DE102016221374B4

DE102016221374B4 - Lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung sowie Gebäudefenstereinrichtung

Info

Publication number: DE102016221374B4
Application number: DE102016221374.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Dres; Andreas Beck
Original assignee: Roto Frank AG
Current assignee: Roto Frank AG
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-10-11
Anticipated expiration: 2036-10-29
Also published as: DE102016221374A1; EP3315684B1; EP3315684A1

Abstract

Lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung (3), insbesondere für eine Gebäudefenstereinrichtung (1), zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion (5) und/oder eine Dachhaut (6) eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude, wobei die Gebäudeeinbaueinrichtung (3) wenigstens ein Lichtführungselement (12) aufweist, das eine außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung (3) angeordnete, lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche (13) und eine innenseitig angeordnete, lichtdurchlässige Lichtaustrittsfläche (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebäudeeinbaueinrichtung (3) wenigstens einen reflektierenden und im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise parabolisch und/oder mit sich verändernder Krümmung gekrümmten Lichtkonzentrator (16) aufweist, der durch die Lichteintrittsfläche (13) einfallendes Licht in Richtung der im Querschnitt kleineren Lichtaustrittsfläche (14) reflektiert, sodass das reflektierte Licht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsfläche (14) aus der Gebäudeeinbaueinrichtung (3) in die der Lichteintrittsfläche (13) abgewandten Richtung austritt.

Description

Die Erfindung betrifft eine lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung, insbesondere für eine Gebäudefenstereinrichtung, zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion und/oder eine Dachhaut eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Gebäudefenstereinrichtung.
Die Gebäudeeinbaueinrichtung ist beispielsweise zur Anordnung an dem Gebäude, insbesondere einem Dach des Gebäudes, insbesondere eines Wohngebäudes, vorgesehen. Sie kann Bestandteil der Gebäudefenstereinrichtung sein, in welchem Fall sie zusammen mit einem Gebäudefenster, insbesondere Dachfenster, eine bauliche Einheit bildet oder dem Gebäudefenster zumindest zugeordnet ist. Die Gebäudeeinbaueinrichtung wird derart an dem Gebäude angeordnet, dass sie die Wand- und/oder Dachkonstruktion und/oder die Dachhaut, vorzugsweise beide, jeweils durchgreift, insbesondere vollständig durchgreift. Die Gebäudeeinbaueinrichtung kann als Dacheinbaueinrichtung ausgestaltet sein. Analog kann die Gebäudefenstereinrichtung als Dachfenstereinrichtung vorliegen. Nachfolgend wird auf eine derartige Ausgestaltung Bezug genommen. Die Ausführungen sind jedoch stets allgemein auf die Gebäudeeinbaueinrichtung und/oder die Gebäudefenstereinrichtung übertragbar.
Die Dachkonstruktion bildet den tragenden Teil des Dachs, während die Dachhaut das Dach abdichtet. Die Dachhaut wird auf der Dachkonstruktion angeordnet und/oder befestigt, insoweit ist die Dachkonstruktion zum Tragen der Dachhaut ausgebildet. Die Dachhaut kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Sie liegt beispielsweise in Form einer Dachdeckung oder einer Dachabdichtung vor. In ersterem Fall besteht sie aus einzelnen Bauteilen, auch als Dacheindeckelemente bezeichnet, welche derart angeordnet sind, dass Feuchtigkeit über sie aufgrund eines Schwerkrafteinflusses abgeführt wird. Die Bauteile, aus welchen die Dachdeckung besteht, können beispielsweise als Dachziegel, Dachsteine oder dergleichen vorliegen. Die Dachabdichtung ist dagegen vorzugsweise vollständig wasserdicht und liegt beispielsweise in Form von wasserdicht miteinander verbundenen Dachabdichtungselementen vor. Die Dachabdichtungselemente können beispielsweise in Form von Dachbahnen, beispielsweise Bitumen-Dachbahnen oder Metallelementen vorliegen.
Die Wandkonstruktion beziehungsweise das Dach grenzt einen Innenraum, insbesondere des Gebäudes, von einer Außenumgebung ab. Im Falle des Dachs liegt die Dachhaut vorzugsweise auf der dem Innenraum abgewandten beziehungsweise der Außenumgebung zugewandten Seite der Dachkonstruktion vor. Die Gebäudeeinbaueinrichtung kann nun derart in der Wandkonstruktion und/oder dem Dach angeordnet sein, dass über sie eine Verbindung zwischen der Außenumgebung und dem Innenraum hergestellt ist. Die Gebäudeeinbaueinrichtung dient der Zuführung von Licht aus der Außenumgebung in den Innenraum. Mithilfe der Gebäudeeinbaueinrichtung soll insoweit Licht, nämlich aus der Außenumgebung stammendes Licht, durch die Wandkonstruktion und/oer das Dach hindurchgeführt werden, nämlich in den Innenraum. Die Gebäudeeinbaueinrichtung liegt insoweit als lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung vor beziehungsweise ist zur Lichtführung ausgestaltet. Eine Vorrichtung zur Lichtlenkung ist beispielsweise aus der EP 0 628 676 A1 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gebäudeeinbaueinrichtung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Gebäudeeinbaueinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere eine besonders effiziente Lichtführung ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Gebäudeeinbaueinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Gebäudeeinbaueinrichtung wenigstens ein Lichtführungselement aufweist, das eine außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung angeordnete, lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche, eine innenseitig angeordnete, lichtdurchlässige Lichtaustrittsfläche sowie wenigstens einen reflektierenden und gekrümmten und/oder geknickten Lichtkonzentrator aufweist, der durch die Lichteintrittsfläche einfallendes Licht in Richtung der Lichtaustrittsfläche reflektiert, sodass das reflektierte Licht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsfläche aus der Gebäudeeinbaueinrichtung in die der Lichteintrittsfläche abgewandten Richtung austritt.
Das Lichtführungselement dient dem gezielten Führen von Licht aus der Außenumgebung in Richtung des Innenraums. Hierzu verfügt das Lichtführungselement über die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche. Durch die Lichteintrittsfläche, welche außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung angeordnet ist, also auf der der Außenumgebung zugewandten Seite der Gebäudeeinbaueinrichtung, kann Licht in die Gebäudeeinbaueinrichtung eintreten. Dieses Licht kann auf der der Lichteintrittsfläche gegenüberliegenden Seite des Lichtführungselements beziehungsweise der Gebäudeeinbaueinrichtung aus der Lichtaustrittsfläche wieder austreten. Die Lichtaustrittsfläche liegt dabei auf der dem Innenraum zugewandten Seite des Lichtführungselements beziehungsweise der Gebäudeeinbaueinrichtung vor.
Die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise liegen sie jeweils vollständig in einer gedachten Ebene, wobei die beiden Ebenen besonders bevorzugt beabstandet parallel zueinander angeordnet sind. Um den Lichtdurchtritt durch das Lichtführungselement beziehungsweise die Gebäudeeinbaueinrichtung zu verbessern, verfügt das Lichtführungselement über den Lichtkonzentrator. Dieser ist zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche angeordnet und besteht aus einem reflektierenden Material. Beispielsweise weist der Lichtkonzentrator, insbesondere für sichtbares Licht, einen Reflektionsgrad von mindestens 80 %, mindestens 85 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % auf. Der Lichtkonzentrator ist wenigstens bereichsweise gekrümmt und/oder geknickt, nämlich derart, dass er auf ihn auftreffendes Licht bündelt beziehungsweise konzentriert und in Richtung der Lichtaustrittsfläche umlenkt beziehungsweise reflektiert. Im Falle der geknickten Ausgestaltung ist wenigstens eine Knickung vorgesehen, vorzugsweise liegen jedoch mehrere Knickungen vor. Auch eine Kombination von Krümmung und wenigstens einer Knickung kann realisiert sein.
Der Lichtkonzentrator erstreckt sich im Querschnitt gesehen beispielsweise im Wesentlichen entlang einer, die Lichteintrittsfläche mit der Lichtaustrittsfläche verbindenden gedachten Geraden. Diese Gerade steht besonders bevorzugt auf der Lichteintrittsfläche, der Lichtaustrittsfläche oder beiden senkrecht, insbesondere falls diese auf die vorstehend beschriebene Art und Weise vollständig jeweils in der gedachten Ebene liegen. Beispielsweise weist der Lichtkonzentrator eine Erstreckung in Richtung der gedachten Geraden auf, welche bezogen auf den Abstand der Lichtaustrittsfläche von der Lichteintrittsfläche entlang dieser Geraden mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 75 %, mindestens 80 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % entspricht. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der Lichtkonzentrator im Querschnitt gesehen von der Lichteintrittsfläche bis hin zu der Lichtaustrittsfläche erstreckt.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Lichteintrittsfläche zumindest im Querschnitt gesehen andere Abmessungen aufweist als die Lichtaustrittsfläche. Beispielsweise ist die Lichteintrittsfläche im Querschnitt gesehen größer als die Lichtaustrittsfläche. Das bedeutet, dass durch die Lichteintrittsfläche eine vergleichsweise große Lichtmenge eintreten kann, welche anschließend mittels des Lichtkonzentrators der Lichtaustrittsfläche zugeführt wird. An der Lichtaustrittsfläche ist insoweit die Lichtintensität des dort austretenden Lichts größer als die Lichtintensität des durch die Lichteintrittsfläche eintretenden Lichtes. Entsprechend geht durch die Verwendung der Gebäudeeinbaueinrichtung eine vergleichsweise kleine den Innenraum begrenzende und die Gebäudeeinbaueinrichtung umgebende Wandfläche verloren, insbesondere im Vergleich mit einem herkömmlichen Gebäudefenster beziehungsweise Dachfenster, bei welchem die Lichteintrittsfläche üblicherweise der Lichtaustrittsfläche entspricht.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lichtführungselement außenseitig wetterfest verschlossen und/oder überdeckt ist. Selbstverständlich ist die Gebäudeeinbaueinrichtung wetterfest ausgeführt, verhindert also das Eintreten von Umgebungseinflüssen aus der Außenumgebung in den Innenraum. Insbesondere verhindert die Gebäudeeinbaueinrichtung das Eintreten von Feuchtigkeit in den Innenraum. Hierzu ist das Lichtführungselement beispielsweise außenseitig wetterfest verschlossen, sodass die Feuchtigkeit nicht in das Lichtführungselement eintreten kann. Das Verschließen kann mittels eines Divergenzelements erfolgen, auf welches nachstehend noch näher eingegangen werden wird. Zusätzlich oder alternativ ist das Lichtführungselement wetterfest überdeckt, beispielsweise mit einer transparenten Abdeckung, durch welche Licht hindurchtreten und durch die Lichteintrittsfläche in das Lichtführungselement eintreten kann.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lichtkonzentrator im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise, insbesondere durchgehend, parabolisch und/oder mit einer sich verändernden Krümmung, insbesondere einer sich durchgehend verändernden Krümmung, gekrümmt ist. Der Lichtkonzentrator weist im Querschnitt gesehen ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende auf, wobei beide Enden jeweils ein freies Ende des Lichtkonzentrator bilden. Zwischen den beiden Enden verläuft der Lichtkonzentrator im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise gekrümmt. Vorzugsweise ist der Lichtkonzentrator jedoch durchgehend gekrümmt, weist also ausgehend von dem ersten Ende bis hin zu dem zweiten Ende durchgehend eine Krümmung auf, welche von null verschieden ist.
Besonders bevorzugt ist zumindest das Vorzeichen der Krümmung konstant, sodass also der Lichtkonzentrator durchgehend konkav oder konvex ausgestaltet ist. Die Krümmung des Konzentrators ist vorzugsweise parabolisch, insbesondere durchgehend. Dabei kann er eine sich verändernde Krümmung aufweisen, also eine Krümmung, welche wenigstens bereichsweise nicht konstant ist. Besonders bevorzugt verändert sich die Krümmung jedoch durchgehend, nämlich ausgehend von dem ersten Ende bis hin zu dem zweiten Ende. Der Lichtkonzentrator ist besonders bevorzugt durchgehend stetig gekrümmt, er weist also keine Unstetigkeiten, beispielsweise in Form eines Knicks, eines Sprungs oder dergleichen, auf.
Es kann vorgesehen sein, dass der Lichtkonzentrator derart gekrümmt und/oder geknickt ist, dass sein Brennpunkt in der Lichtaustrittsfläche liegt, insbesondere in einem Rand der Lichtaustrittsfläche. Der Lichtkonzentrator reflektiert auf ihn auftretendes Licht in Richtung seines Brennpunktes. Die Krümmung und/oder Knickung des Lichtkonzentrators kann nun so realisiert sein, dass der Brennpunkt in der Lichtaustrittsfläche liegt. Durch eine derartige Ausgestaltung wird das durch die Lichteintrittsfläche eintretende und auf den Lichtkonzentrator auftreffende Licht vollständig in Richtung der Lichtaustrittsfläche reflektiert, sodass es durch diese in den Innenraum eintreten kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Lichtkonzentrator im Querschnitt gesehen einen sich von der Lichteintrittsfläche bis zu der Lichtaustrittsfläche erstreckenden Lichtdurchtrittsraum wenigstens bereichsweise begrenzt. Der Lichtdurchtrittsraum liegt im Querschnitt gesehen zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche vor beziehungsweise schließt diese jeweils noch mit ein. Die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche begrenzen den Lichtdurchtrittsraum insoweit auf gegenüberliegenden Seiten und sind hierbei voneinander beabstandet. Wenigstens eine weitere Seide des Lichtdurchtrittsraums ist von dem Lichtkonzentrator wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, begrenzt. Bevorzugt erstreckt sich hierbei der Lichtkonzentrator auf die vorbeschriebene Art und Weise von der Lichteintrittsfläche bis hin zu der Lichtaustrittsfläche. Auf seiner dem Lichtdurchtrittsraum zugewandten Seite ist der Lichtkonzentrator hierbei konkav gekrümmt, weist also im Querschnitt gesehen eine von dem Lichtdurchtrittsraum fortgerichtete Wölbung und/oder einen entsprechenden Vorsprung auf.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Lichtdurchtrittsraum im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise von einem reflektierenden, dem Lichtkonzentrator gegenüberliegenden weiteren Lichtkonzentrator oder einer dem Lichtkonzentrator gegenüberliegenden Wandung begrenzt ist. Zusätzlich zu dem Lichtkonzentrator kann also der weitere Lichtkonzentrator vorgesehen sein, welcher dem Lichtkonzentrator gegenüberliegend angeordnet ist. Der weitere Lichtkonzentrator ist bevorzugt analog zu dem Lichtkonzentrator ausgestaltet, sodass insoweit auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen wird. Alternativ zu dem weiteren Lichtkonzentrator kann die Wandung vorgesehen sein, welche einen geringeren Reflektionsgrad aufweist als der Lichtkonzentrator.
Der weitere Lichtkonzentrator ist vorzugsweise in die entgegengesetzte Richtung gekrümmt und/oder geknickt wie der Lichtkonzentrator, weist also ebenfalls eine Wölbung und/oder einen Vorsprung auf, welche von dem Lichtdurchtrittsraum abgewandt ist. Die Verwendung des weiteren Lichtkonzentrators vergrößert die Intensität des durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts weiter, weil ein größerer Teil des durch die Lichteintrittsfläche in das Lichtführungselement eintretenden Lichts in Richtung der Lichtaustrittsfläche umgelenkt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der weitere Lichtkonzentrator oder die Wandung bezüglich einer durch den Lichtdurchtrittsraum verlaufenden Symmetrieebene symmetrisch zu dem Lichtkonzentrator ausgestaltet ist. Insoweit ist das Lichtführungselement symmetrisch aufgebaut. Die Symmetrieebene schneidet beispielsweise die Lichteintrittsfläche und/oder die Lichtaustrittsfläche, insbesondere steht sie jeweils senkrecht auf der Lichteintrittsfläche und/oder der Lichtaustrittsfläche. Insbesondere schneidet die Symmetrieebene die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche im Querschnitt gesehen jeweils mittig.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Lichtkonzentrator und/oder der weitere Lichtkonzentrator oder die Wandung sich jeweils von der Lichteintrittsfläche bis hin zu der Lichtaustrittsfläche erstrecken. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde bereits hingewiesen. Der Lichtdurchtrittsraum wird insoweit im Querschnitt gesehen von der Lichteintrittsfläche, der Lichtaustrittsfläche und dem Lichtkonzentrator sowie dem weiteren Lichtkonzentrator beziehungsweise der Wandung vollständig, insbesondere ununterbrochen, eingefasst. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Gebäudeeinbaueinrichtung beziehungsweise des Lichtführungselement wird eine besonders starke Konzentration des durch die Lichteintrittsfläche eintretenden Lichtes erzielt, sodass lediglich eine geringe Lichtmenge durch Verluste verlorengeht.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lichteintrittsfläche an einem lichtdurchlässigen Divergenzelement und/oder die Lichtaustrittsfläche an einem Lichtstreuelement vorliegt. Das Divergenzelement dient dem Aufteilen beziehungsweise Aufspalten eines in das Lichtführungselement eintretenden Lichtstrahls in mehrere Lichtstrahlen, beispielsweise durch teilweise Reflektion und teilweise Transmission des Lichtstrahls. Bevorzugt weisen die mehreren, aus dem Lichtstrahl hervorgehenden Lichtstrahlen untereinander dieselbe Lichtintensität oder nahezu dieselbe Lichtintensität auf. Das Divergenzelement verfügt beispielsweise über mehrere Divergenzplatten, die - im Querschnitt gesehen - zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche vorliegen. Beispielsweise verlaufen die Divergenzplatten parallel zu der Symmetrieebene.
Das Divergenzelement liegt beispielsweise in Form einer Wabenplatte vor, welche aus einem transparenten Material oder einem zumindest teilweise transparentem Material besteht. Durch das Aufteilen des Lichtstrahls in mehrere Lichtstrahlen kann die Lichtintensität und/oder die Divergenz der Lichtstrahlen an der Lichtaustrittsfläche nochmals verbessert werden, weil trotz eventuell auftretender Verluste in dem Divergenzelement eine größere Lichtmenge mittels des Lichtkonzentrators und/oder des weiteren Lichtkonzentrators in Richtung der Lichtaustrittsfläche umgelenkt wird und/oder eine stärkere Streuung erfolgt. Das Divergenzelement liegt an der Lichteintrittsfläche oder umgekehrt die Lichteintrittsfläche an dem Divergenzelement vor. Bevorzugt liegt die Lichteintrittsfläche an einer dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite des Divergenzelements an diesem vor.
Zusätzlich oder alternativ zu dem Divergenzelement kann das Lichtstreuelement vorliegen. An diesem ist die Lichtaustrittsfläche ausgebildet. Bevorzugt ist die Lichtaustrittsfläche an einer dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite des Lichtstreuelements ausgebildet. Das Lichtstreuelement dient insoweit der Streuung des durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts. Mithilfe des Lichtstreuelements werden/wird eine Aufweitung und/oder eine Homogenisierung des durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts erzielt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Divergenzelement und/oder das Lichtstreuelement wenigstens teilweise in den Lichtdurchtrittsraum eingreifen, insbesondere vollständig in ihm vorliegen. Dies gilt insbesondere für das Divergenzelement, welches bevorzugt an dem Lichtkonzentrator und/oder dem weiteren Lichtkonzentrator anliegt, sodass es besonders bevorzugt auf gegenüberliegenden Seiten von dem Lichtkonzentrator und/oder dem weiteren Lichtkonzentrator eingefasst ist. Das Divergenzelement schließt auf seiner dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite bevorzugt bündig mit der Lichteintrittsfläche ab. Die Lichteintrittsfläche liegt insoweit in Form einer dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Oberfläche des Divergenzelements vor.
Zusammenfassend soll das Divergenzelement vorzugsweise vollständig in dem Lichtdurchtrittsraum angeordnet sein. Selbstverständlich kann jedoch auch eine Anordnung des Divergenzelements realisiert werden, bei welcher dieses wenigstens teilweise aus dem Lichtdurchtrittsraum herausragt. Eine analoge Anordnung kann für das Lichtstreuelement vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist das Lichtstreuelement jedoch vollständig außerhalb des Lichtdurchtrittsraums angeordnet, sodass eine dem Lichtdurchtrittsraum zugewandte Oberfläche des Lichtstreuelements mit der Lichtaustrittsfläche zusammenfällt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Divergenzelement auf der dem Lichtdurchtrittsraum zugewandten Seite der Lichteintrittsfläche und/oder das Lichtstreuelement auf der dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist. Dies verdeutlicht nochmals die vorstehenden Ausführungen, gemäß welchen das Divergenzelement vorzugsweise vollständig in dem Lichtdurchtrittsraum und das Lichtstreuelement vollständig außerhalb des Lichtdurchtrittsraums angeordnet ist. Die dem Lichtdurchtrittsraum abgewandte Oberfläche des Divergenzelements fällt mit der Lichteintrittsfläche und die dem Lichtdurchtrittsraum zugewandte Oberfläche des Lichtstreuelement mit der Lichtaustrittsfläche zusammen.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Divergenzelement einen Wabenkörper, insbesondere aus einem transparenten Material, aufweist. Unter dem Wabenkörper ist ein Körper zu verstehen, welcher eine Vielzahl von Waben aufweist, welche vorzugsweise auf beiden Seiten geöffnet sind. Die Waben durchgreifen insoweit den Wabenkörper in einer Richtung vollständig. Vorzugsweise sind die Waben auf der dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite und der dem Lichtdurchtrittsraum zugewandten Seite jeweils geöffnet, sodass Längsmittelachsen der Waben zumindest näherungsweise in Richtung einer die Lichteintrittsfläche mit der Lichtaustrittsfläche verbindenden gedachten Geraden verlaufen.
Bevorzugt sind die Längsmittelachsen der Waben jeweils parallel zu einer auf der Lichteintrittsfläche und/oder Lichtaustrittsfläche senkrecht stehenden Geraden ausgerichtet. Die Waben sind vorzugsweise randgeschlossen in dem Wabenkörper ausgestaltet, weisen also jeweils einen durchgehend geschlossenen Rand auf, nämlich vorzugsweise in einer Ebene, welche parallel zu der Lichteintrittsfläche und/oder der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist.
Mit einer derartigen Ausgestaltung des Wabenkörpers beziehungsweise der Waben kann das durch die Lichteintrittsfläche eintretende Licht von den Rändern der Waben reflektiert werden. Bevorzugt besteht der Wabenkörper aus einem transparenten Material, sodass jeder Lichtstrahl teilweise von dem Rand reflektiert und teilweise durch ihn hindurchtritt, sodass mehrere Lichtstrahlen entstehen, welche schlussendlich auf den Lichtkonzentrator und/oder den weiteren Lichtkonzentrator auftreffen. Der Wabenkörper kann auf seiner dem Lichtdurchtrittsraum zugewandten Seite und/oder seiner dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite verschlossen sein, beispielsweise mittels (jeweils) einer Abdeckplatte, die zusätzlich zu dem Wabenkörper dem Divergenzelement zugeordnet ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Lichtstreuelement ein Fließmaterial, ein Pulvermaterial, ein mattiertes Lichtdurchtrittselement und/oder ein Aerogel, insbesondere ein transluzentes oder transparentes und/oder wärmeisolierendes Aerogel, aufweist. Grundsätzlich kann das Lichtstreuelement beliebig ausgestaltet sein, solange es eine lichtstreuende Wirkung aufweist. Bevorzugt ist das Lichtstreuelement derart ausgestaltet, dass das gesamte in es eintretende Licht oder zumindest ein Großteil des in es eintretenden Lichts auf seiner gegenüberliegenden wieder aus ihm austritt. Das Lichtstreuelement soll insoweit einen hohen Wirkungsgrad beziehungsweise geringe Verluste aufweisen. Beispielsweise tritt mindestens die Hälfte des in ihn eintretenden Lichts wieder aus ihm aus, vorzugsweise jedoch mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 75 %, mindestens 80 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 %.
Das Lichtstreuelement weist beispielsweise ein Vliesmaterial auf, mittels welchem beispielsweise ein Faservlies, insbesondere ein nicht absorbierendes Faservlies, realisiert ist. Auch ein Pulvermaterial kann zur Realisierung des Lichtstreuelements verwendet werden. Beispielsweise ist das Pulvermaterial auf einen transparenten Träger aufgebracht. Das mattierte Lichtdurchtrittselement besteht aus einem transparenten Material, dessen Oberfläche beziehungsweise Oberflächen mattiert ist/sind. Beispielsweise besteht das Lichtdurchtrittselement aus mattiertem beziehungsweise aufgerautem Glas oder Kunststoff.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass auf der dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite des Lichtkonzentrators eine wenigstens eine elektrische Leuchte umfassende Beleuchtungseinrichtung und/oder eine Belüftungseinrichtung angeordnet ist. Aufgrund der Krümmung des Lichtkonzentrators fällt auf der dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite Bauraum an, welcher anderweitig genutzt werden kann, beispielsweise zur Anordnung der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Belüftungseinrichtung. Die Beleuchtungseinrichtung dient vorzugsweise der Beleuchtung des Innenraums, ist also innenseitig angeordnet, also auf der der Lichteintrittsfläche abgewandten Seite des Lichtführungselements. Die Beleuchtungseinrichtung ist insoweit derart angeordnet, dass das von ihr abgegebene Licht in dieselbe Richtung strahlt wie das aus der Lichtaustrittsfläche austretende Licht, zumindest in den Innenraum hinein abgegeben wird. Die Beleuchtungseinrichtung weist die wenigstens eine elektrische Leuchte auf, welche wiederum über ein elektrisch betriebenes Leuchtmittel verfügt.
Die Beleuchtungseinrichtung kann zusätzlich oder alternativ derart ausgestaltet sein, dass sie Licht in den Lichtdurchtrittsraum abgibt, insbesondere - zumindest im Querschnitt gesehen - in Richtung des Lichtkonzentrators und/oder des weiteren Lichtkonzentrators. Die von der Beleuchtungseinrichtung abgegebene Lichtmenge, insbesondere in den Lichtdurchtrittsraum, wird dabei vorzugsweise derart eingestellt, dass die aus der Lichtaustrittsfläche austretende Lichtmenge unabhängig von der durch die Lichteintrittsfläche eintretenden Lichtmenge ist. Die von der Beleuchtungseinrichtung abgegebene Lichtmenge wird entsprechend in Abhängigkeit von der durch die Lichteintrittsfläche eintretenden Lichtmenge eingestellt. Somit wird auf Seiten der Lichtaustrittsfläche stets eine konstante Beleuchtung beziehungsweise eine konstante Beleuchtungsstärke erzielt.
Zusätzlich oder alternativ kann die Belüftungseinrichtung vorliegen. Die Belüftungseinrichtung dient der Belüftung des Innenraums und insoweit der Realisierung eines Luftaustauschs zwischen der Außenumgebung und dem Innenraum. Beispielsweise wird mittels der Belüftungseinrichtung Frischluft aus der Außenumgebung entnommen und dem Innenraum als Zuluft zugeführt und/oder Abluft dem Innenraum entnommen und in Form von Fortluft der Außenumgebung zugeführt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Beleuchtungseinrichtung innenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung angeordnet ist. Wie vorstehend bereits ausgeführt, dient die Beleuchtungseinrichtung der Beleuchtung des Innenraumes. Entsprechend ist sie innenseitig angeordnet oder zumindest zum Abgeben von Licht in Richtung des Innenraumes ausgebildet. Beispielsweise wird ein Bauraum, in welchem die Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, auf seiner dem Lichtkonzentrator abgewandten Seite von einer Fläche begrenzt, welche parallel oder zumindest nahezu parallel bezüglich der Symmetrieebene angeordnet ist. Dabei kann die Fläche derart angeordnet sein, dass sie an der dem Lichtdurchtrittsraum abgewandten Seite des Lichtkonzentrators anliegt. Aufgrund der Krümmung des Lichtkonzentrators wird somit - im Querschnitt gesehen - ein sich in die von der Lichtaustrittsfläche abgewandte Richtung beziehungsweise dem Innenraum zugewandte Richtung öffnender Raum geschaffen, in welchem ohne weiteres die Beleuchtungseinrichtung angeordnet werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Belüftungskanal aufweist, der im Querschnitt gesehen zumindest bereichsweise zwischen dem Lichtkonzentrator, dem weiteren Lichtkonzentrator oder der Wandung einerseits und einem Innenfutter eines Gebäudefensters, insbesondere eines Dachfensters, andererseits angeordnet ist, insbesondere von diesen begrenzt ist. Der Belüftungskanal liegt insoweit zwischen dem Lichtführungselement und dem Gebäudefensterbeziehungsweise dessen Innenfutter vor. Beispielsweise wird er dabei im Querschnitt gesehen von jeweils wenigstens einem Element des Lichtführungselements einerseits und einem Element des Gebäudefenstersandererseits begrenzt.
Beispielsweise wird der Belüftungskanal von dem Lichtkonzentrator und einer dem Lichtkonzentrator zugewandten Oberfläche des Innenfutters gemeinsam im Querschnitt gesehen begrenzt beziehungsweise ausgebildet. Entsprechend müssen keine weiteren Luftführungselemente beziehungsweise Luftführungskanäle vorgesehen sein. Alternativ kann selbstverständlich die Gebäudeeinbaueinrichtung eine Außenwand aufweisen, die den Belüftungskanal begrenzt, und insoweit in sich abgeschlossen sein. Die Begrenzung des Belüftungskanals durch den Lichtkonzentrator oder den weiteren Lichtkonzentrator kann zudem einer Temperierung der in dem Lüftungskanal geführten Luft dienen. Aufgrund des mittels des Lichtkonzentrators umgelenkten Lichts beziehungsweise der bei dem Umlenken auftretenden Verluste erwärmt sich der Lichtkonzentrator und kann entsprechend auch einem Erwärmen der Luft dienen.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dem Belüftungskanal ein weiterer Belüftungskanal vorliegt, wobei der Belüftungskanal und der weitere Belüftungskanal als Zuluftkanal und als Abluftkanal ausgebildet sind, die wärmeübertragend miteinander verbunden sind. Die beiden Belüftungskanäle können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein. Beispielsweise sind sie im Querschnitt gesehen von einem Trennelement strömungstechnisch voneinander getrennt, wobei der Belüftungskanal auf die vorstehend beschriebene Art und Weise von dem Lichtkonzentrator, dem weiteren Lichtkonzentrator und/oder der Wandung einerseits und dem Trennelement andererseits und der weitere Belüftungskanal von dem Trennelement einerseits und dem Innenfutter des Gebäudefenstersandererseits begrenzt ist. Es kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die beiden Belüftungskanäle in Draufsicht auf die Gebäudeeinbaueinrichtung nebeneinander angeordnet sind, sodass jeder der Belüftungskanäle zwischen dem Lichtkonzentrator, dem weiteren Lichtkonzentrator oder der Wandung einerseits und dem Innenfutter andererseits angeordnet ist beziehungsweise von diesen begrenzt ist.
Der Belüftungskanal und der weitere Belüftungskanal sind als Zuluftkanal und Abluftkanal ausgebildet. Durch den Zuluftkanal kann Luft aus der Außenumgebung dem Innenraum zugeführt werden, während über den Abluftkanal dem Innenraum entnommene Luft der Außenumgebung zugeführt wird. Der Zuluftkanal und der Abluftkanal sollen wärmeübertragend miteinander verbunden sein. Das bedeutet, dass die in dem Zuluftkanal vorliegende Luft mittels in der in dem Abluftkanal vorliegenden Luft enthaltener Wärme temperiert, insbesondere erwärmt wird. Die Belüftungseinrichtung verfügt insoweit über eine Wärmerückgewinnung.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Gebäudefenstereinrichtung mit einem Gebäudefenster, insbesondere Dachfenster, und einer lichtführenden Gebäudeeinbaueinrichtung, insbesondere einer Gebäudeeinbaueinrichtung gemäß den vorstehenden Ausführungen, zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion und/oder eines Dachhaut eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude. Dabei ist vorgesehen, dass die Gebäudeeinbaueinrichtung wenigstens ein Lichtführungselement aufweist, das eine außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung angeordnete, lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche, eine innenseitig angeordnete, lichtdurchlässige Lichtaustrittsfläche sowie wenigstens einen reflektierenden und gekrümmten und/oder geknickten Lichtkonzentrator aufweist, der durch die Lichteintrittsfläche einfallendes Licht in Richtung der Lichtaustrittsfläche reflektiert, sodass das reflektierte Licht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsfläche aus der Gebäudeeinbaueinrichtung in die der Lichteintrittsfläche abgewandten Richtung austritt.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Gebäudeeinbaueinrichtung sowie der Gebäudefenstereinrichtung wurde vorstehend bereits hingewiesen. Sowohl die Gebäudefenstereinrichtung als auch die Gebäudeeinbaueinrichtung können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Gebäudefenstereinrichtung verfügt neben der Gebäudeeinbaueinrichtung über das Gebäudefenster, insbesondere Dachfenster, welches das vorstehend bereits erwähnte Innenfutter aufweisen kann. Beispielsweise sind das Gebäudefensterund die Gebäudeeinbaueinrichtung in Form der Gebäudefenstereinrichtung zur gemeinsamen Anordnung an dem Dach ausgebildet und insoweit aneinander befestigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, das die Gebäudeeinbaueinrichtung als Anbauteil für das Gebäudefenstervorliegt, sodass zunächst das Gebäudefenster an dem Gebäude beziehungsweise das Dachfenster an dem Dach angeordnet beziehungsweise befestigt und anschließend die Gebäudeeinbaueinrichtung an das Gebäudefenster beziehungsweise Dachfenster angebaut wird. Das Anbauen kann bei einer Erstmontage des Gebäudefenstersoder im Rahmen einer Nachrüstung mit zeitlichem Abstand von der Erstmontage erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine Querschnittdarstellung einer Gebäudefenstereinrichtung, welche eine Gebäudeeinbaueinrichtung sowie ein Gebäudefensteraufweist,
2 eine schematische Querschnittdarstellung eines Lichtführungselements der Gebäudeeinbaueinrichtung in einer ersten Ausführungsform, sowie
3 eine schematische Darstellung des Lichtführungselements in einer zweiten Ausführungsform.

Die 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer Gebäudefenstereinrichtung 1, welche hier rein beispielhaft als Dachfenstereinrichtung ausgestaltet ist. Die Gebäudefenstereinrichtung 1 verfügt über ein Gebäudefenster 2, insbesondere ein Dachfenster, sowie eine Gebäudeeinbaueinrichtung 3, insbesondere eine Dacheinbaueinrichtung. Die Gebäudefenstereinrichtung 1 beziehungsweise das Gebäudefenster 2 und die Gebäudeeinbaueinrichtung 3 sind jeweils zur Anordnung an einem Gebäude, insbesondere an einem Dach 4, vorgesehen, welches hier lediglich angedeutet ist. Das Dach 4 weist eine Dachkonstruktion 5 sowie eine Dachhaut 6 auf, welche von der Dachkonstruktion 5 getragen ist. Das Dach 4 trennt eine Außenumgebung 7 von einem Innenraum 8 ab.
Über das Gebäudefenster 2 ist jedoch eine optische Sichtverbindung zwischen dem Innenraum 8 und der Außenumgebung 7 beziehungsweise umgekehrt hergestellt. Hierzu verfügt das Gebäudefenster 2 über eine Verglasung 9, durch welche Licht aus der Außenumgebung 7 in den Innenraum 8 gelangen kann. Bevorzugt ist das Gebäudefenster 2 zu öffnen. Hierzu weist es beispielsweise einen an dem Dach 4 befestigten Blendrahmen sowie einen bezüglich des Blendrahmens verlagerbaren Flügelrahmen auf. Die Verglasung 9 ist an dem Flügelrahmen angeordnet, also mitsamt diesem verlagerbar, insbesondere verschwenkbar. Zum Anschluss an eine den Innenraum 8 begrenzende Wandfläche 10 weist das Gebäudefenster 2 ein Innenfutter 11 auf. Über das Innenfutter 11 ist bevorzugt der Blendrahmen des Gebäudefensters 2 optisch sauber an die Wandfläche 10 angebunden.
Die Gebäudeeinbaueinrichtung 3 ist im Querschnitt gesehen benachbart zu dem Gebäudefenster 2, insbesondere oberhalb des Gebäudefensters 2, angeordnet. Bevorzugt schließt sie sich unmittelbar an das Gebäudefenster 2 an. Die Gebäudeeinbaueinrichtung 3 dient einer Lichtführung von Licht aus der Außenumgebung 7 in den Innenraum 8. Hierzu verfügt sie über ein Lichtführungselement 12, das eine außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung 3 angeordnete, lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche 13 und eine innenseitig angeordnete, lichtdurchlässige Lichtaustrittsfläche 14 aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl die Lichteintrittsfläche 13 als auch die Lichtaustrittsfläche 14 jeweils als lediglich gedachte Fläche vorliegen können.
Die Lichteintrittsfläche 13 und die Lichtaustrittsfläche 14 begrenzen einen Lichtdurchtrittsraum 15 auf gegenüberliegenden Seiten. Die Lichteintrittsfläche 13 ist dabei auf der der Außenumgebung 7 zugewandten Seite des Lichtdurchtrittsraum 15 und die Lichtaustrittsfläche 14 auf der dem Innenraum 8 zugewandten Seite des Lichtdurchtrittsraum 15 angeordnet. Vorzugsweise liegen die Lichteintrittsfläche 13 und die Lichtaustrittsfläche 14 jeweils in einer gedachten Ebene, wobei diese Ebenen zueinander parallel verlaufen. Die Ebenen können alternativ jedoch auch gegeneinander angewinkelt sein.
Im Querschnitt gesehen verläuft zwischen der Lichteintrittsfläche 13 und der Lichtaustrittsfläche 14 ein Lichtkonzentrator 16. Dieser weist eine dem Lichtdurchtrittsraum 15 zugewandte Spiegelfläche 17 auf, welche reflektierend ist. Die Spiegelfläche 17 ist beispielsweise mittels einer spiegelnden Beschichtung eines Grundkörpers des Lichtkonzentrators 16 hergestellt. Alternativ kann selbstverständlich der Lichtkonzentrator 16 beziehungsweise dessen Grundkörper selbst spiegelnd sein.
Der Lichtkonzentrator 16 erstreckt sich von der Lichteintrittsfläche 13 bis hin zu der Lichtaustrittsfläche 14, verbindet diese also im Querschnitt gesehen. Dem Lichtkonzentrator 16 gegenüberliegend ist eine weitere Lichtkonzentrator 18 mit einer weiteren Spiegelfläche 19 angeordnet. Die Spiegelflächen 17 und 19 der Lichtkonzentratoren 16 und 18 sind einander zugewandt, also jeweils auf ihre dem Lichtdurchtrittsraum 15 zugewandten Seite angeordnet. Auch der Lichtkonzentrator 18 verbindet bevorzugt die Lichteintrittsfläche 13 mit der Lichtaustrittsfläche 14.
Die Lichtkonzentratoren 16 und 18 sind grundsätzlich bevorzugt identisch ausgestaltet, jedoch spiegelbildlich zueinander angeordnet. Entsprechend sind sie bezüglich einer durch den Lichtdurchtrittsraum 15 verlaufenden Symmetrieebene 20 zueinander symmetrisch. Die Lichtkonzentratoren 16 und 18 reflektieren durch die Lichteintrittsfläche 13 einfallendes Licht in Richtung der Lichtaustrittsfläche 14, sodass das reflektierte Licht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsfläche 14 aus der Gebäudeeinbaueinrichtung 3 in die von der Lichteintrittsfläche 13 abgewandte Richtung austritt.
Der Gebäudeeinbaueinrichtung 3 ist zusätzlich zu dem Lichtführungselement 12 eine (optionale) Beleuchtungseinrichtung 21 zugeordnet, welche über wenigstens eine elektrische Leuchte 22 verfügt. Die Leuchte 22 weist eine elektrisches Leuchtmittel, beispielsweise eine Leuchtdiode oder dergleichen, auf. Die Beleuchtungseinrichtung 21 ist in einem aufgrund einer Krümmung des Lichtkonzentrators 18 vorliegenden Bauraum 23 angeordnet.
Zusätzlich oder alternativ kann die Gebäudeeinbaueinrichtung 3 eine Belüftungseinrichtung 24 aufweisen. Diese verfügt über wenigstens einen Belüftungskanal 25, der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Zuluftkanal ausgestaltet ist. Entsprechend kann durch den Belüftungskanal 25 Luft in Richtung des Pfeils 26 aus der Außenumgebung 7 in den Innenraum 8 eingebracht werden. Die Belüftungseinrichtung 24 verfügt hierzu über wenigstens eine Luftfördereinrichtung 27, beispielsweise einen Ventilator oder dergleichen. Die Belüftungseinrichtung 24 ist bevorzugt mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet.
Beispielsweise kann mithilfe der Belüftungseinrichtung 24 dem Innenraum 8 Luft entnommen werden, welche nachfolgend der Außenumgebung 7 zugeführt wird. Die in dieser Luft enthaltene Wärme kann zur Temperierung der dem Innenraum 8 zugeführten Luft herangezogen werden. Es ist deutlich erkennbar, dass der Belüftungskanal 25 im Querschnitt gesehen einerseits von dem Lichtkonzentrator 16 und andererseits von dem Innenfutter 11 des Gebäudefensters 2 begrenzt ist. Wiederum ist also die einfach Anordnung der Belüftungseinrichtung 24 vor allem aufgrund der Krümmung des Lichtkonzentrator 16 möglich.
Die 2 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Lichtführungselements 12 in einer ersten Ausführungsform. Es wird deutlich, dass beide Lichtkonzentratoren 16 und 18 parabolisch gekrümmt sind und hierbei eine Krümmung aufweisen, welche sich jeweils ausgehend von der Lichteintrittsfläche 13 bis hin zu der Lichtaustrittsfläche 14 kontinuierlich ändert. Der Lichtkonzentrator 16 ist derart gekrümmt, dass er das auf ihn auftreffende Licht in einem Brennpunkt 28 bündelt, während der Lichtkonzentrator 18 das auf ihn auftreffende Licht in einem Brennpunkt 29 bündelt. Die Brennpunkte 28 und 29 liegen beide in der Lichtaustrittsfläche 14, insbesondere begrenzen sie diese im Querschnitt gesehen auf gegenüberliegenden Seiten.
Angedeutet sind ebenfalls mehrere Lichtstrahlen 30, die durch die Lichteintrittsfläche 13 in das Lichtführungselement 12 beziehungsweise den Lichtdurchtrittsraum 15 eintreten. Diese treffen auf den Lichtkonzentrator 18 beziehungsweise durchlaufen den Brennpunkt 28. Die auf den Lichtkonzentrator 18 treffenden Lichtstrahlen werden reflektiert, nämlich in Richtung des Brennpunkts 29, sodass sie durch diesen hindurchtreten. Durch geeignete Ausgestaltung des Lichtkonzentrators 16 kann insoweit erreicht werden, dass alle Strahlen, die durch die Lichteintrittsfläche 13 in einem Winkelbereich von 0 < θ_max. eintreten, in Richtung der Lichtaustrittsfläche 14 reflektiert werden. Für den Lichtkonzentrator 18 gilt entsprechendes. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus des Lichtführungselements 12 werden mithin alle Lichtstrahlen innerhalb eines die Symmetrieebene 20 mittig einschließenden Winkelbereichs mit der Größe 2θ_max. auf die Lichtaustrittsfläche 14 treffen und durch diese hindurchtreten. Eine Konzentration C ergibt sich für die hier dargestellte Bauweise des Lichtführungselements 12 zu $C = \frac{A}{a} = \frac{1}{sin (θ_{m a x})} .$
Für eine Höhe H des Lichtführungselements 12 erhält man $H = \frac{a}{2} (1 + C) \sqrt{1 - \frac{1}{C^{2}}} .$
Angedeutet ist hier ein Winkelbereich 31 unter dem die hier dargestellten Lichtstrahlen 30 durch die Lichtaustrittsfläche 14 austreten. In den angegebenen Gleichungen ist A die Größe der Lichteintrittsfläche 13 und a die Größe der Lichtaustrittsfläche 14.
Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Lichtführungselements 12. Auf die vorstehenden Ausführungen wird vollumfänglich Bezug genommen. Zusätzlich sind nun ein Divergenzelement 32 und ein Lichtstreuelement 33 vorgesehen, wobei beide jeweils optional sind. Das Divergenzelement 32 liegt hier in Form einer Wabenplatte vor, welche vollständig innerhalb des Lichtführungselements 12 angeordnet ist, beziehungsweise weist eine solche auf. Das Divergenzelement 32 lässt die eintretenden Lichtstrahlen 30 jeweils teilweise passieren und reflektiert sie zusätzlich jeweils teilweise. Einsprechend entstehen aus jedem der Lichtstrahlen 30 weitere Lichtstrahlen, sodass die aus dem Lichtstrahl 30 resultierenden Lichtstrahlen teilweise auf den Lichtkonzentrator 16 und teilweise auf den Lichtkonzentrator 18 auftreffen und entsprechend in Richtung der Brennpunkte 28 und 29 reflektiert werden. Mithilfe des Lichtstreuelements 33 kann dagegen eine Aufweitung und Homogenisierung des durch Lichtaustrittsfläche 14 austretenden Lichts erzielt werden. Das Lichtstreuelement 33 kann beispielsweise als nichtabsorbierendes Faserfließ mit dünnen Fasern, als Pulverbeschichtung oder auch als mattiertes Glas vorliegen.
Soll beispielsweise auf einem um 45° geneigten und nach Süden ausgerichteten Dach 4 ein Bereich von z. Bsp. 25° bis 65° (Sonnenhöchststand in Deutschland zur Mittagszeit zur Sonnenwende) abgedeckt werden, so erhält man gemäß der vorstehend wiedergegebenen Gleichung bei symmetrischem Einbau (Symmetrieebene 20 entspricht einer Dachnormalen) und einem daraus folgendem Winkel θ_max = 20° eine Konzentration von C = 3. Die Konzentration C entspricht der Größen der Lichteintrittsfläche 13 bezogen auf die Größe der Lichtaustrittsfläche 14 im Querschnitt gesehen. Im vorliegenden Beispiel wird also eine Breite der Lichteintrittsfläche 13 von 30 cm auf eine Breite der Lichtaustrittsfläche 14 von 10 cm reduziert. Die Höhe H des Lichtführungselements 12 liegt hierbei bei etwa 18,85 cm, könnte jedoch ohne große Verluste um bis zu 50 % reduziert werden. Die Gebäudeeinbaueinrichtung 3 ist also sehr gut zur Integration in das Dach 4 geeignet, insbesondere im Zusammenspiel mit dem Gebäudefenster 2.

Claims

Lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung (3), insbesondere für eine Gebäudefenstereinrichtung (1), zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion (5) und/oder eine Dachhaut (6) eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude, wobei die Gebäudeeinbaueinrichtung (3) wenigstens ein Lichtführungselement (12) aufweist, das eine außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung (3) angeordnete, lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche (13) und eine innenseitig angeordnete, lichtdurchlässige Lichtaustrittsfläche (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebäudeeinbaueinrichtung (3) wenigstens einen reflektierenden und im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise parabolisch und/oder mit sich verändernder Krümmung gekrümmten Lichtkonzentrator (16) aufweist, der durch die Lichteintrittsfläche (13) einfallendes Licht in Richtung der im Querschnitt kleineren Lichtaustrittsfläche (14) reflektiert, sodass das reflektierte Licht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsfläche (14) aus der Gebäudeeinbaueinrichtung (3) in die der Lichteintrittsfläche (13) abgewandten Richtung austritt.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtführungselement (12) außenseitig wetterfest verschlossen und/oder überdeckt ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonzentrator (16) im Querschnitt gesehen durchgehend parabolisch und/oder mit der sich verändernden Krümmung, insbesondere einer sich durchgehend verändernden Krümmung, gekrümmt ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonzentrator (16) im Querschnitt gesehen einen sich von der Lichteintrittsfläche (13) bis zu der Lichtaustrittsfläche (14) erstreckenden Lichtdurchtrittsraum (15) wenigstens bereichsweise begrenzt.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdurchtrittsraum (15) im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise von einem reflektierenden, dem Lichtkonzentrator (16) gegenüberliegenden weiteren Lichtkonzentrator (18) oder einer dem Lichtkonzentrator (16) gegenüberliegenden Wandung begrenzt ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Lichtkonzentrator (18) oder die Wandung bezüglich einer durch den Lichtdurchtrittsraum (15) verlaufenden Symmetrieebene (20) symmetrisch zu dem Lichtkonzentrator (16) ausgestaltet ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonzentrator (16) und/oder der weitere Lichtkonzentrator (18) oder die Wandung sich jeweils von der Lichteintrittsfläche (13) bis hin zu der Lichtaustrittsfläche (14) erstrecken.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteintrittsfläche (13) an einem lichtdurchlässigen Divergenzelement (32) und/oder die Lichtaustrittsfläche (14) an einem Lichtstreuelement (33) vorliegt.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Divergenzelement (32) einen Wabenkörper, insbesondere aus einem transparenten Material, aufweist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstreuelement (33) ein Fließmaterial, ein Pulvermaterial, ein mattiertes Lichtdurchtrittselement und/oder ein Aerogel, insbesondere ein transluzentes oder transparentes und/oder wärmeisolierendes Aerogel, aufweist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Lichtdurchtrittsraum (15) abgewandten Seite des Lichtkonzentrators (16) eine wenigstens eine elektrische Leuchte (22) umfassende Beleuchtungseinrichtung (21) und/oder eine Belüftungseinrichtung (24) angeordnet ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (21) innenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung (3) angeordnet ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung (24) einen Belüftungskanal (25) aufweist, der im Querschnitt gesehen zumindest bereichsweise zwischen dem Lichtkonzentrator (16), dem weiteren Lichtkonzentrator (18) oder der Wandung einerseits und einem Innenfutter (11) eines Gebäudefensters (2) andererseits angeordnet ist, insbesondere von diesen begrenzt ist.
Gebäudeeinbaueinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Belüftungskanal (25) ein weiter Belüftungskanal vorliegt, wobei der Belüftungskanal (25) und der weitere Belüftungskanal als Zuluftkanal und Abluftkanal ausgebildet sind, die wärmeübertragend miteinander verbunden sind.
Gebäudefenstereinrichtung (1) mit einem Gebäudefenster (2) und einer lichtführenden Gebäudeeinbaueinrichtung (3), zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion (5) und/oder eine Dachhaut (6) eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebäudeeinbaueinrichtung (3) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.