DE4325119A1

DE4325119A1 - Fenster

Info

Publication number: DE4325119A1
Application number: DE4325119A
Authority: DE
Inventors: Guido Wandschneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Fenster mit einem Fensterrahmen, mindestens zwei Fensterscheiben und mindestens einem zwischen den Scheiben befindlichen Medium zur Wärmeisolation und/oder Beschattung.

Derartige Fenster gehören bereits seit langem zum Stand der Technik. Ein als Wärmeisolator, ggf. auch beschattend wirkendes Medium zwischen zwei Fensterscheiben einzubringen, ist hinläng lich bekannt.

Dabei bilden die Fensterscheiben und der Rahmen einen luftdich ten Raum. Als Medium dient beispielsweise ein Gas, das eine ge eignete Wärmeleitfähigkeit und eine geeignete Wärmekapazität aufweist, so daß kaum eine Wärmeleitung stattfindet. Mit zuneh mender Nutzungsdauer nimmt die Luftdichtheit des vom Fenster rahmen und von den Fensterscheiben gebildeten Raumes ab, das Gas entweicht und wird nicht wieder ersetzt.

Um einen Wärmedurchgang zu verringern und auf diese Weise wär meisolierend zu wirken, können die Fensterscheiben mit Metall bedampft sein. Derartige Fensterscheiben beschatten bzw. ver dunkeln gleichzeitig den Raum, denn nur das unreflektierte Licht gelangt in den Raum. Um zu einer helleren Lichtintensität bzw. zu einer weniger starken Beschattung im Raum zu gelangen, ist künstliches Licht notwendig oder das Öffnen eines Fensters zum Einlaß des Tageslichts bzw. das Ersetzen der metallisierten Scheibe durch eine neutral durchsichtige Fensterscheibe. Ebenso stellt sich die Beschattungssituation bei eingefärbtem Fenster glas dar, wo nur das gefilterte Licht in den Raum eindringt.

Fenster der eingangs genannten Art ermöglichen also lediglich eine einzige Variante der Intensität der Beschattung des Raumes und/oder eine einheitliche Wärmeisolation.

Gerade in Museen, Archiven oder Galerien kann es aber notwendig sein, eine Abdunklung des Raumes je nach Intensität des Sonnen lichts vorzunehmen, damit im Raum eine gleichbleibende Beleuch tung gewährleistet ist.

Hinsichtlich der wärmeisolierenden Wirkung kann ebenfalls ta geszeitenabhängig oder saisonal bedingt ein Bedarf nach Variie rung der Wärmeisolation bestehen. Beispielsweise kann an sonni gen Wintertagen mit einem herkömmlichen wärmeisolierenden Fen ster eine Wärmeleitung oder ein Wärmestrahlungsaustausch in Richtung eines kühleren Raumes nicht oder kaum stattfinden.

Es ergab sich daher die Aufgabe, ein Fenster der in Rede ste henden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß es eine variable Beschattung und/oder Wärmeisolierung ermöglicht.

Danach ist das eingangs genannte Fenster derart ausgebildet, daß das Medium reversibel zwischen den Fensterscheiben einbringbar ist.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß eine Änderung der In tensität der Beschattung und/oder der Wärmeisolationswirkung des Fensters erreicht werden kann, wenn das Medium reversibel zwischen die Fensterscheiben einbringbar ist. Es ist weiter er kannt worden, daß der nicht ersetzbare Verlust eines zwischen zwei Fensterscheiben eingebrachten Mediums nicht auftreten kann, wenn das Medium beliebig ein- und ausgebracht werden kann.

Im Hinblick auf die Wirkung des Mediums als Schattenspender ist es besonders vorteilhaft, das Medium derart zwischen die Fen sterscheiben einzubringen, daß es die Sonneneinstrahlung bzw. den Lichteinfall in den Raum in der gewünschten Intensität ver hindert. Alternativ wäre es auch denkbar, zu verhindern, daß das Licht eines Raumes nach außen dringt. Die Einstellung des Grades der Beschattung könnte, wenn die Beschattung von der In tensität des einfallenden Tageslicht abhängt, beispielsweise über eine Fotozelle vorgenommen werden, die ein Antriebsaggre gat für den Ein- bzw. Ausbringvorgang für das Medium auslöst.

Zur Herstellung des Wärmeschutzes bzw. der Wärmeisolation eines Gebäudes gilt es vor allem, den Wärmedurchgang, insbesondere durch das Fenster, zu verringern. Hierbei spielt die Wärmeleit fähigkeit des verwendeten Mediums sowie der Fensterglasscheiben eine wesentliche Rolle. Die Wärmeleitfähigkeit bestimmt den Wärmedurchgangskoeffizienten oder den k-Wert des Fensters. Der k-Wert stellt ein Maß für die Wärmedämmung bzw. Wärmeisola tionswirkung dar. Um nun eine definierte Einstellung der Wärme dämmung bzw. der wärmeisolierenden Wirkung vorzunehmen, kann ausgehend von den einzelnen Wärmeleitfähigkeiten der Fenster scheiben und mindestens eines reversibel einzubringenden Medi ums der Gesamtwärmedurchgangskoeffizient bzw. k-Wert ermittelt werden. Dieser k-Wert kann nun wunschgemäß variiert werden, in dem das Medium bzw. mehrere Medien zur Intensivierung der wär meisolierenden zwischen die Fensterscheiben eingebracht werden. Soll die wärmeisolierende Wirkung verringert werden, kann eines der Medien oder mehrere Medien aus dem Bereich zwischen den Fensterscheiben ausgebracht werden.

Von besonderem Vorteil ist, wenn als Medium eine Folie verwen det wird. Eine Folie kann in Abhängigkeit von ihrer Beschaffen heit unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. Eine Folie kann dekorativ wirken und auf die Innenausstattung eines Raumes ab gestimmt sein. Sie kann Wärmestrahlung absorbieren und reflek tieren, Licht filtern oder reflektieren. Zudem kann eine Folie die Homogenität der Verteilung des einfallenden Lichts beein flussen, indem sie die gesamte Fläche des Fensters oder einen Teil davon abdeckt.

Von ganz besonderem Vorteil ist, daß die Folie je nach Bedarf ausgetauscht werden kann. Dazu kann entweder die Folie selbst ausgewechselt werden oder es können mehrere Folien hintereinan der einbringbar sein. Die letzte Variante ermöglicht ein kombi niertes Einbringen der Folien.

Eingefärbte oder bedruckte Folien können wunschgemäß das Licht filtern und können auch eine vollständige Abdunklung bewirken. Im Hinblick auf die Reflektion der Wärmestrahlung ist es beson ders vorteilhaft, eine Folie mit einer metallischen Oberfläche einzusetzen. Je nach Jahreszeit ist diese metallische Oberflä che entweder nach außen oder nach innen, zum Raum hin gerich tet. Im Winter wird so die Wärmeabstrahlung nach außen wirksam vermieden.

Eine ganz besondere Ausführungsform der Erfindung sieht die Verwendung von Folien vor, die das Licht polarisieren. Solche Folien können aus einem geeigneten durchsichtigen, polymeren Kunststoff gefertigt sein, der etwa durch Strecken in eine Richtung eine polarisierende Wirkung aufweist. Eine totale Ver dunklung kann erreicht werden, wenn zwei Folien hintereinander angeordnet werden. Dazu muß die Beschaffenheit der Folien der art aufeinander abgestimmt sein, daß die Ausrichtung der zwei ten Folie gegenüber der Ausrichtung der ersten Folie um 90° verdreht ist. Die erste Folie wirkt dabei als Polarisator, die zweite Folie wirkt als Analysator. Je nach Winkel der Verdre hung des Analysators wird eine Abschwächung des von der ersten Folie durchgelassenen linear polarisierten Lichtes erzielt.

Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn die als Analysator wirkende Folie drehbar angeordnet ist. Dazu könnte bspw. bei runden Fenstern eine seitliche Öffnung im Rahmen vorgesehen sein, in die die Polarisatorfolie und die Analysatorfolie ein gebracht werden. Die Folien können auf Rahmen gespannt sein, die Halt in Führungsnuten finden, die an der Innenseite des Fensterrahmens vorgesehen sind. Während die Polarisatorfolie fixiert wird, kann die Analysatorfolie von außen gedreht wer den. Auf diese Weise wird die Lichtintensität stufenlos einge stellt. Die Verteilung des Lichtes ist in jedem Drehwinkel ho mogen, da die gesamte Fläche des Fensters von der Polarisator- und der Analysatorfolie überdeckt ist. Die Drehbewegung könnte elektrisch per Potentiometer und Anstellmotor oder mechanisch erfolgen.

Bei der Anwendung einer Solarzellenfolie aus amorphem Silizium wird nicht nur eine Verdunklung des Raumes und ein Eindringen der Wärme in den Raum verhindert, es wird gleichzeitig aus Son nenenergie direkt elektrische Energie gewonnen. Zur Weiterlei tung dieser elektrischen Energie müssen selbstverständlich ent sprechende Anschlüsse vorgesehen werden. Dadurch, daß Solarzel len ohnehin mit einer Schutzschicht aus Glas versehen werden, ist es besonders zweckmäßig eine solche Folie in ein Fenster zu integrieren. Es ist denkbar die Solarzellenfolie immer dann einzusetzen, wenn in den Räumlichkeiten keine Personen anwesend sind. Berufstätige können also tagsüber die Solarzellenfolie im Fenster installieren und abends wieder beseitigen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es sehr vorteilhaft, wenn das Fenster insgesamt so aufgebaut ist, daß es drei Fenster scheiben aufweist. Zwei Fenster sind dabei luftdicht abge schlossen und enthalten in herkömmlicher Weise ein Gas. In dem Zwischenraum zur angrenzenden Fensterscheibe erstreckt sich die Solarzellenfolie. So wird auch dann eine Wärmeisolation reali siert, wenn die Solarzellenfolie nicht in Funktion ist.

Im Hinblick auf die Transparenz und auf ein platzsparendes Auf wickeln einer Folie ist es von besonderem Vorteil, wenn deren Dickenabmessung im Micrometerbereich liegt. Dadurch treten nur geringe Druck- und Zugspannungen beim Aufwickeln auf und die Verschleißfestigkeit der Folie wird kaum beeinträchtigt.

Die Folie wird auf eine Rolle auf- bzw. von einer Rolle wahl weise mechanisch oder elektrisch abgewickelt, die am Fenster rahmen angeordnet ist und vorzugsweise in dem oberen horizonta len Abschnitt des Fensterrahmens integriert ist. Diese raumspa rende Anordnung bewirkt einerseits, daß die Rolle von außen nicht sichtbar ist und andererseits, daß sie vor Staubeinwir kung geschützt ist.

Um eine während des Abrollens einer dünnen Folie auftretende Haftung der Folie an der Fensterscheibe zu vermeiden, ist es von Vorteil, das Gewicht des abgewickelten Endes der Folie zu erhöhen. Damit nun das freie Ende der Folie gerade aushängt, kann am Ende der Folie ein Gewicht angeordnet sein, das sich über die Breite des frei auslaufenden Endes der Folie er streckt. Durch eine derartige Anordnung wird außerdem erreicht, daß das Ende der Folie nicht einreißen kann.

Alternativ ist es aber auch möglich, eine Folie zu verwenden, die eine nichtadhesive Oberfläche aufweist. Das für ein glattes Erscheinungsbild der Folie notwendige gerade Herunterhängen der Folie kann auch erreicht werden, in dem z. B. einfach nur eine Verstärkung der Folie in ihrem Endbereich vorgenommen wird. Die Verstärkung könnte als abschließende Schweißnaht ausgeführt sein.

Damit sich die Folie glatt erstreckt und auch nicht an der Scheibe haftet, können auch Führungsschlitze vorgesehen sein, die an der Innenseite des Fensterrahmens angeordnet sind. In dem Führungsschlitz bzw. den Führungsschlitzen wird die Folie zwangsgeführt, so daß sich die eingangs diskutierte Haftungs problematik nicht mehr stellt.

Das Medium kann aber auch ein Strömungsmedium, insbesondere eine Flüssigkeit sein. Hierbei muß selbstverständlich das Aus dehnungsverhalten der Flüssigkeit berücksichtigt werden. Gerade bei Fenstern, bei denen es nur auf den Einfall von Licht, nicht aber auf die klare Durchsicht ankommt, kann Wasser als Medium für das erfindungsgemäße Fenster verwendet werden. Bei hoher Sonneneinstrahlung oder hoher Raumtemperatur absorbiert das Wasser die Infrarotstrahlen und erwärmt sich. Außer einem Ein- bzw. Auslaß zur Realisiserung des reversiblen Einbringens, ist es besonders vorteilhaft, Zu- und Abführleitung vorzusehen, die vorgewärmtes Wasser direkt zu Verbrauchern zu leiten, während die abgeführte Wassermenge durch das abgekühlte Wasser oder durch Frischwasser ersetzt wird.

Es wäre denkbar, das Wasser zu färben oder Farbschlieren hinzu zuführen, um einen dekorativen Effekt oder eine andere Beschat tungswirkung zu erzielen. Die Zufuhr des Färbemittels kann über eine vorzugsweise im Inneren des Fensters angeordnete Dosier einrichtung erfolgen, die von außen betätigbar ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er läuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fensters,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbei spiel des erfindungsgemäßen Fensters und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Gegen stand aus Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fenster, das einen Fensterrahmen 1 und zwei Fensterscheiben 2 aufweist. Zwischen den Fensterscheiben 2 befindet sich eine Fo lie 3, die auf die bzw. von der Rolle 4 auf- bzw. abwickelbar ist. Die Rolle 4 ist in den oberen Abschnitt des Fensterrahmens 1 integriert. Zum Betätigen der Rolle 4 sind nicht weiter dar gestellte Einrichtungen vorgesehen. Mit dem in der Rolle 4 dar gestellten Pfeil soll verdeutlicht werden, daß hier die Folie 3 abgewickelt wird. Am unteren Ende der Folie 3 befindet sich ein Gewicht 5, das in diesem Ausführungsbeispiel stabförmig ausge bildet ist. Das stabförmige Gewicht 5 wird von dem unteren, schlaufenartig ausgeführten Ende der Folie 3 umgeben und er streckt sich über die gesamte Breite der Folie 3.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Fensters dargestellt. Im oberen Abschnitt des Fenster rahmens 1 sind zwei Rollen 4 angeordnet, von denen bzw. auf die jeweils eine Folie 3 ab- bzw. aufgewickelt wird.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, werden die Folien 3 in Füh rungsschlitzen 6 geführt. Diese Führungsschlitze 6 sind jeweils an der Innenseite der vertikalen Abschnitte des Fensterrahmens 1 angeordnet. Die Folien werden dadurch zwangsgeführt und es wird ein glattes Erscheinungsbild realisiert. Außerdem wird so ein Anhaften der dünnen Folien an den Fensterscheiben 2 verhin dert.

Fig. 2 zeigt des weiteren deutlich, daß die erste und die mitt lere Fensterscheibe 2 luftdicht mit dem Rahmen abschließen und daß sich in dem so gebildeten Raum ein Gas 7 befindet. Die mittlere Fensterscheibe 2 und die rechte Fensterscheibe 2 bil den mit dem Fensterrahmen 1 den Raum, in den sich jeweils die Folie 3 erstrecken kann. Die Anordnung von mehreren Folienrol len im oberen Abschnitt des Fensterrahmens 1 ermöglicht ein va riables Nutzen von Folien mit den unterschiedlichsten Eigen schaften. Wenn noch mehr Folien hintereinander angeordnet wer den, kann natürlich auch eine entsprechend größere Anzahl der in Fig. 3 gezeigten Führungsschlitze 6 vorgesehen sein.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die zuvor erläuterten Aus führungsbeispiele lediglich der beispielhaften Beschreibung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Aus führungsbeispiele einschränken.

Claims

1. Fenster mit einem Fensterrahmen (1), mindestens zwei Fen sterscheiben (2) und mindestens einem zwischen den Scheiben be findlichen Medium zur Wärmeisolation und/oder Beschattung, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium re versibel zwischen die Fensterscheiben (2) einbringbar ist.

2. Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschattung vorzugsweise gemäß der Intensität des Lichteinfalls einstellbar ist.

3. Fenster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende Wirkung bzw. der Wärmedurchgangs koeffizient des Fensters definiert einstellbar ist.

4. Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Medium eine Folie (3) ist.

5. Fenster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) eingefärbt ist oder ein Dekor aufweist.

6. Fenster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) eine metallische Oberfläche aufweist.

7. Fenster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) das Licht polarisiert.

8. Fenster nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der das Licht polarisierenden Folie (3) eine weitere Folie nachgeordnet ist, die als Analysator wirkt.

9. Fenster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Analysator wirkende Folie in einer parallel zur Fläche der polarisierenden Folie (3) befindlichen Ebene drehbar ist.

10. Fenster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) eine Solarzellenfolie ist.

11. Fenster nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Folie (3) im Micrometerbe reich liegt.

12. Fenster nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) von einer Rolle (4) abwickelbar und auf diese aufwickelbar ist.

13. Fenster nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (4) am Fensterrahmen (1) angeordnet ist.

14. Fenster nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (4) in einem oberen horizontalen Abschnitt des Fenster rahmens (1) enthalten ist.

15. Fenster nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Ein richtungen zum Betätigen der Rolle (4) vorgesehen sind.

16. Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß am frei auslaufenden Ende der Folie (3) ein Ge wicht (5) angeordnet ist.

17. Fenster nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gewicht (5) über die Breite des frei auslaufenden Endes der Folie (3) erstreckt.

18. Fenster nach einem der Ansprüche 4 bis 15, ggf. nach An spruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) eine nichtadhesive Oberfläche aufweist, so daß ein Ankleben der Fo lie (3) an der Fensterscheibe (2) ausgeschlossen ist.

19. Fenster nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Folie (3) mindestens ein Führungsschlitz (6) vorgesehen ist, der an der Innenseite des Fensterrahmens (1) angeordnet ist.

20. Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Medium ein Strömungsmedium, vorzugsweise eine Flüssigkeit, ist.

21. Fenster nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist.

22. Fenster nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse zum Zu- und Abführen des Strömungsmediums bzw. des Wassers vorgesehen sind.

23. Fenster nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmedium bzw. das Wasser ein Färbemittel enthält.

24. Fenster nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dosiereinrichtung zur Beaufschlagung des Strömungsmediums bzw. des Wassers vorgesehen ist.