DE3931594A1

DE3931594A1 - Heat insulating, transparent outer building wall component - has outer panel with numerous optical elements, with focal planes in heat insulating layer plane

Info

Publication number: DE3931594A1
Application number: DE3931594A
Authority: DE
Inventors: Helmut Ottomar Prof Dr Mueller; Joerg Prof Dr Ing Gutjahr; Eberhard Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-04-11
Also published as: DE3931594C2

Abstract

The wall component has at least one outer plate (10) and a heat insulating layer (11). The outer plate has a number of optical collector elements (14) with focal plane in that of the heat insulating layer. The latter, behind the optical elements, has transparent radiation passages (15), whose inlets (15a) are adjustable to the element focal regions by relative shift. The plate facing side of the insulating layer pref. has a reflecting film (18), leaving the passage inlets free. The radiation passages may form channels with reflective surface films (16). Alternately optical fibres may be used. The optical elements may be holograms with spectral effect. ADVANTAGE - Partial regions for sun radiation passage.

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes lichtdurch lässiges Außenwandelement für Gebäude nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heat-insulating light casual exterior wall element for buildings according to the Oberbe handle of claim 1.

Bekannt sind transparente wärmedämmende Außenwand elemente, die flächendeckend strahlungsdurchlässig sind, wie z. B. Isolierglas oder Polycarbonatwaben, und die aufgrund ihrer Transparenz einen verminderten Wärmeschutz im Vergleich zu opaken Wärmedämmstoffen aufweisen. Ferner bedürfen diese bekannten Außenwand elemente eines komplizierten beweglichen Sonnenschutzes zur Vermeidung einer zeitweisen Raumüberheizung.Transparent heat-insulating outer walls are known elements that are radially transparent are, such as B. insulating glass or polycarbonate honeycomb, and which reduced one due to their transparency Thermal protection compared to opaque thermal insulation materials exhibit. Furthermore, this known outer wall is required elements of a complicated movable sun protection to avoid temporary overheating.

In einer älteren Patentanmeldung (P 39 17 503.0-13) ist ein Außenwandelement für Gebäude beschrieben, das zwei parallele Scheiben aufweist. Die äußere Scheibe enthält zahlreiche strahlungssammelnde optische Elemente, deren Brennebene in der Ebene der inneren Scheibe liegt. Die innere Scheibe weist hinter jedem optischen Element ein Lichtempfangselement auf, bei dem es sich entweder um einen fotoelektrischen Umsetzer, einen flüssigkeits durchströmten Wärmekollektor oder um eine Wärmeabsorp tionsfläche handelt. Die von der Sonne her einfallende Strahlung wird auf die Lichtempfangselemente konzen triert, während diffus einfallende Strahlung durchge lassen wird. Das Außenwandelement ermöglicht sowohl eine Energiegewinnung als auch eine Raumbeleuchtung. Die optischen Elemente auf der äußeren Scheibe sind entweder holographische Linsen oder Fresnellinsen. Durch Bewegen der beiden Scheiben relativ zueinander kann ausgewählt werden, welcher Anteil der einfallenden Strahlungsenergie in das Gebäude hinein durchgelassen wird, welcher Anteil gegebenenfalls reflektiert wird und welcher Anteil zur Energiegewinnung umgesetzt wird. Eine Wärmedämmung ist hierbei jedoch nicht vorgesehen.In an older patent application (P 39 17 503.0-13) described an outer wall element for buildings, the two has parallel discs. The outer disc contains numerous radiation-collecting optical elements, their Focal plane lies in the plane of the inner disc. The inner disc shows behind each optical element Light receiving element, which is either a photoelectric converter, a liquid flowed through heat collector or around a heat absorber tion area. The one coming in from the sun Radiation is concentrated on the light receiving elements tried, while diffuse incident radiation will let. The outer wall element enables both energy generation as well as room lighting. The optical elements on the outer pane are either holographic lenses or Fresnel lenses. By moving the two disks relative to each other can be selected, which part of the incident Radiant energy let through into the building which part is reflected if necessary and what proportion is used to generate energy. However, thermal insulation is not provided here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Außen wandelement für Gebäude zu schaffen, das wärmegedämmt ist und in Teilbereichen Sonnenstrahlung für die Behei zung und/oder Beleuchtung des Innenraumes durchläßt.The invention has for its object an outside to create wall element for buildings that is thermally insulated is and in some areas solar radiation for the Behei passes through and / or lighting of the interior.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange gebenen Merkmalen.This object is achieved with the invention in the characterizing part of claim 1 given characteristics.

Bei dem erfindungsgemäßen Außenwandelement weist die äußere Scheibe zahlreiche strahlungssammelnde optische Elemente auf, die die Funktion von Linsen haben. Diese optischen Elemente befinden sich in der Ebene der planaren äußeren Scheibe. Sie können entweder als Holo gramme oder als Fresnellinsen ausgebildet sein. Die einfallende Strahlung wird in der Ebene, in der sich die Einlässe der die Wärmedämmschicht durchdringenden Strahlungskanäle befinden, fokussiert, so daß die aus der Sonnenrichtung einfallende Strahlung nahezu voll ständig in die Strahlungskanäle und von dort in das Gebäudeinnere geleitet wird. Das Außenwandelement ist daher, obwohl es eine Wärmedämmschicht enthält, für Licht- und Wärmestrahlung durchlässig. Die Wärmedämm schicht kann eine beliebig große Stärke haben und sie nimmt den überwiegenden Teil der Fläche hinter jedem optischen Element der Scheibe ein. Der Einlaß des Strahlungskanals nimmt nur einen relativ kleinen Teil dieser Fläche ein, vorzugsweise weniger als 10%. Auf diese Weise hat die Wand eine gute Wärmedämmung und sie ermöglicht dennoch den Durchlaß nahezu der gesamten einfallenden Strahlung oder eines ausgewählten Teils dieser Strahlung. Bei dem Außenwandelement wird die von der Sonne her einfallende Strahlung auf die Strahlungs kanäle konzentriert und in den Strahlungskanälen durch die Wärmedämmschicht hindurchgeleitet. Da die Strah lungskanäle nur einen geringen Teil der Fläche der Wärmedämmschicht einnehmen, werden die Wärmedämm eigenschaften nur unwesentlich verringert.In the outer wall element according to the invention, the outer disk numerous radiation-collecting optical Elements that have the function of lenses. These optical elements are in the plane of the planar outer disc. You can either use it as a holo gram or be designed as Fresnel lenses. The incident radiation is in the plane in which the inlets of the penetrating the thermal insulation layer Radiation channels are focused so that the out radiation incident in the direction of the sun is almost full constantly into the radiation channels and from there into that Inside the building. The outer wall element is therefore, although it contains a thermal barrier coating, for Light and heat radiation permeable. The thermal insulation layer can have any thickness and you takes up most of the area behind everyone optical element of the disc. The inlet of the Radiation channel takes up only a relatively small part this area, preferably less than 10%. On this way the wall has good thermal insulation and she nevertheless allows the passage of almost the entire incident radiation or a selected part of this radiation. In the case of the outer wall element, the by radiation coming from the sun onto the radiation channels concentrated and in the radiation channels through passed the thermal barrier coating. Since the beam ducts only a small part of the area of the Take thermal insulation layer, the thermal insulation properties only marginally reduced.

Die Wärmedämmschicht kann beispielsweise luftgefüllte Hohlräume enthalten oder aus den üblichen Dämmstoffen bestehen. Dabei kann insbesondere auf der der Scheibe zugewandten Seite eine Reflexionsschicht angeordnet sein. Die Strahlungskanäle können aus einfachen Löchern bestehen oder auch aus Lichtleitern. Zweckmäßigerweise sind die Strahlungskanäle für einen Luftdurchgang un durchlässig, so daß der Zwischenraum zwischen Scheibe und Wärmedämmschicht abgedichtet ist und keine Konvexionsströmungen aus diesem Luftraum herausführen. The thermal barrier coating can be air-filled, for example Contain voids or from the usual insulation materials consist. In this case, in particular on the disc facing side arranged a reflective layer be. The radiation channels can come from simple holes consist of or also from light guides. Conveniently are the radiation channels for an air passage un permeable, so that the space between the disc and thermal insulation layer is sealed and none Lead convex currents out of this air space.

Das erfindungsgemäße Außenwandelement eignet sich als lichtdurchlässiges Fensterelement in einem Bauwerk oder auch als Fassadenelement. Es ermöglicht das Einfangen von Licht und Wärme und verhindert durch die Wärmedämm schicht das Abgeben der eingefangenen Wärme an die Atmosphäre. Andererseits kann die Wärmedämmschicht in bezug auf die die optischen Elemente enthaltende Scheibe so verstellt werden, daß die Einlässe der Strahlungskanäle nicht in den Brennpunkten der optischen Elemente liegen, so daß praktisch keine Wärme und/oder Licht in das Gebäudeinnere gelangt. Dies kann zweckmäßig sein um eine Überhitzung des Raumes durch Sonneneinstrahlung zu vermeiden. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, mit den optischen Elementen eine Spektralzerlegung der einfallenden Strahlung vorzu nehmen und die Einlässe der der Strahlungskanäle so an zuordnen, daß sie nur mit den Brennpunkten der Strah lung des sichtbaren Lichts zusammenfallen, nicht aber mit den Brennpunkten der Wärmeabstrahlung. Auf diese Weise wird zwar Licht in das Gebäudeinnere gelassen, die Wärmestrahlung aber ferngehalten. Insbesondere Hologramme haben eine solche strahlungszerlegende Wirkung.The outer wall element according to the invention is suitable as translucent window element in a building or also as a facade element. It enables trapping of light and heat and prevented by thermal insulation releasing the captured heat to the layer The atmosphere. On the other hand, the thermal barrier coating in with respect to the one containing the optical elements The disc can be adjusted so that the inlets of the Radiation channels not in the focal points of the optical elements lie, so that practically no heat and / or light enters the interior of the building. This can be useful for overheating the room Avoid sun exposure. On the other hand, there is also the possibility of using the optical elements Spectral decomposition of the incident radiation take and so the inlets of the radiation channels assign them only with the focal points of the beam visible light, but not with the focal points of the heat radiation. To this Way, light is let inside the building, but kept the heat radiation away. In particular Holograms have such a radiation-decomposing effect Effect.

Die optischen Elemente auf der äußeren Scheibe sind vorzugsweise holographische Linsen. Die Hologramme sind in einer Schicht der äußeren Scheibe als Beugungsgitter vorhanden. Hologramme haben die Eigenschaft, einfallen des Licht richtungsselektiv abzulenken. Sie werden er zeugt, indem zwei kohärente Laserstrahlen, die aus unterschiedlichen Richtungen auftreffen, einander über lagert werden und durch Interferenz ein Strichmuster der Lichtdichteverteilung in der fotografischen Be schichtung der Scheibe bilden. Die auftreffenden Laser strahlen sind nicht durch einen Bildinhalt moduliert. Wenn ein auf die äußere Scheibe z. B. fotografisch auf gebrachtes Hologramm aus derselben Richtung beleuchtet wird, aus der einer der hologrammerzeugenden Strahlen eingefallen ist, und wenn die Beleuchtung mit derselben Wellenlänge wie derjenigen des hologrammerzeugenden Strahls erfolgt, wird der andere hologrammerzeugende Strahl rekonstruiert. Erfolgt die Beleuchtung mit einer Strahlung anderer Wellenlänge, so erfolgt ebenfalls eine Rekonstruktion des zweiten Strahls, jedoch ändert sich der Beugungswinkel. Wenn ein derartiges Hologramm mit polychromatischem Licht, z. B. weißem Tageslicht, beleuchtet wird, bewirkt es eine Spektralzerlegung. Diese Spektralzerlegung kann dazu ausgenutzt werden, nur die für die Energiegewinnung geeigneten Wellen längen auf die Lichtempfangselemente zu leiten und die anderen Wellenlängen, z. B. diejenigen des sichtbaren Lichts, durchzulassen. Auf diese Weise gelingt es, die Wärmestrahlung vom Inneren des Gebäudes fernzuhalten und gleichzeitig zur Energiegewinnung zu benutzen, während sichtbares Licht zu Beleuchtungszwecken durch gelassen wird.The optical elements on the outer pane are preferably holographic lenses. The holograms are in a layer of the outer disc as a diffraction grating available. Holograms have the property of coming to mind to deflect the light in a directionally selective manner. You become him testifies by two coherent laser beams coming from hitting different directions, over each other be stored and by interference a line pattern the light density distribution in the photographic Be form layering of the disc. The incident lasers rays are not modulated by an image content. If a z. B. photographically brought hologram illuminated from the same direction from which one of the hologram generating rays and when the lighting is the same Wavelength like that of the hologram generating Beam, the other hologram-producing Beam reconstructed. If the lighting is done with a Radiation of a different wavelength also occurs a reconstruction of the second beam, however, changes the diffraction angle. If such a hologram with polychromatic light, e.g. B. white daylight, is illuminated, it causes a spectral decomposition. This spectral decomposition can be used to only the waves suitable for energy generation length to guide the light receiving elements and the other wavelengths, e.g. B. those of the visible Light to let through. In this way, the Keep heat radiation away from the inside of the building and at the same time to use it to generate energy, while visible light goes through for lighting purposes is left.

Vorzugsweise sind die Scheibe und die Wärmedämmschicht relativ zueinander bewegbar, um Wärmeenergie wahlweise dem Gebäude zuführen zu können oder sie fernzuhalten. Zum Zuführen von Wärmeenergie in die Brennbereiche der optischen Elemente der äußeren Scheibe gebracht. Soll dagegen Wärme vom Gebäude ferngehalten werden, werden Oberflächenbereiche der Wärmedämmschicht in die Wärme strahlungs-Brennbereiche der optischen Elemente ge bracht. Preferably, the pane and the thermal barrier coating movable relative to one another to select thermal energy to be able to feed the building or keep it away. For supplying thermal energy to the burning areas of the brought optical elements of the outer pane. Should heat is kept away from the building Surface areas of the thermal barrier coating in the heat radiation focal areas of the optical elements brings.

Eine Relativbewegung zwischen Wärmedämmschicht und Scheibe kann ferner zum Zwecke der Nachführung ent sprechend dem Sonnenstand vorgesehen sein, um die linsenartigen optischen Elemente stets so auf die Sonne auszurichten, daß die gewünschten Bereiche der Wärme dämmschicht bzw. die Einläase der Strahlungskanäle mit den Brennbereichen der äußeren Scheibe zusammenfallen.A relative movement between the thermal insulation layer and Disk can also be used for tracking purposes speaking the position of the sun be provided to the lens-like optical elements always facing the sun align that the desired areas of heat insulation layer or the inlet of the radiation channels the focal areas of the outer disc coincide.

Die äußere Scheibe muß nicht unbedingt die nach außen raumabschließende Außenschicht des Außenwandelementes sein. Vor der äußeren Scheibe kann noch eine weitere Schutzscheibe angeordnet sein. In diesem Fall ist die äußere Scheibe zwischen der raumabschließenden Schutz scheibe und der Wärmedämmschicht bewegbar angeordnet.The outer pane does not necessarily have to face the outside space-enclosing outer layer of the outer wall element be. Another can be placed in front of the outer pane Protective pane can be arranged. In this case it is outer pane between the space-closing protection pane and the thermal insulation layer arranged movably.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe following are with reference to the Drawings embodiments of the invention closer explained. It shows

Fig. 1 eine schematische Frontansicht des in optische Bereiche aufgeteilten Außenwandelementes, Fig. 1 is a schematic front view of the divided areas in optical external wall element,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 2 is a horizontal section along the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 im defokussierten Zustand, Fig. 3 is a view according to Fig. 2 in the defocused state,

Fig. 4 eine Ausführungsform, bei der die Wärmedämm schicht zur Regulierung der in den Strahlungs kanal einfallenden Strahlungsmenge so verstell bar ist, daß ihr Abstand von der Scheibe ver ändert werden kann, Fig. 4 shows an embodiment in which the thermal barrier coating is for regulating the passage of incident radiation in the amount of radiation so adjustable bar that their distance can be changed ver from the disc,

Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der die Wärmedämm schicht aus einer Isolierglas-Doppelscheibe besteht, Fig exists. 5 shows an embodiment in which the heat-insulating layer of an insulating double glazing,

Fig. 6 eine Ausführungsform, bei der die Wärmedämm schicht ein Material mit zahlreichen Strahlungs kanälen, z. B. Wabenmaterial, aufweist, und Fig. 6 shows an embodiment in which the thermal insulation layer a material with numerous radiation channels, for. B. honeycomb material, and

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die äußere Scheibe aus Zweischeiben-Isolierglas besteht. Fig. 7 shows an embodiment in which the outer pane consists of double-pane insulating glass.

Das Außenwandelement weist eine äußere Scheibe 10 aus Glas und eine im Abstand dahinter angeordnete Wärme dämmschicht 11 auf. Die Scheibe 10 und die Wärmedämm schicht sind in einen Rahmen eingesetzt und sie haben einen gegenseitigen Abstand von etwa 20 mm. Der Bereich zwischen ihnen ist leer und gegen die Umgebung staub dicht abgeschlossen. Er kann wahlweise luftgefüllt oder auch evakuiert sein.The outer wall element has an outer pane 10 made of glass and a heat insulation layer 11 arranged at a distance behind it. The disc 10 and the thermal insulation layer are inserted into a frame and they are at a mutual distance of about 20 mm. The area between them is empty and dust-tight against the surroundings. It can either be air-filled or also evacuated.

Die Scheibe 10 trägt an ihrer Innenseite eine Beschich tung 13 mit zahlreichen Hologrammen. Diese Beschichtung 13 kann aus einer fotoempfindlichen Emulsion oder einem Fotopolymeren bestehen. In der Schicht 13 sind schach brettartig zahlreiche strahlungssammelnde optische Elemente 14 als Hologramme erzeugt. Diese optischen Elemente sind holographische Linsen, deren Brennebene so gewählt ist, daß sie mit der Innenseite der dem Ge häuseinnern zugewandten Wärmedämmschicht 11 zusammen fällt. Die optischen Elemente 14 bewirken eine punkt förmige Fokussierung der einfallenden Strahlung, wobei allerdings die Brennpunkte für unterschiedliche Wellen längen im Abstand voneinander angeordnet sein können. The disc 10 carries on its inside a coating 13 with numerous holograms. This coating 13 can consist of a photosensitive emulsion or a photopolymer. In the layer 13 , numerous radiation-collecting optical elements 14 are generated as holograms in a chess-like manner. These optical elements are holographic lenses, the focal plane is selected so that it coincides with the inside of the Ge-facing heat insulation layer 11 . The optical elements 14 bring about a point-like focusing of the incident radiation, although the focal points for different wavelengths can be arranged at a distance from one another.

In der Wärmedämmschicht 11 befindet sich hinter jedem der optischen Elemente 14 ein kanalförmiger Strahlungs durchlaß 15, der die Wärmedämmschicht 11 vollständig durchdringt. In der in Fig. 2 dargestellten Position befindet sich der Einlaß 15a des Strahlungsdurchlasses 15 zentrisch im Brennpunkt eines optischen Elementes 14. In dieser Position der Wärmedämmschicht 11 befinden sich die Einlässe sämtlicher Strahlungsdurchlässe 15 in den Brennpunkten der optischen Elemente. Die von den optischen Elementen 14 gesammelte Strahlung dringt durch die Strahlungsdurchlässe 15 hindurch in das Ge bäude ein. Dabei sind zweckmäßigerweise die Wände der kanalförmigen Strahlungsdurchlässe 15 mit einer Re flexionsschicht 16 versehen, um die Strahlungsverluste im Inneren der Strahlungskanäle gering zu halten. Der Verlauf der Wärmestrahlung ist in den Zeichnungen mit S bezeichnet.In the thermal insulation layer 11 there is a channel-shaped radiation passage 15 behind each of the optical elements 14 , which completely penetrates the thermal insulation layer 11 . In the embodiment shown in Fig. 2 position, the inlet 15 is a of the radiation passage 15 centered at the focal point of an optical element 14. In this position of the thermal barrier coating 11 , the inlets of all radiation passages 15 are located in the focal points of the optical elements. The radiation collected by the optical elements 14 penetrates through the radiation passages 15 into the building. The walls of the channel-shaped radiation passages 15 are expediently provided with a reflection layer 16 in order to keep the radiation losses inside the radiation channels low. The course of the thermal radiation is denoted by S in the drawings.

Um dem Verlauf der Sonne folgen zu können, ist eine Translationsbewegung der Wärmedämmschicht 11 relativ zu der Scheibe 10 vorgesehen, und zwar sowohl in verti kaler Richtung als auch in horizontaler Richtung. Hier zu wird die Wärmedämmschicht 11 von einer entsprechen den Antriebsvorrichtung 17 (Fig. 2) derart angetrieben, daß bei jedem Sonnenstand die eingestellte Relativposi tion von Wärmedämmschicht und Scheibe eingehalten wird. Fig. 2 zeigt den Zustand, daß die gesamte einfallende Sonnenstrahlung in das Innere des Gebäudes geleitet werden soll und Fig. 3 zeigt den Zustand, daß die Strahlungsenergie von dem Gebäude ferngehalten werden soll. Gemäß Fig. 3 ist die Wärmedämmschicht so ver schoben, daß die von den optischen Elementen 14 ge sammelte Strahlung nicht in den Bereich der Einlässe der Strahlungsdurchlässe 15 gelangt, sondern auf die Wärmedämmschicht 11 auftrifft. Die Wärmedämmschicht 11 ist auf ihrer Außenseite it einer reflektierenden Be schichtung 18 versehen, die die Strahlung reflektiert. Der Benutzer kann die Wärmedämmschicht 11 entsprechend seinen Bedürfnissen so verstellen, daß ein gewünschter Anteil der gesammelten Strahlungsenergie in das Gebäude eindringt und der Rest reflektiert wird.In order to be able to follow the course of the sun, a translational movement of the thermal insulation layer 11 is provided relative to the pane 10 , both in the vertical direction and in the horizontal direction. Here too, the thermal barrier coating 11 is driven by a corresponding drive device 17 ( FIG. 2) in such a way that the set relative position of thermal barrier coating and pane is maintained at every position of the sun. Fig. 2 shows the state that the entire incident solar radiation should be directed into the interior of the building and Fig. 3 shows the state that the radiation energy should be kept away from the building. Referring to FIG. 3, the heat-insulating layer is inserted ver that the ge of the optical elements 14 collected radiation does not enter the area of the inlets of radiation passages 15 but is incident on the thermal insulation layer 11. The thermal barrier coating 11 is provided on its outside with a reflective coating 18 which reflects the radiation. The user can adjust the thermal barrier coating 11 according to his needs so that a desired proportion of the radiation energy collected penetrates into the building and the rest is reflected.

Während bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 die Wärmedämmschicht 11 entlang ihrer parallel zu der Scheibe 10 verlaufenden Ebene verstellbar ist, zeigt Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand der Wärmedämmschicht 11 zur Scheibe 10 variiert werden kann. Wenn die Einlässe der Strahlungsdurchlässe 15 nicht in der Brennebene der optischen Elemente ange ordnet sind, wird von jedem optischen Element 14 eine größere Fläche der Wärmedämmschicht 11 bzw. der Re flexionsschicht 18 beleuchtet. Innerhalb dieser Fläche ist der Einlaß des Strahlungsdurchlasses 15 angeordnet. Durch Veränderung des Abstandes der Wärmedämmschicht 11 von der Scheibe 10 kann derjenige Strahlungsanteil variiert werden, der in den Strahlungsdurchlaß 15 ein fällt. Auch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 kann eine Nachführvorrichtung vorgesehen sein, die die Wärmedämmschicht in dem vom Benutzer eingestellten Ab stand von der Scheibe in ihrer Ebene so verstellt, daß der Einlaß des Strahlungsdurchlasses 15 bei jedem Sonnenstand stets zur Sonne ausgerichtet ist, so daß der vom Sonnenlicht erzeugte Strahlungsfleck stets auf den Einlaß fällt.While in the embodiment of FIGS. 2 and 3, the heat-insulating layer 11 along its extending parallel to the wafer 10 plane is adjustable, Fig. 4 shows an embodiment in which the distance between the heat-insulating layer 11 may be varied to disc 10. If the inlets of the radiation passages 15 are not arranged in the focal plane of the optical elements, a larger area of the thermal insulation layer 11 or the reflection layer 18 is illuminated by each optical element 14 . The inlet of the radiation passage 15 is arranged within this area. By changing the distance of the thermal insulation layer 11 from the pane 10 , the radiation component that falls into the radiation passage 15 can be varied. Also in the embodiment of Fig. 4, a tracking device can be provided, the heat insulation layer in the position set by the user was adjusted from the disc in its plane so that the inlet of the radiation passage 15 is always aligned with the sun at any position of the sun, so that the radiation spot generated by sunlight always falls on the inlet.

Der Flächenanteil der Einlässe der Strahlungsdurchlässe 15 in bezug auf die Fläche der Wärmedämmschicht 11 ist relativ klein und beträgt maximal etwa 10%. Die Stärke der Wärmedämmschicht 11 ist viel größer als diejenige der Scheibe 10 und beträgt mindestens 10 mm. The area proportion of the inlets of the radiation passages 15 with respect to the area of the heat insulation layer 11 is relatively small and is at most about 10%. The thickness of the thermal insulation layer 11 is much greater than that of the pane 10 and is at least 10 mm.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 besteht die Wärmedämmschicht 11 aus Zweischeiben-Isolierglas mit den beiden Scheiben 11a und 11b, zwischen denen sich ein Zwischenraum 20 befindet, der evakuiert sein kann. Auf der der äußeren Scheibe 10 zugewandten Seite ist die Scheibe 11a mit einer Reflexionsschicht 18 ver sehen. Die Strahlungsdurchlässe 15 bestehen aus Öffnungen in der Reflexionsschicht 18, ohne daß da hinter Strahlungskanäle vorhanden wären. Die Reflexions schicht 11 kann in ihrer Gesamtheit in Richtung des Doppelpfeiles 21 oder auch quer dazu verschoben werden.In the embodiment of FIG. 5, 11 is the heat insulating layer of two-pane insulating glass with the two discs 11 a and 11 b, between which a gap is 20, which can be evacuated. On the side facing the outer pane 10 , the pane 11 a is seen with a reflective layer 18 ver. The radiation passages 15 consist of openings in the reflection layer 18 without there being radiation channels behind them. The reflection layer 11 can be moved in its entirety in the direction of the double arrow 21 or transversely to it.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 besteht die Wärmedämmschicht 11 aus zwei Platten 22 und 23, von denen die der äußeren Scheibe 10 zugewandten Platte 22 eine mit einer Reflexionsschicht 18 versehene Glas scheibe ist, in der die Durchlässe 15 ausgespart sind. Die dahinter angeordnete Platte 23 ist eine Kanal platte, die zahlreiche Kanäle 24 enthält, welche zwischen zwei Scheiben 25, 26 verlaufen. Die Platte 23 besteht aus transparentem Wabenmaterial, d. h. die Kanäle 24 sind sechseckig, könnten aber beispielsweise auch rechteckig sein. Als Material für die Platte 23 kommt beispielsweise Polycarbonat, Acryl o. dgl. in Be tracht. Strahlung, die die Durchlässe 15 und die Scheibe 22 passiert, gelangt durch die Platte 23 und wird von den Wänden der Kanäle 24 teilweise reflektiert, da das Material dieser Kanäle einen höheren Brechungsindex hat als Luft. Die Platte 23 bewirkt somit eine bevor zugte Lichtleitung in Richtung der Plattennormalen. Sie bildet ein hinter der Scheibe 22 angeordnetes Lichtleit element, das feststeht, während die Platte 23 in Rich tung des Doppelpfeiles 21 oder quer dazu bewegbar ist. In the embodiment of FIG. 6, the thermal insulation layer 11 consists of two plates 22 and 23 , of which the plate 22 facing the outer pane 10 is a glass pane provided with a reflective layer 18 , in which the passages 15 are recessed. The plate 23 arranged behind it is a channel plate which contains numerous channels 24 which run between two disks 25, 26 . The plate 23 consists of transparent honeycomb material, ie the channels 24 are hexagonal, but could also be rectangular, for example. As a material for the plate 23 , for example, polycarbonate, acrylic or the like comes into consideration. Radiation that passes through the passages 15 and the disk 22 passes through the plate 23 and is partially reflected by the walls of the channels 24 , since the material of these channels has a higher refractive index than air. The plate 23 thus causes a before light guide in the direction of the plate normal. It forms an arranged behind the disc 22 Lichtleit element, which is fixed, while the plate 23 in Rich direction of the double arrow 21 or is movable transversely thereto.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem vor der äußeren Scheibe 10 eine weitere Scheibe 10a angeordnet ist und die Scheiben 10 und 10a eine Isolierglas- Doppelscheibe bilden. Die Hologramme 14 sind an der der Scheibe 10a zugewandten Seite der Scheibe 10, also im Inneren der Isolierglas-Doppelscheibe, angebracht, könnten aber auch an der Scheibe 10a angebracht sein. Die Wärmedämmschicht besteht in diesem Fall aus einer Glasscheibe mit Reflexionsschicht 18 und entsprechenden Strahlungsdurchlässen 15. Fig. 7 shows an embodiment in which a further pane 10 a is arranged in front of the outer pane 10 and the panes 10 and 10 a form an insulating glass double pane. The holograms 14 are attached to the disc 10 a side facing the disc 10, ie, disposed inside the insulating double glazing, but could also be attached to the disc 10 a. In this case, the thermal insulation layer consists of a glass pane with a reflection layer 18 and corresponding radiation passages 15 .

Claims

1. Heat-insulating translucent outer wall element for buildings, with at least one outer pane ( 10 ) and a heat insulation layer ( 11 ), characterized in that the outer pane ( 10 ) has numerous radiation-collecting optical elements ( 14 ), the focal plane essentially in the plane the heat insulation layer ( 11 ), and that behind the op tical elements, the heat insulation layer with translucent radiation passages ( 15 ) is arranged, the inlets ( 15 a) of the radiation passages by relative displacement between the disc ( 10 ) and the heat insulation layer ( 11 ) can be adjusted to the focal areas of the optical elements ( 14 ).

2. Outer wall element according to claim 1, characterized in that the heat insulation layer ( 11 ) on the disc ( 10 ) side facing a reflection layer ( 18 ) which leaves the inlets ( 15 a) of the radiation channels ( 15 ) free.

3. External wall element according to claim 1 or 2, characterized in that the walls of the radiation passages ( 15 ) are channels whose walls have a reflective coating ( 16 ).

4. outer wall element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiation through let consist of light guides.

5. Outer wall element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat insulation layer ( 11 ) relative to the disc ( 10 ) and at constant distance from this is displaceable.

6. Outer wall element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distance between the disc ( 10 ) and thermal insulation layer ( 11 ) is variable.

7. An external wall element according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the inlets (15 a) of the radiation passages (15) occupy at most 10% of the surface of the thermal barrier coating (10).

8. Outer wall element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the disc ( 10 ) and the thermal barrier layer ( 11 ) are moved relative to each other in order to adapt to the movement of the sun in a horizontal direction such that the incident radiation always on the same vertical lines of Thermal insulation layer ( 11 ) is focused.

9. Outer wall element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the disc ( 10 ) and the thermal barrier layer ( 11 ) are moved relative to each other in the vertical direction in order to adapt to the height of the sun so that the incident radiation always on the same horizontal loading rich the thermal barrier coating ( 11 ) is focused.

10. Outer wall element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the optical elements are holograms which cause spectral generation of the incident light in one direction, and that the inlets of the radiation passages ( 15 ) are arranged such that they are set receive only part of the decomposed spectrum in the focal range.

11. Outer wall element according to one of the preceding claims, characterized in that the heat insulation layer ( 11 ) made of double-pane insulating glass is available ( Fig. 5).

12. Outer wall element according to one of claims 1 to 10, characterized in that the thermal insulation layer ( 11 ) has a channel plate ( 23 ) with numerous light-conducting channels ( 24 ).

13. Outer wall element according to claim 12, characterized in that in front of the channel plate ( 23 ) a disc ( 22 ) with the radiation passages ( 15 ) is arranged and that this disc ( 22 ) is movable while the channel plate ( 23 ) is fixed.

14. Outer wall element according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation passages ( 15 ) consist exclusively of savings in a coating of the thermal insulation layer.