DE4335446C2

DE4335446C2 - Beleuchtungssystem

Info

Publication number: DE4335446C2
Application number: DE4335446A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Koester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2013-10-19
Also published as: DE4335446A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Eine sinnvolle Nutzung des Tageslichtangebotes wird im Zuge der Energieeinsparung für Kunstlicht immer bedeutungsvoller. Es wird versucht, Tageslicht durch Lichtlenksysteme in die Tiefe eines Innenraumes umzulenken, indem Spiegel in der Fensterzone so ange ordnet werden, daß eine Lichtumlenkung erfolgt. In der EP 0029442 B2 ist eine Vor richtung dargestellt, die das Tageslicht so regelt, daß die hohe überhitzende Sommer sonne in den Außenraum zurück reflektiert und nur die flache winterliche Sonne in den Innenraum eindringen kann, wobei ein Teil des einfallenden Lichtes an die Decke und in die Raumtiefe umgelenkt wird. In der US 1,567,984 ist eine reflektierende ebene Fläche dargestellt, die im Innenraum zwischen Oberlichtbereich und unterer Fensterzone vom Fenster abgeklappt wird und das Sonnenlicht über eine diffus spiegelnde Oberfläche an die Innenraumdecke umlenkt. Der Vorteil dieser Einrichtungen ist nicht nur die Lichtum lenkung, sondern die gleichzeitige Beschattung des fensternahen Arbeitsplatzes gegen die Sonneneinstrahlung im Oberlichtbereich. Nachteilig ist, daß die hohe überhitzende Som mersonne nur dann in den Außenraum zurückgespiegelt wird, wenn der Spiegel in seiner Winkelposition zur Sonne verdreht wird. Im Extremfall muß der Spiegel ganz an das Fenster angelehnt werden, wodurch eine Verdunkelung des Innenraumes erfolgt.

Weiterhin ist aus der WO 90/10176 A1 eine Vorrichtung bekannt, in der ein Lichtlenksystem innerhalb des Oberlichtfensters oder eines Dachfensters durch eine Kunstlichtquelle geflutet wird. Die Kunstlichtquelle ist durch ein eigenes Reflektionssystem umgeben, welches das Licht zum Teil auf den Oberlichtbereich mit dem integrierten Tageslichtsystem und zum Teil an die Decke flutet. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß das Kunstlicht im wesentlichen an die Decke und in die Tiefe des Raumes, nicht jedoch auf den fensternahen Arbeitsplatz geführt wird.

Die Erfindung hat sich daher, die Aufgabe gestellt, ein Beleuchungssystem mit einem Tageslichtre flektors zu entwickeln, die im Sommer wie im Winter, unabhängig vom Einfallswinkel der Sonne, einen Lichteintritt in den Innenraum für diffuse Strahlung ermöglicht und lediglich die Sonne mit hohen Einfallswinkel ausblendet.

Diese Aufgabe wird bei einem Beleuchtungssystem der als bekannt vorausgesetzten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht in dem Tageslichtreflektor, der an seiner Oberseite eine Lichtlenkung des Tageslichtes und an seiner Unterseite eine Lichtlenkung des Kunstlichtes bewirkt, wobei der Reflektor selbst so ausgebildet ist, daß die konvexe Form die Anforderungen an die Lichtumlenkung bei unterschiedlichen Einfallswinkeln im Sommer und im Winter erfüllt und die konkave Form eine DIN-gerechte Ausleuchtung des fensternahen Arbeitsplatzes, ohne daß eine Drehung des Tageslichtreflektors oder eine Sonnennachlaufsteuerung erforderlich ist, d. h. bei starrer Anordnung des Reflexions systems.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Den Querschnitt durch die Fensterzone eines Innenraumes mit Anordnung der Leuchte zwischen Oberlichtbereich und unterem Fenster.

Fig. 2 Den Schnitt durch einen Innenraum und der Anordnung der Leuchte in der Fensterzone.

Fig. 1 zeigt den Schnitt durch die Fensterzone eines Innenraumes, der durch einen Fuß boden 10, eine Deckel 11, eine Brüstung 12 sowie durch das Fenster 13 mit der Ober lichtzone 14 und dem unteren Fensterteil 15 gebildet wird. Die Leuchte 16 ist zwischen Fensterteil 15 und Oberlichtzone 14 angeordnet. Sie besteht aus dem Tageslichtreflektor 17, dem Leuchtmittel 29 und mindestens einem weiteren Reflektor 19. Der Tageslichtreflektor 17 ist oberhalb, der weitere Reflektor 19 unterhalb des Leuchtmittels 29 angeordnet.

Der Tageslichtreflektor 17 weist gegenüber dem Leuchtmittel 29 eine konkave Form und gegenüber dem durch die Oberlichtzone 14 einfallenden Tageslicht eine konvexe Form auf. Der Tageslichtreflektor 17 ist parabelförmig konstruiert, wobei das Leuchtmittel 29 den Brennpunkt bildet. Um nach DIN 66 234 Teil 7 und DIN 5035 Teil 7 die Güteklasse I zu realisieren, sind die erforderlichen Grenzstrahlwinkel und die Leuchtstärkeverteilung einzuhalten. Diese Normen schreiben vor, daß der Ausstrahlwinkel der Leuchte den Winkel γ von 60° nicht überschreiten darf und die Leuchtdichte mit abnehmenden Ausstrahlwinkeln zunehmen muß. Diese Forderung wird durch die parabolförmige Ausformung des Tages lichtspiegels erfüllt. Diese Normen besagen weiterhin, daß der untere Ausstrahlwinkel γ zu begrenzen ist. Dies wird durch die Tangentenneigung eines zweiten Teilstückes 28 des Tageslichtreflektors 17 erreicht.

Der Tageslichtreflektor 17 setzt sich vorzugsweise aus zwei Teilstücken 18 und 28 zu sammen. Während das Teilstück 18 zwischen den Endpunkten 23 und 26 die Lichtflutung auf den innenraumorientierten Schreibtischteil regelt, regelt das zum Fenster gelegene Teilstück 28, zwischen den Endpunkten 26 und 27 die Lichtflutung auf den fensternahen Schreibtischteil. Der Tageslichtreflektor 17 ist daher nicht notwendigerweise eine exakte Parabel und ist der Anordnung der Lichtquelle einerseits und der Ausbildung und Licht umlenkung des unteren Reflektors 19 anzupassen. Die Reflektoren 17 und 19 mit dem Leuchtmittel 29 bilden ein System. Der Begriff "parabelförmig" ist lediglich als Konstruktionshinweis, nicht jedoch einschränkend zu verstehen. Das Teilstück 18 wird aus Tangenten t gebildet, die gegenüber einen Horizontalen H einen flachen Winkel α, z. B. + 45° bis -45° bilden. Das Teilstück 18 steigt zunächst zur Innenraumdecke hin an und fällt dann zur Fußbodenebene hin ab. Das Teilstück 28 wird aus Tangenten t geformt, die gegenüber der Horizontalen H einen steilen Anstellwinkel α, z. B. zwischen 45° und 80°, bilden. Der Tageslichtreflektor kann in seinem Querschnitt kurvenförmig oder auch aus einer Vielzahl ebener Teilstücke ausgeformt werden, die jedoch in ihrem optischen Verhalten dem zuvor beschriebenen Anforderungen der genannten Normen entsprechen müssen.

So wird die flache Wintersonne W wird durch den Tageslichtreflektor im wesentlichen an die Decke und in die Tiefe des Innenraumes umgelenkt, während die hocheinfallende Sommersonne S insbesondere durch das steiler angestellte Teilstück 28 in den Außenraum zurückgeflutet wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Unterseite der Decke 11 oder Teile der Decke reflektierend bzw. spiegelnd auszubilden, so daß eine präzise Lichtumlenkung zur Tiefe des Innenraumes möglich wird.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch einen Innenraum. Es ist zu erkennen, daß der Tages lichtreflektor 20 der Leuchte 21 den Schreibtisch gegenüber der durch das Oberlicht einfallende Sonne beschattet. Trotz der Beschattung ermöglicht die Leuchte durch ihre flache Ausbildung, unabhängig vom Einfallswinkel der Sonne, ein Eindringen diffuser Lichtstrahlung, ohne eine Verdunkelung des Innenraum zu bewirken.

Darüber hinaus ermöglicht die Leuchte aus der Tiefe des Innenraumes einen ungehinderten Ausblick durch den Oberlichtbereich, wodurch sich die Leuchte besonders für die Ausstattung sogenannter Kombibüros eignet.

In Fig. 1 bestimmt die Schattenlinie 22 die Weite der Auskragung des Tageslichtreflektors 17 vom Fenster in den Innenraum. Der Endpunkt 23 wird so festgelegt, daß eine am Tischende sitzende Person 24 (Fig. 2) nicht geblendet wird.

Der Tageslichtreflektor 17 ist auf seiner konvexen Seite vorzugsweise als Spiegel ausge bildet. Denkbar ist jedoch eine lichtstreuende Oberfläche durch entsprechende Oberflächenbehandlung eines Spiegels, z. B. Beizen, Bürsten usw. Auch eine Weiß lackierung ist möglich. Gleiches gilt für die konkave Unterseite.

Der Tageslichtspiegel wird vorzugsweise aus Aluminiumblech hergestellt und kann mit einer Lochung versehen werden. Denkbar ist auch eine Ausbildung des Spiegels aus Glas, auf das eine Spiegelschicht aufgedampft ist. Die Aufdampfung kann so erfolgen, daß die Glasschicht noch über eine gewisse Durchsichtigkeit verfügt, so daß der größte Teil der Lichtstrahlung reflektiert und ein kleiner Teil durchgelassen wird. Dieser Effekt kann auch durch Beschichten einer Glasscheibe mit einer geeigneten Folie erzielt werden.

Die Leuchte wird entweder als Leuchteneinheit mit dem Tageslichtreflektror oder aus mehreren Einzelheiten bestehend vorzugsweise von der Decke abgependelt. Der Tageslichtreflektor wird so aufgehängt, daß er zum Zwecke der Reinigung des Oberlichtfensters sowie seiner konvexen Oberseite ganz oder teilweise abgehängt werden kann.

Claims

1. Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Innenraums hinter einem durchsichtigen, aus einer Oberlichtzone (14) und einem unteren Fensterteil (15) bestehenden Fenster (13),
wobei das Beleuchtungssystem

- ein Leuchtmittel (29)
- mindestens einen Tageslichtreflektor (17) und
- mindestens einen weiteren Reflektor (19) aufweist, die parallel zum Fenster im Bereich zwischen Oberlichte (14) und unterem Fensterteil (15) angeordnet sind und die sowohl das Tageslicht, als auch vom Leuchtmittel emittierte Kunstlicht in den Innenraum lenken,
dadurch gekennzeichnet, daß
- das Leuchtmittel (29) unterhalb des Tageslichtreflektors (17) angeordnet ist,
- der Tageslichtreflektor (17) zweiseitig reflektierend ausgebildet ist und gegenüber dem Leuchtmittel konkav und gegenüber dem Tageslichteinfall konvex gewölbt ist, so daß an seiner Oberseite das Tageslicht und an seiner Unterseite das vom Leuchtmittel (29) einfallende Kunstlicht reflektiert werden.

2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Tageslichtreflektors (17) sowie unterhalb des Leuchtmittels (29) mindestens eine weitere Reflektor (19) angeordnet ist, der das Kunstlicht auf die konkave Seite des Tageslichtreflektors (17) umlenkt.

3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tageslichtreflektor (17) parabel förmig ausgebildet ist.

4. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tageslichtreflektor (17) aus mindestens zwei Teilstücken (18, 28) gebildet wird, wobei sich ein erstes Teilstück vom Fenster zum Innenraum erstreckt, dessen Tangenten gegenüber der Horizontalen H eine größere Winkelanstellung α bilden, und wobei sich ein zweites Teilstück in die Raumtiefe erstreckt, dessen Tangenten zur Horizontalen H einen kleinere Winkel α bilden, der auch null oder negativ sein kann.

5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelanstellung α des Tages lichtreflektors (17) so gewählt ist, daß an diesem reflektierte Kunstlichtstrahlung in einem Abstrahlwinkel γ <60° auf die Schreibtischebene gelenkt wird.

6. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tageslichtreflektor (17) auf seiner konvexen Oberseite spiegelnd ausgebildet ist.

7. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tageslichtreflektor (17) auf seiner konkaven Unterseite spiegelnd ausgebildet ist.

8. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tageslichtreflektor (17) aus einem Lochblech hergestellt ist.

9. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tageslichtreflektor (17) aus Glas hergestellt ist.