DE202017104406U1 - Building facade system with hygroscopic and autoreactive dehumidification mechanism - Google Patents
Building facade system with hygroscopic and autoreactive dehumidification mechanism Download PDFInfo
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Abstract
Gebäudefassadensystem (100), umfassend:eine Rahmenkonstruktion (150);eine Außenscheibe (140), die von der Rahmenkonstruktion (150) gehalten wird und eine Grenzfläche zur Außenluft (B) bildet;eine Innenscheibe (130), die von der Rahmenkonstruktion (150) gehalten wird, von der Außenscheibe (140) mit einem Abstand (A) beabstandet ist, und die dem Gebäude (C) zugewandt angeordnet ist;wobei die Rahmenkonstruktion (150) mit der Außenscheibe (140) und der Innenscheibe (130) einen Scheibenzwischenraum (160) definiert; wobei die Rahmenkonstruktion (150) umfasst:eine erste Öffnung (110), die einen Gasfluss zwischen der Außenluft und dem Scheibenzwischenraum zulässt,einen ersten Verschlussmechanismus (112), der die erste Öffnung (110) im Wesentlichen luftdicht verschließen kann, undein erstes feuchtigkeitsreaktives Steuerungselement (114), das mit Luft in dem Scheibenzwischenraum (160) in Verbindung steht und das den ersten Verschlussmechanismus (112) über eine feuchtigkeitsreaktive Maßänderung des Steuerungselements (114) öffnet oder schließt, die von der relativen Luftfeuchtigkeit in dem Scheibenzwischenraum (160) abhängt.A building facade system (100) comprising: a frame structure (150); an outer pane (140) supported by the frame structure (150) and defining an interface with outside air (B); an inner pane (130) formed from the frame structure (150 ), spaced from the outer pane (140) by a distance (A), and disposed facing the building (C), the frame structure (150) having the outer pane (140) and the inner pane (130) being a space between the panes (160) defined; wherein the frame structure (150) comprises: a first port (110) that allows gas flow between the outside air and the disc space, a first shutter mechanism (112) that can substantially airtightly close the first port (110), and a first moisture-responsive control element (114) communicating with air in the disc space (160) and opening or closing the first shutter mechanism (112) via a moisture-responsive dimensional change of the control member (114) that depends on the relative humidity in the disc space (160).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebäudefassadensystem mit einem hygroskopischen und autoreaktiven Entfeuchtungsmechanismus. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Doppelfassade, wie beispielsweise eine Closed-Cavity-Fassade, mit einem hygroskopischen und autoreaktiven Entfeuchtungsmechanismus, der ohne zusätzliche Steuerung oder aufwendige Wartung auskommt.The present invention relates to a building facade system with a hygroscopic and autoreactive dehumidifying mechanism. In particular, the invention relates to a double façade, such as a closed-cavity façade, with a hygroscopic and autoreactive dehumidification mechanism that requires no additional control or expensive maintenance.
Technischer HintergrundTechnical background
Bei herkömmlichen Doppelfassaden wird der Zwischenraum der Schalen, indem sich vor allem mechanische Sonnenschutzkomponenten befinden, so dimensioniert, dass er vor allem zu Reinigungs- aber auch zu Wartungszwecken begangen werden kann. Denn dieser Zwischenraum ist durch den ständigen Austausch mit der Außenluft Verschmutzungen ausgesetzt, die beispielsweise durch Sand, Insekten oder andere Partikel in der Luft eintreten In den Letzten Jahren wurden Fassaden mit einem geschlossenen und wartungsfreien Fassadenzwischenraum marktreif. Diese sogenannte Closed Cavity Façade ist eine besondere Art von doppelschaliger Fassade, die zumeist einen sehr hohen Verglasungsanteil hat und bei der der Raum zwischen beiden Verglasungen oder Schalen (im Folgenden auch „Cavity“ genannt) einen von Innen- bzw. Außenluft abgeschlossenen Raum bildet.In conventional double façades, the space between the shells, in particular mechanical sun protection components, is dimensioned such that it can be used primarily for cleaning but also for maintenance purposes. Because this gap is exposed by the constant exchange with the outside air dirt, which occur, for example, by sand, insects or other particles in the air In recent years, facades were with a closed and maintenance-free gap between facades marketable. This so-called closed-cavity façade is a special kind of double-skin façade, which usually has a very high proportion of glazing and in which the space between the two glazings or shells (also referred to below as "cavity") forms a closed space from inside or outside air.
Dabei ist stellt sich die Dichtigkeit und die Abgeschlossenheit des Fassadenzwischenraums als zentraler Produktgedanke dar, denn dies soll ein Verschmutzen der windgeschützten Komponenten, wie etwa des Sonnenschutzes, im Schalenzwischenraum verhindern. Somit muss dieser Raum laut Herstellern nicht mehr für Reinigungszwecke zugänglich gemacht werden, was einen entscheidenden Vorteil gegenüber Fassadenkonstruktionen mit offenen Schalen hat: Die geringere Tiefe des Zwischenraumes ermöglicht eine entsprechende Erhöhung der Nutzfläche des Innenraumes bei gleichen Außenmaßen eines Gebäudes. Während die in den letzten Jahrzehnten weltweit gebauten Doppelfassaden einen Fassadenzwischenraum bis zu einem Meter tief aufweisen, zeigt diese Anwendung eine Verringerung der Tiefe bis zu 10-15 cm. Dieser Flächengewinn multipliziert sich mit zunehmender Geschossigkeit des Gebäudes.Here, the tightness and the seclusion of the façade gap is a central product idea, because this is to prevent contamination of the wind-protected components, such as sun protection, in the shell space. Thus, according to the manufacturers, this space no longer has to be made accessible for cleaning purposes, which has a decisive advantage over facade constructions with open shells: the smaller depth of the interspace allows a corresponding increase in the effective area of the interior with the same external dimensions of a building. While the double facades built worldwide in recent decades have a gap of up to one meter in depth, this application shows a reduction in depth down to 10-15 cm. This area gain multiplies as the floor of the building increases.
Darüber hinaus braucht der Fassadezwischenraum keine zusätzliche Reinigungsmaßnahme, da er komplett sowie von außen als auch von innen gedichtet und mit sauberer Luft belüftet ist. Ermöglicht wird dies durch eine kontinuierliche Zufuhr von trockener und sauberer Luft und einem leichten Überdruck im geschlossenen Schalenzwischenraum. Mit dieser Maßnahme wird angestrebt das durch Temperaturschwankungen und damit schwankende relative Luftfeuchtigkeit entstehende Kondensieren von Wasserdampf zu verhindern. Die Luftmengen, die in die Cavity eingeführt werden, werden vorkonditioniert insbesondere getrocknet. Die Luft kann in einigen Anwendungen optional durch haustechnische Systeme an unterschiedlichen Temperaturen angepasst sein. Die entfeuchtete Luft, die mit einem ständigen Überdruck in den Zwischenraum eingeführt wird, verhindert Kondensation, die bei herkömmlichen doppelschaligen Fassaden vor allem im unteren Bereich der Innenseite der (äußeren) Verglasung entstehen, insbesondere bei Temperaturschwankungen innerhalb eines Tages. Vor allem in den Übergangszeiten entstehen in herkömmlichen, nicht mit vorkonditionierter Luft versorgten Doppelfassaden Temperaturschwankungen durch solare Erhitzung am Tag und Strahlungsaustauch der Fassadenoberflächen mit dem Weltall und somit starke Abkühlung der äußeren Scheibe. Durch die entfeuchtete und saubere Luft in der Cavity der herkömmlichen Closed Cavity Façade wird versucht, eine Kondensatbildung zu vermeiden. Nachteilig ist dabei jedoch der technische Aufwand für die Entfeuchtung der Cavity, also etwa für die Bereitstellung der vorkonditionierten und entfeuchteten Luft wie oben beschrieben oder anderen Entfeuchtungsmaßnahmen.In addition, the facade gap needs no additional cleaning measure, since it is completely sealed from the outside and from the inside and ventilated with clean air. This is made possible by a continuous supply of dry and clean air and a slight overpressure in the closed shell space. With this measure, the aim is to prevent the resulting condensation of water vapor due to temperature fluctuations and thus fluctuating relative humidity. The amounts of air introduced into the cavity are preconditioned, especially dried. In some applications, the air can be optionally adapted by home automation systems at different temperatures. The dehumidified air, which is introduced into the space with a constant overpressure, prevents condensation, which arise in conventional double-shelled facades, especially in the lower area of the inside of the (outer) glazing, especially with temperature variations within a day. Especially in the transitional periods arise in conventional, not supplied with preconditioned air double facades temperature fluctuations by solar heating during the day and radiation exchange of the facade surfaces with the universe and thus strong cooling of the outer pane. The dehumidified and clean air in the cavity of the conventional closed-cavity façade attempts to prevent condensation. The disadvantage, however, is the technical effort for the dehumidification of the cavity, so for example for the provision of preconditioned and dehumidified air as described above or other dehumidifying measures.
Diese Lösung verhindert zwar effektiv Kondensation in dem Scheibenzwischenraum der Fassade. Jedoch müssen die mechanischen Elemente gewartet werden. Zudem benötigen die Sensoren und die Steuerung des Ventils Strom, was den Aufwand und die Kosten der in
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gebäudefassadensystem bereit, dass die Nachteile des Standes der Technik effektiv ausräumt. Die nun folgende Offenbarung dient dem verbesserten Verständnis der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.The present invention provides a building facade system that effectively overcomes the disadvantages of the prior art. The following disclosure is for the improved understanding of Invention as defined by the appended claims.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Offenbarung wird eine Gebäudefassadensystem bereitgestellt, die eine Rahmenkonstruktion; eine Außenscheibe, die von der Rahmenkonstruktion gehalten wird und eine Grenzfläche zur Außenluft bildet; eine Innenscheibe, die von der Rahmenkonstruktion gehalten wird, von der Außenscheibe mit einem Abstand beabstandet ist, und die dem Gebäude zugewandt angeordnet ist umfasst. Die Rahmenkonstruktion definiert mit der Außenscheibe und der Innenscheibe einen Scheibenzwischenraum. Die Rahmenkonstruktion umfasst weiterhin eine erste Öffnung, die einen Gasfluss zwischen der Außenluft und dem Scheibenzwischenraum zulässt, einen ersten Verschlussmechanismus, der die erste Öffnung im Wesentlichen luftdicht verschließt, und ein erstes feuchtigkeitsreaktives Steuerungselement, das mit Luft in dem Scheibenzwischenraum in Verbindung steht und das den ersten Verschlussmechanismus über eine feuchtigkeitsreaktive Maßänderung des Steuerungselements öffnet oder schließt, die von der relativen Luftfeuchtigkeit in dem Scheibenzwischenraum abhängt.In a preferred embodiment of the disclosure, there is provided a building facade system comprising a frame construction; an outer disk held by the frame structure and forming an interface with outside air; an inner disk held by the frame structure, spaced from the outer disk by a distance, and disposed facing the building. The frame construction defines with the outer pane and the inner pane a space between the panes. The frame structure further includes a first opening that allows gas flow between the outside air and the space between the panes, a first shutter mechanism that substantially airtightly closes the first opening, and a first humidity-responsive control element that communicates with air in the panes of space first closure mechanism opens or closes via a moisture-sensitive dimensional change of the control element, which depends on the relative humidity in the space between the panes.
Durch die Verwendung eines Verschlussmechanismus, der über eine feuchtigkeitsreaktive Maßänderung des Steuerungselements öffnet oder schließt, werden aufwendige Sensorik und entsprechend angesteuerte Elektronik und mechanische Bauteile überflüssig. Das feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement ist autoreaktiv, d.h. reagiert selbstständig auf veränderte Umgebungsbedingungen, und durch geeignete Anpassung der Übertragung der Maßänderung an den Verschlussmechanismus wird die Entfeuchtung durch automatische Belüftung der Cavity bzw. des Scheibenzwischenraums erreicht.The use of a closure mechanism which opens or closes via a moisture-sensitive dimensional change of the control element eliminates the need for expensive sensors and appropriately controlled electronics and mechanical components. The moisture-responsive controller is autoreactive, i. responds autonomously to changing environmental conditions, and by suitably adjusting the transmission of the dimensional change to the shutter mechanism, the dehumidification is achieved by automatic ventilation of the cavity or the space between the panes.
Das feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement reagiert besonders bevorzugt auf die Änderung der relativen Luftfeuchte. Bei einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit in der Cavity, z.B. in Folge der abendlichen Abkühlung der Umgebungsluft und der wegfallenden Sonneneinstrahlung, reagiert das Steuerungselement z.B. mit einer Längenausdehnung. Diese wird auf den Verschlussmechanismus übertragen, wodurch die Öffnung geöffnet und die Belüftung der Cavity gestartet wird. Kühle, relativ trockenere Luft ersetzt nach und nach die relativ feuchte Luft der Cavity wodurch sich das Steuerungselement wieder zusammenzieht und den Verschlussmechanismus schließt. Es tritt keine Kondensation auf, da die Luft in der Cavity durch die Nähe zum Gebäude schnell wieder auf eine höhere Temperatur als die der Außenluft erwärmt wird.The moisture-reactive control element reacts particularly preferably to the change in the relative humidity. At a high relative humidity in the cavity, e.g. as a result of the evening cooling of the ambient air and the absence of solar radiation, the control element responds e.g. with a length extension. This is transferred to the shutter mechanism, which opens the opening and starts the ventilation of the cavity. Cool, relatively drier air gradually replaces the relatively humid air of the cavity, causing the control element to contract again and close the shutter mechanism. Condensation does not occur because the air in the cavity is quickly heated to a higher temperature than the outside air due to its proximity to the building.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt der Abstand zwischen Außen- und Innenscheibe von 70 mm bis 250 mm, bevorzugt von 100 mm bis 150 mm. Diese Abstände sind lediglich bevorzugte Abmessungen so genannter „Closed Cavity“ Fassaden und sollten nicht als einschränkend verstanden werden. Fassaden mit geringeren oder größeren Abständen zwischen den Scheiben, wie etwa sonstige Arten von Doppelfassaden, können ebenfalls von der vorliegenden Erfindung profitieren.In a preferred embodiment of the present disclosure, the distance between the outer and inner disks is from 70 mm to 250 mm, preferably from 100 mm to 150 mm. These distances are merely preferred dimensions of so-called "closed cavity" facades and should not be construed as limiting. Façades with smaller or larger inter-slice distances, such as other types of double facades, may also benefit from the present invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Verschlussmechanismus eine Klappe ist, die über einen Hebel durch eine Längenänderung des Steuerungselements geöffnet oder geschlossen wird. Die Erfindung kann jedoch mit unterschiedlichen Verschlussmechanismen umgesetzt werden, wie sie dem Fachmann geläufig sind. So sind z.B. Aktuatoren, Stempel, Flaschen- bzw. Seilzugsysteme, Zahnräder, hydraulische Übertragungen und Schiebefenster und -Türen jeweils alleine oder in Kombination miteinander als Verschlussmechanismus denkbar.In a preferred embodiment of the present disclosure, the shutter mechanism is a shutter which is opened or closed by a lever by a change in length of the control member. However, the invention can be implemented with different closure mechanisms, as are familiar to the expert. Thus, e.g. Actuators, punches, bottle or cable systems, gears, hydraulic transmissions and sliding windows and doors each alone or in combination with each other as a locking mechanism conceivable.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist das feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement eine streifenform auf und ist aus einem extrudierten, gegossenen und/oder gewalzten feuchtigkeitsreaktiven Material gefertigt. Diese Ausführungsform nutzt zur Steuerung des Verschlusses eine Längenänderung des Streifens. Üblicherweise werden Elemente mit großer Oberfläche bevorzugt, wie etwa mehrere parallele, sehr feine Fasern, da dies die Effekte der Maßänderung, also etwa der Längenänderung, vergrößert. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung ist das feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement aus einem gewobenen und/oder geflochtenen feuchtigkeitsreaktiven Material gefertigt. Auch hier gilt je feiner die verwendeten Fasern sind, desto größer ist die Fläche, die mit der Umgebungsluft, genauer dem darin enthaltenen Wasserdampf, reagieren kann, wodurch auch die Maßänderung des Steuerungselements zunimmt.In a preferred embodiment of the present disclosure, the moisture-responsive control member is in strip form and is fabricated from an extruded, cast and / or rolled, moisture-reactive material. This embodiment uses a length change of the strip to control the closure. Typically, high surface area elements are preferred, such as multiple parallel, very fine fibers, as this increases the effects of dimensional change, such as length change. In another embodiment of the disclosure, the moisture-responsive control member is made of a woven and / or braided moisture-responsive material. Again, the finer the fibers used are, the larger the area that can react with the ambient air, more specifically the water vapor contained therein, which also increases the dimensional change of the control element.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement einen hygroskopischen Kunststoff aus der Gruppe der Polyamide. In einer spezifischeren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung besteht das feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement aus dem hygroskopischen Kunststoff aus der Gruppe der Polyamide.In a preferred embodiment of the present disclosure, the moisture-responsive control element comprises a hygroscopic plastic from the group of polyamides. In a more specific embodiment of the present disclosure, the moisture-responsive control element is the hygroscopic plastic of the group of polyamides.
Der hygroskopische Kunststoff kann bevorzugt aus PA6, PA66, PA11, PA12 oder Gemische oder Copolyamide aus zwei oder mehr (Co)Polyamiden aus dieser Gruppe ausgewählt sein. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf spezielle feuchtigkeitsreaktive Stoffe beschränkt ist und andere Stoffe wir natürliche Fasern oder andere Kunststoffklassen können ebenso Verwendung finden. Wichtig ist lediglich die Eigenschaft des Stoffes bei Wasseraufnahme die Länge bzw. das Volumen zu ändern.The hygroscopic plastic may preferably be selected from PA6, PA66, PA11, PA12 or mixtures or copolyamides of two or more (co) polyamides from this group. It should be understood, however, that the invention is not limited to specific moisture-reactive materials is and other substances we natural fibers or other plastic classes may also find use. It is important only the property of the substance when water absorption to change the length or the volume.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Rahmenkonstruktion weiterhin eine zweite Öffnung, die einen Gasfluss zwischen der Außenluft und dem Scheibenzwischenraum zulässt, wobei die zweite Öffnung ebenfalls über den ersten Verschlussmechanismus und das erste feuchtigkeitsreaktive Steuerungselement geöffnet oder geschlossen werden kann. Durch den ersten Verschlussmechanismus werden die erste und die zweite Öffnung zeitgleich geöffnet und es tritt sofort ein Durchlüftungs- oder Zuglufteffekt auf. Dieser kann durch einen Kamineffekt verstärkt werden, wenn etwa die erste Öffnung in einem unteren Rahmenbereich und die zweite Öffnung in einem oberen Rahmenbereich angeordnet ist. Dies ist besonders bevorzugt, da so die Richtung des Luftstroms durch die Cavity festgelegt wird und entsprechende optionale Filter bzw. Entfeuchtungsmaßnahmen, wie sie weiter unten beschrieben werden, nur an einer der Öffnungen vorgesehen werden müssen, da die andere nur zum Austritt des Luftstroms dient. Dies kann durch zwischengeschaltete Ventile (z.B. Ventilklappen) weiter sichergestellt werden.In a preferred embodiment of the present disclosure, the frame structure further includes a second opening that allows gas flow between the outside air and the space between the panes, and the second opening may also be opened or closed via the first closure mechanism and the first moisture-responsive control element. By the first shutter mechanism, the first and the second opening are opened at the same time and it immediately occurs a ventilation or draft effect. This can be amplified by a chimney effect, when about the first opening in a lower frame portion and the second opening is disposed in an upper frame portion. This is particularly preferred since the direction of the air flow through the cavity is thus determined and corresponding optional filters or dehumidification measures, as described below, need only be provided at one of the openings, since the other only serves to discharge the air flow. This can be further ensured by interposed valves (e.g., butterfly valves).
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Rahmenkonstruktion ebenfalls eine zweite Öffnung, die einen Gasfluss zwischen der Außenluft und dem Scheibenzwischenraum zulässt. Jedoch ist für diese Öffnung ein zweiter Verschlussmechanismus, der die zweite Öffnung im Wesentlichen luftdicht verschließt, und ein zweites feuchtigkeitsreaktives Steuerungselement, das mit Luft in dem Scheibenzwischenraum in Verbindung steht und das den zweiten Verschlussmechanismus über eine feuchtigkeitsreaktive Maßänderung des Steuerungselements öffnet oder schließt, die von der relativen Luftfeuchtigkeit in dem Scheibenzwischenraum abhängt, bereitgestellt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die ersten und die zweiten Verschlussmechanismen auch jeweils Öffnungen in zwei benachbarten Fassadensystemen öffnen bzw. schleißen können. Dies ist möglich, da die Feuchtigkeitsbedingungen in zwei benachbarten Fassadenmodulen üblicherweise sehr ähnlich sind und entsprechend gleichzeitig belüftet werden können.In a preferred embodiment of the present disclosure, the frame structure also includes a second opening that allows gas flow between the outside air and the disc space. However, for this opening, a second shutter mechanism substantially airtightly seals the second opening and a second humidity-responsive control member communicating with air in the disc space and opening or closing the second shutter mechanism via a humidity-responsive dimensional change of the control member are provided Relative humidity in the space between the panes provided. It should be noted at this point that the first and the second closure mechanisms can also open or shave openings in two adjacent facade systems. This is possible because the moisture conditions in two adjacent facade modules are usually very similar and can be ventilated simultaneously.
Durch die Nutzung zweier unabhängiger Öffnungsmechanismen für die erste bzw. die zweite Öffnung, kann eine Abstufung der Stärke der Belüftung der Cavity erreicht werden. Z.B. öffnet bei einer etwas zu feuchten Luft, die aber noch nicht zwangsläufig zu Kondensation von Wasserdampf führt, nur eine der beiden Verschlussmechanismen und eine langsamere Belüftung der Cavity tritt auf. Außerdem ist es wünschenswert, dass im Falle der Nutzung des Kamineffekts die Lufteingangsöffnung der Cavity vor der Ausgangsöffnung geöffnet wird. Anderenfalls könnten Schmutzpartikel oder nicht entfeuchtete Luft durch die zweite Öffnung eintreten. Es sei an dieser Stelle jedoch angemerkt, dass beide Öffnungen mit Partikelfiltern oder Entfeuchtungsmaßnahmen ausgestattet sein können.By using two independent opening mechanisms for the first and the second opening respectively, a gradation of the degree of ventilation of the cavity can be achieved. For example, opens at a slightly humid air, which does not necessarily lead to condensation of water vapor, only one of the two shutter mechanisms and a slower ventilation of the cavity occurs. In addition, it is desirable that in the case of the use of the chimney effect, the air inlet opening of the cavity is opened in front of the outlet opening. Otherwise, debris or non-dehumidified air could enter through the second opening. It should be noted at this point, however, that both openings can be equipped with particle filters or dehumidifying measures.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die erste Öffnung einen Partikelfilter und/oder einen Entfeuchtungsmittel. Diese dienen zur Reinigung und Entfeuchtung der eindringenden Luft und können gleichermaßen an der zweiten Öffnung vorgesehen sein. In bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Partikelfilter einen Baumwollfilter, einen Gore Tex-Membranfilter, einen Trockenfilter, einen elektrostatischem Filter, einen Siebfilter oder einen Trägheitsfilter. Weiterhin umfasst das Entfeuchtungsmittel in bevorzugten Ausführungsformen Aluminiumsilikat, Zeolith, ein pNIPAAm-Polymer, eine Kombination aus pNIPAAm-Polymer und Baumwolle oder einen Superabsorber (SAP). Es sollte verstanden werden, dass die oben genannten Filter und Entfeuchter sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander vorgesehen sein können, z.B. durch in-Reihe-Schalten mehrerer Filter und/oder Entfeuchter in dem in die Cavity eindringenden Luftstrom.In a preferred embodiment of the present disclosure, the first opening comprises a particulate filter and / or a dehumidifier. These serve for cleaning and dehumidifying the penetrating air and may equally be provided at the second opening. In preferred embodiments, the particulate filter comprises a cotton filter, a Gorex membrane filter, a dry filter, an electrostatic filter, a mesh filter, or an inertial filter. Furthermore, in preferred embodiments, the dehumidifying agent comprises aluminum silicate, zeolite, a pNIPAAm polymer, a combination of pNIPAAm polymer and cotton or a superabsorbent (SAP). It should be understood that the above-mentioned filters and dehumidifiers may be provided both individually and in combination, e.g. by serially switching a plurality of filters and / or dehumidifiers in the airflow entering the cavity.
Es sei zudem angemerkt, das zwischen der Außenscheibe und der Innescheibe weitere Elemente, z.B. Beschattungsvorrichtungen, oder Scheiben angeordnet sein können. Im Falle zusätzlicher Scheiben können zusätzliche Scheibenzwischenräume entweder in ausreichendem Gasaustausch zueinander stehen oder es werden alternativ für zusätzliche Zwischenräume jeweils zusätzliche Entfeuchtungsmaßnahmen entsprechend der obigen Beschreibung bereitgestellt.It should also be noted that between the outer pane and the inner pane further elements, e.g. Shading devices, or discs can be arranged. In the case of additional slices, additional interspaces may either be in sufficient gas exchange with one another, or alternatively additional intermittent interventions may be provided as described above.
Entsprechend der obigen Offenbarung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu schaffen, die den Fassadenzwischenraum einer Closed Cavity Façade ohne Anwendung von externer Energie entfeuchten lässt, wenn es ein Kondensationsproblem besteht.In accordance with the above disclosure, it is an object of the present invention to provide a solution that dehumidifies the interstice space of a closed-cavity façade without the use of external energy when there is a condensation problem.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt ein Gebäudefassadensystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.1 shows a building facade system according to a preferred embodiment of the present disclosure. -
2A bis2D zeigen jeweils ein schematisches Gebäudefassadensystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in unterschiedlichen Situationen.2A to2D each show a schematic building facade system according to a preferred embodiment of the present disclosure in different situations.
Beschreibung der offenbarten Ausführungsformen Description of the disclosed embodiments
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Figuren beschrieben, die schematisch verschiedene beispielhafte Ausführungen eines erfindungsgemäßen Gebäudefassadensystems zeigen. Die in den Figuren dargestellten Ausführungen sind nicht maßstabgerecht dargestellt, wobei zum Teil Abmessungen gewählt wurden, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung klarer zur Geltung bringen.In the following, the present invention will be described with reference to figures, which show schematically different exemplary embodiments of a building facade system according to the invention. The embodiments shown in the figures are not drawn to scale, some dimensions have been selected, which bring the principle of the present invention to advantage.
Sowohl in der Beschreibung als auch in den Figuren werden gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente oder Komponenten Bezug zu nehmen. Um die Beschreibung knapp zu halten werden Elemente die bereits in anderen Figuren erwähnt wurden nicht unbedingt in der Beschreibung zu jeder weiteren Figur nochmals explizit erwähnt.Both in the description and in the figures, the same or similar reference numbers are used to refer to the same or similar elements or components. In order to keep the description short, elements which have already been mentioned in other figures are not necessarily explicitly mentioned again in the description of each further figure.
Das Gebäudefassadensystem
Das Gebäudefassadensystem
Die erste Öffnung
Eine zweite Öffnung
Ein zweites feuchtigkeitsreaktives Steuerungselement
Das System gemäß der obigen Beschreibung kann auch mit nur eine einzelnen Öffnung und den dazu gehörigen Verschluss- und feuchtigkeitsreaktiven Elementen vorgesehen sein. Die Belüftung erfolgt in dieser Ausführungsform entsprechend langsamer. Die Erfindung findet bevorzugt Anwendung in dem Scheibenzwischenraum einer doppelschaligen großflächig verglasten Fassade. In Abhängigkeit von den relativen Feuchtigkeitszuständen kann mittels autoreaktiver feuchtigkeitsreaktiver Materialien die Cavity entfeuchtet werden. Das autoreaktive Material reagiert auf das steigende Luftfeuchtigkeitsniveau, indem die Wasseraufnahme und folglich eine Volumenzunahme eine geometrische Veränderung einleitet. Die Längen- oder Volumenveränderung wird bevorzugt mittels kalibrierten Faserbändern (mit integrierten Aktor-Sensor-Funktionen) aus Polyamid oder ähnlichem (PA6, , PA66, PA11, PA12 oder Gemische bzw. Copolyamide davon) in einen Klappmechanismus eingeleitet, der einen Luftaustausch der Cavity mit der Umgebung, also die natürliche Belüftung des Fassadenzwischenraumes; ermöglicht.The system according to the above description can also be provided with only a single opening and the associated closure and moisture-reactive elements. The ventilation in this embodiment is correspondingly slower. The invention preferably finds application in the space between the panes of a double-shell, large-area glazed façade. Depending on the relative humidity conditions, autoreactive moisture-reactive Materials that are dehumidified cavity. The autoreactive material responds to the rising level of humidity by inducing water uptake and, consequently, an increase in volume, as a geometric change. The change in length or volume is preferably introduced by means of calibrated fiber ribbons (with integrated actuator-sensor functions) made of polyamide or the like (PA6, PA66, PA11, PA12 or mixtures or copolyamides thereof) in a folding mechanism, the air exchange of the cavity with the environment, ie the natural ventilation of the façade space; allows.
Bei einem Anstieg der Feuchtigkeit der Umgebungsluft, schließt sich die Fassade ohne zusätzliche Energie wieder. Durch Ausnutzen von Effekten der Quellkinetik sowie einfache konstruktive Maßnahmen sind bestimmte Öffnungsparameter einstellbar.When the humidity of the ambient air increases, the facade closes again without additional energy. By exploiting effects of the Quellkinetik as well as simple constructive measures certain opening parameters are adjustable.
Die einströmende Luft wird in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich an einem Trocknungsmittel (Aluminiumsilikat, Zeolith oder ähnliches) entfeuchtet. Alternativ können pNIPAAm-Polymere zur zeitweisen Trocknung der Cavity eingesetzt werden. Die Kombination von pNIPAAm-Polymere und Baumwolle kann das 3,4-fache ihres Eigengewichts an Wasser speichern und wieder abgeben. Bis 34°C kann das Material große Mengen an Wasser absorbieren. Bei höheren Temperaturen gibt es dagegen Wasser ab. Ferner sind auch Superabsorber (Superabsorbent Polymers, SAP) möglich.The incoming air is additionally dehumidified in a preferred embodiment of a desiccant (aluminum silicate, zeolite or the like). Alternatively, pNIPAAm polymers can be used for temporary drying of the cavity. The combination of pNIPAAm polymers and cotton can store and release 3.4 times its own weight in water. Up to 34 ° C, the material can absorb large amounts of water. At higher temperatures, however, there is water. Furthermore, superabsorbents (superabsorbent polymers, SAP) are also possible.
Das Trocknungsmittel kann kontrolliert an trockenen Tagen die Feuchtigkeit abgeben. Der beschriebene Prozess arbeitet hilfsenergiefrei und selbsttätig reversibel und somit immer wieder möglich.The desiccant can control the humidity on dry days. The process described works auxiliary energy-free and automatically reversible and thus always possible.
Die Erfindung sieht in einer bevorzugten Ausführungsform die Verwendung von mehreren Polymeraktoren vor: das eine befindet sich im unteren Teil des Fassadenelementes (Kastenelement); das andere im oberen Teil. Zum besseren Schutz vor in die Cavity eindringender Verschmutzung durch mitgeführte Partikel kommt eine Membran (Gore-tex o.ä.) als Filter zum Einsatz. Anderen Filtervorrichtungen können alternativ genutzt werden, z.B. Trockenfilter, elektrostatische Filter, Siebfilter oder Trägheitsfilter.The invention provides in a preferred embodiment, the use of multiple polymer actuators: one is located in the lower part of the facade element (box member); the other in the upper part. For better protection against contamination entering the cavity through entrained particles, a membrane (Gore-tex or similar) is used as filter. Other filtering devices may alternatively be used, e.g. Dry filter, electrostatic filter, sieve filter or inertial filter.
Die nur zeitweise Öffnung zur umgebenden äußeren Luft reduziert die Verschmutzung der Cavity insofern dass sie durch den die Zeitspanne des Austauschs mit der Umgebung und somit des Eintritts unsauberer und mit Partikeln versetzter Luft in die Cavity reduziert.The only temporary opening to the surrounding external air reduces the contamination of the cavity in that it reduces by the time of the exchange with the environment and thus the entry of unclean and particulate air into the cavity.
Diese Situation ändert sich am Abend, wie schematisch in
In der Situation in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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