DE1497348A1

DE1497348A1 - Verfahren zur Verbesserung der Beleuchtungsverhaeltnisse in Raeumen mit Tageslichteinfall und Einrichtung zur Ausfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1497348A1
Application number: DE19661497348
Authority: DE
Inventors: Zuellig Harry T
Original assignee: TALIUM AG
Current assignee: TALIUM AG
Priority date: 1965-07-16
Filing date: 1966-07-11
Publication date: 1969-09-25
Also published as: NL6609988A; GB1148677A; CH441190A; BE684164A; NO116055B

Description

Patentanmeldung P H 97 348.9
TAMHM A. &., Basel / Schweiz

Verfahren zur Verbesserung der Beleuchtungsverhältnisse in Säumen mit Tages licht einfall und Einrichtung zur Ausführung

dieses Verfahrens

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Beleuchtungsverhältnisse in Räumen mit Tageslichteinfall sowie eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Die wirtschaftliche Ausnutzung des Tageslichts für die Beleuchtung von Aufenthaltsräumen etc. ist eine z-eitgemässe Notwendigkeit, um einerseits elektrische Energie für die künstliche Beleuchtung zu sparen, andererseits die leistung und das Wohlbehagen der im Raum befindlichen Personen zu steigern. ,.

Die bisher zur Erreichung dieser Ziele angewandten Methoden sind von einer "befriedigenden Lösung des Problems noch weit entfernt, vor allem deshalb, weil die Grundlagen der Tageslichtbeleuchtung noch zu wenig durchschaut sind und im allgemeinen lediglich das Ziel verfolgt wird, dem zu beleuchtenden Raum durch Anbringung grosser G-lasflachen

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möglichst viel Licht zuzuführen.

^!Die -vorliegende Erfindung "beruht nun auf der an unzähligen Einzelversuchen erprobten' und nachgewiesenen fundamentalen 'Erkenntnis, dass eine vom menschlichen Auge als angenehm empfundene Raumbeleuchtung viel weniger von der absolut vorhandenen ^:lichtmenge als von deren Verteilung im Räume, d. h. aber vom Grössenwert der auftretenden Helligkeitsunterschiede abhängt.

'Tatsächlich ergaben die Untersuchungen, dass jede Vergrösserung der lensterflache wohl steigende Messwerte der absoluten Beleuchtungsstärke liefert, dass sich aber trotzdem die Sichtverhältnisse im Raum meistens verschlechtern. Die Verschiebung der Kontrastwerte und die durch die grossen Fenster entstehenden Leuchtdichte-Unterschiede bei direkter Sonneneinstrahlung 'verschlechtern rapid die Sichtbedingungen. Das Auge adaptiert •"sich auf den hellsten Leuchtdichtewert im direkten und teilweise 'auch im indirekten Sichtbereich, womit automatisch die weniger gut beleuchteten Partien im Raum als zu dunkel empfunden werden. Dies bedeutet also, dass ein Raumteil, der beispielsweise einen Messwert von ca. 500 Lux aufweist, bereits als unangenehm dunkel empfunden wird, wenn im Sichtbereich Zonen mit Messwerten In der GrössenOrdnung von 10 000 Lux vorhanden sind. Dabei wären 500 Lux bereits eine sehr gute und genügende Raumhelligkeit, sofern diese Beleuchtungsstärke mindestens annähernd gleichmässig unter Vermeidung scharfer Kontrastwirkungen im Raum verteilt wäre.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das einfallende Tageslicht zwecks gesteuerter Verteilung der vorhandenen Lichtmenge im Raum durch Verwendung von FunktionseLementen mindestens teilweise umge- ■ ^:;" lenkt, und ins Rauminnere geleitet wird. ■ '

Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Ausführung des erwähnten Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Tageslicht-Einfallöffnung eine Anzahl Lichtumlenk-

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elemente eingebaut sind, welche jeweils mindestens eine stark reflektierende Fläche aufweisen.

Hie Einrichtung "besteht dabei vorteilhaft erweise aus einer Anzahl starrer oder beweglicher, streifen- oder prismenförmiger, !mindestens teilweise verspiegelter Umlenkelemente, die zwischen den beiden Elarsichtscheiben eines Doppelverglasungsfensterö ■angeordnet sein können. Auch ist es möglich, die Lichtumlenk-Ielemente in einem beispielsweise kreisförmigen Rahmen anzujordnen, der seinerseits in der Tageslicht-Einfallöffnung drehbar ;gelagert ist.
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Auf der beiliegenden Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 3 Ausjführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes ■veranschaulicht· j ■■- - - .

•Fig. 1 zeigt den stark schematisierten Vertikalschnitt eines !Doppelverglasungsfensters mit einem Fensterrahmen 1 und zwei !in diesem Rahmen in bekannter Weise befestigten Klarsiehtscheiben%2a und 2b. Zwischen den beiden Scheiben sind die üchtum- ;lenkelemente 5 angeordnet, die beispielsweise aus einem an ^seiner Oberseite verspiegelten Glasstreifen bestehen können. !Diese ölasstreifen sind an ihren Stirnseiten beidseitig in den ;Vertikalschenkeln des Fensterrahmens 1 so verankert, dass sie von aussen um ihre eigene Längsachse gedreht werden können. Dies mag beispielsweise so ausgeführt sein, dass an mindestens einer Stirnseite jedes Umlenkelementes ein in der Längsachse des Elementes liegender Zapfen angeordnet ist, der durch den betreffenden Rahmenschenkel hindurchrägt und an seiner Stirnfläche einen Schlitz aufweist. Auf diese Weise können'die TJmlenkelemente 3 mit Hilf e eines Schraubenziehers leicht verstellt wer-_ den, . "·

vv^rären nun in dem Fenster keine Liehtumlenkelemente 3 eingebaut, so würde durch das in unmittelbarer Fensternähe auftreffende direkte !Tageslicht insbesondere bei direkter Sonneneinstrahlung, eine Zone sehr grosser relativer Helligkeit entstehen, während

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die vom Fenster weiter abgelegenen Raumzonen relativ dunkel "blieben* Bs würde ein dem Auge unangenehmer Kontrast auftreten, I der verschiedene, Grade der Blendung' erreichen kann und damit seine Beeinträchtigung der Sehfähigkeit. Paradoxerweise ver-J sucht man oft, dies dadurch zu "beheben," dass die Stören ganz I oder teilweise geschlossen werden und die künstliche Beleuchtung j eingeschaltet wird, *

Bei Verwendung der in Pig· t schematisch dargestellten licht« umlenk elemente 3 werden die von oben einfallenden Lichtstrahlen auf der spiegelnden Fläche der Elemente reflektiert und in den Raum geleitet. Die Richtung des reflektierten Strahles kann dabei durch einfaches Verstellen der einzelnen Elemente .beliebig gewählt werden. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass die zur Raumbeleuchtung vorhandene Tageslichtenergie annähernd gleichmässig verteilt oder, je nach Wunsch, an bestimmten bevor-Izugten Raumstellen konzentriert wird.

j Beim Durchtritt der Lichtstrahlen durch die Klarsichtscheibe j und bei der Reflexion wird an sich schon eine gewisse, für viele !Fälle ausreichende Streuung des einfallenden Lichtes stattfinden. Eine Erhöhung des Streueffektes kann aber auch ohne weiteres mit an sich bekannten Mitteln, beispielsweise durch Verwendung von Streuglas oder die gewölbte Ausbildung der Spiegelflächen erzielt werden.
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Die relativ steil auf den der Aussenseite zugekehrten Teil der ,Glas streif en 3 auffallenden Lichtstrahlen können leicht dadurch erfasst werden, dass die Streifen auch an ihrer Unterseite verspiegelt werden. Dann werden die vorgenannten Strahlen, beispielsweise ein Strahl 4 (Fig. 1), nach zweimaliger Reflexion ,in den Raum gelenkt.

Om den im Raum befindlichen Personen den Ausblick ins Freie nicht.ganz zu versperren, wird es vielfach zweckmässig sein, eine bestimmte Zone des Fensters ohne Umlenkelemente auszubil-

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den. Diese Zone wird vorteilhafterweise durch die Äugenhöhe der sitzenden und der stehenden Person "bestimmt, wie dies in 1 durch A und B angedeutet ist.

Wie Fig., 2 zeigt, können die Mehtumlenkelemente auch in Jorm verspiegelter Prismen 5 ausgebildet sein, die ebenfalls um ihre Längsachse drehbar eingebaut werden können. "Dabei wirken eine oder mehrere der Prismenflächen wieder wie einer der ver- !spiegelten G-lasstreifen von Fig. 1. Die der Aussenseite züge- !kehrten Begrenzungsflächen der Prismen "bewirken eine zusätzliche !Ablenkung einfallender Strahlen, beispielsweise eines Strahles (6, wobei diese Strahlen dann auf die obere Fläche des darunter-ίliegenden Elementes fallen, dort*nochmals reflektiert und ebenfalls in den Baum geleitet werden.

Die Verwendung an sich bekannter TJmlenk- oder Heflexionspriamen und deren beliebige Kombination ist selbstverständlich auch jmöglich.

ίLässt man die dem Eauminnern zugekehrte Prismenseite offen, so !können in den Prismen Beleuchtungskörper 7 (lig·" 3) untergebracht .werden. Da die Prismen mit den Beleuchtungskörpern 7 ;drehbar sind, lässt sich die künstliche Raumbeleuchtung beliebig !regulieren. -

-Die anhand der SIg. 1 bis 3 beschriebenen Elemente, d, h. die verspiegelten G-lasstreifen 3, die Prismen 5 und die mit Beleuchtungskörpern 7 versehenen Prismen der Fig, 3 lassen sich beliebig kombinieren. Auch andere Ausführungsformen von liehtumlenkelementen sind ohne weiteres möglich und liegen' durchatis im Eahmen der vorliegenden Erfindung.

Auch wäre es selbstverständlich möglich, die Umlenkelemente nicht drehbar auszuführen, sondern von vornherein starr in einer den lokalen Verhältnissen angepassten Stellung einzubauen* In ^: diesem Falle könnten die TJmlenkelemente aber auch in eine ent-

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sprechend dimensionierte Klarsichtscheibe gleich bei deren Herstellung mit eingegossen werden.

!Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung liegt der einfallende !strahl mit dem reflektierten Strahl jeweils in einer gemein-

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samen Vertikalebene, d. h. die einfallenden "Lichtstrahlen werden nach oben oder unten, nicht aber in seitlicher Richtung abgelenkt. Um bei verschiedenen Sonnenstand jeweils die bestmögliche Lichtverteilung im Raum zu erhalten, kann eine seit- ;liehe Ablenkung aber in vielen fällen wünschenswert sein. Dies Jkann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass man die Liehtumlenkelemente in einem kreisförmigen Rahmen anordnet, der jseinerseits in der- Lichteinfallöffnung drehbar gelagert ist. (Durch Verdrehen des Rahmens einerseits und der in diesem angelordneten Einzelelemente andererseits lässt sich nun der Raum ] beliebig ausleuchten.

Es ist aber auch durchaus möglich, die !lachen der Umlenkelemen-Ite so zu gestalten, dass der Reflexionswinkel in der Horizon-" talen wie in der Vertikalen im gewünschten Verhältnis vorbestimmt werden kann, z. B, durch die Auflösung einer Oberfläche ;in der horizontalen Achse in Einzelprismen.

Die beschriebenen Umlenkelemente können selbstverständlich auch .In Isolierglasscheiben eingebaut werden,

Die Liehtumlenkelemente können entweder jeweils aus einem einzigen Teil bestehen oder aus beliebig vielen Einzelelementen zusammengesetzt sein.

Die Streuwirkung der reflektierenden Flächen der Liehtumlenkelemente .kann durch Oberflächendeformationen "beliebiger Vormund Grosse noch erheblich verbessert werden. Die Deformationsstellen können beispielsweise hohlspiegelförmig eingeprägt sein, wodurch eine gezielte Lichtumlenkung mmt grossem Streueffekt erreicht und die Entstehung unerwünschter Spiegelreflexe an den Ztmmerwänden vermieden wird.
I ' Patentansprüche t

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Claims

■ ■ - - η - Patentansprüche

1. Verfahren zur Verbesserung der Beleuchtungsverhältnisse in Räumen mit !Tageslichteinfall, dadurch gekennzeichnet, dass das einfallende lageslicht zwecks gesteuerter' Verteilung der vorhandenen Lichtmenge im Raum durch Verwendung von Funktionselementen mindestens* teilweise umgelenkt, .und ins Rauminnere geleitet wird..

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sageslicht-Einfall— öffnung eine Anzahl Lichtumlenkelemente eingebaut sind, welche jeweils mindestens eine stark reflektierende lläche aufweisen» ' ■

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet", dass die Lichtumlenkelemente im Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben eines Doppelverglasungsfensters angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder" 3» dadurch gekennzeioh.net, dass die Lichtumlenkelemente flache, mindestens einseitig verspiegelte (riasstreifen sind.

5. Einrichtung nach einem oder. mehreren der vorhergehenden -_ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkelemente Prismen sind«

6* Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Prismen an ihrer dem Räume zugekehrten Seite offen sind und innerhalb der Prismen Beleuchtungskörper zur künstlichen Beleuchtung des Raumes untergebracht sind.

7» Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenk-.! elemente, um ihre Längsachse drehbar sind.

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8. Einrichtung nach, einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkelemente in einem beispielsweise kreisförmigen Rahmen angeordnet sind, der seinerseits in der Tageslicht-Einfallöffnung drehbar gelagert ist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Augenhöhe der im Räume sitzenden bzw. stehenden Personen eine Ausblickzone frei gelassen ist, in welcher keine Umlenkelemente angeordnet sind.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkelemente mindestens teilweise aus einem Streuglas bestehen.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., dass die Lichtumlenkelemente in Isolierglasseheiben eingebaut sind.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tichtumlenkelemente aus einer beliebigen Anzahl von Einzelteilen zusammengesetzt sind.

13. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkelemente zwecks Erreichung-einer gezielten Umlenkung und Streuung des Lichtes an ihren reflektierenden Flächen Oberflächendeformationen aufweisen.

14. Einrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächendeformationen hohlspiegelartig ausgebildet sind.

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