DE69204429T2

DE69204429T2 - Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für Räume ohne Naturlicht.

Info

Publication number: DE69204429T2
Application number: DE69204429T
Authority: DE
Inventors: Daniele Bedini; Piera Scuri; Douglas Skene
Original assignee: Iguzzini Illuminazione SpA
Current assignee: Iguzzini Illuminazione SpA
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2012-11-27
Also published as: US5285356A; DE69204429D1; ITMI913197A1; IT1252026B; ITMI913197A0; ES2078649T3; CA2083998C; EP0545474A1; CA2083998A1; EP0545474B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, im besonderen für Umgebungen ohne natürliches Licht.
Es ist bekannt, daß Umgebungen selbst für den Wohn- und Arbeitsgebrauch existieren, welche aus verschiedenen Gründen ohne natürliches Licht sind. Zum Beleuchten solcher Umgebungen wird daher künstliches Licht verwendet. Die medizinische Forschung hat jedoch gezeigt, daß, je mehr eine Person innerhalb Umgebungen bleibt, die nur mit künstlichem Licht beleuchtet sind, umso größer die Wahrscheinlichkeit ist, daß sie Störungen erleidet, deren häufigste ein Verlust des Zeitgefühls ist, welches unser Körper spontan aufgrund der Zeitsignale, die dem natürlichen Licht implizit sind, annimmt.
Eine der Abhilfen ist es, die genannten Umgebungen mit einer Lichteinrichtung zu versehen, welche ein Licht emittiert, das eine Farbtemperatur hat, die dem natürlichen Licht so nahe wie möglich ist.
DE-A-39 16 997 beschreibt eine Einrichtung zur Beleuchtung, die künstliches Licht erzeugt, das natürlichem Licht ähnlich ist.
Jedoch ist die Farbtemperatur des Lichts, selbst wenn sie ein sehr wichtiger Faktor ist, nur eines der Merkmale, die zum Reproduzieren von natürlichem Licht notwendig sind.
Demgemäß besteht beim gegenwärtigen Stand der Technik die einzige Abhilfe darin, die Zeit zu begrenzen, während der eine Person in Umgebungen ohne natürlichem Licht bleibt, im besonderen in dem Fall einer Person, die für solche Phänomene besonders empfindlich ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen, d.h. eine Beleuchtungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die fähig ist, alle die Hauptmerkmale zu reproduzieren, welche notwendig sind, das natürliche Licht über den gesamten Tag hinweg zu reproduzieren. Diese Merkmale sind die Farbtemperatur, die Intensität und die Gerichtetheit bzw. Bündelung über den gesamten (simulierten) Tag hinweg.
Dieses Ziel wird durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Anspruch 1 erreicht.
Dadurch, daß mehrere Lichtguellen von unterschiedlicher Farbtemperatur vorgesehen und es ermöglicht wird, sie separat mit Energie zu versorgen, kann die Qualität des durch die Einrichtung emittierten Lichts derart beeinflußt werden, daß es über den gesamten Tag hinweg natürlichem Licht so sehr wie möglich ähnelt.
Außerdem ermöglicht es die Einrichtung zum Variieren der Betriebsintensität der einzelnen Lichtquellen, dem Licht die gewünschte Gerichtetheit bzw. Bündelung durch den durchscheinenden bzw. lichtdurchlässigen Schirm zu geben, um die Bewegung der Sonne zu simulieren, wenn sich die Tagesstunde verändert. Die Beleuchtungseinrichtung ist daher fähig, in einer Art und Weise zu arbeiten, die jener eines traditionellen Oberlichts bzw. Dachfensters ähnlich ist, wenn es von natürlichem Licht durchguert wird, welches sich, wie gut bekannt ist, während des Tages nicht nur hinsichtlich der Farbtemperatur und Intensität, sondern auch hinsichtlich der Richtung ändert. Durch Verhindern der Reflexion der einzelnen Bilder der Lichtquellen und Begünstigen der Zerstreuung der von den genannten Quellen emittierten Lichtstrahlen trägt der durchscheinende bzw. lichtdurchlässige Schirm zum Erzeugen des gewünschten "Dachfenster bzw. Oberlichteffekts" bei.
Der gewünschte Effekt wird dadurch optimiert, daß eine zentrale Einheit zum Steuern bzw. Regeln des Betriebs der Lichtquellen Augenblick um Augenblick auf der Basis der Art des Tages, von welchem es gewünscht wird, daß er simuliert wird, unter Verwendung eines vorbestimmten Softwareprogramms vorgesehen wird.
Die Erfindung ist mittels eines nichtbeschränkenden Beispiels in den Figuren der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.
Figur 1 ist eine Aufsicht auf eine Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung, wobei der reflektierende Schirm entfernt ist, um die Komponenten zu zeigen;
Figur 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II der Figur 1 vollständig mit dem reflektierenden Schirm;
Figur 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III der Figur 2 vollständig mit dem reflektierenden Schirm;
Figur 4 ist eine Seitenansicht auf die größere Seite;
Figur 5 ist eine Seitenansicht auf die kleinere Seite;
Figur 6 ist eine schematische Ansicht der zentralen Steuer- bzw. Regeleinheit zum Steuern bzw. Regeln der individuellen Lichtquellen der Einrichtung;
Figur 7 ist eine Kurvendarstellung, welche die Veränderung in der Lichtemission der Einrichtung veranschaulicht, wenn diese durch die zentrale Einheit so programmiert ist, daß sie herbstliches Tageslicht auf einer geographischen Breite von etwa 45º simuliert;
Figur 8 ist eine der Figur 1 entsprechende Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung zeigt. Entsprechende Elemente sind darin mit den gleichen Bezugszeichen plus dem Buchstaben A bezeichnet.
Es sei auf die vorerwähnten Figuren Bezug genommen, wonach die Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung, die insgesamt mit 1 bezeichnet ist, im wesentlichen einen Rahmen 2, einen durchscheinenden Schirm 3, einen reflektierenden Schirm 4 und Lichtquellen 5 und 6, welche vom Fluoreszenz- bzw. Halogentyp sind, umfaßt. Der Rahmen 2, der eine Struktur hat, die jener eines traditionellen Oberlichts gleichartig ist oder diese simuliert, umfaßt Paare 7, 8 von parallelen, gegenüberliegenden rohrförmigen Elementen von größerer bzw. kleinerer Länge, die eine geschlossene Struktur um den durchscheinenden Schirm 2, den sie halten, bilden.
Eine erste Konsole 11 und eine zweite Konsole 12 sind auf den gegenüberliegenden rohrförmigen Elementen 7 und 8 befestigt, um jeweils die Ebenen 9 und 10, die die Lichtquellen 5 und 6 halten, zu unterstützen bzw. zu halten.
Die Ebenen 9 und 10 sind in einer solchen Art und Weise gehaltert, daß sie einen Winkel α von 25º mit der Ebene bilden, in welcher die gegenüberliegenden rohrförmigen Elemente 7 und 8 liegen. Wenn das Oberlicht angebracht ist, entspricht diese Ebene jener einer traditionellen unechten Decke 21.
Die Haltekonsolen 11 bzw. 12 umfassen Rohrteile 13 und 14, die auf anderen Höhen als die rohrförmigen Elemente 7 und 8 positioniert, aber parallel zu den rohrförmigen Elementen 7 und 8 sind.
Wenn die Einrichtung 1 installiert ist, liegen die Rohrteile 13 gegen die darüberliegende Bodenplatte 22 an, an welcher sie mittels traditionellen Schrauben, nicht gezeigt, befestigt werden.
Die Rohrteile 14 können als Handgriffe für das Transportieren und/oder Installieren der Einrichtung benutzt werden. Der reflektierende Schirm 4 umfaßt drei Teile, nämlich zwei seitliche Teile 17 und einen mittigen Teil 18. Die seitlichen Teile 17 sind mittels der Konsolen 12 gehaltert, und der mittige Teil 18 ist mittels der Konsole 11 gehaltert.
Die seitlichen Teile 17 sind von parabolischem Querschnitt, wobei ihre Brennpunkte auf einer Achse 16 liegen, die im wesentlichen parallel zu der Achse ist, längs welcher die Lichtquellen 5 und 6 positioniert sind, d.h. parallel zu dem rohrförmigen Element 8.
In entsprechender Weise liegen die Brennpunkte des mittigen Teils 18 des reflektierenden Schirms 4 auf Achsen 20, die parallel zu jenen sind, längs welcher die diesbezüglichen Lichtquellen 5 und 6 positioniert sind, d.h. parallel zu den rohrförmigen Elementen 7.
Jene Oberfläche des reflektierenden Schirms 4, die den Lichtquellen 5 und 6 zugewandt ist, ist vorzugsweise vom weißen, halbzerstreuenden Typ, d.h. mit einer halb-opaken Oberfläche.
In dem speziellen veranschaulichten Fall sind die Lichtquellen in Lichtquellengruppen gruppiert, von denen jede vier Fluoreszenzlampen 5 und wenigstens eine Halogenlampe 6 umfaßt.
Die Lichtquellengruppen, die auf den Halteplatten 9 positioniert sind, umfassen eine einzige bzw. einzelne Halogenlichtquelle, wohingegen die Lichtquellengruppen, die auf den Halteplatten 10 positioniert sind, zwei Halogenlichtquellen umfassen.
Die in Figur 8 gezeigte Einrichtung unterscheidet sich dadurch, daß die Lichtquellengruppen, die auf den entsprechenden Halteplatten 9A positioniert sind, zwei Halogenlichtquellen 6A umfassen.
Der durchscheinende bzw. lichtdurchlässige Schirm 3 ist aus mehreren Teilen aufgebaut, und zwar sind diese in dem dargestellten Fall von rechteckiger Grundrißform und zwischen den gegenüberliegenden rohrförmigen Elementen 7 und 8 derart angeordnet, daß die kleineren Seiten der genannten Schirmteile von dem Rahmen 2 gehalten werden, der parallel zu ihren größeren Seiten 7 ist, wohingegen die größeren Seiten der genannten Schirmteile von gekrümmten Stangen 23 von T-Querschnitt gehalten werden. Der durchscheinende bzw. lichtdurchlässige Schirm 3 ist vorzugsweise aus Acrylmaterial.
Es sei speziell auf Figur 6 Bezug genommen, wonach die insgesamt mit 24 bezeichnete zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit, welche den Betrieb von jeder Lampe steuert bzw. regelt, eine rechnergesteuerte bzw. -gestützte Einheit 25, einen Decodierer 26, lokale Steuer- bzw. Regeleinheiten 27-29 und mit den Lichtquellen 5 und 6 verbundene Dimmer 30 umfaßt. Die rechnergesteuerte bzw. -gestützte Einheit 25 arbeitet auf der Basis von Software, welche z.B. für eine vorbestimmte geographische Breite die Beleuchtungsbedingungen für ein gesamtes Sonnenjahr einer festgelegten klimatischen Zone reproduziert. In diesem Kontext bedeutet die Bezeichnung "Beleuchtungsbedingungen" die Intensität, Farbtemperatur und Austrittsrichtung des Lichts, welches das Oberlicht verläßt. Der Decodierer 26 wirkt als die Schnittstelle zwischen der rechnergesteuerten bzw. -gestützten Einheit 25 und den lokalen Steuer- bzw. Regeleinheiten 27-29, so daß die durch die Einheit 25 ausgegebenen Signale durch die lokalen Steuer- bzw. Regeleinheiten 27-29 interpretiert werden können. Die lokale Steuer- bzw. Regeleinheit 27 ist so eingerichtet, daß sie den Dimmer 30 von jeder individuellen Glühlampe, wie den Halogenlampen, steuert bzw. regelt. Die lokale Steuer- bzw. Regeleinheit 28 ist so eingerichtet, daß sie den Dimmer 30 von jeder einzelnen Fluoreszenzlampe 5 steuert bzw. regelt.
Die lokale Steuer- bzw. Regeleinheit 23 ist so eingerichtet, daß sie den Dimmer 30 von jeder individuellen kapazitiven Entladungslampe steuert bzw. regelt.
Dichtungen 31 sind zwischen der Einrichtung 1 und der unechten Decke 21 vorgesehen, um die durch die Einrichtung 1 dargebotene Oberlichtsimulation funktionell perfekt zu machen.

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung (1), insbesondere für Umgebungen ohne natürliches Licht, umfassend: einen Rahmen (2), einen reflektierenden Schirm (4) neben dem Rahmen (2), Lichtquellen (5, 6), die zwischen dem Rahmen (2) und dem reflektierenden Schirm (4) entlang der gesamten Erstreckung des Rahmens (2) so positioniert sind, daß die emittierten Lichtbündel gemischt und durch den reflektierenden Schirm (4) reflektiert sowie zu dem Äußeren der Einrichtung (1) übertragen werden, wobei die Lichtquellen (5, 6) von unterschiedlichen Farbtemperaturen hinsichtlich der Beleuchtung und separat in einer solchen Art und Weise elektrisch speisbar sind, daß sie befähigt werden, einen Lichtstrom von variabler Intensität zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (5, 6) separat über eine zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit (24) gespeist werden, welche Augenblick um Augenblick ihre elektrischen Größen auf der Basis der Stunde des Tags, von welcher gewünscht wird, daß sie simuliert wird, durch Verwendung eines vorbestimmten Softwareprogramms und eines lichtdurchlässigen bzw. durchscheinenden Schirms (3), der die von den Lichtquellen (5, 6) emittierten und von dem reflektierenden Schirm (4) reflektierten Lichtstrahlen zerstreut, verändert bzw. variiert.

2. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit (24) eine rechnergesteuerte bzw. -gestützte Einheit (25), einen Dekodierer (26), lokale Steuer- bzw. Regeleinheiten (27-29) und mit den Lichtquellen (5, 6) verbundene Dimmer umfaßt, wobei die rechnergesteuerte bzw. -gestützte Einheit (25) auf der Basis einer Software arbeitet, welche für eine vorbestimmte Breite die Beleuchtungsbedingungen für ein gesamtes Sonnenjahr einer vorbestimmten klimatischen Zone reproduziert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) im Grundriß rechteckig ist, wobei der lichtdurchlässige bzw. durchscheinende Schirm (3) mit zu der Konkavität des reflektierenden Schirms gegenüberliegender bzw. verschiedener bzw. entgegengesetzter Konkavität konkav ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige bzw. durchscheinende Schirm (3) aus einer Mehrzahl von im Grundriß rechteckigen Schirmelementen ausgebildet ist, deren kleinere Seiten von dem Rahmen (2) parallel zu dessen größeren Seiten gehalten werden, und deren größere Seiten von Stäben (23) von T-Querschnitt parallel zu den kleineren Seiten des Rahmens (2) gehalten werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige bzw. durchscheinende Schirm (3) aus Acrylmaterial ausgeführt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen Fluoreszenzlampen (5) und Halogenlampen (6) umfassen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzlampen (5) in mehreren Reihen mit ihren Hauptachsen parallel zu den Seiten des Rahmens (2) angeordnet sind und eine Farbtemperatur haben, die zwischen 2700 und 6000ºK veränderbar ist, wobei die Halogenlampen (6) parallel dazu in der äußersten Reihe angeordnet sind und eine Farbtemperatur von bis zu etwa 2600ºK haben.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende Schirm (4) für jede Seite des Rahmens (2) ein laminares bzw. flächiges Element von parabolischem Querschnitt umfaßt, wobei die Achsen durch dessen Brennpunkte (16, 20) im wesentlichen parallel zu den Achsen sind, längs denen die Lichtquellen (5, 6) liegen, wobei diese letztere in Ebenen (9, 10) gehaltert sind, die mit der Ebene verbunden sind, in welcher der Rahmen (2) liegt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen den Ebenen (9, 10), in welchen die Lichtquellen (5, 6) gehaltert sind, und der Ebene, in welcher der Rahmen liegt, andeutend bzw. angebrachterweise 25º ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende Schirm (4) vom halbzerstreuenden Typ ist, d.h. eine halbopake Oberfläche hat.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die halbzerstreuende Oberfläche in der Farbe weiß ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und Breite des Rahmens (2) Vielfache von 60 cm sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) Dichtungen (31) längs der rohrförmigen Elemente (7, 8) umfaßt.