DE20100347U1 - Selbsttragendes Membran-Beleuchtungselement - Google Patents
Selbsttragendes Membran-BeleuchtungselementInfo
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Description
Selbsttragendes Membran - Beleuchtungselement.
Es wird ein selbsttragendes Licht - streuendes Membran - Beleuchtungselement beansprucht, das gleichzeitig die Eigenschaft besitzt Tageslicht bei Durchstrahlung mit hoher Lichtausbeute in dem das Element umgebenden Raum zu verteilen.Der Einsatz dieser Membran Beleuchtungs - Elemente kann sowohl in Innen - als auch Aussen-Bereich , für selbsttragende Decken und Wand - Konstruktionen , zur gleichmässigen Ausstrahlung von Licht erfolgen.
Erfindungsgemäss werden als flächige Membrane für das Element textile Gebilde oder Folien aus Fluorpolymere verwendet, welche die Eigenschaft besitzen - bei hoher Gesamtlichttransmission von 50 - 95 % , direktes , sichtbares Licht mit einer Ausbeute von 70 100 % in Streulicht umzusetzen. Neben den hervorstechenden optischen Eigenschaften der eingesetzten Fluorpolymere - als Membranwerkstoffe - gewährleisten diese schwere Entflammbarkeit, hohe Temperatur - Beständigkeit, keinerlei Vergilben bei Licht / Wärme / Umwelt - Einwirkung und höchste Witterungsbeständigkeit im Ausseneinsatz von 25 Jahre und darüber .Entsprechend vorliegender Erfindung kann das erforderliche sichtbare Licht in dem Beleuchtungselement selbst mittels darin angeordneter Lichtquellen direkt erzeugt werden oder von Aussen her mittels Licht - leitender Systeme eingebracht werden.
Beschreibung
- Stand der Technik
Decken und Wandelemente bestehend aus starren Rahmenkonstruktionen mit Bespannungen aus Textilien oder Folien sind in der Architektur, besonders bei Einsatz im Innenbereich wie Messebau - auch in Kombination mit Lichtquellen - bekannt. Beispielsweise werden als Textilien Gewebe aus Polyester, Polyamid , Naturfasern und bei Folien bevorzugt PVC eingesetzt .Der Einsatz ist vielfältig und reicht von untergehängten Decken im Messe - und Austellungs -Bau bis hin zu Stellwänden im Bürobereich.Im Aussenbereich sind in erster Linie grossflächige Werbeflächen, wie gespannte Segel, mit Aufdruck im Einsatz. Diese bekannten textlien Gebilde werden als solche , oder mit aufgebrachten Ausrüstungen und Polymer Beschichtungen eingesetzt
Auch eine Kombination mit Lichtquellen , Strahler, ist bekannt, wobei bevorzugt die Flächen von Aussen her angestrahlt werden. Weiters ist bekannt - mattierte PVC - Folien , die maximal eine Dauertemperturbeständigkeit von 700C besitzen und nicht witterungsbeständig sind - für Lichtdecken einzusetzen.
Alle diese bekannten Konstruktionen sind hinsichtlich Lichttransmission, Brandverhalten , Temperaturbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit in keinem Falle als langlebige Bauelemente einsetzbar und werden daher bevorzugt temporär eingesetzt.
In der DE 197 54 597 A1 werden erstmals langlebige , schwer entflammbare , hochtransluzente Textile Membranwerkstoffe - aufgebaut aus Fluorpolymer Monofilamenten beschrieben , die bei Durchstrahlung mit Licht eine Gesamtlichttransmission von mehr als 50 % und einen Streulichtanteil (diffuse Transmission ) von mehr als 50 % aufweisen .Ausserdem besitzen diese im Ausseneinsatz eine Lebensdauer von über 20 Jahre und mehr.
In der DE 197 54 597 A 1 wird auch erwähnt (Seite 2 / Zeile 67 - 69), dass ein Einsatz dieser für gespannte Membran Konstruktion wie - untergehängte Decken und Licht durchlässigen Wänden möglich ist.
Der Vorteil eines Einsatzes dieser für mehrschalige Membrankonstruktionen zur Konstruktion von grossflächigen Beleuchtungskörper mit bestimmten optischen Eigenschaften wird in dieser nicht beschrieben.
- Beschreibung der Erfindung
Vorliegende Erfindung stützt sich zunächst auf das generell das günstige Eigenschaftsprofil von Fluorpolymeren - als Membranwerkstoff - wie hohe Wittererungsbeständigkeit / Langzeitverhalten (= > 20 Jahre), schwere Entflammbarkeit, Temperatur- Beständigkeit und vor allen Dingen die hervorstechenden optischen Eigenschaften . Dies wird in der DE 197 54 597 A 1 bezogen auf textile Gebilde aus Fluorpolymere ausführlich beschrieben und ist allgemein gültig.
Erfindungsgemäss kann dies - in spezieller Ausführungsform - in Kombination mit Lichtquellen geradezu ideal zur Konstruktion von selbsttragenden auf Wand / Decken - die als gross flächige Beleuchtungskörper ausgebildet sind - genutzt werden . Der grosse Vorteil liegt dabei darin , dass aus dem Beleuchtungselement austretende das Licht mit sehr hoher Ausbeute von 70-100 % als Streulicht an die Umgebung abgeben wird. Damit stellt dies eine wesentliche Verbesserung des bekannten Standes der Technik dar.Membran - Beleuchtungselemente dieser Konstruktion besitzen ausserdem noch den Vorteil, dass diese - ohne Beleuchtung von Innen her - bei Tageslicht eine hohe Gesamtlichttransmission von über 50 % besitzen und dadurch bei Einsatz für Stellwände, Decken - Dachkonstruktionen , im gewünschten Masse nicht als dunkle Körper erscheinen - sonder hochtransluzent.
Nach vorliegender Erfindung kann erstmalig ausser den in der DE 197 54 597 beschriebenen textlien Gebilden aus Fluorpolymer - Monofilamenten auch mit optisch geeigneten Folien aus Fluorpolymeren wie PTFE und Fluorthermoplaste gearbeitet werden , was nicht nur hinsichtlich der Eigenschaften sondern auch Kosten Vorteile zeigen kann . Besonders günstig sind dabei Folien aus dem Fluorpolymeren PTFE . die auf Grund Ihrer hohen Kristallinität eine
hohe Lichtstreuung bei gleichzeitiger Dauertemperaturbeständigkeit von bis zu 260 ° C zeigen und im Ausseneinsatz eine Witterungsbeständigkeit von über 25 Jahre besitzen.
Damit sind erstmalig grossflächige Leuchtkörper herstellbar, die in der Lage sind gleichzeitig Licht und Wärme im Infrarot (IR ) Bereich als Strahler abzugeben. Diese Kombination von abgestrahlter Energie in Form von Licht & Wärme kann beispielsweise für Planzenkulturen aber auch im Human - medizinischen Bereich genutzt werden.
Die den Fluorpolymeren eigenen extrem Witterungs beständigen Eigenschaften ermöglichen in idealer Weise einen Einsatz im Aussenbereich , im Freien, für Beleuchtungszwecke aller Art, wo ein hohes Mass an blendungsfreien, gleichmässigen Streulicht gefordert wird. Hier erweisen sich zusätzlich als günstig die Wasser/ Eis - abstossenden und selbstreinigenden Eigenschaften von Fluorpolymer - Oberflächen und die Schwerentflammbarkeit.
Erfindungsgemäss besteht das als grossflächiger Beleuchtungskörper ausgebildete Membran Beleuchtungselement ( Fig. 1 ) aus einem äusseren , starren Befestigungsrahmen (R), auf dessen zum Betrachter hin vorderen Fläche (VF) und rückwertigen Fläche ( R F) in Abstand (A) jeweils eine flächige hochtransluzente , Licht - streuende Fluorpolymer Membran aus einem textlien Gebilde oder Folie befestigt ist und einer oder mehrere innerhalb der Membranflächen angeordneten Lichtquellen (L).
Die Geometrie und Dimension des äusseren Befestigungsrahmens ( R) kann beliebig wie eckig , rund oder oval ausgebildet sein , der Membranabstand (A) kann ebenfalls nach Bedarf gewählt werden. Zur Ausbildung der Membranflächen (V F , R F) werden gemäss der vorliegenden Erfindung nur solche beansprucht, wo zumindest eine davon , bei Durchstrahlung mit Licht eine Gesamt -Lichtdurchlässigkeit von 50 - 95 % - sichtbares Licht ( VIS ), bei einer gleichzeitigen Lichtstreuung von 70-100 % davon besitzen. Die beiden Membrane können hinsichtlich Eigenschaften identisch oder unterschiedlich sein .Als Membrane können erfindungsgemäss alle textile Gebilde wie Gewebe , Gewirke , Gestricke, Vliese aus Fluorpolymere verwendet werden , vorausgesetzt, dass die beanspruchten optischen Eigenschaften erfüllt werden. Auch Papiere aus Fasern und Filamente sind einsetzbar.
Werden Fluorpolymer- Folien als Membrane verwendet gilt hinsichtlich der optischen Eigen schatten dasselbe Gesagte. Die Oberflächen der Folien können glatt oder strukturiert sein . Zur Adichtung und Verfestigung der textlien Geilde können diese auch mit lichtdurchlässigen Beschichtungen aus Fluorpolymeren , Silicone und andere Polymere versehen werden. Hinsichtlich der Auswahl der für vorliegenden Erfindung geeigneten Fluorpolymere für die textlien Gebilde und Folien als Beispiele sind zu nennen : PTFE ( Polytetrafluorethylen) und die Fluorthermoplaste wie PFA , MFA , FEP , ETFE , ECTFE , PVDF , THV . Gegebenfalls können diese Farbstoffe , Pigmente , andere Zusätze enthalten um bestimmte optische Eigenschaften zu erzielen. Die Erfindungsgemäss beanspruchten optischen Eigenschaften - wie hohe Gesamtlichttransmission und Lichtstreuung - sind davon unberührt.
Die Auswahl der geeigneten Lichtquellen für das erfindungsgemässe Membran Beleuchtungselement richtet sich nach Leistung , Optik , Wärmeabstrahlung ,Geometrie und sind nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.
Als Beispiele für Lichtquellen sind zu nennen : Glühlampen , Halogenstrahler ,Gasentladungs röhren , Leuchtdioden (LED) aber auch solche, die Licht von Aussen in den Beleuchtungskörper einführen , wie Lichtleitstäbe , Lichtleit - Fasern / Filamente, Licht leitende Rohre (light pipes )
Zur gleichmässigen Verteilung des Lichtes zwischen den Membranflächen (VF, RF) und innerhalb des Befestigungsrahmens ( R) können optische Bauelemente wie Spiegel, Prismen , Optiken angebracht werden , die ebenfalls nicht Gegenstand vorliegender Erfindung sind.
Der Einsatz der erfindungsgemäss beanspruchten Beleuchtungskörper die als selbstragende Membranelemente ist überaus vielseitig. Aufgrund der geringen Flächengewichte und der sehr hohen , gleichmässigen Lichtverteilung können sowohl Licht abstrahlende Wände in Ausstellungs
- Büroräumen , Gänge , Versammlungsräume als auch untergehängte Lichtdecken im Museumsbau
, Sportstätten , Schulen und dergleichen realisiert werden. Auch im Aussenbereich wie beleuchtete Eingänge , Terassen , Höfe können die Witterungsbeständigen Membran - Beleuchtungselemente eingesetzt werden.
, Sportstätten , Schulen und dergleichen realisiert werden. Auch im Aussenbereich wie beleuchtete Eingänge , Terassen , Höfe können die Witterungsbeständigen Membran - Beleuchtungselemente eingesetzt werden.
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1) Membran - Beleuchtungselement Grosse : 1 &khgr; 1 m (Innen ) - Gewebebespannung
Entsprechend Figur 1 wurde zunächst ein äussere Befestigungsrahmen ( R) mit einem Innenmass von 1000 &khgr; 1000 mm aus einem Aluminium Profil der Dimension 40 &khgr; 40 &khgr; 3 mm hergestellt.
Danach wurden innen am Rahmen gegenüberliegend 2 Leuchtstoff- Röhren ( L) der Länge 600 mm und einer Leistung von je 18 Watt montiert und schliesslich auf dem Rahmen (R) auf der Vorderseite und Rückseite jeweils eine Membrane aus einem Fluorpolymer - Monofilament Gewebe mit folgenden Eigenschaften befestigt :
Fluorpolymer - System : PVDF ( Polyvinylidenfluorid )
Gewebe : Leinwandbindung , Aufbau je 25 Fäden mit O115 mm Durchmesser pro cm in Kett Schussrichtung , Gesamtgewicht ca. 160 Gramm / m2
Gewebeverfestigung / Beschichtung : PVDF - System / Auftrag 20 Gramm / m2
Optische Eigenschaften / sichtbares Licht (VIS): Gesamtlichttransmission : 87 %
Streulichtanteil : 97 %
Visueller Eindruck / Messungen im Dunkel bei Einschaltung Lichtquellen :
- Gleichmässige , beidseitige Abstrahlung von Licht, Lichtstärke in Abstand 1m-Rahmenmitte: 610 lux.
Visueller Eindruck / Messung bei Tageslicht - Lichtquelle abgeschaltet:
- Gleichmässigertransluzenter Eindruck , Gesamtlichtdurchgang senkrecht zu den freien Membranflächen : 63 % Gesamtlicht von 100 % Gesamtlicht- Einstrahlung .
2) Membran - Beleuchtungselement Grosse : 1 &khgr; 1 m (Innen) - Folienbespannung.
Es wurde analog Figur 1 und Bespiel 1 verfahren , wobei als Membrane jeweils eine O, 2 mm starke PTFE ( Polytetrafluorethylen) - Folie eingesetzt wurde.
Die optischen Eigenschaften der im gewünschten Masse trüben Folie waren :
Gesamtlichttransmission : 71 % (VIS), Streulichtanteil: 100 % Visueller Eindruck und Messergebnisse bei Lichtquelle eingeschaltet ( Dunkelheit) und ausgeschaltet (Tageslicht) lagen vergleichbar zu Beispiel 1 , vermindert um den Wert der geringeren Gesamtlichttransmission.
Claims (5)
1. Selbstragendes Membran-Beleuchtungselement gemäss Fig. 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einem äusseren starren Befestigungrahmen (R) besteht, mit je einer auf der Vorderseite (VF) und der Rückseite (RF) im Abstand (A) befestigten Membrane und dazwischen angeordneten Lichtquelle (L), wobei die Membranflächen aus Fluorpolymere bestehen und zumindest eine davon bei einer Gesamtlichttransmission von 50%-95% eine Lichtstreuung von 70-100% im Bereich des sichtbaren Lichtes (VIS) aufweist.
2. Selbsttragendes Membran-Beleuchtungselement gemäss Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, dass die Membranfläche aus einem textilen Gebilde besteht.
3. Selbsttragendes Membran-Beleuchtungselement gemäss Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, dass die Membranfläche aus einer Fluorpolymer-Folie besteht.
4. Selbsttragendes Membran-Beleuchtungselement gemäss Ansprüche 1), 2), 3) dadurch gekennzeichnet, dass als Fluorpolymere PTFE oder Fluorthermoplaste verwendet werden.
5. Selbsttragendes Membran-Beleuchtungselement gemäss Ansprüche 1),2), 3), 4), dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgeschalteter Lichtquelle (L) und Einwirkung von Tageslicht, der Gesamtlichttransmission durch die beiden freien Membranflächen hindurch über 50% beträgt.
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Cited By (4)
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