DE102010010490B4 - Light-directing slats - Google Patents
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Abstract
Lamellen in horizontaler, paralleler Anordnung als Sonnenschutz in Glasdächern und Glasfassaden- als Lichtlenkmaßnahme zur Raumausleuchtung mit Tageslicht,- Lamellen mit mindestens teilweise verspiegelten Oberseiten,- Lamellen im oberen Fensterbereich flacher und im unteren Fensterbereich steiler angekippt,- Lamellen mit unterschiedlicher Oberseitenkontur und Unterseitenkontur,- Lamellen als Hohlprofil mit großer Konstruktionshöhe h, wobei- die Lamellenhohlprofile aus einem Basisprofil (12) und einem Deckelprofil (13, 71) zusammengefügt sind,- Deckelprofile (13, 71), bestehend aus mindestens zwei über eine Kantung verbundene Teilflächen (15, 16) mit unterschiedlicher Neigung,- nach außen orientierten Teilflächen (15, 16) der Oberseiten in steilerer und nach innen orientierten Teilflächen (15,16) mit flacherer Neigung,- die Unter- und Oberseiten der Lamellenhohlprofile gemeinsame Kanten (30, 31) zum Außenraum und zum Innenraum bilden, wobei- die Kanten (30, 31) zum Außen- und Innenraum der Hohlprofillamellen spitzwinklig ausgebildet sind, wobei- die Lamellen im Querschnitt rautenförmig ausgebildet sind.Slats in a horizontal, parallel arrangement as sun protection in glass roofs and glass facades - as a light-directing measure for illuminating rooms with daylight, - slats with at least partially mirrored upper sides, - slats in the upper window area are tilted more flatly and in the lower window area more steeply, - slats with different upper side contours and lower side contours, - slats as a hollow profile with a large construction height h, where - the slat hollow profiles are assembled from a base profile (12) and a cover profile (13, 71), - cover profiles (13, 71) consisting of at least two partial surfaces (15, 16) connected by an edge with different inclinations, - outward-facing partial surfaces (15, 16) of the upper sides are steeper and inward-facing partial surfaces (15, 16) are tilted more flatly, - the lower and upper sides of the slat hollow profiles form common edges (30, 31) to the outside and the inside, wherein- the edges (30, 31) are formed at an acute angle to the outside and inside of the hollow profile slats, wherein- the slats are diamond-shaped in cross-section.
Description
Die Erfindung betrifft Lichtlenklamellen als Sonnenschutz zwischen Glasscheiben, in Glasdächern oder Glasfassaden.The invention relates to light-directing slats as sun protection between glass panes, in glass roofs or glass facades.
Aus der
Nachteil dieser Teilflächenneigungen ist, dass die hohe Sonne nicht monoreflektiv ausgeblendet wird. Es kommt zu Pendelbewegungen der Sonnenstrahlung zwischen zwei übereinanderliegenden Lamellen und damit zur vermeidbaren Aufheizung, da bei jeder Reflexion auch eine Strahlungsabsorption entsteht. Weiterer Nachteil ist, dass sich die Sonne aufgrund des zweiten, steiler eingestellten Teilstücks nicht sehr tief bzw. flach in den Innenraum einlenken lässt.The disadvantage of these partial surface inclinations is that the high sun is not blocked out monoreflectively. This results in pendulum movements of the solar radiation between two slats lying on top of each other, which leads to avoidable heating, since radiation absorption occurs with every reflection. Another disadvantage is that the sun cannot be directed very deeply or flatly into the interior due to the second, steeper section.
Aus der
Es ist auch bekannt, außen liegende Lamellen großformatig und linsenförmig mit gro-ßer Querschnittshöhe als Aluminiumpressteile herzustellen. Diese linsenförmigen Lamellen reflektieren das Sonnenlicht ungezielt und blenden außen und innen, sofern diese mit spiegelnden Oberflächen versehen werden. Diese Lamellen werden daher meist grau, absorbierend ausgebildet, um Blendung zu vermeiden. Dies führt zur Aufheizung der Fassade. Die linsenförmigen, gebauchten Lamellen versperren auch die Durchsicht der Fassade.It is also known to produce large-format, lens-shaped external slats with a large cross-section height as aluminum pressed parts. These lens-shaped slats reflect sunlight indiscriminately and cause glare both inside and outside if they are provided with reflective surfaces. These slats are therefore usually made gray and absorbent to avoid glare. This leads to the façade heating up. The lens-shaped, bulging slats also block the view through the façade.
Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, Lamellen zu entwickeln, die über folgende Eigenschaften verfügen:
- - Monoreflektive Lichtauslenkung der Sommersonne
- - Flache Lichteinlenkung in die Raumtiefe
- - Gute Durchsicht zwischen den Lamellen
- - Hohe Steifigkeit
- - Variable Optik zur lichttechnischen und klimatischen Kontrolle des Solarenergieeintrags in das Gebäude.
- - Monoreflective light deflection of the summer sun
- - Flat light deflection into the depth of the room
- - Good visibility between the slats
- - High rigidity
- - Variable optics for lighting and climatic control of the solar energy input into the building.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruches erfüllt.This task is fulfilled by the features of the main claim.
Der Vorteil der Erfindung liegt in der Steifigkeit der Hohlkörperlamelle mit der Konstruktionshöhe h und in den Querschnitten mit den lichttechnischen Funktionen, den spezifischen Anstellwinkeln der retroreflektierenden und der lichteinlenkenden Teilflächen. Diese ermöglichen eine monoreflektive Lichtauslenkung der hohen Sommersonne und eine monoreflektive Lichteinlenkung.The advantage of the invention lies in the rigidity of the hollow body slat with the construction height h and in the cross sections with the lighting functions, the specific angles of attack of the retroreflective and light-directing partial surfaces. These enable monoreflective light deflection of the high summer sun and monoreflective light deflection.
Der Wettbewerb in der Entwicklung lichtlenkender Lamellenstrukturen besteht darin, für möglichst viele Einfallswinkel der Sonne die Monoreflektivität zu erreichen, und zwar ohne die Lamellen permanent dem Sonnenstand nachführen zu müssen. Dieses Entwicklungsziel wird mit den vorliegenden innovativen Konstruktionen erzielt.The challenge in the development of light-directing louvre structures is to achieve monoreflectivity for as many angles of incidence of the sun as possible, without having to constantly adjust the louvres to the position of the sun. This development goal is achieved with the innovative designs presented here.
Mit Monoreflektivität ist die Eigenschaft eines Lichtlenksystems beschrieben, die einfallende Sonnenstrahlung entweder zurück in den Himmel oder nach innen mit einer einzigen Reflexion umzulenken, ohne dass es zur Pendelreflexion zwischen den Lamellen kommt. Pendelreflexionen führen beim Stand der Technik zur Aufheizung, da es bei jeder Reflexion zur Absorption kommt. Diese Absorption heizt die Fassade auf und vernichtet Tageslicht, das dem Innenraum zugeführt werden soll. Die Innovation gewährleistet eine verbesserte Wirksamkeit der Schutz- und Versorgungsfunktion, die durch Lichtlenklamellen zu realisieren sind.Monoreflectivity describes the property of a light-directing system to redirect the incoming solar radiation either back into the sky or inwards with a single reflection, without pendulum reflections occurring between the slats. In the current state of the art, pendulum reflections lead to heating, as absorption occurs with each reflection. This absorption heats up the facade and destroys daylight that is supposed to be supplied to the interior. The innovation ensures improved effectiveness of the protection and supply function that can be achieved with light-directing slats.
Durch die optimierte Konstruktionshöhe h sind die Lamellen sehr steif und können über große Weiten gespannt werden.Due to the optimized construction height h, the slats are very stiff and can be stretched over large widths.
Durch eine Drehung des Deckelprofils und/oder durch Spiegelung der gesamten Lamelle lassen sich Lichtlenkprofile mit sehr unterschiedlicher Optik und unterschiedlichem Lichtlenkverhalten erzeugen. Die Variabilität ist abhängig von der Himmelsrichtung der Fassade und abhängig von der Klimazone gefordert, in der das Gebäude steht. Mit der Spiegelung der Systeme variieren der Prozentsatz der ein- oder ausreflektierten Energie und Lichtstrahlung. Es ergeben sich wahlweise größere Auslenkreflektoren oder größere Einlenkreflektoren. Außerdem variieren folgende Abschaltpunkte bzw. Abschaltwinkel: Schattenlinie zwischen oberer Lamellenkante und der Sonneneinfallsseite und unterer Lamellenkante auf der Innenraumseite sowie Schattenlinie zwischen oberer Lamellenkante auf der Einstrahlungsseite und dem Knickpunkt der Lamellenmitte zwischen Einlenk- und Auslenkreflektor. Über diese Varianten lassen sich die Lichttransmission und die Gesamtenergietransmission abhängig vom Sonnenhöhenwinkel in das Gebäude regeln, ohne die Lamellenabstände und die Durchsicht zwischen den Lamellen als wesentlichem Nutzerkriterium zu ändern.By rotating the cover profile and/or by mirroring the entire slat, light-guiding profiles with very different optics and different light-guiding behavior can be created. The variability depends on the direction of the facade and the climate zone in which the building is located. The percentage of energy and light radiation reflected in or out varies with the mirroring of the systems. This results in either larger deflection reflectors or larger deflection reflectors. In addition, the following switch-off points or switch-off angles vary: shadow line between the upper slat edge and the side exposed to sunlight and the lower slat edge on the interior side, and shadow line between the upper slat edge on the side exposed to sunlight and the bending point of the slat center between Inward and outward reflectors. These variants allow the light transmission and the total energy transmission to be regulated depending on the angle of the sun in the building, without changing the slat spacing and the visibility between the slats as an essential user criterion.
Weitere Vorteile werden anhand der Figurenbeschreibungen deutlich.
- Die
1 bis 4 zeigen isometrische Konturendarstellungen des erfindungsgemäßen Lichtlenkprofils in verschiedenen Varianten. -
5 zeigt einen Detailschnitt durch eine typische, rautenförmige Lichtlenklamelle. -
6 zeigt das Konstruktionsprinzip der Lichtlenklamelle. - Die
7 bis 14 zeigen Strahlenverfolgungen an den Lamellen bei unterschiedlichen Einfallswinkeln der Sonne sowie die7 .1 bis 14.1 die Lichtverteilung der Lamellen. -
15 zeigt den Querschnitt durch einen Innenraum mit den Lichtlenklamellen vor der Fassade. -
16 zeigt wie15 den Querschnitt durch einen Innenraum, jedoch mit integrierten Leuchten zur Raumausleuchtung. - Die
17 bis 20 zeigen Varianten der Lichtlenklamellen mit LEDs und drehbarer Reflektoroptik. -
21 zeigt eine weitere Variante einer Lamelle mit integriertem LED. -
22 zeigt eine weitere Ausführungsvariante mit gezahntem Basisprofil als Konturenzeichnung.
- The
1 to 4 show isometric contour representations of the light-guiding profile according to the invention in different variants. -
5 shows a detailed section through a typical diamond-shaped light-directing slat. -
6 shows the design principle of the light-directing slat. - The
7 to 14 show ray tracing on the slats at different angles of incidence of the sun as well as the7 .1 to 14.1 the light distribution of the slats. -
15 shows the cross-section through an interior with the light-directing slats in front of the facade. -
16 shows how15 the cross-section through an interior, but with integrated lights for room illumination. - The
17 to 20 show variants of the light-directing slats with LEDs and rotating reflector optics. -
21 shows another variant of a slat with integrated LED. -
22 shows another design variant with a toothed base profile as a contour drawing.
Die
Die
The
Das Deckelprofil 13 ist unsymmetrisch ausgebildet und weist eine schmalere Teilfläche 15 zur Lichtauslenkung und eine breitere Teilfläche 16 zur Lichteinlenkung auf. Die optischen Funktionen sind durch die Lichtpfeile erläutert.The cover profile 13 is asymmetrical and has a narrower partial surface 15 for light deflection and a wider partial surface 16 for light deflection. The optical functions are explained by the light arrows.
Der Vorteil der Erfindung ist neben der Steifigkeit, dass durch einfache Drehung des unsymmetrischen Deckelprofils 13 eine ganz andere Reflexions-Optik und damit unterschiedliche physikalische Eigenschaften hinsichtlich Licht- und Wärmelenkung in das Gebäude entstehen. Die Steckverbindung wurde so gestaltet, dass insgesamt 4 verschiedene Kombinationen optischer Systeme möglich sind, wobei jeweils Ober- und Unterseite lichttechnisch zusammengehören, ohne dass es zu Blendungen auf der Lamellenunterseite kommt. Die Gestaltung dieser Lamellen ist den
Das der
Neben der Steckverbindung nach dem Prinzip von Nut und Feder mag es auch andere Verbindungsvarianten geben. Entscheidend ist das Konstruktionsprinzip, das darauf aufbaut, dass der Deckel senkrecht zu einer Verbindungslinie 32 zwischen den Lamellenkanten abzuheben ist. Die Fügeelemente bzw. Nut- oder Federelemente orientieren sich dabei immer symmetrisch an der Mittelachse 33.In addition to the plug-in connection based on the tongue and groove principle, there may also be other connection variants. The decisive factor is the design principle, which is based on the fact that the cover can be lifted off perpendicular to a connecting line 32 between the slat edges. The joining elements or tongue or groove elements are always oriented symmetrically to the central axis 33.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsvarianten mit mittiger Nut- und Federfügung in der Achse 33 sind vorteilhaft, weil diese gleichzeitig die Konstruktionshöhe des Basis- und des Deckelprofils und damit das Widerstandsmoment des Gesamtprofils erhöhen.The design variants shown in the figures with central tongue and groove joint in the axis 33 are advantageous because they simultaneously increase the construction height of the base and cover profiles and thus the section modulus of the overall profile.
Die
Die
In den
Die Bedeutung dieser Varianten für die Licht- und Klimatechnik eines Gebäudes ist eklatant: Der Zusammenbau der Profile gemäß
Die Vorteile der Innovation zeigen sich auch in der Anwendung am Bau: Je nach Himmelsrichtung der Fassade mit unterschiedlichem Sonneneinfall und oder je nach Raumtiefe bzw. Tageslichtbedarf können die Profile bedarfsgerecht zusammengefügt oder spiegelorientiert eingebaut werden.The advantages of the innovation are also evident in its application in construction: Depending on the direction of the facade with different sunlight incidence and/or depending on the depth of the room or the need for daylight, the profiles can be joined together as required or installed in a mirror-oriented manner.
In den
Die Profile können allseitig spiegelnd, wie in den
Details dieser Entwicklung sind den
Die LEDs 58-61 dienen der Außengestaltung des Gebäudes und eignen sich auch als Lichtpunkte einer LED-Medienfassade.The LEDs 58-61 are used for the exterior design of the building and are also suitable as light points of an LED media façade.
Eine weitere Ausgestaltung in
LEDs eignen sich aufgrund ihrer kompakten Form besonders gut. Die Innovation ist jedoch nicht auf den Einbau von LEDs beschränkt. Die Innovation ist auch mit Leuchtröhren oder Leuchtflächen oder weiteren Leuchtmitteln zu verwirklichen.LEDs are particularly suitable due to their compact form. However, the innovation is not limited to the installation of LEDs. The innovation can also be implemented with fluorescent tubes or illuminated surfaces or other lighting sources.
Während in den bisherigen Varianten das Deckelprofil auf den Außenseiten vollständig verspiegelt ist, besteht auch die Möglichkeit, die nach außen orientierte schmalere Teilfläche 15 aus
Der Begriff ,verspiegelt' soll nicht einschränkend verstanden werden. Die Oberflächen erfüllen auch dann ihre lichttechnische Funktion, wenn die Oberfläche eine Streucharakteristik des reflektierten Lichtes aufweist. Selbst farbige Flächen können bei hohem Glanzgrad der Lackierung eine gute Lichtlenkung aufweisen.The term "mirrored" should not be understood in a restrictive way. The surfaces still fulfil their lighting function when the surface has a scattering characteristic of the reflected light. Even coloured surfaces can have good light guidance if the paint has a high gloss level.
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