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Einrichtung zur künstlichen Besonnung von Architektur-Modellen o.
dgl. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Untersuchung der Sonnenbestrahlung,
insbesondere an lland von Architekturmodellen, und stellt ein Hilfsmittel zur einwandfreien
Untersuchung der Sonnenlichtverhältnisse in den einzelnen Räumen oder :Außenanlagen
eines Gebäudes dar.
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_\iis gesundheitlichen und seelischen Gründen sollte jeder Wohnrauen
ein Höchstmaß an innerer Besonnung erhalten. lies läßt sich in der Praxis nicht
immer erreichen. Indessen muß immerhin ein 'Mindestmaß an innerer Besopnung erzielt
werden. Denn bei der bestehenden Knappheit an \Vohnrauni kann jeder Raum eines Hauses
zum einzigen :\ufentlialt fier eine oder mehrere Personen, vielleicht für lange
Zeit, dienen müssen. Es ist dann für die Bewohner von außerordentlicher Bedeutung,
ob dieser Raum viel, wenig oder gar kein Sonnenlicht erhält.
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Umgekehrt gibt es aber auch viele Fälle, in denen eine Besonnung schädlich
oder unerwünscht ist, z. B. in Zeichenräumen, Ateliers, in Schaufenstern oder Speisekammern.
Ferner kommen diese Überlegungen in Betracht für die Pflanzstellen von Bäumen, deren
Schatten in der heißen Jahreszeit auf bestimmte Hausteile, wie Fenster, Lauben,
Terrassen oder Loggien fallen soll, oder wo eine entsprechende Beschattung, z. B.
durch Simsausladungen oder Balkone, erwünscht oder unerwünscht ist.
Die
Untersuchung der Besonnungsverhältnisse (Eigenschatten und Schlagschatten) kann
natürlich sowohl zeichnerisch als auch rechnerisch durchgeführt werden. Dazu gehören
indessen erhebliche Fertigkeiten und Kenntnisse, über welche im allgemeinen weder
die Architekten noch die prüfenden Behörden verfügen. Außerdem erfordern derartige
Untersuchungen einen außerordentlich hohen Zeitaufwand, zumal die Lichtverhältnisse
mitunter noch beeinflußt werden durch in der Nähe befindliche Bäume, Türme, Giebel
oder Balkone (Schlagschatten). Eine generelle Lösung durch Diagramme oder Formeln
ist nicht möglich, da jeder einzelne Fall in bezug auf Höhen, Umgebung und Breitengrad
wieder anders liegt. In besonders wichtigen Fällen wurden daher maßstabsgerechte
Modelle entsprechend der Nord-Süd-Richtung des künftigen Standortes dem natürlichen
Sonnenlicht ausgesetzt, um auf diese Weise genaueste Untersuchungsergebnisse zu
erhalten. In solchen Fällen mußte das .Modell aber mindestens ein ganzes Jahr oder
auch noch länger stehenbleiben, falls die Sonne zu bestimmten Zeiten nicht schien,
z. B. um die kritische Zeit um den 21. Dezember ,herum. Ein solches Prüfungsverfahren
ist aber für die Praxis im allgemeinen nicht tragbar. Die Fragen der inneren Besonnung
der Wohnräume bzw. deren Beschattung werden daher zumeist nur gefühlsmäßig behandelt,
sehr zum Nachteil der späteren Bewohner.
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Durch die vorliegende Erfindung werden alle diese Nachteile beseitigt.
Sie erlaubt nicht nur eine absolut exakte Untersuchung der Sonnenlichtverhältnisse
für jeden Raum eines zu errichtenden Gebäudes, sondern ermöglicht diese Untersuchungen
auch bei geringstem Zeitaufwand. Die Erfindung verwendet eine Lampe mit gelenkig
miteinander verbundenen ver- und feststellbaren Baugliedern, wie sie an sich in
anderer Bauart und für andere Zwecke bekannt sind, und besteht im wesentlichen darin,
daß die einzelnen Bauglieder nach Breitengrad, Datum und Tageszeit einstellbar und
feststellbar sind. Man 'kann also das Traggestell der Lampe derart verstellen, daß
für jeden Tag und für jede Stunde eines Jahres der richtige Lichteinfall eingestellt
werden kann. Notwendig für die Untersuchung sind maßstabsgerechte Architekturmodelle
beliebigen Maßstabes. Man kann also mit der neuen Erfindung die Lichtverhältnisse
für jeden Raum eines Gebäudes oder einer Gebäudegruppe unter Berücksichtigung der
die Lichtverhältnisse beeinträchtigenden, in der Nähe befindlichen Bauglieder (Türme,
Giebel, Balkone usw.) genau und schnell bestimmen und entsprechende Korrekturen
vornehmen, falls erforderlich.
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Darüber hinaus eignet sich die Erfindung aber auch z. B. für Untersuchungen
betreffend die Bepflanzungsmöglichkeit von Geländehängen, etwa zur Bestimmung derjenigen
Hanglagen, die in Bezug auf Besonnung noch für den Weinbau geeignet erscheinen.
Auch die Besonnungsverhältnisse von auf Hängen zu errichtenden Gebäuden, z. B. Heilanstalten,
lassen sich genau untersuchen. Ebenso ist die neue Erfindung geeignet für die Rekonstruierung
von z. B. kriminellen Tatbeständen, bei denen der Einfall der Sonnenstrahlen von
Bedeutung ist.
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Durch Anbringung einer einfachen Gradskala kann die neue Erfindung
ebenso für Lehrzwecke mit Erfolg verwendet werden. Z. B. läßt sich die allgemein
übliche Annahme der Sonnenstrahlen in der schulmäßigen Schattenkonstruktion parallel
zur Raumdiagonale eines auf Grundriß- und Aufrißebene senkrecht stehenden Würfels
mit dem neuen Apparat erzielen durch für Breitengrad, Gradeinteilung und Stundenwinkel
errechnete (bekannte) Werte. Mit seiner Hilfe kann also im Schulunterricht an Modellen
die sonst nur theoretisch, zeichnerisch dargestellte Schattenrichtung (Eigen- und
Schlagschatten) deutlich und leicht verständlich demonstriert werden.
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Die neue Erfindung ist 'auf den Zeichnungen in einer, beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Gesamtansicht von der Seite in
kleinerem Maßstabe, Fig. 2 einen Teil der Fig. i in natürlicher Größe, F ig. 3 eine
Stirnansicht der Fig. 2 und Fig.4 die Anordnung der Lichtquelle, ebenfalls in natürlicher
Größe.
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Die Einrichtung umfaßt mehrere zusammenhängende Bauglieder aus Metall
oder sonst einem geeigneten Werkstoff, die in ihrer Lage zueinander verändert werden
können. Sie sind auf einer Grundplatte i befestigt, die entlang einer Laufschiene
2 von z. B. T-förmigem Querschnitt verschoben und auf derselben in der eingestellten
Lage, z. B. mittels Klemmschrauben, festgestellt werden kann. Die Laufschiene 2
wird in geeigneter Weise, z. B. mittels Schraubzwingen 3, an der Kante eines Tisches
befestigt, auf dem die Architekturmodelle aufgebaut werden sollen. Die Grundplatte
i trägt ein nach aufwärts gerichtetes Element 4 von etwa segmentförmiger Gestalt,
an dessen kreisbogenförmig ausgebildeter Kante 5 eine Skala vorgesehen ist. In dein
Drehpunkt 6 des Segmentstückes 4 ist das gegabelte Ende eines Stabes 7 beliebigen
Querschnittes angelenkt, wobei der Drehpunkt 6 zugleich Mittelpunkt des mit einer
Skala versehenen kreisbogenförmigen Randes 5 ist. Der Stab 7 kann in geeigneter
Weise, z. B. mittels der Stellschraube 8, in gewünschter Lage zum Segmentstück 4
ein- und festgestellt werden. Mit Hilfe der am Rand 5 des Segmentstückes 4 vorgesehenen
Skala kann jeder gewünschte Breitengrad eingestellt werden.
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Auf dem freien Ende des Stabes 7 ist beispielsweise eine Lagermuffe
9 drehbar aufgesetzt, an der ein z. B. winklig gestaltetes Bauglied io mittels Zapfen
oder Schrauben i i drehbar und einstellbar gelagert ist. Am einen Ende ist das Bauglied
io konzentrisch zum Drehpunkt i i abgerundet und trägt auf der Vorderseite eine
Skala 12, mit deren Hilfe das Datum, z. B. 21. Dezember, eingestellt werden kann.
Auf der Rückseite (nicht besonders eingezeichnet) befindet sich eine Gradeinstellung,
auf der die normale Winkelstellung der Achse gegen die Tischplatte mit o und Vergrößerungen
dieses Winkels
mit plus. Verkleinerungen desselben mit minus bezeichnet
sind. Es kann somit jeder gewünschte Winkel eingestellt werden. Die Erfindung ist
dadurch auch geeignet zum Gebrauch als Lehrmittel für die praktische Demonstration
der Schattenkonstruktionen im Unterricht an technischen Hoch-und Fachschulen. Die
Einstellung der Datum- als auch der Gradskala kann mittels eines uhrpendelförinigen
Bolzens 13 mit Gewinde und Mutter 1.4 erfolgen, der mit seinem einen Ende an einer
Nase 15 der Lagermuffe g angelenkt ist und außerdem die durchbohrte Achse 16 durchdringt,
welche in den Wandungen des Baugliedes io gelagert ist. Durch Verdrehen der Mutter
14 wird das Bauglied io in bezug auf die Lagermuffe 9 verschwenkt. Die Schraubenfeder
17 dient der Sicherung der eingestellten Lage zwischen Bauglied io und Lagertntiffe
g.
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Fest verbunden mit dem Stabe 7 ist ferner ein Zeiger 20, welcher mit
der Skalenscheibe ig zusammenwirkt, die ihrerseits mit der Lagermuffe g fest verbunden
ist. Nach Lösen der Stellschraube 21 kann die Lagermuffe 9 in bezug auf Stab 7 verdreht
werden, wobei aber der Zeiger 2o unverändert bleibt, während die Skalenscheibe ig
die Drehung der Lagermufffe 9 mitmacht, so daß der Grad der Verdrehung am Zeiger
2o abgelesen werden kann. Auf diese Weise kann jede Stunde (Tageszeit) eingestellt
werden.
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In dem freien Schenkel 22 des Baugliedes io ist senkrecht zur Längsachse
des Stabes 7 ein Stab 23 befestigt, der an seinem eigenen freien Ende ver-und feststellbar
ein Klemmstück 24 zur Lagerung des (Fig. 3, ,4) Stabes 25 trägt. Die Längsachse
des Stabes 25 verläuft senkrecht zu derjenigen des Stabes 23. Stab 25 ist derart
ausgebildet, daß er sich um seine eigene Achse nicht drehen kann. An einem Ende
des Stabes 25 ist das Gehäuse 26 einer Lichtquelle 27 (Fig. .4) derart angeordnet,
daß dessen Längsachse (Richtung der Lichtstrahlen) parallel zu derjenigen des Stabes
23 verläuft. Für die genaue Einstellung dieser Parallelität dienen Justiermittel,
wie z. B. eine Stellschraube 28. Das der Lichtquelle 27 gegenüberliegende Ende des
Gehäuses 26 trägt eine optische Linse, mit deren Hilfe die Lichtstrahlen parallel
gerichtet werden. An Stelle dieser optischen Linse kann jedoch auch ein genau berechneter
parabolischer Spiegel verwendet und einjustiert werden. Die Parallelität der Lichtstrahlen
ist unerläßliches Erfordernis für die Untersuchung der gestellten Aufgaben, denn
es müssen dieselben Verhältnisse wie bei Sonnenlicht bestehen, wenn zuverlässige
Ergebnisse erzielt werden sollen.