise in die Umgebung abgeleitet wird und die abgeführte Luft oder der nicht abgeführte Teil wieder über den Wärmespeicher, hier Kältespeicher, geleitet wird. Die Abkühlung des Wärmespeichers erfolgt dabei während der kühleren Nacht.
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Während der Heizphase in der sogenannten Übergangszeit (Frühjahr oder Herbst) oder im Winter wird erwärmte Luft des Innenraumes des Wand- und/oder Dachteiles teilweise oder vollständig zum Wärmespeicher geleitet. Dadurch wird dieser erwärmt. Überschüssige Wärme wird in die Umgebung abgeleitet. Die Wärme des Wärmespeichers ist für die Erwärmung des Innenraumes des Wand- und/oder Dachteiles nutzbar. Das kann auch im Umluftbetrieb erfolgen, wobei die Luft des Innenraumes des Wand- und/oder Dachteiles erneut über den Wärmespeicher geleitet wird. Das kann so lange erfolgen, bis der Wärmespeicher keine gegenüber der Temperatur der Umgebung erhöhte Temperatur aufweist. Damit ist der Nutzungsraum direkt oder indirekt heizbar.
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Für den Wärmespeicher ist dazu günstigerweise ein Latentwärmespeicher verwendbar. Der Schmelzbereich des Materials des Latentwärmespeichers ist dazu von besonderer Bedeutung. Günstigerweise deckt dieser sowohl den Grundlastbetrieb als auch den Heizbetrieb ab, so dass ein ökonomischer Betrieb vorhanden ist.
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Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 sind mindestens der Lüfter und wenigstens ein im Nutzungsraum des Gebäudes oder Gebäudeanbaus angeordneter Temperatursensor mit einer Steuereinrichtung zusammengeschaltet. Damit ist die Temperatur im Nutzungsraum des Gebäudes oder Gebäudeanbaus einfach steuerbar.
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Wenigstens zwei sich gegenüberliegende Seitenteile sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 Hohlprofile. Weiterhin bestehen die Hohlprofile aus einem schlechten Wärmeleiter oder weisen die Hohlprofile Wandabschnitte aus einem schlechten Wärmeleiter so auf, dass zwischen Umgebung und Nutzungsraum keine durch die Hohlprofile ausgebildete Wärmebrücke vorhanden ist. Damit wird ein Wärmetransport aus dem Nutzungsraum in die Umgebung weitestgehend vermieden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenwand als Wandteil für ein Gebäude oder Gebäudeanbau in Verbindung mit einem Lüfter,
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2 eine Seitenwand als Wandteil für ein Gebäude oder Gebäudeanbau in Verbindung mit einem Lüfter und einem Wärmespeicher und
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3 eine Draufsicht auf ein Wandteil.
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Ein Gebäude oder ein Gebäudeanbau mit wenigstens einer überwiegend aus Glas bestehenden Seitenwand 1 ist insbesondere ein Wintergarten. Das Glas ist dabei ein für sichtbares Licht transparentes Glas.
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Eine Seitenwand 1 als Wandteil besteht dabei im Wesentlichen aus drei beabstandet zueinander angeordneten Glasplatten 2, 3, 4, einem Absorber 5 und Seitenteilen 6. Weiterhin ist an den Innenraum 7 des Wandteiles ein Lüfter 8 gekoppelt.
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Die 1 zeigt eine Seitenwand 1 als Wandteil für ein Gebäude oder Gebäudeanbau in Verbindung mit einem Lüfter 8 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die erste Glasplatte 2 und die zweite Glasplatte 3 und die Seitenteile 6 mit wenigstens zwei Öffnungen als Einlass 9 und Auslass 10 begrenzen bis auf die Öffnungen den Innenraum 7 des Wandteiles. Der Einlass 9 befindet sich vorteilhafterweise unter dem Auslass 10.
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Beabstandet zur zweiten Glasplatte 3 in Richtung in die Umgebung 11 des Gebäudes oder Gebäudeanbaus ist die dritte Glasplatte 4 angeordnet. Die zweite Glasplatte 3, die dritte Glasplatte 4 und Seitenteile 6 begrenzen einen mit einem Medium gefüllten Raum 13 zur Dämmung oder Isolation. Auf der Innenoberfläche der zweiten Glasplatte 3 und damit im Innenraum 7 des Wandteiles befindet sich der Absorber 5, so dass die Energie elektromagnetischer Wellen in Form des Sonnenlichtes in Wärme umgesetzt wird. Der Absorber 5 ist eine für sichtbares Licht transparente Absorberfolie. Der Einlass 9 ist mit dem Lüfter 8 zur Erzeugung eines Luftstromes 14 im Innenraum 7 verbunden. Der Auslass 10 endet in die Umgebung 11 des Gebäudes oder Gebäudeanbaus.
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In einer Ausführungsform ist der Auslass 10 weiterhin über wenigstens eine Ventileinrichtung 15 entweder mit der Umgebung 11 oder einem Wärmespeicher 16 verbunden. Dieser ist vorzugsweise ein luftdurchströmbarer Latentwärmespeicher.
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Die 2 zeigt eine Seitenwand 1 als Wandteil für ein Gebäude oder Gebäudeanbau in Verbindung mit einem Lüfter 8 und einem Wärmespeicher 16 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Der Wärmespeicher 16 ist weiterhin über den Lüfter 8 mit dem Innenraum 7 des Wandteiles verbunden. Dazu ist über wenigstens ein Ventil 17 entweder die Umgebung 11 oder der Wärmespeicher 16 mit dem Lüfter 8 verbunden.
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Der Lüfter 8, das Ventil 17, die Ventileinrichtung 15 und wenigstens ein im Nutzungsraum 12 des Gebäudes oder Gebäudeanbaus angeordneter Temperatursensor sind mit einer Steuereinrichtung 18 zusammengeschaltet.
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Der Absorber 5 in Form der Absorberfolie ist an einer Welle 19 befestigt. Diese ist weiterhin an einen Antrieb gekoppelt ist, so dass die Absorberfolie auf- oder abwickelbar ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Sensor zur Temperaturmessung im Nutzungsraum 12 angeordnet. Der Sensor zur Temperaturmessung und der Lüfter 8 sind darüber hinaus mit der Steuereinrichtung 18 zusammengeschaltet.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Wärmespeicher 16 einen Sensor für die Temperatur des Wärmespeichers 16 auf. Dieser Sensor und der Lüfter 8 sind mit der Steuereinrichtung 18 verbunden.
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In einer weiteren Ausführungsform befindet sich zwischen dem Lüfter 8 und dem Innenraum 7 des Wandteiles eine Einrichtung zur Luftentfeuchtung, die auch wechselbar ausgeführt sein kann.
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Eine weitere Ausführungsform des Ausführungsbeispiels umfasst alle Merkmale des Ausführungsbeispiels und der Ausführungsformen. Der Lüfter 8, das Ventil 17, die Ventileinrichtung 15, der Temperatursensor, der Sensor zur Temperaturmessung und der Sensor für die Temperatur des Wärmespeichers 16 sind dabei mit der Steuereinrichtung 18 zusammengeschaltet.
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Die 3 zeigt eine prinzipielle Draufsicht auf ein Wandteil.
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Die Seitenteile 6 sind in dem Ausführungsbeispiel und den Ausführungsformen als Hohlprofile ausgebildet. Die waagerechten Hohlprofile 20 enthalten zwecks Verteilung (unten) oder Sammlung (oben) des Luftstromes 14 regulär angeordnete Öffnungen 21 in Form von Schlitzen oder Löchern zum Eintritt der kühlen Zuluft (unten) und zum Austritt der erwärmten Abluft (oben) in den oder aus dem Innenraum 7 des Wandteiles.