Die bekannten Vorteile der Nutzung des Tageslichts zur Raumbeleuchtung haben in
den letzten Jahren zur Entwicklung einer Vielzahl von Systemen geführt, deren
Hauptfunktion darin besteht, das in der Fensterebene vorhandene Tageslicht
verstärkt in die Raumtiefe zu lenken. Solche Systeme sind teilweise auf die
Umlenkung diffusen Himmelslichtes, teilweise auf die Umlenkung der Direktstrahlung
der Sonne hin ausgerichtet. Beispiele für solche Systeme sind z. B. verspiegelte
Lamellen, Prismenplatten, Lichtlenkglas, holographisch optische Elemente usw. Ein
entscheidender Nachteil dieser Systeme besteht darin, daß sie den Ausblick ins
Freie, der neben der Tageslichtbeleuchtung eine der Hauptfunktionen des Fensters
ist, wesentlich beeinträchtigen. Teilweise sind diese Systeme Ursache von
Blendungserscheinungen im Innenraum, teilweise verändern sie die Lichtfarbe des
Tageslichtes bzw. erzeugen einen Regenbogeneffekt, was bezogen auf die
Innenraumbeleuchtung ebenfalls unerwünscht ist. Die Installation von lichtlenkenden
Tageslichtsystemen ist zumeist mit einem zusätzlichen konstruktiven Aufwand, also
mit erhöhten Baukosten verbunden.The well-known advantages of using daylight for room lighting have in
has led to the development of a variety of systems in recent years
The main function is the daylight present in the window level
steer increasingly into the depth of the room. Such systems are partly due to the
Redirection of diffuse sky light, partly due to the redirection of direct radiation
facing the sun. Examples of such systems are e.g. B. mirrored
Slats, prismatic plates, light-directing glass, holographic optical elements, etc.
The decisive disadvantage of these systems is that they have a view of the
Free, which in addition to daylight lighting is one of the main functions of the window
is significantly impair. These systems are partly the cause of
Glare in the interior, sometimes they change the light color of the
Daylight or create a rainbow effect, which related to the
Indoor lighting is also undesirable. The installation of light-directing
Daylight systems is usually with an additional design effort, so
associated with increased construction costs.
In der Optik sind verschiedene Verfahren bzw. Vorrichtungen bekannt, die
unpolarisiertes Licht polarisieren. Eines dieser Verfahren basiert auf dem Einsatz von
langgestreckten Makromolekülen, die elektrisch leitfähig bzw. polarisierbar sind.
Werden diese Moleküle entlang einer Vorzugsrichtung oder Vorzugsebene
ausgerichtet, wird einfallendes Licht abhängig von seiner Polarisationsrichtung
umgelenkt oder nicht umgelenkt.Various methods and devices are known in optics which
Polarize unpolarized light. One of these methods is based on the use of
elongated macromolecules that are electrically conductive or polarizable.
These molecules are along a preferred direction or plane
aligned, incident light is dependent on its direction of polarization
redirected or not redirected.
Werden diese Moleküle jalousettenartig senkrecht zur Scheibenebene innerhalb des
Glases einer Fensterverglasung angeordnet (Bild 5), so wird einfallendes Himmels-
und Sonnenlicht teilweise nach oben gelenkt und führt somit zu einer Steigerung des
Beleuchtungsniveaus in der Raumtiefe. Dabei ist eine jalousettenartige Anordnung
dieser Moleküle nicht erforderlich, um den Effekt der polarisationsabhängigen
Umlenkung zu erzielen; auch ein fertigungstechnisch einfacher herzustellendes
Material mit einer homogenen Verteilung der genannten Moleküle weist ähnliche
optische Eigenschaften auf, sofern die Moleküle einheitlich ausgerichtet sind (Bild 4).
If these molecules are arranged in a jalousette-like manner perpendicular to the pane level within the glass of a window glazing ( Figure 5), incident sky and sunlight are partially directed upwards and thus lead to an increase in the level of lighting in the room depth. A jalousette-like arrangement of these molecules is not necessary in order to achieve the effect of the polarization-dependent deflection; Even a material that is easier to manufacture in terms of production technology with a homogeneous distribution of the molecules mentioned has similar optical properties, provided the molecules are aligned in a uniform manner ( Figure 4).
Die Vorrichtung ermöglicht eine Umlenkung des Tageslichts in die Raumtiefe, ohne
daß damit die oben beschriebenen Nachteile auftreten. Das Prinzip der Vorrichtung
besteht darin, durch einen Polarisationsfilter senkrecht zur Fensterebene einen Teil
des einfallenden Tageslichtes abhängig von seiner Schwingungsebene des
elektrischen Feldvektors nach oben an die Decke des Raumes zu reflektieren, und
damit zur Aufhellung des Innenraumes im fensterfernen Bereich beizutragen,
während Licht mit einer anderen Schwingungsebene nicht durch das
Polarisationsfilter reflektiert wird, und in üblicher Weise durch die Fensterebene
transmittiert.The device enables a deflection of daylight into the depth of the room without
that the disadvantages described above occur. The principle of the device
consists of a part through a polarization filter perpendicular to the window plane
of the incident daylight depending on its vibration level
reflect electric field vector upwards to the ceiling of the room, and
to contribute to brightening the interior in the area away from the window,
while light with a different level of vibration is not through that
Polarization filter is reflected, and in the usual way through the window plane
transmitted.
Gegenüber den bekannten Systemen der Tageslichttechnik hat die Vorrichtung
sowohl in funktionaler als auch in konstruktiver Hinsicht erhebliche Vorteile. In
funktionaler Hinsicht ist insbesondere die im Vergleich zu anderen Systemen geringe
Behinderung des Ausblicks ins Freie zu nennen. Auch Blenderscheinungen in Folge
einer unerwünschten Streuung des Tageslichts können vermieden werden. Die
Integrierbarkeit in das Fensterglas bietet die Voraussetzung, das System ohne
konstruktiven Mehraufwand im Verhältnis zu einer herkömmlichen Fassade
einzubauen und schafft die Voraussetzungen, das System auf einfache Weise auch
bei der tageslichttechnischen Sanierung von Bauten einzusetzen.Compared to the known systems of daylight technology, the device has
Significant advantages in terms of both functionality and design. In
from a functional point of view, it is particularly low compared to other systems
To name a hindrance to the outlook. Even glare in a row
unwanted scattering of daylight can be avoided. The
Integrability in the window glass provides the prerequisite for the system without
constructive additional effort in relation to a conventional facade
and creates the conditions for the system to be simple
to be used in the daylight renovation of buildings.
Durch geeignete zusätzliche Komponenten kann die Vorrichtung aufgrund ihres
Funktionsprinzips bezogen auf die Tageslichtbeleuchtung bedarfsgerecht betrieben
werden. So bietet es die Voraussetzung, selektiv entweder das in die Raumtiefe
gelenkte Tageslicht, oder das nicht umgelenkte, den Fassadenbereich befeuchtende
Licht, abzuschirmen. Solche richtungsselektiv wirkenden Blend- und
Sonnenschutzsysteme sind bei herkömmlichen, auf Brechung, Reflexion und
Beugung beruhenden umlenkenden Tageslichtsystemen nicht oder nur mit einem
erheblich größerem Aufwand möglich.By means of suitable additional components, the device can, due to its
Functional principles related to daylight lighting operated as required
become. So it offers the prerequisite to selectively either that into the room depth
directed daylight, or that which is not redirected and which moisturizes the facade area
Light to shield. Such directionally acting glare and
Sun protection systems are conventional, based on refraction, reflection and
Diffraction-based deflecting daylight systems do not or only with one
much more effort possible.
Diese richtungsselektiv wirkenden Filter können sowohl innerhalb des Raumes,
innerhalb eines mehrschaligen Fassadenaufbaus oder auch auf der Außenseite der
Fassade angeordnet werden. Bei Anordnung dieser Maßnahme innerhalb des
Raumes wird dem Raum ein größerer Teil des solaren Energiegewinns zugeführt, bei
einer Anordnung im Außenraum wird die Solarstrahlung weitgehend von dem Raum
abgeschirmt. Werden die entsprechenden Komponenten innerhalb eines
zweischaligen Fassadenelementes eingesetzt, so besteht im Rahmen einer
entsprechenden Lüftungsstrategie die Möglichkeit, mit der Solareinstrahlung
bedarfsgerecht umzugehen. In thermischer Hinsicht bietet die Vorrichtung damit alle
mit Sonnenschutzsystemen verbundenen Handlungsoptionen, auch ein kombinierter
Einsatz mit konventionellen Blend- und Sonnenschutzsystemen ist möglich.These directional filters can be used both within the room,
inside a multi-layer facade structure or on the outside of the
Facade can be arranged. If this measure is arranged within the
A larger part of the solar energy gain is added to the room
An arrangement in the outside space, the solar radiation is largely from the room
shielded. Are the corresponding components within a
double-shell facade element used, so there is one
appropriate ventilation strategy the possibility of using solar radiation
to deal with needs. From a thermal point of view, the device offers everything
options associated with sun protection systems, including a combined one
Use with conventional glare and sun protection systems is possible.
AusführungsbeispielEmbodiment
Integriert in das Fensterglas werden jalousettenartig im Gefügeaufbau des Glases
elektrisch leitende Ebenen, die den Effekt eines Polarisationsfilters haben,
angeordnet. Dadurch bekommt das Fensterglas eine lichtlenkende Eigenschaft in der
oben beschriebenen Weise. Das einfallende Tageslicht wird also abhängig von
seiner Polarisationsrichtung teilweise nach oben in die Raumtiefe umgelenkt,
teilweise wird es ohne Richtungsänderung transmittiert (Bild 1). Durch Anordnung
einer Polarisationsfolie entsprechend eines Rollos, kann nun gezielt dasjenige Licht,
das das Fenster konventionell passiert, also möglicherweise Blendung verursacht,
ausgeblendet werden, ohne die Lichtumlenkung zu beeinträchtigen (Bild 2). Wird
diese Polarisationsfolie auf der Fensteraußenseite eingesetzt, so hat sie die
Eigenschaft eines solaren Sonnenschutzes, während sie auf der Innenseiten des
Fensters eingesetzt, lediglich Blendschutzfunktion hat, der solare Energiegewinn
teilweise jedoch dem Innenraum zugeführt wird (Bild 3).Integrated into the window glass, electrically conductive levels, which have the effect of a polarization filter, are arranged in the structure of the glass in a jalousette-like manner. This gives the window glass a light-guiding property in the manner described above. Depending on its direction of polarization, the incident daylight is partly diverted upwards into the depth of the room, in part it is transmitted without changing direction ( Figure 1). By arranging a polarizing film according to a roller blind, the light that conventionally passes through the window, i.e. possibly causes glare, can now be blocked out without affecting the light deflection ( Figure 2). If this polarizing film is used on the outside of the window, it has the property of solar sun protection, while on the inside of the window it only has an anti-glare function, but the solar energy gain is partially supplied to the interior ( Fig. 3).