Lichttechnisches Bauelement Die vorliegende Erfindung betrifft ein lichttechni sches Bauelement mit einem Lichteinfallskanal und einem auf diesem angeordneten, mindestens teilweise lichtdurchlässigen Abdeckelement.
Die Verwendung von Oberlichtern zur Verbesse rung der Beleuchtungsverhältnisse in Räumen mit gerin gem, seitlichem Tageslichteinfall ist eine in der Bautech nik seit langem bekannte Tatsache. Derartige Oberlich ter werden vorzugsweise in den Decken grosser Arbeits-, Wohn- und Hallenräume angebracht. Bei einer bekann ten Ausführungsform besteht das Oberlicht aus einem vertikal in der Raumdecke angeordneten Hohlzylinder, dessen ins Freie ragende Stirnseite mit einer gewölbten Glaskuppel abgedeckt ist.
Ein Oberlicht wird seiner Aufgabe selbstverständlich um so besser gerecht, je mehr gesteuertes Tageslicht es während eines möglichst grossen Bruchteiles des Tages in den zu beleuchtenden Raum einfallen lässt. Nun wandert aber die Sonne auf unserem Breitengrad be- kannrifch zwischen der sogenannten Wintersonnenwende und der S'onvmesonnenwende von einem Tageshöchst stand zum andern. Der im Sommer (d. h. am 15.
Juni, 12 Uhr) auf unserem Breitengrad erreichbare Höchst stand beträgt dabei ca. 66 . Bei einer im wesentlichen horhontal liegenden Kuppel kann daher nie die ge samte Kuppeloberfläche von der Sonne angestrahlt wer den.
Die Sonnenstrahlen treffen dabei lediglich auf einen Bruchteil der Kuppeloberfläche auf und werden nach dem Eindringen in das unter der Kuppel ange ordnete vertikale Rohr je nach der Länge des letzteren ein- oder mehrfach reflektiert (siehe Fig. 1). Diese heute vielfach verwendete Oberlichtbauart weist daher einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf.
Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bil dende Oberlicht vermeidet die genannten Nachteile. Es ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinfallsebene des Abdeckelementes in bezug auf die Achse des genannten Kanales geneigt ist.
Dank der Neigung des Abdeckelementes ist die auf dasselbe auftreffende und anschliessend in den Raum gelangende Lichtmenge nicht mehr, wie bisher, dem Zu fall überlassen; sowohl die Gesamtorientierung des Ab deckelementes als auch dessen Neigungswinkel können nun so gewählt werden, dass einerseits die im Raum innern gewünschte Beleuchtungsstärke und Lichtvertei lung bzw. Lichtnivellierung oder Lichtkonzentration er zielt wird, dass anderseits aber auch die sehr unter schiedliche optische Wirksamkeit der das Gebäude um gebenden Bauwerke, Plätze, Seen etc. Berücksichtigung findet.
Die von aussen auf ein Gebäude einwirkenden Be leuchtungsverhältnisse sind jedoch nicht nur von unver änderlichen Faktoren (angrenzende Bauwerke, spie gelnde Wasserflächen etc.) abhängig, sondern auch von dem mit der jeweiligen Tages- und Jahreszeit wechseln den Zusammenspiel des Sonnenstandes, der Bewölkung und der Erdoberfläche (Schneebelag etc.). Um diesen ständigen Schwankungen ebenfalls Rechnung tragen zu können, wird der Lichteinfallschacht zweckmässig dreh bar ausgeführt.
Dadurch kann sowohl die in den Innen raum einfallende Gesamtlichtmenge als auch deren Verteilung nach Belieben gesteuert werden.
Der Lichteinfallskanal wird zweckmässig in Form eines Kegel- oder Pyramidenstumpfes ausgebildet, ist jedoch keineswegs auf diese Formen beschränkt.
Unter Lichteinfallskanal wird in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen ein im Dach bzw. in einer Seitenwand eines Gebäudes vorgesehener, zum Lichtdurchlass bestimmter Bauteil verstanden, welcher einerseits nach Belieben sowohl ausserhalb als auch innerhalb der Dach- bzw. Wandebene hervorragen kann, anderseits aber auch lediglich in Form eines flachen, die Lichteirlfallöffnung umgebenden Rahmens ausführbar ist.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen: Fig.2 einen Schnüt durch ein Oberlicht, dessen Lichteinfallskanal im wesentlichen die Form eines un- regelmässigen Kegelstumpfes aufweist, Fig. 3 eine schematisierte Frontalansicht des P.bex- lichtes gemäss Fig. 2,
Fig. 4 eihe wehere SchnittdarlgteJ1ung des in Fig. 2 gezeigten Obeiüichtps zur Veranschaulichung der auf tretenden Winkel.
Fig. 5 und 6 und 6a eine weitere Ausführungsform und Fig.7 eine Anwendung eines lichttechnischen Bau elementes auf dem Dach und an der Seitenwand eines Gebäudes.
Das in Fig.2 dargestellte Oberlicht weist einen Lichteinfallschacht 1 auf, welcher annähernd die Form eines unregelmässigen, d. h. nicht symmetrischen Kegel- stumpfes hat und durch ein schematisch angedeutetes, waagrechtes Dach 2 hindurchnagt. Der Schacht 1 ist als metallischer Hohlkörper ausgebildet.
Die obere, ins Freie mündende Öffnung des Kegelstumpfes ist um einen Winkel y gegen die Horizontale geneigt 114d mit einem Abdeckelement 3, beispielsweise einem Schutz glas, abgedeckt.
Anstelle des Schutzglases 3 kann selbstverständlich auch ein ganz oder teilweise durchsichtiger Kunststoff verwendet werden. Das Abdeckelement kann entweder eben oder auch nach innen oder aussen gewölbt sein. Die Verwendung einer planen Glasplatte bietet unter anderem den Vorteil, dass Wassermund Schnee gut ab laufen, wodurch eine einwandfreie Selbstreinigung ge- sichert ist.
purgh die Neigung der Innenwände des -Schachtes 1 wird nun bewirkt, dass .ein beispielsweise unter 45 einfallennderStrahl 4 nach einmaliger Reflexion in den zu beleuchtenden Raum abgelenkt wird.
Selbst die bei Sonnenaufgang bzw. Sonnenunter- gang waagrecht ankommenden Strahlen, die bei Ver wendung der heute vorherrschenden zylindrischen Licht- einfallrohre gar nicht benützt werden können, werden an der Schachtinnenwand nach unten und damit ins Rauminnere gleitet (eielie Strahl 5).
Zwecks Erzielung einer Streuwirkung können die Innenwände des Lichteinf allschachtes 1 mit einem Streuungsbelag .6, beispielsweise mit hochpolierter Aluminiumfolie, ausgekleidet sein. Das Oberlicht wirkt in diesem Falle wie eine einheitlichg, starke Lichtquelle.
In Fig. 3 ist das Oberlicht von vorne, d. h. vom<B>Mit-</B> tagsstand der Sonne aus gesehen. Im unteren Teil des Lichteinfallschgchtes 1 kann ein Staubglas 7 angebracht sein, das einte zusätzliche Sicherung gegen das Eindrin- gen von Staub bietet.
Fig. 4 zeigt .die bei der Konstruktion .eines Oberlich tes zu beachtenden Winkel. Der Winkel y, welcher die Neigung der Abdeckfläche 8 gegen eine vertikale, die Fläche 8 schneidende Gerade 9 angibt, ist gleichzeitig der Winkel zwischen der Horizontalebene und dem auf die Fläghe 8 senkrecht auffallenden Sonnenstrahl. Die ser Winkel wird vorzugsweise auf einen mittleren Son nenstand, beispielsweise 45 , eingestellt.
Die SpitZenwin- kel a und ,B sind bei unsymmetrischer Ausbildung des Kegels selbstverständlich ungleich, wobei die günstigste Winkelkombination jeweils in Abhängigkeit von den lokalen Verhältnissen, <B>d</B>. h. der Lage in bezug auf an- grenzende Bauwerke, dem Breitengrad, der gewünsch ten Beleuchtung etc: gewählt werden kann.
Wird bei- spielsweIse der Mittagsstand und dessen angrenzende Himmelspartien durch ein hohes Gebäude verdeckt, so wird man ,die Winkei und .die Gesamtorientierung des Schachtes I anders wählen als bei völlig freistehender Umgebung.
Auch wäre es durchaus möglich, den Lichteinfall- schhclit 1 in bezug auf das Dach 2 vierdrehbar auszufüh- ren, wobei dann die jeweüs günstigste Orientierung in Abhängi < gkei!t von der Tageszeit und dem zugebörigeu Sonnenstand gew 'ahlt werden
kann.
Der vom Dach 2 aus nach unten in den Raute hin- einragende Teil des Lichteinfallschachtes kann nach Be lieben bemessen oder auch ganz weggelassen werden.
1n der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die vorwiegend dem Lichteinfall dienende Öffnung der Klarheit halber s,chfgffiert gezeichnet. Die in diese Falle zungenförmige Öffnung 144 ist so angeordnet, dass sich eine Korrektur der im Tageslauf auftretenden Licht intensität ergibt,
wobei insbesondere das Morgen- und Abendlicht durch die Lichteinfallöffnung 14 aufgenom men und ins Rinmimmere geleitet wird, wogegen znr <B>Ab-</B> schirmung bzw. Abschwächung der intensiven Mittags- strah1en eine ganz oder teilweise lichtundurchlässige Platte 15 vorgesehen ist.
<B>Es</B> liegt auf der Hand, dass der Fachmann ohne wei- tsnes beliebige solcher Varianten des Emfin,@dungsgedan- ke4$ ersingen kann, ohne dadurch den Schutzbereich der im Anspruch definierten Erfindung zu verlassen.
Fig. ( zeigt eine Ausführungsform eines lichttechni schen. Bauelementes, bei welcher der Winkel y relativ steil gewählt wurde.
Wird das Abdeckelement 3 nun nach Norden orientiert, so ist das Rauminnere ständig von direkter Sonneneinstrahlung geschützt, da ein beim höchsten Sonnenstand ankommender Sonnenstrahl 5 maht durch den LichteinfaHschacht 1 eindringen kann.
Eine derartige Abschirmung des direkten Sonnenlichtes, welche dennoch dein Durchtritt einer maximalen Menge inrlirekben Liichtes gewährleistet, is't beilspvellswei'sc Sp#älg, Museen, Werkstätten zur Behandlung Produkte,
Küflstleratelicrs etc. von gros- ser Bedeu@ng. Auch hier können die Be@euchtungsver- hältnisse durch Verdrehung des _Schachtes nach Belieben variiert werden.
Eine Anwep dungsmöglichkeit des vorbeschriebenen lichttechnischen Bauelementes ist in Fig. 7 veranschau: licht. Hier sind sowohl auf dem Dach 1.0 als auch an der Seitenwand 11 eines in seiner Gesamtheit mit 12 be- zeichneten Gebäudes mehrere der beschriebenen licht- technischen Elemente 13 angebracht.
Die Gesamtorien tierung und Neigung der Abdeckelemente kann dabei so gewählt werden; dass sowohl die konstanten Einfluss- grössen (,angrenzende Gebäudewände, Bäume, stark reflektierende Flächen etc.) als auch die wechselnden Er scheinengen (Sonnenstand, Bewölkung, Schneebelag ete,) .gebührerx.de Berücksichtigung finden.
Der innerhalb des Gebäudes zu erzielende Beleuch tungseffekt kann auch durch die Form des Abdeck- eleme ,tes beeinflusset werden. Während im aägemetinen kreisförmige,oder :oyale Formeln den Vorzug haben wer- den;
köuaXn für Sondenzwecke alle möglichen Formen, wie I-ICTzfonM, Lepinilskeantbrmn, polygonale Quer- sohnütqte etc. in Frage kotmmen.
,Durch eine Kombination ider erwähnten Konstruk- tiansmeekmalfe, d. h. die Neigung und Formgebung des Abdeckesement es, die Drehbarkek des Liehtein.fa4 sebaohtes un;
d dir- Aubfingung eines P",llexiombe(lages, dassep,sich .die meinem Raume herrschenden )
Beleuch- tupgsyerhäZ@nnssc äm bisher nicht gekanntean. Ausmasse seuexn. Eine gleichmässige NkveMerung .des Lichtes ahne jegliche Konltastwürkung Säet sieh gl@emcherweige erziele4 wie eine Konzentration von dkekt
einfallenden LichetrpW1pn auf ganz begdmmte Raumsitvlleu. Der Schacht 1 kann beispielsweise als kegelstumpf- ähnlicher oder pyramidenstumpfähnlicher Hohlkörper ausgeführt sein. Es kommen selbstverständlich auch andere symmetrische oder unsymmetrische beliebige Formen, wie Tetraeder, von Raumkurven begrenzte Hohlkörper etc. in Frage.
Innerhalb des Schachtes 1 kann an beliebiger Stelle eine künstliche Lichtquelle montiert sein, deren Wartung vom Dach her durch die obere Schachtöffnung erfolgen könnte.
Der Lichteinfallschacht kann aus einem beliebigen, zweckentsprechenden Werkstoff hergestellt sein. Insbe sondere kommt dabei die Herstellung aus Metall und/ oder Kunststoff in Frage, wobei dem gewählten Werk stoff auch je nach Bedarf gewisse lichttechnische Funk tionen, wie Reflexion, Streuung etc. zufallen können.