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Die Erfindung betrifft ein Fassadenelement für eine Fassade
eines Bauwerks gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Fassadensystem für eine Fassade eines Bauwerks
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 20.
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Zur Gestaltung abwechslungsreicher
und moderner Fassaden werden Fassadenelemente verwendet, die Projektionsflächen zur
Abbildung von Lichtprojektionen aufweisen. Hierdurch können auf die
jeweilige Fassade bewegte und/oder unbewegte Bilder bzw. Videos
projiziert werden. Auch die Projektion farbigen Lichts und/oder
von monochromen Farbflächen
ist auf eine solche Fassade möglich.
Die Fassade bzw. das die Fassade tragende Gebäude erhält durch diese unterschiedli chen
Möglichkeiten der
Projektion von Licht auf die Fassade zumindest bei Dunkelheit eine
besonders eindrückliche
Erscheinung.
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Nachteilig an den bislang bekannten
Fassendenelementen ist, dass im Bereich der Projektionsflächen ein
Lichteintritt nur bedingt möglich
ist. Bei der Gestaltung der Fassade muss daher zwischen den eigentlichen
Projektionsflächen
und Bereichen, in denen eine Sicht aus dem Gebäude heraus möglich sein
soll, unterschieden werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist daher, ein Fassadenelement und ein Fassadensystem für eine Fassade
eines Bauwerks mit einer Projektionsfläche anzugeben, das eine höhere Flexibilität bei der
Verwendung aufweist.
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Die Aufgabe wird durch ein Fassendenelement
für eine
Fassade eines Bauwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das Fassadenelement weist eine Projektionsfläche zur
Abbildung einer Lichtprojektion auf. Erfindungsgemäß ist die
Projektionsfläche
durch mindestens eine in ihrer Ausrichtung relativ zur Fassadenebene
verstellbare Lamelle ausgebildet.
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Dadurch, dass die Projektionsfläche als
verstellbare Lamelle ausgebildet ist, kann die Projektionsfläche zum
Einen zur Abbildung einer Lichtprojektion verwendet werden, zum
Anderen ist aber auch eine Durchsicht durch das Fassadenelement
im Bereich der Projektionsfläche
nach Veränderung
der Ausrichtung der Lamelle möglich.
Die Projektionsfläche
kann quasi weggeklappt werden, um eine bessere Durchsicht durch
die Fassade zu bewirken oder den Eintritt von Tagslicht zu ermöglichen
bzw. zu steuern.
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Größere zusammenhängende Projektionsflächen können dadurch
erreicht werden, dass die Projektionsflächen mindestens zwei Lamellen
aufweisen, die bei einer Ausrichtung parallel zur Fassadenebene
eine im Wesentlichen plane Projektionsfläche ausbilden.
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Um eine im Wesentlichen durchgängige Projektionsfläche zu erreichen,
die eine im Wesentlichen unverzerrte Abbildung einer Lichtprojektion
ermöglicht,
schließen
die Lamellen bei einer Ausrichtung parallel zur Fassadenebene vorzugsweise
aneinander an. Hierdurch wird erreicht, dass das Fassadenelement
bzw. dessen Projektionsfläche
im Projektionsbetrieb eine im wesentlichen verzerrungsfreie und
nicht durchbrochene Abbildung liefert.
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Der Ausbildung der einzelnen Lamellen kommt
bei der Erfindung ein wesentliches Gewicht zu, da durch die Lamellen
der Charakter der Projektionsfläche
und der Anmutung der Fassade bestimmt wird.
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Um einen Lichteintritt auch im Bereich
der Projektionsfläche
zu erreichen, ist die mindestens eine Lamelle vorteilhaft im Wesentlichen
durchscheinend ausgebildet. Die Lamelle kann dabei eine Lichttransmission
von weniger als 100 aufweisen und/oder Licht diffus streuen und
insbesondere opal (milchig) bzw. als Milchglas ausgebildet sein.
Durch die Verwendung von durchscheinenden Lamellen ist der Eintritt
von Tageslicht durch die Projektionsfläche auch dann möglich, wenn
die Lamellen in Projektionsstellung, also parallel zur Fassadenebene,
ausgerichtet sind.
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Durch die Ausbildung der Lamelle
in einer Weise, dass die Lichttransmission geringer als 100 % ist
und/oder das Lamellenmaterial Licht diffus streut bzw. als Milchglas
ausgebildet ist, kann die Lamelle gleichzeitig auch als Pro jektionsfläche für eine Lichtprojektion
dienen. Die Lamelle wirkt dabei wie eine bekannte Mattscheibe, auf
der eine Lichtprojektion abgebildet wird. Zur Erzeugung der beschriebenen optischen
Eigenschaften kann eine Lamelle beispielsweise durch Schleifen,
Sandstrahlen, Ätzen oder
Durchfärben
des Lamellenmaterials behandelt werden. Auch durch die Wahl des
Lamellenmaterials können
hier bereits die gewünschten
optischen Eigenschaften erreicht werden.
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Um die besonderen optischen Eigenschaften der
Lamelle zu erreichen, kann die mindestens eine Lamelle in einer
anderen Ausführungsform
mindestens eine durchsichtige Scheibe, insbesondere eine Glasscheibe,
Plexiglasscheibe oder Acrylglasscheibe, und mindestens eine durchscheinende
Folie aufweisen. Die Folie kann dabei eine Lichttransmission von
weniger als 100 % aufweisen und/oder Licht diffus streuen. Durch
die Verwendung unterschiedlicher Folien können die jeweils gewünschten
optischen Eigenschaften der Lamelle individuell eingestellt werden
und an die jeweiligen baulichen Gegebenheiten und gestalterischen
Anforderungen angepasst werden.
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Ein besonders bevorzugter Aufbau
der Lamelle ergibt sich durch die Einbettung einer Folie zwischen
mindestens zwei Scheiben, insbesondere zwei Glasscheiben. Hierdurch
wird die Stabilität
und Unfallsicherheit der Lamelle wesentlich erhöht, da auch bei einer Zerstörung der
Scheiben diese durch die Folie im Wesentlichen in ihrer Position
gehalten werden oder zumindest nicht in großen Stücken zu Boden fallen. Dies
ist insbesondere an Orten wichtig, wo das Fassadenelement in einem
Bereich mit Publikumsverkehr an einer Fassade angebracht ist. Hier muss
auf jeden Fall vermieden werden, dass Glasteile auf Menschen fallen.
Diese Ausgestaltung der Lamelle ist ähnlich der eines Verbundglases.
Die Scheiben werden dabei mit der Folie verklebt.
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In einer weiteren Ausbildung der
Erfindung weist die mindestens eine Lamelle des Projektionsbereiches
mindestens einen Bereich veränderbarer Lichttransmission
und/oder Diffusität
auf. Der Bereich veränderbarer
Lichttransmissionen bzw. Diffusität kann durch elektrochrome
Materialien, Flüssigkristalle
und/oder thermotrophe Schichten ausgebildet sein. Durch derart in
ihren optischen Eigenschaften veränderbare Lamellen kann die
Projektionsfläche bzw.
Bereiche der Projektionsfläche
individuell an die Tageslichtbedingungen und/oder das Projektionsmaterial
angepasst werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform
des Fassadenelementes weist die mindestens eine Lamelle der Projektionsfläche mindestens
einen lichtemittierenden Bereich auf. Dieser lichtemittierende Bereich
kann beispielsweise als LCD-, LED-, Plasma-, Leuchtstoff- und/oder
Laserdisplay ausgebildet sein. Auch die Anwendung anderer lichtemittierender
Technologien ist hier möglich.
Ein solcher lichtemittierender Bereich kann selbstständig eine
Lichtprojektion projizieren, so dass ein separater Projektor eingespart
werden kann. Die Projektionsfläche
wird so selbst zum Projektor und kann Bilder und Videos vollflächig darstellen.
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Zur Ausrichtung und Verstellung der
mindestens einen Lamelle kann ein mit der Lamelle wirkverbundenes
Antriebsmittel, insbesondere ein Elektromotor oder ein Servoantrieb,
vorgesehen sein. Mit Vorteil sind hierbei mindestens zwei Lamellen über mindestens
ein Verbindungsmittel miteinander und mit dem mindestens einen Antriebsmittel
wirkverbunden. Hierdurch können
mehrere Lamellen mit einem einzigen Antriebsmittel verstellt werden,
was unter Kostengesichtspunkten wünschenswert ist. Einzelne Fassadenbereiche
können so
zu Einheiten zusammengefasst werden, die über ein einziges gemeinsames
Antriebsmittel verstellt werden können.
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Zur Steuerung des mindestens einen
Antriebsmittels ist mit Vorteil eine Steuervorrichtung vorgesehen.
Diese Steuervorrichtung kann mit mindestens einem Sensor zur Messung
des Lichteinfalles kommunizieren. Durch eine solche Steuervorrichtung mit
Lichtsensor kann beispielsweise bewirkt werden, dass die Lamellen
je nach Lichteinfall bzw. je nach Sonnenstand derart eingestellt
werden, dass im Innenbereich des Gebäudes eine gleichbleibende oder gesteuerte
Lichtintensität
vorherrscht. Die Steuervorrichtung dient hierbei durch Steuerung
der Lamellen sowohl zur Steuerung des durch das Fassadenelement
einfallenden Tageslichtes, als auch zur Herstellung der Projektionsfläche, wenn
eine Lichtprojektion durchgeführt
werden soll. Die Steuervorrichtung ist weiterhin vorteilhaft mit
einer zentralen Mediensteuerung verbindbar, die zur Steuerung der
Lichtprojektion dient. Von dieser zentralen Mediensteuerung aus kann
ebenfalls der Befehl zum Öffnen
oder Schließen der
Lamellen ausgesendet werden. Die Lamellenstellung kann dabei auch
unter künstlerischen
Gesichtpunkten in die jeweilige Lichtprojektion einbezogen werden.
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Zum Schutz der Projektionsfläche kann
mindestens eine durchsichtige Schutzscheibe, insbesondere eine Glasscheibe,
vor der Projektionsfläche, oder
auch auf beiden Seiten der Projektionsfläche angeordnet sein.
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Zur Verbesserung der Projektionseigenschaften
und zur Vermeidung von Rückreflektionen eines
auf die Projektionsfläche
geworfenen Lichtbildes kann die mindestens eine Lamelle eine entspiegelte
Oberfläche
aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass das auf diese Oberfläche eintretende
Licht an der Oberfläche
nicht reflektiert wird und im Wesentlichen vollständig in
die Lamelle eintritt.
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Mit Vorteil weist die Lamelle eine
weitere, unter einem schrägen
Lichteinfall reflektierende Oberfläche auf. Hierdurch kann von
außerhalb
der Fassade in das Gebäude
eintretendes Licht in den Innenraum reflektiert werden und bestimmte
Bereiche des Innenraums mit Tageslicht ausgeleuchtet werden. Die
Lamelle ist dabei vorzugsweise so angeordnet, dass die entspiegelte
Oberfläche
auf der Innenseite des Fassadenelements und die reflektierende Oberfläche auf
der Außenseite
des Fassadenelements, jeweils gesehen bezüglich des Gebäudes, angeordnet
ist. Hierdurch werden sowohl die Projektionseigenschaften als auch
die Eigenschaften des Fassadenelementes zum Lichteintritt in das
Gebäude
verbessert.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch
ein Fassadensystem für
eine Fassade eines Bauwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
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Hierbei weist das Fassadensystem
eine Projektionsfläche
zur Abbildung einer Lichtprojektion auf. Erfindungsgemäß weist
die Projektionsfläche dabei
mindestens eines der oben beschriebenen Fassadenelemente auf. Das
Fassadensystem weist also mindestens eine in ihrer Ausrichtung relativ
zur Fassadenebene veränderbare
Lamelle auf, die die Projektionsfläche ausbildet.
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Das Fassadensystem weist zur Projektion
einer Lichtprojektion auf die Projektionsfläche mindestens ein Projektionsmittel
auf, das mit Vorteil ein Videoprojektor sein kann. Das mindestens
eine Projektionsmittel kann auf der Innenseite der Fassade so angeordnet
sein, dass die Abbildung der Projektionen auf der Außenseite
der Fassade auf der Projektionsfläche betrachtbar ist. Mit anderen
Worten kann es sich hier also um eine Rückprojektion handeln. Die Projektionsfläche 3 wirkt
hier wie eine Mattscheibe auf der die Projektionen zu sehen sind.
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Da die Projektionsfläche in modernen
Fassaden nicht zwangsläufig
in einer Ebene liegt, sondern auch Bereiche oder Abschnitte unterschiedlicher Ausrichtung
aufweisen kann, kann zur Anpassung der Lichtprojektion an die räumliche
Ausbildung der Projektionsfläche
mindestens ein Anpassungsmittel vorgesehen sein. Das Anpassungsmittel
kann dabei ein räumlich
ausgestalteter Spiegel, eine Linsenoptik und/oder ein Softwaremittel
sein. Durch diese Anpassungsmittel kann eine verzerrungsfreie Projektion
auf dem jeweiligen Bereich der Projektionsfläche unabhängig von deren räumlicher
Ausprägung
und Ausrichtung erreicht werden.
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Um auch größere Fassadenbereiche mit einer
Lichtprojektion bespielen zu können,
sind mindestens zwei Projektionsmittel vorgesehen, deren Projektionsbereiche
zur Ausleuchtung der gesamten Projektionsfläche der Fassade im Wesentlichen
aneinander anschließen.
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Zur Koordination der einzelnen Projektionsmittel,
der Lamellensteuerung und der optischen Anpassungsmittel kann eine
zentrale Mediensteuerung vorgesehen sein.
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Um den Projektionsbetrieb und die
Steuerung der Lamellen koordinieren zu können, ist vorteilhaft mindestens
eine zentrale Steuervorrichtung zur Steuerung der Ausrichtung der
Lamellen vorgesehen.
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Zum Schutz der Projektionsfläche und
der darin angeordneten empfindlichen Lamellen kann mindestens eine
durchsichtige Scheibe, insbesondere eine Glasscheibe, im Innenbereich und/oder
dem Außenbereich
der Projektionsfläche
angeordnet sein.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
der Zeichnungen der Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 – ein erfindungsgemäßes Fassadenelement
in einer Draufsicht;
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2 – das Fassadenelement
aus 1 in einem Querschnitt,
wobei die Lamellen eine geschlossene Projektionsfläche ausbilden;
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3 – das erfindungsgemäße Fassadenelement
der 1 und 2 in einer Situation, in
der die Lamellen geöffnet
sind;
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4 – eine Detaildarstellung
der die Projektionsfläche
ausmachenden Lamellen der 1 bis 3;
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5 – eine Schnittdarstellung
durch eine einzige Lamelle;
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6 – eine Draufsicht
auf eine Fassade mit einer Projektionsfläche;
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7 – einen
Querschnitt durch die Fassade gemäß 6; und
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8 – eine schematische
Darstellung des Strahlengangs von einem Projektionsmittel zur Projektionsfläche.
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In 1 ist
schematisch eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fassadenelement 1 gezeigt. Eine
Projektions fläche 3 wird
durch eine Mehrzahl in ihrer Ausrichtung bezüglich der Fassadenebene 9 verstellbarer
Lamellen 2 ausgebildet. Die Lamellen 2 sind in
dieser Ausführung
des Fassadenelementes 1 in einem Rahmen 10 angeordnet
und können
um ihre Drehachsen 22 derart verschwenkt werden, dass ihre
Ausrichtung relativ zur Fassadenebene 9 verstellt wird.
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Zur Verstellung der Ausrichtung der
Lamellen 2 bzw. ihrer Verschwenkung um die jeweiligen Drehachsen 22 sind
hier exemplarisch Antriebsmittel in Form von Elektromotoren 60 eingezeichnet,
die auf die Lamellen 2 wirken. Weiterhin ist ein Verbindungsmittel 65 gezeigt,
mit dem die drei unteren in der 1 gezeigten
Lamellen 2 miteinander verbunden sind, so dass diese über ein
einziges Antriebsmittel 60' gemeinsam
verstellt werden können.
Dieses Antriebsmittel 60' wird
weiterhin über
eine Steuervorrichtung 70 angesteuert, die mit einem Sensor 75 kommuniziert,
der den Lichteinfallwinkel bzw. die Lichtintensität misst.
Entsprechend dem Lichteinfall bzw. dem Lichteinfallwinkel kann dann
die Stellung der Lamellen 2 derart beeinflusst werden,
dass der Lichteintritt in ein von der Fassade abgeschlossenes Gebäude geregelt
wird. Von der Steuereinrichtung 70 kann dabei entweder
eine vorgegebene Lichtintensität
im Innenraum aufrecht erhalten werden, oder aber die Lichtintensität gemäß einer
bestimmten Intensitätskurve
gesteuert werden.
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In der 2 ist
das Fassadenelement der 1 schematisch
in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei in der gezeigten Stellung
die Lamellen 2 vollständig
geschlossen sind, so dass sich eine durchgehende, plane Projektionsfläche 3 ergibt.
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In dieser Stellung der Lamellen 2 kann
eine Lichtprojektion 40 auf die Projektionsfläche 3 erfolgen,
die dann auf der Projektionsfläche 3 abgebildet wird.
Zum Schutz der Lamel len 2 ist im Innenbereich der Fassade
eine Schutzscheibe 5 angeordnet.
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In 3 ist
die Schnittdarstellung der 2 noch
einmal aufgegriffen, wobei hier allerdings eine Stellung der Lamellen 2 gezeigt
ist, bei der Tageslicht 45 in den Innenraum des Gebäudes eintritt.
Die Lamellen 2 sind hierbei um 90° gegenüber der Stellung der 2 gedreht und daher vollkommen
geöffnet.
In dieser Stellung der Lamellen 2 wird das Tageslicht 45 teilweise
in bestimmte Bereiche des Innenraumes des Gebäudes reflektiert.
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4 zeigt
eine Detaildarstellung der Projektionsfläche 3. In dieser Figur
sind wiederum zwei unterschiedliche Situationen gezeigt, bei der
die Lamellen 2 einmal geschlossen und einmal offen eingezeichnet
sind. Bei geschlossenen Lamellen 2, was hier durch die
gestreiften Lamellen angedeutet ist, ist die Projektionsfläche 3 vollkommen
geschlossen und bildet eine plane Oberfläche aus. Um ein sauberes Anschließen der
einzelnen Lamellen aneinander zu ermöglichen, sind die Endflächen 21 der
Lamellen 2 angeschrägt
bzw. auf Gehrung geschnitten.
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Werden hingegen die Lamellen 2 um
ihre Drehachsen 22 verschwenkt, wie durch die nicht ausgefüllten Lamellen 2 der 3 gezeigt, so wird die Projektionsfläche aufgebrochen
und Licht kann von der Außenseite
eintreten bzw. auf der Innenseite des Gebäudes stehende Beobachter können auch
in dem Bereich, in dem die Projektionsfläche angeordnet ist, aus dem
Gebäude
hinaus blicken.
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In 5 ist
eine Schnittdarstellung durch eine Lamelle 2 gezeigt. In
dieser vorteilhaften Ausführungsform
sind zwei durchsichtige Glasscheiben 200 vorgesehen, zwischen
denen eine Folie 210 eingebettet ist. Die Glasscheiben 200 sind dabei
jeweils mit der Folie 210 verklebt. Die Folie 210 bestimmt hier
den Transmissionsgrad des Lichtes und ebenso den Grad der diffusen
Streuung des durch die Lamelle 2 hindurchtretenden Lichtes.
Durch diese Konstruktion können
die Lamellen kostengünstig
hergestellt werden, da ein Einfärben
bzw. Eintrüben
oder Anschleifen der Lamellen nicht notwendig ist. Die notwendige
Beschränkung
in Transmission und die Erzeugung einer Diffusität wird in der Folie 210 hervorgerufen.
Die Folie 210 dient weiterhin dazu, dass beim Zerbrechen
einer oder beider Glasscheiben 200 die Lamelle 2 dennoch
nicht aus ihrer Halterung fällt
oder Einzelteile der Glasscheiben 200 herabfallen und möglicherweise
Menschen verletzen können. Diese
Anordnung entspricht im Prinzip einem Verbundglas.
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Die in der 5 gezeigte Lamelle hat auf ihrer Außenseite
eine bei schrägem
Lichteinfall reflektierende Oberfläche 220. Diese reflektierende
Oberfläche 220 dient
dazu, bei Lichteinfall von außen
das einfallende Tageslicht in einen Raum des Gebäudes hinein zu reflektieren.
Auf der Innenseite des Fassadenelements kann die Lamelle eine entspiegelte Oberfläche 230 aufweisen.
Durch diese entspiegelte Oberfläche 230 kann
eine Lichtprojektion vollständig in
die Lamelle 2 eintreten. Hierdurch werden Rückreflektionen
des zu Abzubildenden Lichtbildes in einen Raum des Gebäudes vermieden.
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In den 6 und 7 ist eine vollständige Fassade 100 gezeigt.
Die Fassade 100 weist mehrere Fassadenelemente auf, die
sich zu einer durchgehenden Projektionsfläche 3 zusammensetzen.
In der Schnittdarstellung der 7 sind
unterschiedliche Ebenen 110 bzw. Stockwerke des Gebäudes gezeigt. Jeweils
in den Decken dieser Ebenen 110 ist ein Projektor 8 angebracht,
der in einem Projektionsbereich 80 die Projektionsfläche 3 der
Fassade 100 bespielt.
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Die einzelnen Projektionsbereiche 80 sind
in 6 noch einmal in
einer Vorderansicht der Fassade 100 gezeigt. Hier ist deutlich
zu erkennen, dass die Projektionsbereiche 80 aneinander
anschließen, um
die gesamte Projektionsfläche 3 der
Fassade 100 mit einer Lichtprojektion bespielen zu können. Auf der
Innenseite der Projektionsfläche 3 ist
wiederum eine Schutzscheibe 5 angeordnet. Die einzelnen
Lamellen der Projektionsfläche 3 sind über eine
zentrale Steuereinheit 700 verstellbar.
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In 8 ist
eine schematische Darstellung des Strahlengangs von einem in der
Gebäudedecke 110 eingebauten
Videoprojektor 8 zur Projektionsfläche 3 gezeigt. Der
Videoprojektor 8 weist hier eine Linsenoptik 810 auf,
durch die die vom Videoprojektor 8 erzeugte Projektion
hindurch abgebildet wird. Diese Linsenoptik 810 kann bereits
die Projektion für die
Projektionsfläche 3 anpassen,
beispielsweise durch eine anamorphe Optik. Die Projektion kann dann über zwei
Spiegel 820, 830 auf die Projektionsfläche 3 projiziert
werden. Der Spiegel 830 kann dabei die Geometrie der Projektionsfläche 3 genau nachbilden,
also beispielsweise bei einer gewölbten Projektionsfläche 3 die
gleiche Wölbung
aufweisen. Durch eine geschickte sphärische Ausbildung des Spiegels 830 kann
hier eine verzerrungsfreie Abbildung erreicht werden. Weiterhin
kann ein Softwaremittel 840 vorgesehen sein, das die Projektion
ebenfalls entzerrt. Die einzelnen Maßnahmen zur Anpassung der Projektion
an die Projektionsfläche
können in
jeder möglichen
Kombination oder auch in Alleinstellung verwendet werden.
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Zusammenfassend ist das erfindungsgemäße Prinzip
des Fassadensystems bzw. des Fassadenelementes so zu fassen, dass
einzelne Lamellen vorgesehen sind, die eine Projektionsfläche ausbilden,
auf der durch Projektion eine Lichtprojekti on abgebildet werden
kann. Die Lamellen sind in ihrer Ausrichtung bzw. Orientierung gegenüber der
Fassadenebene verstellbar. Tagsüber,
oder wenn ein Projektionsbetrieb nicht gewünscht ist, können die
Lamellen daher geöffnet
werden, so dass ein Durchblick durch die Projektionsfläche hindurch
möglich
ist.