[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tageslichtsystem zur Montage im Bereich einer
Fensterfläche eines Gebäudes, um das Tageslicht zur Innenraumbeleuchtung effizient
zu nutzen.
[0002] Verschiedene Formen von Tageslichtsystemen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Beispielsweise ist in der
EP 0 200 876 A1 eine Anordnung zur Ausleuchtung eines Raums mit Tageslicht offenbart, die aus wenigen
großflächigen Umlenkreflektoren gebildet ist, die in einer Gebäudeöffnung angebracht
sind. Sofern das Licht nicht direkt zwischen den Reflektorelementen hindurchtritt,
wird es durch Reflexion an einer oder zwei gegenüberliegenden Reflexionsflächen von
außen nach innen gelenkt. Wenn das Licht in den Innenraum nach der Reflexion eintrifft,
sind die Lichteintrittswinkel gegenüber der Horizontalen nach oben und unten abgelenkt.
[0003] Ein ähnliches Lichtlenk- und Reflektorsystem für Tages-, Sonnen- und Kunstlicht ist
in der
DE 10 2010 033 938 A1 beschrieben. Auch bei diesen Lichtlenk- und Reflektorsystemen sind mehrere Reflektorelemente
übereinander vorgesehen, welche Licht durch Einfach- oder Zweifachreflexion in den
Innenraum lenken, wobei das Licht im Innenraum über einen Weitwinkelbereich nach oben
und unten gegenüber der Horizontalen in den Innenraum abgegeben wird.
[0004] Aus der
CH 403 250 ist eine blicksperrende, licht- und luftdurchlässige Wand, insbesondere für den Hochbau
bekannt. In der Wand sind parallele Durchbrechungen vorgesehen, die den direkten Durchblick
sperren, jedoch Licht und Luft hindurchlassen. Gemäß einigen Ausführungsformen sind
die Durchbrechungen in der Wand so angeordnet, dass nur in einem gegenüber der Wand
geneigten Winkelbereich Licht durch die Durchbrechungen hindurchtreten kann.
[0005] Die Lichtumlenksysteme, wie vorhergehend zum Stand der Technik beschrieben, weisen
jedoch den Nachteil auf, dass sie trotz der Lichtumlenkung zu einer Blendung durch
Tageslicht in den Innenraum führen können oder den Durchblick durch die Fenster vollständig
versperren.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beleuchtungssystem zur Umlenkung von
Tageslicht zu schaffen, welches in dem Innenraum eine möglichst blendfreie Beleuchtung
durch Tageslicht ermöglicht, ohne als vollständige Blicksperre zu wirken. Der Betrachter
soll insbesondere den Eindruck haben, er könne wie durch ein normales Fenster von
innen nach außen sehen, wobei die Blendung insbesondere bei hoch stehender Sonne aber
vermieden wird.
[0007] Gelöst wird die Aufgabe durch ein Tageslichtbeleuchtungssystem zur Montage im Bereich
einer Fensterfläche, bei dem
in einem ersten Teilbereich der Fensterfläche Lamellen mit horizontaler Längserstreckung
angeordnet sind, wobei die Lamellenform und der Abstand benachbarter Lamellen in dem
ersten Teilbereich so gewählt sind, dass eine direkte Durchsicht zwischen den Lamellen
von innen nach außen in einem begrenzten Winkelbereich möglich ist,
wobei die Lamellen in dem ersten Teilbereich jeweils zwei Reflexionsflächen aufweisen,
wobei die erste der zwei Reflexionsflächen jeder Lamelle von außen aus einem definierten
Raumwinkelbereich über der Horizontalen, welche einem Winkel von 0° entspricht, einfallendes
Licht wenigstens teilweise auf die jeweils zweite Reflexionsfläche der darüber liegenden
Lamelle reflektiert und die zweite Reflexionsfläche dieses Licht in den Innenraum
reflektiert, und die Reflexion an der zweiten Reflexionsfläche in den Innenraum nur
in Winkeln über der Horizontalen erfolgt.
[0008] Das Tageslichtsystem ist erfindungsgemäß durch eine Vielzahl (vorzugsweise mehr als
drei) von Lamellen in einem ersten Teilbereich gebildet, die vorzugsweise zur leichteren
Herstellung auch identisch ausgebildet sein können. Die Lamellen sind in einem Abstand
und in einem Winkel angeordnet, so dass eine direkte Durchsicht von innen nach außen
ermöglicht wird. Durch die parallele Anordnung von Lamellen ist die Durchsicht in
der Horizontalebene nahezu unbegrenzt um 180° möglich. In der Vertikalen ist aufgrund
des Abstandes der Lamellen und der Lamellenform auch eine Durchsicht im begrenzten
Winkelbereich möglich. Vorzugsweise liegen der obere Begrenzungswinkel zwischen +5°
und +25°, insbesondere bei +15°, gegenüber der Horizontalen und der untere Begrenzungswinkel
bei zwischen -55° und - 80°, insbesondere bei -68°, gegenüber der Horizontalen. In
diesem Winkelbereich entsteht für den Betrachter von innen der Eindruck einer nahezu
unbegrenzten Durchsicht durch das Tageslichtsystem, wie es eine Fensteröffnung auch
ermöglichen würde.
[0009] Ferner sind die Lamellen im ersten Teilbereich mit zwei Arten von Reflexionsflächen
ausgestattet, die so zusammenwirken, dass sie das Licht, welches aus einem definierten
Raumwinkelbereich, der sich nur oberhalb der Horizontalen erstreckt, in den Innenraum
lenken, wobei die Lichtabgabe nach der zweiten Reflexion in den Innenraum nur in einen
Raumwinkelbereich oberhalb der Horizontalen erfolgt. Dadurch wird das Licht, welches
von schräg oben auf das Tageslichtsystem außen auftrifft, auch nur zur indirekten
Beleuchten an die Raumdecke des Innenraums weitergeleitet. Somit kann eine nahezu
blendfreie Beleuchtung mit intensivem Tageslicht erzeugt werden, welches bei wolkenfreiem
Himmel und einem hohen Sonnenstand von außen auf das Tageslichtsystem auftrifft.
[0010] Der Fachmann wird erkennen, dass sich durch die Wahl der Form und Ausrichtung der
zwei Reflexionsflächen an jeder Lamelle und durch den Abstand der Lamellen zueinander,
der Raumwinkelbereich, aus dem Licht von außen durch Zweifachreflexion nach innen
umgelenkt wird, einstellen lässt. Generell ist die jeweils erste Reflexionsfläche
in einem flacheren Winkel gegenüber der Horizontalen angeordnet als die zweite Reflexionsfläche.
Der Abstand der Lamellen ist so gewählt, dass in vertikaler Richtung das obere Ende
der ersten Reflexionsfläche immer noch unterhalb des unteren Endes der zweiten Reflexionsfläche
der darüber angeordneten Lamelle liegt. Dadurch ist ein Durchblick durch die Lamellen
in vertikaler Richtung gewährleistet, wobei die direkte Durchsicht zwischen den Lamellen
in dem ersten Teilbereich vorzugsweise einen oberen Begrenzungswinkel von +15° und
einen unteren Begrenzungswinkel von -68° jeweils gegenüber der Horizontalen umfasst.
Der Fachmann versteht dabei, dass die Winkelbereiche vom Abstand der Lamellen und
von der Tiefe der Lamellen in horizontaler Richtung abhängen und dadurch eingestellt
werden können. Generell kann man sagen, dass bei Lamellen mit geringer vertikaler
Tiefe der Abstand der Lamellen geringer gewählt wird als bei Lamellen mit großer vertikaler
Tiefe, um die gleichen oberen und unteren Begrenzungswinkel für die direkte Durchsicht
von innen nach außen zu erreichen. Der obere bzw. untere Begrenzungswinkel ist dabei
durch diejenigen Strahlen definiert, die mit größtmöglicher bzw. geringstmöglicher
Neigung durch das Tageslichtsystem gradlinig hindurchtreten können, ohne abgelenkt
oder blockiert zu werden.
[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der definierte Raumwinkelbereich
über der Horizontalen, aus dem einfallendes Licht an der jeweils ersten Reflexionsfläche
wenigstens zum Teil zu der jeweils zweiten Reflexionsfläche der darüber liegenden
Lamelle reflektiert wird, den Raumwinkelbereich von über +15° gegenüber der Horizontalen.
Dies entspricht dem Winkelbereich, aus dem intensive Sonnenstrahlung bei wolkenfreiem
Himmel und hochstehender Sonne auf das Tageslichtsystem eintrifft. Dadurch, dass das
Licht aus diesem Bereich durch Reflexion in den Innenraum gelangt und wieder zur Raumdecke
abgegeben wird, wird bei diesen Sonnenständen trotz der intensiven Lichtstrahlung
eine Blendungen verhindert.
[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das auf den ersten Teilbereich des Tageslichtsystem
von außen aus dem oberen Halbraum auftreffende Licht, zu einem Anteil von mehr als
50% von den Lamellen nach außen zurückreflektiert und/oder absorbiert. Dazu können
Bereiche auf der Außenseite der Lamellen zwischen den außenliegenden Rändern der beiden
Reflexionsflächen als absorbierende (insbesondere vertikale) Fläche ausgebildet sein
oder als weitere Reflexionsfläche ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform wird
das direkt durch das Tageslichtsystem tretende Licht soweit abgeschwächt, dass eine
übermäßige Aufheizung des Innenraums vermieden werden kann.
[0013] Gemäß bevorzugter Ausführungsformen ist die erste Reflexionsfläche generell etwa
horizontal, vorzugsweise mit einem Winkel zwischen 10° und 30°, insbesondere 20°,
gegenüber der Horizontalen, angeordnet und die zweite Reflexionsfläche ist generell
etwa vertikal, vorzugsweise mit einem Winkel zwischen 50° und 75°, insbesondere 62°,
gegenüber der Horizontalen angeordnet. Die erste und zweite Reflexionsfläche an der
Lamelle können gemäß bevorzugten Ausführungsformen einen Winkel zwischen 20° und 65°
zueinander einschließen. Die Winkel der Reflexionsflächen sind dabei durch die Grade
definiert, welche eine ggf. gekrümmte Reflexionsfläche am besten approximiert. Ferner
sind alle Winkelangeben bezogen auf einen vertikalen Querschnitt senkrecht zu der
Fensterfläche.
[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Reflexionsfläche konkav gekrümmt
ausgebildet. Die Krümmung kann als eine kontinuierliche Kurve ausgebildet sein oder
die Krümmung kann durch einen mindestens zweiteiligen Polygonzug angenähert sein.
Durch die konkave Krümmung lässt sich erreichen, dass das in den Innenraum reflektierte
Licht nur in Winkeln oberhalb der Horizontalen und insbesondere bevorzugt in Winkeln
von mehr als 20° gegenüber der Horizontalen nach oben abgegeben wird.
[0015] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist ferner die zweite Reflexionsfläche
eine S-förmige Biegung auf. Die Krümmung kann als eine kontinuierliche Kurve ausgebildet
sein oder kann durch einen wenigstens dreiteiligen Polygonzug angenähert sein. Diese
Krümmung sorgt einerseits für eine gleichmäßige Lichtverteilung in den Innenraum in
Winkelbereiche oberhalb der Horizontalen. Andererseits bietet die gegenüber liegende
Seite der S-förmig gebogenen zweiten Reflexionsfläche eine Absorptions- oder Reflexionsfläche
des Tageslichtsystems nach außen. Die S-Form hat dabei den Vorteil, dass das von außen
einfallende Licht, insbesondere bei niedrigen Sonnenständen, effektiv zurückreflektiert
werden kann, ohne zwischen den Lamellen in den Innenraum zu gelangen. Die S-Form dient
daher insbesondere dem Blendschutz bei niedrigen Sonnenständen, d.h. gegenüber Licht,
welches aus horizontalen Richtungen auf das Tageslichtsystem auftrifft.
[0016] Der Vorteil der S-förmigen zweiten Reflexionsfläche ist insbesondere auch für die
nachfolgend diskutierten bevorzugten Ausführungsformen gegeben, welche eine weitere
Lamellensorte in einem zweiten unteren Teilbereich des Tageslichtsystems aufweisen.
[0017] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Tageslicht in einem zweiten Teilbereich
der Fensterfläche, der unterhalb des ersten Teilbereichs liegt, weitere mit horizontaler
Längserstreckung angeordnete Lamellen auf, die jeweils nur eine der zweiten Reflexionsfläche
entsprechende Reflexionsfläche aufweisen. Die Lamellen im unteren zweiten Teilbereich
der Fensterfläche dienen ähnlich wie die Lamellen im ersten oberen Teilbereich dem
Blendschutz gegen aus dem oberen Halbraum einfallendes Licht. Andererseits weisen
die Lamellen jedoch keine der ersten Reflexionsfläche entsprechende Reflexionsfläche
der Lamellen im ersten Teilbereich auf, so dass kein Licht durch Zweifachreflexion
in den Innenraum in Winkelbereichen oberhalb der Horizontalen umgelenkt wird. Durch
die zwei verschiedenen Lamellenformen im oberen bzw. unteren Teilbereich der Fensterfläche
tragen nur diejenigen Lamellen zur Indirektbeleuchtung über die Raumdecke bei, die
im oberen Teilbereich angeordnet sind. Würden die Lamellen aus dem unteren Teilbereich
ebenso Licht nach Reflexion an der ersten Reflexionsfläche nach oben abgeben, könnten
Personen im Raum dadurch geblendet werden. Die Lamellen im unteren zweiten Teilbereich
weisen daher keine erste Reflexionsfläche auf. Dies kann gemäß einer Ausführungsform
dadurch erreicht werden, dass die der ersten Reflexionsfläche entsprechende Fläche
bei den Lamellen im zweiten Teilbereich geschwärzt ist, d.h. lichttechnisch inaktiv
ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform fehlt die entsprechende Reflexionsfläche
einfach gänzlich, indem die Lamellen im zweiten Teilbereich aus einem einfachen (vorzugsweise
S-förmig gebogenen) Flachmaterial gebildet sind. Die zuletzt genannte Ausführungsform
hat ferner den Vorteil, dass der untere Begrenzungswinkel, bis zu dem der direkte
Durchblick durch das Tageslichtsystem ermöglicht wird, größer sein kann. Während für
die Lamellen im ersten oberen Teilbereich eine untere Grenze von beispielsweise -75°
erzielt werden kann, kann durch Weglassen der ersten Reflexionsfläche für die Lamellen
im unteren zweiten Teilbereich der untere Begrenzungswinkel bis auf -85° erhöht werden.
Dies entspricht auch dem natürlichen Blickwinkeln einer Person, die im Innenraum vor
dem Tageslichtsystem steht. Die Person blickt entweder durch den unteren zweiten Teilbereich
des Tageslichtsystems hindurch, um durch das Fenster eine Straße unterhalb des Gebäudes
zu beobachten. Dabei ist von Vorteil, dass der untere Begrenzungswinkel für den direkten
Durchblick bis -85° reicht. Wenn die Person jedoch in die Ferne oder nach oben blicken
möchte, wird sie vorwiegend durch den oberen ersten Teilbereich des Tageslichtsystems
blicken. Hier ist der untere Begrenzungswinkel weniger relevant. In diesem Teilbereich
der Fensteröffnung ist vielmehr der oberen Begrenzungswinkel in direkten Durchblick
von +15° relevant. Dieser obere Begrenzungswinkel hat den Vorteil, dass direktes Sonnenlicht
von oben bei hohem Sonnenständen nicht zur Blendung führen kann.
[0018] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Grenze zwischen dem ersten und zweiten
Teilbereich in einer Raumhöhe der Fensterfläche zwischen etwa 1 m und 2 m, insbesondere
zwischen etwa 1,4 m und 1,8 m angeordnet. Dies entspricht etwa der Augenhöhe einer
sitzenden oder stehenden Person, so dass sich die oben genannten Vorteile in Bezug
auf die Winkelbereiche für den Blendschutz und die direkte Durchsicht durch das Tageslichtsystem
in dem ersten bzw. zweiten Teilbereich ergeben.
[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Tageslichtsystems mit unterschiedlichen
Lamellen im ersten und zweiten Teilbereich sind die Reflexionsflächen der Lamellen
im zweiten Teilbereich derart ausgerichtet, dass alles Licht, welches von außen aus
dem oberen Halbraum auftrifft, nach außen zurückreflektiert oder absorbiert wird.
Dadurch wird Blendfreiheit erzielt. In dieser Ausführungsform ist insbesondere die
S-förmige Gestaltung der zweiten Reflexionsfläche von Vorteil, weil durch die S-Form
verhindert werden kann, dass Licht durch eine Einfachreflexion von außen nach innen
durch den zweiten Teilbereich des Tageslichtsystems eindringen kann.
[0020] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Reflexionsflächen der Lamellen
in dem ersten Teilbereich und/oder die Reflexionsfläche der Lamellen in dem zweiten
Teilbereich einen Reflexionsgrad von wenigstens 50%, insbesondere von mehr als 60%
auf. Hochreflektierende Reflexionsflächen erhöhen den Wirkungsgrad des Tageslichtsystems.
[0021] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Reflexionsflächen der Lamellen
im ersten Teilbereich und/oder die Reflexionsflächen der Lamellen im zweiten Teilbereich
zur gerichteten Reflexion eingerichtet oder besitzen ein Streuverhalten mit einem
Zehntelwinkel von 2 x 10° bis 2 x 20° und einem Halbwertswinkel von 2 x 5° bis 2 x
10°. Die gerichtete Reflexion erhöht ebenfalls den Wirkungsgrad des Tageslichtsystems.
Ein geringes Streuverhalten ist jedoch akzeptabel und kann den Blendschutz sogar verbessern.
[0022] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lamellen im ersten und im zweiten
Teilbereich des Tageslichtsystems flexibel miteinander verbunden. Dadurch kann das
Tageslichtsystem auch aufgerollt werden, um den Durchblick durch die Fensteröffnung
auf Wunsch vollkommen freizugeben. Die Höhenangabe für die Grenze zwischen dem oberen
ersten und unteren zweiten Teilbereich des Tageslichtsystems bezieht sich dabei auf
das Tageslichtsystem, wenn es vollständig abgerollt ist.
[0023] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, welche insbesondere für starr angeordnete
Tageslichtsysteme gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, sind die vertikalen
Außenflanken der Lamellen als leuchtende Flächen ausgebildet. Beispielsweise kann
eine OLED-Beschichtung (organic light emitting device) vorgesehen sein, um eine Nachtbeleuchtung
des Gebäudes zu erzielen. Außerdem können Photovoltaikelemente auf den Außenseiten
der Lamellen vorgesehen sein oder dekorative Farb- und/oder Musterbedruckungen auf
der Außenseite vorgesehen sein, um das Gebäude dekorativ zu gestalten. Dabei ist es
von Vorteil, dass das Tageslichtbeleuchtungssystem gemäß einiger Ausführungsformen
vertikale Abschnitte auf der Außenseite aufweist, weil diese Abschnitte in den Fensteröffnungen
von der Straßenhöhe auf der Außenseite des Gebäudes betrachtet als durchgängige Fläche
erscheinen. Diese Abschnitte können daher zur Farb- und Musterbedruckung Verwendung
finden, so dass von außen der Eindruck eines durchgängigen Musters entsteht, während
von der Innenseite des Gebäudes Durchblick durch das Tageslichtsystem innerhalb der
genannten Begrenzungswinkel trotzdem möglich ist.
[0024] Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen deutlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten
Figuren erläutert werden. In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
- Figur 1
- zeigt einen Ausschnitt eines Tageslichtsystems in perspektivischer Ansicht aus der
Perspektive des Innenraums.
- Figuren 2a-b
- zeigen einen Querschnitt durch den Ausschnitt des Tageslichtsystems der Figur 1 mit
Winkelangaben.
- Figuren 3a-c
- zeigen jeweils einen Querschnitt durch das Tageslichtsystem nach der Figur 1 (Figur
3c mit dahinter befindlichem Innenraum).
- Figur 4
- zeigt einen Querschnitt durch ein Tageslichtsystem gemäß einer alternativen Ausführungsform.
[0025] Bezug nehmend auf die Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Tageslichtsystems dargestellt.
Beispielhaft sind nur vier Lamellen gezeigt, wobei zu verstehen ist, dass das vollständige
Tageslichtsystem über mehr Lamellen verfügt.
[0026] Das Tageslichtsystem umfasst im oberen Teilbereich Lamellen 2, welche jeweils zwei
Reflexionsflächen 4 und 6 aufweisen. Die Reflexionsfläche 4 ist in einem Winkel von
etwa 20° (in unterschiedlichen Ausführungsformen zwischen 10° und 30°) gegenüber der
Horizontalen bei 0° angeordnet, wie in dem Querschnitt nach Figur 2a zu sehen ist.
Ferner weist die Reflexionsfläche 4 eine leichte konkave Krümmung auf. Die Reflexionsfläche
6 ist in einem Winkel von etwa 42° zu der Reflexionsfläche 4 angeordnet. Das heißt,
die Reflexionsfläche 6 hat gegenüber der Horizontalen einen Winkel von etwa 62° (in
unterschiedlichen Ausführungsformen zwischen 40° und 85°). Die Reflexionsfläche 6
weist im Querschnitt eine leichte S-förmige Biegung auf. Der Abstand der Lamellen
2 zueinander erlaubt eine direkte Durchsicht von der Innenseite zur Außenseite mit
einem oberen Begrenzungswinkel von +15° und einen unteren Begrenzungswinkel von -68°,
wie in der Figur 2b im oberen Bereich dargestellt ist.
[0027] Die Funktion der Reflexionsflächen 4 und 6 ist in den Figuren 3a bis 3c jeweils in
dem Ausschnitt A dargestellt. Licht, welches aus einem Raumwinkelbereich oberhalb
der Horizontalen von außen auf die Reflexionsfläche 4 auftrifft, wird zunächst an
der Reflexionsfläche 4 reflektiert und zum Teil direkt in den Innenraum gelenkt und
zum Teil auf die Reflexionsfläche 6 der darüber befindlichen Lamelle 2 umgelenkt.
An der Reflexionsfläche 6 wird das Licht nochmals reflektiert und in den Innenraum
geleitet. Die Austrittswinkel der Lichtstrahlung, die in den Innenraum geleitet werden,
liegen deutlich über der Horizontalen. Bezug nehmend auf die Figur 3b ist dargestellt,
dass das Licht, welches aus einem Einfallswinkelbereich von 15° bis 80°auf das Tageslichtsystem
auftrifft, das Tageslichtsystem in einem Ausfallswinkelbereich von 20° bis 80° verlässt.
Die übrige Strahlung aus diesem Einfallsbereich wird zurückreflektiert oder absorbiert.
In der Figur 3c ist ein entsprechendes Bündel von Lichtstrahlen auf der Außenseite
des Gebäudes dargestellt, welches aus dem Raumwinkelbereich oberhalb der Horizontalen
auf das Tageslichtsystem auftrifft. Das Licht wird in eine Richtung oberhalb der Horizontalen
in den Innenraum umgelenkt und dort an der Zimmerdecke reflektiert, wodurch eine gleichmäßige
indirekte Beleuchtung des Raumes erzielt wird.
[0028] Das Tageslichtsystem besitzt in einem zweiten unteren Teilbereich ferner eine zweite
Sorte von Lamellen 8, die nur eine Fläche 10 aufweisen, die der Reflexionsfläche 6
der im oberen Bereich vorgesehenen Lamellen 2 entspricht. Die Fläche 10 kann ebenso
wie die Reflexionsflächen 6 verspiegelt sein oder aus einem anderen reflektierenden
oder lichtstreuenden Material gebildet sein. Ferner sind die auf der gegenüberliegenden
Seite vorgesehenen Flächen 12 reflektierend oder absorbierende ausgebildet. Die Lamellen
8 im unteren Teilbereich des Tageslichtsystems verfügen jedoch nicht über einen Abschnitt,
welcher der ersten Reflexionsfläche 4 der Lamellen 2 im oberen Teilbereich des Tageslichtsystems
entsprechen. Die funktionelle Wirkung der Lamellen 8 ist jeweils in dem Ausschnitt
B der Figuren 3a bis 3c dargestellt. Das Licht, welches etwa in der Horizontalen oder
aus einem Winkelbereich oberhalb der Horizontalen auf die Fläche 12 der Lamellen 8
auftritt, wird nach außen zurückreflektiert. In alternativen Ausführungsformen kann
das Licht auch absorbiert werden. Da keine der Reflexionsfläche 4 entsprechende Reflexionsfläche
vorgesehen ist, wird auch das Licht, welches aus einem Raumwinkelbereich oberhalb
der Horizontalen auf die Lamellen 8 auftrifft, nicht durch Zweifachreflexion in den
Innenraum weitergeleitet. Dadurch tragen die Lamellen 8 im zweiten unteren Teilbereich
des Tageslichtsystems nicht zu der Indirektbeleuchtung in Rauminneren bei, wie in
der Figur 3c schematisch dargestellt ist. Die leichte S-Form der Lamellen 8 begünstigt
ferner den Effekt, dass weniger Licht, welches aus einem Raumwinkelbereich zwischen
0° und +15° zu der Horizontalen auf die Lamellen 8 auftrifft, in den Innenraum gelangt.
Der obere steilere Bereich der Lamellen 8 verhindert dabei, dass das Licht auf die
darüber befindliche Fläche 10 der nächsten Lamelle 8 auftrifft.
[0029] Andererseits ermöglicht die Form der Lamellen 8 ohne die Reflexionsfläche 4 eine
freie Durchsicht durch die Lamellen nach schräg unten. Dadurch ist es möglich, vom
Innenraum durch die Lamellen 8 nach außen hindurchzusehen, wobei der untere Begrenzungswinkel
für die freie Durchsicht etwa bei -75° liegt. Der Abstand der Lamellen 2 und 8 ermöglicht
ferner eine direkte Durchsicht durch die Lamellen in etwa horizontaler Richtung und
bis zu einem Winkel von etwa +15° nach oben. Dadurch entsteht für eine Person im Innenraum
der Eindruck, dass sie durch das Tageslichtsystem von innen nach außen eine freie
Sicht hat. Der Blickwinkel ist im Wesentlichen nur nach oben begrenzt. Dadurch wird
jedoch die direkte Sonneneinstrahlung bei hoch stehender Sonne abgeschirmt, so dass
auch keine Direktblendung entsteht.
[0030] Die Lamellen 8 des unteren zweiten Teilbereichs des Tageslichtsystems sind bis zu
einer Höhe von etwa 1,60 m angeordnet. Darüber sind die Lamellen 2 mit der ersten
Reflexionsfläche 4 vorgesehen. Die Höhe von 1,60 m entspricht etwa der Augenhöhe einer
stehenden oder sitzenden Person im Innenraum.
[0031] Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Tageslichtsystems.
[0032] Die Lamellen 2' im oberen Teilbereich des Reflektors ab einer Höhe von etwa 1,60
m sind im Querschnitt etwa dreieckförmig, wobei der obere Schenkel 4' der ersten Reflexionsfläche
der ersten Ausführungsform entspricht. Der Schenkel 6' entspricht der zweiten Reflexionsfläche
der Lamellen 2 der ersten Ausführungsform. Auf der nach außen gewandten Seite ist
ein vertikaler Abschnitt 12' vorgesehen, der reflektierend oder absorbierend ausgebildet
sein kann.
[0033] Die Lamellen 8' im zweiten unteren Teilbereich des Tageslichtsystem weisen die gleiche
Querschnittsform auf wie die Lamellen 2' im ersten oberen Teilbereich. Allerdings
ist die der Reflexionsfläche 4' entsprechende Fläche 4" bei den Lamellen 8' geschwärzt,
so dass sie lichttechnisch nicht aktiv ist. Dadurch entsteht der gleiche lichttechnische
Effekt, wie bei der fehlenden erste Reflexionsfläche bei den Lamellen 8 in der ersten
Ausführungsform.
[0034] In der Figur 4 sind ferner die Begrenzungswinkel für die direkte Durchsicht durch
die Lamellen im oberen und unteren Bereich des Tageslichtsystems dargestellt. Durch
den Abstand der Lamellen ist die Durchsicht entlang der horizontalen Richtung und
bis zu einem oberen Begrenzungswinkel von etwa +15° und einem unteren Begrenzungswinkel
von -68° möglich. Bei dem Tageslichtsystem nach Figur 4 ist der obere und untere Begrenzungswinkel
für die direkte Durchsicht für die Lamellen 2' und 8' identisch. Bei dem Tageslichtsystem
nach den Figuren 1 bis 3c ist der obere und untere Begrenzungswinkel für den oberen
Teilbereich mit den Lamellen 2 etwa der gleiche. Jedoch ist für die Lamellen 8 im
unteren Bereich ein größerer unterer Begrenzungswinkel möglich, da durch das Fehlen
der Fläche 4' die Durchsicht nach schräg unten begünstigt wird.
[0035] In den Ausführungsformen der Erfindung ist es ferner möglich, die Außenflächen 12
bzw. 12' der Lamellen für verschiedene gestalterische Möglichkeiten zu nutzen. Insbesondere
bei der Ausführungsfoim nach Figur 4, in welcher die Flächen 12' vertikal angeordnet
sind, entsteht von außen, von Straßenhöhe aus gesehen, der Eindruck einer durchgängigen
Fläche in den Fenstern der oberen Stockwerke. Diese kann für Farb- oder Mustergestaltungen
des Gebäudes genutzt werden. Ferner ist es nach den verschiedenen Ausführungsformen
auch möglich, die Außenflächen 12 oder 12' zur Aufbringung von Photovoltaikelementen
zu nutzen. Ferner ist es auch möglich, die Flächen 12 oder 12' zu beleuchten. Beispielsweise
kann eine Beschichtung mit OLED vorgesehen sein, um eine Nachtbeleuchtung des Gebäudes
zu erzeugen.
[0036] Die Tageslichtsysteme in den dargestellten Ausführungsformen können starr vor dem
Fenster, zwischen den Fensterscheiben oder innerhalb der Fensterscheiben angeordnet
werden. Ferner ist es auch möglich, die Lamellen des Tageslichtsystem flexibel miteinander
zu verbinden. Beispielsweise können die in Figur 1 dargestellten senkrechten Verbindungselemente
14 aus flexiblen Bändern gebildet sein. In dieser Ausführungsform lässt sich das Tageslichtsystem
aufrollen.
Bezugszeichenliste:
[0037]
- 2, 2'
- Lamelle im ersten Teilbereich
- 4, 4'
- erste Reflexionsflächen
- 4"
- geschwärzte Fläche
- 6, 6'
- zweite Reflexionsflächen
- 8, 8'
- Lamelle im zweiten Teilbereich
- 10, 10'
- Reflexionsfläche der Lamelle im zweiten Teilbereich
- 12, 12'
- Außenfläche der Lamelle im ersten und zweiten Teilbereich
- 14
- Verbindungselemente
1. Tageslichtsystem zur Montage im Bereich einer Fensterfläche, bei dem in einem ersten
Teilbereich der Fensterfläche Lamellen (2; 2') mit horizontaler Längserstreckung angeordnet
sind, wobei die Lamellenform und der Abstand benachbarter Lamellen in dem ersten Teilbereich
so gewählt sind, dass eine direkte Durchsicht zwischen den Lamellen von innen nach
außen wenigstens in einem begrenzten Winkelbereich möglich ist,
wobei die Lamellen (2, 2') in dem ersten Teilbereich jeweils zwei Reflexionsflächen
(4; 6, 4'; 6') aufweisen, wobei die erste der zwei Reflexionsflächen (4, 4') jeder
Lamelle (2, 2') von außen aus einem definierten Raumwinkelbereich über der Horizontlen,
welche einem Winkel von 0° entspricht, einfallendes Licht wenigstens teilweise auf
die jeweils zweite Reflexionsfläche (6, 6') der darüber liegenden Lamelle (2, 2')
reflektiert und die zweite Reflexionsfläche (6, 6') dieses Licht in den Innenraum
reflektiert, und die Reflexion an der zweiten Reflexionsfläche (6, 6') in den Innenraum
nur in Winkeln über der Horizontalen erfolgt.
2. Tageslichtsystem nach Anspruch 1, wobei die Reflexion an der zweiten Reflexionsfläche
(6, 6') jeder Lamelle (2, 2') im ersten Teilbereich nur in den oberen Halbraum gerichtet
ist, vorzugsweise in einem Raumwinkelbereich, der wenigstens 15° über der Horizontalen
liegt.
3. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der begrenzte Winkelbereich,
in welchem die direkte Durchsicht zwischen den Lamellen (2, 2') im ersten Teilbereich
möglich ist, einen oberen Begrenzungswinkel von +5° bis +25°, vorzugsweise +15°, und
einen unteren Begrenzungswinkel von -55° bis -80°, vorzugweise -68°, jeweils gegenüber
der Horizontalen umfasst.
4. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der definierte Raumwinkelbereich
über der Horizontalen, aus dem einfallendes Licht an der jeweils ersten Reflexionsfläche
(4, 4') zu der jeweils zweiten Reflexionsfläche (6, 6') der darüberliegenden Lamelle
(2, 2') im ersten Teilbereich reflektiert wird, den Raumwinkelbereich von über +15°
über der Horizontalen umfasst.
5. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das auf dessen Teilbereich
von außen auftreffende Licht, welches aus dem oberen Halbraum auftrifft, zu einem
Anteil von mehr als 50% von dem Lamellen (2, 2') nach außen zurückreflektiert und/oder
absorbiert wird.
6. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten
Reflexionsflächen (4, 4'; 6, 6') der Lamellen im ersten Teilbereich jeweils in einen
Winkel zwischen 20° und 65° zu einander einschließen.
7. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Reflexionsfläche
(4, 4') in einem Winkel zwischen 10° und 30° mit der Horizontalen einschließt und/oder
konkav gekrümmt ist, und/oder
die zweite Reflexionsfläche (6, 6') in einem Winkel zwischen 50° und 75° mit der Horizontalen
einschließt und/oder S-förmig gekrümmt ist.
8. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tageslichtsystem
in einem zweiten Teilbereich der Fensterfläche, der unterhalb des ersten Teilbereichs
liegt, weitere mit horizontaler Längserstreckung angeordnete Lamellen (8, 8') aufweisen,
die jeweils nur eine der zweiten Reflexionsflächen (6, 6') entsprechende Reflexionsfläche
(10, 10') aufweisen.
9. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lamellen (8')
im zweiten Teilbereich der Fensterfläche eine der ersten Reflexionsfläche (4') entsprechende
Fläche (4") aufweisen, die lichtabsorbierend, insbesondere mattschwarz ausgeführt
sind, oder wobei die Lamellen (8) im zweiten Teilbereich keine der ersten Reflexionsfläche
(4) entsprechende Fläche aufweisen, insbesondere nur aus einem, insbesondere S-förmig
gekrümmten, Flachmaterial gebildet sind.
10. Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der erste Teilbereich in
einem oberen Bereich der Fensterfläche angeordnet ist und der zweite Teilbereich in
einem unteren Bereich der Fensterfläche angeordnet ist.
11. Tageslichtsystem nach Anspruch 10, wobei eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten
Teilbereich in einer Raumhöhe der Fensterfläche zwischen 1m und 2m, insbesondere zwischen
1,40m und 1,80m angeordnet ist.
12. Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Lamellenform und der
Abstand benachbarter Lamellen (8, 8') im zweiten Teilbereich so gewählt sind, dass
eine direkte Durchsicht zwischen den Lamellen von innen nach außen nur in einem nach
oben und unten begrenzten zweiten Winkelbereich möglich ist,
wobei insbesondere der zweite Winkelbereich, in welchem eine Durchsicht zwischen den
Lamellen (8, 8') in dem zweiten Teilbereich möglich ist, einen oberen Begrenzungswinkel
von +5° bis +25°, vorzugsweise +15°, und einen unteren Begrenzungswinkel von -85°
jeweils gegenüber der Horizontalen umfasst.
13. Tageslichtsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Reflexionsflächen (10,
10') der Lamellen im zweiten Teilbereich derart ausgerichtet sind, dass alles Licht,
welches von außen aus einem Raumwinkelbereich von über +15° gegenüber der Horizontalen
auftrifft, nach außen zurück reflektiert oder absorbiert wird.
14. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionsflächen
(4, 4'; 6, 6') der Lamellen (2, 2') in dem ersten Teilbereich und/oder, bei Rückbezug
auf einen der Ansprüche 9 bis 15, die Reflexionsflächen (10, 10') der Lamellen (8,
8') im zweiten Teilbereich (10, 10') einen Reflexionsgrad von wenigstens 50%, insbesondere
von mehr als 60% aufweisen, und
zur gerichteten Reflexion eingerichtet sind oder ein Streuverhalten mit einem Zehntelwinkel
von 2 x 10° bis 2 x 20° und einem Halbwertswinkel von 2 x 5° bis 2 x 10° aufweisen.
15. Tageslichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lamellen (2, 8;
2', 8') flexibel miteinander verbunden sind, so dass das Tageslichtsystem rollbar
ist, und/oder
vertikale Außenflanken (12, 12') der Lamellen leuchtende Flächen, insbesondere eine
OLED-Beschichtung, zur Nachtbeleuchtung eines Gebäudes aufweisen, und/oder Photovoltaikelemente
zur elektrischen Energiegewinnung aufweisen, und/oder dekorative Farb- und/oder Musterbedruckungen
aufweisen.