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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 sowie ein Verfahren zum Montieren einer Gebäudeeinbaueinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
EP 3 315 684 A1 bekannt. Diese betrifft eine lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung sowie eine Gebäudefenstereinrichtung. Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die Druckschrift
DE 31 22 164 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Anordnung zur Ausleuchtung eines Raumes mit Dachfenstern, von denen jedes eine gegen Norden gerichtete Fensteröffnung aufweist, die mit der Horizontalen einen spitzen Neigungswinkel einschließt. Dabei ist vorgesehen, dass in der Fensteröffnung und zwischen ihr und dem Raum mindestens ein Lichtschacht mit Seitenspiegeln angeordnet ist, die im Querschnitt die Form eines Ausschnitts aus einer Parabel haben, die mindestens zu einer Mittelebene symmetrisch ausgebildet und so bemessen sind, dass Sonnenstrahlen mit einer Neigung gegen die Eintrittsebene des Lichtschachtes bis zu einem Ausblendwinkel nach außen reflektiert werden.
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Weiterhin beschreibt die Druckschrift
DE 196 13 222 A1 ein stationäres Verschattungssystem für Verglasungen, wobei lichtkonzentrierende Strukturen, bestehend aus einem transparenten Medium, das direktes und diffuses Sonnenlicht, das aus einem vorgegebenen Bereich des Himmels kommt, mittels Totalreflexion auf eine Zone lenkt, die deutlich kleiner ist als die Lichteintrittszone, wobei diese Zone ganz oder teilverspiegelt ist und wobei das nicht totalreflektierte Licht zur Beleuchtung der dahinterliegenden Räume genutzt wird.
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Zudem ist aus der Druckschrift
US 2017/0356609 A1 ein Oberlicht bekannt, welches zwei parabolische Reflektorsegmente, einen pyramidenförmigen Lichtschacht, ein Bündelungselement sowie eine zweischeibige Diffusoranordnung aufweist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine lichtführende Gebäudeeinrichtung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten lichtführenden Gebäudeeinbaueinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere eine besonders einfache und flexible Montage ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer lichtführenden Gebäudeeinbaueinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Lichtkonzentrator mit seiner die erste Krümmung aufweisenden ersten Seite an einem sich ausgehend von dem Lichtkonzentrator in Richtung der Lichteintrittsfläche erstreckenden Reflektor anliegend verlagerbar angeordnet ist.
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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.
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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.
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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/oder das Dach hindurchgeführt werden, nämlich in den Innenraum. Die Gebäudeeinbaueinrichtung liegt insoweit als lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung vor beziehungsweise ist zur Lichtführung ausgestaltet.
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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 das Lichtführungselement 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.
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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 gekrümmt, nämlich derart, dass er auf ihn auftreffendes Licht bündelt beziehungsweise konzentriert und in Richtung der Lichtaustrittsfläche umlenkt beziehungsweise reflektiert.
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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.
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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.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lichtführungselement außenseitig wetterfest verschlossen und/oder überdeckt ist und/oder dass das Lichtführungselement innenseitig lichtdurchlässig 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 beziehungsweise die Gebäudeeinbaueinrichtung beispielsweise außenseitig wetterfest verschlossen, sodass die Feuchtigkeit nicht in das Lichtführungselement eintreten kann. 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.
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Zusätzlich oder alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass das Lichtführungselement innenseitig lichtdurchlässig verschlossen und/oder überdeckt ist. Hierzu kann beispielsweise innenseitig an dem Lichtführungselement ein lichtdurchlässiges Lichtleitelement oder ein lichtdurchlässiges Lichtstreuelement vorliegen. Im Falle des lichtdurchlässig verschlossenen Lichtführungselements liegt bevorzugt die Lichtaustrittsfläche an dem Lichtleitelement oder dem Lichtstreuelement vor. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das lichtdurchlässige Verschließen des Lichtführungselements fluiddicht, insbesondere luftdicht, erfolgt, sodass ein Strömungsaustausch zwischen dem Innenraum und dem Lichtdurchtrittsraum des Lichtführungselements unterbunden ist.
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Der Lichtkonzentrator ist im Querschnitt gesehen durchgehend gekrümmt, insbesondere parabolisch und/oder mit einer sich verändernden Krümmung gekrümmt, insbesondere einer sich durchgehend verändernden Krümmung. 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 Lichtkonzentrators bilden. Zwischen den beiden Enden verläuft der Lichtkonzentrator im Querschnitt gesehen durchgehend gekrümmt, weist also ausgehend von dem ersten Ende bis hin zu dem zweiten Ende durchgehend eine Krümmung auf, welche von null verschieden ist. Das erste Ende liegt auf der ersten Seite des Lichtkonzentrators und das zweite Ende auf der zweiten Seite des Lichtkonzentrators vor. Auf der ersten Seite, also an dem ersten Ende, weist der Lichtkonzentrator die erste Krümmung, und auf der zweiten Seite, also an dem zweiten Ende, die zweite Krümmung auf. Die erste Krümmung ist hierbei schwächer als die zweite Krümmung, sodass sich die Krümmung des Lichtkonzentrators ausgehend von der schwächeren ersten Krümmung bis hin zu der stärkeren zweiten Krümmung über den Verlauf des Lichtkonzentrators von der ersten Seite bis hin zu der zweiten Seite stetig verändert.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Lichtkonzentrator derart gekrümmt ist, dass ein Brennpunkt in der Lichtaustrittsfläche liegt, insbesondere in einem Rand der Lichtaustrittsfläche. Der Lichtkonzentrator reflektiert auf ihn auftreffendes Licht in Richtung seines Brennpunkts. Die Krümmung 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.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Lichtkonzentrator mehrere Brennpunkte aufweist, zumindest jedoch keinen einzelnen Brennpunkt. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann ein konzentrierter Lichtspot und die mit einer solchen einhergehenden Wärmebelastung vermieden werden. Bevorzugt wird - unabhängig von der Ausgestaltung des Lichtkonzentrators - die an diesem anfallende Wärme abgeführt, beispielsweise durch Wärmeleitung. Hierzu besteht der Lichtkonzentrator beispielsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere aus Aluminium. Zusätzlich oder alternativ weist der Lichtkonzentrator einen hohen Reflektionsgrad auf. Hierzu ist seine Oberfläche beispielsweise blank und/oder poliert.
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Um eine besonders einfache Montage der Gebäudeeinbaueinrichtung und eine gute Anpassbarkeit der Gebäudeeinbaueinrichtung an unterschiedliche Dachgeometrien zu ermöglichen, ist der Lichtkonzentrator mit seiner die erste Krümmung aufweisenden ersten Seite an einem sich ausgehend von dem Lichtkonzentrator in Richtung der Lichteintrittsfläche erstreckenden Reflektor anliegend verlagerbar angeordnet. Zusätzlich zu dem Lichtkonzentrator verfügt die Gebäudeeinbaueinrichtung also über den Reflektor. An diesem ist der Lichtkonzentrator verlagerbar angeordnet, nämlich derart, dass eine reflektierende Oberfläche des Lichtkonzentrators auf der dem Reflektor abgewandten Seite des Lichtkonzentrators vorliegt.
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Der Reflektor weist eine reflektierende Fläche auf. An dieser liegt der Lichtkonzentrator verlagerbar an. Über die Verlagerbarkeit des Lichtkonzentrators bezüglich des Reflektors beziehungsweise umgekehrt ist eine Anpassbarkeit der Gebäudeeinbaueinrichtung an unterschiedliche Dachgeometrien realisiert. Weil der Reflektor auf der Seite des Lichtkonzentrators vorliegt, welche die schwächere erste Krümmung aufweist, schmiegt sich der Lichtkonzentrator an den Reflektor an, sodass ein hoher Wirkungsgrad hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit der Gebäudeeinbaueinrichtung realisiert ist. Bei einer Montage der Gebäudeeinbaueinrichtung werden der Lichtkonzentrator und der Reflektor in Abhängigkeit von der Dachgeometrie des Dachs zueinander verlagert, bis gewünschte Abmessungen der Gebäudeeinbaueinrichtung vorliegen. Die Abmessungen der Gebäudeeinbaueinrichtung werden durch das Verlagern von Lichtkonzentrator und Reflektor gegeneinander beispielsweise derart eingestellt, dass die Wand- und/oder Dachkonstruktion und/oder die Dachhaut des Gebäudes vollständig durchgriffen sind.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Krümmung derart gewählt ist, dass der Lichtkonzentrator auf der ersten Seite tangential an dem Reflektor anliegt. Das bedeutet, dass der Lichtkonzentrator auf der ersten Seite eine Krümmung aufweist, welche nahezu null oder genau null beträgt. Hierdurch wird der vorstehend bereits erwähnte hohe Wirkungsgrad hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Reflektor plan ist. Der Reflektor liegt insoweit beispielsweise als planer Spiegel vor, welcher eine Spiegelfläche aufweist, die dem Lichtkonzentrator zugewandt ist und an diesem anliegt. Die Spiegelfläche ist vorzugsweise ebenfalls plan und beispielsweise rechteckig. Hierdurch wird ein besonders einfacher Aufbau der Gebäudeeinbaueinrichtung erzielt.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Lichtkonzentrator bis zu der Lichteintrittsfläche erstreckt, sodass der Reflektor den Lichtkonzentrator mit der Lichteintrittsfläche verbindet. In anderen Worten ist es vorgesehen, dass der Lichtkonzentrator und der Reflektor einen Lichtdurchtrittsraum gemeinsam wenigstens bereichsweise begrenzen, wobei sich der Lichtdurchtrittsraum im Querschnitt gesehen zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche erstreckt. Der Lichtdurchtrittsraum erstreckt sich bevorzugt von der Lichteintrittsfläche bis hin zu der Lichtaustrittsfläche, schließt diese also jeweils noch mit ein. Die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche begrenzen den Lichtdurchtrittsraum insoweit auf gegenüberliegenden Seiten und sind hierbei voneinander beabstandet.
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Wenigstens eine weitere Seite des Lichtdurchtrittsraums ist von dem Lichtkonzentrator gemeinsam mit dem Reflektor wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, begrenzt. Bevorzugt erstrecken sich der Lichtkonzentrator und der Reflektor gemeinsam von der Lichteintrittsfläche bis hin zu der Lichtaustrittsfläche. Auf seiner dem Lichtdurchtrittsraum zugewandten Seite ist der Lichtkonzentrator konkav gekrümmt, weist also im Querschnitt gesehen eine von dem Lichtdurchtrittsraum fortgerichtete Wölbung auf. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Gebäudeeinbaueinrichtung wird der hohe Wirkungsgrad sichergestellt.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lichtkonzentrator im Querschnitt gesehen einen sich von der Lichteintrittsfläche bis zu der Lichtaustrittsfläche erstreckenden Lichtdurchtrittsraum gemeinsam mit dem Reflektor wenigstens bereichsweise begrenzt. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Diese Ausgestaltung stellt wiederum den hohen Wirkungsgrad der Gebäudeeinbaueinrichtung hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit sicher.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Reflektor zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche eine Erstreckung aufweist, die höchstens der Erstreckung des Lichtkonzentrators in dieser Richtung entspricht. In anderen Worten weist der Reflektor in der sich zwischen der Lichteintrittsfläche erstreckenden Richtung, insbesondere auf dieser jeweils senkrecht stehenden Richtung, kleinere Abmessungen auf als der Lichtkonzentrator. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Lichtkonzentrator eine hinreichend ausgeprägte Krümmung aufweisen kann, um den hohen Wirkungsgrad der Gebäudeeinbaueinrichtung sicherzustellen.
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Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Seite des Lichtkonzentrators sich bis zu der Lichtaustrittsfläche erstreckt. Die den Reflektor abgewandte Seite des Lichtkonzentrators ragt bis hin zu der Lichtaustrittsfläche, sodass schlussendlich wiederum der Lichtkonzentrator und der Reflektor gemeinsam sich von der Lichteintrittsfläche bis hin zu der Lichtaustrittsfläche erstrecken. In anderen Worten verbindet der Lichtkonzentrator den Reflektor mit der Lichtaustrittsfläche. Dies stellt den hohen Wirkungsgrad der Gebäudeeinbaueinrichtung sicher.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Lichtdurchtrittsraum im Querschnitt gesehen wenigstens bereichsweise von einem reflektierenden, dem Lichtkonzentrator gegenüberliegenden weiteren Lichtkonzentrator und einem dem Reflektor gegenüberliegenden weiteren Reflektor begrenzt ist. Zusätzlich zu dem Lichtkonzentrator und dem Reflektor können also der weitere Lichtkonzentrator und der weitere Reflektor vorgesehen sein, welche dem Lichtkonzentrator und dem Reflektor gegenüberliegend angeordnet sind. Der weitere Lichtkonzentrator ist bevorzugt analog zu dem Lichtkonzentrator ausgestaltet, sodass insoweit auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen wird. Dies gilt ebenfalls für den weiteren Reflektor, welcher bevorzugt ebenfalls analog zu dem Reflektor vorliegt. Der weitere Lichtkonzentrator ist vorzugsweise in die entgegengesetzte Richtung gekrümmt wie der Lichtkonzentrator, weist also ebenfalls die Wölbung auf, welche von dem Lichtdurchtrittsraum abgewandt ist. Die Verwendung des weiteren Lichtkonzentrators und des weiteren Reflektors 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.
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Der weitere Lichtkonzentrator ist vorzugsweise bezüglich einer durch den Lichtdurchtrittsraum verlaufenden Symmetrieebene symmetrisch zu dem Lichtkonzentrator ausgestaltet und angeordnet. Dies gilt vorzugsweise ebenso für den weiteren Reflektor hinsichtlich des Reflektors. 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.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Gebäudefenstereinrichtung mit einem Gebäudefenster und einer lichtführenden Gebäudeeinbaueinrichtung, insbesondere einer Gebäudeeinbaueinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion und/oder eine Dachhaut eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude, wobei die Gebäudeeinbaueinrichtung wenigstens ein Lichtführungselement aufweist, das eine außenseitig an der Gebäudeeinbaueinrichtung angeordnete, lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche, eine innenseitig angeordnet, lichtdurchlässige Lichtaustrittsfläche sowie wenigstens einen reflektierenden und gekrümmten 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, wobei der Lichtkonzentrator eine sich über seine Erstreckung ausgehend von einer schwächeren ersten Krümmung auf einer ersten Seite bis hin zu einer stärkeren zweiten Krümmung auf einer zweiten Seite stetig verändernde Krümmung aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der Lichtkonzentrator mit seiner die erste Krümmung aufweisenden Seite an einem sich ausgehend von dem Lichtkonzentrator in Richtung der Lichteintrittsfläche erstreckenden Reflektor anliegend verlagerbar angeordnet ist.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Gebäudefenstereinrichtung beziehungsweise der lichtführenden Gebäudeeinbaueinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Gebäudefenstereinrichtung als auch die Gebäudeeinbaueinrichtung können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Gebäudefenstereinrichtung verfügt neben der Gebäudeeinbaueinrichtung über das Gebäudefenster, insbesondere Dachfenster. Beispielsweise sind das Gebäudefenster und die Gebäudeeinbaueinrichtung in Form der Gebäudefenstereinrichtung zur gemeinsamen Anordnung an dem Dach ausgebildet und insoweit aneinander befestigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Gebäudeeinbaueinrichtung als Anbauteil für das Gebäudefenster vorliegt, sodass zunächst das 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 ersten Montage des Gebäudefensters oder im Rahmen einer Nachrüstung mit zeitlichem Abstand von der Erstmontage erfolgen.
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Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Montieren einer Gebäudeeinbaueinrichtung zur eine Wand- und/oder Dachkonstruktion und/oder eine Dachhaut eines Gebäudes zumindest teilweise durchgreifenden Anordnung an dem Gebäude, nämlich vorzugsweise einer Gebäudeeinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Dabei ist vorgesehen, dass der Lichtkonzentrator mit seiner die erste Krümmung aufweisenden Seite an einem sich ausgehend von dem Lichtkonzentrator in Richtung der Lichteintrittsfläche erstreckenden Reflektor anliegend verlagerbar angeordnet ist, wobei die Gebäudeeinbaueinrichtung durch Verlagern des Lichtkonzentrators bezüglich des Reflektors an Abmessungen der Wand- und/oder der Dachkonstruktion und/oder der Dachhaut angepasst wird.
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Erneut wird hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Gebäudeeinbaueinrichtung sowie des Verfahrens zu ihrem Montieren auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung hingewiesen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine in einem Dach montierte lichtführende Gebäudeeinbaueinrichtung, wobei das Dach erste Abmessungen aufweist, sowie
- 2 eine schematische Querschnittdarstellung der an dem Dach verbauten Gebäudeeinbaueinrichtung, wobei das Dach größere zweite Abmessungen aufweist.
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Die 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer Gebäudeeinbaueinrichtung 1, die in einem Dach 2 verbaut ist. Das Dach 2 verfügt über eine Dachkonstruktion 3, von welcher hier rein beispielhaft mehrere Sparren 4 sowie mehrere Dachlatten 5 dargestellt sind. Auf der den Dachlatten 5 abgewandten Seite der Sparren 4 ist eine Wandkonstruktion 6 angeordnet, insbesondere an den Sparren 4 befestigt, Die Wandkonstruktion 6 weist Latten 7 sowie eine Innenverkleidung 8 auf. Die Innenverkleidung 8 ist über die Latten 7 befestigt, nämlich insbesondere an den Sparren 4. Die Gebäudeeinbaureinrichtung 1 ist vorzugsweise über eine Sperrfolie 9, welche auch als Dampfsperre bezeichnet werden kann, dicht, insbesondere luftdicht, an die Dachkonstruktion 3, insbesondere an die Sparren 4, angeschlossen.
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Die Gebäudeeinbaueinrichtung 1 ist beispielsweise an den Dachlatten 5 befestigt. Sie kann über ein Deckblech 10 wetterfest mit der Dachkonstruktion 3 verbunden sein. Beispielsweise wird über das Eindeckblech 10 eine Anbindung der Gebäudeeinbaueinrichtung 1 an eine hier nicht dargestellte Dachhaut realisiert. Die Gebäudeeinbaueinrichtung 1 weist beispielsweise ein Tragteil 11 auf, welches an den Dachlatten 5 befestigt ist. Das Tragteil 11 trägt ein Lichtführungselement 12, über welches eine optische Sichtverbindung zwischen einem Innenraum 13, der von der Innenverkleidung 8 begrenzt ist, und einer Außenumgebung 14 hergestellt ist.
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Das Lichtführungselement 12 verfügt über eine außenseitig angeordnete lichtdurchlässige Lichteintrittsfläche 15 und eine dem Innenraum 8 zugewandte Lichtaustrittsfläche 16. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl die Lichteintrittsfläche 15 als auch die Lichtaustrittsfläche 16 jeweils als lediglich gedachte Fläche vorliegen können. Die Lichteintrittsfläche 15 und die Lichtaustrittsfläche 16 begrenzen einen Lichtdurchtrittsraum 17 auf gegenüberliegenden Seiten. Die Lichteintrittsfläche 15 ist dabei auf der der Außenumgebung 14 zugewandten Seite des Lichtdurchtrittsraums 17 und die Lichtaustrittsfläche 16 auf der dem Innenraum 13 zugewandten Seite des Lichtdurchtrittsraums 17 angeordnet. Vorzugsweise liegen die Lichteintrittsfläche 15 und die Lichtaustrittsfläche 16 jeweils in einer gedachten Ebene, wobei diese Ebenen zueinander parallel verlaufen. Die Ebenen können alternativ jedoch auch gegeneinander angewinkelt sein.
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Im Querschnitt gesehen verlaufen zwischen der Lichteintrittsfläche 15 und der Lichtaustrittsfläche 16 ein Lichtkonzentrator 18 sowie ein Reflektor 19. Sowohl der Lichtkonzentrator 18 als auch der Reflektor 19 weisen jeweils eine dem Durchtrittsraum 17 zugewandte Spiegelfläche 20 beziehungsweise 21 auf, welche reflektierend ist. Die Spiegelflächen 20 und 21 sind beispielsweise mittels einer spiegelnden Beschichtung eines Grundkörpers des Lichtkonzentrators 18 beziehungsweise des Reflektors 19 hergestellt. Alternativ kann selbstverständlich der Lichtkonzentrator 18, der Reflektor 19 oder der jeweilige Grundkörper selbst spiegelnd sein. Der Lichtkonzentrator 18 und der Reflektor 19 erstrecken sich gemeinsam von der Lichteintrittsfläche 15 bis hin zu der Lichtaustrittsfläche 16, verbinden diese also im Querschnitt gesehen.
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Dem Lichtkonzentrator 18 und dem Reflektor 19 gegenüberliegend ist ein weiterer Lichtkonzentrator 22 und ein weiterer Reflektor 23 mit weiteren Spiegelflächen 24 und 25 angeordnet. Auch der Lichtkonzentrator 22 und der Reflektor 23 verbinden vorzugsweise die Lichteintrittsfläche 15 mit der Lichtaustrittsfläche 16. Die Lichtkonzentratoren 18 und 22 sind grundsätzlich bevorzugt identisch ausgestaltet, jedoch spiegelbildlich zueinander angeordnet. Entsprechend sind sie bezüglich einer durch den Lichtdurchtrittsraum 17 verlaufenden Symmetrieebene zueinander symmetrisch. Entsprechendes gilt für den Reflektor 19 und den Reflektor 23. Die Lichtkonzentratoren 18 und 22 sowie die Reflektoren 19 und 23 reflektieren durch die Lichteintrittsfläche 15 einfallendes Licht in Richtung der Lichtaustrittsfläche 16, sodass das reflektierte Licht zumindest teilweise durch die Lichtaustrittsfläche 16 aus dem Lichtführungselement 12 in die von der Lichteintrittsfläche 15 abgewandte Richtung austritt.
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Außenseitig ist das Lichtführungselement 12 vorzugsweise von einer Abdeckung 26 übergriffen, welche beispielsweise mittels des Eindeckblechs 10 befestigt ist. Die Abdeckung 26 ist wetterfest und vorzugsweise dicht. Innenseitig ist das Lichtführungselement 12 vorzugsweise von einer weiteren Abdeckung 27 übergriffen, welche vorzugsweise dicht mit der Innenverkleidung 8 verbunden ist, beispielsweise über geeignete Dichtmittel 28. Die Abdeckungen 26 und 27 sind jeweils lichtdurchlässig, sodass durch die Gebäudeeinbaueinrichtung 1 Licht aus der Außenumgebung 14 in die Innenumgebung 13 eintreten kann.
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Die Lichtkonzentratoren 18 und 22 weisen jeweils eine erste Seite 29 und eine zweite Seite 30 auf. Auf der ersten Seite 29 sind die Lichtkonzentratoren 18 und 22 jeweils mit einer ersten Krümmung und auf der zweiten Seite mit einer zweiten Krümmung versehen, wobei sich die Krümmung der Lichtkonzentratoren 18 und 22 über ihre Erstreckung hinweg stetig verändert. Die erste Krümmung ist hierbei schwächer als die zweite Krümmung. Um eine Verstellbarkeit der Gebäudeeinbaueinrichtung 1 zu realisieren, liegen die Lichtkonzentratoren 18 und 22 mit ihrer ersten Seite 29 an dem jeweiligen Reflektor 19 beziehungsweise 23 verlagerbar an. Bevorzugt erfolgt dieses Anliegen tangential oder zumindest nahezu tangential, sodass ein hoher Wirkungsgrad hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit der Gebäudeeinbaueinrichtung 1 sichergestellt ist.
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Die 2 zeigt die Gebäudeeinbaueinrichtung 1 in schematischer Darstellung, wiederum eingebaut in das Dach 2. Es wird deutlich, dass das Dach 2 größere Abmessungen aufweist als das anhand der 1 beschriebene. Die Gebäudeeinbaueinrichtung 1 ist daher durch Verlagerung der Lichtkonzentratoren 18 und 22 bezüglich der Reflektoren 19 und 23 auf die vergrößerten Abmessungen des Dachs 2 angepasst. Aufgrund der reflektierenden Eigenschaften der Reflektoren 19 und 23 unterscheidet sich der Wirkungsgrad bei einer solchen Stellung von Lichtkonzentratoren 18 und 22 zu den Reflektoren 19 und 23 nicht oder allenfalls geringfügig zu der anhand der 1 beschriebenen Stellung.
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Die beschrieben Gebäudeeinbaueinrichtung 1 hat den Vorteil, dass sie bei stets hohem Wirkungsgrad hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit ohne weiteres auf unterschiedliche Dachabmessungen einstellbar ist. Diese Einstellung kann vor Ort bei dem Einbau der Dacheinbaueinrichtung 1 in das Dach 2 vorgenommen werden, sodass ein äußerst flexibler Einsatz der Gebäudeeinbaueinrichtung 1 realisiert ist.
