DE3227118C2 - Fenster - Google Patents

Abstract

Bei Dachfenstern mit beliebiger Neigung und Ausrichtung soll eine möglichst ganzjährige Sonnenausblendung mit einer guten Durchlässigkeit für Tageslicht verbunden werden. Hierzu dient eine außen ebene Prismenscheibe, die auf der Innenseite parallel zueinander liegende Prismenstäbe (P) mit einer unverspiegelten Kathetenfläche (P1) hat. Erfindungsgemäß ist die andere Kathetenfläche (P2) verspiegelt und bildet mit der unverspiegelten einen rechten Winkel. Ferner verlaufen die Prismenstäbe senkrecht zu derjenigen Schnittlinie (L), die von derjenigen Schnittebene (M) bestimmt ist, in der die Sonnenstrahlen am längsten Tag den höchsten Einfallwinkel δ ↓m ↓a ↓x bezogen auf die Fensterebene (F) aufweisen. Für den Basiswinkel α der unverspiegelten Kathetenfläche (P1) läßt sich dann ein Wert angeben, bei dem die Ausblendbedingung bei optimaler Tageslichtdurchlässigkeit erfüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fenster gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein solches Fenster ist aus der DE 26 15 379 bekannt. Die außen ebene Prismenplatte hat hierbei auf der Innenseite horizontale, parallel zueinander verlaufenden Prismen mit dreieckigem Querschnitt, wobei eine Kathete mit der Außenfläche einen spitzen Winkel einschließt; die andere Kathete ist jedoch weder spiegelnd noch im rechten Winkel zur ersten angeordnet.

Eine solche Prismenplatte läßt das hohe, über einem bestimmten Grenzwinkel auftreffende Zenitlicht in den Raum eintreten und reflektiert das unter diesem Grenzwinkel auftreffende Licht, also insbesondere das direkte Sonnenlicht. Das gilt jedoch streng nur für eine Querschnittsebene senkrecht zu der Oberfläche und zu der Längsachse der Prismenplatte. Über die Ausblendeigenschaften der bekannten Prismenplatte quer zu der Längsachse der Prismenstäbe sowie eine gezielte Zu-Ordnung zu der Sonnenbahn — insbesondere bei geneigter Fensterfläche — finden sich keine Anhaltspunkte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Fenster vorgegebener Neigung und Ausrichtung den Durchtritt von Sonnenstrahlen in einer Sperrzeit zwischen zwei Zeitpunkten eines Bezugstages zu vermeiden, die Lichtdurchlässigkeit im übrigen aber so wenig wie möglich zu beeinträchtigen. Insbesondere soll der Sperrbereich der Prismenplatte nicht größer sein, als es im Hinblick auf die vollständige Ausblendung der Sonne in dem Sperrbereich des Bezugstages erforderlich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Ausblendkurve eines solchen Fensters in einem Besonnungsdiagramm gleichartig verläuft wie die Bahnkurven der Sonne, daß sich ferner durch geeignete Wahl des Achswinkels der Prismenstäbe die Mittelachse der Ausbbndkurve relativ zur Mittelachse der Sonnenbahn schwenken und daß sich ferner die Ausblendkurve durch entsprechende Wahl des Basiswinkels der Prismenstäbe sehr dicht an die Bahnkurve heranrükken läßt. Dadurch ist eine Minimierung der Fläche zwischen Aüsblendkurve und Bahnkurve möglich, so daß das Fenster ein Maximum an Tageslicht durchläßt.

!n der Regel wird als Bezugstag für die Ausblendbedingung der längste Tag des Jahres mi.* dem höchst möglichen Sonnenstand gewählt; es ist dann während des ganzen Jahres eine vollständige Ausblendung der Sonne gewährleistet.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 schematisch ein Fenster mit den Bestimmungsgrößen.

F i g. 2 ein Besonnungsdiagramm mit Bahnkurve B' und Ausblendkurve A, sowie

F i g. 3 eine Schar von Ausblendkurven für einen Prismensiab mit unterschiedlichem Basiswinkel.

In Fig. 1 ist ein Dachfenster mit der Fensterfläche F schematisch dargestellt, wobei diese Fensterfläche gegenüber der Horizontalebene H um den Winkel β geneigt und in der angegebenen Weise gegen Süd-Ost ausgerichtet ist. Die Fensterfläche Fwird von einer Pnsmenplatte ausgefüllt, die auf der Außenseite eine ebene Basisfläche PO und auf der Innenseite lückenlos aneinandergrenzende Prismenstäbe P mit den rechtwinklig zueinander verlaufenden Kalhetenflächei Pi und P2 aufweist (vgl. das vergrößerte Schnittbild in der Verlängerung der Schnittlinie Lin Fig. 1).

Die Längsachsen der Prismenstäbe P verlaufen senkrecht zu einer Schnittlinie L und schließen somit einen Achswinkel γ — gemessen in der Fensterebene F — mit der horizontalen Begrenzungskante K ein. Die Schnittlinie L ist gegeben durch den Schnitt der Fensterfläche F mit derjenigen auf ihr senkrecht stehenden Bezugsebene F.. in der der größte Höhenwinkel der Sonne an dem Bezugsiag und innerhalb des Sperrbereiches auftritt, und zwar gemessen in der Bezugsebene E gegen die Schnittlinie L Die Bahnkurve der Sonne am Bezugstag ist in F i g. 1 mit B bezeichnet.

Eine der Kathetenflächen, nämlich Pl, der Prismenstäbe P ist auf der Innenseite verspiegelt. Die Prismenstäbe sind so angeordnet, daß die Spitze des größten Höhenwinkels yjmax auf die verspiegelte Kathetenfläche P2 hinweist.

Fig. 2 zeigt qualitativ den Verlauf der Sonnenbahn B': Sie gibt den jeweiligen Höhenwinkel ψ eines Sonnenstrahles D gemessen in der auf der Fensterebene E senkrechten Bezugsebene abhängig von dem Winkel χ

der Schnittlinie L dieser Bezugsebene mit der Fensterebene gemessen gegen dia Horizontalkante K (entsprechend den Definitionen für die Bezugsebene E in Fig.l).

Aus Fig.2 läßt sich nun der größte Höhenwinkel ■ymiax und der Winkel xmax der zugehörigen Bezugsebene, in der dieser größte Höhenwinkel auftritt, ablesen. Damit ist bereits der optimale Achswinkel γ der Prismenstäbe bestimmt

Die Ausblendkurve Λ muß nun — zumindest it. dem gewünschten Sperrbereich — oberhalb der Bahnkurve B' verlaufen: Das gesamte Gebiet unterhalb dieser Ausblendkurve A ist dann der Sperrbereich, in dem die Prismenplatte kein Licht durchläßt Der über der Bahnkurve B'des Bezugstages liegende Teil dieses Sperrbereiches sollte möglichst klein sein, damit möglichst viel Tageslicht durchgelassen wird. Dies ist durch geeignete Wahl des Basiswinkels tx der Prismenstäbe möglich: Hierzu werden die Ausblendkurven von Prismenstäben mit unterschiedlichem Basiswinkel gemäß F i g. 3 aufgenommen und dann mit der auszublendenden Bahnkurve verglichen, wobei die Kurvenschar nach F i g. 3 so gedreht wird, daß sich die Symmetrielinie M' mit der Symmetrielinie M der Bahnkurve B' in Fig.l deckt: Die beiden Diagramme sind dann unmittelbar vergleichbar, weil sie für denselben Bezugswinkel χ der Bezugsebene E einmal den Höhenwinkel ψ der Sonne in dieser Bezugsebene und zum anderen den Ausblendwinkel eines senkrecht zu dieser Bezugsebene E verlaufenden Prismenstabes ^wiedergeben.

Es ist daher jetzt nur noch die der Bahnkurve ß'am nächsten liegende Ausblendkurve A auszusuchen, der in diesem Fall ein Basiswinkel cc von 34° zugeordnet ist. Offensichtlich könnte der Abstand zwischen Ausblend- und Bahnkurve durch Wahl eines noch etwas geringeren Basiswinkels weiter reduziert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fenster mit einer parallel zur Fensterebene (F) angeordneten Prismenplatte, die außen eine ebene Basisfläche (PO) und auf der Innenseite nebeneinander und parallel zueinander verlaufende Prismenstäbe (P) aufweist, die sich über die gesamte Fensteröffnung erstrecken, wobei eine unverspiegelte Kathetenfläche ('Pl) jedes Prismenstabes einen spitzen Basiswinkel (<*) mit der Basisfläche (PO) einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kathetenfläche (P 2) jedes Prismenstabes (P) verspiegelt ist und senkrecht auf der unverspiegelten Kathetenfläche (P 1) steht, daß bei einer Fensterebene (F), die mit der Horizontalen einen vorgegebenen Neigungswinkel (ß) einschließt, die Prismenstäbe (P) so angeordnet sind, daß die Spitze des Höhenwinkels (ψ) der Sonnenstrahlen, gemessen gegen die Fensterebene (F) in einer auf ihr senkrecht stehenden Bezugsebene (E), beim höchsten auszublendenden Sonnenstand gegen die verspiegelte Kathetenfläche (P2) zeigt, und daß der Basiswinkel (λ) zwischen der unverspiegelten Kalhetenfläche (Pt) und der Basisfläche (PO) jedes Prismenstabes (P) so groß gewählt ist, daß das Fenster an einem vorgegebenen Bezugstag in einer Sperrzeit keine Sonnenstrahlen durchläßt.

2. Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Prismenstäben (P) und einer Schnittlinie (L) in der Fensterebene (F) 90° ±15°. insbesondere 90° + 5° beträgt, wobei die Schnittlinie (L) bestimmt ist durch diejenige Bezugsebene (E). in der am Bezugstag der größte Höhenwinke! (y;ma^auftritt.

3. Fenster nach Anspruch 2. gekennzeichnet durch einen solchen Basiswinkel (λ) der Prismenstäbe, daß die Fläche zwischen der Bahnkurve (B') der Sonne und der Ausblendkurve (A) der Prismen im Besonnungsdiagramm im Sperrbereich des Bezugstages den kleinstmöglichen Wert hat.

4. Fenster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugstag der längste Tag des Jahres ist.

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