DE4239003C2 - Sonnenschutz mit lichtlenkenden Eigenschaften - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenschutz mit lichtlenkenden Eigenschaften gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Gebäuden, insbesondere Verwaltungsbauten, müssen unter anderem die Arbeitsplätze ausreichend mit Licht versorgt sein, wobei unter dem Aspekt der immer größer werdenden Notwendigkeit nach natürlichem, umweltschonendem Vorgehen, möglichst das Tageslicht ausgenutzt werden sollte. Das natürliche Strahlungs- und Tageslichtangebot ist je nach Jahreszeit und Witterung aber unterschiedlich. Im Sommer muß die durch die Gebäudeöffnungen bzw. Fenster einfallende Sonnenstrahlung durch eine Sonnenschutzvorrichtung reduziert werden, während im Winter die Sonnenstrahlung zur Raumheizung genutzt werden soll.

Handelsübliche Sonnenschutzvorrichtungen, beispielsweise in Form von handelsüblichen Lamellenstores, erfüllen diese Anforderungen nur unzureichend, da sie nur die Funktion einer Barriere für die auftreffende Sonnen- bzw. Himmelstrahlung darstellen. Ein Teil des Lichtes gelangt zwar durch Mehrfachreflexion an den Lamellen als diffuses Licht in den Raum. Wirksam wird dieses jedoch vorwiegend in Fensternähe. Rafflamellenstores haben bei Abblendung der direkten Sonnenstrahlung eine ungleichmäßige Raumausleuchtung zur Folge, wobei in Fensternähe hohe Beleuchtungsstärken herrschen, während in etwas größerer Raumtiefe bereits viel zu geringe Beleuchtungsstärken auftreten können. Der Abfall der Beleuchtungsstärke mit zunehmender Raumtiefe ist bei sämtlichen bekannten Sonnenschutzvorrichtungen sehr steil.

Aus der US-PS 2,209,355 ist ein Sonnenschutz mit verdrehbaren Lamellen bekannt, mit welchem eine vorbestimmbare Lichtlenkung diffuser Himmelsstrahlung in einen Raum ermöglicht werden kann. Im wesentlichen geschieht dies durch Reflexion der Strahlung von den Oberseiten der Lamellen zu den Unterseiten der darüber angeordneten Lamellen, von wo aus die Strahlung dann in das Rauminnere gelenkt werden kann. Die Unterseite der Lamellen weist im Querschnitt eine gebogene bzw. gekrümmte Form auf. In einem besonderen Ausführungsbeispiel kann die Unterseite der Lamellen auch aus zwei hintereinanderliegenden kurvenförmigen Abschnitten bestehen. Mit diesem bekannten Sonnenschutz wird aber im wesentlichen lediglich der Bereich dicht hinter dem Sonnenschutz mit der reflektierten sichtbaren Strahlung ausgeleuchtet, sofern jegliche Blendung im Rauminneren vermieden werden soll. Der Teil des Raumes, der von dem Sonnenschutz etwas weiter entfernt ist wird jedoch nicht ausreichend ausgeleuchtet, so daß der Einsatz von künstlichem Licht erforderlich wird.

Ferner ist aus der DE-OS 40 01 471 ebenfalls ein Sonnenschutz bekannt, der aus übereinander angeordneten Lamellen besteht. Die Lamellen sind stationär angeordnet und weisen eine besondere Querschnittsform auf, um die unterschiedlichen Strahlungsverhältnisse im Sommer und im Winter zu berücksich­ tigen, indem im Sommer auf den Oberseiten der Lamellen auftreffende Strahlung am Eindringen in den Raum gehindert wird, während im Winter, bei entsprechend niedrigerem Son­ nenstand, die direkte Sonnenstrahlung in das Rauminnere durch Reflexion an den Unterseiten der darüberliegenden Lamellen ermöglicht werden soll. Dazu sind die einzelnen Lamellen aus gerolltem Stahlband hergestellt. Im Querschnitt ist das Oberteil der Lamelle paraboloidförmig geformt und zur Bildung eines einstückig damit verbundenen Unterteils an der raum­ seitigen freien Längskante um etwa 180° umgeknickt bzw. umgefaltet. Das Unterteil erstreckt sich mit zunehmender Beabstandung vom Oberteil bis etwa zur Lamellenmitte, um dann um etwa 90° zum Unterteil hin gesehen etwa senkrecht zur Unterseite des Oberteils zurückgeführt zu werden. Der um 90° abgeknickte Bereich des Unterteils verhindert ein Eindringen von auf der Oberseite benachbarter Lamellen reflektierter Strahlung im Sommer. Im Winter hingegen wird die auf den Oberseiten benachbarter Lamellen reflektierte direkte Strah­ lung an die Unterseite der Unterteile gelenkt und kann somit direkt in das Rauminnere eintreten. Der Nachteil bei diesem Sonnenschutz besteht insbesondere darin, daß im Sommer einerseits ein relativ großer Verlust an Strahlung durch den um 90° umgeknickten Bereich einerseits bedingt wird und andererseits die letztlich in das Rauminnere eindringende Strahlung nicht an bestimmte vorteilhafte Stellen im Inneren des Raums gelenkt werden kann. Im Winter hingegen wird durch das Eindringen von direkter Sonnenstrahlung in das Rauminnere eine ungewünschte Blendwirkung erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenschutz zu schaffen, welcher einen geringen Gesamtenergiedurchlaß aufweist, andererseits jedoch eine ausreichende und gleichmäßige Beleuchtung eines Raumes mit Tageslicht ermöglicht, wobei jegliche Blendung für die im Raum befindlichen Personen vermieden werden soll.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im Übergang zwischen benachbarten Kurvensegmenten ist ein Sprung angeordnet, so daß die Abschlüsse benachbarter Kurvensegmente, im Querschnitt der Lamelle gesehen, auf unterschiedlichen Punkten liegen. Bei dieser Ausgestaltungsform ergibt sich dann eine sägezahnförmige Profilierung.

Die Kurvensegmente sind identisch ausgebildet.

Der vorgeschlagene Sonnenschutz lenkt einen Teil des ein­ fallenden Tageslichtes in das Rauminnere, indem zumindest ein Teil der diffusen Himmelsstrahlung an den Oberseiten der Lamellen reflektiert und von dort an die Unterseiten der jeweils darüberliegenden Lamelle gelenkt wird. Die Unter­ seiten der Lamellen weisen dazu eine Profilierung, bestehend aus hintereinanderliegenden Kurvensegmenten variabler Steigung auf. Von den Unterseiten der Lamellen wird dann die Strahlung in das Rauminnere, d. h. beispielsweise an die Wände oder die Decke eines Raumes, gelenkt. Durch die Profilierung der Lamellenunterseiten wird eine vorbestimmbare Strahlungs­ lenkung erreicht. Es versteht sich, daß sich die diffuse Himmelsstrahlung aus einer diffusen Himmelsstrahlung zu­ sammen­ setzt, die nicht nur direkt auf den Sonnenschutz auftritt, sondern auch an irgendeiner Stelle zuvor reflektiert worden sein kann. Somit setzt sich die diffuse Himmelsstrahlung aus direkter und auch indirekter diffuser Himmelsstrahlung zusammen. Vom Sonnenschutz wird die diffuse Himmelsstrah­ lung in dem Raum verteilt und führt in vorteilhafter Weise noch in größerem Abstand vom Fenster zu einer gleichmäßigen Versorgung des Raumes mit Tageslicht. Daneben trägt zur Er­ hellung des Raumes die diffuse Himmelsstrahlung bei, die ohne Reflexion zwischen den voneinander beabstandeten La­ mellen hindurchtritt. Zuzüglich wird durch den vorge­ schlagenen Sonnenschutz eine Blendung der im Raum befindli­ chen Personen verhindert, indem die direkte Sonnenstrahlung ausgeblendet wird, wie dies üblicherweise der Fall ist. Das Eindringen direkter Sonnenstrahlung in den Raum wird durch die Stellung der Lamellen verhindert. Die Lamellen sind so ausgerichtet, daß direkte Sonnenstrahlung weder zwischen den Lamellen hindurchtreten, noch durch Reflexion zwischen den einzelnen Lamellen in den Raum eindringen kann. Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Sonnenschutzes besteht darin, daß alle bislang bekannten gestalterischen Möglich­ keiten eines Sonnenschutzes erhalten bleiben, da die erfin­ dungsgemäße Lichtlenkung die Verwendung von Lamellen jegli­ cher Querschnittskonfiguration erlaubt. Die Transmissions­ zahlen bei Verwendung von Lamellen, die die vorgeschlagene Struktur bzw. Profilierung aufweisen, sind, verglichen mit bekannten Sonnenschutzvorrichtungen, geringer, wobei durchschnittlich um 20% günstigere Trans­ missionswerte erreicht werden. Folglich ergibt sich für den vorgeschlagenen Sonnenschutz eine um 20% geringere primäre Wärmebelastung des dahinterliegenden Raumes und somit auch eine geringere Last für klimatechnische Anlagen. Ins­ besondere erzeugt der vorgeschlagene Sonnenschutz eine gleichmäßigere Ausleuchtung des Raumes als bei bekannten Sonnenschutzvorrichtungen. Dabei wird zusätzlich die in Fensternähe auftretende Erhöhung der Beleuchtungs­ stärke vermieden und die Beleuchtungsstärke in größerer Raumtiefe merklich angehoben.

Unter der Hauptebene einer Lamelle wird die Ebene verstan­ den, in der die Drehachse der Lamellen liegt, und die, bei einer beispielsweise im Querschnitt rechteckigen Lamelle, parallel zu den Flächen der Ober- bzw. Unterseite der La­ melle verläuft. Auch bei anderen Querschnittskonfigura­ tionen soll die entsprechende Hauptebene in analoger Weise ausgebildet sein, d. h., daß bei einer im Querschnitt gebo­ genen Lamelle die Hauptebene dennoch als plan verlaufend angesehen werden soll.

Weiterhin werden unter dem Ausdruck Oberfläche der Lamelle sämtliche, die Lamelle außen begrenzenden Flächen verstan­ den. Die Oberseite der Lamelle soll als die Fläche der La­ melle verstanden werden, auf die die direkte Sonnenstrah­ lung direkt auftrifft - also die regelmäßig dem Himmel zu­ gewandt ist -, während unter der Unterseite der Lamelle die Fläche verstanden wird, die der Sonne abgewandt ist und so­ mit von der Raumseite her sichtbar ist bzw. die regelmäßig dem Boden zugewandt ist.

Die bevorzugte Lamellenstellung, d. h. die Ausrichtung der Lamellen zur Sonne, ist bei dem erfindungsgemäßen Sonnen­ schutz dann erreicht, wenn einerseits gerade noch verhin­ dert wird, daß direkte Sonnenstrahlung durch den Sonnen­ schutz hindurchtreten kann und andererseits ein maximaler Anteil an diffuser Himmelsstrahlung entweder ungehindert zwischen den Lamellen hindurchtritt oder in beschriebener Weise an den Oberseiten der Lamellen zur Lichtlenkung re­ flektiert wird. Diese bevorzugte Stellung der Lamellen ist grundsätzlich dann erreicht, wenn die Lamellenoberflächen senkrecht zur direkten Sonnenstrahlung ausgerichtet sind. Jedoch treffen die direkten Sonnenstrahlen im Regelfall nicht senkrecht auf die Lamellenoberflächen, da sich der Sonnenschutz und somit die Lamellenoberflächen relativ zur Sonne bewegen. Insoweit ist die bevorzugte Stellung der La­ mellen dann erreicht, wenn die Lamellenoberflächen senk­ recht zu dem, in die zur Lamellenoberfläche senkrecht ste­ hende Fläche projizierten Einfallswinkel der direkten Son­ nenstrahlung stehen.

Aus diesen, an sich bekannten Erfordernissen ergibt sich gleichfalls der nutzbare Anteil der diffusen Himmelsstrah­ lung zur Raumaufhellung. Nutzbar ist der Anteil der diffu­ sen Himmelsstrahlung, dessen in die zur Lamellenoberfläche senkrecht stehende Fläche projizierte Einfallswinkel klei­ ner sind als der in die zur Lamellenoberfläche senkrecht stehenden Fläche projizierte Einfallswinkel der direkten Sonnenstrahlung.

Die hintereinanderliegenden Kurvensegmente variabler Stei­ gung des vorgeschlagenen Sonnenschutzes werden, im Quer­ schnitt der Lamelle gesehen, von Kurven zweiter oder höhe­ rer Ordnung gebildet, wobei die Kurvenachsen der entspre­ chenden Kurvensegmente zur Hauptebene der Lamellen schräg oder senkrecht verlaufen und die Profilierung konkav oder konvex ausgebildet ist. Mit einem solchermaßen ausgebildeten Sonnenschutz lassen sich, abhängig vom Son­ nenstand, der Lage bzw. der Anordnung des Sonnenschutzes optimale Lichtverhältnisse im Rauminneren schaffen. Bevor­ zugt handelt es sich bei den Kurven der Kurvensegmente um parabolische oder hyperbolische Kurven. Die Steigung eines Kurvensegments kann am gebäude- oder wetterseitigen Abschluß positiv oder negativ oder null sein. Der Verlauf der Steigung der einzelnen Kurvensegmente kann dabei, ab­ hängig von den jeweiligen Umständen, beispielsweise zuneh­ mend oder abnehmend, vom gebäudeseitigen Abschluß des Kur­ vensegmentes zum wetterseitigen Abschluß betrachtet, sein. Die Steigung eines Kurvensegmentes kann aber auch, wiederum vom gebäudeseitigen zum wetterseitigen Abschluß des be­ trachteten Kurvensegmentes gesehen, zunächst zunehmen oder abnehmen, im weiteren Verlauf null werden und dann weiter zunehmen oder abnehmen, mit jeweils betragsmäßig zunehmen­ der bzw. abnehmender Steigung. Die konkave bzw. konvexe Form der Kurvensegmente bzw. der Profilierung, auch hier wiederum im Querschnitt der Lamellen gesehen, stellt sich somit als eine nach oben bzw. unten gerichtete Wölbung dar.

Kurven zweiter oder höherer Ordnung ist jeweils eine Kur­ venachse zugeordnet. Bei einer Parabel ist dies beispiels­ weise die sogenannte Parabelachse. Zur Bildung einer konka­ ven Profilierung liegen die Kurvenachsen der zugeordneten Kurvensegmente, von dem jeweiligen Kurvensegment aus gese­ hen, in gebäudeseitiger Richtung. Vorteilhaferweise können dabei die entsprechenden Kurvenachsen der jeweiligen Kur­ vensegmente in den gebäudeseitigen Abschlüssen der jeweils betrachteten Kurvensegmente liegen.

Bei einer konvexen Profilierung ist dies umgekehrt, so daß die entsprechenden Kurvenachsen in wetterseitiger Richtung der jeweils betrachteten Kurvensegmente liegen. Vorteilhaf­ terweise können auch hier die entsprechenden Kurvenachsen der jeweiligen Kurvensegmente in den wetterseitigen Ab­ schlüssen der jeweils betrachteten Kurvensegmente liegen.

Die den Sprung bzw. die Stufe bildende Verbindungslinie zwischen den Abschlüssen benachbarter Kurvensegmente kann einen geraden oder einen gebogenen bzw. gekrümmten Verlauf aufweisen. Die Wölbung der Verbindungslinie bei gebogenem Verlauf kann dabei entweder zur Wetterseite oder zur Gebäu­ deseite hin gerichtet sein.

Die die Stufe bzw. den Sprung bildende Verbindungslinie zwischen den Abschlüssen benachbarter Kurvensegmente kann dabei senkrecht oder schräg zur Hauptebene der Lamelle ver­ laufen.

Die Profilierung der Unterseite der Lamellen kann somit beispielsweise aus hintereinanderliegenden Parabelsegmenten bzw., im Querschnitt gesehen, aus hintereinanderliegenden Kurvenabschnitten von Parabeln bestehen. Parabelförmige Reflexionsflächen weisen besonders vorteilhafte Lichtlenkungseigenschaften auf. Allerdings weisen auch an­ dere Formen von Profilierungen, wie beispielsweise hinter­ einanderliegende, treppenartige Kurvensegmente die vorteil­ haften Lichtlenkungseigenschaften auf. Die Scheitel der Pa­ rabeln, die Hauptebene der Lamellen als x-Achse eines Koor­ dinatensystems betrachtet, können zweckmäßigerweise ober­ halb der Öffnungen der Parabeln liegen. Durch den sich so­ mit ergebenden Verlauf der einzelnen Parabelsegmente wird die gewünschte Lichtlenkung erreicht. Der Teil des Kurvenabschnitts mit der größeren Steigung kann dabei mit Vorteil näher der auf die Lamelle auftreffenden Strahlung zugewandt sein als der Teil des Kurvenabschnitts mit der geringeren Steigung. Anders ausgedrückt kann, von der Raumseite nach außen betrachtet, der Kurvenabschnitt mit der größeren Steigung hinter dem Kurvenabschnitt mit der geringeren Steigung liegen. Der Teil des Kurvenab­ schnitts mit der größeren Steigung entspricht dabei dem Be­ reich, in welchem die Lamelle eine größere Querschnitts­ dicke aufweist als im Bereich von Kurvenabschnitten mit ei­ ner geringeren Steigung und somit auch einer geringeren Querschnittsdicke.

Der zur Hauptebene der Lamelle parallele Abstand zwischen dem gebäude- und wetterseitigen Abschluß eines Kurvenseg­ ments kann mit Vorteil größer als der senkrecht dazu ver­ laufende Abstand zwischen diesen Punkten sein. Mit dieser zweckmäßigen Ausgestaltung wird die Lichtlenkung wiederum noch günstiger beeinflußt. Im Querschnitt gesehen, stellen sich somit die einzelnen, hintereinanderliegenden Kurven­ segmente als ein Band hintereinanderliegender Zähne dar, wobei die Zahnbreite größer ist als die Zahnhöhe.

Günstige Lichtlenkungseigenschaften der Sonnen­ schutzvorrichtung ergeben sich dann, wenn das Verhältnis der vorgenannten Abstände 5:1 beträgt.

Vorzugsweise ist die gesamte Oberseite der Lamellen plan, d. h. in einer Ebene liegend, angeordnet, was beispielsweise bei im Querschnitt rechteckigen Lamellen der Fall ist. Die Lamellen können dabei an der Unterseite, im Querschnitt ge­ sehen, jedoch auch einen bogenförmigen oder gekrümmten Ver­ lauf aufweisen.

Ebenfalls geeignet ist ein gebogener bzw. gekrümmter Ver­ lauf der Oberseiten der Lamellen, wiederum im Querschnitt der Lamellen gesehen.

Es kann auch zweckmäßig sein, die Oberseite der Lamellen in mehrere stufen- oder treppenartige Bereiche zu unterteilen, die zur Hauptebene der Lamellen parallel sind. Somit können auch Lamellenkonfigurationen verwendet werden, bei denen die Oberseite, im Querschnitt gesehen, grundsätzlich eine gebogene oder gekrümmte Form aufweist, wobei diese Form je­ doch insoweit unterbrochen wird, als, dem Krümmungsverlauf folgend, der Krümmungsverlauf in mehrere, stufen- oder treppenartige Bereiche unterteilt wird, um eine günstige Reflexion der diffusen Himmelsstrahlung an der Ober­ seite der Lamelle zu erreichen, um von dort die diffuse Himmelsstrahlung an die Unterseite der darüberliegenden Lamelle des Sonnenschutzes zu leiten. Im Hinblick auf die Gestaltung bzw. Form der Oberseiten der Lamellen sind auch Kombinationen der vorgenannten Formen bei ein und derselben Lamelle möglich.

Vorzugsweise bestehen die Oberflächen der Lamellen aus hoch reflektierendem Material mit einem hohen Direktreflexions­ anteil. Bei einer solchen Ausgestaltung der Oberflächen er­ gibt sich eine wesentliche Verstärkung der lichtlenkenden Eigenschaften.

Um die vorgenannten Eigenschaften zu erhalten, ist die Oberfläche der Lamelle vorzugsweise aus weißem Lack mit ei­ nem hohen Reflexionsgrad, insbesondere von größer 80%, und einem Glanzgrad von mindestens 60% versehen.

Für eine günstige Reflexion des in den durch den erfin­ dungsgemäßen Sonnenschutz geschützten Raum einfallenden Lichtes an den Wänden und/oder der Decke des Raumes weisen diese vorzugsweise eine vorwiegend diffus reflektierende Oberfläche mit einem hohen Reflexionsgrad, insbesondere von mindestens 80%, auf.

Die vorgenannten Eigenschaften der vorgenannten Oberflächen können zweckmäßigerweise dadurch erreicht werden, indem die Wände und/oder die Decke des Raumes weiß getüncht sind.

Wenn die Lamellen alle den gleichen Aufbau aufweisen, ist es für die Funktion des Sonnenschutzes von Vorteil, wenn die Abstände zwischen den Drehachsen der einzelnen Lamellen gleich sind und alle Lamellen eine identische Drehung er­ fahren.

Mit besonderem Vorteil ist die Stellung der Lamellen, d. h. eine Änderung in der Lage der Hauptebenen der Lamellen bzw. eine Drehung um die Drehachsen der Lamellen, automatisch steuerbar. Günstigerweise erfolgt dabei die Drehung der La­ mellen über Mikroprozessoren, entsprechend dem Sonnenstand und der Bewölkung. Der für die in das Rauminnere gelenkte Strahlung günstigste Stand der Lamellen zur Sonne kann so­ mit erreicht werden, ohne daß es dabei einer manuellen Ver­ änderung der Stellung der Lamellen bedarf.

Die Lamellen des erfindungsgemäßen Sonnenschutzes können horizontal, schräg oder vertikal angeordnet sein. Dadurch ist eine Lichtlenkung der diffusen Himmelsstrahlung entwe­ der an die Decke oder die Wände oder auch an die Decke und die Wände eines Raumes möglich.

Der erfindungsgemäße Sonnenschutz kann parallel, senkrecht oder auch schräg zur Hauptebene der zu schützenden Gebäude­ öffnung angeordnet sein. Anders ausgedrückt, kann die Son­ nenschutz-Hauptebene beliebige Stellungen zur Hauptebene der zu schützenden Gebäudeöffnung aufweisen. Die Sonnen­ schutz-Hauptebene ist dabei die Ebene durch die Drehpunkte der einzelnen Lamellen, vorausgesetzt, diese Drehpunkte liegen in einer einzigen Ebene.

Um die verschiedenen Stellungen der Sonnenschutz-Hauptebene zur Hauptebene der zu schützenden Gebäudeöffnung zu errei­ chen, kann der erfindungsgemäße Sonnenschutz insgesamt ver­ schwenkbar angeordnet sein.

Der erfindungsgemäße Sonnenschutz kann für schräg, vertikal oder horizontal angeordnete Gebäudeöffnungen verwendet wer­ den. Der Sonnenschutz kann folglich für in Schrägdächern angeordnete Fensteröffnungen oder auch für Öffnungen auch in Flachdächern verwendet werden, wie auch für die regel­ mäßig vertikal ausgerichteten Fensterflächen eines Gebäu­ des.

Schließlich kann der erfindungsgemäße Sonnenschutz vor ei­ ner Verglasung auf der Rauminnenseite oder der Wetterseite oder zwischen den Glasscheiben einer Verglasung angeordnet sein.

Die Erfindung soll in beispielhafter und schematischer Weise anhand der folgenden Figuren noch näher erläutert werden. Es zeigen dabei:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Raumes mit einer vor ei­ ner Fensteröffnung angeordneten handelsüblichen Sonnenschutzvorrichtung,

Fig. 2 der Strahlungseinfall und die Reflexion anhand ei­ ner schematischen Querschnittsdarstellung zweier übereinanderliegender erfindungsgemäßer Lamellen,

Fig. 3 verschiedene Lamellenkonfigurationen im Quer­ schnitt,

Fig. 4 ein vergrößertes Detail eines Querschnitts einer Lamellenform gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnitts einer anderen Lamellenform gemäß Fig. 3,

Fig. 6 weitere Lamellenkonfigurationen im Querschnitt und

Fig. 7 ein Diagramm mit einem Vergleich der Beleuchtungs­ stärke E (in lx) über die Raumtiefe (in m) zwi­ schen einer Sonnenschutzvorrichtung mit handels­ üblichen Lamellen und dem erfindungsgemäßen Son­ nenschutz mit profilierten Lamellen.

Fig. 1 zeigt in schematischer Weise einen Raum, dessen wet­ terseitige Öffnung durch eine Verglasung bzw. ein Fenster 28 geschützt ist. Auf der Wetterseite der Verglasung ist eine handelsübliche Sonnenschutzvorrichtung 16, bestehend aus einzelnen, horizontalen, voneinander beabstandeten La­ mellen 2 angeordnet, die um - nicht dargestellte - Drehach­ sen jeweils verstellt werden können. Im Raum selbst ist ein Arbeitsplatz 20 gezeigt sowie verschiedene, in den Raum einfallende Strahlungsrichtungen. Die von den Lamellen re­ flektierte Sonnenstrahlung bzw. das in den Raum einfallende Licht läßt sich grob in fünf Bereiche einteilen. Ein Be­ reich, der zur Raumaufhellung über Deckenreflexion dient, ist durch die auf die Decke 12 auftreffende Strahlung mit Winkeln im Bereich zwischen den Strahlen 22 und 23 gekenn­ zeichnet. Die weitestgehend horizontal verlaufende Strah­ lung mit Winkeln im Bereich zwischen den Strahlen 23 und 24 ist zur Raumaufhellung weniger geeignet und kann als nutz­ loser Bereich bezeichnet werden. Ein sehr hinderlicher Be­ reich wird durch die schräg nach unten gerichtete Strahlung mit Winkeln zwischen den Strahlen 24 und 26 dargestellt, nämlich die Strahlung, die eine Blendung an den Ar­ beitsplätzen verursacht. Schließlich existieren noch zwei weitere Bereiche in Fensternähe mit Winkeln im Bereich der Stahlen oberhalb von 22 und unterhalb von 26, die durch Ab­ sorption von Sonnenstrahlung eine Raumaufheizung zur Folge haben und zur gleichmäßigen Raumaufhellung nicht beitragen.

Fig. 2 zeigt schematische Querschnitte zweier benachbarter, übereinanderliegender und horizontal verlaufender erfin­ dungsgemäßer Lamellen 2 als Teil des erfindungsgemäßen Son­ nenschutzes. Die Lamellen 2 sind auf der Wetterseite eines Fensters 28 bzw. einer Verglasung angeordnet, von welcher lediglich die Achse dargestellt ist. Angedeutet auf der Raumseite ist ferner eine horizontal verlaufende Decke 12. Durch die später beschriebene Profilierung der Oberflächen der Lamellen 2 wird eine Lichtlenkung von diffuser Himmels­ strahlung in das Rauminnere, d. h. eine Lichtlenkung bei­ spielsweise an die Decke 12 des Raumes erreicht, die für die gewünschte Aufhellung des Raumes sorgt. Ferner darge­ stellt sind die Hauptebenen 8 der Lamellen 2, die mit den Schwerlinien der Lamellen 2 zusammenfallen. Die Hauptebenen 8 würden auch dann den dargestellten Verlauf aufweisen, wenn es sich bei den Lamellen 2 um Lamellen mit bei­ spielsweise gebogenem Querschnitt handeln würde. Die ent­ sprechenden Hauptebenen 8 wären dann beispielsweise in den Schwerpunkten der gebogenen Lamellenquerschnitte vorstell­ bar und noch immer plan, nicht jedoch gebogen ausgebildet.

Die Lichtlenkung von diffuser Himmelsstrahlung - darge­ stellt anhand des Strahles 3 - sowie das Verhindern eines Durchtretens direkter Sonnenstrahlung 4 durch den erfin­ dungsgemäßen Sonnenschutz wird schematisch lediglich an den beiden Lamellen 2 der Fig. 2 gezeigt. Die Lamellen 2 befin­ den sich dabei annähernd in der bevorzugten Stellung in der die dargestellte direkte Sonnenstrahlung 4 annähernd senk­ recht auf die Lamellenoberseite 6 auftrifft. Hierbei kann bei gleichzeitiger Verschattung direkter Sonnenstrahlung 4 die größte Menge an diffuser Himmelsstrahlung mit Ein­ fallswinkeln unterhalb des Strahles 3 durch die einzelnen Lamellen 2 hindurchtreten. Die mit gestrichelten Linien dargestellte direkte Sonnenstrahlung 4 trifft unter einem Einfallswinkel auf die Lamellenoberseiten 6, der ein Zu­ rückreflektieren der direkten Sonnenstrahlung 4 bedingt. Dadurch ist es, wie bei üblichen Sonnenschutzvorrichtungen ebenfalls angestrebt, garantiert, daß die direkte Sonnen­ strahlung 4 an den Lamellenoberseiten 6 nach außen zurück­ reflektiert wird. Die diffuse Himmelsstrahlung mit Ein­ fallswinkeln unterhalb des Strahles 3 jedoch wird auf der Oberseite 6 der unteren Lamelle 2 so reflektiert, daß sie an die Unterseite 10 der oberen Lamelle 2 weitergeleitet wird. Aus der Darstellung in Fig. 2 versteht sich nunmehr auch der nutzbare Anteil der diffusen Himmelsstrahlung durch die vorgeschlagene Lichtlenkung sowie die bevorzugte Stellung der Lamellen 2, die jeweils eingangs erläutert worden sind. Die an die Unterseite 10 der Lamelle 2 reflek­ tierte diffuse Himmelsstrahlung wird von dort gezielt in Richtung des Raumes, hier auf die Decke 12 des Raumes re­ flektiert bzw. gelenkt.

Die Fähigkeit der Lamellen 2 zur Lichtlenkung wird durch die nachfolgend beschriebene Profilierung der Oberseite 6 und der Unterseite 10 der Lamellen 2 erreicht. Dargestellt ist ferner ein Anteil horizontal verlaufender Strahlung 30 (Direktlicht), die aufgrund der Beabstandung der unteren Lamelle 2 zu der oberen Lamelle 2 direkt, d. h. ohne vorhe­ rige Reflexion an den Lamellenoberflächen, in das Raum­ innere eintreten kann. In dieser Richtung ist zudem eine Durchsicht vom Innenraum in die Umgebung möglich. Die Decke 12 des Raumes weist vorzugsweise eine vorwiegend diffus re­ flektierende Oberfläche mit einem hohen Reflexionsgrad auf, um die angestrebte Aufhellung des Rauminneren blendungsfrei zu bewirken. Aus der schematischen Darstellung in Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine, eine Blendung verursachende, nach unten gerichtete Strahlung durch die aufgrund der Pro­ filierung der Oberseite 6 und der Unterseite 10 der Lamel­ len 2 bewirkte Lichtlenkung nicht auftreten kann. Ferner ist auch der Anteil der Strahlung herabgesetzt, der, insbe­ sondere in Fensternähe, für eine Aufheizung des Raumes sor­ gen könnte. Zur erfindungsgemäßen Aufhellung des Raumes ausgenutzt wird vorzugsweise der Bereich der diffusen Him­ melstrahlung aus Höhenwinkeln unterhalb der Sonne, d. h. aus Höhenwinkeln, die kleiner sind als der momentane Sonnenhö­ henwinkel.

Fig. 3 zeigt Querschnitte verschiedener Lamellenformen, die vor einer Gebäudeöffnung 28 horizontal verlaufend angeord­ net sind. Gezeigt ist eine gekrümmte Standardlamelle 32, deren Oberseite 6 und Unterseite 10 keine Profilierung auf­ weisen. Weiterhin dargestellt ist eine, die erfindungsge­ mäße Profilierung an der Unterseite 10 aufweisende recht­ eckige Lamelle 34, deren Querschnitt als im wesentlichen rechteckförmig bezeichnet wird, da die Unterseite 10 - wie er­ wähnt - die erfindungsgemäße Profilierung aufweist. Ferner dargestellt ist eine gekrümmte Lamelle 36, deren Unterseite 10 ebenfalls die erfindungsgemäße Profilierung aufweist. Zu jeder der Lamellen 32, 34, 36 sind jeweils deren Hauptebe­ nen 8 dargestellt. Vergrößerte Details der Oberflächen­ gestaltungen der rechteckigen Lamelle 34 sowie der gekrümm­ ten Lamelle 36 sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Im üb­ rigen weisen die Lamellen 32, 34, 36 über ihre gesamte Länge, d. h. in Richtung der Längs- bzw. Drehachsen, gleiche Querschnitte auf. Sie können zudem stranggepreßt und ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.

Fig. 4 zeigt die plan ausgerichtete Oberseite 6 der rechteckigen Lamelle 34. An der Unterseite 10 sind, eine Profilierung bildende hintereinanderliegende Parabel­ segmente 14 ausgebildet, die sich im Querschnitt als hin­ tereinanderliegende Kurvenabschnitte von Parabeln darstel­ len. Die Parabeln verlaufen so, daß ihre Öffnungen nach un­ ten zur Erde weisen und der Scheitel entsprechend nach oben, d. h. zum Himmel. Wenn man die zur Oberseite 6 der rechteckigen Lamelle 34 parallel verlaufende Hauptebene 8 der rechteckigen Lamelle 34 als x-Achse eines Koordinaten­ systems betrachten würde, wären folglich die Scheitel der einzelnen Parabeln so angeordnet, daß sie oberhalb der Öff­ nungen der Parabeln liegen. Die Parabelsegmente 14 sind so ausgerichtet, daß der Teil des Kurvenabschnitts der Parabel mit der größeren Steigung der Sonnenstrahlung näher zuge­ wandt ist - demnach rechts in Fig. 4 - als der Teil des Kurvenabschnitts mit der geringeren Steigung, der dann in der Fig. 4 links angeordnet ist. Von der Rauminnenseite zur Raumaußenseite gesehen, nimmt demnach die Steigung der Kur­ venabschnitte bzw. der Parabelsegmente 14 nach außen hin zu. Der zur Hauptebene 8 und hier auch zur Oberseite 6 der rechteckigen Lamelle 34 parallele Abstand a zwischen den Punkten des Kurvenabschnitts bzw. der Parabelsegmente 14, die die größte und die kleinste Steigung aufweisen, ist größer als der senkrecht dazu verlaufende Abstand b zwi­ schen diesen Punkten. Wenn man die Parabelsegmente 14 als eine Art hintereinander liegender Zähne betrachtet, würde der Abstand a der Zahnbreite und der Abstand b der Zahnhöhe entsprechen. Aus fertigungstechnischen Gründen sind für den Abstand a Größen zwischen 0,5 mm und 10 mm, für den Abstand b zwischen 0,1 mm und 2 mm zweckmäßig.

Die Darstellung gemäß Fig. 5 der gekrümmten Lamelle 36 zeigt, daß deren eigentlich gekrümmt bzw. gebogen verlau­ fende Oberseite 6 sozusagen begradigt wird, indem die Ober­ seite 6 in mehrere, stufen- oder treppenartige Bereiche 38 unterteilt ist. Die Oberseiten dieser Bereiche 38 sind, zur Hauptebene 8 der gekrümmten Lamelle 36 gesehen, parallel und plan ausgebildet. Zweck dieser treppenartigen Bereiche 38 ist es, die Oberseite 6 der gekrümmten Lamelle 36 in ihrer Ausrichtung identisch mit der Oberseite 6 der rechteckigen Lamelle 34 auszubilden, lediglich mit dem Unterschied, daß die einzelnen Bereiche 38 der Oberseite 6 der gekrümmten Lamelle 36 höhenversetzt zueinander angeordnet sind. Die Ausbildung der auf der Unterseite 10 der gekrümmten Lamelle 36 ausgebildeten Parabelsegmente 14 bzw. Kurvenabschnitte entspricht denen der rechteckigen Lamelle 34. Es versteht sich, daß die gesamte Unterseite 10 der erfindungsgemäß ausgebildeten Lamellen 34, 36, mit solchen, hintereinander angeordneten Parabelsegmenten 14 versehen ist.

Fig. 6 zeigt im Querschnitt weitere mögliche Konfiguratio­ nen von Lamellen. Die jeweiligen Oberseiten 6 sind als ebene, parallel zur Hauptachse 8 verlaufende Flächen ausge­ bildet. Die Unterseiten 10 der dargestellten La­ mellen sind bei der oberen Ausführungsform als konkav geformte Kurvensegmente 14 dargestellt, während die untere Lamelle aus Fig. 6 konvex geformte Kurven­ segmente 14 zeigt. Bei jeder dargestellten Lamelle ist eine Kurvenachse 13 eingezeichnet. Die hier darge­ stellten Stufen 15 verlaufen geradlinig und senkrecht zur Hauptachse 8 der Lamelle. Möglich sind jedoch auch schräg zur Hauptachse 8 verlaufende Stufen, die daneben anstelle eines geradlinigen, einen gebogenen bzw. gekrümmten Verlauf aufweisen können, wobei die Wölbung zur Wetterseite oder zur Gebäudeseite, d. h. zur Gebäudeöffnung 28 hin ausgerich­ tet sein kann. Bei den konkaven Kurvensegmenten 14 liegt die zu den jeweiligen Kurvensegmenten 14 gehörige Kur­ venachse 13 am gebäudeseitigen Abschluß der entsprechenden Kurvensegmente 14. In der oberen Figur gehören demnach die Kurvenachsen 13 und die sich direkt rechts da­ von anschließenden Kurvensegmente 14 zusammen. Die Kurvenachsen 13 können senkrecht oder auch schräg zur Hauptebene 8 ausgerichtet sein. Bei schräger Ausrich­ tung können die Kurvenachsen 13 zur Gebäu­ deöffnung 28 hin geneigt sein. Eine Neigung der Kurvenachse 13 zur Wetterseite hin ist allerdings auch möglich. Die untere in Fig. 6 gezeigte Lamelle entspricht im wesentlichen der oberen Lamelle, weist jedoch kon­ vex geformte Kurvensegmente 14 auf. Bei der die Stufen 15 aufweisenden Lamelle mit konvex geformten Kurven­ segmenten 14 sind auch noch einmal die zuvor anhand der Fig. 4 erläuterten Abstände a und b eingezeichnet. Bei den hier gezeigten konvex ausgebildeten Kurvensegmenten 14 ist die Anordnung der dazugehörigen Kurvenachse 13 am wetter­ seitigen Abschluß des entsprechenden Kurvensegmentes 14, also genau umgekehrt wie bei den konkav ausgebildeten Kur­ vensegmenten 14. Auch bei der unteren Lamelle kön­ nen die Kurvenachsen 13 wiederum senkrecht zur Hauptachse 8 der Lamellen oder auch schräg geneigt verlaufen, wobei die Neigung bei schrägem Verlauf entweder zur Gebäudeöffnung 28 oder zur Wetterseite hin gerichtet sein kann. Die Ver­ bindung zwischen den Abschlüssen benachbarter Kurvenseg­ mente 14 ist geradlinig und senkrecht zur Hauptachse 8 verlaufend dargestellt. Auch hier sind jedoch zur Gebäudeöffnung 28 oder zur Wetterseite hin gebogene bzw. gekrümmte Verbindungslinien bzw. Stufen 15 möglich. Die direkte Verbindung zwischen den Abschlüssen benachbarter Kurvensegmente 14 kann auch hier in der einen oder anderen Richtung schräg verlaufend ausgebildet sein. Die vorgenannten Ausführungen beziehen sich auch bei Fig. 6 stets auf den Querschnitt der jeweiligen Lamelle.

Fig. 7 zeigt in einem Diagramm einen Vergleich der Beleuch­ tungsstärke E (in lx) (Ordinate) über die Raumtiefe (in m) (Abszisse) zwischen einer Sonnenschutzvorrichtung mit han­ delsüblichen Standardlamellen, d. h. ohne spezielle Profi­ lierung, und eines erfindungsgemäßen Sonnenschutzes mit profilierten Lamellen. Die mit A bezeichnete Kurve zeigt die Ergebnisse des Sonnenschutzes mit Standardlamellen, während die mit B bezeichnete Kurve die Ergebnisse der Son­ nenschutzvorrichtung mit erfindungsgemäß ausgestalteten La­ mellen darstellt. Die Raumtiefe ist dabei der Abstand vom Fenster. Die Werte wurden in Arbeitsebene bzw. Tisch­ flächenebene eines 8 m tiefen Raumes ermittelt. Man er­ kennt, daß mit dem erfindungsgemäßen Sonnenschutz (Kurve B) eine gleichmäßigere Ausleuchtung des Raumes erreicht wer­ den kann als mit der Sonnenschutzvorrichtung mit Stan­ dardlamellen. Dabei wird die in Fensternähe auftretende Er­ höhung der Beleuchtungsstärke E vermieden. Das Verhältnis der Beleuchtungsstärke E in Fensternähe (1 m) zu der in ei­ ner Raumtiefe von 4 m beträgt für den erfindungsgemäßen Sonnenschutz 1,6, während man für eine Sonnenschutzvorrich­ tung mit Standardlamellen 1,8 erhält. Im vorwiegend genutz­ ten Raumtiefenbereich von 1,5 m bis 6 m beträgt die maxi­ male relative Abweichung der Beleuchtungsstärke E von deren Mittelwert bei dem erfindungsgemäßen Sonnenschutz nur 7%, bei der Sonnenschutzvorrichtung mit Standardlamellen jedoch 25%. Es zeigt sich auch, daß mit dem erfindungsgemäßen Sonnenschutz die Beleuchtungsstärke E in größerer Raumtiefe merklich angehoben werden kann.

Im Rahmen dieser Versuche hat sich daneben für die Sonnen­ schutzvorrichtung mit Standardlamellen ein Transmis­ sionsgrad von 17% ergeben, während bei dem erfindungs­ gemäßen Sonnenschutz für die rechteckige Lamelle 34 gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 ein Transmissionsgrad von 14% und für die gekrümmte Lamelle 36 gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 5 ein Transmissionsgrad von 13% erreicht wurde. Die Trans­ missionszahlen des erfindungsgemäßen Sonnenschutzes mit profilierten Lamellen sind folglich geringer als die der Sonnenschutzvorrichtung mit Standardlamellen. Es werden um 20% günstigere Transmissionswerte erreicht, weshalb sich im Rauminneren zudem im Sommer eine um 20% geringere pri­ märe Wärmebelastung einstellt.

Claims (12)

1. Sonnenschutz mit lichtlenkenden Eigenschaften zur Raumaufhellung in Form von um jeweils eine zugeordnete Achse verdrehbarer Lamellen (2; 34; 36), bei welchem die Unterseiten (10) der Lamellen (2; 34; 36) eine Profilierung aufweisen, die eine vorbestimmbare Lichtlenkung diffuser Himmelsstrahlung (3) in den Raum ermöglicht, indem zumin­ dest ein Teil der auf die Oberseiten (6) der Lamellen (2; 34; 36) auftreffenden diffusen Himmelsstrahlung (3) an die Unterseiten (10) der darüber angeordneten Lamellen (2; 34; 36) reflektiert und von dort durch Reflexion an der Profilierung der Unterseiten (10) in den Raum gelenkt wird, wobei, im Querschnitt der Lamellen (2; 34; 36) gesehen, die Profilierung aus hintereinanderliegenden, identisch ausgebildeten Kurvensegmenten (14) variabler Steigung besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Kurvensegmente (14), im Querschnitt der Lamellen (2; 34; 36) gesehen, als ein Band hintereinanderliegender Zähne darstellen und Kurven zweiter oder höherer Ordnung sind,
daß die Kurvenachsen (13) der Kurvensegmente (14) zur Hauptebene (8) der Lamellen (2; 34; 36) schräg oder senkrecht verlaufen und die Profilierung konkav oder konvex ausgebildet ist und
daß die Übergänge zwischen benachbarten Kurvensegmenten (14), im Querschnitt der Lamellen (2; 34; 36) gesehen, in Form eines Sprungs (15) erfolgen.

2. Sonnenschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenachsen (13) der Kurvensegmente (14) zur Bildung einer konkaven Profilierung, von dem jeweiligen Kurvensegment (14) aus gesehen, in gebäudeseitiger Richtung liegen.

3. Sonnenschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenachsen (13) der Kurvensegmente (14) zur Bildung einer konvexen Profilierung, von dem jeweiligen Kurvensegment (14) aus gesehen, in wetterseitiger Richtung liegen.

4. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt der Lamellen (2; 34; 36) gesehen, die Verbindungslinie zwischen den Abschlüssen benachbarter Kurvensegmente (14) einen geraden oder einen gebogenen Verlauf aufweist.

5. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt der Lamellen (2; 34; 36) gesehen, die Verbindungslinie zwischen den Anschlüssen benachbarter Kurvensegmente (14) senkrecht oder schräg zur Hauptebene (8) der Lamellen (2; 34; 36) verläuft.

6. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Hauptebene (8) der Lamellen (2; 34; 36) parallele Abstand (a) zwischen den Abschlüssen der jeweiligen Kurvensegmente (14) größer ist als der senkrecht dazu verlaufende Abstand (b) zwischen diesen Punkten.

7. Sonnenschutz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Abstand (a) zu Abstand (b) 5:1 beträgt.

8. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Oberseite (6) der Lamellen (2; 34) im Querschnitt der Lamellen (2; 34) gesehen, plan, d. h. in einer Ebene liegend angeordnet ist.

9. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Oberseite (6) der Lamellen, im Querschnitt der Lamelle gesehen, einen gebogenen bzw. gekrümmten Verlauf aufweist.

10. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (6) der Lamellen (36) im Querschnitt der Lamellen gesehen in mehrere, stufenartige Bereiche (38) unterteilt ist, die zur Hauptebene (8) der Lamellen (36) parallel und/oder schräg und/oder gebogen bzw. gekrümmt sind.

11. Sonnenschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Lamellen (2; 34; 36) aus hochreflektierendem Material mit einem hohen Direktreflexionsanteil besteht.

12. Sonnenschutz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus weißem Lack mit einem hohen Reflexionsgrad, insbesondere von größer 80%, und einem Glanzgrad größer 60% besteht.