DE4225006A1 - Oberlicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Oberlicht mit zwei einander paarweise zugeordneten Scheiben.

Die üblichen Oberlichter an den Dächern von Ateliers, Fabrikgebäuden oder auch Wohnräumen haben den Nachteil, daß sie Licht nahezu nur in senkrechter Richtung durch­ lassen. Dies liegt daran, daß der Himmel im bewölkten Zustand diffuses Licht aussendet, das zu einem ganz überwiegenden Anteil aus dem Zenit senkrecht von oben her einfällt. Diffus einfallendes Licht, das durch ein Oberlicht fällt, beleuchtet daher nur eine Raumzone senkrecht unter dem Oberlicht, bewirkt jedoch eine nur unzureichende seitliche Ausleuchtung in die Raumtiefe hinein. Dies hat zur Folge, daß ein Raum, der nur durch Oberlichter Tageslicht erhält, zahlreiche Oberlichter mit verhältnismäßig geringem Abstand benötigt.

Aus DE 38 40 262 A1 ist ein transparentes Wandelement für Gebäude bekannt, das an einer Glasscheibe ein holographisches Beugungsgitter aufweist, welches eine Umlenkung des aus dem zenitnahen Bereich des bedeckten Himmels einfallenden Tageslicht in die Tiefe des Raumes bewirkt. Hierbei handelt es sich um ein Wandelement in einer senkrechten Wand, mit dem das schräg von oben her einfallende Tageslicht im wesentlichen horizontal um­ gelenkt wird. Für eine solche Umlenkung besteht bei einem Oberlicht anscheinend kein Anlaß, da das senk­ recht einfallende Licht generell auch senkrecht in den Raum eingeleitet werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Oberlicht zu schaffen, das eine breite Raumausleuchtung bewirkt, so daß die Zahl der für eine Raumausleuchtung benötig­ ten Oberlichter verringert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patenanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Nach der Erfindung weist das Oberlicht zwei paarweise angeordnete Scheiben auf, von denen jede lichtlenkende Wirkung hat. Die Scheiben sind so ausgebildet, daß sie diffus einfallendes Licht in einander in Draufsicht entgegengesetzte Hauptabstrahlrichtungen leiten. Während bei einem üblichen Oberlicht eine über die Raumbreite sehr unterschiedliche Beleuchtung erfolgt, wird durch das erfindungsgemäße Oberlicht die Beleuch­ tung nach entgegengesetzten Seiten hin verteilt, so daß ein sehr breiter Bereich mit weitgehend gleichmäßiger Ausleuchtung entsteht. Das erfindungsgemäße Oberlicht spart annähernd zwei Oberlichter, die üblicherweise zusätzlich vorhanden sein müßten, um eine gleichwertige Raumausleuchtung zu erhalten.

Die lichtlenkende Wirkung der Scheiben wird vorzugs­ weise durch Hologramme bewirkt, die auf den Scheiben angebracht werden. Die Erzeugung der Hologramme kann in der Weise erfolgen, wie in DE 38 40 262 A1 angegeben ist. Derartige Hologramme bilden in einer sehr dünnen Schicht Beugungsgitter mit lichtlenkender Wirkung. Dabei können Beugungsgitter unterschiedlicher Arten benutzt werden, beispielsweise reguläre Beugungsgitter aus parallelen geradlinigen äquidistanten Strichen oder auch Beugungsgitter aus konzentrischen ellipsenförmigen Gitterlinien (Seitenbandzonenplatten). Alternativ ist es auch möglich, die Scheiben eines Paares als Fresnel- Prismen auszubilden. Schließlich kommen auch andere bei Transmission lichtlenkende Strukturen in Betracht, wie z. B. Prismen.

Die Scheiben bilden einen Teil der Außenhaut des Gehäu­ ses und sie wirken neben ihren optischen Eigenschaften auch als Wetterschutz.

Vorzugsweise sind die Scheiben eines Paares in ent­ gegengesetzten Richtungen schräggestellt, so daß der Ablenkwinkel geringer sein kann als bei flachen Scheiben. Dadurch werden die durch die Ablenkung her­ vorgerufenen Lichtverluste verringert.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnun­ gen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein mit dem Ober­ licht versehenes Gebäude,

Fig. 2 Beleuchtungsstärkeverteilungen mit herkömm­ lichem Oberlicht und mit dem erfindungsgemäßen Oberlicht,

Fig. 3 eine Ansicht eines regulären holographischen Beugungsgitters, Fig. 3a einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 3, Fig. 3b einen Schnitt entlang der Linie H-H von Fig. 3,

Fig. 4 eine Ansicht einer holographischen Seitenband­ zonenplatte, Fig. 4a einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 4 und Fig. 4b einen Schnitt entlang der Linie H-H von Fig. 4,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel mit horizontalen Schei­ ben,

Fig. 6 eine Draufsicht eines pyramidenförmigen Ober­ lichts und

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII von Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein Gebäude 10 dargestellt, dessen Dach mit 11 und dessen Boden mit 12 bezeichnet ist. Im Dach 11 befindet sich ein Oberlicht 13 aus zwei dachartig schräggestellten Scheiben 13a, 13b, die sich über eine größere Länge des Daches 11 erstrecken und eine Art Lichtband bilden. Die Scheiben 13a und 13b tragen Holo­ gramme, die derart ausgebildet sind, daß sie von oben einfallendes Licht seitlich ablenken. Licht, das in die linke Scheibe 13a einfällt wird als schräg nach unten gelenktes Licht 15a weitergeleitet und Licht, das in die rechte Scheibe 13b einfällt wird als schräg nach links unten gerichtetes Licht 15b weitergeleitet. Dadurch entstehen die in Fig. 1 dargestellten Licht­ wege.

In der Darstellung a) von Fig. 2 ist die Beleuchtungs­ stärke über dem Boden 12 in dem Fall dargestellt, daß die Scheiben 13a und 13b konventionelle Scheiben sind, die das Licht geradlinige durchlassen. In diesem Falle ergibt sich die Lichtverteilung 16, die unter dem Ober­ licht 13 ein ausgeprägtes Maximum hat und zu den Seiten hin steil abfällt. Auf der Ordinate ist die Beleuch­ tungsstärke E und auf der Abszisse der Ort s auf dem Boden 12 quer zur Längsrichtung des Oberlichts auf­ getragen.

Die Darstellung b) von Fig. 2 zeigt die Lichtverteilung 17, die sich infolge der lichtlenkenden Hologramme auf den Scheiben 13a und 13b ergibt. Der Boden 12 ist über eine große Breite hinweg nahezu gleichmäßig ausge­ leuchtet.

Die dargestellten Lichtverhältnisse ergeben sich bei diffus einfallendem Außenlicht, also bei bewölktem Himmel, wenn das Maximum des Lichts aus dem Zenit einfällt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen lichtlenkende Hologramme, mit denen die Scheiben 13a und 13b versehen sein können.

Die Fig. 3, 3a und 3b zeigen ein reguläres holo­ graphisches Beugungsgitter, bei dem gerade parallele Gitterlinien 25 in gleichen Abständen angeordnet sind. Fig. 3 zeigt die zugehörige Lichtablenkung in der Ebene V-V von Fig. 3. Man erkennt, daß die einfallende Strah­ lung um in der quer zu den Gitterlinien verlaufenden Ebene V-V einen Ablenkwinkel abgelenkt wird, wobei dieser Ablenkwinkel entsprechend den im Licht enthal­ tenden Spektralfarben variiert. In der Ebene H-H, die parallel zu den Gitterlinien verläuft, erfolgt dagegen keine Ablenkung (Fig. 3b).

Für die Segmente können auch Seitenbandzonenplatten verwendet werden, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind. Eine solche Seitenbandzonenplatte besteht aus einem Hologramm aus konzentrischen ellipsenförmigen Gitter­ linien 25 mit unterschiedlichen Abständen. Hierbei erfolgt eine Ablenkung sowohl in der Ebene V-V (Fig. 4a) als auch in der hierzu senkrechten Ebene H-H (Fig. 4b), wobei der Ablenkwinkel nach Spektralfarben unterschiedlich ist.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform des Oberlichts 13 dargestellt, bei dem die Scheiben 13a und 13b in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen. Die auf den Scheiben vorhandenen Hologramme sind so ausgebildet, daß vertikal einfallendes Licht von der linken Scheibe 13a schräg nach links außen und unten abgelenkt wird und daß senkrecht einfallendes Licht von der rechten Scheibe 13b schräg nach rechts unten abgelenkt wird. Dadurch entstehen die Lichtströme 15a und 15b, die sich - anders als bei Fig. 1 - hier nicht kreuzen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Oberlicht 13 in Form einer Pyramide, die hier quadratischen Grundriß hat. Jeweils zwei im wesentlichen dreieckige Scheiben 13a und 13b, die einander gegenüberliegende Pyramidenflächen bilden, stellen ein Scheibenpaar dar. Ebenso stellen die Scheiben 14a und 14b ein Scheibenpaar dar. Sämtliche Scheiben sind mit Hologrammen versehen, wobei gemäß Fig. 7 die Hologramme der schrägen Scheiben 13a und 13b vertikal einfallendes Licht in (Draufsicht) einander entgegengesetzte Hauptabstrahlrichtungen 15a, 15b ab­ lenken. Die Scheiben 14a und 14b sind in gleicher Weise ausgebildet wie die Scheiben 13a und 13b, so daß die gleiche Wirkung auch in einer zu Fig. 7 rechtwinkligen vertikalen Schnittebene eintritt.

Claims (6)

1. Oberlicht mit zwei einander paarweise zugeord­ neten, unterschiedliche Flächenbereiche ab­ deckenden Scheiben (13a, 13b), dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (13a, 13b) lichtlenkend ausge­ bildet sind, derart, daß sie aus dem Zenit ein­ fallendes Licht in einander in Draufsicht ent­ gegengesetzte Hauptabstrahlrichtungen (15a, 15b) umlenken.

2. Oberlicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (13a, 13b) in entgegengesetzten Richtungen dachförmig schräggestellt sind.

3. Oberlicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheiben (13a, 13b) lichtlenkende Hologramme tragen.

4. Oberlicht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hologramme aus Beugungsgittern aus regu­ lären geraden Gitterlinien oder aus konzentrischen ellipsenförmigen Gitterlinien mit unterschied­ lichen Abständen bestehen.

5. Oberlicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hauptabstrahlrich­ tungen (15a, 15b) einander unter den Scheiben (13a, 13b) kreuzen.

6. Oberlicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Paare von Scheiben (13a, 13b; 14a, 14b) vorgesehen sind, wobei jeweils die Scheiben eines Paares einander gegen­ über angeordnet sind.