DE2263354A1

DE2263354A1 - Mehrscheibenisolierglas

Info

Publication number: DE2263354A1
Application number: DE19722263354
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Chem Dr Dislich; Paul Hinz; Eckhart Dr Hussmann
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1972-12-23
Filing date: 1972-12-23
Publication date: 1974-07-18
Also published as: BE809073A

Description

Mehrscheibenisolierglas Die Erfindung betrifft ein Zweischeibenisolierglas, dessen Zwischenraum durch eine transparente Trennwand unterteilt und mit einem Gas gefüllt ist, dessen Wärmoleitfähigkeit geringer als die von Luft ist.
Bei solchen Isolierglassystemen ist eine besonders gute Wärmedämmung oder - was das gleiche bedezutet, - eine niedrige k-Zahl (Wärmedurchgangskoeffizient) erstrebenswert, um den Verbrauch an Heizenergle in mit solchen Isolierglassystemen versehenen Gebäuden niedrig zu halten.
Es sind bereits Mehrscheibenisoliergläser bekannt, i denen zwei oder melir Glasscheiben im Abstand voneinander angeordnet sind, und bei denen vorzugsweise eine dieser Scheiben aut der Innenseite einen metallischen, langwellige IR-Strahlung reflektierenden, sichtbares Licht weitgehend durchlassenden Belag aufweist. Als eine dem Fachmann geläufige Maßnahme kann die Füllung des Zwischenraumes mit einem Gas geriwjerer Wärmeleitfähigkeit als Luft betrachtet werden. Luftgefüllte Zweischeibenisolierglaseinheiten mit geeigneter Belegung erreichen einen k-Wert (sog. Wärmedurchgangskoeffizient, [kcal/m²h grad] von 1,5. Solche Systeme entsprechen vielen der an sie zu stellenden forderungen.
Der Nachteil der genanntc.n Systeme liegt in der aufwendigen Großflächenbedampfung massiver Glasplatten.
Weitere Nachteile d<:r Isoliergläser nach dem Stand der Technik sind die zu hohe Wärmeleitung der Luft und, insbesondere bei Benutzung von Gasen geringerer Wärmeleitfähigkeit als Luft, der starke Anteil der Konvektion, so daß bebri üblichen Abstand von 12 mm die Erniedrigung des k-Wertes durch Gasfüllungen geringer wärmeleitfähigkeit nur zu vergleichsweise bescheidenen Verbesserungen führt.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, als Sonnenschutz (Dämpfung des Strahlungsanteils der Sonne, der in das Gebäudeinnere eindringt~ auf Glasscheiben, insbesondere nach deren Einbau in die Rahmen, metallbedampfte Folien aufzukleben. Diese Maßnahme beeinflußt bei Einzelscheiben d3n k-Wert praktisch nicht und ist überdies wegen der Schwierigkeiten des Beklebens schon eingebauter Scheiben ausgesprochen aufwendig. Der Sonnenschutz ist sehr begrenzt und die Folien sind schnell zeriratzt.
Ferner sind Dreischeibenisoliergläser bekannt, bei denen die beiden Zwischenräume üblicherweise jeweils 12 nun betragen, so daß bi einer Scheibendicke von 6 mm das Gesamtsystem 42 mm dick und so schwer ist, daß eine spezielle Rahmenkonstruktion erforderlich ist. Ohne Metallbelegungen wird mit diesen Abmessungen ein k-Wert von 1,8 erreicht.
Ziel der Erfindung ist ein Isolierglas1 dessen Wärmedämmung besser ist als die eines herkömmlichen Dreischeibenisolierglases mit den üblichen Abständen von 12 mm, und vergleichbar ist mit der eines Zweischeibenisolierglases mit IR-reflektierendem Belag, dessen Abmessungen jedoch denen eines herkömmlichen z,eischeibenisolierglases entspricht, und das viel einfacher und wirtschaftlicher herzustellen ist als herkömmliche Isoliergläser mit gleicher Wärmedän-mung.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Zwischenraum eines eischeibenisolierglases durch eine transparente Trennwand in je zwei Halbräume unterteilt und mit einem Gas gefüllt ist, das bei einem gleichdimensionierten Zweischeibenisolierglas ohne Trennwand eine Rayleigh-Zahl# 5 x 10³ aufweist.
Die Erfindung bringt große Vorteile gegenüber dem Bekannten.
Ein vorteil besteht darin, daß die Trennwand (Glas,- Kunststoff, Folie) dünn gehalten werden kann, da sie zur mechanischen Stabilität des Systems nicht beizutragen braucht, so daß trotz der Unterteilung in Halbräume das Gewicht eines entsprechenden herkömmlichen Isoliergla ses nur geringfügig verändert wird. Gleiches gilt für die Abmessungen, so daß ein Einbau in herkömmliche Rahmenkonstruktionen gegeben ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist wirtschaftlicher Natur. Es ist ungleich weniger aufwendig, durch Einfügen einer Trennwand und Füllung mit einem Cas gemäß der Erfindung den k-Wert etwa eines Zweischeibenisolierglases zu erreichen dessen eine Scheibe innen mit einem lanvellige IR-Strahlung reflektierenden Belag versehen ist. Großflächenbelegungen sind sehr teuer.
DieWärmedämmung in den Zwischenräumen von Isoliergläsern erfolgt durch Strahlung, Leitun£' und Konvektion. Für den Konvektionsanteil der Wärmeübertragung ist die Dicke des Zwischenraums ein ganz entscheidender Faktor. Darüberhinaus ist dieser Konvcktionsanteil sowohl von der Glasart, der Temperaturdifferenz (daß die Isolierglaseinheit in etwa senkrecht eillgebaut wurde, sei vorausgesetzt) als auch von verschiedenen Eigenschaften des benutzten Füllgases abhängig, welche zusammengefaßt durch die Rayleigh-Zahl R@ wiedergegeben werden.
Man erhält # e.k = #.# (1) # = # (Ra) = 1 + ############## (2) Ra + 1,01 x lO (2) mit Es bedeuten: # e.k = korrigierte Wärmeleitfähigkeit [kcal/mh grad] den Anteil der Konvektion berücksichtigend = Wärmeleitfähigkeit [kcal/mg grad] = dimensionsloser Korrekturfaktor der Konvektion zur Wärmeleitfähigkeit = spezifisches Gewicht [kg/m³] - räumliche Wärmeausdehnungszahl [1/grad] at Z Temperaturdifferenz zwischen den beiden begrenzenden Flächen der Zwischenräume [grad] S = Dicke des gasgefüllten zwischenraumes Lmg C = Wärmekapazität eines Gases [kcal/kg grad] bei konstantem Druck = Dynamische Zähigkeit [kgs/m²] Ein Isolierglas zeigt eine wesentlich höhere Wärmedämmung, wenn dieses Isolierglas durch eine Trennwand unterteilt und die Rayleigh-Zahl im nichtunterteilten System>5 x 103 ist.
Die Trennwand kann aus einem beliebigen, transparenten Material, wie z.B. Glas oder Kunststoff bestehen. Besonders vorteilhaft ist eine Kunststoff-Folie.
Eine weitere Verbesserung der Wärmedämmung kann dadurch erreicht werden, daß die Trennwand ein.. oder beidseitig mit einem IR-reflektierenden Belag versehen ist.
Als Gase, die erfindungsgemäß verwendet werden können, können z.B. Krypton, Xenon, Argon, N20 oder CH3C1 genannt werden.
Die Erfindung wird anhand einer beispielhaften Ausführungsform in der Zeichnung naher erläutert: Der Rahmen 1 eines Zweischeibenisolierglases wird so abgeändert, daß der gasgefüllte Zwischenraum durch eine Trennwand 2 (hier 2mm Glasscheibe) in jezwei Halbraume 3, 4 von der Dicke 5 mm unterteilt wird. An einer Stelle ist die Trennwand 2 perforiert, um einen Druckausgleich zu ermöglichen. Die Halbräume 3, 4 sind mit Krypton von Atmosphärendruck gefüllt. Dieses System hätte bei fehlender Trennwand 4 eine Rayleigh-Zahl von 2,24 x 104.
Ein Vergleich der k-Werte eines herkömmlichen, kryptongefüllten Zweischeibenisolierglases mit einem System gemäß des vorstehenden Beispiels zeigt:

kohne Trennwand = 2,35 [kcal/m²h grad]

kmit Trennwand = 1,65 [kcal/m²h grad]

Dieses Beispil macht deutlich, daß ein Isolierglas gemäß der Erfindung bessere Wärmedämmeigenschaften hat als ein vergleichbares Isolierglas herkömmlicher Bauart.

Claims

Patentansprüche

1) Zweischeibenisolierglas mit- erhöhter Wärmedämmung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenr<um durch eine transparente Trennwand in je zwei vorzugsweise gicichgroße Halbräume unterteilt ist, die mit einem Gas geffillt sind, welches bei einem gleichdimensionierten Zweischeibenisolierglas ohne Trennwand eine Rayleigh-Zahl>'5 x 103 hat.

2) Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand eine Glasscheibe ist.

3) Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand eine Kunststoffscheibe ist.

4) Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die"'Trennwand eine Kunststoffolie ist.

5) Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume mit Krypton gefüllt sind.

6) Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume mit Argon gefüllt sind.

7) Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume mit N2O gefüllt sind.

8) Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume mit Methylchlorid (CH3C1) gefüllt sind.

9) Isolierglas nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand mit einem langweilige IR-Strahlung reflektierenden Belag versehen ist.