Lichttechnisches Bauelement Die vorliegende Erfindung betrifft ein lichttechni sches Bauelement mit einem Lichteinfallskanal und einem auf diesem angeordneten, mindestens teilweise lichtdurchlässigen Abdeckelement.
Die Verwendung von Oberlichtern zur Verbesse rung der Beleuchtungsverhältnisse in Räumen mit gerin gem, seitlichem Tageslichteinfall ist eine in der Bautech nik seit langem bekannte Tatsache. Derartige Oberlich ter werden vorzugsweise in den Decken grosser Arbeits-, Wohn- und Hallenräume angebracht. Bei einer bekann ten Ausführungsform besteht das Oberlicht aus einem vertikal in der Raumdecke angeordneten Hohlzylinder, dessen ins Freie ragende Stirnseite mit einer gewölbten Glaskuppel abgedeckt ist.
Ein Oberlicht wird seiner Aufgabe selbstverständlich um so besser gerecht, je mehr gesteuertes Tageslicht es während eines möglichst grossen Bruchteiles des Tages in den zu beleuchtenden Raum einfallen lässt. Nun wandert aber die Sonne auf unserem Breitengrad be- kannrifch zwischen der sogenannten Wintersonnenwende und der S'onvmesonnenwende von einem Tageshöchst stand zum andern. Der im Sommer (d. h. am 15.
Juni, 12 Uhr) auf unserem Breitengrad erreichbare Höchst stand beträgt dabei ca. 66 . Bei einer im wesentlichen horhontal liegenden Kuppel kann daher nie die ge samte Kuppeloberfläche von der Sonne angestrahlt wer den.
Die Sonnenstrahlen treffen dabei lediglich auf einen Bruchteil der Kuppeloberfläche auf und werden nach dem Eindringen in das unter der Kuppel ange ordnete vertikale Rohr je nach der Länge des letzteren ein- oder mehrfach reflektiert (siehe Fig. 1). Diese heute vielfach verwendete Oberlichtbauart weist daher einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf.
Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bil dende Oberlicht vermeidet die genannten Nachteile. Es ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinfallsebene des Abdeckelementes in bezug auf die Achse des genannten Kanales geneigt ist.
Dank der Neigung des Abdeckelementes ist die auf dasselbe auftreffende und anschliessend in den Raum gelangende Lichtmenge nicht mehr, wie bisher, dem Zu fall überlassen; sowohl die Gesamtorientierung des Ab deckelementes als auch dessen Neigungswinkel können nun so gewählt werden, dass einerseits die im Raum innern gewünschte Beleuchtungsstärke und Lichtvertei lung bzw. Lichtnivellierung oder Lichtkonzentration er zielt wird, dass anderseits aber auch die sehr unter schiedliche optische Wirksamkeit der das Gebäude um gebenden Bauwerke, Plätze, Seen etc. Berücksichtigung findet.
Die von aussen auf ein Gebäude einwirkenden Be leuchtungsverhältnisse sind jedoch nicht nur von unver änderlichen Faktoren (angrenzende Bauwerke, spie gelnde Wasserflächen etc.) abhängig, sondern auch von dem mit der jeweiligen Tages- und Jahreszeit wechseln den Zusammenspiel des Sonnenstandes, der Bewölkung und der Erdoberfläche (Schneebelag etc.). Um diesen ständigen Schwankungen ebenfalls Rechnung tragen zu können, wird der Lichteinfallschacht zweckmässig dreh bar ausgeführt.
Dadurch kann sowohl die in den Innen raum einfallende Gesamtlichtmenge als auch deren Verteilung nach Belieben gesteuert werden.
Der Lichteinfallskanal wird zweckmässig in Form eines Kegel- oder Pyramidenstumpfes ausgebildet, ist jedoch keineswegs auf diese Formen beschränkt.
Unter Lichteinfallskanal wird in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen ein im Dach bzw. in einer Seitenwand eines Gebäudes vorgesehener, zum Lichtdurchlass bestimmter Bauteil verstanden, welcher einerseits nach Belieben sowohl ausserhalb als auch innerhalb der Dach- bzw. Wandebene hervorragen kann, anderseits aber auch lediglich in Form eines flachen, die Lichteirlfallöffnung umgebenden Rahmens ausführbar ist.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen: Fig.2 einen Schnüt durch ein Oberlicht, dessen Lichteinfallskanal im wesentlichen die Form eines un- regelmässigen Kegelstumpfes aufweist, Fig. 3 eine schematisierte Frontalansicht des P.bex- lichtes gemäss Fig. 2,
Fig. 4 eihe wehere SchnittdarlgteJ1ung des in Fig. 2 gezeigten Obeiüichtps zur Veranschaulichung der auf tretenden Winkel.
Fig. 5 und 6 und 6a eine weitere Ausführungsform und Fig.7 eine Anwendung eines lichttechnischen Bau elementes auf dem Dach und an der Seitenwand eines Gebäudes.
Das in Fig.2 dargestellte Oberlicht weist einen Lichteinfallschacht 1 auf, welcher annähernd die Form eines unregelmässigen, d. h. nicht symmetrischen Kegel- stumpfes hat und durch ein schematisch angedeutetes, waagrechtes Dach 2 hindurchnagt. Der Schacht 1 ist als metallischer Hohlkörper ausgebildet.
Die obere, ins Freie mündende Öffnung des Kegelstumpfes ist um einen Winkel y gegen die Horizontale geneigt 114d mit einem Abdeckelement 3, beispielsweise einem Schutz glas, abgedeckt.
Anstelle des Schutzglases 3 kann selbstverständlich auch ein ganz oder teilweise durchsichtiger Kunststoff verwendet werden. Das Abdeckelement kann entweder eben oder auch nach innen oder aussen gewölbt sein. Die Verwendung einer planen Glasplatte bietet unter anderem den Vorteil, dass Wassermund Schnee gut ab laufen, wodurch eine einwandfreie Selbstreinigung ge- sichert ist.
purgh die Neigung der Innenwände des -Schachtes 1 wird nun bewirkt, dass .ein beispielsweise unter 45 einfallennderStrahl 4 nach einmaliger Reflexion in den zu beleuchtenden Raum abgelenkt wird.
Selbst die bei Sonnenaufgang bzw. Sonnenunter- gang waagrecht ankommenden Strahlen, die bei Ver wendung der heute vorherrschenden zylindrischen Licht- einfallrohre gar nicht benützt werden können, werden an der Schachtinnenwand nach unten und damit ins Rauminnere gleitet (eielie Strahl 5).
Zwecks Erzielung einer Streuwirkung können die Innenwände des Lichteinf allschachtes 1 mit einem Streuungsbelag .6, beispielsweise mit hochpolierter Aluminiumfolie, ausgekleidet sein. Das Oberlicht wirkt in diesem Falle wie eine einheitlichg, starke Lichtquelle.
In Fig. 3 ist das Oberlicht von vorne, d. h. vom<B>Mit-</B> tagsstand der Sonne aus gesehen. Im unteren Teil des Lichteinfallschgchtes 1 kann ein Staubglas 7 angebracht sein, das einte zusätzliche Sicherung gegen das Eindrin- gen von Staub bietet.
Fig. 4 zeigt .die bei der Konstruktion .eines Oberlich tes zu beachtenden Winkel. Der Winkel y, welcher die Neigung der Abdeckfläche 8 gegen eine vertikale, die Fläche 8 schneidende Gerade 9 angibt, ist gleichzeitig der Winkel zwischen der Horizontalebene und dem auf die Fläghe 8 senkrecht auffallenden Sonnenstrahl. Die ser Winkel wird vorzugsweise auf einen mittleren Son nenstand, beispielsweise 45 , eingestellt.
Die SpitZenwin- kel a und ,B sind bei unsymmetrischer Ausbildung des Kegels selbstverständlich ungleich, wobei die günstigste Winkelkombination jeweils in Abhängigkeit von den lokalen Verhältnissen, <B>d</B>. h. der Lage in bezug auf an- grenzende Bauwerke, dem Breitengrad, der gewünsch ten Beleuchtung etc: gewählt werden kann.
Wird bei- spielsweIse der Mittagsstand und dessen angrenzende Himmelspartien durch ein hohes Gebäude verdeckt, so wird man ,die Winkei und .die Gesamtorientierung des Schachtes I anders wählen als bei völlig freistehender Umgebung.
Auch wäre es durchaus möglich, den Lichteinfall- schhclit 1 in bezug auf das Dach 2 vierdrehbar auszufüh- ren, wobei dann die jeweüs günstigste Orientierung in Abhängi < gkei!t von der Tageszeit und dem zugebörigeu Sonnenstand gew 'ahlt werden
kann.
Der vom Dach 2 aus nach unten in den Raute hin- einragende Teil des Lichteinfallschachtes kann nach Be lieben bemessen oder auch ganz weggelassen werden.
1n der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die vorwiegend dem Lichteinfall dienende Öffnung der Klarheit halber s,chfgffiert gezeichnet. Die in diese Falle zungenförmige Öffnung 144 ist so angeordnet, dass sich eine Korrektur der im Tageslauf auftretenden Licht intensität ergibt,
wobei insbesondere das Morgen- und Abendlicht durch die Lichteinfallöffnung 14 aufgenom men und ins Rinmimmere geleitet wird, wogegen znr <B>Ab-</B> schirmung bzw. Abschwächung der intensiven Mittags- strah1en eine ganz oder teilweise lichtundurchlässige Platte 15 vorgesehen ist.
<B>Es</B> liegt auf der Hand, dass der Fachmann ohne wei- tsnes beliebige solcher Varianten des Emfin,@dungsgedan- ke4$ ersingen kann, ohne dadurch den Schutzbereich der im Anspruch definierten Erfindung zu verlassen.
Fig. ( zeigt eine Ausführungsform eines lichttechni schen. Bauelementes, bei welcher der Winkel y relativ steil gewählt wurde.
Wird das Abdeckelement 3 nun nach Norden orientiert, so ist das Rauminnere ständig von direkter Sonneneinstrahlung geschützt, da ein beim höchsten Sonnenstand ankommender Sonnenstrahl 5 maht durch den LichteinfaHschacht 1 eindringen kann.
Eine derartige Abschirmung des direkten Sonnenlichtes, welche dennoch dein Durchtritt einer maximalen Menge inrlirekben Liichtes gewährleistet, is't beilspvellswei'sc Sp#älg, Museen, Werkstätten zur Behandlung Produkte,
Küflstleratelicrs etc. von gros- ser Bedeu@ng. Auch hier können die Be@euchtungsver- hältnisse durch Verdrehung des _Schachtes nach Belieben variiert werden.
Eine Anwep dungsmöglichkeit des vorbeschriebenen lichttechnischen Bauelementes ist in Fig. 7 veranschau: licht. Hier sind sowohl auf dem Dach 1.0 als auch an der Seitenwand 11 eines in seiner Gesamtheit mit 12 be- zeichneten Gebäudes mehrere der beschriebenen licht- technischen Elemente 13 angebracht.
Die Gesamtorien tierung und Neigung der Abdeckelemente kann dabei so gewählt werden; dass sowohl die konstanten Einfluss- grössen (,angrenzende Gebäudewände, Bäume, stark reflektierende Flächen etc.) als auch die wechselnden Er scheinengen (Sonnenstand, Bewölkung, Schneebelag ete,) .gebührerx.de Berücksichtigung finden.
Der innerhalb des Gebäudes zu erzielende Beleuch tungseffekt kann auch durch die Form des Abdeck- eleme ,tes beeinflusset werden. Während im aägemetinen kreisförmige,oder :oyale Formeln den Vorzug haben wer- den;
köuaXn für Sondenzwecke alle möglichen Formen, wie I-ICTzfonM, Lepinilskeantbrmn, polygonale Quer- sohnütqte etc. in Frage kotmmen.
,Durch eine Kombination ider erwähnten Konstruk- tiansmeekmalfe, d. h. die Neigung und Formgebung des Abdeckesement es, die Drehbarkek des Liehtein.fa4 sebaohtes un;
d dir- Aubfingung eines P",llexiombe(lages, dassep,sich .die meinem Raume herrschenden )
Beleuch- tupgsyerhäZ@nnssc äm bisher nicht gekanntean. Ausmasse seuexn. Eine gleichmässige NkveMerung .des Lichtes ahne jegliche Konltastwürkung Säet sieh gl@emcherweige erziele4 wie eine Konzentration von dkekt
einfallenden LichetrpW1pn auf ganz begdmmte Raumsitvlleu. Der Schacht 1 kann beispielsweise als kegelstumpf- ähnlicher oder pyramidenstumpfähnlicher Hohlkörper ausgeführt sein. Es kommen selbstverständlich auch andere symmetrische oder unsymmetrische beliebige Formen, wie Tetraeder, von Raumkurven begrenzte Hohlkörper etc. in Frage.
Innerhalb des Schachtes 1 kann an beliebiger Stelle eine künstliche Lichtquelle montiert sein, deren Wartung vom Dach her durch die obere Schachtöffnung erfolgen könnte.
Der Lichteinfallschacht kann aus einem beliebigen, zweckentsprechenden Werkstoff hergestellt sein. Insbe sondere kommt dabei die Herstellung aus Metall und/ oder Kunststoff in Frage, wobei dem gewählten Werk stoff auch je nach Bedarf gewisse lichttechnische Funk tionen, wie Reflexion, Streuung etc. zufallen können.
Lighting component The present invention relates to a lighting component having a light incidence channel and an at least partially light-permeable cover element arranged thereon.
The use of skylights to improve lighting conditions in rooms with low incidence of daylight from the side is a fact that has long been known in building technology. Such Oberlich ter are preferably installed in the ceilings of large work, living and hall rooms. In a well-known embodiment, the skylight consists of a vertically arranged hollow cylinder in the ceiling, the end face protruding into the open is covered with a curved glass dome.
A skylight does its job all the better, of course, the more controlled daylight it allows it to enter the room to be illuminated during as large a fraction of the day as possible. But now the sun moves on our latitude as required between the so-called winter solstice and the summer solstice from one high point of the day to the other. The summer (i.e. on 15.
June, 12 noon) at our latitude is about 66. With a substantially horizontal dome, therefore, the entire surface of the dome can never be illuminated by the sun.
The sun's rays hit only a fraction of the dome surface and are reflected once or several times after penetrating into the vertical tube arranged under the dome, depending on the length of the latter (see FIG. 1). This type of skylight, which is widely used today, is therefore relatively poor in efficiency.
The subject of the present invention bil Dende skylight avoids the disadvantages mentioned. According to the invention, it is characterized in that the plane of incidence of light of the cover element is inclined with respect to the axis of the said channel.
Thanks to the inclination of the cover element, the amount of light impinging on the same and then entering the room is no longer, as before, left to the case; Both the overall orientation of the cover element and its angle of inclination can now be selected so that, on the one hand, the desired level of illuminance and light distribution or light leveling or light concentration in the room is achieved, and on the other hand, the very different optical effectiveness of the building giving structures, places, lakes etc. is taken into account.
The lighting conditions that affect a building from the outside are not only dependent on unchangeable factors (adjacent buildings, reflecting water surfaces, etc.), but also on the interplay between the position of the sun, the cloud cover and the changes in the time of the day and the year Earth's surface (snow cover, etc.). In order to be able to take these constant fluctuations into account, the light incidence shaft is expediently designed to be rotatable.
In this way, both the total amount of light falling into the interior and its distribution can be controlled as desired.
The light incidence channel is expediently designed in the form of a truncated cone or pyramid, but is in no way restricted to these shapes.
In the present description and in the claims, the light incidence channel is understood to mean a component intended for light transmission in the roof or in a side wall of a building, which on the one hand can protrude as desired both outside and inside the roof or wall plane, but also on the other hand can only be implemented in the form of a flat frame surrounding the light fall opening.
On the accompanying drawings execution examples of the subject invention are illustrated. They show: FIG. 2 a section through a skylight, the light incidence channel of which essentially has the shape of an irregular truncated cone, FIG. 3 a schematic front view of the P.bex light according to FIG. 2,
FIG. 4 shows a further sectional view of the obeiüichtps shown in FIG. 2 to illustrate the angles occurring.
Fig. 5 and 6 and 6a a further embodiment and Fig.7 an application of a lighting construction element on the roof and on the side wall of a building.
The skylight shown in Figure 2 has a light entry shaft 1, which approximately the shape of an irregular, d. H. has a non-symmetrical truncated cone and gnaws through a schematically indicated, horizontal roof 2. The shaft 1 is designed as a metallic hollow body.
The upper opening of the truncated cone, which opens into the open, is inclined 114d at an angle y to the horizontal with a cover element 3, for example a protective glass.
Instead of the protective glass 3, a completely or partially transparent plastic can of course also be used. The cover element can either be flat or curved inwards or outwards. The use of a flat glass plate has the advantage, among other things, that water and snow run off easily, which ensures perfect self-cleaning.
purgh the inclination of the inner walls of the shaft 1 is now effected that a beam 4 incident at 45, for example, is deflected into the room to be illuminated after a single reflection.
Even the rays arriving horizontally at sunrise or sunset, which cannot be used at all when using the cylindrical incidence tubes that are predominant today, slide down the inner wall of the shaft and thus into the interior of the room (one ray 5).
In order to achieve a scattering effect, the inner walls of the light input shaft 1 can be lined with a scattering coating .6, for example with highly polished aluminum foil. In this case, the skylight acts like a uniform, strong light source.
In Fig. 3 the skylight is seen from the front, i. H. Seen from the <B> Midday </B> position of the sun. In the lower part of the light incidence layer 1, a dust glass 7 can be attached, which offers an additional protection against the ingress of dust.
Fig. 4 shows .the angle to be observed in the construction of an upper part. The angle y, which indicates the inclination of the cover surface 8 with respect to a vertical straight line 9 intersecting the surface 8, is at the same time the angle between the horizontal plane and the sunbeam falling perpendicularly on the surface 8. This angle is preferably set to a mean sun position, for example 45.
The apex angles a and, B are of course unequal if the cone is designed asymmetrically, the most favorable angle combination depending on the local conditions, <B> d </B>. H. the location in relation to adjacent buildings, the latitude, the desired lighting etc: can be selected.
If, for example, the lunch stand and its adjoining parts of the sky are covered by a tall building, the angle and the overall orientation of shaft I will be chosen differently than in a completely free-standing area.
It would also be entirely possible to design the light incidence switch 1 to be four-rotatable with respect to the roof 2, the most favorable orientation then being selected depending on the time of day and the associated position of the sun
can.
The part of the light incidence shaft protruding downward from the roof 2 into the rhombus can be dimensioned as desired or can be omitted entirely.
In the embodiment shown in FIG. 5, the opening, which is primarily used for the incidence of light, is shown in s, dashed lines for the sake of clarity. The tongue-shaped opening 144 in this case is arranged in such a way that the light intensity occurring during the day is corrected,
in particular the morning and evening light is absorbed through the light incidence opening 14 and directed into the Rinmimmere, whereas a completely or partially opaque plate 15 is provided for shielding or weakening the intense midday rays.
It is obvious that the person skilled in the art can easily create any such variants of the concept without thereby departing from the scope of the invention defined in the claim.
Fig. (Shows an embodiment of a lichttechni rule. Component in which the angle y was chosen to be relatively steep.
If the cover element 3 is now oriented to the north, the interior of the room is constantly protected from direct sunlight, since a sunbeam 5 arriving at the highest position of the sun can penetrate through the light entry shaft 1.
Such a shielding of the direct sunlight, which nevertheless guarantees the passage of a maximum amount of internal light, is not an example of a kind of spas, museums, workshops for the treatment of products,
Artist atelicrs etc. of great importance. Here, too, the lighting conditions can be varied as desired by rotating the shaft.
An application possibility of the above-described lighting component is illustrated in FIG. 7: light. Here several of the described lighting elements 13 are attached both on the roof 1.0 and on the side wall 11 of a building designated in its entirety by 12.
The overall orientation and inclination of the cover elements can be selected; that both the constant influencing factors (, adjacent building walls, trees, highly reflective surfaces, etc.) and the changing appearances (position of the sun, cloud cover, snow cover,) .feeerx.de are taken into account.
The lighting effect to be achieved within the building can also be influenced by the shape of the cover element. Whereas in aägemetinen circular or: oval formulas will have preference;
For probe purposes, all possible shapes, such as I-ICTzfonM, Lepinilskeantbrmn, polygonal cross-sockets etc. can be considered.
By a combination of the mentioned constructsmeekmalfe, i. H. the inclination and shape of the covering element es, the rotating barque of the Liehtein.fa4 sebaohtes un;
d dir- afing of a P ", llexiombe (lages, dasep, themselves. those that rule my space)
Beleuch- tupgsyerhäZ @ nnssc äm previously unknown. Dimensions seuexn. A uniform diffusion of the light without any impact on the effects of the forces sowing looks gl @ emcherweige achieves like a concentration of dark
Incident LichetrpW1pn on very stupid Raumsitvlleu. The shaft 1 can, for example, be designed as a truncated cone or truncated pyramid-like hollow body. Of course, any other symmetrical or asymmetrical shapes, such as tetrahedra, hollow bodies delimited by space curves, etc., are also possible.
An artificial light source can be mounted at any point within the shaft 1, the maintenance of which could be carried out from the roof through the upper shaft opening.
The light incidence shaft can be made of any suitable material. In particular, production from metal and / or plastic comes into consideration, with the selected material also having certain lighting functions, such as reflection, scattering, etc., depending on requirements.