DE102015014711A1

DE102015014711A1 - Akustikmodul mit neuartiger Leuchtfunktion

Info

Publication number: DE102015014711A1
Application number: DE102015014711.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Bestehende Akustikmodule mit integrierter Leuchtfunktion erreichen nicht die Anforderungen an eine Bildschirmarbeitsplatzbeleuchtung. Mit der vorliegenden Erfindung soll ein hochwertiger Lichtwurf nach Art einer Raumflutung erreicht werden, mit hoher Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke, optimierter Breite und Tiefe des Lichtfeldes sowie Anpassung des Helligkeitsschwerpunktes an die räumliche Gegebenheit. Es werden hocheffiziente LEDs zu einem geneigt montierten Linearmodul zusammengefügt und mit optischen Linsen kombiniert. Zur Platzersparnis und aus Gründen des Designs werden die Leuchtenkomponenten wie LED Leuchtmittel, Leuchtmittelträger und Betriebsgerät in eine Absorberkassette integriert. Eine Ausführungsvariante ist in der Abbildung dargestellt. Die Absorberkassette mit Leuchtfunktion (11) ist beispielsweise auf eine Wand (16) montiert. LED Leuchtmittel und Lichtlenkung (13), Leuchtengehäuse (14) und Betriebsgerät (15) sind in die Absorberkassette integriert. Der Leuchtmittelträger ist so angeordnet, dass ein indirekter Lichtwurf durch die Lichtaustrittsöffnung (12) an die Decke (10) entsteht. Die Erfindung soll vorzugsweise in Büroflächen zum Einsatz kommen, welche mit Akustikabsorbern bzw. Glas-Akustik-Systemwänden ausgestattet sind.

Description

Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Akustikmodul mit LED Leuchtfunktion, welcher mit integrierten oder teilintegrierten Lichtkomponenten normengerecht und in besonders hoher Qualität Büroarbeitsplätze beleuchtet.
Hierbei nutzt das Gehäuse des Akustikmoduls seinen Hohlraum, um ganz oder zumindest teilweise die lichttechnischen Komponenten zu integrieren. Dazu zählen die Kabelverlegung, das Vorschaltgerät sowie weitere Komponenten zur Aufnahme des LED Moduls. Alternativ können Teile der Leuchte auch außerhalb des Absorbers liegen.
Unter Verwendung von linearen LED Modulen wird gegenüber herkömmlichen Einbauspots eine Bestückung mit hoher Leistung dadurch möglich, dass die Metallkassette des Akustikabsorbers über hervorragende Wärmeleiteigenschaften verfügt.
Ferner wird es möglich, nicht nur punktförmig wie bisherige Einbauspotlights, sondern in einer neuen Raumflutertechnologie den Raum zu beleuchten.
Hintergrund der Erfindung
Die Beleuchtung an Büroarbeitsplätzen muss heute vielfältigen Anforderungen genügen. Diese sind in Deutschland allgemein gesetzlich in der Arbeitsstättenverordnung sowie in der Bildschirmarbeitsverordnung festgelegt. Durch die gleichzeitige Einhaltung dieser beiden Vorschriften wird den Anforderungen von Sicherheit sowie von hinreichendem Sehkomfort Rechnung getragen. Eine Konkretisierung dieser Anforderungen erfolgt u. a. in der EN 12464-1:2011, in den technischen Regeln zur Arbeitsstättenrichtline ASR 3.4 und im Leitfaden der Unfallversicherungen und Berufsgenossenschaften (DGUV 215-410/BGI 650).
Es sind die folgenden wichtigen Kriterien durch das Beleuchtungssystem zu erfüllen:

1) Hinreichende Beleuchtungsstärke (in Lux) in den unterschiedlichen Nutzungsbereichen, horizontal und vertikal,
2) Vermeidung von Direktblendung und Blendung durch Reflexion,
3) hinreichende Gleichmäßigkeit und ausgewogene Leuchtdichteverteilung über die Raumoberflächen, sowie
4) die Energieeffizienz, dies betrifft den Wirkungsgrad des Leuchtmittels, den Leuchtenwirkungsgrad, den Raumwirkungsgrad und die Steuerung.

Beispielsweise wird für die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung im Arbeitsbereich (minimale/mittlere Beleuchtungsstärke) ein Wert von 0.6 oder mehr gefordert im Bereich Lesen/Schreiben (EN 12464-1, Tab. 5.26) bzw. im Arbeitsbereich (ASR 3.4, Kap. 5.2). Wird im Bereich der Sehaufgabe zumindest eine mittlere Beleuchtungsstärke von 500 Lux gefordert (EN 12464-1, Tab. 5.26), so soll diese an der Decke immer noch mindestens 50 Lux betragen (EN 12464-1, Kap. 4.2.3, Anm. 2).
Zusammengefasst ergeben sich die Forderungen nach einer 1) hellen, 2) blendfreien, 3) hinreichend gleichmäßigen und 4) effizienten Ausleuchtung.
Bei auf dem Markt erhältlichen Akustikmodulen mit Leuchtfunktion ist die Helligkeitsverteilung in der Regel zu ungleichmäßig. Die Raumoberflächen sind zu dunkel, insbesondere die Decke. Es kommt in verschiedener Weise zu Blendung (Direkt- und Reflexblendung), insbesondere auch auf den heutigen vielfältigen Monitoren und Displays. Die Energieeffizienz ist zu gering, aufgrund von schlechten Wirkungsgraden von Leuchtmittel und Leuchte und aufgrund eines schlechten Raumwirkungsgrades. Dadurch ergibt sich entweder ein zu hoher Energieverbrauch oder eine unzureichende Helligkeit.
Problemlösung/Neuentwicklung
Um die zuvor beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, werden anspruchsvolle Leuchtenkonstruktionen benötigt, in der Regel auch mit erheblichem Platzbedarf.
Das hier vorgestellte Akustikmodul mit LED Leuchtfunktion beinhaltet eine Leuchtenkonstruktion, bei welcher das Gehäuse des Akustikmoduls die lichttechnischen Komponenten ganz oder teilweise integriert. Die schmale Bauweise ermöglicht neben der Platzeinsparung auch ein elegantes Design. Des Weiteren ist es möglich, hohe Leistungen zu realisieren, da die Metallkassette des Absorbers mit als Kühlkörper genutzt werden kann.
Aufgrund der besonderen Konstruktion kann trotz der Kompaktheit ein hochwertiger Lichtwurf nach Art eines „Raumfluters” erreicht werden. Darunter wird verstanden:

• Gleichmäßige Beleuchtungsstärke und ausgewogene Leuchtdichteverteilung im Raum
• Helligkeitsschwerpunkt im Bereich der Sehaufgabe, aber kein zu starkes Abklingen im Umgebungsbereich
• Keine harten Schatten am Rand des Umgebungsbereiches
• Hinreichende vertikale Beleuchtungsstärke und hinreichende Beleuchtungsstärke auf den Raumoberflächen
• Keine Blendung durch die Leuchte
• Hohe Beleuchtungsstärke und Energieeffizienz

Eine herkömmliches bauteilintegriertes Downlight führt zur Blendwirkungen durch die Leuchte unter steilen Winkeln.
Eine herkömmliche bauteilintegrierte Leuchte in der Schattenfuge eines Deckensegels vermag ebenfalls nicht, das Licht optimal zu verteilen.
Auch herkömmliche Spotlights in der Art von Deckenflutern können das Licht nicht derart verteilen, dass sie der Bildschirmarbeitsplatzverordnung gerecht werden.
Nach dem Stand der Technik sind folgende Patente bzw. Gebrauchsmuster zu der hier vorgestellten Entwicklung ähnlich:
Gebrauchsmuster DE 20 2011 003 414 U1 2011.06.16: Hier wird eine Wandreflexions-Arbeitsplatzleuchte vorgestellt. Diese arbeitet jedoch mit einem an der Wand angebrachten Reflektor und erzeugt eine stärker lokalisierte Beleuchtung.
Offenlegungsschrift DE 10 2013 213 870 A1 2015.01.22: Hier wird eine „Anordnung zur Lichtabgabe” zur gleichmäßigen Beleuchtung einer senkrecht zum Bauteil stehenden Fläche vorgestellt. Die Anwendung zielt jedoch primär auf die Beleuchtung einer Wand (sogenannter „Wall Washer”) (Beschreibung §§ 0001-0002, § 0011).
Offenlegungsschrift DE 10 2010 019 436 A1 2011.11.10: Hier wird eine „Wand- oder Deckenleuchte” vorgestellt, welche das gleiche Ziel verfolgt, wie die hier vorliegende Erfindung und eine ähnliche Bauweise hat (Beschreibung, §§ 001-005, § 008, § 036). Unterschiede bestehen darin, dass zur Lichtlenkung grundsätzlich Reflektoren benötigt werden (siehe gesamte Beschreibung), dass die Blendfreiheit durch die Lichtlenktechnik (Linsen/Reflektoren) erreicht werden soll (Beschreibung § 005) und keine Bauteilintegration vorgesehen ist.
In der vorliegenden Erfindung wird nun eine bauteilintegrierte indirekte Wandleuchte vorgestellt, bestehend aus linear ausgedehnten LED Modulen sowie lichtlenkenden Linsen, montiert auf einem kompakten Leuchtmittelträger. Dieser sollte in thermischer Verbindung stehen mit dem metallischen Absorbergehäuse. Dadurch, dass das Absorbergehäuse zur Kühlung beiträgt, ist es möglich, eine hohe Lichtleistung auf kleinstem Raum zu installieren.
Der Lichtwurf erfolgt überwiegend an die Decke. Die elektrischen Komponenten, insbesondere das Betriebsgerät, können in dem Absorbergehäuse nicht sichtbar angebracht werden. Damit es jedoch in unmittelbarer Wandnähe nicht zu Schattenbildung kommt, sollten das Leuchtmittel oder ein Lichtlenkelement minimal über die Außenfläche des Absorbers vorstehen.
Es sind u. a. folgende Konstruktionsvarianten der integrierten Absorberleuchte möglich:

• Das Betriebsgerät ist in einem Hohlraum in dem Absorber eingebettet
• Das Betriebsgerät wird separat vom Leuchtmittelträger (mit lichtlenkenden Elementen und Leuchtmittel) angeordnet
• Linsen als lichtlenkende Elemente
• Reflektoren als lichtlenkende Elemente
• Andere Lichtlenkende Elemente (z. B. Prismen)
• Reflektoren und Linsen kombiniert als lichtlenkende Elemente
• Der Leuchtmittelträger sitzt auf dem Absorbergehäuse
• Der Leuchtmittelträger ist bauteilintegriert und steht nur minimal über die Außenfläche des Absorbers vor
• Die Wärme wird durch das Absorbergehäuse abgeführt
• Die Wärme wird durch eine vor dem Absorbergehäuse befindliche Kühlplatte abgeführt

Ausführungsbeispiele sind in den Abbildungen dargestellt:
zeigt eine integrierte Absorberleuchte, mit dem folgenden Aufbau: Die Absorberkassette mit Leuchtfunktion (11) ist beispielsweise auf eine Wand (16) montiert. LED Leuchtmittel und Lichtlenkung (13), Leuchtengehäuse (14) und Betriebsgerät (15) sind in die Absorberkassette integriert. Der Leuchtmittelträger ist so angeordnet, dass ein indirekter Lichtwurf durch die Lichtaustrittsöffnung (12) an die Decke (10) entsteht.
Die bis zeigen in Schnittdarstellung unterschiedliche Anordnungen von Leuchtmittelträger, Leuchtmittel und Lichtlenkung. In und sind LED und Linse weitgehend horizontal und der Reflektor weitgehend senkrecht angeordnet. Der Lichtwurf ist in ( ) stärker geneigt, als in ( ). In und sind LED und Linse vertikal, die Reflektoren horizontal bzw. geneigt. Der Lichtwurf ist in ( ) stärker geneigt als in ( ).
Die bis zeigen alternative Einbauformen, bei welcher das Leuchtengehäuse bzw. der Leuchtmittelträger etwas über die Wandfläche vorstehen. In ( ) befindet sich die LED genau in der Wandebene. In ( ) befindet sich die LED oben auf dem Leuchtengehäuse. In ( ) und ( ) steht nur ein kleiner Teil über die Wandebene vor. Dabei ist in ( ) noch ein Reflektor oberhalb der LED angeordnet. In ( ) schließlich steht das gesamte Leuchtengehäuse vor der Wand und die LED ist in einer Aussparung des Gehäuses.
Schließlich zeigen die bis noch die Leuchte in der Anwendung (Arbeitssituation im Büro). Dargestellt sind Strahlengang (20), Lichtstärkeverteilung (21), Leuchte (22), Absorber (23), Arbeitstisch (24).
In befindet sich ein schmaler Tisch unmittelbar vor der Wand. An der Wand ist ein Absorber mit integrierter Leuchte montiert. Die Deckenhöhe ist mit drei Metern relativ hoch. In diesem Fall kann eine Leuchte mit schmalerem Lichtwurf verwendet werden. Der Strahlengang und die Lichtstärkeverteilung sind über der Leuchte eingezeichnet. In ist eine Situation mit etwas breiterem Tisch und niedrigerer Wand dargestellt. Hier kann eine Leuchte mit breiterem Lichtwurf verwendet werden, wie man wiederum an der Lichtstärkeverteilung sieht. Schließlich befindet sich in ein Arbeitstisch innerhalb des Raumes. Diese Situation kann hochwertig ausgeleuchtet werden mit einer komplett in das Akustikmodul integrierten Leuchte, welche das Licht tiefer in den Raum wirft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202011003414 U1 [0016]
DE 102013213870 A1 [0017]
DE 102010019436 A1 [0018]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN 12464-1:2011 [0005]
technischen Regeln zur Arbeitsstättenrichtline ASR 3.4 [0005]
Leitfaden der Unfallversicherungen und Berufsgenossenschaften (DGUV 215-410/BGI 650) [0005]
EN 12464-1, Tab. 5.26 [0007]
ASR 3.4, Kap. 5.2 [0007]
EN 12464-1, Tab. 5.26 [0007]
EN 12464-1, Kap. 4.2.3, Anm. 2 [0007]

Claims

Akustikmodul mit Leuchtfunktion für Bildschirmarbeitsplätze gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – in das Akustikmodul sind Leuchtenkomponenten wie Leuchtmittel, Leuchtmittelträger und Betriebsgerät integriert, – das Akustikmodul nimmt die Kabel auf, – lineare LED Leuchtmittel sind in dem Gehäuse so ausgerichtet und entlang ihrer Längsachse gegenüber der Horizontalen geneigt montiert, dass die räumliche Beleuchtung über einen indirekten Lichtwurf über die Decke eine für die Arbeitsplatzsituation optimierte Wirkung erzielt.
Akustikmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsgerät sich auch außerhalb des Gehäuses befinden kann.
Akustikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwurf der Leuchtmittel dadurch gezielt an die Arbeitsplatzsituation angepasst werden, dass die Leuchtmittel mit lichtlenkenden Optiken wie Linsen abgedeckt sind oder Reflektoren eingesetzt werden.
Akustikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtmittelträger mit den LED Leuchtmitteln sowie die lichtlenkenden Bauteile entweder ganz oder nur teilweise in den Absorber integriert sind.
Akustikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme nicht durch das Absorbergehäuse, sondern durch einen vor dem Absorber liegenden Gehäuseteil abgeleitet wird.