Die Erfindung betrifft ein Bauteil, wie z.B. eine Wand, eine Decke oder ein Boden, aus Glasbausteinen in einer mörtellosen Verlegeart.
Glasbausteine sind hohle, meist eckige Glaselemente, die industriell aus zwei Glasschalen verschweißt werden und bei der Errichtung von Mauern oder Fußböden zur Anwendung kommen.
In den herkömmlichen Verwendungstechniken wird unterschieden in nasse und trockene Verlegeart: Bei der nassen Verlegung der Glasbausteine werden die Steine mit einem feuchten Bindemittel, wie z.B. Fugenmörtel aneinandergereiht, meist werden in den Fugenquerschnitten Rundstähle als Bewehrung gegen Durchbiegung der Wand eingesetzt. Nach Aushärtung des Mörtels besteht ein fester Verbund zwischen Glasbausteinen und Fugen. Der Nachteil dieser, seit langem angewandten Technik liegt in der Unverrückbarkeit, der nicht möglichen Wiederverwendbarkeit der Glasbausteine nach Rückbau der Wand, dem hohen Montageaufwand, den breiten Fugen und der damit einhergehenden geringeren Transparenz sowie dem höherem Wärmedurchlass. Eine im Bauteil integrierte Beleuchtung ist bis heute nicht Stand der Technik.
In verschiedenen Patenten wie z.B.
Diese Trockenverlegesysteme bieten den Vorteil der kurzen Verlegezeit und meist der ansprechenderen Optik wegen der schmaleren Fugen, des weiteren ist weniger handwerkliches Geschick für die Verlegung notwendig. Bei einigen dieser Systeme ohne Verklebung der Steine können, nach dem Rückbau der Wände, sämtliche Glasbausteine wiederverwendet werden. Auch für diese Technik sind integrierte Beleuchtungselemente zur Flächenbeleuchtung bisher nicht Stand der Technik. Seit einiger Zeit sind auch Glasbausteine erhältlich, die durch angeraute Außenseiten eine gleichmäßig satinierte Oberfläche haben und das Licht sehr gleichmäßig brechen, diese Steine sind jedoch sehr empfindlich gegen Verschmutzung, insbesondere des sogenannten Zementschleiers, der beim Ausfugen im Nassverlegesystem entsteht. Die Verwendung dieser Steine ist damit vorteilhafter in trockenen Konstruktionen.
In vielen Fällen fortschrittlicher und ästhetischer Raumgestaltung unter Verwendung von Glasbausteinen ist es wünschenswert,
eine ansprechende Form ergänzender Raumbeleuchtung zu erreichen.
Dabei ist die Abstrahlung von diffusem, ein- oder mehrfarbigen Licht einer gläsernen Wand besonders wirkungsvoll und trägt zur Verbesserung des Wohngefühls bei.
Die wandbegleitende Hinterleuchtung einer Glasbausteinwand spielt in der modernen Architektur häufig eine Rolle, jedoch immer mit dem Nachteil, dass die Wand nur von einer Seite als Lichtwand mit hohem ästhetischen Reiz wahrgenommen wird, da auf der anderen Wandseite die Leuchtkörper liegen und unvorteilhaft sichtbar sind. Eine bekannte Methode ist das Ausbilden einer Hohlwand aus zwei Reihen Glasbausteinen und in dem Wandzwischenraum platzierten Leuchtelementen, diese Ausführungsart ist allerdings sehr aufwändig, da die doppelte Anzahl Glasbausteine benötigt wird als bei einer einfachen Wand und sehr viel Platz für die Stellfläche der Wand verloren geht.
Bei dem 2001 entstandenen Wohngebäude Heinersdorfer Str. 35 in Berlin Weißensee, Deutschland, wurden vom Architekten Vorderwülbecke in Röhren angeordnete Leuchtdioden zur Hinterleuchtung von einer Wand aus Glasbausteinen verwendet, die aber nur an beiden Wandenden angeordnet wurden und die Wand nur seitlich am Rand beleuchten.
Ferner wurden verschiedene Methoden entwickelt, Glasbausteine in Verbindung mit Beleuchtungselementen einzusetzen. So werden in der
Die Schriften
Bei sämtlichen vorbekannten Bauteilen aus Glasbausteinen mit integrierter Beleuchtung ist deshalb nach einer bestimmten Zeit eine Funktionsminderung oder ein kompletter Funktionsverlust infolge des Ausfalls/Defekts von nicht zerstörungsfrei zugänglichen Beleuchtungselementen oder eine Demontage des Bauteiles mit teilweiser oder kompletter Zerstörung in Kauf zu nehmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die aus dem genannten Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden, und ein neu gestaltetes, modulares, trockenes Konstruktionssystem zur Verlegung von Glasbausteinen für die Errichtung von in sich beleuchtenden Wänden, Böden oder Decken und Möbeln zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Danach weisen die Verbindungselemente mindestens in einer Achsrichtung Zwischenräume auf, innerhalb deren, auf der Flanke der Glasbausteine, ein oder mehrere Beleuchtungselemente so angeordnet sind, dass die Leuchtwirkung zu beiden Seiten des Bauteils entfaltet wird, wobei das Leuchtmittel an sich durch die mörtellosen Verbindungselemente zu beiden Bauteilseiten verdeckt wird.
Das mittig im Fugenzwischenraum angeordnete lineare Beleuchtungselement ist somit von beiden Wand-, Boden oder Deckenseiten nur indirekt durch die Glasbausteine leuchtend sichtbar . Dabei kann das Beleuchtungselement leisten-, band-, schnur- oder schlauchförmig ausgebildet sein.
Über die Flanken der Glasbausteine und einem sich darauf befindlichen Diffusor wird das Licht des Leuchtmittels gebrochen und in die Außenflächen der Glasbausteine geleitet, so dass das Bauteil zu beiden Seiten gleichmäßig Licht abstrahlt.
Das erfindungsgemäße Bauteil wird modular aufgebaut. Dazu durchlaufen die Grundträger und Fugenleisten die einzelnen Schichten des Bauteils nicht durchgängig, sondern sind mindestens in der Leuchtenrichtung auf die Länge eines oder mehrerer Glasbausteine beschränkt. Entsprechend zu dieser Anordnung sind auch die Beleuchtungselemente als Modul ausgebildet und austauschbar zwischen den Glasbausteinen angeordnet.
Das Bauteil erfüllt somit nicht nur die üblichen Eigenschaften wie Raumabschluss, Sichtschutz, Wetter-, Temperatur- und Schallschutz, und dient der Beleuchtung zu beiden Seiten des Bauteils, sondem bietet auch noch die Austauschbarkeit der Beleuchtungselemente durch den modularen Aufbau.
Da Glasbausteine hohe Fertigungstoleranzen aufweisen, die oft bis zu 2 mm betragen können, ist zu deren Ausgleich die Verwendung von mindestens zwei umlaufenden Abdichtungen aus elastischem Material um den Glasbaustein von Vorteil. Diese müssen vor der Montage der Module auf die Glasbausteine aufgezogen werden.
Durch die Kombination von gebräuchlichen Materialien kann die Erfindung sehr preiswert hergestellt werden.
Hinsichtlich dieser und weiterer Merkmale der Erfindung wird auf die nachfolgende, nähere Beschreibung einer bevorzugten Ausbildungsform anhand von nichtbeschränkten Ausbildungsbeispielen verwiesen.
Es zeigen:
In den Figuren ist ein vorzugsweise aus Holz, Kunststoff oder Metall bestehender, über die gesamte Länge oder Höhe des Konstruktionssystems durchlaufender Grundträger insgesamt mit 1 bezeichnet, die lotrecht hierzu verlegten, über die Bauteillänge durchlaufenden Fugenleisten 2, sind vorzugsweise aus Metall, Kunststoff oder Holz. Die Glasbausteine, auch als Glasstein Betongläser bekannt, werden mit 3 bezeichnet, das zwischen den Fugenleisten 2 verlegte lineare Leuchtelement wird insgesamt mit 4 benannt. Der Diffusor, der umlaufend auf die Flanken 12 der Glasbausteine aufgetragen wird, oder meist werksmäßig vorhanden ist, z.B. lichtdurchlässige, weiße Farbe wird mit 5 benannt, Dichtungen aus elastischem Material, auch zur weichen Lagerung der Glasbausteine werden insgesamt mit 6 bezeichnet.
Eine modulare, auf die Glasbausteinaussenmaße abgestimmte Fugenleiste wird mit 13 bezeichnet, eine den Glasbaustein umfassende, flexible Abdichtung wird mit 15 benannt.
LED-Platinen mit Mikrostecker in modularer Bauweise werden insgesamt mit 14 bezeichnet, ein passender Verbindungsstecker der Platinen wird mit 16 benannt.
In der zweiachsig modularen Bauweise wird der Knotenpunktverbinder 18 mit Befestigunsmitteln 17, z.B. Gewindeschrauben gegen das Herausrutschen der Fugenleisten 13 gesichert.
Das Leuchtelement 4 besteht vorzugsweise aus einer Platine mit SMD-LEDs mit Steckverbindungen 14, aber auch ein LED-Lichtschlauch, einer handelsüblichen, mit transparentem Kunststoff ummantelten, flexiblen Lichterkette aus LEDs oder ein Lichtschlauch, einer handelsüblichen, mit transparentem Kunststoff ummantelten, flexiblen oder starren Lichterkette aus Glühbimchen kann verwendet werden. Insbesondere Leuchtdioden sind sehr langlebig und ein Ausfall ist über große Zeiträume nicht zu erwarten. Weiterhin sind als Leuchtmittel 4 neuartigere elektrolumineszierende Leuchtschnur oder -folie oder Fiberglasschnüre mit Lichtleittechnik anwendbar. Auch der Einsatz von starren, linearen Leuchtmitteln 4 wie Leuchtstoffröhren oder Kaltlichtkathodenröhren ist möglich.
Die Merkmale der Erfindung stellen sich wie folgt dar:
Das Bauteil, wie z.B. eine Wand, eine Decke, ein Boden oder ein Möbelstück wird durch eine zweidimensionale Aneinanderreihung von Glasbausteinen 3 gebildet. In den horizontalen und/oder vertikalen Fugen werden lineare Leuchtelemente 4 ,14 mittig angeordnet, so dass keine Druck- oder Zugkräfte auf die Leuchtelemente 4, 14 ausgeübt werden. Der Verbund der Glasbausteine erfolgt einerseits durch Grundträger 1, die jeweils in einer Fugenrichtung, lotrecht zu den Leuchtmitteln 4 verlegt sind. Die Grundträger 1 sind etwas schmaler als die Glasbausteinaußenkanten oder weisen Profilierungen auf, so dass durch die Überlappung der Außenkanten der Glasbausteine 3 selbige nicht aus dem Bauteil herausfallen können. Die Grundträger 1 sind mindestens so dick, dass sich zwei benachbarte Glasbausteine bei gegenseitigem Druck nicht berühren. Die Kanten der Grundträger 1 oder der Dichtungen 6, 15 können dabei abgerundet oder profiliert werden, damit sie sich in die Hohlkehle der Glasbausteine zwischen der überlappenden Kante und der Flanke besser einfügen.
In jeder Fugenhöhe lotrecht zur Grundträgerlage 1 ist jeweils mindestens eine Öffnung oder Aussparung im Grundträger 1 angebracht, durch die das lineare Leuchtelement 4, 14 durchgeführt werden kann. Auch ein in zwei Teile geteilter Grundträger 13 mit stellenweisen Verbindungsrippen 18 ist möglich, sodass auch in dieser Achsrichtung Leuchtelemente 4, 14 angeordnet werden können. In der Regel reicht aber die Anordnung der Leuchtelemente 4, 14 in jeder Fuge einer Achsrichtung aus.
Die Grundträger 1 haben in jeder Fugenlage Aussparungen oder Verbindungsnuten für die Aufnahme der Fugenleisten 2, 13. Diese sind beidseitig parallel zum Leuchtelement 4, 14 angeordnet und stellen so einerseits den Verbund der Glasbausteine 3 untereinander sicher, weiterhin verhindern sie, dass das Leuchtelement 4, 14 gequetscht wird und von außen direkt sichtbar wird. Auch eine Ausführung mit Aussparungen jeweils zur Hälfte in den Grundträgern 1 und zur Hälfte in den Fugenleisten 2 ist möglich. Die Kanten der Fugenleisten 2 oder der Dichtungen 6, 15 können dabei abgerundet werden, damit sie sich in die Hohlkehle der Glasbausteine zwischen der überlappenden Kante und der Flanke 12 besser einfügen. Grundträger 1 und Fugenleisten 2, 13 bilden also ein zusammengestecktes Gitterwerk, in das die Glasbausteine 3 passend eingefügt werden und durch die Klemmwirkung gegen Herausfallen gesichert sind. Hierbei können Grundträger 1 und Fugenleisten 2, 13 über die Bauteillänge und -höhe durchlaufend ausgestaltet sein oder modular in kürzeren, jeweils auf die Glasbausteinabmessungen abgestimmten Abschnitten . Das Gitterwerk ist mindestens in einer Achsrichtung geteilt, so dass das lineare Leuchtelement 4, 14 dazwischen angeordnet werden kann.
Diese 2-Teilung ist auch für die Austauschbarkeit der Leuchtelemente wichtig, da die Fugenleisten einseitig aus dem Bauteil entfernt werden können. Das Gitterwerk besteht entweder aus einem elastischen Material wie Holz oder Kunststoff, oder mit Kunststoff überzogenem Metall, damit die Glasbausteine nicht durch den direkten Kontakt mit einem härteren Material beschädigt werden, oder es besteht aus Metall und es wird umlaufend ein elastisches Puffermaterial 6, 15 zur Verhinderung des Glas-Metallkontaktes angeordnet. Dieses elastische Material kann gleichzeitig die Funktion der Abdichtung 6, 15 gegen Regen- und Tauwasser, Wasserdampf, Schall und Insekten übernehmen.
Die Glasbausteine 3 erhalten umlaufend auf deren Flanke 12, an dem das Leuchtmittel angeordnet wird, also auf dem im eingebauten Zustand nicht mehr sichtbaren Bereich, einen Diffusor 5 wie z.B. lichtdurchlässige, weiße Farbe, sofern sie nicht schon werksmäßig entsprechend ausgestattet sind. Durch diesen Diffusor 5 kann das Leuchtmittel gleichmäßiger abstrahlen, was zu einer verbesserten Lichtwirkung führt. Die vorteilhafteste Lichtwirkung wird durch Verwendung von mattierten, wie z.B. sandgestrahlten oder geätzten oder speziell lichtbrechenden Glasbausteinen erzielt.
Als Leuchtelement 4, 14 werden vorzugsweise Platinen mit SMD-LEDs (LED-Strings) 14, ein LED-Lichtschlauch oder handelsüblicher Lichtschlauch eingesetzt.
Die vorzugsweise zu verwendenden LED-Strings 14 sind steckbare Platinen und entsprechen zur Verwendung in der modularen Bauweise der Erfindung den Abmessungen eines Glasbausteins, wie auch die modularen Fugenleisten 13.
An jedem Ende einer LED-Platine befindet sich ein Mikrostecker, der in den Verbindungsstecker 16 im Bauteil eingesetzt werden kann und über den die Stromversorgung des Leuchtmittels erfolgt.
Da handelsübliche LEDs im Großteil nur mit einem Winkel von 60 grd abstrahlen, ist die Auswahl von transparenten Platinen von Vorteil, mit einer Vorrichtung zur Ablenkung eines Teils des abgestrahlten Lichts auf die Unterseite der Lichtfuge.
Ein LED-Lichtschlauch besteht aus einer Aneinanderreihung von LEDs, die in flexiblem, transparentem Kunststoffschlauch eingebettet sind
Die LED-Technik ist zwar derzeit noch wesentlich teurer als die weiter unten aufgeführten Leuchtmittel mit Glühlämpchen, hat aber wesentliche Vorteile: Zum einen sind LEDs erheblich kleiner als Glühlämpchen und sind daher in der Erfindung besser einzusetzen. Zum anderen ist der Stromverbrauch wesentlich geringer als der von Glühlämpchen und die Lebensdauer ist nahezu unbegrenzt. Hinzu kommt, dass verschiedenfarbige Leuchtdioden unterschiedlich angesteuert werden können und damit das gesamte Farbspektrum wiedergegeben werden kann.
Ein Bauelement wie zum Beispiel eine Wand in der o.g. Bauweise könnte also nicht nur als einfarbige Leuchte dienen, sondern auch noch in wechselnden Farbspektren leuchten.
Darüber hinaus ist auch möglich, dass jede LED-Platinen 14 in der Modulbauweise farblich separat angesteuert werden kann, sodass das Bauteil als Großmatrixbildschirm eingesetzt werden kann.
Der Lichtschlauch ist ein kostengünstiges Material, das aus einer Aneinanderreihung von Glühlämpchen besteht, die in flexiblem, transparentem Kunststoffschlauch eingebettet sind. Durch die Flexibilität kann der Lichtschlauch auch um die Ecken der Glasbausteine 3 verlegt werden.
Aus den
In
Dabei sind spezielle Aussparungen vorgesehen, über welche die Fugenleisten 13 gegen den Widerstand der elastischen Dichtungen 15 auswechselbar sind,
Diese Technik erlaubt den Austausch von einzelnen Leuchtelementen 14 auf einfache Weise.
Die Abdichtung über modulare, auf die Glasbausteine aufziehbare, flexible Dichtungen 15 sowie die Beleuchtung über modular Einsteckbare LED-Platinen 14 erfolgt genau wie zuvor unter
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