DE19811444A1 - Verschattungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Verschattungsvorrichtung zum Ausblenden von direkt einfallendem Sonnenlicht weist mehrere rohrförmige Verschattungselemente (10) auf. Die Längsachsen (14) der Verschattungselemente (10) sind parallel zur Erdachse geneigt, so daß Öffnungen (16) der Verschattungselemente (10) nach Norden (N) ausgerichtet sind. Die Verschattungselemente (10) sind aus absorbierendem Material und in Richtung der Längsachsen (14) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene gestaffelt angeordnet. Durch eine derartige Verschattungsvorrichtung wird aus einem unter einem Fenster (12) angeordneten Raum direkt einfallendes Sonnenlicht ausgeblendet. Dadurch kann durch die Öffnungen (16) der Verschattungselemente (10) diffuses Sonnenlicht in den Raum gelangen. Durch die Verschattungselemente wird ein Aufheizen des Raums sowie die Blendwirkung durch direkt einfallendes Sonnenlicht verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschattungsvorrichtung zum Ausblenden von direkt einfallendem Sonnenlicht, beispielsweise für Dachfenster, Oberlichter oder Kraft­ fahrzeugstellplätze.

Durch Verschattungsvorrichtungen soll das Einfallen von direktem Sonnenlicht in einen darunterliegenden zu ver­ schattenden Raum verhindert werden. Dadurch wird das Erwärmen des Raums oder beispielsweise des Kraftfahr­ zeugs verhindert. Da durch das Vorsehen von Verschat­ tungsvorrichtungen kein direktes Sonnenlicht mehr in den Raum einfällt, ist ferner die Blendwirkung der Sonne vermieden. Zusätzlich soll durch die Verschat­ tungsvorrichtung möglichst wenig diffuses Licht ausge­ blendet werden, damit der Raum möglichst hell ist.

Zum Ausblenden der direkt einfallenden Mittagssonne ist es ausreichend, mehrere ebene Flächen in einer horizon­ talen Ebene vorzusehen, wobei die Flächen geneigt und zueinander parallel sind. Derartig gestaffelte Flächen müssen auf der Nordhalbkugel mit ihrer Flächennormalen nach Süden ausgerichtet sein, so daß die Mittagssonne von den Oberseiten dieser Flächen reflektiert wird. Durch gestaffelte ebene Flächen ist es aber nicht mög­ lich, das Sonnenlicht während der Vormittags- und Nach­ mittagsstunden auszublenden.

Aus DE 31 22 164 C2 ist eine Verschattungsvorrichtung zum Ausblenden von direkt einfallendem Sonnenlicht wäh­ rend des gesamten Tages bekannt. Bei dieser Verschat­ tungsvorrichtung sind zwischen den gestaffelt angeord­ neten parallelen ebenen Flächen Stege vorgesehen. Die Stege sind senkrecht zu den Flächen und weisen eine parabelförmig gekrümmte Oberfläche auf. Die Oberfläche der gesamten Verschattungsvorrichtung ist reflekt­ ierend. Während der Vor- und Nachmittagsstunden wird direkt einfallendes Sonnenlicht von den Stegoberflächen aufgrund der parabelförmigen Krümmung derart reflek­ tiert, daß das Sonnenlicht durch Mehrfachreflektion wieder nach außen gelenkt wird. Aufgrund der kompli­ zierten Form dieser Verschattungsvorrichtung ist deren Herstellung schwierig und aufwendig. Ferner können bei einer das direkt einfallende Sonnenlicht re­ flektierenden Verschattungsvorrichtung für die Umgebung störend wirkende Reflexionen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschattungsvor­ richtung zum Ausblenden von direkt einfallendem Sonnen­ licht zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und durch die während des gesamten Tages direkt einfallendes Son­ nenlicht ausgeblendet ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß weist die Verschattungsvorrichtung meh­ rere rohrförmige Verschattungselemente auf. Die Längs­ achsen der Verschattungselemente sind schräg ange­ ordnet. Auf der Nordhalbkugel sind die Verschattungs­ elemente so ausgerichtet, daß ihre Öffnungen nach Nor­ den weisen. Dadurch weist eine Außenseite des Verschat­ tungselements in Richtung der Sonne. Da die in Richtung der Sonne weisende Außenseite das rohrförmige Verschat­ tungselement gekrümmt oder vieleckig ist oder aus einer Kombination gekrümmter und ebener Flächen besteht, trifft auch während der Vormittags- und Nachmittags­ stunden das Sonnenlicht auf Flächen des Verschattungs­ elements auf.

Erfindungsgemäß wird das direkt einfallende Sonnenlicht von den Verschattungselementen absorbiert. Da die Ab­ sorption des direkt einfallenden Sonnenlichts unabhän­ gig vom Einfallswinkel ist, muß zur Verschattung eines unter der Verschattungsvorrichtung liegenden Raums le­ diglich sichergestellt sein, daß das gesamte direkt einfallende Sonnenlicht während eines Tages auf eines der Verschattungselemente auftrifft. Demgegenüber ist es bei Verschattungsvorrichtungen mit reflektierenden Oberflächen erforderlich, die Oberfläche so zu gestal­ ten, daß das direkt einfallende Sonnenlicht stets nach außen und nicht in Richtung des zu verschattenden Raums reflektiert wird. Da die Verschattungselemente erfin­ dungsgemäß lichtabsorbierend sind, sind keine kompli­ zierten Oberflächenformen erforderlich.

Die rohrförmigen Verschattungselemente weisen jeweils einen konstanten Öffnungsquerschnitt auf, d. h. die In­ nenflächen der rohrförmigen Verschattungselemente sind parallel zu den Längsachsen der Verschattungselemente.

Ferner sind die Verschattungselemente in einer im we­ sentlichen horizontalen Ebene in Achsrichtung gestaf­ felt angeordnet. Die Verschattungselemente sind so ge­ staffelt, daß bei jedem Sonnenstand direkt einfallendes Sonnenlicht auf eine Fläche eines Verschattungselements fällt und dort absorbiert wird. Durch die Staffelung werden parallele Sonnenstrahlen, die gerade nicht mehr auf ein Verschattungselement auftreffen, von dem be­ nachbarten Verschattungselement absorbiert. Aufgrund der Staffelung ist ein voll ständiges Verschatten des unter der Verschattungsvorrichtung liegenden Raums mög­ lich, wobei gleichzeitig diffuses Licht durch die Öff­ nungen der Verschattungselemente in den Raum gelangt.

Der Abstand der gestaffelten Verschattungselemente ist von dem Durchmesser und der Breite der Verschattungs­ elemente abhängig. Vorzugsweise ist das Verschattungs­ element in Umfangsrichtung geschlossen. Dadurch können die Verschattungselemente in größerem Abstand zuein­ ander gestaffelt werden, da auch die Mittagssonne von der Außen- und der Innenseite der Verschattungselemente ausgeblendet wird. Aufgrund des größeren Abstands der gestaffelten Verschattungselemente ist die Fläche, durch die diffuses Licht in den zu verschattenden Raum gelangt, vergrößert.

Ferner können benachbarte Verschattungselemente sich gegenseitig überschneidend angeordnet sein. Durch eine Überschneidung der Verschattungselemente in Richtung der Längsachsen können je nach Form der Verschattungs­ elemente in Richtung Osten oder Westen weisende Lücken geschlossen bzw. derart verkleinert werden, daß auch in den Morgen- und Abendstunden kein direkt einfallendes Sonnenlicht in den zu verschattenden Raum gelangt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzug­ ten Ausführungsform der Verschattungsvorrich­ tung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht der in Fig. 1 dar­ gestellten Ausführungsform;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht mehrerer in Fig. 1 dargestellter Verschattungselemente.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Verschattungsvorrichtung sind die einzelnen Verschattungselemente 10 als in Umfangsrich­ tung geschlossene Rohre mit kreisringförmigem Quer­ schnitt ausgebildet. Sämtliche Verschattungselemente 10 sind identisch. Die Verschattungselemente 10 liegen außen über einem horizontalen Fenster 12. Da die Ver­ schattungselemente 10 zum Verschatten eines in Fig. 1 unterhalb des Fensters 12 liegenden Raums das direkt einfallende Sonnenlicht absorbieren, können die Ver­ schattungselemente 10 außerhalb des Fensters 12 im Freien angeordnet sein, da die Wirkung der Verschat­ tungselemente durch Verschmutzen nicht beeinträchtigt wird. Die Längsachsen 14 der Verschattungselemente 10 sind schräg und zueinander parallel angeordnet. Die Längsachsen 14 der Verschattungselemente 10 weisen nach Norden N, so daß die Verschattungselemente 10 in Nord- Süd-Richtung ausgerichtet sind, wobei in Fig. 1 der Norden N links und der Süden S rechts ist. Öffnungen 16 (Fig. 2) der Verschattungselemente 10 weisen somit nach Norden N. Durch die Öffnungen 16 kann diffuses Licht in den unter dem Fenster 12 liegenden Raum einfallen.

Um eine möglichst gute Verschattung des unter dem Fenster 12 liegenden Raums zu erreichen, verlaufen die Längsachsen 14 der Verschattungselemente 10 parallel zur Rotationsachse der Erde. Die Neigung der Verschat­ tungselemente 10 entspricht somit dem Breitengrad, an dem die Verschattungsvorrichtung vorgesehen ist. Wenn die Längsachsen 14 der Verschattungselemente 10 paral­ lel zur Rotationsachse der Erde sind, verläuft eine Ebene 18, die die Sonnenbahn bei Tag- und Nachtgleiche durchläuft, senkrecht zu den Längsachsen 14.

Eine derartige Verschattungsvorrichtung kann auch bei leicht geneigten Fenstern vorgesehen werden. Hierbei sind die Längsachsen 14 der einzelnen Verschattungsele­ mente 10 ebenfalls parallel zur Rotationsachse der Erde ausgerichtet. Um weiterhin ein vollständiges Ausblenden des direkt einfallenden Sonnenlichts zu gewährleisten, müssen die Verschattungselemente 10 entsprechend enger gestaffelt sein. Ebenso ist es möglich, vor geneigten oder senkrechten Fenstern die Verschattungsvorrichtung horizontal anzuordnen.

Die Breite B der Verschattungselemente 10 ist so ge­ wählt, daß von einer nach Süden weisenden Vorderkante 20 der Verschattungselemente sowohl der höchste Sonnen­ stand bei Sommersonnenwende als auch der höchste Son­ nenstand bei Wintersonnenwende ausgeblendet ist. Bezüg­ lich des in Fig. 1 mittleren Verschattungselements 10 ist der höchste Sonnenstand bei Sommersonnenwende durch die strichpunktierte Linie 22 und der höchste Sonnen­ stand bei Wintersonnenwende durch die strichpunktierte Linie 24 angedeutet. Um sämtliche parallel zu der Linie 22 verlaufenden Sonnenstrahlen, d. h. sämtliche paral­ lelen Strahlen bei höchstem Sonnenstand bei Sommerson­ nenwende bezüglich des unter dem Fenster 12 angeordne­ ten Raums auszublenden, muß der Durchmesser D der kreisringförmigen Verschattungselemente 10 so gewählt werden, daß ein in Fig. 1 geringfügig oberhalb des Strahls 22 parallel zu diesem verlaufender Strahl, der nicht mehr von der Vorderkante 20 des Verschattungsele­ ments 10 ausgeblendet wird, von der gegenüberliegenden Innenseite 26 des Verschattungselements ausgeblendet wird. Hierbei ist die Breite B und der Durchmesser D der Verschattungselemente 10 ausschließlich von dem Winkel α zwischen dem höchsten Sonnenstand 22 bei Som­ mersonnenwende und dem höchsten Sonnenstand 18 bei Tag- und Nachtgleiche abhängig. Der Winkel α entspricht der Schiefe der Ekliptik und beträgt etwa 23,5°. Die min­ destens erforderliche Breite B kann durch die Gleichung B = D.tan α bestimmt werden. Es ist somit möglich, Verschattungselemente 10 mit kleinem Durchmesser D und dementsprechend kleiner Breite B vorzusehen, die eng gestaffelt sein müssen. Andererseits können auch Ver­ schattungselemente 10 mit großem Durchmesser D und großer Breite B vorgesehen werden, die entsprechend weiter gestaffelt werden können. Beispielsweise beträgt der Durchmesser D der Verschattungselemente etwa 15 cm. Bei einem Winkel α von 23,5°, der der Schiefe der Ek­ liptik entspricht, beträgt die Breite B somit etwa 6,5 cm.

Um sicherzustellen, daß auch das direkt einfallende Sonnenlicht während der Vormittags- und Nachmittags­ stunden auch bei Sommersonnenwende, d. h. bei höchstem Sonnenstand ausgeblendet wird, müssen Oberkanten 28 der Verschattungselemente 10 im wesentlichen dem Verlauf der höchsten Sonnenbahn folgen. Da der Sonnenstand wäh­ rend der Vormittags- und Nachmittagsstunden stets flacher als der Mittags-Sonnenstand ist, können die Oberkanten 28 in Richtung Norden abfallen. Wenn die Längsachsen 14 der Verschattungselemente 10 parallel zur Rotationsachse der Erde verlaufen, ist es aus­ reichend, wenn die Oberkanten 28 in Ebenen verlaufen, die parallel zu der Ebene 18 sind, die die Sonnenbahn bei Tag- und Nachtgleiche durchläuft.

Benachbarte Verschattungselemente 10 überschneiden sich gegenseitig in Richtung der Längsachsen 14 so weit, daß eine Unterkante 30 eines Verschattungselements 10 eine Diagonale 32 eines benachbarten Verschattungselements schneidet. Als Diagonale 32 ist die Verbindungslinie zwischen dem höchsten Punkt der Oberkante 28 und dem tiefsten Punkt dem Unterkante 30 definiert (Fig. 1) Ebenso kann die Überschneidung in Richtung der Längs­ achsen 14 auch stärker oder schwächer als in Fig. 1 dargestellt sein.

Um auf einfache Weise ein Überschneiden benachbarter Verschattungselemente 10 zu ermöglichen, weisen die Verschattungselemente jeweils an der Unterkante Schlitze 34 und an der Oberkante Schlitze 36 auf. Die Breite der Schlitze 34, 36 entspricht annähernd der Wandstärke der Verschattungselemente 10. Damit die Ver­ schattungselemente 10 in einer Reihe angeordnet sind, sind die Schlitze 34, 36 jeweils symmetrisch zu einer in Nord-Süd-Richtung verlaufenden Mittellinie 38 (Fig. 2) angeordnet. Durch die Lage der Schlitze 34, 36 ist die Überdeckung der Verschattungselemente 10 in Nord-Süd-Richtung definiert. Durch die Tiefe der Schlitze 34, 36 ist die Überschneidung der Verschattungselemente 10 in Richtung der Längsachsen 14 definiert.

Der innerhalb eines benachbarten Verschattungselements 10 befindliche Teil 39 eines Verschattungselements 10 der in Richtung Norden N weist und der in Fig. 1 ge­ strichelt dargestellt ist, kann entfallen, da in diesem Bereich der Verschattungselemente 10 kein direkt ein­ fallendes Sonnenlicht auftrifft. Um die Menge des durch die Öffnungen 16 in den unter dem Fenster 12 liegenden Raum einfallenden diffusen Lichts zu vergrößern, können Bereiche der Verschattungselemente 10 auf denen kein direkt einfallendes Sonnenlicht auftrifft, d. h. die Bereiche die stets im Schatten sind, mit einer reflek­ tierenden Schicht versehen sein. Es kann sich hierbei um die nach Norden N gerichteten Bereiche 40 der In­ nenflächen der Verschattungselemente handeln, so daß maximal die Hälfte der Innenfläche der Verschat­ tungselemente reflektierend ist.

Aus der in Fig. 3 dargestellten Draufsicht einer aus mehreren Verschattungselementen 10 bestehenden Ver­ schattungsvorrichtung ist die bevorzugte Anordnung der Verschattungselemente 10 ersichtlich. Die Verschat­ tungselemente 10 sind in Reihen angeordnet. Nebenein­ ander angeordnete Reihen sind jeweils zueinander in N-S-Richtung versetzt, so daß nebeneinander angeordnete Reihen so diagonal zueinander versetzt sind, daß die Abstände der Reihen untereinander in O-W-Richtung mini­ miert sind. Anstatt die Verschattungsvorrichtung aus einzelnen Verschattungselementen 10 zusammenzusetzen, kann die Verschattungsvorrichtung beispielsweise auch in einem Stück z. B. aus Kunststoff hergestellt werden oder aus entsprechend geschnittenen und gebogenen Blechbahnen zusammengesetzt werden. Hierbei kann von der idealen kreisrunden Form der Verschattungselemente 10, beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen abgewichen werden. Insbesondere können dadurch die zwischen benachbarten Reihen verbleibenden Zwischen­ räume 44 verschlossen werden.

Claims (13)

1. Verschattungsvorrichtung zum Ausblenden von direkt einfallendem Sonnenlicht, mit mehreren parallelen rohrförmigen, lichtabsorbierenden Verschattungs­ elementen (10) von konstantem Öffnungsquerschnitt, deren Längsachsen (14) schräg angeordnet sind und die in einer im wesentlichen horizontalen Ebene in Achsrichtung gestaffelt sind.

2. Verschattungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschattungselement (10) in Umfangsrichtung geschlossen ist.

3. Verschattungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich benachbarte Ver­ schattungselemente (10) gegenseitig überschneiden.

4. Verschattungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich benachbarte Verschat­ tungselemente (10) mindestens so weit überschnei­ den, daß eine Unterkante (30) eines Verschat­ tungselementes (10) eine Diagonale (32) eines be­ nachbarten Verschattungselementes (10) schneidet.

5. Verschattungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen (14) der Verschattungselemente (10) im wesent­ lichen parallel zur Rotationsachse der Erde ver­ laufen.

6. Verschattungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten (28,56) der Verschattungselemente (10) im wesent­ lichen dem Verlauf der höchsten Sonnenbahn folgen.

7. Verschattungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten (28) der Ver­ schattungselemente (10) in Ebenen verlaufen, die im wesentlichen parallel zu der Ebene (18) sind, die die Sonnenbahn bei Tag- und Nachtgleiche durchläuft.

8. Verschattungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschat­ tungselemente (10) einen kreisringförmigen Quer­ schnitt aufweisen.

9. Verschattungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschattungselemente (10) in ihrer Längsrichtung jeweils eine Breite (B) aufweisen, die mindestens gleich D.tan α ist, wobei D der Durchmesser der Verschattungselemente und α der Winkel zwischen dem höchsten Sonnenstand bei Sommersonnenwende und dem höchsten Sonnenstand bei Tag- und Nachtgleiche ist.

10. Verschattungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschat­ tungselemente (10) an zumindest einer der beiden Kanten Schlitze (34) aufweisen, deren Breite der Wandstärke der Verschattungselemente (10) ent­ spricht, so daß die Verschattungsvorrichtung aus mehreren Verschattungselementen (10) zusammenfüg­ bar ist.

11. Verschattungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschat­ tungselemente (10) in Reihen angeordnet sind.

12. Verschattungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinander angeordnete Rei­ hen zueinander versetzt sind.

13. Verschattungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen (40) der Verschattungselemente (10) auf die nur diffuses Sonnenlicht auftrifft, reflektierend sind.