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Die Erfindung betrifft z-förmige Jalousielamellen, bestehend aus mindestens zwei Teilflächen zur Lichteinlenkung in den Innenraum sowie zur Lichtauslenkung zurück in den Außenraum.
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Es ist bekannt, Spiegellamellen, bestehend aus zwei konkaven Teilstücken herzustellen, wobei das erste zum Außenraum gelegene Teilstück der Lichtauslenkung und das zweite zum Innenraum gelegene Teilstück zur Lichtumlenkung nach innen dient. Nachteil dieser Lamellen aus der
DE 102 60 711 A1 ist die geringe Steifigkeit bei Windbelastung. Die Lamellen können knicken, da die mittige Kante aus optischen Gründen nur leicht angewinkelt ausgebildet werden kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Lamellen im zugedrehten Zustand nicht vollständig schließen. Besonders flache Sonne kann immer noch über das zweite Teilstück durch Umlenkung auf die Unterseite der oberen Lamelle und damit in den Innenraum umgelenkt werden. Die Jalousie dient daher nur der Raumabschattung aber nicht der Raumabdunklung.
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Es ist auch bekannt, z-förmige Lamellen mit mehreren Abkantungen herzustellen, wobei einzelne Flächenteile an ihrer Oberseite konkav ausgebildet sind. Diese – heute marktüblichen – Lamellen zeichnen sich durch eine hohe Steifigkeit aus. Die Lamellen werden mit Bördelung hergestellt, in die ein Keder eingezogen ist. Im zugedrehten Zustand berührt die Vorderkante einer oberen Lamelle eine untere Lamelle und stellt somit einen optischen Verschluss her und damit einen Abdunkelungseffekt.
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Der Nachteil dieser bekannten Z-Lamellen ist die Blendung an den Lamellenoberseiten, sofern diese mit einem glänzenden Lack oder aluminiumblanker, spiegelnder Oberfläche versehen sind. Die konvexen Oberseiten streuen das Licht bei geöffneter Jalousie in das Auge des Nutzers im Innenraum. Diese Blendeffekte machen es unmöglich, die bekannten z-förmigen Lamellen zur Lichtlenkung mit spiegelnden Oberflächen einzusetzen.
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Aus der
DE 43 10 718 A1 ist aus
5 ein dreidimensionales Lichtlenkprofil bekannt, dessen Oberseite eine gestufte Kontur aufweist, bei dem einige Segmente des ersten, retroreflektierenden, konkaven Teilstücks (
508) und die Segmente durch ein zweites, zum Innenraum orientiertes, konkaves Teilstück (
509) einen spitzen Winkel zueinander bilden, wobei die Segmente des zweiten Teilstücks steiler als die Segmente des ersten Teilstücks angestellt sind. Der Nachteil ist, dass durch den steileren Anstellwinkel des zweiten Teilstücks keine Raumtiefenausleuchtung ermöglicht ist. Wird das gesamte Profil flacher gedreht, um eine flachere Lichtumlenkung zur Raumtiefe zu bewirken, wird jedoch auch über das erste Teilstück die Sonne in den Innenraum eingelenkt, ohne dass eine quantitative Regelung des Verhältnisses von Lichteinlenkung zur Lichtauslenkung möglich ist. Die gewünschte flache Lichteinflutung sowie die Lichtauslenkung kommen nur über eine zweite Umlenkung an der Unterseite des Lichtlenkprofils zustande. Durch das Prinzip der zweifachen Umlenkung bzw. durch das Pendeln des Lichtes zwischen den Oberseiten und den Unterseiten benachbarter Profile, kommt es auch zu einer verstärkten, unerwünschten Wärmeentwicklung, da bei jeder Reflexion ein Teil der Strahlung absorbiert wird. Unterseiten und Oberseiten bilden ein Lichtlenksystem, mit dem Nachteil, dass es infolge der dreidimensionalen Profilausformung nicht möglich ist, das Lichtlenksystem jalousieartig aufzufahren und in ein Lamellenpaket ineinander zu fügen.
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Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine stapelbare, z-förmige Lamelle mit hohem Widerstandsmoment gegen mechanischen Angriff und hohe Windbelastung auszubilden und gleichzeitig die Lamellen so auszuformen, dass diese
- – als Lichtlenklamellen zur verbesserten Innenraumausleuchtung mit Tageslicht, gleichzeitig
- – als Sonnenschutzlamellen gegen direkten Sonneneinfall, gleichzeitig
- – als Lichtauslenklamellen zur passiven Kühlung, gleichzeitig,
- – der verbesserten Durchsicht und in geschlossenem Zustand
- – als Verdunkelungsmaßnahme dienen.
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Diese Entwicklungsziele werden durch die kennzeichnenden Merkmale und Konstruktionsanweisungen gemäß Hauptanspruch realisiert.
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Der Vorteil der Erfindung unter statischen Gesichtspunkten ist die Steifigkeit der Lamelle aus dünnem Aluminiummaterial durch die zweifache Abkantung der mittleren Teilfläche im Winkel β1 bzw. β2 sowie die konkaven Flächenausformungen, die die Randsteifigkeit der Lamellen fördern. Unter tageslichttechnischen Gesichtspunkten ist die Konstruktion so gewählt, dass sich gegensätzliche optische Funktionen im zum Außenraum gelegenen Teilstück und im zum Innenraum gelegenen Teilstück ergeben. Das zum Außenraum gelegene Teilstück blendet die hohe Sommersonne monoreflektiv aus, das zum Innenraum gelegene Teilstück lenkt das Tageslicht monoreflektiv an die Decke um (10–13). Weiteres Ziel ist, durch die spezielle Ausbildung der z-förmigen Lamellen einen guten optischen Verschluss zur Raumabdunkelung bei geschlossenem Behang zu fördern.
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Monoreflektiv heißt, dass die Lamellen in optimalem Anstellwinkel zur Erfüllung der Einlenk- oder Auslenkfunktion das Licht mit einer einzigen Reflexion in die gewünschte Richtung umlenken, ohne dass die Unterseite der oberen Lamelle beansprucht wird. Dies schließt jedoch nicht aus, dass bei entsprechenden Sonnenstunden und Lamellenanstellwinkeln eine Lichtumlenkung auf die Unterseite der oberen Lamelle erfolgt. Vielmehr ist entscheidend, dass in Augenhöhe eines Nutzers weder Blendungen auf der Lamellenunterseite, noch vermeidbare Wärmeentwicklungen bei hoher Sommersonne entstehen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Lamellenoberseiten autonom reagieren, ohne mit der benachbarten Lamelle ein optisches, multireflektives System zu bilden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 die erfindungsgemäßen Lamellen mit ihren optischen Funktionen
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1.1 eine besonders vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Lamelle
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2 die erfindungsgemäßen Lamellen in geschlossener Position
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3, 4, 5 und 6 Varianten der erfindungsgemäßen Lamellen in ihren Grundformen
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7, 8, 9 weitere Varianten der erfindungsgemäßen Lamellen in Abwandlungen der Grundformen
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10 bis 17 die Strahlenverfolgung der umgelenkten Strahlen für unterschiedliche Sonneneinfallswinkel und Lamellenkippwinkel
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18 und 19 Aluminiumstranggepreßte Großlamellen mit integrierter künstlicher Beleuchtung.
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1 zeigt Lamelle 10 bis 13 bestehend aus den zum Außenraum gelegenen Teilflächen 14 bis 17 und den zum Innenraum gelegenen Teilflächen 18 bis 21 sowie den mittig gelegenen Teilflächen 22 bis 25. Um die erfindungswesentlichen Vorteile zu erzielen, gelten folgende Konstruktionsrichtlinien: α1 > α2, β1 < β2. Die erste, zum Außenraum gelegene Teilfläche, ist immer steiler als die zum Innenraum orientierte Teilfläche angestellt.
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α1 ist der Winkel zwischen einer Verbindungslinie V zwischen den zwei Endpunkten 30, 31 einer Lamelle und einer Sehne V1 des ersten konkaven Teilstücks 15. Die Sehne ergibt sich als Verbindungslinie zwischen dem Endpunkt 31 der Lamelle und dem Knickpunkt 32 zum mittleren Teilstück.
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Den Winkel α2 erhält man durch eine Sehne V2 durch den Endpunkt 30 und einen weiteren Endpunkt 33 der Teilfläche 19 im Knickpunkt zum mittleren Teilstück 23.
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β1 und β2 sind die Winkel zwischen der mittleren Teilfläche 23 oder einer gedachten kurzen Verbindungsebene und einer Tangente t1 bzw. t2 in den Endpunkten 32 und 33, der zum Innenraum und der zum Außenraum gelegenen Teilflächen.
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Folgt man dieser Konstruktionsregel, so erzielt man eine Lamelle mit zwei gegensätzlichen optischen Eigenschaften. Eine auf die zum Außenraum gelegene Teilfläche 16 fallende Sonnenstrahlung 40 und eine auf das zum Innenraum gelegene Teilstück 20 fallende Sonnenstrahlung 41 wird in jeweils eine andere Richtung umgelenkt. Die Sonne 40 auf Teilfläche 16 wird im Sinne der passiven Kühlung nach außen, die Sonne 41 auf die Teilfläche 20 wird nach innen zur verbesserten Innenraumausleuchtung umgelenkt.
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Es ist nicht erfindungswesentlich, die Teilflächen an ihren Oberseiten konkav oder konvex auszuformen. Die Definitionen über die Verbindungslinien V dienen nur hilfsweise für das Konstruieren mit gewölbten Flächen. Die Teilflächen können auch eben oder gewölbt ausgeführt sein.
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Die Lamellen weisen im mittigen Teilstück 22 bis 25 eine Lochstanzung zum Einzug eines Aufzugsbandes 26 auf, so dass ein Abschwenken der Lamelle nach außen möglich ist. Durch das Verschwenken der Lamellen lassen sich auch unter Bezug auf die unterschiedlichen Sonneneinfallswinkel γ vielfältige Lichtumlenkeffekte erzielen.
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Ein weiterer Vorteil der Lamellen ist die Ausblendung von Sonnenstrahlung 40, die von der nach außen orientierten Teilfläche 16 monoreflektiv zurück in den Außenraum umgelenkt wird. Flache, reflektierte Strahlen 42/45 können auch auf die Unterseite 43 bzw. 44 der oberen Lamelle gelenkt werden. Hierdurch ist vorteilhafterweise eine Blendung des Betrachters aus dem Innenraum vermieden, da die belichteten Flächenteile 43/44 von innen nicht bzw. kaum sichtbar sind.
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1.1 zeigt nochmals die optischen Beziehungen der einzelnen Teilflächen zueinander: Im Schnittpunkt S ist eine Lochstanzung 48 vorgesehen, durch die das Aufzugsband 47 gefädelt wird. Wird die Lamelle um ca. 90° nach außen verschwenkt, so liegt das Aufzugsband 47 in der Verbindungslinie V. Die Lamellen bilden einen optischen Verschluss wie in 2 erkennbar. Die Lochstanzung 48 ist vorzugsweise um das Maß x aus der Mitte des mittleren Teilstücks in Richtung der zum Innenraum orientierten Teilfläche versetzt und/oder in dieses eingebracht.
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In einer Horizontalposition ergibt sich zwischen der mittleren Teilfläche 49 und dem Aufzugsband 47 ein Winkel δ zwischen 5 und 50 Grad. Die Horizontalposition wird definitionsgemäß bei horizontaler Ausrichtung der Verbindungslinie V erreicht. In 1.1 ist α2 = 0. α2 könnte auch kleiner 0 sein. Dann ist jedoch kein optischer Verschluss mehr gegeben zwischen einer unteren mit einer oberen Lamelle.
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2 zeigt die Lamellen 50 bis 52 aus 1 in geschlossener Position. Eingezeichnet ist das Aufzugsband 53, an das sich die Lamellen anlehnen. Die Lamellen weisen Umbördelungen 54 bis 59 auf, in die die Klammern für die nicht dargestellten Schlaufenkordeln und die Keder eingezogen werden, so dass sich die Lamellen dicht schließend aufeinander legen und somit auch der Abdunklung dienen.
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Die 3, 4, 5 und 6 zeigen Varianten der erfindungsgemäßen Lamelle, jedoch ohne Umbördelung. Die einzelnen Lamellen sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
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3 zeigt eine schmale, zum Außenraum gelegene Teilfläche 60. Bei dieser Lamelle überwiegt die Lichtumlenkung zum Innenraum über die Teilfläche 61. 4 zeigt eine breite zum Außenraum orientierte Teilfläche 62 und eine schmalere, zum Innenraum gelegene Teilfläche 63. Hier überwiegen die Sonnenausblendung und die passive Kühlung. Die Winkelabweichungen β1 und β2 sind extrem. Die mittlere Teilfläche 67 ist breit und fängt Lichtstrahlung von der unteren Lamelle auf.
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5 zeigt eine nahezu symmetrische Flächenverteilung der Teilflächen 64 und 65.
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6 ist durch eine sehr schmale mittlere Teilfläche 68 gekennzeichnet.
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Die 7, 8 und 9 zeigen weitere Varianten der Erfindung.
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Die Lamellen mögen weitere Abkantungen und Teilflächen wie in 7, 8 und 9 dargestellt, aufweisen. Besonders durch Auswölbungen der mittleren Teilflächen wie in 8 oder 9 dargestellt, lassen sich günstige statische Effekte erzielen. Sie folgen dennoch den archaischen Grundtypen aus 1 bis 6. Die archaischen Grundformen sind in den 7, 8 und 9 jeweils gestrichelt eingezeichnet. Insbesondere die Angaben zu den Winkeln β1 und β2 beziehen sich auf die archaischen Grundformen der Varianten 7 bis 9, unabhängig davon, ob einzelne Flächenanteile abgewinkelt, ausgerundet oder aus lichttechnischen oder statischen Gründen gewellt oder an der Oberseite konkav ausgeformt sind. Auch Abwinkelungen an den Außenkanten zur Raumseite oder nach außen, um einen besseren optischen Verschluss zu erzielen wie in 7, sind erfindungsunwesentliche Details.
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Die Erfindung umfasst alle Varianten von Lamellenkonturen, die den grundlegenden Konstruktionsregeln im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches folgen, unabhängig davon, ob beispielsweise der Verbindungssteg zwischen den nach außen oder den nach innen orientierten Teilflächen gerade oder gewölbt ausgeführt ist. Die Konstruktionsregel bezieht sich zum Beispiel auf die kürzeste Verbindung zwischen Endpunkten obiger Teilflächen.
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Als äußere Endpunkte der Lamellenkonturen auf der Ein- oder Ausstrahlungsseite gelten die Endpunkte der lichtein- bzw. lichtauslenkenden Flächen, unabhängig von Verlängerungen oder Abwinkelungen von Appendices.
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Eine besonders vorteilhafte Variante der Lamelle in 10 ist durch folgende Winkel gekennzeichnet:
α1 ~ 17,5° für α2 = 0°, β1 ~ 76°, β2 ~ 122°, ε ~ 44°
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Eine Lamelle mit dieser Winkelcharakteristik hat in der Vertikalen einen Abstand zur darüber bzw. darunter liegenden Lamelle von d/b ~ 0,7 bis 0,9, vorzugsweise 0,81.
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Die Lamellen können innerhalb eines Behangs mit unterschiedlichen Anstellwinkeln angeordnet werden, wobei die Lamellen im oberen Behangteil flacher und unten stärker angestellt sind. Ein typischer Anstellwinkel der Lamellen unterhalb der Aughöhe einer stehenden Person ist 16° zur Horizontalen. Im oberen Behangteil kann die Lamelle bzw. das zum Innenraum gelegene Teilstück 0° oder < 0° Winkelanstellung aufweisen.
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Die Lamellen sind entweder außen, innen oder zwischen Scheiben angeordnet und haben typische Breiten b von 15 mm bis 300 mm und deutlich größer. Die Lamellen werden entweder aus Stahl oder Aluminiumblechen durch Rollverformung oder durch Aluminiumstrangpressverfahren gefertigt und starr, drehbar oder als Jalousien aufgehängt.
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Bevorzugter Anwendungsbereich sind Jalousielamellen, die sich beim Auffahren ineinander legen und kleine Lamellenpakete bilden. Um dieses zu erreichen, wird β1 > 90° gewählt. Die Differenz zwischen β2 ~ β1 sollte > 40° sein.
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In den 10 bis 13 sind die Strahlenverfolgung für eine vorteilhafte Lamellenausformung und Lamellenposition zwischen 1 m und 1,6 m Raumhöhe dargestellt. Es ist klar zu erkennen, dass die Lamellenoberseiten die Sonne trotz unterschiedlicher Sonneneinfallswinkel monoreflektiv nach innen und nach außen umlenken. Die zum Innenraum orientierten Teilstücke sind wellig, das heißt konkav und konvex ausgeformt.
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Im oberen Fensterbereich kann die Lamelle flacher angestellt werden, um die flache Wintersonne tiefer in den Innenraum einzulenken. Dies ist in den 14 bis 17 dargestellt. Für diese Lamellenposition kommt es bei sehr flacher Sonne in 14 auch noch zu einer Umlenkung in die Raumtiefe am ersten Teilstück. Mit höheren Einfallswinkeln fällt die Sonne auf die zum Innenraum orientierte Spiegelfläche und lenkt das Licht flach in den Raum ein, während das zum Außenraum gelegene Teilstück das Licht auf die Unterseite der oberen Lamelle lenkt. Um Blendungen an der Unterseite zu vermeiden, wird diese vorzugsweise weiß oder grau oder farbig beschichtet.
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Damit es zu keinen Spiegelungen aus dem Brüstungsbereich im Auge des Nutzers kommt, werden die Lamellen in der Brüstung sehr steil angestellt.
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18 zeigt große, stranggepresste Aluminiumlamellen mit den charakteristischen Konstruktionsmerkmalen der Lamellenoberseiten gemäß 10 bis 17 und andere. Die Lamellen weisen jedoch einen Bauch 70 auf, wodurch diese Hohlprofile bilden. In das Hohlprofil ist im Bereich der mittleren Teilfläche eine Leuchte 71 mit Glasabdeckung eingebaut, die, wie auch in 19 zu sehen ist, Licht 72 bis 75 in die Raumtiefe und an die Decke wirft.
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Damit ist eine integrale Kunst- und Tageslichtlösung geschaffen. Schwächeres Tageslicht wird durch die elektrische Beleuchtung aus der Richtung des umgelenkten Himmelslichtes unterstützt. Es kommt also zu einem integralen Lichtstrom von Kunst- und Tageslicht. An dem Lichtstrahl 56 ist zu erkennen, dass die Tageslichtspiegel der zum Innenraum orientierten Teilflächen auch der Umlenkung der künstlichen Beleuchtung dienen. Diese Leuchten 80 bis 82 werden vorzugsweise in einer Höhe von 1,5 m bis 2,0 m eingebaut und sind damit auch geeignet, den Innenraum in voller Tiefe auszuleuchten.
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In das Lamellenprofil kann entweder eine Langfeldleuchte mit Reflektor und Glasabdeckung 51 oder auch Leuchtdioden oder andere, lichtemitttierende Leuchtmittel eingebaut werden.
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Eine vergleichbare Kunst- und Tageslichtlösung ist auch für einfache Lamellenstrukturen möglich, indem in 1.1 die Teilfläche 49 mit LEDs belegt wird.
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Weitere Ausführungsvarianten bestehen darin, die zum Außenraum gelegene Teilfläche mit Solarzellen zur Stromerzeugung zu belegen. In diesem Fall werden die Teilflächen vorzugsweise eben ausgebildet und mit organischen oder kristallinen Energiewandlern ausgerüstet.
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Die Unterseite der Lamellen können mikroprismenstrukturiert sein, indem prismatische Längsrillen parallel zu den Längskanten verlaufen. Durch diese Prismenrillen, die vorzugsweise unsymmetrisch ausgebildet sind, kann Lichtstrahlung, die von der zum Außenraum gelegenen Teilfläche auf die Unterseite der oberen Lamelle reflektiert wird, nach außen umgelenkt werden. In jedem Fall lässt sich verhindern, dass aus Sicht des Innenraumnutzers eine Blendung an der Lamellenunterseite entsteht. Die Lamellenunterseiten lassen sich auch als Mikroprismen ausbilden. Dies bietet sich insbesondere bei stranggepressten Lamellen an. Der Lamellenbauch 91 der Lamellen 90 ist beispielhaft alternativ, wie gestrichelt gezeichnet, mikroprismatisch strukturiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10260711 A1 [0002]
- DE 4310718 A1 [0005]