DE3324527C1

DE3324527C1 - Vorrichtung zur Simulierung des veränderlichen Sonnenstandes und der Sonneneinstrahlung an verkleinerten Modellen

Info

Publication number: DE3324527C1
Application number: DE3324527A
Authority: DE
Inventors: Gunther 6200 Wiesbaden Hastrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1983-07-06
Publication date: 1985-05-23

Description

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht die Vorrichtung aus einem senkrechten Ständer 7, an dem ein Modellträger 4 in Form einer Platte, die rund oder eckig ausgebildet sein kann, befestigt ist Auf der Oberseite des Modellträgers im Zentrum ist ein Modell schematisch dargestellt Zusätzlich ist innerhalb des Lichtkegek;ein Meßgerät 11 zur Bestimmung des jeweils simulierten Sonnenstands in Form einer Art Sonnenuhr gemäß der DE-OS 29 16302 angeordnet Unterhalb des Modellträgers 4 ist am senkrechten Ständer ein Gestänge 2 drehbar gelagert, das an seinem anderen Ende die Lichtquelle 1 hält Die Lichtquelle 1 enthält u. a einen Parabolreflektor zur Erzeugung von annähernd parallelem Licht Das Gestänge ist in sich unbeweglich und weist fest miteinander verbundene Arme auf, wobei zweckmäßigerweise der Arm 10, der an seinem Ende drehbar an dem Ständer 7 des Modellträgers 4 gelagert ist, keine Krümmung aufweisen sollte, um den Schwenkbereich der Beleuchtungseinrichtung, bestehend aus Gestänge 2 und Lichtquelle I,nicht zu beschränken.
Die Lichtquelle 1 ist so an dem Gestänge 2 befestigt, daß das Lichtbündel immer auf den Modellträgermittelpunkt gerichtet bleibt Die Lagerung des Gestänges 2 an dem Ständer 7 des Modellträgers 4 erfolgt derart, daß die Lichtquelle 1 eine Drehbewegung auf einem Vollkreis um das Zentrum des Modellträgers und eine Schwenkbewegung zwischen der horizontalen Modellträgerachse und der vertikalen Achse durch das Zentrum des Modellträgers auf einem Viertelkreisbogen erlaubt. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß eine Hülse 8 drehbar um den senkrechten Ständer 7 des Modellträgers 4 angeordnet ist, um die Drehbewegung auf einem Vollkreis um das Zentrum des Modellträgers zu erlauben. Für die Schwenkbewegung der Lichtquelle kann das Gestänge drehbar an einem außen an der Hülse 8 angeordneten horizontalen Zapfen 9 gelagert sein.
Die Schwenkbewegung ist in F i g. 1 durch den Pfeil B gekennzeichnet und die Drehbewegung in F i g. 2 durch den Pfeil A. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 1 zum Gestänge 2 so angeordnet, daß bei horizontalem Arm 10 der Mittelpunkt der Lichtquelle auf der vertikalen Achse durch das Zentrum des Modellträgers liegt. Dies erleichtert die Herstellung und die Arbeitsweise mit der Vorrichtung, jedoch ist auch eine andere Armstellung möglich, wenn die Lichtquelle sich genau über dem Zentrum 3 des Modellträgers 4 befindet Für eine optimale Ausleuchtung des Modellträgers ist es unbedingt notwendig, den Drehpunkt für die Lichtquelle so nahe wie möglich an dem Zentrum 3 des Modellträgers anzuordnen.
Durch Bewegen der Lichtquelle 1 unter Beobachtung der Veränderungen auf dem Meßgerät 11 kann mittels dieser Vorrichtung nun jeder gewünschte Sonnenstand sofort simuliert werden. Durch einfache und bekannte Federmechanismen oder Gegengewichten kann erreicht werden, daß die Vorrichtung, dabei insbesondere die Lichtquelle, immer die eingenommene Position beibehält.
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Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Simulierung des verãnderlichen Sonnenstandes und der Sonneneinstrahlung an verkleinerten Modellen, die auf einem Modelltrãger aufgebaut sind, mit einer im wesentlichen auf einer Halbkugelfläche über dem Zentrum des Modellträgers bewegbaren Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle zum Aussenden von im wesentlichen parallelen Lichtes auf das Zentrum des Modellträgers, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) über ein unmittelbar unter dem Zentrum (3) des Modellträgers (4) befestigtes Gestänge (2) aus fest miteinander verbundenen Armen auf einer horizontalen (5) und einer vertikalen (6) Achse schwenkbar gelagert ist, so daß die Lichtquelle (I) eine Drehbewegung auf einen Vollkreis um das Zentrum (3) des Modellträgers (4) und eine Schwenkbewegung zwischen der horizontalen Modellträgerachse und der vertikalen Achse durch das Zentrum des Modellträgers auf einen Winkelkreisbogen erlaubt 2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Lagerung mittels einer am senkrechten Ständer (7) des Modellträgers angeordneten drehbaren Hülse (8) und mittels außen an der Hülse angebrachten horizontalen Zapfen (9) erfolgt 3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler Stellung des am Ständer (7) des Modellträgers (4) gelagerten unteren Armes (10) die Lichtquelle (1) senkrecht über dem Zentrum (3) des Modellträgers (4) steht 4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Bestimmung des jeweils simulierten Sonnenstandes mit einem auf dem Modellträger angeordneten Meßgebrät (11) in der Art einer Sonnenuhr versehen ist Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei der Bauplanung spielen Energie- und Belichtungsprobleme eine zunehmend stärkere Rolle, da durch eine Gebäudeorientierung, durch Grundrisse, Fensteranordnung usw. eine beträchtliche Energieeinsparung erzielt werden kann. Bisher hat diese Planung jedoch kaum stattgefunden, so daß in der Mehrzahl der Gebäude unter diesem Gesichtspunkt Energie verschwendet wird Eine energetisch sinnvolle Gebäudeorientierung wurde bisher anhand von mehr oder weniger aufwendigen Zeichnungen, zuweilen auch mittels Computersimulation, oder einfach nur über den Daumen geplant Es sind außerdem aufwendige Geräte (Heliographen) bekannt, die an Architekturmodellen die Licht- und Schattenverhältnisse zu jeder Tages- und Jahreszeit, sowie an jedem denkbaren geographischen Ort simulieren können. Die Lichtquelle wird hierbei über ein derart aufwendiges System von Getrieben und Achsen entsprechend der kosmischen Geometrie geführt, so daß das Gerät sehr teuer ist und auch aufgrund der verhältnismäßig komplizierten Konstruktion eine Serienherstellung nicht wesentlich verbilligen würde. Außerdem ist das Gerät un- handlich und schwer.

Aus der DE-OS 2643647 ist eine Vorrichtung bekannt, die ebenfalls unter Beachtung der geometrischen Rahmenbedingungen für den Sonnenlauf entwickelt wurde. Diese Vorrichtung ist ebenso aufwendig konstruiert und muß im übrigen stationär betrieben werden.

Alle Vorrichtungen, die die geometrischen Grundlagen des Sonnenlaufs zum Vorbild haben, sind relativ aufwendig zu konstruieren, da drei Achsen (geographische Breite, Jahreszeit, Tageszeit) sich in einem Punkt durchdringen und jeweils separat gesteuert werden müssen Abhilfe dahingegen liefert die DE-OS 29 16302, in der eine Art Anzeigegerät offenbart ist, bei dem die geographische Breite eingestellt wird und die Jahres-und Tageszeit im Prinzip einer Sonnenuhr abgelesen werden Allein mit diesem Anzeigegerät unter Zuhilfenahme einer Leuchtquelle ist jeder gewünschte Sonnenstand simulierbar. Jedoch ist die Handhabung sehr aufwendig, da eine Stehlampe um das Objekt herum horizontal und vertikal bewegt werden muß. Die Justierung ist nicht einfach und das Ergebnis ungenau, da paralleles Licht notwendig wäre, was einen mindestens 40 cm großen Parabolreflektor notwendig macht Auch aus den CH-PS 404248 und 497011 sind Vorrichtungen bekannt, die dieses Gebiet betreffen. Bei diesen Vorrichtungen erfolgt jedoch eine Bewegung des Gebäudemodells anstelle der Bewegung der Lichtquelle, sodaß dadurch die Konstruktion wiederum sehr aufwendig ist Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine einfache und schnelle Handhabung erlaubt und kostengünstig herzustellen ist Die Aufgabe für eine Vorrichtung der eingangs charakterisierten Art wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen Die Vorteile der Vorrichtungen liegen darin, daß sie eine einfache und schnelle Handhabung gewährleistet, da der gewünschte Sonnenstand im Gegensatz zu den bereits bekannten Vorrichtungen, die die Drehung verschiedener Achsen erforderlich machen, unmittelbar simuliert werden kann. Desweiteren bringt die einfache und leichte Konstruktion enorme Kostenvorteile. Der geringe Platzbedarf und das geringe Gewicht gewährleisten eine hohe Mobilität und den Einsatz auch in kleineren Büros, ohne zusätzlichen Raum bereitstellen zu müssen, so daß der Erwerb für viele Architekten, Bauingenieure, Solarforscher etc. interessant ist Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung sowie mögliche Änderungen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen stellen dar: F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und F i g. 2 eine perspektivische Draufsicht auf die Vorrichtung.