DE60118845T2

DE60118845T2 - Übertragungssystem für Tageslicht

Info

Publication number: DE60118845T2
Application number: DE60118845T
Authority: DE
Inventors: Giannunzio Guzzini
Original assignee: Iguzzini Illuminazione SpA
Current assignee: Iguzzini Illuminazione SpA
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2021-07-14
Also published as: ITMI20001675A0; EP1174658A3; EP1174658B1; IT1318222B1; NO20013553D0; NO20013553L; ES2262600T3; EP1174658A2; DE60118845D1; ATE323865T1; ITMI20001675A1; DK1174658T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtübertragungssystem für natürliches Licht.
Ein Lichtübertragungssystem, das den neuesten Stand der Technik der vorliegenden Erfindung darstellt, ist aus der EP-A-0 922 914 bekannt.
Es ist bekannt, dass es viele Vorteile bei der Verwendung von natürlichem Licht zur Beleuchtung des Inneren von geschlossenen Gebäuden gibt, unter anderem eine bessere Farbausbeute der beleuchteten Objekte und ein geringerer Verbrauch von Energie für die Innenbeleuchtung.
Die Verwendung von Fenstern und Dachfenstern erlaubt jedoch keine optimale Energieausbeute, da dadurch in jedem Fall ein beträchtlicher Verlust innerer Wärme besteht.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Lichtübertragungssystem für natürliches Licht bereitzustellen, das einen vollen Vorteil aus dem Außenlicht zieht, um Räume oder Bereiche auch mit großen Ausmaßen zu beleuchten.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Lichtübertragungssystem für natürliches Licht bereitzustellen, das es erlaubt, dem Verlauf der Sonne zu folgen, um die Aufnahmefähigkeit des Sonnenlichts zu optimieren.
Diese und weitere Ziele werden durch ein Lichtübertragungssystem für natürliches Licht nach Anspruch 1 erreicht, auf den der Kürze halber verwiesen wird.
Weitere Kennzeichen der vorliegenden Erfindungen sind in den beiliegenden Ansprüchen der vorliegenden Patentanmeldung definiert.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten stehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen offensichtlich, die beispielhafte und nicht einschränkende bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung eines Sonnenlichtsensors für natürliches Licht, der dem Lichtübertragungssystem für natürliches Licht der vorliegenden Erfindung zugehörig ist;
2 eine schematische Darstellung des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung der Mikrostruktur einer Fresnellinse, die aus einem Film besteht und als eine Komponente des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht in den vorhergehenden Fig. verwendet wird; und
4 eine schematische Darstellung des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht gemäß einem seiner Betriebsmodi.
Unter spezieller Bezugnahme auf die erwähnten Fig. ist eine schematische Darstellung des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht gemäß der vorliegenden Erfindung als Ganzes mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Das Lichtübertragungssystem für natürliches Licht 10 ist als Erstes mit einem Sonnenlichtsensor 11, der mit einer Fresnellinse 12 ausgestattet ist, die aus einem Film besteht und eine lineare Konzentration aufweist, einem Transportkanal 13 und einem Diffusor 14 versehen.
Die Fresnellinse 12 ist an der zylindrischen Fläche des Sonnenlichtsensors 11 angeordnet.
Der Sonnenlichtsensor 11 ist außerhalb des Gebäudes, in dem das Lichtübertragungssystem für natürliches Licht 10 angewendet wird, positioniert, während der Diffusor 14 innerhalb des Gebäudes an dem Ende des Transportkanals 13 montiert ist.
Der Diffusor 14 ist eine kastenartige Struktur mit der gleichen Breite wie der Transportkanal 13 (in den beiliegenden Fig. schematisch gezeigt), während die Tiefe in Abhängigkeit von den Abmessungen des Raums, in dem das Lichtübertragungssystem für natürliches Licht 10 installiert ist, variiert.
Innerhalb der Einheit, die aus dem Transportkanal 13 und dem Diffusor 14 besteht, krümmt sich ein Aluminiumreflektor von dem Transportkanal zu der Basis des Diffusors 14 und berührt dabei die untere Fläche, die aus einem optischen Beleuchtungsfilm OLF (Optical Lighting Film = Lichtleitfolie) besteht, der auf einer Lage aus transparentem Polycarbonat ruht, welche die Emissionsfläche darstellt.
Der Sonnenlichtsensor 11 ist ein aktives System das in der Lage ist, dem Verlauf der Sonne zu folgen, wobei er der Höhe an dem Horizont während des Tages folgt, um einen optimalen Vorteil aus der Fähigkeit des Systems, Licht aufzunehmen, zu ziehen.
Dieses Ergebnis wird durch Servomechanismen (elektrische Stellglieder) erhalten, die durch Sensoren und Mikrocomputer gesteuert werden und ermöglichen, dass der Sonnenlichtsensor 11, der außerhalb des Gebäudes positioniert ist, mittels einer PLC, die einen Schrittmotor steuert (der Einfachheit halber in den Fig. nicht gezeigt) vertikal von oben nach unten und umgekehrt gedreht werden kann, um der Höhe der Sonne an dem Horizont zu folgen.
Im Spezielleren zeigt 1 den Sonnenlichtsensor 11 mit seiner Fresnellinse 12 und dem Einlass des Transportkanals 13; des Weiteren sind zwei transparente Seitenwände 24 und 25 und eine transparente Rückwand 26 zu sehen, zusätzlich zu einer nicht transparenten vorderen Wand 27, die innen mit einem Reflexionselement ausgestattet ist, wobei alle diese Elemente den Aufbau des Sonnenlichtsensors 11 vervollständigen.
Darüber hinaus ist ersichtlich, dass der Körper des Sonnenlichtsensors 11 über einen durch den Kolben 21 aktivierten Hebel 20 drehbar ist.
Der Brennpunkt ist etwa 40 cm von der unteren Fläche der Linse entfernt (was auch die Tiefe des Sonnenlichtsensors 11 ist), wo der Transportkanal 13 positioniert ist, der wiederum mit einem stark reflektierenden Material beschichtet ist und aus einer kastenförmigen, 180 cm breiten und 10 cm hohen Komponente mit einer variablen Tiefe in Übereinstimmung mit der Dicke der Wand, in der er versenkt ist, besteht.
Die Fresnelfilmlinsen 12 bestehen aus einem prismenförmigen Film, in dem sich die Neigung der auf dem Material angeordneten Mikroprismen allmählich ändert, wenn sie sich von dem Mittelpunkt weg bewegen.
Wie zuvor erwähnt, ist die Fresnellinse 12 auf der zylindrischen Fläche des Sonnenlichtsensors 11 positioniert.
Mit diesem Aufbau der Linse 12 ist das erhaltene Ergebnis eine Linse, die den Regeln der optischen Geometrie vollständig folgt, die jedoch die Dicke eines Films (etwa 0,5 mm) aufweist.
Die Fresnellinse 12 kann somit eine extrem konzentrierte laminare Strömung erzeugen und den Wirkungsgrad des Systems erhöhen, wobei ein Übertragungskoeffizient knapp unter 100 % liegt, so dass es nur zu sehr geringen Verlusten auf Grund von Absorption kommt.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht 10 in einem Betriebsmodus, in dem das Licht, das von außen kommt, für die Innenbeleuchtung nicht ausreicht.
In diesem Modus wird eine Batterie von Lampen 23 eingeschaltet und ihr Licht wird von einem Spiegel 22 reflektiert und in den Diffusor 14 übertragen.
In dem Fall jedoch, in dem das Außenlicht ausreicht, werden die Lampen 23 abgeschaltet und es wird bewirkt, dass der Spiegel 22 sich dreht, um den Transportkanal 13 frei zu lassen.
Die Kennzeichen des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht, das in der vorliegenden Erfindung enthalten ist, und die Vorteile dieses Systems werden aus der Beschreibung ersichtlich.
Im Speziellen ist auf die reduzierte Anzahl von Komponenten des Systems hinzuweisen; diese Tatsache hat positive Auswirkungen auf sein Management und seine langfristige Wartung.
Der maßbedingte Einfluss in dem Abschnitt von etwa 25 cm Höhe ist beträchtlich geringer in Bezug auf Typen passiver Sonnenlichtsensoren nach dem Stand der Technik. Tatsächlich benötigen diese Sonnenlichtsensoren einen Abschnitt mit Gesamtabmessungen, die zwischen einem Minimum von 30 – 40 cm bis zu einem Maximum von 50 – 60 cm schwanken, mit negativen Auswirkungen auf das strukturelle Raummanagement des Gebäudes und der Integration des Systems in Werksplan-Netzwerken.
Es ist offensichtlich, dass die Vorrichtung mit diesen reduzierten Abmessungen ähnlich der Höhe herkömmlicher Beleuchtungsgeräte ist, die in abgehängten Deckensystemen vollständig versenkt werden können oder nicht.
Schließlich ist offensichtlich, dass zahlreiche Abwandlungen des Lichtübertragungssystems für natürliches Licht gemäß der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne von der eigentlichen Neuheit der Erfindung abzuweichen.
In der praktischen Ausführungsform der Erfindung können die Materialien, Formen und Abmessungen der veranschaulichten Details gemäß den Anforderungen variieren und diese können durch andere, technisch gleichwertige ersetzt werden.

Claims

Lichtübertragungssystem für natürliches Licht (10), das mit einem Sonnenlichtsensor (11), der außerhalb eines Gebäudes, das einen zu beleuchtenden Raum umschließt, angeordnet ist, einem Lichtwellenleiter (13) und einem Diffusor (14) versehen ist, wobei die Emissionsfläche des Diffusors (14) aus einem optischen Beleuchtungsfilm besteht, der auf einer Lage aus transparentem Polycarbonat ruht, und wobei der Sonnenlichtsensor (11) in der Lage ist, dem Verlauf der Sonne aktiv zu folgen, wobei er der Höhe an dem Horizont während des Tages folgt, um einen optimalen Vorteil aus seinen Fähigkeiten, Licht aufzunehmen, zu ziehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenlichtsensor (11) mit einer zylindrischen Fläche versehen und mit einer Fresnellinse (12) ausgestattet ist, die aus einem Film besteht und eine Konzentration von Licht in einem schmalen Strahl vorsieht, und wobei innerhalb der Einheit, die aus dem Lichtwellenleiter (13) und dem Diffusor (14) besteht, ein Aluminiumreflektor vorgesehen ist, der sich von dem Lichtwellenleiter (13) zu der Basis des Diffusors (14) krümmt.
Lichtübertragungssystem für natürliches Licht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenlichtsensor (11) über Servomechanismen drehbar ist, die durch Sensoren und Mikrocomputer gesteuert werden und ermöglichen, dass der Sonnenlichtsensor (11), der außerhalb des Gebäudes positioniert ist, mittels einer PLC, die einen Schrittmotor steuert, vertikal von oben nach unten und umgekehrt gedreht werden kann, um der Höhe der Sonne an dem Horizont zu folgen.
Lichtübertragungssystem für natürliches Licht nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenlichtsensor (11) zwei transparente Seitenwände (24, 25) und eine transparente zylindrische Rückwand (26) zusätzlich zu einer nicht transparenten vorderen Wand (27) umfasst, die innen mit einem Reflexionselement ausgestattet ist.
Lichtübertragungssystem für natürliches Licht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Batterie von Lampen (23) versehen ist, deren Licht durch einen Spiegel (22) reflektiert und in den Diffusor (14) übertragen wird, wenn das externe Licht für eine interne Beleuchtung nicht ausreicht.