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Die Erfindung bezieht sich auf einen hohlen Torflügel od. dgl. für sonnenseitige Gebäudewände, bestehend aus zwei äusseren Decklagen, zwischen welchen eine Innenlage mit Abstand von den Decklagen zur Bildung von Luftströmungskanälen angeordnet ist.
Torflügel, insbesondere für grossflächige Tore, wie Garagentore, sind bisher meist aus Blechtafeln, voll ausgeschäumten hohlen Blechkörpern, Holz usw. hergestellt und besitzen daher über die ganze Torfläche gleichbleibend durchgehend gute Wärmeleiteigenschaften oder mehr oder weniger gute Wärmedämmeigenschaften, so dass mit diesen Torflügeln eine zweckmässige Nutzung der Sonnenenergie zur Erwärmung des durch den Torflügel abgeschlossenen Raumes nicht möglich ist, da die isolierenden Torflügel von vornherein das gezielte Eindringen von Sonnenwärme unterbinden und die wärmeleitenden Torflügel zwangszweise die Gefahr einer Überhitzung im Sommer und einer Rückkühlung im Winter mit sich bringen.
Gemäss der FR-PS Nr. 2. 501. 839 wurde zur Nutzung der Sonnenenergie bereits ein Fensterladen vorgeschlagen, der aus zwei Deck- und einer Innenlage zusammengesetzt ist und zwischen Decklagen und Innenlage Luftströmungskanäle aufweist. Hier bestehen die aussenseitige Decklage aus Glas und die innenseitige Decklage aus Isoliermaterial, und als Innenlage dient ein Absorber, wobei die freigelassenen Kanäle eine von aussen nach innen verlaufende, offene Luftleitung bilden. Es ergibt sich ein an sich bekannter Plattenkollektor zur Erwärmung durchströmender Luft, der nur geringe mechanische Festigkeiten besitzt und nicht sehr wirkungsvoll ist.
Auf Grund des offenen Druchströmkanals kommt es nämlich ohne besondere Ventilationseinrichtungen praktisch zu keiner Warmlufteinleitung in den anschliessenden Raum, und ausserdem wirkt der Fensterladen als Kollektor nur in offener Stellung und muss, um Rückkühlungen zu vermeiden, geschlossen werden, damit die isolierende innenseitige Lage aussen zu liegen kommt. Die Verwendung eines solchen Flügels als Tor ist daher, abgesehen von seiner geringen Wirkung, von vornherein praktisch unmöglich, da der Flügel ja nur in offener Stellung zu Heizzwecken verwendet werden könnte, ein Tor aber an und für sich die meiste Zeit über verschlossen sein wird. Der bekannte Flügel eignet sich daher auch nur als zusätzlicher, hauptsächlich während des Tages geöffneter Fensterladen.
Wie die US-PS Nr. 4, 411, 255 zeigt, gibt es auch schon spezielle Wandkonstruktionen, die eine Nutzung der Sonnenenergie ermöglichen. Es handelt sich dabei um ein aus speziellen Mauersteinen aufgebautes Mauerwerk, in dem nicht nur ein eigener Absorber, sondern auch ein besonderer Wärmespeicher integriert ist. Dieser Wärmespeicher wird als Wärmetauscher für die Raumluft verwendet, die in gesonderten Luftkanälen in offenem Kreislauf durch die Wand geführt wird, wobei die Luftkanäle durch Klappen auch zu in sich geschlossenen Ringleitungen verbunden werden können, um den Wirkungsgrad zu verbessern. Ein solch aufwendiger, komplizierter Wandaufbau lässt sich allerdings nicht auf Torflügel od. dgl. übertragen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und einen Torflügel der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der bei einfacher Konstruktion einerseits gute Wärmedämmeigenschaften gegen Wärmeverluste nach aussen besitzt und anderseits eine effektvolle Sonnenenergienutzung zum Heizen des dahinterliegenden Raumes ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die an sich bekannten Merkmale, dass die Decklagen aus wärmeleitendem Material, wie Metall, und die Innenlage aus wärmedämmendem Material, wie Schaumkunststoff, bestehen, dass die Kanäle nach aussen abgeschlossen sind und, im Querschnitt gesehen, ringförmig um die Innenlage herumführen und dass in den Kanälen, vorzugsweise in den aussenseitigen vertikalen Kanälen, Rückschlagklappen zur Aufrechterhaltung einer aussen aufwärts und innen abwärts gerichteten Kreislaufströmung eingebaut sind.
Durch die in sich geschlossenen Ringkanäle kommt es bei Sonneneinstrahlung auf Grund der wärmeren Aussenseite und der kühleren Innenseite zu einem natürlichen Luftumlauf, und die Wärme wird von der Aussenseite zur Innenseite transportiert, wo sie in den anschliessenden Raum abstrahlt, ohne dass dazu Luft in diesen Raum einströmt. Ändern sich die Temperaturverhältnisse und sind die Aussentemperaturen geringer als die Raumtemperaturen, verhindern die Rückschlagklappen eine Kreislaufumkehr und damit eine Rückkühlung des Raumes, so dass insgesamt für den durch das Tor zugänglichen Raum eine recht wirkungsvolle Sonnenheizung erzielt wird.
Der Torflügel zeichnet sich dabei auf Grund der stabilen Decklagen und der den Hohlraum zwischen den Decklagen bis auf die Kanäle füllenden Innenlage durch ausreichende mechanische Festigkeit aus, und
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die in sich geschlossenen, mit den Rückschlagklappen bestückten Ringkanäle zusammen mit der isolierenden Innenlage gewährleisten hohe Wärmedämmwerte und vermeiden grössere Wärmeverluste.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Torflügel im lotrechten Querschnitt und Fig. 2 einen eine Rückschlagklappe umfassenden Ausschnitt aus Fig. 1 im grösseren Massstab.
Ein aus drei Lagen zusammengesetzter Torflügel weist eine aussenseitige, metallene Decklage - mit einer Absorberschicht --2--, beispielsweise ein dunkler Farbanstrich, eine wärmedämmende Innenlage --3-- und eine innenseitige, ebenfalls metallene Decklage --4-- auf, wobei zum Schutz der Absorberschicht --2-- auf die aussenseitige Decklage-l-zusätzlich eine transparente Abdeckung --5-- aufgebracht sein kann. Zwischen den Decklagen --1, 4-- und der Innenlage - sind ineinander übergehende vertikale und horizontale Luftströmungskanäle --6, 7,8, 9--
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--3-- herumfüh-- und einer Folienmembran --11-- bestehende Rückschlagklappen, die eine aussen aufwärts und innen abwärts gerichtete Kreislaufströmung aufrechterhalten und eine Strömungsumkehr verhindern.
Die aussenseitige Decklage--l-wird nun bei Sonnenbestrahlung über die Absorberschicht - erwärmt, u. zw. tritt eine solche Erwärmung vor allem durch flach einfallende Sonnenstrahlen --L--, also im Winter, auf, während sommerlich steil einfallende Sonnenstrahlen --L'-- auf Grund der kleinen Projektionsfläche-F'-und der grösseren, durch die Abdeckung --5-- gesteigerten Reflexion erwünschterweise wirkungsloser sind. Die warme aussenseitige Decklage --1-- gibt ihre Wärme an die Luft in den benachbarten Kanälen --8-- ab, die erwärmungsbedingt aufsteigt, was zu einer Naturumlaufströmung der Luft in den ringförmig geschlossenen Kanälen --8, 9,6, 7-führt.
Die Luft transportiert so die Wärme zur kühleren innenseitigen Decklage --4--, die ihrerseits erwärmt wird und die Wärme an den dahinterliegenden Raum abstrahlt.
Die Rückschlagklappe --10, 11-- ermöglicht diese natürliche Umlaufströmung der Luft, da sie ein Hochströmen der Luft in den aussenseitigen Kanälen --8-- erlaubt, sie verhindert aber ein Abwärtsströmen der Luft in diesen aussenseitigen Kanälen --8--, so dass eine Strömungsrichtungsumkehr, die bei fehlender Sonneneinstrahlung durch ein Absinken der Aussentemperaturen unter die Innentemperaturen auf Grund des dann entgegengesetzt gerichteten Naturumlaufes aufträte, verhindert wird. Die geschlossenen Rückschlagklappen --10, 11-- führen dann zu stehenden Luftpolstern in den Kanälen, die zusammen mit der isolierenden Innenlage --3-- dem Torflügel hohe Wärmedämmeigenschaften verleihen.
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The invention relates to a hollow gate wing or the like. For sun-facing building walls, consisting of two outer cover layers, between which an inner layer is arranged at a distance from the cover layers to form air flow channels.
Gate leaves, in particular for large-area gates, such as garage doors, have so far mostly been made from sheet metal, fully foamed hollow sheet metal bodies, wood, etc. and therefore have consistently good thermal conductivity properties or more or less good thermal insulation properties over the entire door surface, so that these gate leaves are suitable It is not possible to use solar energy to heat the space enclosed by the door wing, since the insulating door wings prevent the targeted penetration of solar heat from the outset and the heat-conducting door wings inevitably entail the risk of overheating in summer and re-cooling in winter.
According to FR-PS No. 2, 501, 839, a shutter has already been proposed for using solar energy, which is composed of two top layers and one inner layer and has air flow channels between the top layers and the inner layer. Here, the outer cover layer is made of glass and the inner cover layer is made of insulating material, and an absorber serves as the inner layer, with the exposed channels forming an open air line running from the outside in. The result is a plate collector known per se for heating air flowing through, which has only low mechanical strengths and is not very effective.
Due to the open flow channel, there is practically no warm air being introduced into the adjoining room without special ventilation devices, and in addition the shutter acts as a collector only in the open position and must be closed to prevent recooling, so that the insulating inner layer is on the outside is coming. The use of such a wing as a gate is therefore, apart from its little effect, practically impossible from the outset, since the wing could only be used for heating purposes in the open position, but a gate will be closed for most of the time. The known wing is therefore only suitable as an additional shutter, mainly open during the day.
As US Pat. No. 4, 411, 255 shows, there are already special wall structures that enable the use of solar energy. It is a masonry made of special bricks, in which not only an own absorber, but also a special heat storage is integrated. This heat accumulator is used as a heat exchanger for the room air, which is guided through the wall in separate air ducts in an open circuit, the air ducts also being able to be connected by flaps to form self-contained ring ducts in order to improve the efficiency. Such an elaborate, complicated wall structure, however, cannot be transferred to gate leaves or the like.
The invention is therefore based on the object to remedy these deficiencies and to create a gate wing of the type described, which on the one hand has good thermal insulation properties against heat loss to the outside with a simple construction and on the other hand enables effective use of solar energy for heating the space behind.
The invention solves this problem by the features known per se that the cover layers made of heat-conducting material, such as metal, and the inner layer made of heat-insulating material, such as foam plastic, consist of the channels being closed to the outside and, seen in cross section, ring-shaped around the Guide the inner layer around and that non-return flaps are installed in the channels, preferably in the outer vertical channels, to maintain a circulation flow directed upwards and downwards inside.
Due to the warmer outside and the cooler inside, the self-contained ring ducts create natural air circulation when the sun is shining, and the heat is transported from the outside to the inside, where it radiates into the adjoining room without any air entering the room flows in. If the temperature conditions change and the outside temperatures are lower than the room temperatures, the non-return flaps prevent a reversal of the circuit and thus a recooling of the room, so that overall a very effective solar heating is achieved for the room accessible through the gate.
The gate wing is characterized by sufficient mechanical strength due to the stable cover layers and the inner layer filling the cavity between the cover layers except for the channels, and
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The self-contained ring channels with the non-return flaps, together with the insulating inner layer, ensure high thermal insulation values and prevent major heat losses.
In the drawings, the subject matter of the invention is shown schematically in one embodiment, u. 1 shows a gate wing according to the invention in vertical cross section and FIG. 2 shows a cutout from FIG. 1 comprising a non-return flap on a larger scale.
A gate wing composed of three layers has a metal cover layer on the outside - with an absorber layer --2--, e.g. a dark coat of paint, a heat-insulating inner layer --3-- and an inside, also metal cover layer --4--, whereby To protect the absorber layer --2-- a transparent cover --5-- can also be applied to the outer cover layer-l-. Between the top layers --1, 4-- and the inner layer - there are merging vertical and horizontal air flow channels --6, 7,8, 9--
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--3-- guide around-- and a foil membrane --11-- existing non-return valves, which maintain a circulation flow upwards and downwards inside and prevent a flow reversal.
The outer cover layer - l-is now heated by the absorber layer when the sun is shining, u. Such a warming occurs primarily through flatly incident sun rays --L--, i.e. in winter, while summerly steeply incident sun rays --L '- due to the small projection area-F'- and the larger, through the Coverage --5-- increased reflection are desirably ineffective. The warm outer cover layer --1-- releases its heat to the air in the adjacent ducts --8--, which rises due to the heating, which leads to a natural circulation flow of air in the annularly closed ducts --8, 9,6, 7 -leads.
The air transports the heat to the cooler inner layer --4--, which in turn is warmed up and radiates the heat to the room behind.
The non-return valve --10, 11-- enables this natural circulation of air because it allows the air to flow upwards in the outside channels --8--, but prevents the air from flowing downwards in these outside channels --8--, so that a reversal of the direction of flow, which would occur in the absence of sunshine due to a drop in the outside temperature below the inside temperature due to the then opposite natural circulation, is prevented. The closed non-return flaps --10, 11-- then lead to standing air cushions in the channels, which together with the insulating inner layer --3-- give the gate wing high thermal insulation properties.