EP2047055B1 - Teiltransparenter statischer sonnenschutz - Google Patents

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EP2047055B1
EP2047055B1 EP07764409A EP07764409A EP2047055B1 EP 2047055 B1 EP2047055 B1 EP 2047055B1 EP 07764409 A EP07764409 A EP 07764409A EP 07764409 A EP07764409 A EP 07764409A EP 2047055 B1 EP2047055 B1 EP 2047055B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base
protection device
angle
sun protection
sun
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07764409A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2047055A2 (de
Inventor
Tilmann Kuhn
Michael Hermann
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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
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2047055A2 publication Critical patent/EP2047055A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2047055B1 publication Critical patent/EP2047055B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B2009/2417Light path control; means to control reflection

Definitions

  • the present invention relates to a semi-transparent static sunshade device made of a flat body consisting of and / or coated with such a material and having continuous openings with an angle-selective transmission for sunlight, wherein the maximum permeability in a Incident angle of # 90 ° of sunlight to the plane of the body is.
  • sun protection devices such as blinds or textile blinds also exist fixed or movable hangings. So show the DE 10161159 A1 and the DE 10139583 A1 Sun protection devices, which are constructed from a parallel arrangement of horizontal metal rods whose cross-sectional geometry is optimized in terms of light control. By a distance between the rods at the same time the review is possible.
  • the FR 2 098 888 A discloses a sunshade device from a flat body, in which several incisions were made to produce easily movable lamellae. In the prevailing draft, the blades are raised by the wind force, so that the resulting aerodynamic wind resistance is reduced by the planar device.
  • the DE 27 09 207 A1 deals with a heat-sensitive venetian blind.
  • the Venetian blind consists of a flat plate, which is subdivided into slats by the application of odd cuts.
  • the lamellae are coated on one of their surfaces with a material having the lowest possible linear expansion coefficient. As a result of this embodiment, the lamellae automatically bend depending on the heat radiation or close again accordingly.
  • the US 5 650 875 A deals with translucent panel elements and methods of controlling natural lighting using the panels.
  • the main body of the panels are made of a permeable to solar radiation material, are applied to the light-reflecting elements.
  • the FR 2 068 890 A deals with blinds that allow ventilation of rooms while protecting against rain and insect penetration.
  • the Venetian blinds are composed of a multiplicity of horizontally, vertically and obliquely extending individual members. In a horizontal part ventilation holes are formed.
  • laminated glass sheets are available in which an expanded metal with through-slots is laminated.
  • the passage slots are formed by stretching deformation of a metal sheet into which previously appropriate cuts have been made.
  • a sun protection device is, for example.
  • US 3453039 in conjunction with the Figures 3 and 4 briefly addressed this document, which deals with a sunshade device without continuous openings.
  • the inevitably parallel arrangement of the open slots in the sunscreen limits such a sunshade device to very specific applications.
  • the entire sheet is subjected to the tensile load, so that no additional elements can be attached to the sheet before deformation.
  • the object of the present invention is to provide a sunshade device that can be easily adapted to different applications in the production and the attachment or integration of other elements, such as. Solarabsorberrohren already in the initial stage of manufacture allows.
  • the proposed static sunshade device consists of a flat body consisting of and / or coated with a material impermeable to solar radiation and having continuous openings with an angle-selective transmission for the sunlight, in which a maximum of the transmission at an angle of incidence of # 90 ° of the sunlight to the plane of the body is.
  • the openings are introduced in the present sun protection device by purely local processing in the body, so that no stress or stress on the remaining areas of the body occurs through the generation of the openings.
  • the openings may be circular or slot-shaped.
  • the main body itself preferably consists of a flat or curved plate of metal or plastic.
  • the openings are introduced by local removal of material of the body, eg. By punching, cutting or drilling in the body. Suitable techniques are laser cutting, laser drilling or water jet cutting.
  • the present static sun protection device is characterized by openings that are introduced by purely local processing in the body and thus do not affect the production of the remaining material of the body.
  • the angular selectivity of these passage openings can be chosen to be almost free in the production, so that the sun protection device can be produced without much effort for a variety of applications or requirements.
  • differently configured openings may also be present in different sections of the basic body.
  • the proposed static sunshade may also have two or more front and rear transparent covers, so that it can be used as a glazing, window or facade element.
  • the body is here using the usual manufacturing technologies of window and facade construction between the covers, for example. Glass panels installed.
  • the specially designed openings fulfill the desired sun protection, see-through, glare protection and daylight supply requirements.
  • the sun-facing side of the base body has a different color than the side facing away from the sun.
  • the different color can be obtained, for example, by different coating of both sides.
  • the sun-remote side of the body IR-reflective formed, for example, metallic or by coating with an IR-reflective lacquer.
  • the sun protection device is particularly advantageous for use in the parapet area of buildings, since it offers the possibility of viewing even after obliquely down with a suitable design. This applies above all to parapet areas of all-glass facades or balcony balustrades, both in residential and non-residential construction.
  • the present sun protection device can be advantageously used for all facade areas that are glazed, preferably for those areas that are not directly to the view. Examples of this are horizontal roof skylights, inclined façade or roof elements as well as basically the skylight area and the parapet area of a facade.
  • the openings are formed as slots or grooves with a wedge-shaped cross-sectional profile.
  • the slits can run vertically, horizontally or diagonally, so that the sun is hidden as well as possible.
  • At least one of the two side walls of the wedge-shaped slots is not perpendicular to the plane of the body or to its surface, but at an angle of ⁇ 90 °.
  • gap width about the choice of the angle of the two side walls and the clear width of the slot perpendicular to the slot direction, hereinafter also referred to as gap width, and the thickness of the body can also here the sun protection effect as well as the viewing angle, the glare protection and the daylight supply can be adjusted specifically.
  • the openings are formed as bores whose central axis extends at an angle of # 90 ° to the plane of the main body or to its surface.
  • the desired effects of the sunscreen desired for the particular application can be adjusted. It is also possible that at least some of the holes are not parallel to each other.
  • FIG. 1 shows a possibility of the embodiment of the present sun protection device, in which the angle-selective sun protection structure is formed by cutting wedge-shaped longitudinal grooves 10. This can be done, for example, by means of laser cutting.
  • the grooves 10 can be vertical, horizontal or oblique, so that the sun is hidden as well as possible.
  • an oblique arrangement is advantageous (cf. W. Lorenz, "A Glazing Unit for Solar Control, Daylighting and Energy Conservation", Solar Energy 70 (2001) no. 2, pp. 109-130 , in particular the Figure 2 this publication).
  • the lower side wall 11 of the groove 10 is advantageously bevelled outwards to the bottom to allow a view down.
  • angles ⁇ and ⁇ are measured against the horizontal.
  • is the skip angle for the sun.
  • the angle ⁇ is preferably between 0 ° and 85 °, the angle ⁇ , which indicates the inclination of the upper side wall 12 against the horizontal, preferably between -20 ° and + 10 °.
  • the lower side wall 11 should as a rule be turned steeper than 45 ° from the horizontal ( ⁇ ⁇ 45 °) so that horizontally incident sunlight is not deflected inwards, but upwards. Light with a larger elevation angle is then also reflected to the outside, because the angle of incidence is equal to the angle of reflection.
  • the angle values for ⁇ are independent of the inclination of the façade to which the sun protection device is attached. They are derived only from the possible sun positions.
  • the daylight supply has a higher priority, for example in the upper segment of a window band or above the head height, the light should be reflected into the room (i.e., ⁇ ⁇ 45 °). Also, this angle for ⁇ is independent of the inclination of the facade, but is derived from the possible sun positions at the respective place of attachment.
  • the upper side wall 12 should advantageously be inclined upwards by the angle ⁇ relative to the horizontal so that the direct sun can shine most of the time non-grazing along the surface into the space (-20 ° ⁇ ⁇ ⁇ 10 °).
  • the angle ⁇ is chosen such that: -10 ° ⁇ ⁇ ⁇ 0 °.
  • > 10 ° are also possible, but these are degraded embodiments.
  • the angle specifications for ⁇ apply regardless of the slope of the facade. They are derived only from the possible sun positions.
  • D Another parameter for setting the anti-glare effect is the gap width D, which indicates the clear width on the inside of the groove 10.
  • the profile angle is the projection of the sun's elevation angle onto a vertical plane perpendicular to the base.
  • the determination of the gap width can thus be done in this special case, as for example. Also in the FIG. 2 is illustrated in the right part illustration.
  • FIG. 2 shows a further example of the present sun protection device, wherein the openings are formed by obliquely drilled holes 13.
  • These holes 13 can be generated, for example, with a laser.
  • the holes 13 advantageously have obliquely outwardly downwards to allow a view in this direction.
  • ⁇ E is also valid for non-vertical facades (eg for skylights), because ⁇ E is derived only from the solar position and not from the slope of the façade. Therefore, ⁇ E is defined against the horizontal, regardless of the inclination of the main body. In non-south facing facades, it is advantageous if the cutting line with the main body is not horizontal but inclined, so that the sun is as good as possible hidden.
  • ⁇ E -20 ° ⁇ ⁇ E ⁇ 80 °, preferably 0 ° ⁇ ⁇ E ⁇ 45 °, particularly preferably 5 ° ⁇ ⁇ E ⁇ 25 °.
  • the angle ⁇ E is ⁇ 45 °, because then directly incident direct radiation tends to be directed inwards to the ceiling.
  • the smaller ⁇ E the more light is directed inwards.
  • FIG. 3 shows an example in which the proposed sunshade device is used as a balcony railing.
  • the sun protection device 14 can be seen, which is mounted between the handrail 15 and the bottom plate 16 of the balcony.
  • the openings are in this case formed so that a view is made possible obliquely downwards, a permeability to sunlight above a sun angle of 25 °, however, is prevented.
  • absorber tubes 17 are attached to the sun protection device 14 or integrated into it, which are connected to collection channels 18 for the return and the flow. In this way, the solar energy absorbed by the sunshade device can be delivered as heat energy to a heat transfer medium, which flows through the absorber tubes.
  • FIGS. 4 and 5 show two similar embodiments in which the sunshade 14 also absorber tubes 17 includes.
  • the design of the FIG. 4 shows here the visual impression for the case of trapezoidal openings, the embodiment of FIG. 5 the visual impression with fine slits as openings.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Blinds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

    Technisches Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine teiltransparente statische Sonnenschutzvorrichtung aus einem flachen Grundkörper, der aus einem für Sonnenstrahlung undurchlässigen Material besteht und/oder mit einem derartigen Material beschichtet ist und durchgängige Öffnungen mit einer winkelselektiven Durchlässigkeit für das Sonnenlicht aufweist, bei der ein Maximum der Durchlässigkeit bei einem Einfallswinkel von # 90° des Sonnenlichts zur Ebene des Grundkörpers liegt.
  • Im Fassadenbau - insbesondere bei Bürobauten - ist der Anteil der verglasten Flächen in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen. Dies kann neben dem positiven Effekt eines höheren Tageslichtangebots allerdings auch zu einer Überhitzung der Büroräume führen, weshalb ein ausreichender Sonnenschutz vorgesehen werden muss. Dieser Sonnenschutz sollte einerseits zumindest teilweise eine Durchsicht nach außen erlauben und zu einer guten Raumausleuchtung führen, aber andererseits auch ausreichend Sonnenschutz bieten und Blendung vermeiden.
  • Stand der Technik
  • Neben flexiblen, verstellbaren Bauarten von Sonnenschutzvorrichtungen wie Jalousien oder textilen Rollos existieren auch feststehende oder bewegliche Behänge. So zeigen die DE 10161159 A1 und die DE 10139583 A1 Sonnenschutzvorrichtungen, die aus einer parallelen Anordnung horizontaler Metallstäbe aufgebaut sind, deren Querschnittsgeometrie hinsichtlich der Lichtlenkung optimiert ist. Durch einen Abstand zwischen den Stäben wird gleichzeitig die Durchsicht ermöglicht.
  • Die FR 2 098 888 A offenbart eine Sonnenschutzvorrichtung aus einem flächigen Grundkörper, in den mehrere Einschnitte zur Erzeugung leicht beweglicher Lamellen eingebracht wurden. Bei vorherrschendem Luftzug werden die Lamellen durch die Windkraft angehoben, so dass der durch die flächige Vorrichtung entstehende aerodynamische Windwiderstand verringert wird.
  • Die DE 27 09 207 A1 befasst sich mit einer wärmesensiblen Jalousette. Die Jalousette besteht aus einer ebenen Platte, die durch Anbringung ungerader Einschnitte in Lamellen unterteilt ist. Die Lamellen sind auf einer ihrer Oberflächen mit einem Werkstoff mit möglichst niedrigem linearen Ausdehnungskoeffizienten beschichtet. Durch diese Ausgestaltung biegen sich die Lamellen abhängig von der Wärmeeinstrahlung selbsttätig auf oder verschließen sich entsprechend wieder.
  • Die US 5 650 875 A befasst sich mit lichtdurchlässigen flächigen Elementen (Paneelen) und Verfahren zur Regelung der natürlichen Beleuchtung unter Nutzung der Paneele. Die Grundkörper der Paneele bestehen aus einem für Sonnenstrahlung durchlässigen Material, auf den lichtreflektierende Elemente aufgebracht sind.
  • Die FR 2 068 890 A befasst sich mit Jalousien, die eine Belüftung von Räumen bei gleichzeitigem Schutz gegen Regen und gegen Eindringen von Insekten ermöglichen. Die Jalousien setzen sich aus einer Vielzahl miteinander vereinigter waagrecht, senkrecht und schräg verlaufender Einzelglieder zusammen. In einem waagrechten Teil sind Lüftungslöcher gebildet.
  • Kommerziell sind Verbundglasscheiben erhältlich, in die ein Streckmetall mit Durchgangsschlitzen einlaminiert ist. Die Durchgangsschlitze entstehen durch streckende Verformung eines Metallbleches, in das vorher entsprechenden Schnitte eingebracht wurden. Eine derartige Sonnenschutzvorrichtung ist bspw. auch in der US 3453039 in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 dieser Druckschrift kurz angesprochen, die sich mit einer Sonnenschutzvorrichtung ohne durchgängige Öffnungen befasst. Die zwangsläufig parallele Anordnung der geöffneten Schlitze im Sonnenschutz schränkt jedoch eine derartige Sonnenschutzvorrichtung auf ganz bestimmte Anwendungen ein. Weiterhin ist bei dem Streckprozess das gesamte Blech der Zugbelastung unterworfen, so dass an dem Blech vor der Verformung keine zusätzlichen Elemente angebracht werden können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sonnenschutzvorrichtung anzugeben, die bei der Herstellung ohne großen Aufwand an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden kann und die Anbringung oder Integration von weiteren Elementen, wie bspw. Solarabsorberrohren, bereits im Anfangsstadium der Herstellung ermöglicht.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird mit der Sonnenschutzvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Sonnenschutzvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
  • Die vorgeschlagene statische Sonnenschutzvorrichtung besteht aus einem flachen Grundkörper, der aus einem für Sonnenstrahlung undurchlässigen Material besteht und/oder mit einem derartigen Material beschichtet ist und durchgängige Öffnungen mit einer winkelselektiven Durchlässigkeit für das Sonnenlicht aufweist, bei der ein Maximum der Durchlässigkeit bei einem Einfallswinkel von # 90° des Sonnenlichts zur Ebene des Grundkörpers liegt. Die Öffnungen sind bei der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung durch rein lokale Bearbeitung in den Grundkörper eingebracht, so dass durch die Erzeugung der Öffnungen keine Beanspruchung oder Belastung der restlichen Bereiche des Grundkörpers auftritt. Die Öffnungen können hierbei kreisrund oder schlitzförmig sein. Der Grundkörper selbst besteht vorzugsweise aus einer ebenen oder gekrümmten Platte aus Metall oder Kunststoff.
  • Die Öffnungen sind durch lokale Entfernung von Material des Grundkörpers, bspw. mittels Ausstanzen, Ausschneiden oder Bohren in den Grundkörper eingebracht. Geeignete Techniken sind das Laserschneiden, das Laserbohren oder das Wasserstrahlschneiden.
  • Die vorliegende statische Sonnenschutzvorrichtung zeichnet sich damit durch Öffnungen aus, die durch rein lokale Bearbeitung in den Grundkörper eingebracht sind und somit bei der Herstellung das verbleibende Material des Grundkörpers nicht beeinflussen. Die Winkelselektivität dieser Durchgangsöffnungen kann bei der Herstellung nahezu frei gewählt werden, so dass sich die Sonnenschutzvorrichtung ohne großen Aufwand für die unterschiedlichsten Anwendungen bzw. Anforderungen herstellen lässt. Insbesondere können in unterschiedlichen Abschnitten des Grundkörpers auch unterschiedlich ausgestaltete Öffnungen vorliegen.
  • Der vorgeschlagene statische Sonnenschutz kann auch zwei oder mehr vorder- und rückseitige transparente Abdeckungen aufweisen, so dass er als Verglasung, Fenster- oder Fassadenelement eingesetzt werden kann. Der Grundkörper ist hierbei unter Verwendung der üblichen Fertigungstechnologien des Fenster- und Fassadenbaus zwischen den Abdeckungen, bspw. Glasscheiben, eingebaut. Durch die speziell ausgebildeten Öffnungen werden die gewünschten Sonnenschutz-, Durchsicht-, Blendschutz- und Tageslichtversorgungsanforderungen erfüllt.
  • Es ist in vielen Fällen, insbesondere beim Einsatz der Sonnenschutzvorrichtung als Fassadenelement aus optischen Gründen vorteilhaft, wenn die sonnenzugewandte Seite des Grundkörpers eine andere Farbe als die sonnenabgewandte Seite aufweist. Die unterschiedliche Farbe kann bspw. durch unterschiedliche Lackierung beider Seiten erhalten werden. Vorzugsweise ist die sonnenabgewandte Seite des Grundkörpers IR-reflektierend ausgebildet, bspw. metallisch oder durch Beschichtung mit einem IR-reflektierenden Lack.
  • Die Sonnenschutzvorrichtung eignet sich besonders vorteilhaft für den Einsatz im Brüstungsbereich von Bauwerken, da sie bei geeigneter Ausgestaltung die Möglichkeit der Durchsicht auch nach schräg unten bietet. Dies betrifft vor allem Brüstungsbereiche von Ganzglasfassaden oder Balkonbrüstungen, sowohl im Wohnungs- als auch im Nichtwohnungsbau. Die vorliegende Sonnenschutzvorrichtung lässt sich vorteilhaft für alle Fassadenbereiche einsetzen, die verglast sind, bevorzugt für solche Bereiche, die nicht unmittelbar zur Aussicht dienen. Beispiele hierfür sind horizontale Dachoberlichte, geneigte Fassaden- oder Dachelemente sowie grundsätzlich der Oberlichtbereich und der Brüstungsbereich einer Fassade.
  • In einer Alternative der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung sind die Öffnungen als Schlitze oder Rillen mit einem keilförmigen Querschnittsprofil gebildet. Die Schlitze können vertikal, horizontal oder auch schräg verlaufen, damit die Sonne möglichst gut ausgeblendet wird. Zumindest eine der beiden Seitenwände der keilförmigen Schlitze verläuft nicht senkrecht zur Ebene des Grundkörpers bzw. zu dessen Oberfläche, sondern unter einem Winkel von < 90°. Über die Wahl der Winkel der beiden Seitenwände sowie der lichten Weite des Schlitzes senkrecht zur Schlitzrichtung, im Folgenden auch als Spaltweite bezeichnet, und die Dicke des Grundkörpers können auch hier die Sonnenschutzwirkung ebenso wie der Durchsichtwinkel, der Blendschutz und die Tageslichtversorgung gezielt eingestellt werden.
  • Bei einer weiteren Alternative der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung sind die Öffnungen als Bohrungen ausgebildet, deren zentrale Achse unter einem Winkel von # 90° zur Ebene des Grundkörpers bzw. zu dessen Oberfläche verläuft. Über den Winkel der zentralen Achse der Bohrungen, den Durchmesser der Bohrungen und die Dicke des Grundkörpers können die für die jeweilige Anwendung gewünschten Wirkungen des Sonnenschutzes gezielt eingestellt werden. Hierbei ist es auch möglich, dass zumindest einige der Bohrungen nicht parallel zueinander verlaufen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Sonnenschutzvorrichtung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:
  • Fig. 1
    ein Beispiel für eine Ausgestaltung der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung mit keilförmigen Schlitzen als Öffnungen;
    Fig. 2
    ein Beispiel für eine Ausgestaltung der Sonnenschutzvorrichtung mit kreisrunden Bohrungen als Öffnungen;
    Fig. 3
    ein Beispiel für die Verwendung der Sonnenschutzvorrichtung als Balkonbrüstung;
    Fig. 4
    ein Beispiel für eine Ausgestaltung der Sonnenschutzvorrichtung mit Absorberkanälen; und
    Fig. 5
    ein weiteres Beispiel für eine Ausgestaltung der Sonnenschutzvorrichtung mit Absorberkanälen.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Figur 1 zeigt eine Möglichkeit der Ausgestaltung der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung, bei der die winkelselektive Sonnenschutzstruktur durch Ausschneiden keilförmiger Längsrillen 10 gebildet wird. Dies kann bspw. mittels Laserschneiden erfolgen. Die Rillen 10 können vertikal, horizontal oder auch schräg verlaufen, damit die Sonne möglichst gut ausgeblendet wird. An einer Süd-West-Fassade ist eine schräge Anordnung vorteilhaft (vgl. W. Lorenz, "A Glazing Unit for Solar Control, Daylighting and Energy Conservation", Solar Energy 70 (2001) No. 2, pp. 109-130, insbesondere der Abbildung 2 dieser Veröffentlichung). Im Weiteren wird zur Veranschaulichung von horizontalen Rillen ausgegangen. Dabei ist die untere Seitenwand 11 der Rille 10 vorteilhafter Weise nach außen unten abgeschrägt, um eine Durchsicht nach unten zu ermöglichen. Die Winkel α und β werden gegen die Horizontale gemessen. σ ist der Ausblendwinkel für die Sonne. Der Winkel α beträgt vorzugsweise zwischen 0° und 85°, der Winkel β, der die Neigung der oberen Seitenwand 12 gegen die Horizontale angibt, vorzugsweise zwischen -20° und +10°.
  • In der Regel haben die Blendschutzanforderungen und die Durchsicht nach außen eine höhere Priorität als die Tageslichtversorgung des Raumes. Störende Reflexe sollen daher auf jeden Fall vermieden werden. Die untere Seitenwand 11 sollte daher in der Regel steiler als 45° aus der Horizontalen gedreht sein (α ≥ 45°), damit horizontal einfallendes Sonnenlicht nicht nach innen, sondern nach oben umgelenkt wird. Licht mit größerem Höhenwinkel wird dann ebenfalls nach außen reflektiert, weil der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist. Die Winkelangaben für α gelten unabhängig von der Neigung der Fassade, an der die Sonnenschutzvorrichtung angebracht wird. Sie leiten sich nur aus den möglichen Sonnenpositionen ab.
  • Wenn die Tageslichtversorgung eine höhere Priorität hat, bspw. im oberen Segment eines Fensterbandes oder oberhalb der Kopfhöhe, sollte das Licht in den Raum reflektiert werden (d.h. α < 45°). Auch diese Winkelangabe für α gilt unabhängig von der Neigung der Fassade, sondern leitet sich aus den möglichen Sonnenpositionen am jeweiligen Ort der Anbringung ab.
  • Die obere Seitenwand 12 sollte vorteilhafter Weise so um den Winkel β gegen die Horizontale nach oben geneigt sein, dass die direkte Sonne die meiste Zeit nicht streifend an der Fläche entlang in den Raum scheinen kann (-20°≤ β ≤10°). Besonders bevorzugt wird der Winkel β so gewählt, dass gilt: -10°≤ β ≤0°. Varianten mit |β| > 10° sind zwar ebenfalls möglich, allerdings handelt es sich hierbei um verschlechterte Ausführungsformen. Die Winkelangaben für β gelten unabhängig von der Neigung der Fassade. Sie leiten sich nur aus den möglichen Sonnenpositionen ab.
  • Ein weiterer Parameter zur Einstellung der Blendschutzwirkung ist die Spaltweite D, die die lichte Weite an der Innenseite der Rille 10 angibt. Damit legt D fest, ab welchem Sonnen-Profilwinkel αp = σ die Sonne direkt durch die Rillen bzw. Spalte im Grundkörper scheinen kann. Der Profilwinkel ist die Projektion des Sonnen-Höhenwinkels auf eine vertikale Ebene, die senkrecht zum Grundkörper steht. Bei einem Fassaden-Azimut = Sonnen-Azimut stimmt der Profilwinkel mit dem Höhenwinkel der Sonne überein. Die Festlegung der Spaltweite kann also in diesem Spezialfall erfolgen, wie dies bspw. auch in der Figur 2 in der rechten Teilabbildung veranschaulicht ist. Unabhängig von der Neigung der Fassade soll die Spaltweite so gewählt werden, dass die direkte Sonne ab einem Profilwinkel von -20°≤ αP=σ ≤70°, bevorzugt 0°≤ αP=σ ≤45° und besonders bevorzugt 5°≤ αp=σ ≤25° ausgeblendet wird.
  • Figur 2 zeigt hierzu ein weiteres Beispiel der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung, bei der die Öffnungen durch schräg gebohrte Löcher 13 gebildet sind. Diese Löcher 13 können bspw. mit einem Laser erzeugt werden. Die Löcher 13 weisen vorteilhafterweise schräg nach außen unten, um eine Durchsicht in diese Richtung zu ermöglichen.
  • Wenn hohe Blendschutzanforderungen bestehen, ist es sinnvoll, zunächst die Löcher 13 in den Grundkörper 1 einzubringen und dann den Grundkörper 1 matt schwarz zu beschichten, damit die von der Sonne beschienene Wandung der Bohrung bzw. des Loches 13 ebenfalls beschichtet ist. Mit den im rechten Teil der Figur 2 definierten Winkeln gilt: Ø = t * cos (αE) * (tan(αE) + tan(σE)). Bei gegebener Blechstärke t bzw. Stärke des Grundkörpers und gewünschten Winkeln α und σ ergibt sich somit der notwenige Lochdurchmesser Ø.
  • Es ist in vielen Fällen sinnvoll, wenn die Löcher 13 nicht parallel sind, damit auch seitlich eine gewisse Transparenz besteht. Die Richtungen der zentralen Achsen der Löcher 13 sollten aber vorteilhafter Weise alle in einer Ebene enthalten sein, die um den Winkel αE aus der Horizontalen nach unten gedreht ist und mit dem Grundkörper eine Horizontale Schnittlinie hat (vgl. Figur 2).
  • Die unten angegebenen Winkelbereiche für αE sind auch bei nicht vertikalen Fassaden gültig (bspw. bei Dachfenstern), denn αE leitet sich nur von der Sonnenposition ab und nicht von der Neigung der Fassade. Deshalb ist αE gegen die Horizontale definiert, unabhängig von der Neigung des Grundkörpers. Bei nicht nach Süden orientierten Fassaden ist es vorteilhaft, wenn die Schnittlinie mit dem Grundkörper nicht horizontal ist sondern geneigt, damit die Sonne möglichst gut ausgeblendet wird.
  • Für den Winkelbereich von σE gilt: -20°≤ σE ≤80°, bevorzugt 0°≤ σE ≤45°, besonders bevorzugt 5°≤ σE ≤25°.
  • Für den Winkelbereich von αE gilt: 0°≤ αE ≤85°. Wenn hohe Blendschutzanforderungen bestehen, ist αE vorzugsweise > 45°, weil dann direkt einfallende Strahlung nach außen oben reflektiert wird. Horizontal einfallende Strahlung wird bei αE = 45° senkrecht nach oben reflektiert. In der Regel bestehen hohe Blendschutzanforderungen, weil durch Streulicht auch die Durchsicht verschlechtert werden kann.
  • Wenn keine hohen Blendschutzanforderungen bestehen und Tageslichtnutzung wichtig ist, dann liegt der Winkel αE bei < 45°, weil dann von außen einfallende Direktstrahlung tendenziell nach innen an die Decke gelenkt wird. Je kleiner αE, desto mehr Licht wird nach innen gelenkt.
  • Figur 3 zeigt ein Beispiel, bei der die vorgeschlagene Sonnenschutzvorrichtung als Balkonbrüstung eingesetzt wird. In der Figur ist die Sonnenschutzvorrichtung 14 erkennbar, die zwischen dem Handlauf 15 und der Bodenplatte 16 des Balkons montiert ist. Die Öffnungen sind hierbei so ausgebildet, dass eine Durchsicht schräg nach unten ermöglicht wird, eine Durchlässigkeit für das Sonnenlicht oberhalb eines Sonnenwinkels von 25° jedoch verhindert wird. In der Ausgestaltung der Figur 3 sind zusätzlich Absorberrohre 17 an der Sonnenschutzvorrichtung 14 befestigt oder in sie integriert, die an Sammelkanäle 18 für den Rücklauf und den Vorlauf angeschlossen sind. Auf diese Weise kann die von der Sonnenschutzvorrichtung absorbierte Sonnenenergie als Wärmeenergie an ein Wärmeträgermedium abgegeben werden, das die Absorberrohre durchströmt.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei ähnliche Ausgestaltungen, bei der die Sonnenschutzvorrichtung 14 ebenfalls Absorberrohre 17 umfasst. Die Ausgestaltung der Figur 4 zeigt hierbei den optischen Eindruck für den Fall von trapezförmigen Öffnungen, die Ausgestaltung der Figur 5 den optischen Eindruck bei feinen Schlitzen als Öffnungen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Blech
    10
    keilförmige Rillen
    11
    untere Seitenwand
    12
    obere Seitenwand
    13
    Löcher
    14
    Sonnenschutzvorrichtung
    15
    Handlauf
    16
    Bodenplatte
    17
    Absorberrohre
    18
    Sammelkanäle

Claims (9)

  1. Statische Sonnenschutzvorrichtung aus einem flachen Grundkörper (1), der aus einem für Sonnenstrahlung undurchlässigen Material besteht oder mit einem derartigen Material beschichtet ist und durchgängige Öffnungen (10, 13) mit einer winkelselektiven Durchlässigkeit für das Sonnenlicht aufweist, bei der ein Maximum der Durchlässigkeit bei einem Einfallswinkel von # 90° des Sonnenlichts zur Ebene des Grundkörpers (1) liegt, wobei die Öffnungen (10, 13) Schlitze mit einem keilförmigen Querschnittsprofil, bei denen zumindest eine Seitenwand (11, 12) nicht senkrecht zu einer Oberfläche des Grundkörpers (1) verläuft, oder Bohrungen mit zentralen Achsen sind, die nicht senkrecht zu einer Oberfläche des Grundkörpers (1) verlaufen, und durch rein lokale Entfernung von Material des Grundkörpers (1) in den Grundkörper (1) eingebracht sind.
  2. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest einige der Bohrungen nicht parallel verlaufen.
  3. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bohrungen in Reihen angeordnet sind und die zentralen Achsen der Bohrungen jeder Reihe jeweils in einer Ebene liegen.
  4. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest bei einigen der Schlitze eine erste Seitenwand (11) unter einem Winkel von ≥ 45° oder unter einem Winkel von < 45° zur Senkrechten auf die Ebene des Grundkörpers (1) verläuft, und dass eine zweite Seitenwand (12) unter einem Winkel zwischen -10° und 0° zur Senkrechten auf die Ebene des Grundkörpers (1) verläuft.
  5. Sonnenschutzvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei vertikaler Aufstellung des Grundkörpers (1) Winkel, um die eine obere Seitenwand (12) und eine untere Seitenwand (11) zur Normalen auf die Ebene des Grundkörpers (1) verlaufen, derart gewählt sind, dass in einem Schnitt der betroffenen Schlitze mit einer vertikalen Ebene senkrecht zum Grundkörper (1) und zu einer Schlitzlängsrichtung eine geradlinige Verbindungslinie zwischen einer Unterkante des Schlitzes auf einer Seite des Grundkörpers (1) und einer Oberkante des Schlitzes auf einer gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (1) unter einem Winkel zur Normalen auf den Grundkörper (1) steht, der zwischen 0° und 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 25°, beträgt, und/oder dass eine Spaltweite der Schlitze so gewählt ist, dass bei vertikaler Aufstellung des Grundkörpers (1) in einem Schnitt der betroffenen Schlitze mit einer vertikalen Ebene senkrecht zum Grundkörper (1) und zu einer Schlitzlängsrichtung eine geradlinige Verbindungslinie zwischen einer Unterkante des Schlitzes auf einer Seite des Grundkörpers (1) und einer Oberkante des Schlitzes auf einer gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (1) unter einem Winkel zur Normalen auf den Grundkörper (1) steht, der zwischen 0° und 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 25°, beträgt.
  6. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei vertikaler Aufstellung des Grundkörpers (1) die zentralen Achsen der Bohrungen so verlaufen, dass bei einer Parallel-Projektion der Bohrungen parallel zur Ebene des Grundkörpers (1) auf eine vertikale Projektionsebene senkrecht zum Grundkörper (1) die Projektionen der zentralen Achsen parallel zueinander sind und dass in der Parallel-Projektion eine geradlinige Verbindungslinie zwischen einer Unterkante der jeweiligen Bohrung auf einer Seite des Grundkörpers (1) und einer Oberkante der Bohrung (10, 13) auf einer gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (1) unter einem Winkel zur Normalen auf den Grundkörper (1) steht, der zwischen 0° und 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 25° beträgt, und/oder dass ein Durchmesser der Bohrungen so gewählt ist, dass bei vertikaler Aufstellung des Grundkörpers (1) in einer Parallel-Projektion der Bohrungen parallel zur Ebene des Grundkörpers auf eine vertikale Projektionsebene senkrecht zum Grundkörper (1) eine geradlinige Verbindungslinie zwischen einer Unterkante der jeweiligen Bohrung auf einer Seite des Grundkörpers (1) und einer Oberkante der Bohrung (10, 13) auf einer gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (1) unter einem Winkel zur Normalen auf den Grundkörper (1) steht, der zwischen 0° und 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 25° beträgt.
  7. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die sonnenzugewandte Seite des Grundkörpers (1) eine andere Farbe als die sonnenabgewandte Seite aufweist.
  8. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die sonnenabgewandte Seite des Grundkörpers (1) IR-reflektierend ausgebildet ist.
  9. Sonnenschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die sonnenzugewandte und die sonnenabgewandte Seite des Grundkörpers (1) IR-reflektierend ausgebildet sind.
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