DE4310718A1 - Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichteinfalls in einen Raum - Google Patents
Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichteinfalls in einen RaumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichteinfalls in
einen Raum nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für die optimale Nutzung des Sonnenlichts bei Wohn- oder Geschäftsräumen ist es erfor
derlich, das einfallende Sonnenlicht zu lenken und/oder in eine andere Energieform umzu
wandeln. Als einfache und dennoch wirksame Lichtlenkelemente dienen schon seit Jahr
zehnten sogenannte Jalousien. Hierbei handelt es sich zumeist um verstellbare, waagrecht
angeordnete Blättchen aus Holz, Kunststoff oder Leichtmetall, die mittels Schnurzug betä
tigt werden und das Licht mehr oder weniger sperren. Es sind jedoch auch vertikal ange
ordnete Lamellen bekannt, deren Stellwinkel so verändert werden kann, daß eine mehr
oder weniger große Verschattung eines Innenraums auftritt. Die Jalousien mit horizontalen
Lamellen eignen sich besser für die Verschattung, während die Jalousien mit vertikalen
Lamellen besser die Sonnenstrahlen bei tiefstehender Sonne abschirmen. Diese bekannten
Jalousien mit vertikalen oder horizontalen Lamellen dienen in erster Linie als Sonnen
schutz, d. h. sie absorbieren wenigstens einen Teil der einfallenden Sonnenenergie. Für
sinnvolle Nutzung des spärlichen Sonnenlichts im Winter sind sie nicht geeignet. Außer
dem lassen sie sich nur ungenau einstellen und ermöglichen dadurch keine präzise Licht
lenkung. Hinzu kommt, daß insbesondere die bekannten Jalousien mit horizontalen Lamel
len den modernen Anforderungen an die Blendungsfreiheit von Bildschirmarbeitsplätzen
nicht genügen können. Durch zu hohe Helligkeitskontraste zwischen Bildschirm und Bild
schirmhintergrund, durch Reflexion auf der Bildschirmoberfläche sowie durch zu starken
Einfall von äußerem Licht auf den Bildschirm können unangenehme Blendungserschei
nungen bei den Benutzern von Bildschirmen entstehen. Werden zur Verringerung dieser
negativen Erscheinungen Jalousien mit vertikalen Lamellen eingesetzt, so ergibt sich eine
weitgehende Verdunkelung der Innenräume, was wiederum zu einem erhöhten Kunstlicht
bedarf und damit zu einer Energieverschwendung führt, und zwar gerade zu einer Zeit, wo
genügend Außenhelligkeit vorhanden ist, um Innenräume auf natürliche Weise zu erhellen.
Neben diesen schon lange bekannten Jalousien gibt es seit einigen Jahren auch noch passi
ve Lichtlenksysteme, bei denen die Lichtlenksysteme starr angeordnet sind und eine be
sondere Oberflächengestaltung aufweisen (EP-C-0 029 442; H. Köster: Neues Energiema
nagement in der Fassade, DAB 3/1990, S. 399 bis 402; H. Köster: Solarenergie- und Ta
geslichtnutzung im Wohnungs- und Verwaltungsbau - Neuartige Tageslichtlenktechnik in
Fenstern und Fassaden, DAB 7/1991, S. 1101 bis 1105; DE-C-31 22 164; WO 90/10176).
Die Lichtlenkprofile haben hierbei einen Profildurchmesser von ca. 1,5 cm bis 3 cm und
erstrecken sich zumeist über die ganze Breite eines Fensters. Oft sind diese Lichtlenksyste
me zwischen zwei Glasscheiben eingebettet; sie können jedoch auch ohne Glasscheiben an
einer Haus-Fassade oder auf einem Dach angeordnet sein. Mit diesen Lichtlenksystemen
kann u. a. erreicht werden, daß ein Raum im Sommer so weit wie möglich verschattet und
im Winter optimal ausgeleuchtet wird. Das Licht wird hierbei allerdings bei flachen Ein
strahlungswinkeln nur durch eine einmalige Reflexion an die Decke in unmittelbarer Nähe
des Fensters umgelenkt, und erst mit zunehmendem Sonnenhöhenwinkel wird es durch
zweimalige Reflexion in die Tiefe des Innenraums gespiegelt. Nimmt der Einstrahlungshö
henwinkel weiterhin zu, so werden einige Strahlungsanteile durch zweimalige Reflexion
auch auf den Boden des Innenraums gelenkt, was zu direkten Blendungen eines Betrach
ters führen kann, der zum Fenster schaut. Es ist somit nicht möglich, bei allen Einstrah
lungswinkeln des Sonnenlichts eine Blendung zu vermeiden. Blendungen, gleichgültig ob
physiologische oder psychologische Blendungen, sind jedoch äußerst unangenehm, und
zwar insbesondere dann, wenn die Blendquelle seitlich oder unterhalb der Blickrichtung
liegt (H. Schober, DAS SEHEN, Band H, Leipzig 1964, S. 72 bis 107).
Es sind zwar schon verschiedene Berechnungen über das Verhältnis von Lamellengröße
und Lamellenzwischenraum durchgeführt worden, doch geben diese keinen Aufschluß dar
über, wie sich dieses Verhältnis auf die Blendungserscheinungen auswirkt (K. Matsuura:
General calculation method of illuminance from a vertical louver blind system, 1983, In
ternational daylight conference, Phoenix, Arizona, USA, 16. Februar 1983, S. 213-218;
S. Rheault, E. Bilgen: Heat transfer analysis in an automated venetian blind window sy
stem, Journal of Solar Engineering, Februar 1989, S. 89-95).
Diese bekannten Berechnungsverfahren sind überdies nicht für Systeme geeignet, bei de
nen keine einfachen Lamellen, sondern komplexe Lichtlenkprofile eingesetzt werden.
Zwar ermöglichen es neuartige "Ray-Tracing-Programme", den Verlauf von Lichtstrahlen
zu simulieren, die durch komplexe optische Systeme umgelenkt werden, doch gehen diese
Programme von idealen Lichtstrahlen aus und berücksichtigen nicht, daß die direkte Son
neneinstrahlung nicht parallel, sondern divergierend einfällt. Die Divergenz der direkten
Sonneneinstrahlung beruht nämlich auf der Tatsache, daß die Sonne nicht, wie meist ange
nommen, eine punktförmige Lichtquelle im Unendlichen ist, sondern aufgrund ihrer Ku
gelform wie ein Flächenstrahler wirkt. Die divergierende Lichteinstrahlung einer Kugel
von der Größe der Sonne erzeugt auch noch in großer Entfernung Kernschatten und Halb
schattenzonen. Im Halbschatten findet ein stetiger Übergang von der Helligkeit zur Dun
kelheit statt. Während nur unmittelbar hinter einem schattenwerfenden Körper eine eindeu
tige Schattenkontur, der Kernschatten, vorhanden ist, nimmt mit größerer Entfernung zum
schattenwerfenden Objekt die Halbschattenzone zu, während der Kernschatten immer un
schärfer wird. Dieser Effekt ist von Sonnen- und Mondfinsternissen bekannt, hat aber in
die Berechnung von Lichtlenk- oder Beschattungssystemen noch keinen Eingang gefun
den.
Im Sonnenlicht ist der Kernschatten einer Kugel etwa 108 mal so lang wie der Kugel
durchmesser, was aus der Beziehung Schattenlänge/Kugeldurchmesser = Sonnenent
fernung/Sonnendurchmesser folgt (vgl. Bergmann, Schäfer: Lehrbuch der Experimental
physik, Band III Optik, 7. Auflage, 1978, S. 415). Der schon bei einer Kugel recht kompli
zierte Zusammenhang wird bei lamellenartigem Sonnenschutz noch dadurch unübersicht
licher, daß sich die Lamellen über eine große Distanz erstrecken und gegebenenfalls als
spiegelnde Elemente Licht reflektieren und/oder umlenken. Ein weiterer Effekt, der aller
dings nur bei Lichtspalten in der Größenordnung der Lichtwellenlängen auftritt, ist die
Lichtbeugung. Bei der Beugung oder Diffraktion weicht das Licht vom geometrisch
optischen Strahlengang ab, wobei ein Teil der Wellenenergie in den Schattenbereich
gelangt. Im makroskopischen Bereich der Jalousien kann dieser Effekt zumeist vernach
lässigt werden. Nicht vernachlässigt werden kann dagegen der Umstand, daß sich der
Sonneneinfallswinkel in bezug auf die Lamellen einer Jalousie im Laufe des Tages und in
Abhängigkeit von der Jahreszeit ständig ändert.
Die Sonne stellt nämlich eine pendelnde Lichtquelle dar, die nur zweimal jährlich die
gleiche Position einnimmt. Da sich Himmelsrichtung des Lichteinfalls sowie der Sonnen
höhenwinkel ständig ändern, ist es ein großes Problem, einen idealen Standort für einen
Bildschirmarbeitsplatz im Grundriß ausfindig zu machen.
Das Blendungsproblem ist indessen nicht nur auf die Blendung in einem Innenraum be
schränkt, der durch ein Jalousien- oder Lichtlenksystem ausgeleuchtet wird, sondern es
tritt auch im Außenbereich auf, wenn die Lamellen oder Lichtlenkprofile verspiegelt sind.
Ist beispielsweise ein Fenster mit einem wenigstens teilweise verspiegelten Lichtlenk
system versehen, das Licht zurückreflektiert, so kann das zurückreflektierte Licht in ge
genüberliegenden Häusern oder im Straßenverkehr zu Blendungserscheinungen führen.
Wird ein solches Lichtlenksystem als Dachelement verwendet, so sind Blendungen des
Flugverkehrs nicht ausgeschlossen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur automatischen
Steuerung des Lichteinfalls so auszubilden, daß sowohl in einem durch die Vorrichtung
ausgeleuchteten Innenraum als auch in einem Außenraum, von dem aus eine Lichtquelle
auf die Vorrichtung scheint, die Blendung erheblich reduziert oder gar eliminiert wird.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß das durch ein Licht
lenksystem in einen Innenraum tretende Licht schon in kurzer Distanz vom System ver
gleichmäßigt wird, d. h. es wirft keine streifenförmigen Schatten mehr an den Boden, an
die Decke oder an die Wände. Damit wird eine Blendungsfreiheit im Innenraum gewähr
leistet, was insbesondere bei Bildschirmarbeitsplätzen von großer Bedeutung ist. Hinzu
kommt, daß auch eine Blendung im Außenraum, d. h. in benachbarten Häusern oder auf
der Straße vermieden wird, weil das reflektierte Licht an einer Häuserfassade sehr steil
nach unten auf die Bodenebene reflektiert wird. Des weiteren wird durch die Miniaturisie
rung der Lichtlenkprofile eine verbesserte Durchsichtigkeit erreicht, was einen wesent
lichen Vorteil beim Einsatz der Lichtlenkprofile als Fensterelemente darstellt. Neben den
optischen Vorteilen, die sich aus der besonderen Konstruktion der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ergeben, ermöglicht diese Vorrichtung auch eine vorteilhafte Herstellung,
z. B. aus Aluminium. Aufgrund der Miniaturisierung der Lichtlenkprofile lassen sich diese
auf einfache Weise in Acryl einbetten, wodurch leicht handhabbare Lichtlenkplatten her
stellbar sind. Ferner ergibt sich beim Einbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine
Isolierglaseinheit ein größerer Abstand zwischen den Scheiben und den Lichtlenkprofilen,
wodurch es möglich ist, den Scheibenzwischenraum mit einer Edelgasfüllung zu versehen,
die eine höhere Wärmeisolation bewirkt. Bei einem Einwölben der Isolierglasscheiben im
Winter durch Abkühlung des im Scheibenzwischenraum enthaltenen Gases kommt es zu
keiner Berührung zwischen Lichtlenkprofilen und Scheiben, so daß weder Metalloxidbe
schichtungen zerkratzt werden, die auf den Scheibeninnenseiten aufgebracht werden kön
nen, noch wärmeleitende Kontakte durch das Lichtlenksystem zwischen Innenscheibe und
Außenscheibe entstehen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im fol
genden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung von zwei Lamellen eines Lichtlenksystems,
die von einem Flächenstrahler angestrahlt werden;
Fig. 2 ein Lichtlenksystem mit mehreren übereinander angeordneten Lamellen mit
quasi-parallelen Strahlenbündeln, deren Strahlen innerhalb des Bündels
divergieren;
Fig. 3 die Lichtlenkprofile gemäß Fig. 1, jedoch zusammen mit zwei Glasscheiben,
in deren Zwischenraum die Lichtlenkprofile liegen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung für Lichtlenkprofile zum Einbau im Fenster
bereich;
Fig. 5 eine weitere schematische Darstellung für Lichtlenkprofile zum Einbau
im Oberlichtbereich;
Fig. 6 ein in Kunststoff eingebettetes Lichtlenksystem;
Fig. 7 zwei parallel zueinander angeordnete Lichtlenksysteme im Luftzwischenraum
einer Isolierverglasung;
Fig. 8 eine Vorrichtung gemäß Fig. 3, die gegen die Horizontale geneigt ist.
In der Fig. 1 ist eine Prinzip-Anordnung dargestellt, die veranschaulicht, wie die Sonnen
strahlen durch ein Lichtlenksystem geführt werden. Die Sonne wird hierbei durch einen
Flächenstrahler 1 symbolisiert, der zwei Lichtlenkprofile 2, 3 eines Lichtlenksystems an
strahlt. Hinter diesen Lichtlenkprofilen 2, 3 befindet sich der zu beleuchtende Raum 4. Es
versteht sich, daß das Lichtlenksystem in der Regel mehr als nur zwei übereinander ange
ordnete Lichtlenkprofile 2, 3 aufweist und daß die Lichtlenkprofile zwischen zwei Glas
scheiben, Kunststoffscheiben oder flexiblen Kunststoffolien angeordnet sein können. An
dem Flächenstrahler 1 sind mehrere Punkte 5 bis 10 gekennzeichnet, die stellvertretend für
alle Punkte der strahlenden Fläche stehen. Von diesen Punkten 5 bis 10 gehen nach allen
Richtungen rechts vom Flächenstrahler 1 Lichtstrahlen aus, die sich - da Beugungserschei
nungen nicht betrachtet werden sollen - geradlinig ausbreiten. Von diesen unendlich vielen
Lichtstrahlen sind einige wenige in der Fig. 1 dargestellt, um das Prinzip der Lichtlenkung
und Schattenbildung deutlich zu machen. Beispielsweise gehen von Punkt 5 vier verschie
dene Lichtstrahlen 11 bis 13 und 15 aus, von denen der Lichtstrahl 11 die obere Kante 17
des Lichtlenkprofils 2 tangiert. Ein zweiter Lichtstrahl 12 tangiert eine zweite Kante 18
desselben Lichtlenkprofils 2, während ein dritter Lichtstrahl 13 eine obere Kante 19 des
unteren Lichtlenkprofils 3 tangiert und ein vierter Lichtstrahl 15 eine zweite Kante 24 des
unteren Lichtlenkprofils 3 tangiert. Alle drei vom Punkt 5 ausgehenden Strahlen 11 bis 13
gelangen auf direktem Weg in den Raum 4.
Die gleichen Überlegungen, welche auf die vom Punkt 5 ausgehenden Strahlen zutreffen,
treffen auch in entsprechender Weise auf die von den Punkten 6 bis 10 ausgehenden Strah
len zu. Man erkennt bereits hieraus, daß eine mathematische Beschreibung des Verschat
tungsvorgangs sehr komplex ist. Alle direkt in den Raum 4 gelangenden Strahlen bilden
ein Bündel 25, das sich vom Flächenstrahler 1 in Richtung auf die lichtundurchlässigen
Lichtlenkprofile 2, 3 verjüngt, um dann im Raum 4 wieder auseinanderzugehen. Begrenzt
wird dieses Bündel von den Strahlen 12 und 26, wobei der Strahl 26 vom Punkt 10 aus
geht. Diesen direkt einstrahlenden Strahlen des Bündels 25 sind die durch Umlenkung an
der verspiegelten Fläche 21 eines Lichtlenkprofils 3 in den Raum gelangenden Strahlen
überlagert, die jedoch nicht dargestellt sind. Die tatsächlichen Lichtverhältnisse im Raum 4
sind deshalb einer exakten mathematischen Beschreibung kaum zugänglich. Selbst wenn
die Oberflächen 21, 22 der Lichtlenkprofile 2, 3, an denen Reflexionen stattfinden, mathe
matisch beschreibbar wären, müßte bei einer auf die Praxis zutreffenden Beschreibung
noch berücksichtigt werden, daß die Sonne ihre Position fortlaufend verändert, so daß bei
einer "konformen Abbildung" auch der Flächenstrahler 1 bewegt werden müßte. Bewegt
sich der Flächenstrahler 1 nach oben, so erkennt man, daß immer weniger Lichtstrahlen di
rekt in den Raum 4 gelangen und immer mehr nach außen reflektiert werden. Dies bedeu
tet, daß das Licht im Sommer bei hochstehender Sonne überwiegend reflektiert wird, wäh
rend es im Winter, wenn die Sonne niedrig steht, überwiegend in den Raum 4 durchgelas
sen wird. Nimmt der Flächenstrahler 1 die mit 1′ bezeichnete und gestrichelt dargestellte
Position ein, so gelangt überhaupt kein direktes Licht mehr in den Raum 4, weil die Unter
kante des Flächenstrahlers 1′ auf der durch die Eckpunkte 19 und 28 gebildeten Gerade
liegt. Durch die Öffnung zwischen den beiden Lichtlenkprofilen 2, 3 kann somit nur noch
diffuses Licht treten.
Aus der Darstellung der Fig. 1 erkennt man, daß im Sommer morgens, wenn die Sonne
zwar schon stark strahlt, aber noch tief steht, ein erheblicher Lichtanteil durch die Öffnung
zwischen den Lichtlenkprofilen 2, 3 in den Raum 4 gelangen kann. Ist der Abstand zwi
schen den Lichtlenkprofilen 2, 3 groß und sind insbesondere die Lichtlenkprofile 2, 3
selbst groß, so können die in den Raum 4 eintretenden Bündel, von denen nur das Bündel
29 dargestellt ist, Blendwirkungen erzeugen oder sich an den Wänden abbilden, so daß auf
den Wänden helle Streifen entstehen. Zu diesem Effekt tragen auch diejenigen Strahlen
bei, die über sukzessive Reflexionen an den Oberflächen 21, 22 in den Raum 4 gelangen.
Da sich das Strahlenbündel 29 öffnet und die auf der Fläche 22 reflektierten Strahlen eben
falls nicht parallel zur Normalen 16 verlaufen, entstehen im Raum Überlappungen von
Lichtstrahlen, die Stellen mit größerer und geringerer Helligkeit bewirken. Die Überlap
pungen sind um so stärker, je kleiner die Profile sind. Je stärker jedoch die Überlappungen,
desto geringer die Streifen- und Blendwirkung. Auch die Durchsicht durch ein Fenster,
welches das Lichtlenksystem enthält, wird durch kleinere Rasterungen verbessert. Wenn
breite Lichtlenkprofile in ihrer Höhe z. B. halbiert und in neue äquidistante Anordnungen
gebracht werden, so verändert sich die Gesamthelligkeit nicht, die durch ein Fenster ein
strahlt, weil die lichtabschirmende Fläche gleich geblieben ist. Es hat sich jedoch die Ra
sterung verfeinert, so daß mehr Details im Außenraum erkennbar sind. Würde man die
Lichtlenkprofile unendlich verkleinern, so daß sie zueinander jeweils einen Abstand
hätten, der ihrer Stärke entspricht, so würden diese Lichtlenkprofile wie ein Graufilter mit
einem Transmissionskoeffizienten von 0,5 wirken, d. h. alle Details im Außenbereich
wären erkennbar, aber nur halb so hell wie ohne ein Lichtlenksystem.
Die lichtundurchlässigen Lichtlenkprofile 2, 3 werfen - sieht man von den Reflexionen ab,
die einige Strahlen durchlaufen - einen Kernschatten, dessen Länge vom Durchmesser der
Lichtlenkprofile 2, 3 abhängt. Steht die Sonne senkrecht zur Verbindungslinie der Punkte
28, 24, so ist der Kernschatten des Lichtlenkprofils 3 etwa 108 mal so lang wie die Projek
tion der Strecke 19-30. Nimmt man diese Strecke mit 3 cm an, die bei derzeitigen Syste
men üblich ist, so errechnet sich die Länge des Kernschattens zu 324 cm, d. h. noch in ei
nem Abstand von 324 cm von einem in einer Doppelglasscheibe untergebrachten Licht
lenksystem ist die Lichtverteilung relativ inhomogen. Bei Lichtlenkprofilen von z. B.
0,7 cm Breite reduziert sich der Kernschatten erheblich.
In der Fig. 2 ist schematisch ein Lichtlenksystem 34 dargestellt, das zwischen zwei Schei
ben 35, 36 angeordnet ist. Mit 37 ist der Außenraum bezeichnet, in dem sich die Sonne be
findet, welche die Funktion des Flächenstrahlers 1 in Fig. 1 übernimmt. Im Gegensatz zur
Darstellung der Fig. 1, wo der Flächenstrahler 1 zu jedem Lichtlenkprofil 2, 3 eine andere
geometrische Beziehung hat, weil sich die jeweiligen Abstände zwischen Lichtlenkprofil 2
bzw. 3 und Flächenstrahler 1 unterscheiden, ist die Beziehung des Flächenstrahlers Sonne
in Fig. 2 zu jedem Lichtlenkprofil 38 bis 55 dieselbe, weil der Abstand zwischen jedem
Lichtlenkprofil 38 bis 55 und der Sonne im wesentlichen derselbe ist. Man kann sich des
halb für jedes durch den Zwischenraum zweier Lichtlenkprofile, z. B. 41 und 42, fallende
Strahlenbündel, z. B. 57, eine eigene Sonne als Ausgangslichtquelle vorstellen. Hierdurch
entstehen die Kernschatten 80 bis 85, die sich bis zu einer Ebene 86 hin verjüngen. Hinter
der Ebene 86 ist der Kernschatten verschwunden. Zwischen den Lichtlenkprofilen tritt die
direkte Sonnenstrahlung 801 bis 805 ein, die helle Streifen verursacht. Diese Streifen 801
bis 805 markieren zwischen sich und den Kernschatten 80 bis 85 die Halbschatten 806 bis
817. Diese Halbschatten 806 bis 817 beginnen sich hinter der Ebene 86 zu überschneiden.
Es bilden sich neue Schattenzonen 96 bis 100 aus. Bei einem üblichen Durchmesser der
Lichtlenkprofile von ca. 2 cm ergibt sich erst in einem Abstand von ca. 4 m eine relativ
gleichmäßige Ausleuchtung. Da die Schreibtische eines Büroraums meist weniger als 4 m
vom Fenster entfernt stehen, sind streifenförmige Abbildungen auf den Tischen und an den
Wänden bei tiefstehender Sonne unvermeidlich. Diese Streifenmuster sind durch eine Mi
niaturisierung der Lichtlenkprofile bei einer Breite von ca. 0,7 mm vermeidbar.
Während bisher im wesentlichen die Schaffung einer Blendungsfreiheit im Innenraum be
schrieben wurde, wird im folgenden auf die Schaffung von Blendungsfreiheit im Außen
raum eingegangen. Für die Blendungsfreiheit im Innenraum ist die Miniaturisierung der
Lichtlenkprofile von wesentlicher Bedeutung. Wenngleich auch die Profilform einen Ein
fluß auf die Innenraumblendung hat, so ist sie doch gegenüber der Miniaturisierung von
untergeordneter Bedeutung. Anders ist es bei der Außenraumblendung, die in erster Linie
darauf beruht, daß Sonnenlicht zurückreflektiert wird. Hier spielt die Gestaltung der Profi
le eine erhebliche Rolle.
Anhand der Fig. 3 soll dies näher erläutert werden. In dieser Figur ist ein Ausschnitt aus
einer Isolierverglasung als Fassadenverkleidung gezeigt, die vertikal zur Erdoberfläche
aufgestellt ist, also beispielsweise an Häuserfronten oder in Fensteröffnungen angeordnet
wird. Von mehreren parallel übereinander angeordneten Lichtlenkprofilen sind nur die bei
den Lichtlenkprofile 2, 3 dargestellt.
Diese Lichtlenkprofile sind zwischen zwei parallel verlaufenden Fluchten 300 und 301 an
geordnet, die ihrerseits parallel zu Glasscheiben 110, 111 verlaufen. Gemäß der Erfindung
weist die in der Fig. 3 gezeigte Anordnung wenigstens drei charakteristische Merkmale
auf, die in ihrer Zusammenwirkung eine weitgehende Blendfreiheit in einem Innenraum
und einem Außenraum bewirken, wobei die Glasscheibe 110 zum Außenraum und die
Glasscheibe 111 zum Innenraum hin gerichtet ist.
Die erste charakteristische Größe ist der Abstand a der Fluchten. Er beträgt 10 mm oder
weniger. Hierdurch wird eine Miniaturisierung der Lichtlenkprofile 2, 3 vorgeschrieben,
die kausal für eine Feinrasterung des in den Innenraum eintretenden Lichts ist. Diese Mini
aturisierung reicht jedoch für sich allein noch nicht aus, weil man sich den Eckpunkt 17
des Lichtlenkprofils als unendlich weit nach oben gezogen vorstellen kann, so daß bereits
ein Lichtlenkprofil eine weitgehende Verschattung des Innenraums bewirken könnte. Als
zweite Größe wird deshalb der Abstand b definiert, der die maximale Verschattung bei
wanderndem Sonnenstand darstellt. Dieser Abstand b ist durch zwei parallele Linien 302,
303 definiert, von denen die eine Linie durch die Eckpunkte 28 und 19 der Lichtlenkprofi
le 2, 3 festgelegt wird, während die andere Linie 303 durch den Eckpunkt 17 des Licht
lenkprofils 2 verläuft.
Bei dem Eckpunkt 28 des Lichtlenkprofils 2 handelt es sich um denjenigen, der auf die
Außenseite hin gerichtet ist, während es sich bei dem Eckpunkt 17 desselben Lichtlenkpro
fils 2 um einen auf die Innenseite gerichteten Eckpunkt handelt. Die Eckpunkte 17 und 19
der Lichtlenkprofile 2, 3 liegen auf derselben Flucht 301.
Durch die Festlegung der maximalen Verschattung b auf 10 mm oder weniger wird er
reicht, daß die Lichtlenkprofile auch in ihren vertikalen Abmessungen eingeschränkt sind.
Außerdem wird hierdurch mittelbar der Abstand zwischen den Eckpunkten 17, 28 bzw. 19,
24 eines Lichtlenkprofils 2 bzw. 3 bestimmt. Theoretisch könnte jetzt noch der Eckpunkt
18 des Lichtlenkprofils 2 zu dem Eckpunkt 19 des Lichtlenkprofils 3 gezogen werden, so
daß trotz der Miniaturisierung eine vollständige Verschattung des Innenraums eintreten
könnte. Diese Möglichkeit wird indessen durch die Festlegung eines Winkels α auf 15°
oder kleiner ausgeschlossen. Dieser Winkel α wird durch zwei Geraden 304, 305 aufge
spannt, von denen die eine Gerade 304 senkrecht auf den Fluchten 300, 301 steht, während
die andere durch die beiden Eckpunkte 28, 18 bzw. 24, 30 der Lichtlenkprofile 2, 3 geht.
Der Winkel von 15° bezieht sich auf eine Anordnung der Fluchten 300, 301 oder Scheiben
110, 111 senkrecht zum Erdmittelpunkt, d. h. auf ein Fassadenelement.
Werden die Fluchten geneigt, so daß sie im Extremfall parallel zur Tangenten an die Erd
oberfläche liegen, so ändert sich auch der Winkel α. Damit die gewünschten Effekte auch
bei einer Dachkonstruktion erhalten bleiben, wandern die Eckpunkte 17, 19 und 28, 24 der
Elemente 2, 3 entlang den Fluchten 300, 301, wenn die Scheiben 110, 111 z. B. im Uhrzei
gersinn gedreht werden. Da die Normalen 304, 309 auf die Scheiben 110, 111 bei einer
Drehbewegung der Scheiben nicht mehr horizontal zur Erdoberfläche verlaufen, sondern
um einen Winkel β gekippt werden, wenn mit β z. B. der Winkel einer Dachneigung be
zeichnet ist, ist α von β abhängig. Es gilt dabei zunächst die vereinfachte Formel
α = f(β)+ 15° (I)
d. h. α ist eine Funktion von β plus 15°.
Nähere Einzelheiten hierzu werden im Zusammenhang mit der Fig. 8 erläutert.
Der Winkel von 15° ist lediglich ein sehr vorteilhafter Wert; er kann jedoch ebenfalls
schwanken, und zwar vorzugsweise zwischen 0 und 15°. Es sind aber auch Neigungen der
Geraden 35 unterhalb der Waagerechten 304 von etwa 10° Grad durchaus möglich, so daß
sich der Winkel α allgemein wie folgt bestimmt:
α = f(β +(15° - x) (II)
wobei x ein beliebiger Winkel - vorzugsweise zwischen 0° und 25° - bedeutet, der von 15°
abgezogen wird. Bei x = 15° und bei einer Anordnung gemäß Fig. 3 würde die Gerade 305
mit der Waagerechten 304 zusammenfallen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Krümmung des
nach außen gerichteten Teilstücks 32, 33 dadurch festgelegt, daß die Krümmungskurve
dieses Teilstücks 32, 33 vollständig unterhalb einer Geraden 308 liegt, die mit einer zur
Erdoberfläche parallel verlaufenden Geraden einen Winkel γ 30° einschließt und durch
die Eckpunkte 18, 30 eines Lichtlenkprofils 2, 3 geht. Hierdurch wird ausgeschlossen, daß
das Teilstück 32, 33 eine spezielle Krümmung annehmen kann, die trotz der vorstehend
angegebenen Einschränkungen zu Blendungen führt. Auch der Winkel γ kann vom Nei
gungswinkel β abhängig.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Radius r festgelegt,
der einen Umfang 310 definiert, auf dem die am weitesten voneinander entfernten Punkte
19, 24 eines Lichtlenkprofils liegen. Dieser Radius ist kleiner oder gleich 5 mm.
Betrachtet man bei der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung drei Sonneneinstrahlungs
winkel, nämlich einen sehr flachen bei gerade aufgehender Sonne, einen mittleren bei einer
Sonne in Augenhöhe und einen hohen bei sommerlicher Mittagssonne, so erkennt man,
daß die quasi von unten kommenden Strahlen nur indirekt, d. h. über Reflexionen an den
Flächen 32 und 21 in den Innenraum eintreten können und dort an die Decke gestrahlt wer
den. Die Reflexion in den Außenraum erfolgt dabei schräg nach unten. Bei mittlerer Son
neneinstrahlung tritt das Licht durch die Öffnung in den Innenraum ein, die durch die
Punkte 18 und 19 begrenzt wird. Wegen des kurzen Kernschattens, der durch die Profile 2,
3 geworfen wird, ergibt sich schon in geringem Abstand hinter der Flucht 301 ein Licht
brei, der nicht mehr als blendend empfunden wird. Die Abstrahlung nach außen erfolgt
über die verspiegelten Flächen 31 und 21 steil nach oben, während sie über die verspiegel
ten Flächen 32 und 33 steil nach unten erfolgt Werden die Lichtlenkelemente als Dachfas
saden mit einer Dachneigung verwendet, so wird durch sie erreicht, daß das Licht steil
nach unten in den Innenraum reflektiert wird. Dies ist insbesondere für die Arbeitsplatzbe
leuchtung von großer Bedeutung, damit z. B. Reflexe auf Bildschirmen vermieden werden.
Bei von oben einstrahlender Sonne wird das Licht bei einer Anordnung gemäß Fig. 3
durch die Flächen 21, 31 nach oben abgestrahlt und gelangt durch sukzessive Reflexionen
an den Flächen 21 und 22 der Profile 3 bzw. 2 in den Innenraum. Das direkt von den
Flächen 21, 31 in den Innenraum gestrahlte Licht gelangt dabei an die Decke, während das
durch sukzessive Reflexionen an den Flächen 21 und 22 gelenkte Licht ebenfalls an die
Decke gelangt.
In der Fig. 4 sind noch einmal zwei Lichtlenkprofile 400, 401 dargestellt. Im Unterschied
zu den vorbeschriebenen Lichtlenkprofilen 2, 3, deren obere Flächen 21, 31 parabelförmig
gekrümmt waren, bestehen die oberen Flächen der Lichtlenkprofile 400, 401 aus zwei pa
rabelförmigen Einzelflächen 402, 403 bzw. 404, 405. Diese Einzelflächen besitzen unter
schiedliche Achsen und unterschiedliche Brennpunkte. Hierdurch wird erreicht, daß das in
den Innenraum 4 reflektierte Licht nicht an die Decke gestrahlt wird, sondern zunächst an
die Innenraumflächen 406, 407 der Lichtlenkprofile 400, 401 und von dort in den Innen
raum 4. Die Strahlung 408, 409 kann somit im wesentlichen in den Innenraum 4 gelenkt
werden. Die Gerade 410, die mit der Waagerechten oder Horizontalen 411, 409 einen klei
nen Winkel δ einschließt, bezeichnet die Parabelachse zur Fläche 405. Dagegen bezeichnet
die Gerade 412, welche mit der Waagerechten 413 einen großen Winkel ϕ einschließt, eine
Parabelachse zur Fläche 404. Die Stellen, an denen die zwei verschiedenen Parabelstücke
402, 403 bzw. 404, 405 aneinanderstoßen, sind mit 414 bzw. 415 bezeichnet.
Durch die Verwendung zweier unterschiedlicher Parabelstücke 402, 403 bzw. 404, 405
wird erreicht, daß bei hoher Sonneneinstrahlung als auch bei tiefer Sonneneinstrahlung
eine gute Lichtverteilung erreicht und hierdurch eine Blendung im Innenraum vermeidbar
wird, indem das Licht primär auf die zum Innenraum arretierte Unterseite 406, 407 gespie
gelt und von dort in die Tiefe des Innenraums umgelenkt wird. Eine Umlenkung von oben
nach unten wird ausgeschlossen. Das erste Parabelstück 402 bzw. 404 ist gewissermaßen
für die Umlenkung im Sommer und damit für die hohen Einfallswinkel zuständig, während
das zweite Parabelstück 403, 405 für die Umlenkung im Winter und damit für die niedri
gen Einfallswinkel zuständig ist. Dementsprechend haben die Tangenten an das zweite Pa
rabelstück 403, 405 eine größere Steilheit in bezug auf eine horizontale Gerade als die
Tangenten an das erste Parabelstück 402, 404. Die Geraden 416, 417 bzw. 418, 419 bzw.
420, 421 bzw. 422, 423 bezeichnen weitere einfallende Lichtstrahlen und ihre Ablenkung.
In der Fig. 5 sind noch einmal mehrere übereinander angeordnete Lichtlenkprofile darge
stellt, die nach dem in Fig. 4 dargestellten Prinzip aufgebaut sind. Im Unterschied zu den
Lichtlenkprofilen gemäß Fig. 4 besitzen jedoch die Lichtlenkprofile gemäß Fig. 5 auf ihrer
Oberseite jeweils zwei parabelförmige Teilstücke 506, 507; 508, 509; 510, 511; 512, 513;
514, 515, die in vertikaler Richtung zueinander versetzt sind, d. h. zwischen ihnen befindet
sich ein weiteres Stück 516 bis 520. Aus der Darstellung der Fig. 5, in der die einfallenden
Strahlenbündel 521 bis 524 der verschiedenen Sonnenstände dargestellt sind, erkennt man,
daß bei keinem Sonnenstand eine Einflutung des Lichts von oben nach unten erfolgt.
Mit der im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Miniaturisierung des Licht
lenksystems läßt sich, wie bereits erwähnt, eine sehr gute Homogenität des in einen Raum
eingestrahlten bzw. eingelenkten Lichts erreichen. Werden die miniaturisierten Lichtlenk
systeme dann noch mit zwei verschiedenen parabelförmigen Oberflächen ausgerüstet, wie
es die Fig. 4 und 5 zeigen, so wird zusätzlich der Blendeffekt eliminiert, indem das Licht
über die Innenraumseiten der Profilunterseiten sehr tief in den Innenraum gespiegelt und
damit im Innenraum gleichmäßig verteilt wird.
Weitere Möglichkeiten bieten sich durch die Miniaturisierung an, die sich bei großen
Lichtlenkprofilen nur schlecht verwirklichen lassen.
So kann man, wie die Fig. 6 zeigt, die ein Lichtlenksystem 600 bildenden Lichtlenkprofile
601 bis 606 in einen durchsichtigen Kunststoff 607, z. B. Acryl, einbetten und als platten
förmiges Element zwischen zwei Glasscheiben 608, 609 anordnen oder auch als isoliertes
Element verwenden. Wird das plattenförmige Element mit den beiden Glasscheiben 608,
609 verklebt, so entsteht eine Verbundglasscheibe.
Beim Eingießen der Lichtlenkprofile 601 bis 606 in das Kunststoffmaterial 607 müssen die
Oberflächen der Lichtlenkprofile 601 bis 606 etwas anders ausgebildet sein als die in den
vorangegangenen Zeichnungen dargestellten Lichtlenkprofile, weil der Lichtbrechungsin
dex des Acrylglases berücksichtigt werden muß.
Eine weitere Anordnung des miniaturisierten Lichtlenksystems besteht darin, daß es zwi
schen zwei normalen wärmedämmenden Scheiben von z. B. 16 mm Abstand doppelt vor
gesehen sein kann.
In der Fig. 7 ist eine Vorrichtung gezeigt, die zwei Lichtlenksysteme 701, 702 enthält, von
denen jedes mehrere übereinander angeordnete Lichtlenkprofile, z. B. 703, 704 oder 705,
706 aufweist. Beide Lichtlenksysteme sind parallel zu und zwischen Glasscheiben 707,
708 angeordnet. Eine Besonderheit der in der Fig. 7 gezeigten Vorrichtung besteht darin,
daß das Lichtlenksystem 702 gegenüber dem Lichtlenksystem 701 um 180 Grad gedreht
ist. Es wäre auch möglich, die beiden Systeme orthogonal zu kreuzen, so daß z. B. in der
Fig. 7 nicht die Profilquerschnitte des Systems 702 zu erkennen wären, sondern ein sich
von unten nach oben erstreckendes ganzes Lichtlenkprofil.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Profile in Folien eingepackt
werden. Hierbei berühren die Eckpunkte 17, 19 bzw. 28, 24 der Profile 2, 3 (vgl. Fig. 3)
die Innenwände von flexiblen Kunststoffbahnen, die gewissermaßen an die Stelle der
Fluchten 300, 301 treten. Durch die Verwendung von zwei Kunststoffolien wird der Wär
medurchgangskoeffizient einer Vierscheibenverglasung erreicht, ohne die Blendwirkungen
einer Vierscheibenverglasung in Kauf nehmen zu müssen. Die Folien sind dabei durch Va
kuumeffekte zwischen den Eckpunkten 17, 19 bzw. 28, 24 so nach innen gewölbt, daß
Spiegelungen an den Folienoberflächen nicht zu Blendwirkungen führen.
Unter dem Begriff "parabelförmig" wird in der Beschreibung stets eine gekrümmte konka
ve Fläche verstanden; diese Fläche kann auch kreisbogenförmig oder auf eine andere Wei
se gekrümmt sein.
In der Fig. 8 ist eine Vorrichtung dargestellt, die im wesentlichen der Vorrichtung gemäß
Fig. 3 entspricht, die jedoch im Gegensatz zu dieser nicht für eine Fassade, sondern für
eine Dachschräge verwendet wird. Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist hierbei gewisser
maßen im Uhrzeigersinn gedreht. Der Winkel, um den die Vorrichtung der Fig. 8 gegen
über der Vorrichtung der Fig. 3 verdreht ist, wird β genannt. Dieser Winkel β kann auf die
Vertikale, die dem Lot zum Erdmittelpunkt entspricht und in der Fig. 3 mit den Fluchten
300, 301 identisch ist, oder auf die Horizontale bezogen werden, die einer Parallelen zur
Tangente an den Erdumfang entspricht. Da bereits der Winkel α auf die Gerade 304 bezo
gen wurde, die in der Fig. 3 der Horizontalen entspricht, wird der Winkel β im folgenden
ebenfalls auf die Horizontale bezogen. Diese Horizontale ist in der Fig. 8 mit der Bezugs
zahl 800 versehen. Man erkennt aus der Darstellung der Fig. 8, daß nun die Gerade 304,
welche die Normale auf den Fluchten 300, 301 darstellt, nicht mehr mit der Horizontalen
zusammenfällt.
Durch das Drehen der gesamten Vorrichtung im Uhrzeigersinn gelangt die ursprünglich
unterhalb der Geraden 305 liegende Normale 304 nun oberhalb dieser Geraden 305, d. h.
der auf die Normale 304 bezogene Winkel α wird negativ. Mit diesem Verdrehen der ge
samten Vorrichtung ändern sich auch die Positionen der Eckpunkte 24, 30, 19 eines Profils
innerhalb des Raums zwischen den beiden Fluchten 300, 301, und zwar drehen sie gewis
sermaßen im Gegenuhrzeigersinn. Diese relative Drehung im Gegenuhrzeigersinn inner
halb der Fluchten 300, 301 trifft klar erkennbar auch auf die Gerade 305 zu. Damit ist der
Winkel α vom Drehwinkel β abhängig.
Während bei der in der Fig. 3 dargestellten Vorrichtung der Winkel α z. B. 15° betrug,
also
α = 15°
gilt, ergibt sich der Winkel α vorzeichenrichtig durch die obige Gleichung (I)
α = f(β)+ 15°.
Nimmt man f(β) z. B. einmal willkürlich zu -40°, so ergibt sich α zu -35°. Der Drehwin
kel β selbst ist jedoch im gezeigten Beispiel etwas größer als 40°, so daß für die Funktion
f(β) etwa -3/4 β gilt.
Einen für viele praktische Fälle sehr geeigneten Winkel für α berechnet sich somit aus der
Gleichung
α = -3/4 β + 15° (III)
wobei β als positiver Zahlenwert eingesetzt wird.
Die Größe f(β) ist indessen nicht auf -3/4 β beschränkt, sondern überstreicht in der Praxis
wenigstens einen Bereich von 1/3 β bis 1 β. Auch der in der Fig. 3 gezeigte Winkel α ist
nicht auf 15 Grad beschränkt, sondern kann in der Praxis Werte zwischen +15° und -10°,
bezogen auf die Gerade 304 in Fig. 3, annehmen. Berücksichtigt man diese Schwankungs
breite, so ergibt sich die Gleichung für α zu
α = f(β) + (15° - x) (IV)
wobei x ein beliebiger Winkel ist, der in der Praxis jedoch meistens zwischen 0° und 25°
liegt.
Die auf den Winkel β aufbauende Gleichung könnte auch von dem Winkel δ ausgehen,
weil die Beziehung β + δ + 90° =360° oder β + δ = 270° besteht, d. h. δ = 270° - β.
Die in der Fig. 3 dargestellte Gerade 305 geht dort durch die Eckpunkte 24 und 30 des Pro
fils 3. Diese Eckpunkte entsprechen funktionsmäßig den Eckpunkten 901, 902 bzw. 904,
905 der Profile 910 bzw. 911 der Fig. 8. Der besseren Übersichtlichkeit halber wurde diese
Gerade in der Fig. 8 nicht an das Profil 3, sondern an das Profil 910 gelegt.
Aus der Fig. 8 erkennt man außerdem, daß auch die Größe b vom Drehwinkel β abhängig
ist. Die Geraden 303, 302 verlaufen nicht parallel zur Geraden 305, weil sie durch die Lage
der Eckpunkte (z. B. 28, 19) zweier verschiedener Profile 2, 3 bestimmt werden. Der Win
kel, den die Geraden 302, 303 mit der Horizontalen 800 bilden, ist - verglichen mit dem
entsprechenden Winkel in Fig. 3 - linksdrehend. Dieser Winkel, der b bestimmt, kann als
Funktion von β ausgedrückt werden.
Claims (19)
1. Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichteinfalls in einen Raum,
- 1.1 mit mehreren lichtundurchlässigen Elementen (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505),
- 1.1.1 die durch eine erste geradlinige und äußere Flucht (300) und durch eine zweite geradlinige und innere Flucht (301), die zu der ersten Flucht (300) parallel verläuft, begrenzt sind
- 1.1.2 und die eine Oberseite (21, 31; 402, 403; 506, 507) aufweisen,
- 1.1.2.1 die einem ersten benachbarten lichtundurchlässigen Element gegenüberliegt (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) und
- 1.1.3 die eine Unterseite (22, 32; 60, 33) aufweisen,
- 1.1.3.1 die einem zweiten benachbarten lichtundurchlässigen Element (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) gegenüberliegt,
- 1.2 wobei die lichtundurchlässigen Elemente (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) mindestens auf einem dem einstrahlenden Licht zugewandten Bereich (z. B. 21) verspiegelt
- 1.2.1 und die relativen Lagen der lichtundurchlässigen Elemente (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) zueinander unveränderlich sind,
- 1.3 und daß mindestens die Oberseite (z. B. 21, 31; 402, 403; 506, 507) eines jeden der lichtundurchlässigen Elemente (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505))
- 1.3.1 mindestens ein im Querschnitt konkaves Spiegelteilstück aufweist,
- 1.4 daß ferner die Unterseite eines lichtundurchlässigen Elements (2, 3)
- 1.4.1 aus wenigstens zwei Reflektorteilen (22, 32 bzw. 60, 33) besteht, deren Verbindungsstelle (18, 30) dem Spiegelteilstück der Oberseite (z. B. 21) eines benachbarten lichtundurchlässigen Elements (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) gegenüberliegt,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- 1.5 der Abstand (a) zwischen der äußeren Flucht (300) und der inneren Flucht (301) ist gleich oder kleiner 10 mm;
- 1.6 der Neigungswinkel (α) einer Geraden (305) zu einer Senkrechten (304) durch beide Fluchten (300, 301) ist durch die Beziehung α = f(β) + (15° - x)festgelegt, wobei f(β) eine vom Neigungswinkel β der Senkrechten (304) zur Erdoberfläche abhängige Funktion ist und x ein beliebiger Winkel ist, und wobei diese Gerade (305) durch einen Berührungspunkt (24, 28) zwischen der äußeren Flucht (300) mit einem ersten lichtundurchlässigen Element (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) und durch die Verbindungsstelle (18, 30) zwischen den beiden Reflektorteilen (22, 32 bzw. 60, 33) der Unterseite dieses ersten Elements (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) geht;
- 1.7 die maximale Schattenbreite (b) eines lichtundurchlässigen Elements (2, 3; 38 bis 55; 400, 401; 501 bis 505) beträgt 10 mm,
- 1.7.1 wobei diese Schattenbreite (b) durch zwei parallele Geraden (302, 303) definiert wird,
- 1.7.1.1 von denen die eine Gerade (303) durch den Berührungspunkt (17) zwischen dem ersten Element (2) und der inneren Flucht (301) geht,
- 1.7.1.2 während die andere Gerade (302) einerseits durch den Berührungspunkt (28) zwischen dem ersten Element (2) und der äußeren Flucht (300) und andererseits durch den Berührungspunkt (19) zwischen dem zweiten Element (3) und der inneren Flucht (301) verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß f(β) = - 1/4 β bis -2 β.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß f(β) = -3/4 β.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Verwendung der
Vorrichtung als senkrecht zur Erdoberfläche angeordnetes Fassadenelement 0 < α 15 ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Verbin
dungsstelle (18, 30) zwischen den beiden Reflektorteilen (22, 32) gehende und an dem
nach außen gerichteten Teilstück anliegende Tangente (308) mit einer zur Erdoberfläche
parallelen Geraden (309, 800) einen Winkel γ bildet, der 30° nicht überschreitet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtundurchlässiges
Element drei Eckpunkte (z. B. 17, 18, 28) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei (17, 28)
der drei (17, 18, 28) Eckpunkte eine Unstetigkeitsstelle (414, 415) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unstetigkeitsstelle
(414, 415) durch den Übergang einer konkaven Fläche (402, 404) zu einer anderen konka
ven Fläche (403, 405) gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unstetigkeitsstelle
durch eine Fläche (516 bis 520) gebildet ist, welche zwei konkave Flächen (506, 507; 508,
509) miteinander verbindet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Eckpunkte
(17, 28; 19, 24) eine obere konkave Fläche (31, 21) aufspannen, die zur Lichtquelle hin ge
richtet ist, während zwei zweite Eckpunkte (28, 18; 24, 30) eine untere Fläche (32, 33) auf
spannen, die zur Lichtquelle gerichtet ist, und daß zwei dritte Eckpunkte (18, 17; 30, 19)
eine Fläche (22, 60) aufspannen, die in den Innenraum (4) gerichtet ist, wobei die untere
und zur Lichtquelle gerichtete Fläche (32, 33) eine Tangente (308) aufweist, die mit einer
horizontalen Achse (309, 304) einen Winkel von weniger als 30° aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Profil-Querschnitt
eines lichtundurchlässigen Elements (2, 3) eine Fläche aufweist, die kleiner als 30 mm2
ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen konkaven
Flächen Parabelflächen sind und zwei Einzel-Parabelstücke (402, 403; 404, 405) auf
weisen, deren Parabelachsen (410, 412) unterschiedliche Neigungen haben, wobei die
Parabelachse (412) des ersten Einzel-Parabelstücks steiler als die Parabelachse (410) des
zweiten Einzel-Parabelstücks geneigt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtundurchlässigen
Elemente (601 bis 606) in klarsichtiges Material (607) eingebettet sind, das einen Bre
chungsindex aufweist, der größer oder gleich dem Brechungsindex von Wasser ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in klarsichtiges Ma
terial (607) eingebetteten lichtundurchlässigen Elemente (601 bis 606) mit zwei klarsichti
gen Scheiben (608, 609) eine Verbundglasscheibe bilden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der zu len
kenden Lichtstrahlen zwei Lichtlenksysteme (701, 702) hintereinander angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Fläche (z. B.
21) oder ein Teilstück dieser einen Fläche (21) verspiegelt ist und daß die übrigen Flächen
(z. B. 32, 22; 33, 60; Teil von 21) diffus reflektiert ausgebildet sind.
17. Verfahren zur Herstellung eines Lichtlenkprofils (2) für eine Vorrichtung nach An
spruch 1, wobei dieses Lichtlenkprofil (2) im Querschnitt wenigstens drei Eckpunkte (17,
18, 28) aufweist, zwischen denen sich gerade oder gekrümmte Flächen (22, 31, 32) befin
den, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtlenkprofil aus einem massiven Stahl oder
Metalldraht durch Walzen hergestellt wird, der einen Durchmesser kleiner als 6,5 mm hat.
18. Verfahren zum Herstellen eines Lichtlenkprofils (2) für eine Vorrichtung nach An
spruch 1, wobei dieses Lichtlenkprofil (2) im Querschnitt drei Eckpunkte (17, 18, 28) be
sitzt, zwischen denen sich gerade oder gekrümmte Flächen (22, 31, 32) befinden, dadurch
gekennzeichnet, daß das Lichtlenkprofil (2) im Spritzgußverfahren hergestellt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934310718 DE4310718A1 (de) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichteinfalls in einen Raum |
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DE19934310718 DE4310718A1 (de) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichteinfalls in einen Raum |
Publications (1)
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DE4310718A1 true DE4310718A1 (de) | 1994-10-06 |
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