DE19853931B4

DE19853931B4 - Light deflection element for daylight use

Info

Publication number: DE19853931B4
Application number: DE19853931A
Authority: DE
Inventors: Harry Wirth; Volker Wittwer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2018-11-24
Also published as: DE19853931A1

Abstract

Lichtumlenkelement (5) zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke (4) für ein gerichtetes Umlenken von schräg auf die Raumdecke (4) einfallenden Sonnenlichts (S) nach unten in das Rauminnere flächig ausgebildet ist,
mit einer Vorderseite (V), auf die das einfallende Sonnenlicht (S) auftrifft und einer der Vorderseite (V) gegenüberliegenden Rückseite (R),
dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) aus einem Sonnenlicht transparenten Material besteht, und
dass zumindest die Vorderseite (V) des Lichtumlenkelementes (5) eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die das auf das Lichtumlenkelement (5) einfallende Sonnenlicht (S) in das Innere des Lichtumlenkelements (5) eindringt,
dass wenigstens eine optische Grenzfläche an der Vorder- (V) oder Rückseite (R) ausgebildet ist, an der das Sonnenlicht (S) im Inneren des Lichtumlenkelements (5) eine Totalreflexion erfährt,
und dass wenigstens eine Austrittsfläche an der Vorder- (V) oder Rückseite (R) ausgebildet ist, durch die das Sonnenlicht (S) aus dem Lichtumlenkelement...Light deflecting element (5) for daylight use, the light deflecting element for attachment to a horizontally running ceiling (4) for a directed deflection of sunlight (S) falling obliquely onto the ceiling (4) downward into the interior of the room,
with a front side (V) on which the incident sunlight (S) strikes and a rear side (R) opposite the front side (V),
characterized in that the light deflecting element (5) consists of a sunlight transparent material, and
that at least the front side (V) of the light deflection element (5) has a surface structure through which the sunlight (S) incident on the light deflection element (5) penetrates into the interior of the light deflection element (5),
that at least one optical interface is formed on the front (V) or rear (R), at which the sunlight (S) inside the light deflecting element (5) experiences total reflection,
and that at least one exit surface is formed on the front (V) or rear (R) through which the sunlight (S) from the light deflecting element ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtumlenkelement zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke für ein gerichtetes Umlenken von schräg auf die Raumdecke einfallenden Sonnenlichts nach unten in das Rauminnere flächig ausgebildet ist, mit einer Vorderseite, auf die das einfallende Sonnenlicht auftrifft und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite, wie aus der DE 4215968 A1 bekannt.The invention relates to a light deflecting element for daylight use, the light deflecting element for attachment to a horizontally running ceiling for a directed deflection of obliquely incident sunlight on the ceiling down into the interior of the room is flat, with a front side on which the incident sunlight strikes and a back opposite the front, as from the DE 4215968 A1 known.

Stand der TechnikState of the art

Die Beleuchtung größerer Räume erfolgt häufig auch dann mit künstlichem Licht, selbst wenn im Freien ausreichend Tageslicht vorhanden ist. Besonders bei Büroräume mit Bildschirmarbeitsplätzen ist eine direkte Tagesbeleuchtung durch vertikale Fenster nur schwer mit den geltenden Blendschutzanforderungen in Einklang zu bringen. Diese Situation hat zu einer Reihe von Entwicklungen im Bereich zonierter Schutzsysteme und Lichtumlenksysteme geführt. Sie zielen i.a. auf eine hohe Lichttransmission im oberen Fensterbereich, evt. verbunden mit einer bevorzugten Abstrahlung in Richtung Raumdecke. Besonders effektiv funktioniert dieses Konzept, wenn die Raumdecke ihrerseits das eintreffende Licht gerichtet auf die Arbeitsfläche abstrahlt. Aus Blendschutzgründen muß diese Richtung in einem Kegel liegen, dessen Achse senkrecht zur Deckennormalen liegt und dessen gesamter Öffnungswinkel um 60° beträgt. Um das Licht möglichst tief in den Raum zu bringen, sollte das Licht innerhalb dieses Kegels bevorzugt in fensterabgewandte Richtungen abgestrahlt werden.Larger rooms are often also illuminated then with artificial Light, even if there is sufficient daylight outdoors. Especially with offices Screen workstations direct daylight through vertical windows is difficult in line with the applicable glare protection requirements. This situation has zoned to a number of developments in the area Protection systems and light deflection systems led. They generally aim on a high light transmission in the upper window area, possibly connected with a preferred radiation towards the ceiling. Especially this concept works effectively when the ceiling in turn the incoming light shines on the work surface. For anti-glare reasons must this Direction lie in a cone, the axis of which is perpendicular to the normal to the ceiling and its total opening angle around Is 60 °. To do that Light if possible To bring deep into the room, the light should be inside this cone are preferably emitted in directions facing away from the window.

Stand der Technik bei entsprechenden Raumdeckenelementen sind ebene und strukturierte Al-Bleche. Ebene Bleche strahlen das Licht überwiegend außerhalb des genannten Kegels ab. Wegen der dadurch verursachten Blendungsgefahr werden diese Bleche auch schräg in den Raum abgehängt.State of the art for corresponding ceiling elements are flat and structured aluminum sheets. Flat sheets radiate that Mostly light outside of the mentioned cone. Because of the risk of glare these sheets will also become slanted suspended in the room.

Strukturierte Bleche lenken das flach eintreffende Licht über geeignet ausgerichtete Facetten nach unten. Nachteilig bei diesen Lösungen sind das veränderte, metallische Erscheinungsbild der Raumdecke, die Farbveränderung im abgestrahlten Licht, der hohe Energieeinsatz für die Metall-Herstellung und die Lichtverluste durch Absorption.Structured sheets steer it flat incoming light over appropriately aligned facets down. A disadvantage of these solutions are they changed metallic appearance of the ceiling, the color change in the emitted light, the high energy input for metal production and the loss of light through absorption.

Aus der DE 42 15 968 A1 ist eine lichtlenkende Struktur zum Beleuchten eines Raumes mit Tageslicht entnehmbar, die an einer Zimmerdecke angebracht das durch ein Fenster einfallende Tageslicht in Richtung des Raumbodens reflektiert.From the DE 42 15 968 A1 is a light-guiding structure for illuminating a room with daylight, which is attached to a ceiling and reflects the daylight coming in through a window in the direction of the room floor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Raumdeckenelement zu schaffen, das das Erscheinungsbild eines vorhanden Raumes und die spektrale Zusammensetzung des Tageslichts im Raum nur wenig verändert und eine blendungsarme Beleuchtung von in einem Gebäuderaum verteilten Arbeitsplätzen erlaubt.The invention has for its object a Ceiling element to create the appearance of an existing one Space and the spectral composition of daylight in space changed little and low-glare lighting from in a building room distributed jobs allowed.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird durch ein Lichtumlenkelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution of the invention lying task is by a light deflecting element with the features of claim 1 specified. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Erfindungsgemäß ist ein Lichtumlenkelement zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke für ein gerichtetes Umlenken von schräg auf die Raumdecke einfallenden Sonnenlichts nach unten in das Rauminnere flächig ausgebildet ist, mit einer Vorderseite, auf die das einfallende Sonnenlicht auftrifft und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite, dadurch ausgebildet, dass das Lichtumlenkelement aus einem Sonnenlicht transparenten Material besteht, und dass zumindest die Vorderseite des Lichtumlenkelementes eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die das auf das Lichtumlenkelement einfallende Sonnenlicht in das Innere des Lichtumlenkelements eindringt, dass wenigstens eine optische Grenzfläche an der Vorder- oder Rückseite ausgebildet ist, an der das Sonnenlicht im Inneren des Lichtumlenkelements eine Totalreflexion erfährt, und dass wenigstens eine Austrittsfläche an der Vorder- oder Rückseite ausgebildet ist, durch die das Sonnenlicht aus dem Lichtumlenkelement nach unten gerichtet in das Rauminnere austritt.According to the invention is a light deflecting element for daylight use, with the light deflecting element for attachment on a horizontal ceiling for directed redirection from oblique sunlight shining down on the ceiling into the interior of the room flat is formed with a front on which the incident Sunlight strikes and one opposite the front Back, formed in that the light deflecting element from sunlight transparent material, and that at least the front of the light deflecting element has a surface structure, by which the sunlight falling on the light deflecting element into the Interior of the light deflecting element penetrates that at least one optical interface on the front or back is formed on which the sunlight inside the light deflecting element undergoes total reflection, and that at least one exit surface on the front or back is formed, through which the sunlight from the light deflecting element emerges downwards into the interior of the room.

Bei einem bevorzugten Raumdeckenelement wird durch eine vorderseitige und ggf. eine rückseitige Oberflächenstruktur die Lichtumlenkung hauptsächlich über Totalreflexion realisiert. Der Wirkungsgrad der Lichtumlenkung mittels Totalreflexion ist außergewöhnlich groß, da bei Totalreflexion das Licht vollständig reflektiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Raumdeckenelement erfolgt lediglich eine geringe und somit zu vernachlässigende Schwächung des Lichtes durch Absorption im transparenten Material selbst.With a preferred ceiling element is by a front and possibly a rear surface structure the redirection of light mainly through total reflection realized. The efficiency of the light deflection by means of total reflection is exceptionally large because Total reflection of the light completely is reflected. In the room ceiling element according to the invention only a slight and therefore negligible weakening of the Light through absorption in the transparent material itself.

Das Raumdeckenelement kann als Folie oder Platte ausgebildet sein. Die Platten können parallel, senkrecht oder schräg zur Raumdecke angebracht werden. Da keine metallischen oder streuend-reflektierende Beschichtungen vorgesehen sind, kann das Element nachträglich auf eine Raumdecke aufgebracht werden, ohne deren Erscheinungsbild in Farbe und Qualität nachhaltig zu beeinträchtigen.The ceiling element can be used as a film or Plate be formed. The plates can be parallel, vertical or aslant be attached to the ceiling. Since no metallic or scattering-reflective Coatings are provided, the element can be retrofitted a ceiling can be applied without its appearance in color and quality to permanently affect.

Die Totalreflexion sorgt durch ihre intrinsische Richtungsselektivität dafür, dass nur bestimmte bzw. gewünschte Lichtwege durch das Material verändert werden. Des weiteren findet keine spektrale Zerlegung des Lichts statt, so dass der Gebäuderaum mit unverfälschtem Tageslicht ausgeleuchtet wird.Thanks to its intrinsic directional selectivity, total reflection ensures that only certain or desired light paths through the material are changed. Furthermore, there is no spectral decomposition of the light, so the building room is lit with pristine daylight.

Das erfindungsgemäße Lichtumlenkelement weist eine Vielzahl identische und parallel nebeneinander verlaufende Einzelprofile auf, deren Profilquerschnitte sich in Profilrichtung nicht ändern. Die Einzelprofile wiederum sehen verschiedene Facettenflächen auf durch die das Sonnenlicht ein- oder ausstrahlt oder an denen das Sonnenlicht reflektiert wird, vorzugsweise totalreflektiert wird.The light deflecting element according to the invention has a large number of identical and parallel ones Individual profiles whose profile cross-sections are in the profile direction do not change. The individual profiles in turn look at different facet surfaces through which the sunlight shines in or out or where the Sunlight is reflected, preferably totally reflected.

So lassen sogenannte Empfangsfacetten das flach einfallende Licht in das Material des Lichtumlenkelementes eindringen. Reflexionsfacetten oder die eben ausgebildete Rückseite des Lichtumlenkelement lenken das im Wege der Totalreflexion um. Über Abstrahlfacetten oder ebenso kann das umgelenkte Licht in die gewünschte Richtung nach unten aus dem Lichtumlenkelement austreten.So so-called reception facets leave it light falling flat into the material of the light deflecting element penetration. Reflecting facets or the newly formed back of the light deflecting element redirect this by means of total reflection. About radiation facets or likewise, the redirected light can be directed downwards in the desired direction emerge from the light deflecting element.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet sind seitenbeleuchtete Räume mit erhöhten Blendschutzanforderungen, in denen Sonnen- oder Tageslicht seitlich bzw. schräg zur Raumdecke einstrahlt.Preferred areas of application are side-lit rooms with increased Anti-glare requirements in which sunlight or daylight on the side or aslant shines onto the ceiling.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention is hereinafter without restriction the general inventive concept based on exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawings. It demonstrate:

1 bis 3 schematisch einen Raum mit einer erfindungsgemäßen Lichtleitanordnung, 1 to 3 schematically a room with a light guide arrangement according to the invention,

4 bis 7 jeweils einen Bereich eines erfindungsgemäßen lichtlenkenden Raumdeckenelementes im Querschnitt. 4 to 7 each an area of a light-directing ceiling element according to the invention in cross section.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, gewerbliche Anwendbarkeit 1 bis 3 zeigen schematisch einen Raum 1 mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Lichtumlenkelementen 5, die an der Raumdecke 4 angeordnet sind. Der Raum 1 weist ein Fenster 2 auf, an dem z.B. aus Aluminiumblechen bestehende lichtlenkende Lamellen 3 vorgesehen sind, vermittels derer Licht, insbesondere von der oberen Fensterhälfte, nach oben gegen die Raumdecke 4 reflektiert wird. Das in das Rauminnere einfallende Sonnenlicht S wird unter einem flachen Winkel gegen die Raumdecke 4 gestrahlt, an welcher die Lichtumlenkelemente 5 angeordnet sind.Description of an embodiment, industrial applicability 1 to 3 schematically show a room 1 with the light deflection elements designed according to the invention 5 that on the ceiling 4 are arranged. The space 1 shows a window 2 on the light-guiding slats made of aluminum sheet, for example 3 are provided, by means of which light, in particular from the upper half of the window, upwards against the ceiling 4 is reflected. The sunlight S entering the interior of the room is against the ceiling at a flat angle 4 blasted on which the light deflecting elements 5 are arranged.

Das einfallende Licht wird von den Lichtumlenkelementen 5 um einen Umlenkwinkel α im Bereich von 45° bis 135°, vorzugsweise im Bereich von 70° bis 120° umgelenkt und wird auf diese Weise in die Raumtiefe nach unten abgestrahlt.The incident light is from the light deflection elements 5 deflected by a deflection angle α in the range from 45 ° to 135 °, preferably in the range from 70 ° to 120 °, and is thus radiated downwards into the room depth.

In Büroräumen werden aus Blendschutzgründen die Lichtumlenkelemente 5 derart angeordnet, dass die Richtung des umgelenkten Lichtes in einem Kegel liegt, dessen Achse die Deckennormale ist und dessen gesamter Öffnungswinkel etwa 60° beträgt. Um das Licht möglichst tief in den Raum zu bringen, wird das Licht innerhalb dieses Kegels bevorzugt in fensterabgewandte Richtung abgestrahlt.The light deflection elements are used in offices for anti-glare reasons 5 arranged in such a way that the direction of the deflected light lies in a cone, the axis of which is the ceiling normal and the total opening angle of which is approximately 60 °. In order to bring the light as deep as possible into the room, the light inside this cone is preferably emitted in the direction away from the window.

Dies kann durch erfindungsgemäße waagerecht (1), geneigte (2) oder senkrechte (3) an der Raumdecke 4 angeordnete Lichtumlenkelemente (5) erfolgen.This can be done horizontally according to the invention ( 1 ), inclined ( 2 ) or vertical ( 3 ) on the ceiling 4 arranged light deflection elements ( 5 ) respectively.

4 zeigt einen Bereich des Querschnitts eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lichtumlenkelementes 5, das gemäß 1 parallel an eine Raumdecke anzuordnen ist. Das Lichtumlenkelement 5 ist sowohl an seiner Vorder- V als auch Rückseite R strukturiert. Die Strukturierung erfolgt derart, dass eine Vielzahl parallel nebeneinander angeordneter Einzelprofile E vorgesehen sind, die jeweils im Falle der Vorderseite eine Empfangs- 6 und Abstrahlfacette 7 aufweisen. An der Rückseite R des Lichtumlenkelementes 5 weisen die Einzelprofile jeweils eine Reflexions- 8 und eine Verbindungsfacette 9 auf. 4 shows a region of the cross section of a light deflecting element designed according to the invention 5 that according to 1 is to be arranged parallel to a ceiling. The light deflection element 5 is structured on both its front V and rear R. The structuring takes place in such a way that a large number of individual profiles E arranged parallel to one another are provided, each of which has a reception 6 and radiation facet 7 exhibit. At the rear R of the light deflection element 5 the individual profiles each have a reflection 8th and a connection facet 9 on.

Die Empfangsfacetten 6 sind für den Eintritt des Sonnenlichtes S in das Lichtumlenkelement 5 angeordnet, wobei jeweils eine der Reflexionsfacetten 8 einer Empfangsfacette 6 derart zugeordnet ist, dass die Reflexionsfacette 8 im Lichtweg des dem an der Empfangsfacette 6 eintretenden Lichtes nachgeordnet ist, so dass das Licht mittels Totalreflexion an der Reflexionsfacette 8 reflektiert wird.The reception facets 6 are for the entry of sunlight S into the light deflection element 5 arranged, each one of the reflection facets 8th a reception facet 6 is assigned such that the reflection facet 8th in the light path of the at the reception facet 6 incoming light is subordinated, so that the light by means of total reflection at the reflection facet 8th is reflected.

Ferner ist jeweils einer Reflexionsfacette 8 eine Abstrahlfacette 7 zugeordnet, wobei die Abstrahlfacette 7 im Lichtweg des an der Reflexionsfacette 8 reflektierten Lichtes nachgeordnet ist. Die Empfangsfacetten 6 sind dabei ungefähr senkrecht zum einfallenden Licht und die Abstrahlfacetten 7 ungefähr senkrecht zu dem aus dem Lichtumlenkelement 5 austretenden Licht orientiert.There is also a reflection facet 8th a radiation facet 7 assigned, the emission facet 7 in the light path of the reflection facet 8th reflected light is subordinate. The reception facets 6 are approximately perpendicular to the incident light and the emission facets 7 approximately perpendicular to that from the light deflecting element 5 emerging light oriented.

Die Empfangsfacetten 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel gemäß 4 für Einfallswinkel von 11° bis 25° ausgerichtet. Die Reflexionsfacetten 8 befinden sich auf der Rückseite des Lichtumlenkelementes 5. Zwischen den Reflexionsfacetten 8 sind Verbindungsfacetten 9 vorgesehen, die in etwa parallel zu dem Lichtweg des eintreffenden Sonnenlichts stehen. Durch die Abstrahlfacetten 7, die in etwa parallel zu den Verbindungsfacetten 9 angeordnet sind, wird das Licht aus dem Lichtumlenkelement 5 abgestrahlt.The reception facets 6 are in accordance with this embodiment 4 aligned for angles of incidence from 11 ° to 25 °. The reflection facets 8th are located on the back of the light deflecting element 5 , Between the reflection facets 8th are connection facets 9 provided that are approximately parallel to the light path of the incoming sunlight. Through the radiation facets 7 that are roughly parallel to the connection facets 9 are arranged, the light from the light deflecting element 5 radiated.

Lichtbrechung tritt nur in einem sehr geringem Maße auf, so dass auch direkte Sonnenstrahlung ohne nennenswerte Farbzerlegung umgelenkt werden kann. Bei einem Brechungsindex von 1.59 und ideal-scharfen Kanten arbeitet das Lichtumlenkelemente in dem angegebenen Einfallswinkelbereich mit einer Effizienz von ca. 85%.Refraction occurs only in one very little on, so that even direct solar radiation without any notable color decomposition can be redirected. With a refractive index of 1.59 and ideally sharp Edges the light deflection element works in the specified angle of incidence an efficiency of approx. 85%.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Abstrahlfacette 7 mit vorwärtsstreuenden Eigenschaften ausgebildet. Dies kann durch eine Mikrorauheit oder makroskopische Strukturen wie z.B. Wölbung oder mikroskopischen Streukörpern, wie z.B. ein dünner Aufstrich von weißer Farbe, erfolgen. Diese Maßnahme bewirkt eine breitere Verteilung des abgestrahlten Lichts. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn eine direkte Sonneneinstrahlung auf das Deckenelement fällt.The radiation facet is in an advantageous embodiment 7 with forward scattering properties. This can be done by means of micro roughness or macroscopic structures such as, for example, curvature or microscopic scattering bodies, such as, for example, a thin spread of white paint. This measure causes a broader distribution of the emitted light. This is particularly advantageous if there is direct sunlight on the Ceiling element falls.

Da es sich bei der Vorwärtsstreuung um eine Nahwinkelstreuung handelt, bleibt die nahe dahinter liegende Raumdecke trotz der Streuung sichtbar und der Farbeindruck unverändert. Es ist weiterhin möglich, die Empfangsfacetten 6 oder die Reflexionsfacetten 8 oder das Material selbst in der beschriebenen Weise mit streuenden Eigenschaften zu versehen.Since the forward scattering is a near-angle scattering, the ceiling close behind remains visible despite the scattering and the color impression remains unchanged. It is still possible to receive facets 6 or the reflection facets 8th or to provide the material itself with scattering properties in the manner described.

5 zeigt den Querschnitt eines einseitig strukturierten Lichtumlenkelementes 5, das ebenso wie das Ausführungsbeispiel gemäß 4 parallel an eine Raumdecke angebracht werden kann. 5 shows the cross section of a light-deflecting element structured on one side 5 , as well as the embodiment according to 4 can be attached in parallel to a ceiling.

Das Lichtumlenkelement 5 ist als plattenförmiges Raumdeckenelement ausgebildet. Es ist an seiner Vorderseite mit einer Vielzahl von Einzelprofilen E versehen, die jeweils eine Empfangsfacette 6 und eine Vielzahl von Abstrahlfacetten 7 aufweist. Die Rückseite ist eben ausgebildet und dient im gezeigten Ausführungsbeispiel als Reflexionsfläche 10, wobei die Empfangsfacette 6 zum Empfangen des einfallenden Lichtes mit einem Neigungswinkel β bezüglich der Reflexionsfläche 10 von 20° bis 40° und vorzugsweise von 25° bis 35° geneigt ist, so dass das einfallende Licht zur Reflexionsfläche 10 hin gebrochen wird.The light deflection element 5 is designed as a plate-shaped ceiling element. It is provided with a large number of individual profiles E on the front, each with a receiving facet 6 and a variety of radiation facets 7 having. The back is flat and serves as a reflection surface in the embodiment shown 10 , the receiving facet 6 for receiving the incident light with an inclination angle β with respect to the reflecting surface 10 is inclined from 20 ° to 40 ° and preferably from 25 ° to 35 °, so that the incident light to the reflection surface 10 broken down.

Die Abstrahlfacetten 7 sind etwa senkrecht zur Reflexionsfläche 10 angeordnet. Verbindungsabschnitte 11 zwischen den Abstrahlfacetten 7 verlaufen etwa parallel zu dem im Lichtumlenkelement an der Reflexionsfläche 10 reflektiertem Licht. Durch die spezielle Anordnung der Abstrahlfacetten 7 und der Verbindungsabschnitte 11, die in einer Profilflanke P eines jeden Einzelprofils E angeordnet sind, die in etwa parallel zum eingekoppelten Sonnenlicht S verläuft, wird eine nur eine minimale Behinderung des eintreffenden Lichts erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel findet Brechung sowohl bei Eintritt, als auch bei Austritt statt.The radiation facets 7 are approximately perpendicular to the reflection surface 10 arranged. connecting sections 11 between the radiation facets 7 run approximately parallel to the light reflected in the light deflection element on the reflection surface 10. Due to the special arrangement of the radiation facets 7 and the connecting sections 11 , which are arranged in a profile flank P of each individual profile E, which runs approximately parallel to the coupled sunlight S, only a minimal obstruction of the incoming light is achieved. In this exemplary embodiment, refraction takes place both on entry and on exit.

6. zeigt den Querschnitt eines Lichtumlenkelementes 5 für eine geneigte Befestigung an einer Raumdecke 4. 6 , shows the cross section of a light deflecting element 5 for an inclined attachment to a ceiling 4 ,

Das plattenförmige Lichtumlenkelement ist mit einem Neigungswinkel γ bzgl. der Raumdecke 4 im Bereich von 20° bis 70° und vorzugsweise im Bereich von 25° bis 50° anbringbar, wobei die zum einfallenden Licht S weisende Vorderseite des Lichtumlenkelementes 5 konturiert mit Empfangsfacetten 6 und Abstrahlfacetten 7 und die vom einfallenden Licht abgewandte Rückseite durchgehend glatt als Reflexionsfläche 10 ausgebildet ist.The plate-shaped light deflecting element can be attached with an inclination angle γ with respect to the ceiling 4 in the range from 20 ° to 70 ° and preferably in the range from 25 ° to 50 °, the front side of the light deflecting element pointing towards the incident light S. 5 contoured with reception facets 6 and radiation facets 7 and the back, which faces away from the incident light, is continuously smooth as a reflective surface 10 is trained.

Die Empfangsfacetten 6 sind vorzugsweise ungefähr senkrecht zum einfallenden Licht und die Abstrahlfacetten 7 ungefähr senkrecht zum aus dem Raumdeckenelement austretenden Licht angeordnet.The reception facets 6 are preferably approximately perpendicular to the incident light and the emission facets 7 arranged approximately perpendicular to the light emerging from the ceiling element.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Ablenkung des Lichtes zum überwiegenden Teil durch Totalreflexion an der Reflexionsfläche 10. Auch hier ist eine streuendtransmittierende Ausführung der Abstrahlfacette 7 vorteilhaft.In this embodiment, the light is largely deflected by total reflection on the reflection surface 10 , Here, too, is a scatter-transmitting version of the radiation facet 7 advantageous.

7 zeigt den Querschnitt eines strukturierten Lichtumlenkelementes 5 für eine senkrechte Befestigung an einer Raumdecke 4 (nicht dargestellt). Dieses Lichtumlenkelement 5 weist eine zum einfallenden Licht S weisende konturierte Vorderseite und eine vom einfallenden Licht abgewandte, als Abstrahlfläche 12 dienende Rückseite auf. An der Vorderseite sind spitz vorstehende Dreiecksleisten 13 vorgesehen, die eine obere etwa horizontal verlaufende und als Reflexionsfacette 8 dienende Begrenzungsfläche und eine untere relativ zur Reflexionsfacette 8 mit einem Neigungswinkel β von 20° bis 40° und vorzugsweise von 25° bis 35° angeordnete, als Empfangsfacette 6 dienende Begrenzungsfläche aufweist, so dass das einfallende Licht zur Reflexionsfacette 8 hin gebrochen wird. 7 shows the cross section of a structured light deflecting element 5 for vertical attachment to a ceiling 4 (not shown). This light deflection element 5 has a contoured front facing the incident light S and a radiation surface facing away from the incident light 12 serving back. On the front are pointed triangle strips 13 provided that an upper approximately horizontal and as a reflection facet 8th serving boundary surface and a lower one relative to the reflection facet 8th with an inclination angle β from 20 ° to 40 ° and preferably from 25 ° to 35 °, as a receiving facet 6 serving serving boundary surface, so that the incident light to the reflection facet 8th broken down.

Die Abstrahlfläche 12 ist als durchgehend glatte Fläche ausgebildet.The radiation area 12 is designed as a continuously smooth surface.

An der Vorderseite ist zwischen zwei benachbarten Dreiecksleisten 13 jeweils eine ungefähr vertikal ausgerichtete, streifenförmige Durchlaßfacette 14 vorgesehen, durch die einfallendes Sonnenlicht nicht umgelenkt wird. Das Sonnenlicht S tritt durch die Durchlaßfacette 14 und danach durch die Abstrahlfläche 12 und behält seine ursprüngliche Richtung bei.At the front is between two adjacent triangle strips 13 each an approximately vertically aligned, strip-shaped passage facet 14 provided by the incident sunlight is not redirected. Sunlight S passes through the transmission facet 14 and then through the radiation surface 12 and maintains its original direction.

Damit die Reflexionsfacetten 8 eine möglichst große Fläche aufweisen, ist zusätzlich ein Verbindungsabschnitt 11 vorgesehen, der die Durchlaßfacette 14 mit der benachbarten Reflexionsfacette verbindet.So that the reflection facets 8th have the largest possible area, is also a connecting section 11 provided that the passage facet 14 connects to the neighboring reflection facet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird das einfallende Sonnenlicht S sowohl an den Empfangsfacetten 6 als auch an der Abstrahlfläche 12 gebrochen. Um die Auffälligkeit des Effektes der Farbzerlegung des Sonnenlichtes im Wege der Dispersion gering zu halten kann, wird wie vorstehend bereits beschrieben, die rückseitige Abstrahlfläche 12 mit einer streuenden Oberfläche beaufschlagt.In the embodiment according to 7 is the incident sunlight S both at the reception facets 6 as well as on the radiation surface 12 Broken. In order to keep the conspicuous effect of the color decomposition of the sunlight by means of the dispersion low, as described above, the rear radiation surface is used 12 with a scattering surface.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Elemente eignen sich vor allem transparente Polymere. Die Strukturierung kann nach an sich bekannten Verfahren (Extrusion, Prägung, Spritzguß, etc.) erfolgen. Ausführungen mit kleinen Strukturtiefen bieten Vorteile hinsichtlich Erscheinungsbild, Lichtverluste durch Absorption und Materialeinsparung.For the production of the elements according to the invention are suitable all transparent polymers. The structuring can in itself known processes (extrusion, embossing, injection molding, etc.). versions with small structure depths offer advantages in terms of appearance, Loss of light through absorption and material savings.

Die Erfindung betrifft ein Raumdeckenelement. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Raumdeckenelement zwangsweise an einer Raumdecke zu befestigen ist. Wesentlich für die Erfindung ist, dass das Raumdeckenelement mit Abstand über einen Boden des auszuleuchtenden Raumes angeordnet ist, wobei vorzugsweise mehrere Raumdeckenelemente in einem Raum gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Hierbei können die erfindungsgemäßen Raumdeckenelemente auch bspw. mittels auf dem Boden stehenden Ständer im Raum angeordnet sein.The invention relates to a ceiling element. However, this does not mean that the ceiling element is forced to be attached to a ceiling. Essential to the invention is that the room ceiling element is spaced over a floor of the area to be illuminated Room is arranged, preferably several ceiling elements evenly distributed in a room are arranged. Here you can the ceiling elements according to the invention also be arranged in the room, for example, by means of stands standing on the floor.

11: Raumroom
22: Fensterwindow
33: lichtlenkende Lamellenlight directing slats
44: Raumdeckeceiling
55: Lichtumlenkelementlight deflection
66: EmpfangsfacetteEmpfangsfacette
77: Abstrahlfacetteoutput facet
88th: Reflexionsfacettereflection facet
99: VerbindungsfacetteVerbindungsfacette
1010: Reflexionsflächereflecting surface
1111: Verbindungsabschnitt (zwischen den Abstrahlfacetten)connecting portion (between the radiation facets)
1212: Abstrahlflächeradiating
1313: Dreiecksleistentriangle strips
1414: DurchlaßfacetteDurchlaßfacette
Ee: EinzelprofilSingle profile
PP: Profilflankeflank
VV: Vorderseite des Lichtumlenkelementsfront of the light deflecting element
RR: Rückseite des Lichtumlenkelementsback of the light deflecting element
SS: Sonnenlichtsunlight

Claims

Lichtumlenkelement (5) zur Tageslichtnutzung, wobei das Lichtumlenkelement zum Anbringen an einer horizontal verlaufenden Raumdecke (4) für ein gerichtetes Umlenken von schräg auf die Raumdecke (4) einfallenden Sonnenlichts (S) nach unten in das Rauminnere flächig ausgebildet ist, mit einer Vorderseite (V), auf die das einfallende Sonnenlicht (S) auftrifft und einer der Vorderseite (V) gegenüberliegenden Rückseite (R), dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) aus einem Sonnenlicht transparenten Material besteht, und dass zumindest die Vorderseite (V) des Lichtumlenkelementes (5) eine Oberflächenstruktur aufweist, durch die das auf das Lichtumlenkelement (5) einfallende Sonnenlicht (S) in das Innere des Lichtumlenkelements (5) eindringt, dass wenigstens eine optische Grenzfläche an der Vorder- (V) oder Rückseite (R) ausgebildet ist, an der das Sonnenlicht (S) im Inneren des Lichtumlenkelements (5) eine Totalreflexion erfährt, und dass wenigstens eine Austrittsfläche an der Vorder- (V) oder Rückseite (R) ausgebildet ist, durch die das Sonnenlicht (S) aus dem Lichtumlenkelement (5) nach unten gerichtet in das Rauminnere austritt.Light deflection element ( 5 ) for daylight use, the light deflecting element for attachment to a horizontally running ceiling ( 4 ) for a directed redirection from oblique to the ceiling ( 4 ) incident sunlight (S) is flat in the interior of the room, with a front (V) on which the incident sunlight (S) strikes and a back (R) opposite the front (V), characterized in that the light deflecting element ( 5 ) consists of a sunlight transparent material, and that at least the front side (V) of the light deflecting element ( 5 ) has a surface structure through which the light deflecting element ( 5 ) incident sunlight (S) inside the light deflecting element ( 5 ) penetrates that at least one optical interface is formed on the front (V) or rear (R) at which the sunlight (S) inside the light deflecting element ( 5 ) undergoes total reflection, and that at least one exit surface is formed on the front (V) or rear (R) through which the sunlight (S) emerges from the light deflecting element ( 5 ) emerges downwards into the interior of the room.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur aus einer Anzahl identischer und parallel nebeneinander verlaufender Einzelprofile (E) zusammengesetzt ist, deren Profilquerschnitte sich in Profilrichtung nicht ändern.Light deflecting element according to claim 1, characterized in that the surface structure from a number of identical and parallel ones Individual profiles (E) is composed, their profile cross sections do not change in the direction of the profile.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) parallel, schräg oder senkrecht zur Raumdecke (4) angeordnet ist.Light deflecting element according to claim 1 or 2, characterized in that the light deflecting element ( 5 ) parallel, diagonally or perpendicular to the ceiling ( 4 ) is arranged.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) parallel zur Raumdecke (4) angeordnet ist, dass die Einzelprofile (E) der Vorderseite (V) jeweils eine Empfangsfacette (6) und eine Abstrahlfacette (7) aufweisen, die derart geneigt zueinander angeordnet sind, dass das einfallende Sonnenlicht (S) nahezu senkrecht die Empfangsfacette (6) durchdringt und nahezu senkrecht durch die Abstrahlfacette (7) aus dem Lichtumlenkelement (5) austritt, und dass die Rückseite (R) des Lichtumlenkelements (5) ebenfalls eine Oberflächenstruktur aufweist, deren Einzelprofile (E) jeweils eine Reflexionsfacette (8), die derart geneigt ist, dass das durch die Empfangsfacette (6) eingestrahlte Sonnenlicht (S) an ihr eine Totalreflexion erfährt, und eine Verbindungsfacette (9), die weitgehend parallel zur Richtung des einfallenden Sonnenlichts (S) orientiert ist, aufweisen.Light deflecting element according to claim 2, characterized in that the light deflecting element ( 5 ) parallel to the ceiling ( 4 ) is arranged so that the individual profiles (E) of the front (V) each have a receiving facet ( 6 ) and a radiation facet ( 7 ) which are arranged inclined to each other in such a way that the incident sunlight (S) is almost perpendicular to the reception facet ( 6 ) penetrates and almost vertically through the radiation facet ( 7 ) from the light deflection element ( 5 ) emerges and that the rear (R) of the light deflecting element ( 5 ) also has a surface structure, the individual profiles (E) of which each have a reflection facet ( 8th ), which is inclined in such a way that the reception facet ( 6 ) radiated sunlight (S) experiences a total reflection on it, and a connecting facet ( 9 ), which is oriented largely parallel to the direction of the incident sunlight (S).

Lichtumlenkelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) parallel zur Raumdecke (4) angeordnet ist, dass die Rückseite (R) des Lichtumlenkelements (5) eben ausgebildet ist und das auf diese auftreffende Sonnenlicht (S) eine Totalreflexion erfährt, und dass die Einzelprofile (E) an der Vorderseite (V) eine Empfangsfacette (6), die derart orientiert ist, dass das einfallende Sonnenlicht (S) in das Lichtumlenkelement (5) mittels Lichtbrechung oder brechungsfrei einkoppelt, sowie eine Anzahl von Abstrahlfacetten (7) aufweist, die über Verbindungsabschnitte (11) miteinander verbunden sind und durch die das Sonnenlicht (S) aus dem Inneren des Lichtumlenkelements (5) eine Brechung in das Rauminnere nach unten erfährt.Light deflecting element according to claim 2, characterized in that the light deflecting element ( 5 ) parallel to the ceiling ( 4 ) is arranged that the back (R) of the light deflecting element ( 5 ) is flat and the sunlight (S) striking it experiences total reflection, and that the individual profiles (E) on the front (V) have a reception facet ( 6 ), which is oriented in such a way that the incident sunlight (S) enters the light deflecting element ( 5 ) by means of light refraction or without refraction, as well as a number of emission facets ( 7 ) which has connecting sections ( 11 ) are connected to each other and through which the sunlight (S) from inside the light deflecting element ( 5 ) experiences a break down into the interior of the room.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsfacette (6) relativ zur eben ausgebildeten Rückseite (R) des Lichtumlenkelements um einen Neigungswinkel (β) von 20° bis 40° und vorzugsweise von 25° bis 35° geneigt ist.Light deflecting element according to claim 5, characterized in that the receiving facet ( 6 ) is inclined relative to the rear side (R) of the light deflecting element which has just been formed by an angle of inclination (β) of 20 ° to 40 ° and preferably of 25 ° to 35 °.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlfacetten (7) senkrecht zur Rückseite (R) angeordnet sind und die Verbindungsabschnitte (11) zwischen den Abstrahlfacetten (7) parallel zu dem an der Rückseite (R) totalreflektierten Sonnenlicht (S) verlaufen.Light deflecting element according to claim 5 or 6, characterized in that the emission facets ( 7 ) are arranged perpendicular to the back (R) and the connecting sections ( 11 ) between the radiation facets ( 7 ) run parallel to the sunlight (S) totally reflected on the back (R).

Lichtumlenkelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlfacetten (7) sowie die Verbindungsabschnitte (11) in einer Profilflanke (P) des Einzelprofils (E) angeordnet sind und dass die Profilflanke (P) derart orientiert ist, dass sie parallel zu dem in das Innere durch die Empfangsfacette (6) eingestrahlte Sonnenlicht verläuft.Light deflecting element according to one of claims 5 to 7, characterized in that the emission facets ( 7 ) and the connecting sections ( 11 ) are arranged in a profile flank (P) of the individual profile (E) and that the profile flank (P) is oriented such that it is parallel to the inside through the reception facet ( 6 ) radiated sunlight runs.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) unter einem Neigungswinkel γ relativ zur Raumdecke (4) angeordnet ist, wobei für den Raumwinkel γ gilt, 20° ≤ γ ≤ 70°, vorzugsweise 25° ≤ γ ≤ 50°, und dass die Einzelprofile (E) der Vorderseite (V) jeweils eine Empfangsfacette (6) und eine Abstrahlfacette (7) aufweisen, die derart geneigt zueinander verlaufen, dass das einfallende Sonnenlicht (S) nahezu senkrecht die Empfangsfacette (6) durchdringt und nahezu senkrecht durch die Abstrahlfacette (7) aus dem Lichtumlenkelement (5) austritt, und dass die Rückseite (R) des Lichtumlenkelements (5) eben ausgebildet ist und das auf diese auftreffende Sonnenlicht totalreflektiert.Light deflecting element according to claim 2, characterized in that the light deflecting element ( 5 ) at an angle of inclination γ relative to the ceiling ( 4 ) is arranged, whereby for the solid angle γ, 20 ° ≤ γ ≤ 70 °, preferably 25 ° ≤ γ ≤ 50 °, and that the individual profiles (E) of the front side (V) each have a reception facet ( 6 ) and a radiation facet ( 7 ) which are inclined to each other in such a way that the incident sunlight (S) is almost perpendicular to the reception facet ( 6 ) penetrates and almost vertically through the radiation facet ( 7 ) from the light deflection element ( 5 ) emerges and that the rear (R) of the light deflecting element ( 5 ) has just been trained and totally reflects the sunlight hitting it.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) senkrecht zur Raumdecke (4) angeordnet ist, dass die Einzelprofile (E) an der Vorderseite (V) jeweils eine Empfangsfacette (6), die derart orientiert ist, dass das einfallende Sonnenlicht (S) in das Lichtumlenkelement (5) mittels Lichtbrechung einkoppelt, sowie eine Reflexionsfacette (8) aufweisen, an der das in das Innere des Lichtumlenkelements (5) durch die Empfangsfacette (6) eingestrahlte Sonnenlicht (S) eine Totalreflexion erfährt, und dass die Rückseite (R) des Lichtumlenkelements (5) eben ausgebildet und senkrecht zur Raumdecke (4) orientiert ist, und dass die Rückseite (R) das an der Reflexionsfacette (8) totalreflektierte Sonnenlicht mittels Lichtbrechung nach unten in das Rauminnere umlenkt.Light deflecting element according to claim 2, characterized in that the light deflecting element ( 5 ) perpendicular to the ceiling ( 4 ) is arranged so that the individual profiles (E) on the front (V) each have a receiving facet ( 6 ), which is oriented in such a way that the incident sunlight (S) enters the light deflecting element ( 5 ) by means of light refraction, as well as a reflection facet ( 8th ) at which the inside of the light deflecting element ( 5 ) through the reception facet ( 6 ) radiated sunlight (S) experiences a total reflection, and that the back (R) of the light deflecting element ( 5 ) flat and perpendicular to the ceiling ( 4 ) and that the back (R) is on the reflection facet ( 8th ) totally reflected sunlight is deflected downwards into the room by means of light refraction.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfacette (8) in etwa senkrecht zur Rückseite (R) verläuft und dass die Empfangsfacette (6) gegenüber der Reflexionsfacette (8) einen Neigungswinkel β von 20° bis 40°, vorzugsweise von 25° bis 35°, einschließt.Light deflecting element according to claim 10, characterized in that the reflection facet ( 8th ) runs approximately perpendicular to the back (R) and that the reception facet ( 6 ) compared to the reflection facet ( 8th ) includes an angle of inclination β of 20 ° to 40 °, preferably of 25 ° to 35 °.

Lichtumlenkelement nach 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelprofile (E) der Vorderseite (V) des Lichtumlenkelements (5) eine Durchlaßfacette (14) aufweisen, die parallel zur Rückseite (R) orientiert ist, so dass das auf die Durchlaßfacette (13) einfallende Sonnenlicht (S) ohne Ablenkung das Lichtumlenkelement (5) passiert.Light deflecting element according to 10 or 11, characterized in that the individual profiles (E) of the front (V) of the light deflecting element ( 5 ) a passage facet ( 14 ), which is oriented parallel to the rear side (R), so that it fits onto the passage facet ( 13 ) incident sunlight (S) without deflecting the light deflecting element ( 5 ) happens.

Lichtumlenkelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelprofile (E) auf der Vorderseite (V) des Lichtumlenkelements (5) eine Abfolge der folgenden Flächenabschnitte aufweisen: an der Reflexionsfacette (8) grenzt unmittelbar die Empfangsfacette (6) an, die mit einer Durchlaßfacette (14) verbunden ist, die entweder direkt oder über einen Verbindungsabschnitt (15) mit der Reflexionsfacette eines unmittelbar benachbarten Einzelprofils verbunden ist.Light deflecting element according to one of claims 10 to 12, characterized in that the individual profiles (E) on the front (V) of the light deflecting element ( 5 ) have a sequence of the following surface sections: on the reflection facet ( 8th ) immediately borders the reception facet ( 6 ) with a passage facet ( 14 ) which is connected either directly or via a connecting section ( 15 ) is connected to the reflection facet of an immediately adjacent individual profile.

Lichtumlenkelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche bzw. die Abstrahlfacetten (7) mit einer vorwärtsstreuenden Oberfläche beaufschlagt sind.Light deflecting element according to one of claims 1 to 13, characterized in that the exit surface or the emission facets ( 7 ) are exposed to a forward scattering surface.

Lichtumlenkelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vorwärtsstreuende Oberfläche eine Schicht mit Mikrostrukturen oder makroskopische Strukturen aufweist, an der das Sonnenlicht eine Streuung in Vorwärtsrichtung erfährt.Light deflecting element according to claim 14, characterized in that the forward scattering surface is a Has a layer with microstructures or macroscopic structures, where the sunlight is scattered in the forward direction.

Lichtumlenkelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (5) als Folie gefertigt ist und aus einem transparenten Polymer besteht.Light deflecting element according to one of claims 1 to 15, characterized in that the light deflecting element ( 5 ) is made as a film and consists of a transparent polymer.

Lichtumlenkelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenlicht transparente Material aus dem das Lichtumlenkelement gefertigt ist, lichtstreuend ausgebildet istLichtumlenkelement according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the sunlight transparent material from which the light deflecting element is made, designed to be light-scattering is