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Raumbeleuchtungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Raumbeleuchtungsanlage in der Form einer sogenannten"Leuchtdecke" mit einer Mehrzahl von an der Decke montierten Reflektorleuchten mit Röhrenlampen und einem denhorizontalen Raumquerschnitt mindestens annähernd ausfüllenden Blendschutz aus sich kreuzenden, lotrecht stehenden Flächen, durch deren Zwischenraume die Leuchten nur unter einem Sichtwinkel von mehr als 580 (gegen die Horizontale) sichtbar sind. Die bekannten Ausführungen solcher Leuchtdecken entsprechen aber nicht allen Anforderungen, welche daran vom lichttechnischen Standpunkt aus zu stellen sind, nämlich Blendungsfreiheit und hohe Wirtschaftlichkeit durch Vermeidung von Lichtverluste.
Beispielsweise wurde vorgeschlagen, die den Blendschutz bildenden Flächen durchscheinend auszubilden. Dies ergibt keine Blendungsfreiheit, weil die Leuchtdichte der im Gesichtsfeld liegenden, lichtabstrahlenden Fläche viel zu hoch ist.
Bei bekannten, unter Verwendung eines Blendschutzes in Rasterform hergestellten Deckenleuchten liegen die Leuchtröhren unmittelbar auf der Oberseite des Blendschutzrasters auf. Hier trifft ein sehr gro- sser Anteil des Lichtstroms unter grossen Winkeln (60 bis 900) die lotrechten Rasterflächen, wodurch ebenfalls die im Gesichtsfeld liegende, lichtabstrahlende Fläche das Lampenlicht so stark reflektiert, dass keine Blendungsfreiheit erreicht ist. Ausserdem ist die Anzahl der Lampen durch den Raster fest bestimmt und kann nicht beliebig variiert werden.
Bei andern Systemen sind die Rasteröffnungen so klein, dass sich unerwünschte Schattenwirkungen und damit hohe Lichtverluste und ein schlechter Wirkungsgrad ergeben.
Durch die Erfindung wurde die Aufgabe gelöst, eine Leuchtdecke der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei bester Wirtschaftlichkeit völlige Blendungsfreiheit gewährleistet.
Lichttechnisch ausgedrückt soll die Blendungsziffer G einen gewissen Grenzwert nicht überschreiten.
Die Formel hiefür lautet :
EMI1.1
Die darin enthaltenen Grössen haben folgende Bedeutung :
B = Leuchtdichte der im Gesichtsfeld liegenden, lichtabstrahlenden Fläche ; n = eine Potenz, die bei verschiedenen Autoren verschieden angegeben wird und zwischen 1, 1 und
2 liegt ;
F = die Grösse der im Gesichtsfeld liegenden, lichtabstrahlenden Fläche ; Bo= Leuchtdichte der im Gesichtsfeld liegenden, angestrahlten Fläche (s Arbeitszone) und k = ein Faktor, der den Standort der Person angibt.
Unter "Gesichtsfeld" wird hier der gesamte Bereich verstanden, welcher unterhalb eines gegen die Horizontale um 580 geneigten Sehwinkels der Bezugsperson liegt.
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Durch die Leuchtdecke nach der Erfindung wird bei hoher, wirtschaftlich erzeugter Leuchtdichte Bg ein Mindestwert der Blendung G dadurch erreicht, dass der Blendschutz aus lichtundurchlässigen Flächen besteht, deren Abstand von der Mitte der Röhrenlampen mindestens gleich ist dem Röhrenlampendurch- messer, und deren waagrechter Abstand mindestens viermal so gross ist als der Röhrenlampendurchmesser, wobei der Abstand der Röhrenlampen und die Höhe des Blendschutzes so gewählt ist, dass jeder Punkt jeder
Reflektorleuchte nur durch die unmittelbar darunterliegende oder die in jeder Richtung nächst angrenzen- de Öffnung des Blendschutzes sichtbar ist.
Durch ein Lampen- und Reflexionssystem mit vorwiegend lotrecht abstrahlendem Licht ist an sich eine hohe Leuchtdichte Bg leicht erreichbar. Durch den Raster verschwindet aber das Lampen-und Re- flexionssystem aus dem Gesichtsfeld und als Wert B lkommt nur die Leuchtdichte der lotrechten, undurch- sichtigen Rasterflächen in Frage.
Dadurch, dass die Leuchten einen Abstand h von der Oberkante des Blendschutzes haben, der minde- stens gleich ist dem Röhrenlampendurchmesser, und z. B. das zwei-bis fünffache dieses Durchmessers be- trägt, ergibt sich gegenüber bekannten Anordnungen der Vorteil, dass die Anzahl der Leuchten nicht mit der Anzahl der Öffnungen des Rasters übereinstimmen muss. Vielmehr kann ein Leuchtenabstand gewählt werden, der dem ein-, zwei-oder dreifachen Abstand a der Rasterflächen gleich ist, ohne den Gesamt- eindruck zu stören. Man hat auch die freie Wahl, ob man die Leuchte jeweils in der Mitte ober den Öff- nungen des Rasters oder lotrecht über den Rasterflächen anbringen will. Je nach der getroffenen Wahl ergeben sich andere Grössen der Werte a und h (Höhe des Blendschutzes).
Ferner besteht der Vorteil, dass der Lichtstrom der Lampen die lotrechten Flächen des Blendschutzes nur unter einem kleinen Winkel (30 bis 450) trifft, wodurch auch wenig Licht von diesen Flächen reflektiert wird, wogegen bei h, = 0 ein viel grösserer Anteil des Lichtstromes die lotrechten Flächen des Blendschutzes unter Winkeln von 60 bis 900 trifft, was eine viel höhere Leuchtdichte BI und damit eine höhere Blendungszahl G ergibt. Durch die
Wahl des waagrechten Abstandes a der lotrechten Flächen des Blendschutzes mit dem mindestens Vierfachen des Röhrendurchmessers ergeben sich folgende Vorteile :
1. Die grosse Maschenweite a ergibt eine gute Lichtausbeute infolge geringer Schattenwirkung des Blendschutzrasters.
2. Der Blendschutz erhält unter Einhaltung der Bedingung, dass die Reflektorleuchten aus dem Gesichtsfeld gerückt sind, eine grosse Höhe h und kann dadurch leicht selbsttragend ausgebildet werden.
Aus dem angegebenen Verhältnis der Werte a und h zum Lampendurchmesser sowie der geometrischen Beziehung zwischen den Grössen a und h ergeben sich rechnerisch für jede Raumhöhe bzw. jede als zulässig angesehene Höhe der Rasterunterkante über dem Fussboden ganz bestimmte Dimensionierungsbereiche für die Grössen a, h und h.
Die lichtabstrahlende Fläche F der obigen Formel ist dadurch verkleinert, dass sich viele Flächen des Rasters gegenseitig teilweise abdecken.
Als Leuchten werden zweckmässig solche gewählt, deren Lichtstromabgabe vorwiegend'zwischen 150 und 60 (zur Lotrechten) liegt. Dadurch ist ein Einfluss der Deckenreflexion praktisch beseitigt und der Einfluss der Blendschutzflächenreflexion nur sehr gering. Die sich kreuzenden Scharen der Blendschutz- flächenwerden im allgemeinen quadratische oder rechteckige Öffnungen zwischen sich freilassen, jedoch können diese Öffnungen auch andere Formen besitzen. Durch geeignete Anordnung der Leuchten lässt es sich leicht erreichen, dass sämtliche Flächen einer Schar völlig gleichmässig ausgeleuchtet sind und eine gleichmässige Sicht ergeben.
Aber auch wenn die Zahl der Leuchten hiezu nicht ausreicht, kann man durch wechselnde Farbwahl oder wechselnde Reflexionseigenschaft der Blendschutzflächen eine weitgehende Gleichheit der Lichtabgabe erzielen.
Eine solche Beleuchtungsanlage besitzt den Vorteil, dass die Objekte vor allem direkt angestrahlt werden, was eine hohe Infeldleuchtdichte und damit hohe Wirtschaftlichkeit und geringe Reinhaltungsarbeiten ergibt.
Nachstehend werden an Hand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 - 3 zeigen schematisch lotrechte Schnitte durch drei verschiedene Anlagen.
Gemäss Fig. 1 besteht der Blendschutz aus zwei sich rechtwinkelig kreuzenden Scharen 1, 2 von dünnen Plattenstreifen aus Blech oder Kunststoff, die die Höhe h und den Abstand a voneinander besitzen.
Die über einer Platte 2 und parallel zu deren Längsrichtung liegende Leuchtstofflampe 3 befindet sich in einer Höhe lober der Plattenoberkante. Die Lichtstrahlen der Lampe können den Blendschutz unmittelbar nur in jenen Öffnungen der Abschirmung durchdringen, die sich direkt unter der Leuchte befinden, wobei der am geringsten gegen die Horizontale geneigte Lichtstrahl unter 580 verläuft. Bei vereinfachender Annahme einer punktförmigen Lichtquelle, die oberhalb einer Platte 2 liegt, entspricht dies der Be-
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dingung (h + h) : a = tg 58 .
Durch die beiderseits anschliessenden Öffnungen dringt kein von einer Leuchtröhre direkt kommender Lichtstrahl mehr hindurch. Bei der gleichen Vereinfachung entspricht dies der Bedingung h : a = : : (h 1 + h) : 2a oder hl= h. Natürlich handelt es sich in der Praxis nicht um punktförmige Lichtquellen, was bei der Herstellung entsprechend berücksichtigt werden muss.
Weitere Leuchtstoffröhren können über jeder folgenden Platte 2 oderüber jeder zweiten oder drittfolgenden Platte 2 montiert sein, ohne dass sich an der Unsichtbarkeit der Leuchten unterhalb eines Blickwinkels von 580 etwas ändert.
Fig. 2 zeigt die entsprechenden Verhältnisse, wenn die Leuchten über der Mitte der Öifnung aufge- hängt sind. Wie man sieht, können hiebei die Höhe h kleiner und die Abstände a wesentlich grösser sein.
Wenn nicht nur die Leuchtstoffröhren allein, sondern auch deren Reflektoren 4 der direkten Sicht un- terhalb eines Blickwinkels von 580 entzogen werden sollen, muss die Plattenhöhe h wieder grösser gewählt werden.
Bezeichnet man die waagrechte Ausdehnung der Leuchte mit 2x und die lotrechte Erstreckung derselben mit 2y, so gelten für die Höhe h der Plattenstreifen 2 sowie den Abstand h 1 der Leuchte von der Plattenoberkante folgende rechnerische Beziehungen :
EMI3.1
worin die Werte Kl und K2 verschieden sind, je nachdem, ob die Leuchte sich in der Fortsetzung einer Platte 2 nach oben befindet oder in der Mitte oberhalb zweier benachbarter Platten. Es beträgt im ersten Fall Kl = 1 und K2 = 2, dagegen im zweiten Fall Kl = 0, 5 und K2 = 1, 5.
In diese Formeln kann man den Wert 2x nur mit der Breite der Leuchtröhre oder mit der Breite des ganzen Reflektors einsetzen, je nachdem, ob man nur die Leuchtröhre selbst oder auch den Reflektor aus dem Gesichtsfeld bringen will.
Es ist klar, dass der Fachmann nach diesen Formeln für jede Raumhöhe, jede gewünschte Beleuchtungsstärke und alle sonst durch die räumlichen Verhältnisse gegebenen Umstände einen passenden Blendschutz entwerfen kann, der der gegebenen Voraussetzung entspricht.
Erwähnt sei noch, dass sich die Verhältnisse zahlenmässig ändern, wenn man nicht die zu den Platten parallel verlaufenden diagonalen Lichtstrahlen, sondern die räumlichen Diagonalen durch die Abschirmungsöffnungen der Konstruktion zugrunde legt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Leuchtdecke mit einer Mehrzahl von an der Decke montierten Reflektorleuchten mit Röhrenlampen und einem den horizontalen Raumquerschnitt mindestens annähernd ausfüllenden Blendschutz aus sich kreuzenden, lotrecht stehenden Flächen, durch deren Zwischenräume die Leuchten nur unter einem Sicht-
EMI3.2
so gross ist als der Röhrenlampendurchmesser, wobei der Abstand (hl) der Röhrenlampen und die Höhe (h) des Blendschutzes so gewählt ist, dass jeder Punkt jeder Reflektorleuchte nur durch die unmittelbar darunterliegende oder die in jeder Richtung nächst angrenzende Öffnung des Blendschutzes sichtbar ist.