DE102009056362A1

DE102009056362A1 - Lichtlenkjalousie mit prismatisch ausgeformten Lamellenoberflächen zur Ein- und Auslenkung von Sonnenlicht

Info

Publication number: DE102009056362A1
Application number: DE200910056362
Authority: DE
Inventors: Helmut Koester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: DE102009056362B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Innenjalousien zur Anordnung hinter Glasfenstern und -fassaden, bestehend aus einem oberen Behangteil und einem unteren Behangteil, mit Lamellen, die mindestens an ihrer Oberseite gezahnt und verspiegelte Oberflächen in der Art von Spiegelprismen zur Lichtlenkung aufweisen. Die Spiegelprismen sind parallel zu den Seitenkanten in Längsrichtung der Lamellen angeordnet, wobei die Prismen mit einer längeren Seite x₁ und einer kürzeren Seite x₂ so ausgeformt sind, dass sich unterschiedliche Winkel α und β zwischen den Katheten und Hypotenusen der Prismen ergeben. Eine Prismenseite ergibt sich als Primärspiegel.
Die Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
Innerhalb eines Jalousiebehanges sind die Prismen im oberen Behangteil mit ihrer kurzen Seite x₂ zum Tageslichteinfall und im unteren Behangteil mit ihrer langen Seite x₁ zum Tageslichteinfall angeordnet.
Im oberen Behangteil wird eine kurze Prismenseite x₂ und im unteren Behangteil eine lange Prismenseite x₁ als Primärspiegel verwendet.
Die primären Tageslichtempfängerflächen der Prismen im oberen Behangteil sind in steileren Winkeln β und im unteren Behangteil in flacheren Winkeln α angeordnet.
Im oberen Behangteil wird das in Richtung Außenraum zurückreflektierte Tages- und Sonnenlicht in einem flacheren Winkel γ₁ und im unteren Behangteil in einem steileren Winkel γ₂ umgelenkt.

Description

Die Erfindung betrifft Innenjalousien zur Anordnung hinter Glasfenstern und -fassaden, bestehend aus einem oberen Behangteil und einem unteren Behangteil, mit Lamellen, die mindestens an der Oberseite gezahnt und verspiegelte Oberflächen in der Art von Spiegelprismen zur Lichtlenkung aufweisen, die Spiegelprismen sind parallel zu den Seitenkanten in Längsrichtung der Lamellen angeordnet, wobei die Lamellen mit einer längeren Seite x₁ und einer kürzeren Seite x₂ ausgeformt sind, so dass sich unterschiedliche Winkel α und β zwischen den Katheten und Hypotenusen der Prismen ergeben, so dass sich eine Prismenseite als Primärspiegel ergibt.
Es ist allgemein bekannt, Licht über Spiegelgeometrien eines Lamellenbehanges durch eine Fensterverglasung wieder nach außen in den Außenraum zurück zu reflektieren, um den Innenraum vor Überhitzung zu schützen. Es ist auch allgemein bekannt, Behänge zweigeteilt auszuführen, wobei der obere Behangteil offen und der untere Behangteil geschlossen ausgeführt ist. Durch den oberen Behangteil wird das Licht durch Spiegelung auf der Lamellenoberseite nach innen geleitet, im unteren Behangteil ebenfalls durch Spiegelung nach außen reflektiert.
Nachteil derartiger Behänge ist jedoch die Notwendigkeit unterschiedlicher Lamellenanstellwinkel im unteren und oberen Bereich. Die Behänge sind unten geschlossen und ihrer Durchsicht nach außen beraubt. Zudem verdunkelt der untere Behangteil den Innenraum erheblich, da die Lamellen zugedreht werden müssen, um das Sonnenlicht abzuweisen und um Spiegelungen und Blendungen der retroreflektierten Sonnenstrahlung auf der Innenseite der Fensterverglasung zu entgehen.
Es ist auch bekannt, Lamellen an ihrer Oberseite prismatisch auszubilden und über Spiegelprismen das Licht auszulenken. Vielfältige Prismenstrukturen sind beispielsweise in der US 6,367,937 B2 dargestellt. Wie diese Prismen exakt auszubilden und die Lamellen dem Sonnenstand nachzuführen sind, ist beispielsweise in der WO/2001/000958 beschrieben. Dort sind die Prismen so angeordnet, dass es zu einer steilen Lichtablenkung der einfallenden Sonnenstrahlung nach außen kommt. Der Vorteil der reflektierten Lichtführung ist die Blendfreiheit. In die Verglasung zurückreflektierte Sonnenstrahlung kann nicht blenden, weil die Spiegelung an den Scheibenoberflächen aus einer Betrachterposition aus dem Innenraum, auch bei offener Jalousie, nicht sichtbar wird, da die Spiegelungen auf die Unterseite der oberen Lamelle treffen.
Nun ist es jedoch wünschenswert, im oberen Fensterbereich das Licht verstärkt in die Raumtiefe umzulenken. Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, einen Jalousiebehang zu entwickeln, der im unteren Bereich das einfallende Sonnenlicht blendfrei auslenkt und im oberen Fensterbereich das Sonnenlicht zum Zwecke der passiven Kühlung ebenfalls auslenkt, jedoch soll ein kleiner Teil der an den oberen Lamellenoberflachen umgelenkten Lichtstrahlung auch nach innen an die Decke und in die Raumtiefe zugunsten einer Einsparung künstlicher Beleuchtung umlenkt werden. Diese Aufgabe soll mit einer gezahnten Lamellenoberfläche gelöst werden, ohne dass es wie bei üblichen Spiegellamellen erforderlich ist, die einzelnen Lamellen in unterschiedliche Kippwinkel innerhalb eines Behangs anzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es also, einen durchsichtigen Jalousiebehang zu entwickeln, der trotz gleicher flacher Lamellenanstellwinkel aller Lamellen im oberen und unteren Behangteil folgende unterschiedliche, zum Teil gegensätzliche lichttechnische Funktion erfüllt:
Der Behang soll im unteren Teil bei offener Lamellenposition keine Blendung an den Glasscheiben aufweisen und Sonnenlicht bzw. Sonnenenergieeinstrahlung auch bei flachen Anstellwinkeln durch Retroreflexion abweisen. Der Behang soll im oberen Teil bei offener Lamellenposition Sonnenlicht bzw. Sonneneinstrahlung durch Reflexion abweisen, jedoch gleichzeitig einen kleinen Anteil des Sonnenlichtes zur Einsparung künstlicher Beleuchtung in die Raumtiefe und an die Decke umlenken.
Die Erfüllung dieser Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches 1 geleistet.
Mittels der steilen Anstellwinkel β der kürzeren Prismenseiten wird das Sonnenlicht monoreflektiv so auf die Innenseite der Außenverglasung projiziert, dass die Spiegelungen an den Außenverglasungen zwischen den Lamellen in die Innenraumtiefe bzw. an die Innenraumdecke umgelenkt werden und dort der verbesserten Tageslichtausleuchtung dienen. Der Behang dient jedoch gleichzeitig der Beschattung und passiven Kühlung, weil je nach Verglasungsart bzw. Glasbeschichtung zumindest ein großer Teil durch die Verglasung nach außen durchgelassen wird.
Im unteren Behangteil wird das an den Scheiben gespiegelte Licht nicht in den Innenraum, sondern auf die Ober- oder Unterseite der benachbarten Lamelle gelenkt und über eine oder mehrere Reflexionen schlussendlich in den Außenraum zurück gelenkt.
Allein durch die unterschiedlichen Winkelanordnungen der Primarspiegel der Prismen innerhalb eines Behangs und die dadurch bewirkte Lichtführung und Lichtspiegelungen werden ganz gegensätzliche und vorteilhafte Lichtlenkeffekte und Lichtwirkungen im Innenraum erzielt:
Es bilden sich im unteren Behangteil und im oberen Behangteil unterschiedliche optische Systeme bei gleicher Lamellenanstellung und gleicher gestalterischer Wirkung des Behangs aus. Die Optik der Lamellenoberflächen wirkt zusammen mit den spiegelnden Eigenschaften von Glasscheiben als Gesamtsystem. Die gewünschten Effekte und Wirkungen einer verbesserten Tageslichtausleuchtung bei gleichzeitiger Beschattung und passiver Kühlung eines Innenraumes sind besonders bei Sonnenschutzgläsern vorhanden, die eine erhöhte Reflexion im sichtbaren Bereich der Sonnenstrahlung haben.
Die Figuren zeigen weitere Vorteile der Erfindung:
1 zeigt den Querschnitt durch eine gezahnte, prismenförmige Ausformung der Lamellenoberseite.
2 und 3 zeigen den Lichteinfall auf den Primärspiegel und die Lichtführung der umgelenkten Lichtstrahlung.
4 zeigt die optische Funktion eines zweigeteilten Behangs für die Raumausleuchtung.
5 bis 8 zeigen die Spiegelanalyse an Glasscheiben der an Primärspiegeln reflektierten Strahlung für einzelne Strahlen.
9 bis 12 zeigen eine Spiegelanalyse ganzer Strahlenbündel.
1 zeigt eine an der konkaven Oberseite gezahnte Lamelle mit den Prismen 10 bis 13, den Winkeln α zwischen der langen Kathete x₁ und der Hypotenuse und den Winkeln β an der kurzen Kathete x₂ und der Hypotenuse.
Die 2 und 3 zeigen den Lichteinfall auf die Primärspiegel. Als Primärspiegel werden jene Katheten x₁ bzw. x₂ bezeichnet, die von der direkten Sonnenstrahlung getroffen werden und die Strahlung monoreflektiv, d. h. mit einer einzigen Reflexion in einem Winkel γ₁ oder γ₂ in Richtung Außenraum zurück reflektieren.
In 2 dient die lange Prismenseite x₁ unter einem kleinen Winkel α als Primärspiegel. In 3 dient die kurze Prismenseite x₂ unter einem großen Winkel β als Primärspiegel. Trifft die Sonnenstrahlung auf die lange, flach angestellte Prismenseite, wird die Strahlung in einem Winkel γ₂ steiler nach oben ausgelenkt, trifft die Sonnenstrahlung auf die kurze, steiler angestellte Prismenseite, so wird die Strahlung flacher in einem Winkel γ₁ ausgelenkt.
Die 4 zeigt den Querschnitt durch eine Fensterzone mit den Anforderungen an die Lichtumlenkeigenschaften einer Jalousie. Oberhalb von 1,70 m kann das Licht für den Innenraumnutzer blendfrei an die Decke bzw. in die Raumtiefe umgelenkt werden. Unterhalb von 1,70 m sollte das Licht komplett ausgelenkt werden, ohne dass es zu einer Lichtspiegelung an den Scheiben in den Innenraum kommt, da dies den Nutzer blenden würde.
Die 5 bis 8 zeigen nun die Spiegelungen an den Glasscheiben einer Außenverglasung der unterschiedlichen Prismen im Zusammenwirken der Lamellen und der Verglasung. Hierin besteht der eigentliche Erfindungsgedanke. Ausführungen gemäß der 5 und 6 werden vorzugsweise im unteren Fensterbereich einer Fassade angeordnet, Ausführungen gemäß der 7 und 8 werden vorzugsweise im oberen Fensterbereich angeordnet.
In den 5 und 6 sind die Prismen gemäß der Lehre der 2 ausgebildet. Die Spiegelungen 21, 22 an den Scheiben 23, 24 werden entweder auf die Unterseite einer oberen Lamelle oder auf die Oberseite einer unteren Lamelle umgelenkt. Die Spiegelung ist daher vom Innenraum aus nicht zu erkennen. Der untere Behangteil ist blendfrei.
In den 7 und 8 sind die Prismenspiegel gemäß der Lehre der 3 steiler angeordnet, mit der Folge, dass die ausgeblendete Lichtstrahlung 30, 31 derart auf die Fensterscheibe 32, 33 trifft, dass die Spiegelungen zwischen den flach angestellten Jalousielamellen in den Innenraum umgelenkt werden und dort eine Tageslichtaufhellung bewirken. Ziel der Innovation ist, im unteren Fensterbereich γ₂ < γ₁, im oberen Fensterbereich γ₁ < γ₂ zu erreichen. Um dieses Ziel zu realisieren, lautet die Konstruktionsregel der Erfindung: Unterer Fensterbereich Primärspiegel x₁ > x₂ für Winkel α < β, oberer Fensterbereich Primärspiegel x₂ < x₁ für Winkel β > α.
Die Lehre der Erfindung ermöglicht eine Ausblendjalousie mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften zugunsten eines blendfreien Sonnenschutzes im unteren Sichtbereich eines Fensters und einer blendfreien Tageslichtausleuchtung im oberen Fensterbereich.
Der Vorteil ist, dass alle Lamellen im oberen und unteren Teil der Jalousie die gleichen Anstellwinkel aufweisen und damit eine homogene Innenaussicht sowie eine gute Durchsicht des Behangs gewährleisten. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Lamellen trotz gleicher Anstellwinkel durchaus unterschiedliche lichttechnische Funktionen erfüllen. Der Vorteil liegt auch darin, dass die Jalousie mit einem einzigen Motor bzw. einer einfachen Steuerung auskommt, ohne dass der obere oder untere Lamellenbehangteil separat angesteuert werden muss. Daß die Lamellen aufgrund von Dehnungen in den Leiterkordeln unten in der Realität meist etwas flacher angestellt sind, ist hierbei unerheblich. Die Erfindung ist nicht auf eine gleichförmige Lamellenanstellung im oberen und unteren Bereich beschränkt. Um spezielle Lichtlenkeffekte zu erzielen, kann der obere Teil durch andere Lamellenanstellwinkel auch offener oder geschlossener als der untere Fensterbereich sein.
In den 9 bis 12 fallen ganze Strahlenbündel 40 bis 43 durch die äußere Verglasung auf die innen liegenden Lamellen und werden in ihrem Reflexionsverhalten an den Prismen und der Verglasung verfolgt. Hierbei wird ein Teil der Strahlung 44 bis 47 nach außen durch die Verglasung transmittiert. Der an der Verglasung gespiegelte Strahlenanteil 48 und 49 wird im unteren Teil des Fensters, wie in 9 und 10 dargestellt, auf die benachbarte Lamelle und im oberen Fensterteil in 11 und 12 dargestellt als Strahlenbündel 50, 51 nach innen gespiegelt, um die gewünschte Optimierung der Tageslichtlenkung zu erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6367937 B2 [0004]
WO 2001/000958 [0004]

Claims

Die Erfindung betrifft Innenjalousien zur Anordnung hinter Glasfenstern und -fassaden, bestehend aus einem oberen Behangteil und einem unteren Behangteil, mit Lamellen, die mindestens an ihrer Oberseite gezahnt und verspiegelte Oberflächen in der Art von Spiegelprismen zur Lichtlenkung aufweisen, die Spiegelprismen sind parallel zu den Seitenkanten in Längsrichtung der Lamellen angeordnet, wobei die Prismen mit einer längeren Seite x₁ und einer kürzeren Seite x₂ ausgeformt sind, so dass sich unterschiedliche Winkel α und β zwischen den Katheten und Hypotenusen der Prismen ergeben, so dass sich eine Prismenseite als Primärspiegel ergibt, dadurch gekennzeichnet, – dass innerhalb eines Jalousiebehanges die Prismen im oberen Behangteil mit ihrer kurzen Seite x₂ zum Tageslichteinfall und im unteren Behangteil mit ihrer langen Seite x₁ zum Tageslichteinfall angeordnet sind und – dass im oberen Behangteil eine kurze Prismenseite x₂ und im unteren Behangteil eine lange Prismenseite x₁ als Primärspiegel verwendet wird und – dass die primäre Tageslichtempfängerflächen der Prismen im oberen Behangteil in steileren Winkeln β und im unteren Behangteil in flacheren Winkeln α angeordnet sind und – dass im oberen Behangteil das in Richtung Außenraum zurückreflektierte Tages- und Sonnenlicht in einem flacheren Winkel γ₁ und im unteren Behangteil in einem steileren Winkel γ₂ umgelenkt wird.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenkippwinkel im oberen Fensterbereich kleiner und im unteren Fensterbereich größer gewählt wird.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenkippwinkel im oberen Fensterbereich größer und im unteren Fensterbereich kleiner gewählt wird.
Anlage nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen nur in Teilbereichen der Lamellen ausgeführt sind.
Anlage nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel α und/oder β der einzelnen Prismen innerhalb einer Lamelle variieren.