DE19853931B4 - Light deflection element for daylight use - Google Patents
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Abstract
Lichtumlenkelement (5) zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke (4) für ein gerichtetes Umlenken von schräg auf die Raumdecke (4) einfallenden Sonnenlichts (S) nach unten in das Rauminnere flächig ausgebildet ist,
mit einer Vorderseite (V), auf die das einfallende Sonnenlicht (S) auftrifft und einer der Vorderseite (V) gegenüberliegenden Rückseite (R),
dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) aus einem Sonnenlicht transparenten Material besteht, und
dass zumindest die Vorderseite (V) des Lichtumlenkelementes (5) eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die das auf das Lichtumlenkelement (5) einfallende Sonnenlicht (S) in das Innere des Lichtumlenkelements (5) eindringt,
dass wenigstens eine optische Grenzfläche an der Vorder- (V) oder Rückseite (R) ausgebildet ist, an der das Sonnenlicht (S) im Inneren des Lichtumlenkelements (5) eine Totalreflexion erfährt,
und dass wenigstens eine Austrittsfläche an der Vorder- (V) oder Rückseite (R) ausgebildet ist, durch die das Sonnenlicht (S) aus dem Lichtumlenkelement...Light deflecting element (5) for daylight use, the light deflecting element for attachment to a horizontally running ceiling (4) for a directed deflection of sunlight (S) falling obliquely onto the ceiling (4) downward into the interior of the room,
with a front side (V) on which the incident sunlight (S) strikes and a rear side (R) opposite the front side (V),
characterized in that the light deflecting element (5) consists of a sunlight transparent material, and
that at least the front side (V) of the light deflection element (5) has a surface structure through which the sunlight (S) incident on the light deflection element (5) penetrates into the interior of the light deflection element (5),
that at least one optical interface is formed on the front (V) or rear (R), at which the sunlight (S) inside the light deflecting element (5) experiences total reflection,
and that at least one exit surface is formed on the front (V) or rear (R) through which the sunlight (S) from the light deflecting element ...
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein
Lichtumlenkelement zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement
zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke für ein gerichtetes
Umlenken von schräg
auf die Raumdecke einfallenden Sonnenlichts nach unten in das Rauminnere
flächig
ausgebildet ist, mit einer Vorderseite, auf die das einfallende
Sonnenlicht auftrifft und einer der Vorderseite gegenüberliegenden
Rückseite,
wie aus der
Stand der TechnikState of the art
Die Beleuchtung größerer Räume erfolgt häufig auch dann mit künstlichem Licht, selbst wenn im Freien ausreichend Tageslicht vorhanden ist. Besonders bei Büroräume mit Bildschirmarbeitsplätzen ist eine direkte Tagesbeleuchtung durch vertikale Fenster nur schwer mit den geltenden Blendschutzanforderungen in Einklang zu bringen. Diese Situation hat zu einer Reihe von Entwicklungen im Bereich zonierter Schutzsysteme und Lichtumlenksysteme geführt. Sie zielen i.a. auf eine hohe Lichttransmission im oberen Fensterbereich, evt. verbunden mit einer bevorzugten Abstrahlung in Richtung Raumdecke. Besonders effektiv funktioniert dieses Konzept, wenn die Raumdecke ihrerseits das eintreffende Licht gerichtet auf die Arbeitsfläche abstrahlt. Aus Blendschutzgründen muß diese Richtung in einem Kegel liegen, dessen Achse senkrecht zur Deckennormalen liegt und dessen gesamter Öffnungswinkel um 60° beträgt. Um das Licht möglichst tief in den Raum zu bringen, sollte das Licht innerhalb dieses Kegels bevorzugt in fensterabgewandte Richtungen abgestrahlt werden.Larger rooms are often also illuminated then with artificial Light, even if there is sufficient daylight outdoors. Especially with offices Screen workstations direct daylight through vertical windows is difficult in line with the applicable glare protection requirements. This situation has zoned to a number of developments in the area Protection systems and light deflection systems led. They generally aim on a high light transmission in the upper window area, possibly connected with a preferred radiation towards the ceiling. Especially this concept works effectively when the ceiling in turn the incoming light shines on the work surface. For anti-glare reasons must this Direction lie in a cone, the axis of which is perpendicular to the normal to the ceiling and its total opening angle around Is 60 °. To do that Light if possible To bring deep into the room, the light should be inside this cone are preferably emitted in directions facing away from the window.
Stand der Technik bei entsprechenden Raumdeckenelementen sind ebene und strukturierte Al-Bleche. Ebene Bleche strahlen das Licht überwiegend außerhalb des genannten Kegels ab. Wegen der dadurch verursachten Blendungsgefahr werden diese Bleche auch schräg in den Raum abgehängt.State of the art for corresponding ceiling elements are flat and structured aluminum sheets. Flat sheets radiate that Mostly light outside of the mentioned cone. Because of the risk of glare these sheets will also become slanted suspended in the room.
Strukturierte Bleche lenken das flach eintreffende Licht über geeignet ausgerichtete Facetten nach unten. Nachteilig bei diesen Lösungen sind das veränderte, metallische Erscheinungsbild der Raumdecke, die Farbveränderung im abgestrahlten Licht, der hohe Energieeinsatz für die Metall-Herstellung und die Lichtverluste durch Absorption.Structured sheets steer it flat incoming light over appropriately aligned facets down. A disadvantage of these solutions are they changed metallic appearance of the ceiling, the color change in the emitted light, the high energy input for metal production and the loss of light through absorption.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Raumdeckenelement zu schaffen, das das Erscheinungsbild eines vorhanden Raumes und die spektrale Zusammensetzung des Tageslichts im Raum nur wenig verändert und eine blendungsarme Beleuchtung von in einem Gebäuderaum verteilten Arbeitsplätzen erlaubt.The invention has for its object a Ceiling element to create the appearance of an existing one Space and the spectral composition of daylight in space changed little and low-glare lighting from in a building room distributed jobs allowed.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird durch ein Lichtumlenkelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution of the invention lying task is by a light deflecting element with the features of claim 1 specified. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.
Erfindungsgemäß ist ein Lichtumlenkelement zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke für ein gerichtetes Umlenken von schräg auf die Raumdecke einfallenden Sonnenlichts nach unten in das Rauminnere flächig ausgebildet ist, mit einer Vorderseite, auf die das einfallende Sonnenlicht auftrifft und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite, dadurch ausgebildet, dass das Lichtumlenkelement aus einem Sonnenlicht transparenten Material besteht, und dass zumindest die Vorderseite des Lichtumlenkelementes eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die das auf das Lichtumlenkelement einfallende Sonnenlicht in das Innere des Lichtumlenkelements eindringt, dass wenigstens eine optische Grenzfläche an der Vorder- oder Rückseite ausgebildet ist, an der das Sonnenlicht im Inneren des Lichtumlenkelements eine Totalreflexion erfährt, und dass wenigstens eine Austrittsfläche an der Vorder- oder Rückseite ausgebildet ist, durch die das Sonnenlicht aus dem Lichtumlenkelement nach unten gerichtet in das Rauminnere austritt.According to the invention is a light deflecting element for daylight use, with the light deflecting element for attachment on a horizontal ceiling for directed redirection from oblique sunlight shining down on the ceiling into the interior of the room flat is formed with a front on which the incident Sunlight strikes and one opposite the front Back, formed in that the light deflecting element from sunlight transparent material, and that at least the front of the light deflecting element has a surface structure, by which the sunlight falling on the light deflecting element into the Interior of the light deflecting element penetrates that at least one optical interface on the front or back is formed on which the sunlight inside the light deflecting element undergoes total reflection, and that at least one exit surface on the front or back is formed, through which the sunlight from the light deflecting element emerges downwards into the interior of the room.
Bei einem bevorzugten Raumdeckenelement wird durch eine vorderseitige und ggf. eine rückseitige Oberflächenstruktur die Lichtumlenkung hauptsächlich über Totalreflexion realisiert. Der Wirkungsgrad der Lichtumlenkung mittels Totalreflexion ist außergewöhnlich groß, da bei Totalreflexion das Licht vollständig reflektiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Raumdeckenelement erfolgt lediglich eine geringe und somit zu vernachlässigende Schwächung des Lichtes durch Absorption im transparenten Material selbst.With a preferred ceiling element is by a front and possibly a rear surface structure the redirection of light mainly through total reflection realized. The efficiency of the light deflection by means of total reflection is exceptionally large because Total reflection of the light completely is reflected. In the room ceiling element according to the invention only a slight and therefore negligible weakening of the Light through absorption in the transparent material itself.
Das Raumdeckenelement kann als Folie oder Platte ausgebildet sein. Die Platten können parallel, senkrecht oder schräg zur Raumdecke angebracht werden. Da keine metallischen oder streuend-reflektierende Beschichtungen vorgesehen sind, kann das Element nachträglich auf eine Raumdecke aufgebracht werden, ohne deren Erscheinungsbild in Farbe und Qualität nachhaltig zu beeinträchtigen.The ceiling element can be used as a film or Plate be formed. The plates can be parallel, vertical or aslant be attached to the ceiling. Since no metallic or scattering-reflective Coatings are provided, the element can be retrofitted a ceiling can be applied without its appearance in color and quality to permanently affect.
Die Totalreflexion sorgt durch ihre intrinsische Richtungsselektivität dafür, dass nur bestimmte bzw. gewünschte Lichtwege durch das Material verändert werden. Des weiteren findet keine spektrale Zerlegung des Lichts statt, so dass der Gebäuderaum mit unverfälschtem Tageslicht ausgeleuchtet wird.Thanks to its intrinsic directional selectivity, total reflection ensures that only certain or desired light paths through the material are changed. Furthermore, there is no spectral decomposition of the light, so the building room is lit with pristine daylight.
Das erfindungsgemäße Lichtumlenkelement weist eine Vielzahl identische und parallel nebeneinander verlaufende Einzelprofile auf, deren Profilquerschnitte sich in Profilrichtung nicht ändern. Die Einzelprofile wiederum sehen verschiedene Facettenflächen auf durch die das Sonnenlicht ein- oder ausstrahlt oder an denen das Sonnenlicht reflektiert wird, vorzugsweise totalreflektiert wird.The light deflecting element according to the invention has a large number of identical and parallel ones Individual profiles whose profile cross-sections are in the profile direction do not change. The individual profiles in turn look at different facet surfaces through which the sunlight shines in or out or where the Sunlight is reflected, preferably totally reflected.
So lassen sogenannte Empfangsfacetten das flach einfallende Licht in das Material des Lichtumlenkelementes eindringen. Reflexionsfacetten oder die eben ausgebildete Rückseite des Lichtumlenkelement lenken das im Wege der Totalreflexion um. Über Abstrahlfacetten oder ebenso kann das umgelenkte Licht in die gewünschte Richtung nach unten aus dem Lichtumlenkelement austreten.So so-called reception facets leave it light falling flat into the material of the light deflecting element penetration. Reflecting facets or the newly formed back of the light deflecting element redirect this by means of total reflection. About radiation facets or likewise, the redirected light can be directed downwards in the desired direction emerge from the light deflecting element.
Bevorzugtes Anwendungsgebiet sind seitenbeleuchtete Räume mit erhöhten Blendschutzanforderungen, in denen Sonnen- oder Tageslicht seitlich bzw. schräg zur Raumdecke einstrahlt.Preferred areas of application are side-lit rooms with increased Anti-glare requirements in which sunlight or daylight on the side or aslant shines onto the ceiling.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention is hereinafter without restriction the general inventive concept based on exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawings. It demonstrate:
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, gewerbliche
Anwendbarkeit
Das einfallende Licht wird von den
Lichtumlenkelementen
In Büroräumen werden aus Blendschutzgründen die
Lichtumlenkelemente
Dies kann durch erfindungsgemäße waagerecht
(
Die Empfangsfacetten
Ferner ist jeweils einer Reflexionsfacette
Die Empfangsfacetten
Lichtbrechung tritt nur in einem sehr geringem Maße auf, so dass auch direkte Sonnenstrahlung ohne nennenswerte Farbzerlegung umgelenkt werden kann. Bei einem Brechungsindex von 1.59 und ideal-scharfen Kanten arbeitet das Lichtumlenkelemente in dem angegebenen Einfallswinkelbereich mit einer Effizienz von ca. 85%.Refraction occurs only in one very little on, so that even direct solar radiation without any notable color decomposition can be redirected. With a refractive index of 1.59 and ideally sharp Edges the light deflection element works in the specified angle of incidence an efficiency of approx. 85%.
In einer vorteilhaften Ausführung ist
die Abstrahlfacette
Da es sich bei der Vorwärtsstreuung
um eine Nahwinkelstreuung handelt, bleibt die nahe dahinter liegende
Raumdecke trotz der Streuung sichtbar und der Farbeindruck unverändert. Es
ist weiterhin möglich,
die Empfangsfacetten
Das Lichtumlenkelement
Die Abstrahlfacetten
Das plattenförmige Lichtumlenkelement ist mit
einem Neigungswinkel γ bzgl.
der Raumdecke 4 im Bereich von 20° bis
70° und
vorzugsweise im Bereich von 25° bis
50° anbringbar,
wobei die zum einfallenden Licht S weisende Vorderseite des Lichtumlenkelementes
Die Empfangsfacetten
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Ablenkung
des Lichtes zum überwiegenden
Teil durch Totalreflexion an der Reflexionsfläche
Die Abstrahlfläche
An der Vorderseite ist zwischen zwei
benachbarten Dreiecksleisten
Damit die Reflexionsfacetten
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Elemente eignen sich vor allem transparente Polymere. Die Strukturierung kann nach an sich bekannten Verfahren (Extrusion, Prägung, Spritzguß, etc.) erfolgen. Ausführungen mit kleinen Strukturtiefen bieten Vorteile hinsichtlich Erscheinungsbild, Lichtverluste durch Absorption und Materialeinsparung.For the production of the elements according to the invention are suitable all transparent polymers. The structuring can in itself known processes (extrusion, embossing, injection molding, etc.). versions with small structure depths offer advantages in terms of appearance, Loss of light through absorption and material savings.
Die Erfindung betrifft ein Raumdeckenelement. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Raumdeckenelement zwangsweise an einer Raumdecke zu befestigen ist. Wesentlich für die Erfindung ist, dass das Raumdeckenelement mit Abstand über einen Boden des auszuleuchtenden Raumes angeordnet ist, wobei vorzugsweise mehrere Raumdeckenelemente in einem Raum gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Hierbei können die erfindungsgemäßen Raumdeckenelemente auch bspw. mittels auf dem Boden stehenden Ständer im Raum angeordnet sein.The invention relates to a ceiling element. However, this does not mean that the ceiling element is forced to be attached to a ceiling. Essential to the invention is that the room ceiling element is spaced over a floor of the area to be illuminated Room is arranged, preferably several ceiling elements evenly distributed in a room are arranged. Here you can the ceiling elements according to the invention also be arranged in the room, for example, by means of stands standing on the floor.
- 11
- Raumroom
- 22
- Fensterwindow
- 33
- lichtlenkende Lamellenlight directing slats
- 44
- Raumdeckeceiling
- 55
- Lichtumlenkelementlight deflection
- 66
- EmpfangsfacetteEmpfangsfacette
- 77
- Abstrahlfacetteoutput facet
- 88th
- Reflexionsfacettereflection facet
- 99
- VerbindungsfacetteVerbindungsfacette
- 1010
- Reflexionsflächereflecting surface
- 1111
- Verbindungsabschnitt (zwischen den Abstrahlfacetten)connecting portion (between the radiation facets)
- 1212
- Abstrahlflächeradiating
- 1313
- Dreiecksleistentriangle strips
- 1414
- DurchlaßfacetteDurchlaßfacette
- Ee
- EinzelprofilSingle profile
- PP
- Profilflankeflank
- VV
- Vorderseite des Lichtumlenkelementsfront of the light deflecting element
- RR
- Rückseite des Lichtumlenkelementsback of the light deflecting element
- SS
- Sonnenlichtsunlight
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853931A DE19853931B4 (en) | 1998-11-23 | 1998-11-23 | Light deflection element for daylight use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853931A DE19853931B4 (en) | 1998-11-23 | 1998-11-23 | Light deflection element for daylight use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19853931A1 DE19853931A1 (en) | 2000-06-08 |
DE19853931B4 true DE19853931B4 (en) | 2004-06-03 |
Family
ID=7888683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853931A Expired - Fee Related DE19853931B4 (en) | 1998-11-23 | 1998-11-23 | Light deflection element for daylight use |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003083361A1 (en) * | 2002-03-31 | 2003-10-09 | Köster, Brigitte | Partition wall lamp |
EP1966534A1 (en) * | 2005-12-20 | 2008-09-10 | AGC Flat Glass Europe SA | Illumination correction device |
TWI499745B (en) * | 2012-12-06 | 2015-09-11 | Light guiding system and ceiling structure | |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4215968A1 (en) * | 1992-05-18 | 1993-12-02 | Zumtobel Licht | Light guiding structure for illuminating at least part of room with daylight - utilises daylight entering room through window assisted by elements located on wall or ceiling to reflect the light |
-
1998
- 1998-11-23 DE DE19853931A patent/DE19853931B4/en not_active Expired - Fee Related
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DE4215968A1 (en) * | 1992-05-18 | 1993-12-02 | Zumtobel Licht | Light guiding structure for illuminating at least part of room with daylight - utilises daylight entering room through window assisted by elements located on wall or ceiling to reflect the light |
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DE19853931A1 (en) | 2000-06-08 |
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