DE102008046444A1 - Façade panel, system and process for energy production - Google Patents
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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.The present invention relates to a facade panel for producing an energy recovery system, wherein the facade panel comprises at least one insulating layer and at least one Gasleitschicht, wherein the facade panel comprises plastic. Furthermore, the present invention describes a system and method for energy production.
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.The The present application relates to a facade panel for the production an energy recovery system. In addition, aimed The present application relates to a system and a method for Energy.
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.A increasing scarcity of fossil fuels and the resulting cost increases lead to increased Investments in the field of energy saving and use sustainable energy resources. The air conditioning of buildings is currently responsible for a high proportion of total energy consumption causally. Accordingly, many efforts undertaken to reduce the consumption resulting therefrom.
Üblich
werden daher beim Bau von Gebäuden Materialien zur Dämmung
eingesetzt, die vielfach auch nachträglich an Fassaden
angebracht werden können. Beispielsweise beschreibt die
Druckschrift
Weiterhin
werden hinterlüftete Fassadenverkleidungen häufig
an Bauwerken wegen ihrer bauphysikalischen Eigenschaften eingesetzt.
Ein Beispiel für eine derartige Fassadenverkleidung wird
in
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
Darüber
hinaus sind aus
Die
Verwendung von Luft zur Isolierung von Gebäuden wird unter
anderem in
Weiterhin
sind Systeme zur Dämmung von Gebäuden sowie zur
Gewinnung solarer Energie bekannt. Beispielsweise beschreiben die
Dokumente
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.In In view of the prior art, it is now the object of the present Invention a facade panel for the production of an energy recovery system to provide an excellent property profile having.
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.A Task can be seen in particular, facade panels to provide that easily and easily assembled and processed can be. In particular, should be low for mounting qualified persons can be used. Farther the facade panel should be inexpensive to produce.
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.Moreover, it was therefore an object of the present invention to provide a system for energy production, which is associated with a relatively high energy efficiency with low maintenance, upkeep and acquisition costs. Here, the system, and thus the facade panels, which are used for the production of this, should have a long life, without continuously high maintenance and repair measures are necessary. Accordingly, the system, especially the facade panels one have high weather resistance, in particular a high UV resistance.
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.Solved These and other not explicitly mentioned tasks that are however, from the contexts discussed hereinbefore readily derivable or can be opened, through a facade panel for producing an energy recovery system with all features of claim 1. Advantageous modifications the facade panels according to the invention are in Subclaims under protection. Regarding a system and a method for energy generation provide the claims 34 and 41, a solution of the underlying tasks.
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.object Accordingly, the present invention is a facade panel for producing an energy recovery system, characterized is that the facade panel at least one insulating layer and at least one Gasleitschicht comprises, wherein the facade panel plastic having.
Hierdurch gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise, eine Fassadenplatte zur Herstellung eines Energiegewinnungssystems zur Verfügung zu stellen, welche ein hervorragendes Eigenschaftsprofil aufweist.hereby succeeds in an unpredictable way, a facade panel for Production of an energy recovery system available to provide, which has an excellent property profile.
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.The Façade panels according to the invention can easy and easy to assemble and process. For assembly especially low-skilled people be used. Furthermore, the facade panel is inexpensive produced. The façade panel continues to offer high weather protection. In addition, the facade panel can meet specific needs in terms of stability and noise control be adjusted.
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.Farther The present invention provides a system for generating energy ready, which at a relatively high energy efficiency with low Maintenance, upkeep and acquisition costs. in this connection shows the system, and thus also the facade panels, for the production This can be used for a long life, without being continuous high maintenance and repair measures are necessary. Accordingly, the facade panel according to the present invention a high weather resistance, in particular a high UV resistance.
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.The Facade plate according to the invention is used for the production an energy recovery system. The energy recovery system is based essentially due to the use of solar energy, being air that is located in the gas conducting layer and in a lower region of Gasleitschicht is supplied, heated by solar radiation and is directed upwards. In the upper area is the heated Air taken from the gas conducting layer and an energetic use fed. A facade panel of the present invention can, depending on the embodiment, for producing an outer wall or used to cover an existing exterior wall become.
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.The Facade panel of the present invention comprises plastic. By This configuration succeeds surprisingly a very cost-effective and powerful energy recovery system available to deliver. Preferably, the facade panel comprises at least 5 Wt .-%, preferably at least 10 wt .-% and particularly preferably at least 20 wt .-% plastic on. According to a special Embodiment of the present invention, the plastic content the facade panel at least 50 wt .-%, preferably at least 80th Wt .-% and particularly preferably at least 95 wt .-% amount. Of the Depending on the purpose, plastic contained in the facade panel can be used to be selected. Among the preferred plastics include including polyolefins, especially polypropylene (PP), polyethylene (PE) and / or cycloolefinic copolymers (COC), polyalkylene (meth) acrylates, in particular polymethyl methacrylate (PMMA), poly (meth) acrylimides (PMMI), polycarbonates (PC), polyisocyanates, polyoxyalkylenes, in particular Polyoxymethylene (POM), polyester, especially polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT) and / or polyethylene-2,6-naphthalate (PEN); Polyether ketones, in particular polyetheretherketone (PEEK), Polyether sulfones (PES), polysulfones (PSU), polyphenylene sulfides, polyvinyl chlorides, Polystyrenes (PS), polyamides (PA), polyurethanes and / or polyimides (PI). Furthermore, copolymers can also be used having two or more repeating units from which the polymers set forth above are constructed. These include in particular styrene-acrylonitrile (SAN), acrylic ester-styrene-acrylonitrile (ASA) and acrylonitrile-butadiene-styrene polymers (ABS). These polymers can individually or as a mixture of two, three or more plastics (Blends) are used.
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.The plastics may here contain conventional additives, for example UV stabilizers, impact modifiers, colorants, pigments, antistatic agents, flame retardants and fillers. These additives allow a simple adaptation of the plate properties to specific requirements. The surface of the gas-conducting layer can be biocidally equipped to counteract the growth of algae, fungi, bacteria, lichens, mosses and / or the like. For this purpose, in particular silver compounds can be introduced into the surface. Furthermore, the surface, especially in the rain, be with a biostatic substance be This treatment can be carried out in particular by means of a rain-induced release from a component. Suitable biostatically active substances are, for example, metals or metal alloys which preferably contain copper, zinc and / or lead, organometallic compounds, preferably organic mercury and tin compounds, organic compounds, preferably selected from atrazine, simazine, pelargonic acid, triazines, and active compounds the classes of the azoles, morpholine and strobilurins. Furthermore, the surface of the gas-conducting layer can be provided with a scratch-resistant lacquer or with self-cleaning and / or water-spreading properties.
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.According to one preferred embodiment, the facade panel only a small Number of plastic types have. This can, among other things the recycling of the facade panel can be increased. Accordingly preferred facade panels have at most four, more preferably at most two and most preferably one type of plastic on. The term plastic variety means that one out of exactly one Plastic grade manufactured article thereby recycled it can be that the object is melted down and the one from it recovered plastic, for example, be recycled by granulation can, without requiring a separation of the obtained plastic is. In this consideration, plastics remain only one small proportion, for example up to 5 wt .-%, preferably to to 1 wt .-% are contained in the facade panel, except Consideration.
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.A Facade panel according to the invention comprises at least an insulating layer and at least one gas conducting layer. Accordingly has a facade panel according to the present invention Invention a layered structure, wherein the gas-conducting layer is arranged outside. The gas-conducting layer is therefore defined as one of the two outer layers of the facade panel, this layer is suitable for conducting a gas. Accordingly the gas-conducting layer forms one of the surface layers the facade panel, which, perpendicular to the layer plane in the direction Insulation layer seen, completed by a layer, which has no channels or other structures, which are suitable for the conduction of gases. This layer can be immediate be formed by the insulating layer. On the other hand can this layer also represents an adhesive layer or a release layer. The gas-conducting layer preferably has a thickness in the range of 0.1 to 25 cm, more preferably in the range of 0.3 cm to 15 cm, measured as the maximum of the layer thickness.
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.The gas conducting layer includes channels or other structures suitable for conducting gases. Preferably, the channels have a cross-sectional area in the range of 0.1 to 2500 cm 2 , preferably 0.9 to 1000 cm 2 . According to a preferred embodiment, the channels are oriented substantially vertically. Accordingly, the ratio of the length of the channels, based on the individual facade panel, to the plate length is in the range from 10: 1 to 1: 1, particularly preferably in the range from 2: 1 to 1: 1. The length of the channels may be determined in a known manner, for example, over the life of a fluid passing through the channels. The gas-conducting layer preferably has a pressure loss of at most 10 mbar / m, preferably at most 5 mbar / m and particularly preferably at most 2 mbar / m. The pressure loss can be measured by differential pressure measurement between two selected points along the gas conducting layer.
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
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).The Gas conducting layer may preferably be made of one or more plastics getting produced. Particularly suitable for this purpose are, inter alia, polymethylmethacrylate (PMMA), polyamide (PA), polyoxymethylene (POM), polyetheretherketone (PEEK), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyester and / or cycloolefinic 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
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.The Insulating layer is not designed to conduct gases. Furthermore, the insulating layer differs from the gas conducting layer through a higher insulation effect. According to one particular aspect of the present invention is the ratio of Heat transfer coefficient of the insulating layer to Heat transfer coefficient of the gas conducting layer in the area from 1: 1.1 to 1: 1000, preferably 1: 5 to 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.The Insulating layer can be made of organic and / or inorganic Materials are made. In particular, the insulating layer made of plastic fibers, foams and / or particles include. Among the preferred plastics used to manufacture the Insulating layer or the insulating material can serve, include polyurethane, polymethylmethacrylate (PMMA), poly (meth) acrylimides (PMMI), polyimide (PI) and / or polystyrene.
Gemäß einem besonderen Aspekt kann die Dämmschicht expandiertes Polystyrol (EPS) und/oder geschäumtes Poly(meth)acrylimid (PMMI) umfassen.According to one particular aspect, the insulating layer expanded polystyrene (EPS) and / or foamed poly (meth) acrylimide (PMMI).
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
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.Farther For example, the insulating layer may contain inorganic particles Aerosils, fumed silicas and / or precipitated silicas, Gels, in particular aerogels and / or xerogels, inorganic foams, in particular airgel foams and / or inorganic fibers include.
Materialien
zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere Aerogele,
Aerosile und/oder pyrogene Kieselsäuren, werden beispielsweise
in
Aerogelschäume
werden unter anderem in
Bevorzugte
Dämmstoffe, insbesondere anorganische Partikel werden in
den Druckschriften
Diese Materialien können einzeln oder als Mischung untereinander oder als Mischung mit weiteren Materialien (z. B. in Form von Fasern oder Faserverbünden) eingesetzt werden.These Materials can be used individually or as a mixture with each other or as a mixture with other materials (eg in the form of fibers or fiber composites) are used.
Mischungen
verschiedener Dämmmaterialien, insbesondere anorganischer
Partikel mit Fasern, vorzugsweise Kunststofffasern werden in den
Druckschriften
Darüber hinaus kann die Dämmschicht übliche Additive, beispielsweise Ruß oder andere IR-Absorber umfassen.About that In addition, the insulating layer conventional additives, For example, include carbon black or other IR absorbers.
Neben der Gasleitschicht und der Dämmschicht kann eine erfindungsgemäße Fassadenplatte weitere Schichten, die insbesondere zum Verbinden dieser Schichten dienen können, oder weitere Komponenten enthalten.Next the gas-conducting layer and the insulating layer can be an inventive Facade panel further layers, in particular for connecting these Layers can serve, or contain further components.
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.According to one particular aspect of the present invention may, for example an IR-absorbing layer may be provided immediately adjacent the gas-conducting layer adjoins and the channels to the gas line, which are located in the Gasleitschicht limited to the inside. The IR absorbing layer has IR absorbing materials, such as As dyes, pigments and / or carbon black.
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.Farther can, for example, for aesthetic reasons, an intermediate layer may be provided between the insulating layer and the gas-conducting layer is arranged. This intermediate layer can, for example be configured colored or opaque.
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.To the particularly preferred elements which are an inventive Façade panel may include in particular heat storage elements, preferably one or more phase change materials (PCM) can contain. According to a special Embodiment of the present invention, the phase change material (PCM) a phase transition at a temperature range of 15 ° C preferably up to 45 ° C 18 ° C to 40 ° C. Among the preferred PCM include paraffins, Fatty acids and salt hydrates, which according to a Particularly preferred embodiment also encapsulated can. Preferred paraffins may be from 18 to 50 Carbon atoms, more preferably 20 to 40 carbon atoms.
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.The Heat storage element is preferably arranged so that provided the insulating layer between the gas-conducting layer and the heat storage element is. The equipped with a heat storage element Embodiment of an inventive Facade panel is particularly suitable for constructions, where part of the outer walls are made by facade panels is formed according to the present invention.
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.The dimensions of the facade panel are not critical per se, which is usually limited by the handling. Thus, in the field of prefabricated houses whole walls can be manufactured and assembled. On the other hand, preferred embodiments of a facade panel according to the invention can be installed easily and without tools. These facade panels preferably have a length in the range of 100 cm to 400 cm, more preferably in the range of 150 cm to 300 cm and a width in the range of 50 cm to 200 cm, particularly preferably in the range of 80 cm to 150 cm. According to a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the facade panel in the range of 0.8 to 50 cm, preferably in the range of 5 cm to 25 cm. The weight per unit area of the facade panel is preferably 2 to 50 kg / m 2 , more preferably 3 to 20 kg / m 2 .
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
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
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.A facade panel according to the invention can be produced by methods which are known per se in the art. For example, a multiple web plate, in particular a triple or quadruple web plate can be used, wherein one or more of the hollow chambers are filled with an insulating material. The Gasleitschicht results here from the open shafts of the original multi-wall plate, the insulating layer of or filled with the insulating material Layers. Furthermore, first of all, an insulating layer, for example a plastic foam, can be produced, onto which spacers are applied, in which case a further layer, in particular a plate, which is preferably translucent, is fastened to the other side of the spacers. The gas-conducting layer is formed by the space between the insulating layer and the plate. According to a further modification of the present invention, a double or multiple web plate, in particular triple and quadruple web plates can be connected to an insulating layer which is formed for example by a plastic foam or a fiber structure, wherein the insulating layer with the double or multiple web plate by gluing connected thereto becomes. Furthermore, a plastic foam can also be sprayed onto a double or multiple web plate. The term double-skin plate is understood here to mean a hollow-chamber plate which comprises two parallel plates, also called belts, which are separated by webs. A triple-ridge plate comprises three plates arranged in parallel, which are each separated by webs, so that two hollow chambers arranged parallel to the plates are produced, which are separated by a plate.
Zur
Herstellung der Dämmschicht können auch Materialien
verwendet werden, die bereits in entsprechender Form vorkonfektioniert
sind. Derartige Dämmmaterialien sind unter anderem in den Druckschriften
Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung kann die Dämmschicht gemäß dem
in
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.to Formation of a large-scale energy recovery system In the present invention, it may be necessary to have a plurality of facade panels to assemble into a structure together. This can be over, for example a blunt or oblique shock done. Farther For example, the facade panels can preferably be designed in this way be that the plates are assembled very easily and safely can, with the nature of the addition in itself uncritical is. So can the facade panels with a connection system be provided. These include in particular tongue and groove systems or clip systems. Furthermore, the facade panel at the edges of a Form having an overlapping connection or a Allow for a bouncing. To increase the connection quality The plates can be glued together or Velcro systems together get connected. Furthermore, a sealing profile can form fit be introduced into the joints.
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.The façade panels can be attached to buildings by conventional fastening systems. For example, the facade panels can be mounted by gluing, especially in the form of adhesive bats. Furthermore, the facade panels by mechanical fastening methods, such as anchors or anchor rails, in which the facade panels can be hooked, are attached. For holding the anchorage Accordingly, the facade panel may be provided with a groove or a perforation. Furthermore, the facade panels can be connected by clamping profiles with a building or a supporting structure. For this purpose, for example, a support profile can be set up or attached to an outer wall, for example by screwing. The support profile can be configured in a rectangular design. Usually, these support profiles made of plastic, wood / wood material or metal. The attachment of the facade panel to this profile can be done by clamping the plate by means of a seated on the outside linear clamping rail, which is provided in or over the space between the plates and selectively screwed to the wall profile. Furthermore, the plates may be provided with holes to allow attachment.
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.Around To allow for better mounting, can be a topcoat be applied to the facade panel, which, after fixing on the plate, can be regarded as part of the gas-conducting layer.
Die Fassadenplatten der vorliegenden Erfindung bilden einen Bestandteil eines Systems zur Energiegewinnung. Dieses System ist neu und dementsprechend ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The Facade panels of the present invention form an integral part a system for energy production. This system is new and accordingly also the subject of the present invention.
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
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.These Components can be used individually or in combination become. Furthermore, the system can also distribute components or for active transport of heated air, in particular a ventilation.
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.Farther is a method of energy generation subject of the present Invention comprising heating air by exposure to the sun in a gas conducting layer, which is connected to an insulating layer is, and the use of recovered thermal energy.
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.The Use of heat energy can, for example, over the use of an absorption chiller, a heat pump, a piping system for the distribution of hot air in a building done. Preferably, the recovered heat energy for production be used by hot water.
Je nach Sonneneinstrahlung kann der Einsatz einer Wärmepumpe sinnvoll sein, um die gewonnene Wärmeenergie auf ein höheres Temperaturniveau zu befördern.ever After sun exposure, the use of a heat pump be useful to the recovered heat energy to a higher To transport temperature level.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the present invention will be described below explained by way of example by way of example. Show it:
In
In
In
Figur
Eine Überlappung
ist in
Ein
in
Ein
Beispiel einer Klemmverbindung ist in
Ausführungsbeispielembodiment
Eine Fassadenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung wurde aus drei einzelnen Materialschichten, einer Dämmschicht, einer opaken Zwischenschicht und einer Gasleitschicht, gebildet, welche miteinander verklebt wurden.A Facade panel according to the present invention was made of three separate layers of material, an insulating layer, an opaque intermediate layer and a gas conducting layer, formed, which were glued together.
Die
Dämmschicht (
Die
Gasleitschicht (
Zur
besseren Montage wurde die Fassadenplatte mit einer Deckschicht
(
Die
Befestigung des Fassadenpaneels an einer Gebäudeaußenwand
wurde mittels einem Klebebett oder einem Klebebatzen (
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
(
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
(
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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