Die Erfindung betrifft einen Außenwandaufbau für Gebäude, inbesondere Paneel, wobei zur Nutzung von

Solarenergie zwischen einer innenseitigen, eine innere Wärmedäτnπιschicht aufweisenden Wandschale und einer für Solarstrahlung durchlässigen, weitgehend transparenten außenseitigen Wandschale eine äußere Warmedammschicht angeordnet ist, die durch eine Solarstrahlung absorbierende Grenzfläche begrenzt ist.

Bei einem aus WO 95/10741 bekannten Wandaufbau dieser Art sind der von der außenseitigen Wandschale gebildete Wärmedurchgangswiderstand und deren Gesamtenergiedurchlaßgrad sowie der von der innenseitigen Wandschale mit ihrer inneren Warmedammschicht gebildete Wärmedurchgangswiderstand so aufeinander abgestimmt, daß durch die an der Grenzfläche absorbierte Solarenergie bei der zu erwartenden größtmöglichen Solareinstrahlung und der zu erwartenden maximalen sommerlichen Außentemperatur

im Inneren des Wandaufbaus keine die Werkstoffe im Wandaufbau schädigenden hohen Temperaturen und an der Wandinnenoberfläche höchstens Temperaturen entstehen, die von im Rauminneren befindlichen Personen noch als behaglich empfunden werden. Diese Abstimmung erfordert in der Regel eine Anpassung des Wärmedurchgangskoeffizienten k und des Gesamtenergiedurchlaßgrades g der zumeist als Verglasung ausgebildeten transparenten außenseitigen Wandschale, so daß deren k- und g-Werte häufig keinen ausreichenden Spielraum mehr lassen, um durch die Ausbildung der außenseitigen Wandschale das von einem Betrachter von außen wahrgenommene visuelle Erscheinungsbild des Außenwandaufbaus im Wand- und Brüstungsbereich noch nach Wunsch gestalten zu können.

Der Erfindung liegt die erste Teilaufgabe zugrunde, einen Wandaufbau der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das von außen gesehene visuelle Erscheinungsbild des Wandaufbaus auch bei vorgegebener Ausbildung der transparenten außenseitigen Wandschale noch nach Wunsch beeinflußt und bestimmt werden kann. Nach der zweiten Teilaufgabe sollen unter möglichst hoher Solarenergienutzung und Gewährleistung der Behaglichkeit im Rauminneren zu hohe, weil materialzerstörende Temperaturen innerhalb des Wandaufbaus sicher vermieden werden, wobei die Bautiefe des Wandelements möglichst gering, insbesondere nicht größer sein soll, als die statischen Notwendigkeiten der tragenden Konstruktion, insbesondere beispielsweise die Pfosten und Riegel, es erfordern.

Die erste Teilaufgabe wird bei einem Wandaufbau mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grenzfläche zwischen der außenseitigen Wandschale und der äußeren Wärmedämmschicht angeordnet und durch Email, Folie oder Lack opak ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Grenzfläche an ihrer der außenseitigen Wandschale zugewandten und/oder anliegenden Oberfläche eine farbliche und/oder strukturelle Gestaltung aufweist, die das von außen gegen die außenseitige Wandschale gesehene visuelle Erscheinungsbild des Außenwandaufbaus bestimmt.

Die farbliche und/oder strukturelle Gestaltung an der der außenseitigen Wandschale zugekehrten Oberfläche beeinflußt die spektrale Absorption und Reflektion der Solarstrahlung an der Grenzfläche und prägt dadurch in überraschender Weise das von einem Betrachter von außen gegen die außenseitige Wandschale gesehene visuelle Erscheinungsbild des Wandaufbaus, so daß durch eine entsprechende Gestaltung dieser Oberfläche das visuelle Erscheinungsbild weitgehend bestimmt werden kann, ohne an der Ausbildung der außenseitigen Wandschale selbst, insbesondere auch bezüglich ihrer k- und g-Werte, Änderungen vornehmen zu müssen.

Die zweite Teilaufgabe wird bei einem Außenwandaufbau, bei welchem die Grenzfläche einen Bruchteil alpha der Solarstrahlung aus der äußeren Warmedammschicht absorbiert, wobei die Summe R des von der außenseitigen Wandschale und der äußeren

Warmedammschicht gebildeten

Wärmedurchgangswiderstandes R und des von der innenseitigen Wandschale mit ihrer inneren

Warmedammschicht gebildeten Warmedurchgangswiderstands R1. einen Mindestwert Rgmm. besitzt, der so g^roß ist, daß bei fehlender Sonneneinstrahlung und der zu erwartenden minimalen Außenlufttemperatur

(Winter/Nacht) die Temperatur an der

Wandinnenoberfläche des Wandaufbaus einen bezüglich Behaglichkeit und Tauwasserrisiko minimalen Wert nicht unterschreitet, mit den im im kennzeichnenden Teil des

Anspruches 3 genannten Maßnahmen gelöst. Dort wie im folgenden bedeuten die Wärmedurchgangswiderstände

Ra,' Rl. j ^J eweils die Summe aus dem Wärmedurchlaßwiderstand 1/ 'Lambdaa bzw. 1'/Lambdal. des Wandaufbaus zwischen der Grenzfläche und der

Wandaußenseite bzw. Wandinnenseite und dem

Wärmeübergangswiderstand 1/alphaa an der

Wandaußenseite bzw. 1/alpha. an der Wandinnenseite. Entsprechend bedeutet der Wärmedurchgangswiderstand

R =R -r-R.=l/alpha -r-1/Lambda +1/Lambda. g a l a a l

+1/alpha. die Summe des Wärmedurchlaßwiderstandes

1/ 'Lambdaa+1/'Lambdal. des g^esamten Wandaufbaus und der inneren bzw. äußeren Wär eübergangswiderstände 1/alphaa, 1/alphal..

Bei dem erfindungsgemäßen Wandaufbau erfolgt die Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung im wesentlichen in der die transparente äußere Wärmedämmschicht zur Seite der inneren

Warmedammschicht hin begrenzenden Grenzfläche, an der somit bei Sonneneinstrahlung in der Regel die höchsten Temperaturen innerhalb des Wandaufbaus auftreten. Die

Grenzfläche kann dabei sehr dünn, etwa eine Folie, ein

Film oder eine Beschichtung sein, wenn sie nur für die

Solarstrahlung weitgehend undurchlässig ist. Die erfindungsgemäße Abstimmung der im Anspruchskennzeichen genannten Größen kann durch einen gewollt verringerten Wert des

Gesamtenergiedurchlaßgrades g der außenseitigen

Wandschale und/oder des Absorptionsgrades alpha an der

Grenzfläche eine geringere Aufnahme an Solarenergie im Wandaufbau zur Folge haben, gewährleistet aber bei gleichwohl guter Nutzung der Solarenergie, daß auch bei höchstmöglicher Sonneneinstrahlung der maximale

Temp ^eraturwert Tt,max im Wandaufbau nicht überschritten wird, so daß Materialzerstörungen nicht auftreten können. Gleichzeitig kann durch diese erfindungsgemäße Abstimmung überraschenderweise aber außerdem erreicht werden, daß die Temperatur an der

Wandinnenoberfläche nicht g ^J rößer als der Wert Toi.max werden kann, so daß diese Temperatur und der an der Wandinnenseite zur Rauminnenluft hin auftretende, durch den Wärmeübergangswiderstand 1/alpha. bedingte

Temperatursprung auch bei maximaler Sonneneinstrahlung in Bereichen liegen, die von im Rauminneren sich aufhaltenden Personen noch als behaglich empfunden werden. Die im Rahmen dieser Abstimmung erforderlichen

Werte des Wärmedurchgangswiderstandes R. der innenseitigen Wandschale mit ihrer inneren ärmedämmschicht sind unschwer durch Schichtdicken erreichbar, welche die Bautiefe und den konstruktiven und kostenmäßigen Aufwand des erfindungsgemäßen

Wandaufbaus insgesamt nicht über das vergrößern müssen,' was für den Wert Rgmi.n des

Wärmedurchgangswiderstandes des gesamten Wandaufbaus

ohnehin erforderlich ist, damit auch des Nachts und bei minimaler Außentemperatur eine ausreichende Wärmedämmung besteht, also die Temperatur an der Wandinnenfläche den bezüglich Behaglichkeit und Tauwasserrisiko minimalen Wert nicht unterschreitet. - Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Größenabstimmung bestehende Möglichkeit, den g-Wert der außenseitigen Wandschale und äußeren Warmedammschicht bewußt zu verringern, kann in Verbindung mit der absorbierenden Grenzfläche im übrigen dazu genutzt werden, das äußere Erscheinungsbild des Wandaufbaus zu optimieren, worin ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung zu sehen ist. Die reduzierten g-Werte verringern nämlich die Durchsicht durch die außenseitige Wandschale, erschweren also die Einsicht von außen in den hinter der außenseitigen Wandschale befindlichen Wandaufbau, wodurch Anforderungen an die Ästhetik des Erscheinungsbildes des Wandaufbaus leichter erfüllt werden können.

Um die genannten Forderungen (Einhalten bestimmter Grenzen für die maximal auftretende Temperatur im Wandaufbau und die maximal auftretende Innenoberflächentemperatur) einhalten zu können, muß mit steigendem Wärmedurchgangswiderstand der äußeren Wandschale und der äußeren Warmedammschicht der Anteil der an der Grenzfläche aufgenommenen Solarenergie durch Reduzierung des g-Wertes und/oder der Absorption an der Grenzfläche verringert werden. Die Reduzierung von g und/oder alpha ermöglicht gleichzeitig bei gegebenem R eine zunehmende Erweiterung des zulässigen Bereichs für den Wärmedurchgangswiderstand R. der inneren Wandschale

nach unten und nach oben.

Im einzelnen ist die erfindungsge äße Größenabstimmung durch die im Anspruch 3 enthaltene Tabelle 1 gekennzeichnet. Ausführungen des Wandaufbaus, die sich dabei durch eine besonders gute Solarenergienutzung auszeichnen, sind durch den Anspruch 4 und die in ihm enthaltene Tabelle 2 gekennzeichnet. Diese Tabellen g^elten unter den Voraussetzung^en Tmax = 120°C,' Toi. ax = 36°C, Tamax =30°C,' TI. = 20°C,' wobei

Tamax die höchste zu erwartende sommerliche

Außentemperatur und T. die Innentemperatur bedeuten, und für eine Süd/West-Orientierung des Wandaufbaus mit einer zu erwartenden maximalen Solareinstrahlung von

2 q = 700 W/m . In der Tabelle 1 sind für alpha gleich 0,2; 0,4; 0,6 und 0,8 jeweils in Abhängigkeit von Ra (erste Spalte) und alpha*g (zweite Spalte) der zulässige Maximalwert (dritte Spalte) und Minimalwert (vierte Spalte) für R. zusammengestellt. Zwischenwerte können durch Interpolationen ohne weiteres ermittelt werden. In der Tabelle 2 ist für ausgesuchte und bsonders bevorzugte Fälle außer den jeweiligen R -, alpha-, g- und R. -Werten in der letzten Spalte die Eignung für die Nutzung der Solarenergie in drei Stufen +, ++ und +++ gekennzeichnet, wobei der Nutzungsgrad mit der Anzahl der Plus-Zeichen zunimmt.

Die Werte von R , R. , alpha und g gemäß der Tabellen 1 und 2 hängen natürlich vom Wert q^smax der zu erwartenden höchstmöglichen Sonneneinstrahlung ab. Dieser Wert ist je nach der Orientierung des Wandaufbaus nach den Himmelsrichtungen verschieden;

bei Orientierung nach Süden ist er am größten, bei

Orientierung nach Norden am kleinsten. Die Erfindung empfiehlt, diese Richtungsabhängigkeit gemäß Anspruch

5 auszunützen, also bei der Größenabstimmung für einen bespielsweise nach Norden gerichteten Wandaufbau den dafür wesentlich kleineren Wert q ^s ax als für

Südrichtung zu berücksichtigen, um auf diese Weise erheblich kleinere k- und keq- Werte für den

Wandaufbau zu ermöglichen, als sich bei Verwendung des q -Wertes für Südrichtung ergeben würden.

Die im Rahmen der Erfindung durch eine absichtliche

Verringerung des Wertes für alpha*g (hier wie im folgenden bedeutet * das Multipikationszeichen) der außenseitigen Wandschale weniger aufgenommene

Solarstrahlung wird durch die Anpassung des

Wärmedurchgangskoeffizienten k = 1/Ra dieser

Wandschalung optimal genutzt, indem der entsprechend verringerte k-Wert den Wär everlust von der absorbierenden Grenzfläche nach außen durch die äußere transparente Wärmedämmschicht und die außenseitige Wandschale hindurch begrenzt.

In weiter bevorzugten Ausführungsformen kann die farbliche und/oder strukturelle Gestaltung durch eine Beschichtung oder durch eine Oberflächenveredelung der Grenzfläche gebildet sein. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche auf ihrer der äußeren Warmedammschicht zugekehrten Oberfläche ein im wesentlichen flächenhaftes Gebilde als Träger der farblichen und/oder strukturellen Gestaltung aufweist. Die farbliche Gestaltung kann von monochromen oder

polychromen Farbfeldern, die strukturelle Gestaltung durch eine reliefartig geformte Oberfläche gebildet sein.

Schließlich kann im Rahmen der Erfindung die außenseitige Wandschale von einlagigem Glas oder von mehrschichtigem Isolierglas unterschiedlichen Aufbaus gebildet sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; die beiden Figuren 1 und 2 zeigen einen Querschnitt durch den Wandaufbau eines erfindungsgemäßen Wandpaneels in lediglich schematischer Darstellung, wobei die außenseitige Wandschale in Fig. 1 aus einlagigem Glas und in Fig. 2 aus Isolierglas besteht.

Diese außenseitige Wandschale ist in der Zeichnung mit 1 bezeichnet und kann sehr unterschiedlich, insbesondere als Einfach-, Zweifach- oder auch

Dreifachglasscheibe ausgebildet sein, wobei im übrigen Warmeschutz- und/oder Sonnenschutzbeschichtungen sowie den g-Wert beeinflussende Beschichtungen vorhanden sein können, die aber hier im einzelnen nicht weiter beschrieben zu werden brauchen. Zu dem in der

Zeichnung auf der rechten Seite liegenden Innenraum hin besitzt das Paneel eine innenseitige Wandschale 2, zu der eine innere Warmedammschicht 3 gehört, die auf der Innenraumseite durch eine weitgehend dampfdichte Wandschicht 4, beispielsweise ein Blech, abgeschlossen sein kann. An die außenseitige Wandschale 1 schließt sich in Richtung zum Innenraum hin eine äußere Warmedammschicht 5 an, die wie die außenseitige

Wandschale 1 für die Solarstrahlung durchlässig sein kann und zumeist von einer Luftschicht gebildet ist, aber auch transparente Gläser, transparente Kunststoffe, transparente Kapillarplatten usw. enthalten kann. Die außenseitige Wandschale (1) ist von der äußeren Warmedammschicht 5 durch eine Grenzfläche 6 getrennt, die aus Email, einer Folie, Lack oder dergl. bestehen kann und an der Solarstrahlung absorbiert wird.

Um den visuellen Eindruck, den ein Betrachter wahrnimmt, der von außen, in der Zeichnung also von links her, gegen die außenseitige Wandschale 1 blickt, nach Wunsch zu beeinflussen und zu bestimmen, kann die Grenzfläche 6 an ihrer der außenseitigen Wandschale 1 zugekehrten Oberfläche mit einer farblichen und/oder strukturellen Gestaltung versehen, welche die spektrale Absorption und Reflektion der Solarstrahlung an der Grenzfläche 6 so beeinflußt, daß im Ergebnis der gewünschte visuelle Eindruck des

Außenwandelementes in der Ansicht von außen entsteht. Im einzelnen kann diese farbliche und/oder strukturelle Gestaltung durch eine zusätzliche Beschichtung oder durch eine Oberflächenveredelung der Grenzfläche 6 gebildet sein. Die Grenzfläche 6 kann auch auf ihrer der außenseitigen Wandschale 1 zugekehrten Oberfläche mit einem im wesentlichen flächenhaften Gebilde 7 als Träger der farblichen und/oder strukturellen Gestaltung versehen sein. Die farbliche Gestaltung kann von Farbfeldern oder

-bereichen gebildet sein, die unterschiedliche Farben besitzen. Sie kann aber auch aus einer monochromen, sich über die gesamte Paneelfläche erstreckenden

Färbung gebildet sein. Die strukturelle Gestaltung kann z. B. durch eine reliefartige Ausformung der Oberfläche des Trägers 7 erreicht werden.

Im Rahmen der Erfindung empfehlen sich zur jeweils optimalen Anpassung des k-Wertes und des g-Wertes an die jeweils bestehenden Erfordernisse, nämlich hinsichtlich der an der absorbierenden Grenzfläche 6 und an der Wandinnenoberfläche auftretenden die an Hand der Tabellen ableitbaren Kombinationen.

Die zulässigen Zuordnungen von Ra, alpha, g und Rl. für süd- und westorientierte Wandflächen sind in den Tabellen 1 und 2 in der schon früher erläuterten Weise zusammengestellt. Zwischen den zu gegebenem alpha, Rcl und g jeweils angegebenen beiden Grenzwerten kann

R. frei gewählt werden. Die von Fall zu Fall erreichbare Nutzung der Solarenergie ist in der letzten Spalte von Tabelle 2 bewertet, wobei die Bewertung auf folgender

Grundlage mit k _statisch =1/R _g beruht:

Maßstab ist jeweils eine südorientierte Wand

x = gut (k _oqu = 0,16 - 0,25 W/m ² K, k _oqu ≤ 1/2 k _statιsch )

xx = sehr gut (k _oqu = 0,06 - 0,15 W/m ² K, k. _qu ≤ 1/3 k _statιsch )

xxx = hervorragend (k _oqu ≤ 0,05 W/m ² K, k _oqu ≤ 1/8 k _statιsch )