DE10158620A1

DE10158620A1 - Tageslichtsystem mit beschichteten Glaslamellen

Info

Publication number: DE10158620A1
Application number: DE2001158620
Authority: DE
Inventors: Julius Moench; Klaus Schroeppel
Original assignee: Prismen & Co KG GmbH
Current assignee: Prismen & Co KG GmbH
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-07-10

Abstract

Die Patentanmeldung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein Tageslichtsystem mit beschichteten Glaslamellen. Zielsetzung ist es, ein System zu schaffen, das bei unterschiedlichen Systemstellungen Blendschutz, Wärmeschutz, Sichtschutz oder Lichtlenkung gewährleisten kann. Hierzu werden beschichtete Glasstreifen im Scheibenzwischenraum drehbar übereinander angeordnet. Durch die Rotation der Glasstreifen können die unterschiedlichen Tageslichtfunktionen realisiert werden.

Description

In der Architektur gewinnt der Einsatz von Tageslicht zunehmend an Bedeutung. Neben wirtschaftlichen Aspekten der Tageslichtnutzung finden auch nachgewiesene leistungsfördernde Faktoren beim Einsatz von Tageslichtsystemen in Arbeitsstätten zunehmend Interesse.
Der Einsatz von Tageslicht bringt jedoch auch ungewünschte Effekte mit sich. So muss das menschliche Auge vor zu starker Beleuchtung geschützt werden. Auch die mit der Sonneneinstrahlung verbundene Erwärmung ist in den Sommermonaten teilweise unerwünscht.
Die Mehrzahl der auf dem Markt gängigen Jalousiensysteme im Rauminneren absorbieren einen großen Teil der Sonnenstrahlung und emittieren die Energie dann als langweilige Strahlung. Aufgrund des Transmissionsspektrums von Glas wird die langweilige Strahlung dann jedoch von den Fensterscheiben nicht mehr nach außen geleitet ("Treibhauseffekt"). Durch den geringen Reflexionsgrad herkömmlicher Jalousiensysteme ist weiterhin eine Lichtlenkung nicht effektiv. Im Scheibenzwischenraum befindliche Jalousiensysteme haben ebenfalls einen geringen Reflexionsgrad und führen somit zu einer hohen Erwärmung im Scheibenzwischenraum. Die Wärme wird dann auch zur Rauminnenseite abgegeben und führt somit ebenfalls zur Raumerhitzung. Weiterhin müssen im Scheibenzwischenraum befindliche Jalousiensysteme mit hohem Aufwand abgedichtet werden um einen kondensatfreien Scheibenzwischenraum zu gewährleisten. Dabei müssen sowohl Durchführungen für die Drehbewegung der Lamellen wie auch zum Hochziehen der Jalousie abgedichtet werden.
Weitere grundlegende Nachteile aller Jalousiensysteme sind weiterhin die starke Abdunkelung im Raum sowie der Verlust des Bezugs zur Außenwelt wenn die Jalousien geschlossen werden. Einige erhältliche Sonnenschutzsysteme weisen auch einen höheren Reflexionsgrad auf, beispielsweise durch die Verwendung hochreflektierender Stoffe. Hierbei wird jedoch die Leuchtdichte im Raum gleichermaßen wie die Erwärmung reduziert. Eine Stellung, in der genügend Tageslicht in den Raum gelangt, die Wärmestrahlung aber größtenteils reflektiert wird, ist damit nicht möglich. Weiterhin ist eine gezielte Lichtlenkung in den Innenraum nicht realisierbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tageslichtsystem zu schaffen, mit dem eine größtmögliche Reflexion der Sonneneinstrahlung erreicht werden kann, ohne die Durchsicht nach außen wesentlich zu beeinträchtigen. Das System soll weiterhin derart verstellbar sein, dass der Benutzer zwischen hoher Reflexion der Sonneneinstrahlung und bestmöglicher Durchsicht nach außen beliebige Einstellungen wählen kann. Es soll auch sowohl eine Lichtlenkstellung, bei der das Licht ins Rauminnere an die Decke gelenkt wird, als auch eine Sichtschutzstellung, bei der die Durchsicht gesperrt ist, möglich sein. Durch die Verwendung transparenter Materialien soll bestmögliche Durchsicht nach außen sichergestellt werden. Mit dem Einsatz einer hochreflektierenden Beschichtung wird in der Reflexionsstellung größtmöglicher Wärme- und Blendschutz realisiert. In der Lichtlenkstellung ergibt sich dadurch ein geringer Lichtverlust.
Da das System zum Einbau in den Scheibenzwischenraum geeignet sein soll, darf die Breite des Systems nicht marktgängige Breiten für den Scheibenzwischenraum von Isolierglas überschreiten. Klimatisch bedingte Bewegungen der Isolierglasscheiben dürfen nicht behindert werden, um sowohl das Funktionieren des Systems zu gewährleisten, als auch eine Beschädigung des Isolierglases zu vermeiden. Für den Einsatz im Scheibenzwischenraum sollen Materialien verwendet werden, die mit den in der Isolierglasfertigung verwendeten Materialien keine Wechselwirkungen eingehen. Zur Verstellung des Systems sollen Verfahren angewandt werden, mit denen ein kondensatfreier Scheibenzwischenraum gewährleistet werden kann, ohne aufwendige Abdichtungsvorkehrungen treffen zu müssen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch angegebenen Merkmalen.

Ausführungsbeschreibung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Systemsbeispiel
Fig. 2 System in Sonnenschutzstellung
Fig. 3 System in Lichtlenkschutzstellung
Fig. 4 System in Sichtschutzstellung
Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Tageslichtsystem sind beschichtete Glasscheiben. Vorzugsweise werden Glastafeln mit einer reflektierenden Beschichtung verwendet (Beispielsweise Spiegelglas oder Gläser mit Low-Emission-Beschichtungen). Je nach Glasart, Glasdicke und Spiegelschicht werden damit Reflexionsgrade von über 90% erreicht. Die Glasscheiben werden in schmale Steifen geschnitten (1). Die einzelnen Glasstreifen werden derart horizontal übereinander angeordnet (2), dass zwischen den einzelnen Streifen ein Spalt offen bleibt, der etwa der Breite der Streifens entspricht. Mit den Glasstreifen kann der gesamte Durchlichtbereich (im Allgemeinen Glasfläche, z. B. Fenster) abgedeckt werden. Auch der Einsatz im Dachbereich (Lichtbänder, Dachflächenfenster) ist möglich.
Die einzelnen Glasstreifen werden beidseitig in einem umlaufenden Rahmen (3) aus Kunststoff- oder Metallprofilen aufgenommen. Die einzelnen Glasstreifen werden im Randbereich des Rahmensystems mit einer Mechanik verbunden, die eine Drehbewegung der Streifen ermöglicht. Der Antrieb kann dabei mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Eine Seite des Glasstreifens wird fest mit der Mechanik verbunden, die zweite Seite wird als Loslager ausgeführt, so dass Temperaturdehnungen des Glasstreifens ausgeglichen werden können.
Einfachstes Ausführungsbeispiel ist ein System, das mit einem Elektromotor (4) angetrieben wird. Antrieb wie auch Steuerung können dann über Kabel erfolgen, die durch einen Glaseinschliff in die Isolierverglasung gebracht werden und bei der Versiegelung der Scheiben mit Thiokol oder Silikon mitversiegelt werden (ähnlich dem gebräuchlichen Anschluss einer Alarmspinne im Scheibenzwischenraum). Die Glasstreifen werden auf Zahnrädern (5) befestigt. Zwischen den Zahnrädern mit den Glasstreifen ist ein Zwischenzahnrad (6) angebracht, um eine Drehung der Streifen in der gleichen Richtung zu erhalten.
Durch die beschriebene Drehbewegung kann die verspiegelte Fläche der Lamelle immer senkrecht zur Sonne positioniert werden (7). Durch die geometrische Anordnung der Streifen übereinander bewirkt die aufgebrachte Verspiegelung dann eine vollständige Reflexion der Sonnenstrahlen. Abhängig vom Reflexionsgrad der Verspiegelung kann so der größte Anteil der Lichtstrahlung ohne Umwandlung in Wärmestrahlung direkt nach außen reflektiert werden. Dies führt einerseits zu einem Blendschutz im Innenraum und reduziert weiterhin die im Sommer ungewünschte Erwärmung des Raums. In unseren Breiten (Deutschland) steigt die Sonne im Sommer auf Sonnenerhebungswinkel von über 65°. Die Lamellen müssen somit circa 25° schräg gestellt werden, um Totalreflexion zu erreichen. Bei der entsprechenden Anordnung der Lamellen bleibt somit die freie Durchsicht nach außen größtenteils erhalten. Die Rückseite der auf den Lamellen angebrachten Verspiegelung (Raumseite) kann dabei farbig ausgeführt werden. Somit ist eine farbliche Anpassung des Tageslichtsystems an den Raum möglich.
Wird durch die Drehbewegung die verspiegelte Fläche nach unten oder auch zum Innenraum hin gebracht (8), erfolgt eine Lenkung des Sonnenlichts nach innen. Je nach Positionierung der Spiegelfläche werden die Strahlen mehr zur Decke oder weiter in den Raum gelenkt.
Wird durch die Drehbewegung die verspiegelte Fläche parallel zur Glasscheibe gestellt (9) erhält man eine Sichtschutzstellung, in der eine Durchsicht von innen nach außen oder von außen nach innen nicht mehr möglich ist. In dieser Stellung wird der Innenraum stark abgedunkelt (zum Beispiel für Diavorträge).
Der Einbau des Tageslichtsystems erfolgt vorzugsweise in den Scheibenzwischenraum, da bei einem Einsatz außerhalb des Gebäudes ein hoher Aufwand notwendig ist, um die Systeme witterungsbeständig zu machen. Bei einem Einsatz im Gebäudeinneren reduziert sich der Wirkungsgrad in der Sonnenschutzstellung (da 2 Glasscheiben einen Teil der Strahlung absorbieren) und die Systeme müssen gereinigt werden können.
Bei einer Integration in den Scheibenzwischenraum werden sowohl die Energieversorgung wie auch eventuell notwendige Steuer- und Regelinformationen so in den Scheibenzwischenraum gebracht, dass keine Feuchtigkeit in den Scheibenzwischenraum gelangen kann. Um das System in den Scheibenzwischenraum integrieren zu können, darf die Systembreite die marktüblichen Breiten für Scheibenzwischenräume von Isolierglas nicht überschreiten. Bei einem Aufliegen der Scheiben auf dem Tageslichtsystem besteht sowohl die Gefahr der Beschädigung des Systems als auch erhöhte Glasbruchgefahr.

Claims

1. Retroreflektierendes Tageslichtsystem dadurch gekennzeichnet, dass Streifen aus Flachglas horizontal übereinander oder vertikal nebeneinander angeordnet sind.

2. Retroreflektierendes Tageslichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasstreifen mit einer oder mehreren reflektierenden Schichten beschichtet sind.

3. Retroreflektierendes Tageslichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasstreifen drehbar gelagert sind.

4. Retroreflektierendes Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung rückseitig farbig ausgeprägt ist.

5. Retroreflektierendes Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasstreifen zwischen Scheiben angeordnet sind.

6. Retroreflektierendes Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasstreifen im Innenraum hinter der Verglasung angeordnet sind.

7. Retroreflektierendes Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasstreifen außerhalb des Gebäudes angeordnet sind.