DE3906229A1 - Daylight system assisted by indirect lighting - Google Patents
Daylight system assisted by indirect lightingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tageslichtlenksystem in Dach und Fassade bestehend aus einer Vielzahl einzelner, sich einer Längsachse nach erstreckender Reflektoren, die mit Abstand zueinander und parallel sowie horizontal angeordnet sind und einem Indirektbe leuchtungssystem bestehend aus mindestens einer Lampe und mindestens einem nach oben gerichtetem Reflektor, das im Raumin neren angeordnet ist.The invention relates to a daylight control system in the roof and facade consisting of a large number of individual, one longitudinal axis after extending reflectors that are spaced from each other and are arranged parallel and horizontally and an indirect lighting system consisting of at least one lamp and at least one reflector pointing upwards, which is in the room is arranged.
Es ist bekannt, Tageslichtlenksysteme so auszubilden, daß das Tageslicht an die Decke reflektiert wird. (z.B. DBZ 2/89, S. 205 bis 208, Wärmetechnik 7/1987, Siemensprospekt Al9100-J22-A260 und A19100-J22-A245). Es ist weiterhin bekannt, Indirektbeleuch tungssysteme, bestehend aus mindestens einer Lampe und einem Re flektionsschirm so auszubilden, daß das Licht im wesentlichen an die Decke reflektiert wird. Es ist weiterhin bekannt, Tages lichtsysteme der beschriebenen Art und Indirektbeleuchtungssysteme in einem Raum aufzustellen, so daß die gesamte Lichtversorgung im wesentlichen über die Decke erfolgt. Das Indirektbeleuchtungs system steht dabei frei im Raum oder wird an einer Wand befestigt. Der Nachteil dieser unabhängigen Anordnung von Indirektbeleuch tung und Tageslichtlenksystem ist die Übergangssituation zwischen Tageslichtversorgung tagsüber und Nachtsituation sowie trübe Tage, wo das Tageslicht nicht ganz ausreicht, um den Innenraum mit dem vorhandenen Tageslicht ausreichend zu belichten. Zu sol chen Zeiten wird das Indirektbeleuchtungssystem als "Nach situation" zugeschaltet, obwohl lediglich eine Unterstützung der Tageslichtversorgung ausreichen würde. Es wird also mehr Energie aufgewendet, als tatsächlich erforderlich wäre.It is known to design daylight guidance systems so that the Daylight is reflected on the ceiling. (e.g. DBZ 2/89, p. 205 to 208, heating technology 7/1987, Siemens brochure Al9100-J22-A260 and A19100-J22-A245). Indirect lighting is also known tion systems, consisting of at least one lamp and a Re training screen so that the light essentially is reflected on the ceiling. It is still known day lighting systems of the type described and indirect lighting systems set up in a room so that the entire light supply essentially done over the ceiling. The indirect lighting system stands freely in the room or is attached to a wall. The disadvantage of this independent arrangement of indirect lighting and daylight control system is the transition situation between Daylight supply during the day and at night as well as cloudy Days when daylight is not quite enough to cover the interior sufficient exposure with the available daylight. Too sol times, the indirect lighting system is called "After situation ", although only a support daylight would suffice. So it's getting more Spent energy than is actually required.
Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Indirekt beleuchtung unterstütztes Tageslichtsystem zu entwickeln, das ge eignet ist, die Tageslichtversorgung den tatsächlichen Lichtein strahlungen angepaßt zu verstärken. Diese Unterstützung soll so erfolgen, daß vom Raumerlebnis her keine Nachtsituation entsteht, die Tageslichtergänzung soll von der Lichteinfallsseite her in der Art der natürlichen Tageslichtversorgung erfolgen.The object of the invention is therefore an indirect one to develop lighting-assisted daylight systems, the ge is suitable, the daylight supply is the actual light adapted to amplify radiation. This support is said to be so ensure that no night situation arises from the spatial experience, the addition of daylight should come in from the light incidence side the type of natural daylight supply.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.The task is solved according to the characterizing part of the Main claim.
Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen in der energie einsparenden, optischen Kopplung der zwei Systeme und in dem architektonischen Raumerlebnis d.h. in der besonderen Lichtführung des Kunstlichtes über die Fensterfläche zum Innenraum.The advantage of the invention lies essentially in the energy saving, optical coupling of the two systems and in the architectural spatial experience i.e. in the special lighting of artificial light through the window surface to the interior.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 den perspektivischen Schnitt durch einen Innenraum mit dem Indirektbeleuchtung unterstützten Tageslichtsystem im oberen Bereich der Fensterwand. Fig. 1 shows the perspective section through an interior with the indirect lighting supported daylight system in the upper region of the window wall.
Fig. 2 einen Schnitt durch ein geneigtes Glasdach mit dem Tageslicht lenksystem und einer Indirektbeleuchtung. Fig. 2 shows a section through an inclined glass roof with the daylight steering system and indirect lighting.
Fig. 3 einen Schnitt durch ein steil geneigtes Dach mit einem Tages lichtlenksystem für Himmelsstrahlung und einem im Firstbereich ange ordnetem Indirektbeleuchtungssystem. Fig. 3 shows a section through a steeply sloping roof with a daylight control system for sky radiation and an indirect lighting system arranged in the ridge area.
Fig. 4 den Schnitt durch ein Indirektbeleuchtung unterstütztes Tages lichtlenksystem mit einem in einzelne Reflektorprofile aufgelöstem Reflektionsschirm der Indirektbeleuchtung. Fig. 4 shows the section through an indirect lighting supported daylight control system with a reflection screen of the indirect lighting dissolved in individual reflector profiles.
Fig. 1 zeigt den Schnitt durch einen Innenraum mit einer Fensterwand, die im oberen Teil 11 mit einem Tageslichtlenk system ausgerüstet ist. Dieses besteht aus den Reflektoren 14, die z.B. in dem Luftzwischenraum einer Isolierverglasung ein gebaut sind. In der Fassadenzone ist auf der Innenraumseite in einem Abstand von < 0,50 m eine Indirektbeleuchtung 10 ange bracht, die aus einer Lampe 13 und einem Reflexionsschirm 12 besteht. Der Reflektor bzw. Reflexionsschirm ist auf seiner Oberseite reflektierend z.B. weiß oder spiegelnd oder aus Alumi nium oder einer andersartig metallisch glänzenden Oberfläche hergestellt. Fig. 1 shows the section through an interior with a window wall, which is equipped in the upper part 11 with a daylight steering system. This consists of the reflectors 14 , which are built, for example, in the air space of an insulating glazing. In the facade zone on the interior side at a distance of <0.50 m indirect lighting 10 is introduced , which consists of a lamp 13 and a reflection screen 12 . The reflector or reflective screen is reflective on its top, for example white or reflective or made of aluminum or some other metallic shiny surface.
Die Funktion des Tageslichtlenksystems besteht darin, den Fenster arbeitsplatz zu verschatten und das Licht an die Decke bzw. in die Tiefe des Raumes zu führen. In der erfindungsgemäßen Ausführungs art ist das Tageslichtlenksystem gleichzeitig dazu ausgebildet, das auf dieses auftreffende Kunstlicht der Lampe 13 in den Innen raum zu reflektieren. Das Tageslichtlenksystem 11 erfüllt damit eine Doppelfunktion: Es dient der Lenkung des von außen kommenden Tages lichtes und der Umlenkung des von Innen kommenden Kunstlichtes. Kunst- und Tageslicht stellen damit ein integriertes Sytem dar, dessen besonderer Vorteil in der Nachführung des Kunstlichtes liegt, d.h. in dem Maße wie das Tageslicht stärker oder schwächer wird, kann das Kunstlicht zugeschaltet oder abgeschaltet werden. Die Zuschaltung und Abschaltung des Tageslichtes muß stufenweise, d.h. über mehrere Lampen (Kaskadenschaltung) erfolgen oder über einen Dimmer. Unabhängig von der Tageslichtintensität kann damit ein "Tageslichtzustand" erhalten werden, ohne daß sofort auf eine Nachtsituation umgeschal tet werden muß, die mehr Energie verbraucht als für eine Ausleuchtung tagsüber tatsächlich erforderlich ist. Die tageslichtabhängige Re gelung kann von Hand erfolgen. Sinnvoll ist jedoch eine Regelung über eine Photozelle 50, die z.B. im Innenraum an dem raumtiefsten Punkt angeordnet ist.The function of the daylight control system is to shade the window workplace and to direct the light to the ceiling or to the depth of the room. In the embodiment according to the invention, the daylight guiding system is at the same time designed to reflect the artificial light of the lamp 13 striking this into the interior space. The daylight control system 11 thus fulfills a double function: it serves to direct the daylight coming from outside and to redirect the artificial light coming from inside. Artificial and daylight thus represent an integrated system, the particular advantage of which is the tracking of the artificial light, ie to the extent that daylight becomes stronger or weaker, the artificial light can be switched on or off. Daylight must be switched on and off in stages, ie using several lamps (cascade) or using a dimmer. Regardless of the daylight intensity, a "daylight state" can be obtained without having to immediately switch to a night situation that uses more energy than is actually required for daytime illumination. Daylight-dependent control can be done manually. However, it makes sense to regulate via a photocell 50 , which is arranged, for example, in the interior at the lowest point in the room.
Erfindungswesentliches Merkmal ist der enge räumlich -optische Zusammenhang zwischen Indirektbeleuchtung 10 und Fensterzone mit dem Lichtlenksystem 11. Fensterflächen werden in der Lichttechnik als "schwarze Flächen" angesehen, d.h. sie sind als Reflektoren un wirksam, das auf sie auftreffende Licht geht nach außen verloren. Die Erfindung sieht jedoch vor, daß gerade die Fensterfläche von unten "geflutet", d.h. mit Kunstlicht beaufschlagt wird. Hierbei ist es wichtig, daß das Kunstlicht von unten auf das Tageslichtsys tem flutet und ein enger räumlicher Zusammenhang zwischen Indirekt beleuchtung und Lichtlenksystem besteht. Würde das Licht aus einer anderen Position auf die Scheibe bzw. das Tageslichtlenksystem auftreffen, würde die Kunstlicht strahlung durch die Scheibe nach außen dringen können und ginge damit verloren.An essential feature of the invention is the close spatial-optical relationship between indirect lighting 10 and window zone with the light control system 11 . In lighting technology, window surfaces are viewed as "black surfaces", ie they are ineffective as reflectors, and the light that strikes them is lost to the outside. However, the invention provides that just the window surface is "flooded" from below, that is, it is subjected to artificial light. It is important that the artificial light floods from below onto the daylight system and that there is a close spatial connection between indirect lighting and the light control system. If the light were to strike the pane or the daylight-guiding system from a different position, the artificial light radiation would be able to penetrate through the pane and would be lost.
Fig. 2 stellt den Vertikalschnitt durch ein Dach dar. Das Licht lenksystem 18 ist wiederum zwischen zwei Scheiben eingebaut und besteht aus den Reflektoren 19, die als einzelne Reflektorpro file ausgebildet sind. Unterhalb des Lichtlenksystems ist in einem Abstand von maximal einem Meter eine Indirektbeleuchtung 16 angebracht, die aus einer Lampe 17 und einem Reflektor 15 in der Art eines Reflexionsschirms besteht. Die Indirektbeleuchtung 16 flutet wiederum das Licht von unten, bzw. schräg auf das Licht lenksystem 18. Würde die Indirektbeleuchtung in den Innenraum etwa in eine gestrichelt angedeutete Position 51 verschoben, wäre die erfindungsgemäße, vorteilhafte Wirkung nicht mehr gegeben: Das Kunstlicht würde zwischen dem Lichtlenksystem nach außen drin gen und verloren gehen. Fig. 2 shows the vertical section through a roof. The light steering system 18 is in turn installed between two panes and consists of the reflectors 19 , which are designed as a single reflector pro file. Indirect lighting 16 , which consists of a lamp 17 and a reflector 15 in the manner of a reflection screen, is attached below the light control system at a distance of at most one meter. The indirect lighting 16 in turn floods the light from below, or obliquely onto the light directing system 18 . If the indirect lighting were shifted into the interior, for example, into a position 51 indicated by a dashed line, the advantageous effect according to the invention would no longer exist: the artificial light would get in between the light control system and get lost.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Innenraum, bei dem das Tageslichtlenksystem so konstruiert ist, daß dieses durchlässig für die hohe Himmelsstrahlung 53, 54 ist. In diesem Fall ist das Indirektbeleuchtungssystem 55 oben installiert, das Kunstlicht wird von oben schräg auf das Lichtlenksystem geflutet. Fig. 3 shows a section through an interior, in which the daylight guiding system is designed so that it is transparent to the high sky radiation 53 , 54 . In this case, the indirect lighting system 55 is installed above, the artificial light is flooded obliquely from above onto the light control system.
Erfindungswesentliches Merkmal ist daher die Lichtflutung. Unter Lichtflutung wird die schräge Beaufschlagung des Tageslichtsystems im Gegensatz zu einer frontalen Bestrahlung des Tageslichtsystems aus einer Position 51 (Fig. 2) verstanden. Dabei kann das Indirekt licht von unten oder von oben fluten. In jedem Fall wird das Indi rektbeleuchtungssystem so installiert, daß das Tageslichtsystem aus einer Richtung geflutet wird, aus der der Himmel bzw. der Außenraum nicht sichtbar ist.An essential feature of the invention is therefore the light flooding. Light flooding is understood to mean the oblique application of the daylight system in contrast to frontal irradiation of the daylight system from a position 51 ( FIG. 2). The indirect light can flood from below or from above. In any case, the indirect lighting system is installed so that the daylight system is flooded from a direction from which the sky or the outside is not visible.
Das Lichtlenksystem ist in den Figurenzeichnungen grundsätzlich als ein System dargestellt, das aus einzelnen reflektierenden Pro filen besteht. Diese sind vollständig oder teilweise verspiegelt, je nachdem ob eine diffuse Lichtstreuung oder eine exakte Lichtlen kung gefordert wird. So sind z.B. die durch die Sonne direkt be aufschlagten Reflektorteile sinnvollerweise spiegelnd auszubilden, um eine exakte Kontrolle über den Lichtdurchgang ausüben zu können, während die durch das indirekte Licht beaufschlagten Reflektorteile z.B. weiß reflektierend ausgebildet sein könnten, wodurch eine diffuse Lichtverteilung zum Innenraum erreicht werden kann.The light control system is fundamental in the figure drawings represented as a system consisting of individual reflective pro filen exists. These are completely or partially mirrored, depending on whether a diffuse light scattering or an exact light deflection kung is required. For example, which are directly affected by the sun useful to make reflective parts reflective, in order to be able to exercise exact control over the passage of light, while the reflector parts acted upon by the indirect light e.g. could be white reflective, whereby a diffuse light distribution to the interior can be achieved.
Es wäre auch denkbar, das Lichtlenksystem als Prismensystem auszu bilden, wobei jedoch mindestens die durch das indirekte Licht be aufschlagte Prismenseite reflektierend ausgebildet werden muß. Das Tageslichtlenksystem mittels Prismen kann aus einzelnen Prismen stäben oder aus Prismenplatten, d.h. aus einer lichtdurchlässigen Platte ausgebildet sein, die mindestens auf einer Seite prismatische Ausformungen aufweist. Erfindungswesentliches Merkmal ist der Re flektor,der das auf ihn auftreffende Kunstlicht aus dem Innenraum kommend wieder in den Innenraum zurückreflektiert.It would also be conceivable to design the light directing system as a prism system form, but at least be by the indirect light opened prism side must be designed reflective. The daylight guidance system using prisms can consist of individual prisms rods or from prismatic plates, i.e. from a translucent Plate be formed, the prismatic at least on one side Has formations. An essential feature of the invention is the Re flektor, the artificial light hitting it from the interior coming reflected back into the interior.
Unter Umständen ist es nicht zu vermeiden, daß geringe Anteile des Kunstlichtes der Indirektbeleuchtung nach außen entweichen da sich die Winkel der Lichtbeaufschlagung von Innen mit der Dis tanz der einzelnen Reflektoren zwischen Tageslichtlenksystem und Indirektstrahler verändert. Die erfindungsgemäße Aufgabe ist gelöst, wenn der größte Teil des indirekten, auf das Tageslichtsys tems fallenden Lichtes in den Innenraum zurückgeführt wird.Under certain circumstances it cannot be avoided that small portions of the Escape the artificial light of the indirect lighting to the outside since the angle of the light from the inside with the dis dance of the individual reflectors between the daylight guidance system and indirect emitters changed. The object of the invention is solved when most of the indirect, on the daylight system tems falling light is returned to the interior.
Fig. 4 zeigt ein Tageslichtlenksystem im Luftzwischenraum einer Isolierverglasung 23, und ein Indirektbeleuchtungssystem 20, das aus einer Vielzahl einzelner Reflektoren 36, 37, 38, 39 gebildet wird sowie einer Lampe 20. Die Lampe 20 ist irgendein Strahler wie z.B. HQI, eine Neonröhre oder auch eine Glühbirne. Der Strahler kann aus einer Vielzahl einzelner Brennstellen oder im Fall einer Neonröhre auch aus einem langestrecktem Strahler bestehen. Es wäre auch denkbar,mehrere Brenner neben- oder übereinander anzuordnen. FIG. 4 shows a daylight guiding system in the air space of an insulating glazing 23 , and an indirect lighting system 20 , which is formed from a large number of individual reflectors 36 , 37 , 38 , 39 and a lamp 20 . The lamp 20 is any emitter such as HQI, a neon tube or a light bulb. The emitter can consist of a large number of individual focal points or, in the case of a neon tube, also of an elongated emitter. It would also be conceivable to arrange several burners next to or on top of one another.
Die Reflektoren 36 bis 39 weisen mindestens eine reflektierende Oberfläche 40 bis 43 auf, die in optischer Verbindung zur Lampe 22 steht, wobei die reflektierenden Oberflächen so positioniert sind. daß das auf sie auftreffende Licht der Lampen entweder auf das Tageslichtlenksystem 23 und/oder an die Decke 35 reflektiert oder gespiegelt wird. Die Reflektoren können, wie die Figur zeigt, eine Profilform aufweisen und auch der Lichtlenkung gewisser Strahlen durch das Reflektorsystem hindurch auf die Bodenebene dienen.The reflectors 36 to 39 have at least one reflecting surface 40 to 43 which is in optical connection with the lamp 22 , the reflecting surfaces being positioned in this way. that the light from the lamps impinging on them is either reflected or reflected on the daylight guiding system 23 and / or on the ceiling 35 . As the figure shows, the reflectors can have a profile shape and can also be used to direct certain rays of light through the reflector system onto the floor level.
Das Lichtlenksystem 23 besteht aus einer Vielzahl von Reflektoren, 24, die zwischen zwei Scheiben 33, 34 eingebaut sind. Die Reflek toren weisen eine dem Sonneneinfall nach ausgerichtete Spiegelober fläche 25 bis 28 auf, die niedrig einfallende Sonnenstrahlung 65 in den Innenraum und hoch einfallende Sonnenstrahlung 67 nicht in den Innenraum reflektiert. Die Reflektoren weisen weiterhin reflek tierende oder spiegelnde Oberflächen 29 bis 32 auf, die zum Innen raum hin ausgerichtet sind und Lichtstrahlung von der Lampe 22 kommend in den Innenraum zurückreflektiert. Die reflektierten Strahlen 60 bis 64 können - abhängig von Orientierung und Ausfor mung sowie Lage und Oberfläche der Reflektoren 29 bis 32 - zum Bei spiel an die Decke oder auf die Bodenebene im Innenraum treffen.The light control system 23 consists of a plurality of reflectors 24 , which are installed between two panes 33 , 34 . The reflectors have a sun surface oriented mirror surface 25 to 28 , the low incident solar radiation 65 in the interior and high incident solar radiation 67 does not reflect in the interior. The reflectors also have reflecting or reflecting surfaces 29 to 32 which are oriented towards the interior and reflect light radiation coming from the lamp 22 back into the interior. The reflected rays 60 to 64 can - depending on the orientation and shape as well as the position and surface of the reflectors 29 to 32 - for example hit the ceiling or the floor level in the interior.
Die Reflektoren des Lichtlenksystems 24 sind bezüglich ihrer Aus formung und Orientierung in dem Ausführungsbeispiel alle identisch dargestellt. Es wäre jedoch durchaus denkbar diese unterschiedlich auszuformen und/oder auch unterschiedlich zu orientieren, um wei tere lichttechnische Effekte zu erzielen. The reflectors of the light directing system 24 are all represented identically in terms of their shape and orientation in the exemplary embodiment. However, it would be quite conceivable to shape them differently and / or to orient them differently in order to achieve further lighting effects.
Die durch das Tageslichtsystem 23 dringende Lichtstrahlung 34, wird von einem Reflektor 38 des Indirektbeleuchtungssystem 20 aufgefangen und auf das Tageslichtlenksystem oder an die Decke umgeleitet. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, daß die Lichtstrahlung nicht bis auf den Arbeitsplatz durchdringt und damit auch keine störenden Blendeffekte hervorrufen kann. Die erfindungsgemäße, optische Kopplung des Tageslichtlenksystems mit dem Reflektor der Indirektbeleuchtung erlaubt daher, die Reflektoren des Tages lichtlenksystems mit größerer Distanz zueinander anzuordnen, um einen besseren Ausblick zu haben, ohne jedoch unerwünschte Blendeffekt hinnehmen zu müssen. Der Reflektor der Indirektbeleuchtung wird da mit zu einem Teil des Tageslichtlenksystems. Es ist daher auch wich tig, daß die Reflektoren des Indirektbeleuchtungssystems unter Um ständen über die Lampen hinausverlängert werden und als Band vor dem Tageslichtlenksystem liegen, um diese Doppelfunktion wahrneh men zu können.The light radiation 34 penetrating through the daylight system 23 is collected by a reflector 38 of the indirect lighting system 20 and redirected to the daylight-directing system or to the ceiling. The advantage of this construction is that the light radiation does not penetrate to the work place and therefore can not cause annoying glare effects. The optical coupling of the daylight guiding system according to the invention with the reflector of the indirect lighting therefore allows the reflectors of the daylight guiding system to be arranged at a greater distance from one another in order to have a better view, but without having to accept undesirable glare. The reflector of the indirect lighting becomes part of the daylight control system. It is therefore also important that the reflectors of the indirect lighting system may be extended beyond the lamps and lie as a band in front of the daylight control system in order to be able to perform this dual function.
Claims (4)
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