EP0956423B1 - Sonnenschutzvorrichtung nach art einer jalousie - Google Patents

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EP0956423B1
EP0956423B1 EP97954709A EP97954709A EP0956423B1 EP 0956423 B1 EP0956423 B1 EP 0956423B1 EP 97954709 A EP97954709 A EP 97954709A EP 97954709 A EP97954709 A EP 97954709A EP 0956423 B1 EP0956423 B1 EP 0956423B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flat elements
lamellae
sun
upper side
lamella
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP97954709A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0956423A2 (de
Inventor
Harry Wirth
Andreas Gombert
Volker Wittwer
Jörg JUNGJOHANN
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP0956423A2 publication Critical patent/EP0956423A2/de
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Publication of EP0956423B1 publication Critical patent/EP0956423B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/38—Other details
    • E06B9/386—Details of lamellae
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B2009/2417—Light path control; means to control reflection

Definitions

  • the invention relates to a sun protection device in the manner of a blind with a large number of parallel slats with horizontal extending longitudinal axes and essentially flat, elongated Surface elements, each individual slat at such an angle from the The sun can be irradiated so that the horizontal view is largely retained.
  • Sun protection devices of the aforementioned type as they are known, for example, as louvre blinds made of vinyl or aluminum, only insufficiently fulfill the desire for a sun protection function that Protect you from direct glare from sunlight inside rooms should, on the other hand, a certain light transmission for the entry of Daylight allowed, so that artificial light is not used inside the room can.
  • louvre blinds allow, especially when more complete Shading, no visual view through to the outside, but for the indoor climate as well as the living and working quality in such shaded areas would be desirable.
  • the so-called serves as a geometric indicator for louvre blinds Aspect ratio A / B, which is the ratio between the lamella spacing A between two adjacent blind slats and the slat width B indicates.
  • a / B which is the ratio between the lamella spacing A between two adjacent blind slats and the slat width B indicates.
  • a sun protection device (blind) is known, the has prism-shaped, reflective Venetian blind rods.
  • the prismatic formation of the rods causes the impinging Sun rays are reflected at a certain angle.
  • adjustment deviations of the individual slats are unavoidable.
  • the Solar radiation also has a certain angular difference. As a consequence, that radiation always passes the upper edge of the deflecting facet. This Radiation is only thrown back onto the deflecting facet if a dense one Conclusion is given. Otherwise this radiation will penetrate further, so that here too glare occurs in the room.
  • the one proposed in US-A-4,773,733 Solution also offers the choice between a one-sided structure, that works with refraction, which can create colors, or one Execution structured on both sides, but which is more complicated to manufacture.
  • the invention has for its object to provide a sun protection device according to Art a blind with a plurality of slats arranged parallel to each other horizontal longitudinal axes and essentially flat, elongated trained surface elements, with each individual slat under one
  • An angle that can be irradiated by the sun is that the horizontal view is predominant is retained to develop in such a way that, on the one hand, the Transparent properties largely thanks to the sun protection device are unaffected or only slightly impaired and on the other hand any Prevents glare from direct sunlight on the interior of the room becomes.
  • the sun protection device should not show any self-heating and be made of optically transparent material. After all, it applies Manufacture sun protection device cheaper.
  • the alignment of the surfaces of the optical connectors parallel to the Third panel elements ensures that direct sunlight can hit the slat can only leave via the first surface elements. That aspect is important so that adjustment errors and other deviations from the ideal beam path Do not impair the function of the slat.
  • the invention is based on the idea that sunlight on the Slat top preferably strikes at an angle of about 40 ° -55 ° and is reflected back there by total reflection, preferably in the same Direction from which the sunlight falls on the sun protection device.
  • Effective sun protection can predominantly be used with relatively small inclinations individual slats can be achieved around their longitudinal axes.
  • the for horizontal viewing available free areas between the individual Slats become very large compared to blinds, which are usually normal, i.e. H. require vertical alignment of the slats to the sun.
  • the sun protection device shown in FIG. 1 has a drive mechanism M in its horizontal orientations adjustable slats L, each having a width B and a mutual distance A.
  • the lamella arrangement is mounted behind a window F in order to prevent the light rays coming directly from the sun from reaching the interior of the room.
  • the surfaces of the lamellae are designed in such a way that sun rays striking the surfaces are preferably at an angle of 40 ° -55 ° relative to the surface plane in one Angle range ⁇ Refl be reflected back.
  • the lamella planes can be moved by means of the drive mechanism M about their respective longitudinal axes LA by an angle ⁇ Lam .
  • the sunlight striking the lamella surfaces (LO) is preferably reflected back in the same direction as it strikes the surface.
  • the front ones facing the solar radiation are preferably Slat edges on their underside with a reflective coating provided so that back-reflected light rays that are under a steeper Reflection angles are reflected back and in this way to the bottom the lamella above, on the reflective layer to the outside can be distracted.
  • a transparent material as an additive to the surface of each slat is applied, for example as a transparent film, or the slat itself consists of the structure, basically serves a folded surface that Has surface sections that are substantially perpendicular to the incident Rays of light are oriented.
  • FIG 3 shows an embodiment of a lamella layer or shown as part of a complete slat.
  • the one facing the sun Surface has parallel ribs R, the cross section of a Sawtooth structure correspond.
  • the underside of the slat, however, is flat educated.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view through the inventive Surface structure of the lamella shown.
  • Essential property of Surface structure is that an oblique to the top (LO) of the Slat-directed first surface EF, hereinafter also referred to as the reception surface, oriented largely normal to the sun by the slat as a whole is aligned accordingly to the sun.
  • the essentially the Receiving surface EF perpendicularly penetrating sun rays meet one third surface HF running parallel to the lamella plane and are on this totally reflected.
  • the totally reflected beam components then reach one second surface VF directed largely perpendicular to the upper side (LO) of the lamella and are totally reflected on this a second time, which leads to this Way deflected light rays essentially into the opposite Direction with which they hit the receiving surface EF.
  • the angular range within which total reflection strikes depends on the refractive index of the optically transparent material of the layer applied to the lamella or the lamella itself.
  • the angle calculated above is referred to the normal Receiving area EF measured.
  • To opt for possible losses within the To avoid transparent medium corresponds to the massive layer thickness D 4 ideally an integer multiple of the structure height H. If the dimensioning deviates from the ideal case, additional, actually unnecessary total reflections within the massive layer.
  • the layer thickness D must also be reduced to zero, as a result of which Adjacent surfaces EF and VF are not visually connected to one another via connecting bridges are coupled. In this case, this is via the respective receiving area EF incident light again over this surface in the way of total reflection reflected back.
  • the shading problems indicated above occur not in this case.
  • FIG. 5 an embodiment is shown that between each one vertical surface VF and the corresponding adjacent one Receiving surface EF provides an additional reflecting surface RF.
  • this reflective surface RF prevents light from reaching a incidence angle deviating from the ideal case between two successive ones Receiving surfaces EF meets and also that too flat, back-reflecting light components on the respective back of the one in front Sawtooth element hits the vertical surface VF and in this way unwanted reflections and glare.
  • a solid design according to the embodiment according to FIGS. 6a and a mirrored version according to the embodiment of FIG. 6b.
  • the solid design according to FIG. 6a provides a coherent layer S covering the complete sawtooth structure, which consists of optically transparent material and has total reflection properties.
  • Light falling steeply onto the lamella surface, which would fall between adjacent elements without an additional layer S, is now guided in a kind of light guide onto the receiving surface EF located at the rear.
  • light emitted by the receiving surface EF which would run the risk of hitting the element in front because of its flat angle of reflection, is conducted via this element.
  • An optical contact between the additional layer S and the reflective structure should not come about because then undesired reflections favor glare.
  • the layer thickness of the additional layer S influences the angular tolerance within which the error possibilities described above can be eliminated.
  • the construction according to FIG. 6b provides a thin layer covering over the structural elements, in which the layer thickness d A can be chosen to be as small as desired. Only the connection between a successive vertical layer and a receiving layer are to be covered with an reflecting layer.
  • the manufacture of the sun protection device according to the invention in the manner of a Venetian blind is fundamentally known with the means of profile production in the endless process, for example by means of extrusion processes or in One-off production using embossing processes made of transparent polymers.
  • Sun protection device consists of a film made of transparent material, For example, emboss polycarbonate and attach it to a slat.
  • a lamella L curved for structural reasons, as a support structure shown on which the reflective by means of adhesive at the edge areas Film layer is attached as uncurved as possible.
  • the blind can also be pulled up and stacked.
  • the profile can be adjusted so that despite Curvature of the reflective layer optimal light deflection over the entire slat width is reached. For this, e.g. the vertical area VF in their alignment increasingly from the front to the rear edge of the slat tilted out of their vertical orientation.
  • the slats can preferably be made of transparent material, However, aluminum slats, for example, have the additional support Advantage that the underside of the slats automatically has reflective properties features.

Landscapes

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  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sonnenschutzvorrichtung nach Art einer Jalousie mit einer Vielzahl parallel zueinander angeordneten Lamellen mit horizontal verlaufenden Längsachsen und im wesentlichen ebenen, länglich ausgebildeten Flächenelementen, wobei jede einzelne Lamelle unter einem solchen Winkel von der Sonne bestrahlbar ist, daß die waagrechte Durchsicht überwiegend erhalten bleibt.
Stand der Technik
Sonnenschutzvorrichtungen der vorstehend genannten Gattung, wie sie beispielsweise als Lamellen-Jalousien aus Vinyl oder Aluminium bekannt sind, erfüllen nur unzureichend den Wunsch nach einer Sonnenschutzfunktion, die zum einen vor direkter Blendwirkung von Sonnenlicht innerhalb von Räumen schützen soll, jedoch zum anderen eine gewisse Lichttransmission für den Eintritt von Tageslicht gestattet, so daß auf künstliches Licht im Rauminneren verzichtet werden kann. Zudem gestatten Lamellen-Jalousien, insbesondere im Zustand vollständiger Abschattung, keine optischen Durchsichtmöglichkeiten nach außen, die jedoch für das Raumklima sowie die Wohn- und Arbeitsqualität in derart abgeschatteten Räumen wünschenswert wäre.
In Abkehr von den optisch nicht transparenten Materialien für den Einsatz von Lamellen-Jalousien sind gattungsgemäße Verschattungssysteme bekannt, die sich die Tatsache zu eigen machen, daß bei direkter Sonneneinstrahlung auf Gebäude- bzw. Fensterflächen bis zu 80% der eingestrahlten Lichtintensität aus dem solaren und cirkumsolaren Raumwinkel erfolgt. Die zumeist aus optisch transparenten Materialen gefertigten Sonnenschutzsysteme weisen richtungsselektive Transmissionseigenschaften auf und blenden insbesondere die unerwünschten Winkelbereiche, vorzugsweise Licht aus solaren Raumwinkel, aus; sind jedoch für die Lichtanteile aus anderen Raumrichtungen weitgehend optisch transparent. Beispiele für derartige Sonnenschutzsystem sind beispielweise aus den US 631 220, US 3 255 665 und US 737 979 bekannt.
Da sich der Elevationswinkel der Sonne im Laufe eines Jahres jedoch ständig ändert, müssen derartige richtungsselektive Sonnenschutzsysteme entweder dem aktuellen Sonnenstand angepaßt werden ("sogenannte aktive Elemente") oder die richtungsselektiven Eigenschaften sind derart ausgelegt, so daß sie einen sehr großen Raumwinkelbereich des Himmels ständig ausblenden ("sogenannte passive Elemente").
Ein Beispiel für aktive Elemente ist in der EP 0 090 830 beschrieben, aus der eine Sonnenschutzeinrichtung hervorgeht, die in Form von Lamellen aus lichtdurchlässigem Material ausgebildet ist. Die Vielzahl parallel zueinander angeordneten, jeweils um ihre Lamellenlängsachse drehbaren Einzellamellen weisen eine zur Sonne zugewandte plane Oberfläche auf, deren gegenüberliegende Oberfläche mit einer prismatischen Struktur, bestehend aus vorzugsweise parallel gerichteten Prismenstäbe, versehen ist. Für einen effektiven Sonnenschutz sind die einzelnen der Sonne zugewandten Oberflächen ungefähr senkrecht zum jeweiligen Lichteinfall auszurichten, so daß die auf die einzelnen, aus optisch transparentem Material ausgebildeten Lamellen auftreffenden Lichtstrahlen über Totalreflexionen wieder in den Außenbereich zurückreflektiert werden. Zwar läßt die bekannte Sonnenschutzeinrichtung Tageslicht in das Rauminnere eindringen, doch versperrt sie aufgrund der notwendigen Ausrichtung senkrecht zur Sonne die Durchsicht in erheblichem Maße.
Als einen geometrische Kennzahl für Lamellen-Jalousien dient das sogenannte Aspektverhältnis A/B, das das Verhältnis zwischen dem Lamellenabstand A zwischen zwei benachbarten Jalousielamellen und die Lamellenbreite B angibt. In diesem Zusammenhang ist aus Fig. 2 eine Diagrammdarstellung zu entnehmen, aus der Prozentual der zwischen den Lamellenelementen für den freien Durchblick herrschende Flächenanteil in Abhängigkeit von den Einstellungen der Lamellenelementen hervorgeht, bezogen auf den sich im Tagesverlauf ändernde Elevationswinkel der Sonne.
Die mit der Referenz "Sicht NormP." dargestellte Kurve gibt den Flächenanteil an, der zwischen den Prismenlamellen nach der vorstehend beschriebenen europäischen Druckschrift als Durchsicht in waagrechter Richtung in Abhängigkeit von dem Sonnenstand bleibt. Es ist zu sehen, daß bei hohem Sonnenstand die einzelnen Lamellenelemente flacher ausgerichtet werden müssen, wodurch die freie Durchsicht zwischen zwei benachbarten Lamellenelementen größer ist als im Falle bei Sonnenständen mit nur geringer Elevation. In der dargestellten Kurve "Sicht NormP." liegt ein Aspektverhältnis A/B von 1 zugrunde.
Aufgrund der Forderung nach senkrechter Ausrichtung der einzelnen Lamellen relativ zu den einfallenden Sonnenstrahlen werden die Durchsichteigenschaften erheblich beeinträchtigt. Um die damit verbundenen Nachteile der im wesentlichen senkrechten Ausrichtung zur Sonne zu vermeiden, sind Lamellenstrukturen konzipiert worden, die schief auf die Lamellenoberfläche auftreffendes Licht auch wieder schief abstrahlen. Derartige Anordnungen gehen aus den DE 44 42 870 A1 sowie DE 44 44 509 A1 hervor. Die darin beschriebenen Lamellen zur präzisen Steuerung der direkten Sonneneinstrahlung weisen eine der Sonne zugewandte sägezahnähnliche Struktur auf, die jedoch mit einer Metallbeschichtung überzogen ist. Nachteilhaft bei diesen bekannten Sonnenschutzsystemen ist jedoch die starke Erwärmung der Metalloberflächen, da sie je nach Ausführung zwischen 5 und 15% Flächige Sonnenschutzvorrichtungen mit lamellenartig strukturierten Oberfläche gehen bspw. aus den Druckschriften GB 2 220 025 A und GB 2 170 256 A als bekannt hervor. In beiden Fällen handelt es sich um Sonnenlicht-transparente Fassadenflächen, die bevorzugt für Gewächshäuser geeignet sind und das Sonnenlicht unter einem gewünschten Einfallswinkel in das Innere des Gewächshauses umlenken. Zwar treten bei geeigneter Anordnung der optisch aktiven Flächen der Sonnenschutzvorrichtungen Totalreflexionen auf, doch wird das Licht bspw. im Falle der Figuren 2 und 3 der GB 2 170 256 A nicht in die gleiche Richtung zurückreflektiert, aus der das Licht auf die Sonnenschutzvorrichtung einfällt. Blendwirkungen im Umfeld sind unvermeidbar.
Aus der US-A-4,773,733 ist eine Sonnenschutzvorrichtung (Jalousie) bekannt, die prismenförmig ausgebildete, reflektierende Jalousiestäbe aufweist. Die prismenförmige Ausbildung der Stäbe bewirkt, daß die auftreffenden Sonnenstrahlen in einem bestimmten Winkel reflektiert werden. In der Praxis sind jedoch Justierabweichungen der einzelnen Lamellen unvermeidlich. Die Sonnenstrahlung hat zudem eine bestimmte Winkeldiffergenz. Dies hat zur Folge, daß Strahlung immer auch am oberen Rand der Umlenkfacette vorbeitrifft. Diese Strahlung wird nur dann auf die Umlenkfacette zurückgeworfen, wenn ein dichter Abschluß gegeben ist. Sonst dringt diese Strahlung weiter vor, so daß auch hier im Raum Blendwirkung auftritt. Die in der US-A-4,773,733 vorgeschlagene Lösung bietet zudem die Wahl zwischen einer einseitig strukturierten Ausführung, die mit Lichtbrechung arbeitet, wodurch Farben entstehen können, oder einer beidseitig strukturierten Ausführung, die aber komplizierter in der Herstellung ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonnenschutzvorrichtung nach Art einer Jalousie mit einer Vielzahl parallel zueinander angeordneten Lamellen mit horizontal verlaufenden Längsachsen und im wesentlichen ebenen, länglich ausgebildeten Flächenelementen, wobei jede einzelne Lamelle unter einem solchen Winkel von der Sonne bestrahlbar ist, daß die waagrechte Durchsicht überwiegend erhalten bleibt, derart weiterzuentwickeln, daß zum einen die Durchsichteigenschaften durch die Sonnenschutzvorrichtung weitgehend unbeeinträchtigt bzw. nur gering beeinträchtigt sind und zum anderen jegliche Blendwirkungen durch direkt einfallendes Sonnenlicht auf das Rauminnere verhindert wird. Die Sonnenschutzvorrichtung soll insbesondere keine Eigenerwärmung zeigen und aus optisch transparentem Material gefertigt sein. Schließlich gilt es die Sonnenschutzvorrichtung kostengünstiger herzustellen.
Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Sonnenschutzvorrichtung nach Art einer Jalousie mit einer Vielzahl parallel zueinander angeordneten Lamellen mit horizontal verlaufenden Längsachsen, die um Ihre Längsachsen mittels eines Verstellmechanismus verdrehbar sind, derart ausgebildet, daß die Lamellen oder eine auf der Oberseite der Lamellen aufgebrachte Schicht aus Sonnenlicht transparentem Material besteht, und einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Lamelle aufweist, der sich aus folgenden Flächenelementen zusammensetzt:
  • Erste Flächenelemente, die schräg zur Lamellenoberseite angeordnet und von der Sonne ungefähr senkrecht bestrahlbar sind. Zweite Flächenelemente, die bündig und in spitzem Winkel von etwa 45° zu den ersten Flächenelementen angeordnet sind, und einem dritten Flächenelement, das in etwa senkrecht zu den zweiten Flächenelementen angeordnet ist. Insbesondere weisen benachbarte erste und zweite Flächenelementpaare einen Abstand zueinander auf, der bei einer ungefähr senkrechten Bestrahlung der ersten Elemente mit Sonnenlicht eine schattenarme Ein- und Abstrahlung des Sonnenlichtes über die ersten Elemente ermöglicht. Ferner sind über diesen Abstand entweder keine oder derartige optische Verbindungen vorgesehen, deren eine Oberfläche mit der Lamellenoberseite zusammenfällt und eine andere parallel zur dritten Fläche liegt oder mit dieser zusammenfällt. Schließlich kann direktes Sonnenlicht die Lamelle ausschließlich über die ersten Flächenelemente verlassen.
    • Die Ausrichtung der Oberflächen der optischen Verbindungsstücke parallel zu den dritten Flächenelementen stellt sicher, daß direktes Sonnenlicht die Lamelle ausschließlich über die ersten Flächenelemente verlassen kann. Dieser Aspekt ist wichtig, damit Justierfehler und andere Abweichungen vom idealen Strahlengang die Funktion der Lamelle nicht beeinträchtigen.
    Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, daß das Sonnenlicht auf die Lamellenoberseite vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 40°-55° auftrifft und dort durch Totalreflexion wieder zurückreflektiert wird, vorzugsweise in die gleiche Richtung aus der das Sonnenlicht auf die Sonnenschutzvorrichtung einfällt. Auf diese Weise kann effektiver Sonnenschutz überwiegend mit relativ kleinen Neigungen der einzelnen Lamellen um ihre Längsachsen erzielt werden. Dies hat zur Folge, daß die für waagrechte Durchsicht verfügbaren freien Flächenanteile zwischen den einzelnen Lamellen sehr groß werden, im Vergleich zu Jalousien, die eine meist normale, d. h. senkrechte Ausrichtung der Lamellen zur Sonne erfordern. In der Diagrammdarstellung gemäß Fig. 2 geben die Linien "Sicht 1", "Sicht 0,9" und "Sicht 0,8" die frei durchblickbaren Flächenanteile an, die mit Lamellen erzielbar sind, deren Reflexionseigenschaften für Sonnenlicht, das unter 45° auf die Lamellenoberfläche auftrifft und an dieser wieder zurückreflektiert wird sowie Aspektverhältnisse A/B von 1, 0,9 sowie 0,8 aufweisen. Aus dem Vergleich der Linienverläufe zwischen den Linien "Sicht 1", "Sicht 0,9" sowie "Sicht 0,8" mit dem Linienzug "Sicht NormP", der den Sichtanteil des Konzeptes aus der EP 0 090 830 B1 angibt, ist zu sehen, daß eine erhebliche Verbesserung der Durchblickeigenschaften des neu vorgeschlagenen Konzeptes vorliegt.
    Auch im vorgeschlagenen Konzept muß die Einstellung der Jalousie dem aktuellen Sonnenstand grob folgen, um die Sonnenschutzwirkung und die Horizontaldurchsicht gleichzeitig zu maximieren. Bei Abweichungen von einer exakten Ausrichtung jeder einzelnen Jalousie zur Sonne sind folgende Fallkonstellationen möglich:
    Sind die Lamellen zu flach relativ zu den einfallenden Sonnenstrahlen orientiert, d. h., dieser Fall kann insbesondere bei sehr tiefem Sonnenstand eintreten, so kann ein Teil des Lichtes zwischen den Lamellen direkt in das Rauminnere eintreten. Diese Gefahr kann dadurch entschärft werden, indem das Aspektverhältnis von jedem einzelnen Lamellenelement verkleinert wird, d.h. entweder wird der Lamellenabstand verringert oder die Lamellenbreite vergrößert. Ein Aspektverhältnis beispielsweise um 0,8 stellt sicher, daß der "ungedeckte" Anteil, d.h. der Flächenanteil mit freier Durchsicht, für eine tiefstehende Sonne unter 10% bleibt. Dies geht insbesondere aus der Fig. 2 hervor, in der Linienzüge mit "ungedeckt 1", "ungedeckt 0,9" sowie "ungedeckt 0,8" Sonnenständen mit nur geringer Sonnenelevation dargestellt sind. Überdies würde eine verbleibende Deckungslücke zwischen den einzelnen Lamellenelementen keine nennenswerten Oberhitzungsprobleme schaffen, zumal bei geringen Sonnenelevationen die Einstrahlungsintensität bereits durch den langen Atmosphärenweg erheblich geschwächt ist.
    Im umgekehrten Fall, bei zu steiler Ausrichtung der einzelnen Lamellenelemente, relativ zu den einfallenden Sonnenstrahlen, würde zwar die Sonnenschutzwirkung hiervon unberührt bleiben, doch wäre die horizontale Durchsicht durch die Lamellenanordnung unnötig stark reduziert.
    Zusammenfassend kann daher festgestellt werden, daß bei geringen Fehlern bei der Ausrichtung der Lamellenelementen relativ zur Sonneneinstrahlung auch nur geringe Einbußen beim Sonnenschutz sowie bei den Horinzontaldurchsichteigenschaften verbunden wäre.
    Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
    Fig. 1
    Jalousieanordnung mit Verstellmechanismus,
    Fig. 2
    Diagrammdarstellung mit variablen Aspektverhältnissen,
    Fig. 3
    perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lamellenoberflächenstruktur,
    Fig. 4
    Querschnittsdarstellung durch eine erfindungsgemäße Sägezahnstruktur,
    Fig. 5
    Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 mit reflektierender Schicht,
    Fig. 6a, b
    Ausführungsform gemäß Fig. 4 mit zusätzlichen Reflexionsschichten.
    Fig. 7
    Jalousielamelle mit zusätzlicher Reflexionsschicht.
    Die in Fig. 1 dargestellte Sonnenschutzvorrichtung weist über einen Antriebsmechanismus M in ihren horizontalen Ausrichtungen einstellbare Lamellen L auf, die jeweils über eine Breite B und einen gegenseitigen Abstand A verfügen. Die Lamellenanordnung ist im angegebenen Beispiel hinter einem Fenster F angebracht, um die direkt von der Sonne kommenden Lichtstrahlen nicht in das Rauminnere gelangen zu lassen. Um die Durchsichteigenschaft der Sonnenschutzvorrichtung zu verbessern, d.h. die frei durchsehbaren Flächenanteile zwischen den Lamellen L zu maximieren, sind die Oberflächen der Lamellen derart beschaffen, so daß auf die Oberflächen auftreffende Sonnenstrahlen vorzugsweise unter einem Winkel von 40°-55° relativ zur Oberflächenebene in einen Winkeibereich αRefl zurückreflektiert werden. Die Lamellenebenen können mittels des Antriebsmechanismuses M um ihre jeweiligen Längsachsen LA um einen Winkel αLam bewegt werden. Vorzugsweise wird das auf die Lamellenoberflächen (LO) auftreffende Sonnenlicht in der gleichen Richtung, wie es auf die Oberfläche auftrifft, wieder zurückreflektiert.
    Vorzugsweise sind die der Sonneneinstrahlung zugewandten vorderen Lamellenkanten an ihrer Unterseite mit einer reflektierenden Beschichtung versehen, so daß zurückreflektierte Lichtstrahlen, die unter einem steileren Reflexionswinkel zurückreflektiert werden und auf diese Weise auf die Unterseite der darüberliegenden Lamelle treffen, an der Reflexionsschicht nach außen abgelenkt werden können.
    Als geeignete Oberflächenstruktur, die entweder als strukturierte Schicht aus einem transparenten Material als Zusatz auf die Oberfläche jeder Lamelle aufgebracht wird, beispielsweise als transparente Folie, oder die Lamelle selbst aus der Struktur besteht, dient grundsätzlich eine gefaltete Oberfläche, die Flächenabschnitte aufweist, die im wesentlichen senkrecht zu den einfallenden Lichtstrahlen orientiert sind.
    In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Lamellenschicht bzw. einem Teil einer vollständigen Lamelle dargestellt. Die der Sonne zugewandte Oberfläche weist parallel verlaufende Rippenzüge R auf, die im Querschnitt einer Sägezahnstruktur entsprechen. Die Unterseite der Lamelle ist hingegen eben ausgebildet.
    In Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung durch die erfindungsgemäße Oberflächenstruktur der Lamelle dargestellt. Wesentliche Eigenschaft der Oberflächenstruktur besteht darin, daß eine schräg zur Oberseite (LO) der Lamelle gerichtete erste Fläche EF, im folgenden auch Empfangsfläche genannt, weitgehend normal zur Sonne ausgerichtet ist, indem die Lamelle als ganzes entsprechend zur Sonne ausgerichtet wird. Die im wesentlichen die Empfangsfläche EF senkrecht durchdringenden Sonnenstrahlen treffen auf eine parallel zur Lamellenebene verlaufende dritte Fläche HF und werden an dieser total reflektiert. Die totalreflektierten Strahlanteile gelangen anschließend an eine weitgehend senkrecht zur Oberseite (LO) der Lamelle gerichtete zweite Fläche VF und werden an dieser ein zweites Mal total reflektiert, wodurch die auf diese Weise abgelenkten Lichtstrahlen im wesentlichen in die entgegengesetzte Richtung verlaufen, mit der sie auf die Empfangsfläche EF aufgetroffen sind. Die durch die in der Fig. 4 dargestellte Lamellenstruktur abgelenkten, respektive zurückreflektierten Lichtstrahlen, treten im Wesentlichen über die Empfangsfläche EF wieder in den freien Raum aus.
    Aufgrund der flächenhaften Lamellenanordnung ist es aus geometrischen Gründen notwendig, eine Vielzahl hintereinander angeordnete, im Querschnitt im Wesentlichen einer Sägezahnstruktur entsprechende, parallel verlaufende Rippen anzuordnen, die in ihrer Gesamtheit die Breite B der Lamelle L einnehmen. Aufgrund der Bauhöhe H jedes einzelnen Strukturelementes sowie deren gegenseitige Beabstandung, die vorzugsweise von der gleichen Größenordnung H sein soll, treten Probleme hinsichtlich gegenseitiger Abschattung hintereinander liegender Elemente auf. Ursache ist hierfür zum einen der endliche Raumwinkel der Sonne und zum anderen der in der Praxis unvermeidliche Fehler bei der Ausrichtung der Lamellen zur Sonne hin. Die Empfangsflächen EF benachbarter Strukturelemente werden sich deshalb entweder teilweise abschatten oder es wird Licht zwischen den Abschnitten auftreffen.
    Grundsätzlich hängt der Winkelbereich, innerhalb dem Totalreflexion auftrifft, vom Brechungsindex des optisch transparenten Materials der auf die Lamelle aufgebrachten Schicht bzw. der Lamelle selbst ab. Für Polycarbonat mit einem Brechungsindex n = 1,59 beträgt die Winkelapertur für Totalreflexion 9,6°. αein ≤ n • (45° - αr) = n•45° - arcsin 1/n= 9,6°
    Der vorstehend berechnete Winkel wird bezüglich der Normalen auf die Empfangsfläche EF gemessen. Um mögliche Verluste innerhalb des optisch transparenten Mediums zu vermeiden, entspricht die massive Schichtdicke D gemäß Fig. 4 im Idealfall einem ganzzahligen Vielfachen der Strukturhöhe H. Weicht die Dimensionierung vom Idealfall ab, so kommt es zu zusätzlichen, eigentlich unnötigen Totalreflexionen innerhalb der massiven Schicht. Grundsätzlich ist auch die Schichtdicke D auf Null zu reduzieren, wodurch benachbarte Flächen EF und VF optisch nicht über Verbindungsstege miteinander gekoppelt sind. In diesem Fall wird das über die jeweilige Empfangsfläche EF einfallende Licht auch wieder über ebendiese Fläche im Wege der Totalreflexion zurückreflektiert. Die vorstehend angedeuteten Abschattungsprobleme treten in diesem Fall nicht auf.
    In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das zwischen jeder einzelnen vertikal verlaufenden Fläche VF und der entsprechenden benachbarten Empfangsfläche EF eine zusätzlich reflektierende Fläche RF vorsieht. Durch diese reflektierenden Flächen RF wird verhindert, daß Licht mit einem abweichenden Einfallswinkel vom Idealfall zwischen zwei aufeinanderfolgende Empfangsflächen EF trifft und ferner, daß zu flach verlaufende, zurückreflektierende Lichtanteile auf die jeweilige Rückseite des davorliegenden Sägezahnelementes an der vertikalen Fläche VF auftrifft und auf diese Weise zu unerwünschten Reflexionen und Blendungen führt. Grundsätzlich sind zwei Ausführungsvarianten für die Realisierung der reflektierenden Flächen RF möglich: Eine massive Ausführung gemäß Ausführungsform nach Fig. 6a und eine verspiegelte Ausführung gemäß Ausführungsform nach Fig. 6b.
    Die massive Ausführung gemäß Fig. 6a sieht eine zusammenhängende, die vollständige Sägezahnstruktur überdeckende Schicht S vor, die aus optisch transparentem Material besteht und über Totalreflexionseigenschaften verfügt. Steil auf die Lamellenoberfläche einfallendes Licht, das ohne eine zusätzliche Schicht S zwischen benachbarten Elemente fallen würde, wird nun in einer Art Lichtleiter auf die hinten liegende Empfangsfläche EF geführt. Im Gegenzug wird von der Empfangsfläche EF abgestrahltes Licht, das wegen seines flachen Ausfallwinkels Gefahr liefe, auf das davorstehende Element aufzutreffen, über dieses Element geleitet. Ein optischer Kontakt zwischen der zusätzlichen Schicht S und der reflektierenden Struktur sollte nicht zustande kommen, weil dann unerwünschte Reflexionen Blendungen begünstigen. Die Schichtdicke der zusätzlichen Schicht S beeinflußt die Winkeltoleranz innerhalb der die vorstehend beschriebenen Fehlermöglichkeiten behoben werden kann. Eine sinnvolle Grenze stellt die Apertur des Elementes für Totalreflexion dar, die etwa 1 W entspricht. Mit der nachstehenden Formel dA=2•H•tan β/n = 0,16 H sollte die empfohlene Mindestdicke für die zusätzliche Schicht S 0,16EH betragen.
    Alternativ zu einer massiven Schichtausführung gemäß Ausführungsform nach Fig. 6a sieht die Ausführung gemäß Fig. 6b einen dünnen Schichtüberzug über die Strukturelemente vor, bei dem die Schichtdicke dA beliebig klein gewählt werden kann. Lediglich die Verbindung zwischen einer aufeinanderfolgenden vertikalen Schicht und einer Empfangsschicht sind mit eine r reflektierenden Schicht zu überziehen.
    Soweit die einzelnen Lamellen betroffen sind, werden die vorstehend geschilderten Abschattungsprobleme über eine der vorstehenden beiden Möglichkeiten behoben. Für bedeutende Abweichungen der Lamellenausrichtung von der Idealausrichtung, insbesondere wenn die Lamelle zu flach zur Sonne steht, wird ein Teil des reflektierten Lichts auf die darüberstehende Lamelle treffen. Vorkehrungen dagegen sind möglich, indem eine reflektierende Beschichtung auf der Unterseite der Lamelle aufgebracht wird, die jedoch keinen optischen Kontakt zu der Lamellenunterseite aufweisen darf, um die Totalreflexionseigenschaften nicht zu beeinträchtigen.
    Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sonnenschutzvorrichtung nach Art einer Jalousie ist grundsätzlich mit den an sich bekannten Mitteln der Profilherstellung im Endlosverfahren, beispielsweise mittels Extrusionsverfahren bzw. in Einzelfertigung mittels Prägeverfahren aus transparenten Polymeren bekannt. Zur Herstellung einer ganzen Lamelle gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 aus transparentem Material, beispielsweise Polycarbonat, sind an sich bekannte Extrusions- respektive Prägeverfahren bekannt.
    Eine zweite Möglichkeit der Herstellung der erfindungsgemäßen Sonnenschutzvorrichtung besteht darin, eine Folie aus transparentem Material, beispielsweise Polycarbonat, zu prägen und auf einer Lamelle zu befestigen. In Fig. 7 ist eine aus statischen Gründen gekrümmte Lamelle L, als Trägerstruktur dargestellt, auf der mittels Klebung an den Randbereichen die reflektierende Folienschicht möglichst ungekrümmt befestigt ist. Im Falle, daß die Folie elastisch ist, kann die Jalousie auch hochgezogen und gestapelt werden.
    Falls aufgrund statischer Überlegungen eine leichte Krümmung der Lamelle um ihre Achse erwünscht ist, kann das Profil so angepaßt werden, daß trotz Krümmung der reflektierenden Schicht eine optimale Lichtumlenkung über der gesamten Lamellenbreite erreicht wird. Hierzu wird z.B. die vertikale Fläche VF in ihrer Ausrichtung vom vorderen zum hinteren Rand der Lamelle hin zunehmend aus ihrer senkrechten Ausrichtung verkippt.
    Die Lamellen können vorzugsweise aus transparentem Material gefertigt sein, Jedoch haben beispielsweise Aluminiumlamellen als Träger zusätzlich den Vorteil, daß die Lamellenunterseite automatisch über reflektierende Eigenschaften verfügt.

    Claims (6)

    1. Sonnenschutzvorrichtung nach Art einer Jalousie mit einer Vielzahl parallel zueinander angeordneten Lamellen (L) mit horizontal verlaufenden Längsachsen, die um Ihre Längsachsen mittels eines Verstellmechanismus verdrehbar sind,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (L) oder eine auf der Oberseite der Lamellen (L) aufgebrachte Schicht aus sonnenlichttransparentem Material bestehen, und einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Lamelle aufweisen, der sich zusammensetzt aus
      a) ersten Flächenelementen (EF), die schräg zur Lamellenoberseite angeordnet sind und von der Sonne ungefähr senkrecht bestrahlbar sind,
      b) zweiten Flächenelementen (VF), die bündig und in spitzem Winkel von etwa 45° zu den Flächenelementen (EF) angeordnet sind, und
      c) einem dritten Flächenelement (HF), das in etwa senkrecht zu den Flächenelementen (VF) angeordnet ist,
      daß benachbarte (EF)-(VF)-Flächenelementpaare einen Abstand zueinander aufweisen, der bei einer ungefähr senkrechten Bestrahlung der ersten Flächenelemente (EF) mit Sonnenlicht eine schattenarme Ein- und Abstrahlung über die ersten Flächenelemente (EF) ermöglicht, und
      dass über diesen Abstand, d.h. den Abstand zwischen benachbarten (EF)-(VF)-Flächenelementpaaren, entweder keine oder derartige optische Verbindungen vorgesehen sind, deren eine Oberfläche mit der Lamellenoberseite zusammenfällt und eine andere parallel zur dritten Fläche (HF) liegt oder mit dieser zusammenfällt, so dass direktes Sonnenlicht die Lamelle ausschließlich über die ersten Flächenelemente verlassen kann.
    2. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Lamellenoberseite und dem dritten Flächenelement (HF) eine Dicke D aufweist, die ein ganzzahliges Vielfaches der Höhe H ist, die der Strukturhöhe der (EF)-(VF)-Flächenelementpaare über der Oberseite der Lamellenoberseite entspricht.
    3. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß die (EF)-(VF)-Flächenelementpaare gerade oder leicht gekrümmte Flanken aufweisen.
    4. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß die schräg gerichteten ersten Flächenelemente (EF) jeweils zweier benachbarter (EF-(VF)-Flächenelementpaare mit einer reflektierenden Fläche (RF) verbunden sind.
    5. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kontur der (EF)-(VF)-Flächenelementpaare eine transparente Schicht aufbringbar ist, die an den schräg gerichteten Flächenelemente (EF) direkt aufliegt und die schräg gerichteten ersten Flächenelemente (EF) zweier benachbarter (EF)-(VF)-Flächenelementpaare miteinander verbindet.
    6. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Lamellen eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, die keinen optischen Kontakt zur Unterseite aufweist.
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