DE102011078079A1

DE102011078079A1 - Tageslichtrolladen V

Info

Publication number: DE102011078079A1
Application number: DE201110078079
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-25
Filing date: 2011-06-25
Publication date: 2012-12-27

Abstract

Die Erfindung betrifft Rollläden mit Lichttransmission. Diese bestehen aus einzelnen Rollladenprofilen 52, 55 mit einer sonnenbestrahlten Ansichtshöhe H. Die Rollladenprofile sind über haken- oder T-förmige Profilierungen 47, 48 ineinander geschoben und/oder über Zwischenprofile auf Distanz gehalten, wobei die Verhakungen 47 beim Aufziehen ineinandergreifen und beim Ablassen der Rollläden die einzelnen Rollladenprofile 52, 55 aufeinander sitzen. Die Rollladenprofile weisen im Bereich der Verhakungen oder der Zwischenprofile Durchbrüche und eine Durchsichtsbreite D 42, 43 auf, durch die ein Lichteintritt 62 zwischen den Rollladenprofilen möglich ist. Die Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Die Rollladenprofile bilden Lichtaufnahmeerker mit einer Lichtaufnahmeweite W, die mindestens jeweils eine Lichteinlenkfläche 56–59, 100–105 über der Breite b der Rollladenprofile aufweisen. Die Lichteinlenkflächen weisen eine Breite B auf. Die Lichteinlenkflächen sind in einem Winkel vorzugsweise > 0° zur Horizontalen angeordnet. Die Lichteinlenkflächen lenken Sonneneinstrahlung nach innen in den oberen Halbraum um.

Description

Die Erfindung betrifft Tageslichtrollläden gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der CH 345145 A , CH 520 259 A , DE 1 804 509 U , DE 200 09 630 U1 ist bekannt, Rollläden mit variablem Lichtverschluss herzustellen. Fahren die Rollladenprofile vollständig ineinander, so ergibt sich eine Verdunkelung. Wird der Rollladen aufgezogen, so ergeben sich Lichtschlitze in den einzelnen Rollladenprofilen, die durch ein Stanzbild erzeugt werden. Einzelne Profilstäbe gleiten innerhalb eines Hakenverschlusses ineinander und geben beim Aufziehen des Rollladens das Stanzbild für einen Tageslichteinfall frei.
Der Nachteil dieser Rollläden ist, dass beim vollständigen Herablassen der Rollläden es entweder zu einer Totalverdunkelung und beim Aufziehen der Rollläden zu einem blendenden Licht-Punktraster im Rollladen selbst sowie bei Sonnenlichteinfall im Innenraum kommt. Daher sind die bekannten Rollläden als Sonnenschutzmaßnahmen im Verwaltungsbau nicht geeignet. Weder ist die Totalverdunkelung noch der Lichtraster auf einer Arbeitsebene akzeptabel. Durch den Lichtraster erfolgt keine ausreichende Beleuchtung des Innenraumes, insbesondere nicht in der Raumtiefe. Der Lichtraster wirkt jedoch aufgrund seines Hell- und Dunkelkontrastes sehr blendend. Auch ermöglichen die bekannten Rollläden keine Durchsicht. Eine gute Durchsicht ist jedoch Bedingung für Beschattungsanlagen im Verwaltungsbau. Allen bekannten Rollläden fehlt es an einer Vorrichtung und an der Fähigkeit zur Umlenkung von Tageslicht an die Decke und in die Raumtiefe. Dies betrifft auch die CH 345145 A . (Siehe 01, 02)
Weiterhin ist bekannt, miniaturisierte Rollladenstäbchen mittels eines Abstand haltenden Metallbandes in einer fixierten Distanz zueinander anzuordnen, so dass sich im herabgelassenen Zustand grundsätzlich eine gewisse Durchsicht und ein Lichteintritt zum Innenraum ergeben. Der Nachteil dieser Vorrichtung wiederum ist, dass der Lichteintritt nicht variiert werden kann. Der Rollladen kann weder auf verschiedene Sonneneinfallswinkel reagieren, noch kann der Lichteintritt zum Innenraum und die Tageslichtausleuchtung modelliert bzw. variiert werden. Das auf die Rollläden von außen einfallende Licht wird nicht nach innen, sondern zum Schutz vor Überhitzung im Wesentlichen nach außen zurück reflektiert. (Produkt Senn der Firma Claus Markisen)
Alle bekannten Rollläden haben Stanzöffnungen für einen Lichteinfall in den Innenraum. Es fehlt jedoch an einer Lichtführung zur verbesserten Raumausleuchtung und Energieeinsparung für elektrische Beleuchtung. Dies betrifft auch die JP 100 963 81 A und die FR 2 941 989 , die jeglichen Eintritt direkter Strahlung bzw. monoreflektierter Strahlung verhindern. Die FR 2 941 989 lenkt allenfalls diffuses Licht aus dem unteren Halbraum über Zweifachreflexion in den Innenraum ein. Weder ergibt sich eine Durchsicht, noch eine Raumausleuchtung mit Tageslicht.
Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, einen Rollladen zu entwickeln, der die Möglichkeit bietet, unter Berücksichtigung der Einfallswinkel der Sonne die direkte und die indirekte Lichttransmission, die Richtung des transmittierten Lichtes an die Decke und in die Raumtiefe, die Beschattung und die Durchsichtigkeit innerhalb eines Behanges zu bestimmen. Es geht der Erfindung darum, den Rollladen in seiner Funktionalität zusätzlich zur Tageslichtversorgung von Innenräumen zu ertüchtigen, um Strom für die Beleuchtung zu sparen und die internen Wärmelasten infolge elektrischer Beleuchtung zu minimieren sowie die externen Wärmelasten im Sommer zu reduzieren und gleichzeitig einen blendfreien Arbeitsplatz zu gewährleisten.
Diese komplexe lichttechnische und bauphysikalische Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches gelöst.
Der entscheidende Vorteil ist die Ertüchtigung eines Rollladenprofils zur Tageslichteinlenkung mittels eines integrierten Teilstücks zur Lichtumlenkung in den oberen Halbraum an die Innenraumdecke und/oder in die Raumtiefe zu lenken, ohne den Arbeitsplatz zu blenden.
Weitere Vorteile der Erfindung sind die Möglichkeit

1. die direkte Lichttransmission zwischen den Rollladenstäben über die Sonnenhöhenwinkel bzw. über Auf- und Abfunktion zu regeln
2. die indirekte Lichttransmission – also das an die Decke und in die Raumtiefe umgelenkte Tageslicht in seiner Einstrahlungsrichtung bzw. in seiner Lichtverteilung zu regeln
3. die Beschattung des Arbeitsplatzes zur Verhinderung von Lichtstreifenbildungen auf der Arbeitsebene zu regeln
4. die Durchsicht des Rollladens zu regeln
5. die Energierückstrahlung bzw. die Gesamtenergietransmission zu regeln.

Diese Vorteile werden durch die spezifische Ausbildung von Lichtaufnahmeerkern erreicht, die unterschiedliche Winkel α der Schattenlinien aufweisen. Die Lichtaufnahmeerker sind durch Lichtlenkflächen mit flacher Neigung definiert und werden durch die Breite B der Rollladenprofile bestimmt. Die Schutzfunktion vor zu starker Sonneneinstrahlung (Gesamtenergiedurchgang des Rollladens) und die Versorgungsfunktion mit Tageslichtausleuchtung werden durch die Öffnungsweite W des Lichtlenkerkers im Verhältnis zur Höhe H des Rollladenprofils definiert (W/H).
Zur besseren Raumtiefenausleuchtung kann der Behang in einer weiteren Ausgestaltung im oberen Fensterbereich offener und zu einer besseren Beschattung des fensternahen Arbeitsplatzes im unteren Fensterbereich optisch dichter eingestellt werden. Der Behang verfügt also innerhalb seiner Höhe über eine variable, dem Sonneneinfall und den Arbeitsplatzbedingungen anpassungsfähige Optik durch Ausbildung von Funktionszonen, wobei der obere Teil der verbesserten Tageslichtnutzung und der untere Teil der erforderlichen Beschattung dienen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Einstellung der Tageslichttransmission zum Innenraum ausschließlich über eine Auf- und Ab-Funktion des Rollladens erfolgt. Setzen sich die Profile bei einer Ab-Funktion des Rollladens aufeinander, so wird die Winkelneigung der Schattenlinie in einer Grundposition α₂ eingestellt (1, 5). Fährt der Rollladen auf und hängen die Profile ineinander, so ergibt sich eine zweite, steiler eingestellte Schattenlinie im Winkel α₁ (3, 4). Die Logik des Rollladens besteht darin, dass sich die einzelnen Rollladenstäbe in einer Ab-Funktion zunächst im unteren Bereich aufeinandersetzen, damit der fensternahe Arbeitsplatz gut beschattet oder sogar verdunkelt ist (10, 12), während die Rollladenstäbe im oberen Bereich noch ineinander hängen und sich damit der Durchsicht und dem Lichteintritt weiter öffnen, so dass eine gute Raumtiefenausleuchtung über das Oberlicht gegeben ist. Die direktionale Raumausleuchtung bzw. die Lichtverteilung zum Innenraum wird über ein Lichteinlenkteilstück mit einer Breite B definiert. Form und Neigungswinkel des Lichteinlenkteilstücks mag auch innerhalb eines Behanges so variieren, dass das Sonnenlicht im unteren Rollladenteil blendfrei steil nach oben an die Decke (9) und im oberen Rollladenteil flach nach innen in die Raumtiefe umgelenkt wird (11).
Erfindungswesentlich ist das Lichteinlenkteilstück im Rollladenprofil bzw. dessen Breite und Ausformung sowie dessen Neigung. Erfindungswesentlich ist weiterhin die Beschattung des jeweils oberen Profils zur Vermeidung von Überbelichtung und Überhitzung des Innenraumes gegenüber hohen sommerlichen Sonnenständen durch die Definition der Öffnungsweite W des Lichtlenkerkers (15). Der Lichtlenkerker ist somit als ein Loggia ähnlicher Hohlraum definiert, der sich hinter der Außenflucht der Rollläden befindet.
Im Gegensatz zu jalousieartigen Beschattungsanlagen oder jalousierbaren Rollläden, die Schließ- oder Öffnungsbefehle durch Drehung der Lamellenkippwinkel bzw. durch Ausschwenken von Rollladenprofilteilen einheitlich über die gesamte Höhe des Behanges vollziehen, ist der erfindungsgemäße Tageslichtrollladen durch eine Zonierung in untere Rollladenbereiche und obere Rollladenbereiche zum Beispiel oberhalb von Aughöhe gekennzeichnet. Die Schattenlinien S bzw. die Licht- und Energietransmissionswerte des Rollladens zwischen oberen und unteren Rollladenzonen innerhalb eines Rollladens sind frei zu variieren. Die offenen und geschlossenen Anteile innerhalb eines Rollladens, insbesondere in der Höhe und der Flächenausdehnung, sind durch ein Auf- und Abfahren frei zu wählen und damit dem Sonneneinfallswinkel und dem Beschattungserfordernis am fensternahen Arbeitsplatz einerseits und der Aughöhe eines im Innenraum stehenden und in den Behang schauenden Menschen andererseits blendfrei anzupassen. Durch die Breite B und die Ausformung der Lichteinlenkteilstücke werden die Richtung und die Lichtverteilung zum Innenraum definiert. Durch die Öffnungsweite W im Verhältnis zu den opaken, retroreflektierenden Teilflächen wird die quantitative Lichttransmission einerseits und die Schutzfunktion vor Überhitzung (Gesamtenergietransmission) des Rollladens andererseits definiert. Die Lichterker sind so ausgebildet, dass die erfindungsgemäßen Lichtleit- bzw. die flach angestellten Lichteinlenkflächen/-spiegel von außen beregnet werden können und damit einer Selbstreinigung unterliegen. Auf die Lichteinlenkflächen eindringender Regen läuft nach außen ab und nimmt den abgelagerten Staub mit.
Weitere Vorteile werden anhand der Figuren erläutert:
Es zeigen:
01 und 02 ein Rollladenprofil zum Stand der Technik
1 und 1.a den Querschnitt durch eine Fensterzone mit den optischen, visuellen und thermischen Grundfunktionen des erfindungsgemäßen Rollladens
2 und 3 zeigt die einzelnen Rollladenstäbe ineinanderhängend bzw. aufeinander sitzend
2.1 wie 2 und 3 in vergrößertem Maßstab
2.2 wie 2 in Originalgröße
2.3 wie 2.1 mit den verschiedenen optischen und visuellen Funktionen
2.4 / 3.1 mit einer Variante der Profilausführung zur Aufwicklung mit innen liegender Wickelwelle
4 zeigt die Art der Aufwicklung des Behangs mit außen liegender Wickelwelle
5 zeigt Profilvariante gemäß 2.4 und 3.1 mit innen liegender Wickelwelle
6 und 7 zeigen Rolladenstäbe unterschiedlicher Hakenhöhe eines Behanges
8 zeigt den Querschnitt durch ein transparentes Kunststoffprofil mit eingearbeiteten Reflektoren
9 und 11 zeigen den Querschnitt durch Rollladenprofile mit unterschiedlichen Anstellwinkeln der Lichteinlenkteilstücke
10 und 12 zeigen die Profile aus 9 und 11 in komplett geschlossenem Zustand als Verdunkelung.
13 bis 16 zeigen die Lichtstrahlungsverfolgung an den Profilen aus 9 und 11 für unterschiedliche Sonneneinfallswinkel.
13.1 bis 16.1 zeigen die Lichtverteilungskurven an den Lichtlenkoberflächen reflektierter Sonnenstrahlung der Profile aus 13 bis 16.
13.1.1 und 13.1.2 sowie 15.1.1 und 15.1.2 zeigen Diagramme der Direktlichttransmission zwischen Rollladenprofilen und die Gesamtenergietransmission der Rollladen für Sonneneinfallswinkel zwischen 0° und 85°.
18 bis 20 zeigen eine weitere Variante von Rollladenprofilen mit elastischer Koppelung einzelner Profilteile.
21 zeigt die Aufwicklung von Rollladenprofilen aus 18 bis 21
22 zeigt die Aufwicklung von Rollladenprofilen aus 9 bis 11 mit elastischen Profilteilen in der Art von Gummilippen.
Die 01 und die 02 zeigen ein Rollladenprofil aus der CH 345 145A , wobei die 01 den Rollladen in einem offenen, hängenden Zustand und die 02 in einem komplett geschlossenen Verdunkelungszustand zeigt. Die Außenseiten 212, 213 der Profile 207, 208 werden zum Innenraum gedreht, um in naheliegender Weise den Versuch zu unternehmen, die geneigten Schenkel 214 und 215 bzw. 216 und 217 zur Lichtlenkung zu verwenden. Verfolgt man die Lichtstrahlung 202, 209, die auf die Teilflächen 216 trifft, nach dem Gesetz ‚Einfallswinkel = Ausfallswinkel’, so erkennt man, daß auch in umgekehrter Einbaulage eine Lichtumlenkung zum Innenraum nicht möglich ist. Die reflektierten Strahlen 203, 204 leisten keinen Beitrag zur Tageslichtausleuchtung. Lediglich diffuse Bodenstrahlung (Albedo) mag zwischen den Profilen in den Innenraum eindringen. Es ergibt sich auch nur eine minimale Durchsicht D zwischen den Profilen, obgleich die Schattenlinie 201 bei 20° Lichteinfall liegt. Im zusammengefahrenen Zustand in 02 ergibt sich ein Totalverschluß.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Rollladens sieht nun vor, in das Profil einen Tageslichtreflektor in der Art eines Lichtlenkschwertes so zu integrieren, daß Tageslicht aus dem oberen Halbraum (Himmelslicht) in den oberen Halbraum des Innenraumes (Innenraumdecke und Raumtiefe) umlenkbar ist, ohne daß Blendungen an einem Arbeitsplatz entstehen.
Diese Lichtumlenkung zum Innenraum erfolgt in einem spezifischen Anforderungskatalog, der in den 1 und 1.1 dargestellt ist.
1 zeigt den Querschnitt durch ein Geschoss mit einem fensternahen Arbeitsplatz mit der ersten Funktionszone 10 im oberen Fensterbereich und der zweiten Funktionszone 11 im unteren Fensterbereich. Die Funktion des oberen Fensterbereichs 10 ist es, Tageslicht 12, 13 in die Raumtiefe umzulenken. Die Funktion des unteren Fensterbereichs 11 ist es, primär den fensternahen Arbeitsplatz 23 zu beschatten, indem Sonne und Wärme ausgelenkt werden, wie an den Lichtstrahlen 14 und 15 dargestellt. Weitere Funktion des Oberlichtbereichs ist es, eine Durchsichtigkeit 16 aus der Raumtiefe zu ermöglichen. Im unteren Fensterbereich soll sich primär eine Durchsicht 17 auf die Straßenebene ergeben.
Weitere Funktionen sind in der 1.1 dargestellt. Im unteren Fensterbereich sollte sich eine Schattenlinie 20 zwischen zwei Rollladenstäben in einem sehr flachen Winkel α₁ ergeben, um den fensternahen Arbeitsplatz gegenüber direkter, hoher Sonneneinstrahlung zu schützen. Im oberen Fensterbereich kann die Schattenlinie 22 steiler in einen Winkel α₂ angelegt sein, ohne den fensternahen Arbeitsplatz zu blenden. Es ergeben sich auf der Arbeitsebene 23 unterschiedliche Schattenzonen 18, 19 die einerseits passiv durch den Sonneneinfall und andererseits aktiv durch die Abfahrposition eines Rollladens geregelt sind.
Die 1 und 1.1 erläutern damit die Aufgaben und Funktionen eines Sonnenschutzes unter dem Gesichtspunkt

– der Direktblendung durch Regelung des direkten Lichteinfalls
– der Beschattung und Vermeidung von Streifenbildung auf der Arbeitsfläche 23 durch Bestimmung der Neigung der Schattenlinien
– des quantitativen Lichteinfalls und der Richtung der Lichtumlenkung in die Raumtiefe (Versorgungsfunktion) und
– der Anpassung des Rollladens für unterschiedliche Sonneneinfallswinkel zu unterschiedlichen Tages- und Jahreszeiten (visuelle und thermische Behaglichkeit)
– sowie die Gesamtenergietransmission (Schutzfunktion).

Einem intelligenten Tageslichtrollladen kommt nun die Aufgabe zu, diese unterschiedlichen Anforderungen und Funktionen zu gewährleisten. Die 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäßen Rollladenstäbe in ihren unterschiedlichen Positionen zur Erfüllung der vorgenannten Aufgaben.
2 zeigt wie die erfindungsgemäßen Rollladenprofile im Oberlichtbereich ineinander hängen. In hängender Position weisen diese eine definierte Durchsicht und eine definierte Schattenlinie auf.
3 zeigt die gleichen Rollladenprofile wie sie im unteren Fensterbereich aufeinander sitzen. Durch das Ineinanderschieben der Rollladenprofile verändern sich die Schattenlinie, die Durchsicht, der Lichteintritt und die Gesamtenergietransmission.
Die Figur zeigt einen Sonneneinfall 26 auf die Rollladenprofile in einem Winkel α₂. α₂ ist die Winkelneigung der Schattenlinie. Sonneneinfall in einem Einfallswinkel < α₂ kann zum Teil zwischen den Profilen in den Innenraum eindringen. Der Anteil 27, der auf die erfindungsgemäße, Licht umlenkende Oberseite des Rollladenprofils fällt, wird, wie mit dem Strahlengang 28 symbolisiert, in den Innenraum eingelenkt. Somit erfolgt trotz vollständiger Beschattung eine sehr gute Raumausleuchtung über das Oberlicht eines Fensters in die Innenraumtiefe. Gleichzeitig ergibt sich zwischen den Rollladenprofilen eine hervorragende Durchsicht 29. Um die Lichtlenkung 28 zu intensivieren kann das gesamte Rollladenprofil oder nur das Teilstück 34 reflektierend, z.B. durch Aufbringung eines Spiegels ausgebildet werden.
Im unteren Fensterbereich in 3 fahren die Rollladenprofile ineinander und reduzieren den Winkel α₁ der Schattenlinie 30. Es bleibt jedoch die Lichtumlenkung 32 für flachere Einfallswinkel der Sonne über die Licht umlenkenden Oberseiten der Rollladenprofile. Trotz der flachen Schattenlinie im Winkel α₁ bleibt eine sehr gute Durchsicht des Behangs 31 in horizontaler Blickrichtung 31 und auf die Bodenebene 33 erhalten.
Die Steuerung des Behangs, die Winkelneigung der Schattenlinien und insbesondere der Größe des Oberlichtbereichs im Verhältnis zum unteren Fensterlichtbereich ist sehr einfach nur durch die Auf- und Ab-Funktion des Behangs zu regeln.
Beim Abfahren des Behangs reduziert sich die Schattenlinie von unten nach oben kontinuierlich in dem Maße, wie sich die Profile ineinander legen. Je nach Jahreszeit und/oder Tageszeit kann der Stopp-Punkt der Abfahrt des Rollladens so programmiert werden, dass unter Berücksichtigung des Sonneneinfalls der fensternahe Arbeitsplatz bis zu einem Einfallswinkel > α₁ vollständig beschattet, dennoch durch Lichtumlenkung an die Decke gut belichtet ist.
Die 2.1 zeigt die ineinander hängenden Profile bei Führung in einem seitlichen U-Profil. Der u-förmige Führungsschacht ist in der Ansicht schematisch durch die gestrichelten Linien 40, 41 dargestellt. Die 2.2 zeigt die Profile in einer typischen Originalgröße. Je kleiner der Rollladen ausgebildet ist, umso kleiner ist der Wickeldurchmesser. Vorteilhaft ist es, die Profile in ihrer Breite sogar < 5 mm auszubilden. Die gestrichelten Bereiche 42 bis 45 zeigen den Bereich der Stanzungen, die entweder als Längschlitze oder auch als beliebige Lochbilder ausgebildet werden können. Für den Wohnungsbau wäre es z. B. empfehlenswert, die Bereiche 42 bis 45 lediglich mit feinen Löchern zu perforieren, um gleichzeitig einen Insektenschutz zu gewährleisten.
Die einzelnen Rollladenprofile bestehen aus zwei Teilstücken: Einem u-förmigen Hohlprofil 46 mit einer winkelförmigen Aufnahme 48 und einem Aufhängewinkel 47. Die Aufnahme 48 und der Aufhängewinkel 47 legen sich ineinander und arretieren damit den Rollladen in seiner offenen Funktion. Der Aufhängewinkel 47 legt sich in die Basis des U-Profils 46 und arretiert den Rollladen in einer geschlosseneren Position.
Die Besonderheit der vorliegenden Ausführung ist, dass der Rollladen niemals vollständig geschlossen ist. Durch das Ineinandergleiten der einzelnen Rollladenprofile ändert sich lediglich das Lichttransmissionsverhalten durch den Winkel α der Schattenlinie. Bei der Erfindung handelt es sich also um einen Rollladen mit definierten lichttechnischen Funktionen anpassbar an Arbeitsplatzsituationen und den Sonneneinfall. Steht die Sonne höher als die Schattenlinien kann der Behang weiter aufgefahren werden. Bei kleineren Sonneneinfallswinkeln morgens oder abends oder im Winter kann der Behang in eine geschlossenere Position gefahren werden und beschattet somit auch gegenüber den flacheren Sonneneinfallswinkeln.
Die Abhängigkeiten zwischen Lichteinfall, Durchsicht und Lichteinlenkung werden noch genauer in der 2.3 erläutert. Die unteren Profile 52, 53 sind ineinander gefahren, die oberen Profile 53, 54, 55 sind aufgefahren. Somit stellt der Behangbereich 50 die untere Fensterzone und der Behangbereich 51 die obere Fensterzone dar. Durch das Zusammenfahren des Behangs im unteren Fensterbereich reduziert sich die Durchsicht D zwischen den Profilen um das Maß D₂ – D₁ = X₃. Hiermit verbunden ist eine Winkeländerung der Schattenlinie um das Maß α₂ – α₁ = α₃. Mit dem Zusammenfahren des Behangs ändert sich auch der Lichteinfall auf die Lichtempfänger- bzw. Lichteinlenkflächen 56, 57, 58, 59, der beispielhaft an den Strahlen 60 und 61 dargestellt ist. Je nach Oberflächengestaltung und Oberseitenkontur dienen die Lichtempfängerflächen 56 bis 59 als Lichteinlenkflächen für den Lichtzugewinn im Innenraum. Wird die Oberseite der Rollladenprofile beispielsweise aus Edelstahl oder Aluminium, mit einer hochglänzenden Oberfläche hergestellt, ergibt sich eine Lichtumlenkung zum Innenraum wie an dem Strahl 64 dargestellt. Wird das Rollladenprofil beispielsweise weiß eingefärbt, so ergibt sich eine diffuse Lichteinstrahlung wie an dem Strahlenbündel 65 gezeigt.
Es handelt sich vorliegend um einen Tageslichtrollladen, dessen primäre Funktion in der Lichtgestaltung und nicht in der Verdunkelungsfunktion eines klassischen Rollladens zu suchen ist. Durch den erfindungsgemäßen Lichtaufnahmeerker wird also nicht nur der direkte Lichteinfall zwischen den Profilen, sondern auch der indirekte Lichteinfall geregelt, der durch die Lichtumlenkung am Rollladenprofil selbst erzeugt wird.
Im oberen Rollladenbereich 51 kommt es zu einer verstärkten indirekten Lichteinflutung von Zenitstrahlung, während gleichzeitig die direkte Sonneneinstrahlung mit Lichteinfall > α₂ ausgeblendet ist. Durch die erkerförmige Gestaltung der Lichteintrittsöffnungen und der Auswölbung der Teilflächen zur Lichtumlenkung erfüllt der Rollladen differenzierte Funktionen zur Tageslichtmodulation, die einerseits der verbesserten Raumausleuchtung mittels diffusen Tageslichtes, andererseits jedoch der gleichzeitigen Beschattung des Innenraumes dienen.
Die 2.4 und 3.1 zeigen jeweils Varianten der Profilausbildung, in einer aufgezogenen Position in 2.4 und einer abgelassenen Position in 3.1. Die Rollladenprofile sind durch die umgekehrte hakenförmige Verbindung der Rollladenprofile untereinander gekennzeichnet. Durch diese Umdrehung der Haken ergeben sich unterschiedliche Aufwickelrichtungen des Rollladens wie den 4 und 5 zu entnehmen ist. Während bei den Profilen in 2 und 3 die Wickelwelle gemäß 4 außen liegt, ergibt sich bei einer Profilgestaltung in 2.4 und 3.1 die Wickelwelle gemäß 5 nach innen.
Die Erfindung des Tageslichtrollladens lässt nicht nur zwei, sondern weitere Funktionszonen zu. In der 6 und 7 sind Rollladenstäbe 80, 81 für den oberen Rollladen und Rollladenstäbe 82, 83 für den obersten Rollladenbereich unterhalb des Fenstersturzes dargestellt. Die Stäbe 80, 81 und 82, 83 unterscheiden sich durch einen verlängerten Haken mit einer größeren Öffnung 84, 85. Hierdurch ergibt sich eine Schattenlinie α₂’ > α₂ und eine Durchsicht D₂’ > D₂ sowie einen größeren Lichterker W₂’ > W₂. In 7 sind die Rollladenstäbe aus 6 zusammengefahren. Entsprechend ergeben sich folgende Beziehungen: α₁’ > α₁, D₁’ > D₁, W₁’ > W₁. Mit diesen Rollladenstäben lassen sich 3 Funktionszonen innerhalb eines Rollladens ausbilden.
Die 9 und 11 zeigen eine weitere Variante der Innovation: Die Lichteinlenkteilstücke 100 bis 102 in 9 sind steiler angestellt, die Lichteinlenkteilstücke 103 bis 105 in 11 sind flacher angestellt. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Schattenlinien in einem Winkel α₁ in 9 und α₂ in 11. Es variiert auch die Durchsicht D in horizontaler Blickrichtung. Eine Ausführung gemäß 11 wird vorzugsweise im oberen Fensterbereich, eine Ausführung gemäß 9 im unteren Fensterbereich angeordnet. Es kommt hierbei im oberen Fensterbereich zu einer flachen Lichteinflutung im Winkel β₁ für einen Einfallswinkel α₄ und im unteren Fensterbereich in einem steilen Winkel β₂ gemäß 9. Somit ist die Forderung erfüllt im unteren Fensterbereich eine blendfreie Ausleuchtung mit Lichtumlenkung an die Decke und im oberen Fensterbereich eine Raumausleuchtung in der Raumtiefe zu erzielen. Mit einer konkaven Ausformung und unterschiedlicher Neigung der Lichteinlenkflächen 100 bis 105 variieren auch die Schattenlinien α₁ und α₂. Im unteren Fensterbereich ergibt sich eine sehr gute Durchsicht D auf die Straßenebene, so dass sich in Bezug auf den Nutzer eine homogene Durchsicht in der Innenansicht eines Rollladens ergibt.
Die Besonderheit dieses Rollladens ist, dass sich dieser im oberen Bereich (12) sowie im unteren Bereich (10) vollständig schließen lässt und damit auch als Verdunklung für den Wohnungsbau geeignet ist.
Die Ausführung gemäß 9 bis 12 ermöglicht über die Lichteinlenkflächen eine sehr hohe Flexibilität in der Anwendung und in der Gestaltung der lichttechnischen Verhältnisse im Innenraum.
Es versteht sich, dass ein Rollladen mit den spezifischen Lichtueinlenkflächen 100 bis 105 gemäß 9 und 11 auch mit weiteren Rollladenstäben in Anlehnung an 2 und 3 kombiniert werden kann.
Die 13 und 14 sowie die 15 und 16 erläutern die präzise Licht lenkende Optik der erfindungsgemäßen Rollladenprofile:
Die 13, 14 bezieht sich Rollladenprofile für den Oberlichtbereich aus 11, die 15 und 16 beziehen sich auf Rollladenprofile für den unteren Fensterbereich aus 9. Die 13 und 15 zeigen das Lichtlenkverhalten für einen Sonneneinfallswinkel von 15° und die 14 und 16 für einen Einfallswinkel von 40°. Das Lichtlenkverhalten der Rollladenprofile ist anhand der zugeordneten Lichtverteilungskurven (LVK) in den 13.1 bis 16.1 zu beobachten.
Die Profile gliedern sich unter optischen Gesichtspunkten in zwei Teilflächen mit gegensätzlichem Lichtlenkverhalten:

– einer Lichteinlenkfläche zum Innenraum und
– einer Sonnenlichtablenkfläche zurück nach außen. Durch die Größenverhältnisse zueinander sowie durch die Öffnungsweite W zwischen den Profilen (Lichtaufnahmeerker) wird
– das energetische Verhalten (Gesamtenergietransmission, passive Kühlleistung) und
– die Raumausleuchtung (Tageslichtversorgung) definiert.

Durch die Neigung und die konkave Ausformung der Lichteinlenkflächen zum Innenraum werden die Richtung der transmittierten Lichtstrahlung und damit die Raumtiefenausleuchtung definiert. Durch die Ausformung der Lichtablenkflächen wird die Optik bzw. das äußere Erscheinungsbild des Rollladens definiert.
Die mittlere Neigung der Lichteinlenkflächen zum Innenraum beträgt zwischen γ ca. 0° im oberen Rollladenbereich und γ ca. 30° im unteren Rollladenbereich.
Das Verhältnis zwischen Lichteinlenkfläche B und Lichtablenkfläche H eines Rollladenprofils beträgt vorzugsweise, jedoch ohne Einschränkung, B/H > 0,3 < 1.
Das Verhältnis zwischen Öffnungsweite W und Lichtablenkfläche H des Lichtaufnahmeerkers beträgt vorzugsweise, jedoch ohne Einschränkung, W/H > 0,3 < 1, jeweils mit einer Toleranz von +/–20 %.
In den 13.1.1 bis 15.1.2 sind die Gesamtenergiedurchlassgrade g (durchgezogene Linien) und die direkte Lichttransmission τ_dir zwischen den Profilen (gestrichelte Linien) in Abhängigkeit vom Einfallswinkel der Sonne zwischen 0° und 85° Sonneneinfall dargestellt. Man erkennt, dass die Direkttransmission τ_dir sowie die Gesamtenergietransmission mit zunehmenden Einfallswinkeln de Sonne abnehmen. Die Schattenlinie S ergibt sich für ein Profil aus 13 zu α₂ = 30°, für ein Profil aus 15 zu α₁ = 15°.
Als Konstruktionsrichtlinie mag Folgendes gelten:
Schattenlinie im oberen Rollladenbereich α₂ < 35°,
Schattenlinie im unteren Rollladenbereich α₁ < 25° > 10°.
In den 13.1.1 und 15.1.1 ist zusätzlich die Gesamt-Lichttransmission τ_τοτ einschließlich diffuser Lichttransmission τ_diff als strichpunktierte Linie und die Gesamtenergietransmission g des Rollladens im eingebauten Zustand vor einem isolierverglasten Fenster als gepunktete Linie dargestellt.
In den 13.1.2 bzw. 15.1.2 werden die Öffnungsweiten W zwischen den Rollladenprofilen größer gewählt, so dass sich die Schattenlinien für größere Winkel α₁–α₂ ca. 10° ergeben.
Hierdurch ergibt sich auch eine veränderte Gesamtenergietransmission g. Dies zeigt ein Vergleich zwischen den durchgezogenen Linien in 13.1.1 und 13.1.2 bzw. 15.1.1 und 15.1.2. In den Fig. sind jeweils charakteristische Zahlenwerte für die Einfallswinkel 0°, 30° und 60° angegeben. Anhand solcher Kennwerte mag der Lichttechniker und der Klimatechniker die exakte Gestaltung der Rollladenprofile unter Berücksichtigung der Breitengrade der Bauvorhaben und der Himmelsrichtungen der Fassaden festlegen und das passive Kühlverhalten einerseits und die Tageslichtausleuchtung andererseits bestimmen.
Die Rollladenstäbe erhalten in Längsrichtung eine Art Bohrung 110–115 (10 und 12) zur Aufnahme eines stirnseitigen Stoppers, der das gegenseitige Verrutschen der Profile in ihrer Längsrichtung verhindert.
Eine Besonderheit der dargestellten Rollladenprofile liegt auch in den elastischen Profilteilen 120–125. Es handelt sich hierbei um Gummilippen, die sich beim Aufwickeln des Rollladens an das Grundprofil andrücken und damit eine reduzierte Profilbreite b bilden. Der Vorteil ist, dass sich beim Aufwickeln durch die Querschnittsverminderung eine kleinere Wickelwelle realisieren lässt, wie in 22 zu sehen. Die Querschnittsreduzierung auf der Wickelwelle ist an den Verformungen der Gummilippen 272 bis 278 in 22 zu erkennen. Umgekehrt ausgedrückt: Durch die Möglichkeit der Querschnittsreduzierung lässt sich das Rollladenprofil noch breiter ausbilden und ermöglicht damit breitere Lichteinlenkflächen 100–105 auch > 5 mm.
Es wäre auch denkbar eine elastische Verbindung zwischen zwei Profilteilen z.B. in einer Zone 140 in 18 herzustellen, so dass sich das Rollladenprofil zusammendrücken lässt. Diese Variante ist in 18 bis 20 dargestellt. In 21 drücken sich die Profilteile 242 bis 244 an die Grundprofile 245 bis 247 aus 18 bis 20 an.
Ein weiterer Vorteil dieser veränderbaren Querschnittskonfiguration ist, dass sich die Profile ohne Toleranz in ein U-förmiges Führungsprofil einbringen lassen, so dass bei Windbelastung das übliche Klappern von Rollläden in den U-Schienen verhindert ist.
Die Profile sind breiter als die U-förmige Seitenführung ausgebildet und liegen beidseitig in U-Profilen an.
Die Herstellung der Rollläden erfolgt entweder aus stranggepresstem Aluminium oder als extrudiertes Kunststoffprofil oder als rollgeformtes Profil aus lackiertem Stahl oder Edelstahl oder aus einem Verbund unterschiedlicher Materialien wie Kunststoff in Kombination mit Stahl oder Edelstahl oder Aluminium. Besonders interessant ist die Herstellung des Rollladenprofils 90 gemäß 8 aus hoch transparentem Kunststoff, zum Beispiel aus Acryl oder Polycarbonat, wobei nur die von der hohen Sonne bestrahlten Außenwandungen 91 und 92 mit einem opaken oder farbigen oder mit einem reflektierenden Material belegt werden. Dies erfolgt durch Zuführung einer Folie, die zum Beispiel mittels eines Heißschmelzklebstoffes mit dem Rollladenprofil verklebt wird oder durch eine Transferfolie oder durch ein Heißprägeverfahren zur Übertragung einer Reflexionsschicht auf das Profil.
Der Vorteil, die Rollladenprofile aus einem hoch transparenten Kunststoff zu extrudieren, sind eindeutig: Das Profil braucht nicht gestanzt zu werden, die Durchsicht zwischen den opaken Teilen ist verbessert, der Behang wirkt isolierend gegenüber der am Rollladen außen absorbierten und aufsteigenden Wärme. Darüber hinaus dient der Rollladen auch als Insektenschutz. Falls eine Durchlüftung des Rollladens gewünscht ist, kann dieser auch in den transparenten Bereichen mit feinsten Löchern gestanzt werden.
Weitere Möglichkeit ist die Koextrusion, wobei Metallstreifen im Extrusionsverfahren entweder aufgebracht oder sogar eingelegt werden, so dass die Metallstreifen mit dem Kunststoff ummantelt sind.
Nach all diesen Verfahren lassen sich sogar unterschiedliche, bahnförmige Materialien mit unterschiedlichen Oberflächencharakteristika aufbringen. Die Außenseiten 91, die als Retroreflektoren dienen, könnten zum Beispiel aus Edelstahl und der Reflektor 92 aus hoch reflektierendem Aluminium bestehen. Die einzelnen Flächen können auch in unterschiedlichen Farbvarianten hergestellt sein.
Die Herstellung der Profile aus 9 und 11 erfolgt entweder durch Koextrusion oder durch Zuführung der Gummilippen 120–125 bei Extrudieren oder Rollformen. Auch die Lichteinlenkflächen 100–105 können beim Extrudieren als rollgeformte Teile mit zugeführt oder auf die Profile im Thermoverfahren aufgebracht werden. Zur statischen Aussteifen der Rollladenprofile gegen Windsog und Winddruck können Stahlbändern im Extrusionsverfahren mit eingearbeitet werden.
Die Rollladenprofile aus 9 und 11 sowie 18 werden vorzugsweise durch Materialkombination von schlechter und besser Wärme leitendem Material, also z.B. aus einem harten und einem weicheren Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff und einem weichen Gummi hergestellt. Der Vorteil dieser Verbundmaterialien ist nicht nur – wie erläutert – die Flexibilität der Profile in ihren Querschnittsabmessungen, sondern auch die thermische Trennung zur Verhinderung von Wärmeleitung von innen nach außen, bzw. von außen nach innen. Durch den Materialverbund wird der Rollladen zum thermischen Isolator und dient auch der Verbesserung des Wärmedurchgangkoeffizienten des Fensters.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CH 345145 A [0002, 0003, 0036]
CH 520259 A [0002]
DE 1804509 U [0002]
DE 20009630 U1 [0002]
JP 10096381 A [0005]
FR 2941989 [0005, 0005]

Claims

Die Erfindung betrifft Rollläden mit Tageslichttransmission, bestehend aus einzelnen Rollladenprofilen (52–55) mit einer sonnenbestrahlten Ansichtshöhe H, die Rollladenprofile sind über haken- oder T-förmige Profilierungen (47, 48) ineinander geschoben und/oder über Zwischenprofile auf Distanz gehalten, wobei die Verhakungen (47) beim Aufziehen ineinandergreifen und beim Ablassen der Rollläden die einzelnen Rollladenprofile (52–55) aufeinander sitzen und die Rollladenprofile im Bereich der Verhakungen oder der Zwischenprofile Durchbrüche mit einer Durchsichtsbreite D (42, 43) aufweisen, durch die ein Lichteintritt (62) zwischen den Rollladenprofilen möglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Rollladenprofile Lichtaufnahmeerker mit einer Lichtaufnahmeweite W bilden, die mindestens jeweils eine Lichteinlenkfläche (56–59, 100–105) über der Breite b der Rollladenprofile aufweisen, und b) die Lichteinlenkflächen (56–59, 100–105) in einem Winkel vorzugsweise > 0° zur Horizontalen angeordnet sind, und c) die Lichteinlenkflächen (56–59, 100–105) Sonneneinstrahlung (28, 60/64, 61/65) nach innen in den oberen Halbraum des Innenraumes umlenken.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtaufnahmeerker ein Verhältnis von Breite B der Lichteinlenkflächen und Lichtaufnahmeweite W (56–59, 100–105) von B/W < 1,2 > 0,3 bilden.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollläden mindestens mit zwei unterschiedlich großen Lichtaufnahmeweite W der Lichtaufnahmeerker zwischen den Rollladenprofilen (52–55) durch Aufziehen oder Abfahren einstellbar sind, wobei im unteren Teil der Rollläden die Winkel α₁ der Schattenlinien der Lichtaufnahmeerker kleiner und im oberen Teil der Rollläden die Winkel α₂ der Schattenlinien größer einstellbar sind und die horizontale Durchsichtsbreite D im unteren Rollladenteil schmaler (D₁) und im oberen Rollladenteil breiter (D₂) einstellbar ist.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schattenlinie α₁ im abgefahrenen Zustand kleiner 30° und α₂ im hängenden Zustand der Rollladenprofile untereinander kleiner 50° ist.
Rollläden nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Rollladens Rollladenprofile unterschiedlicher Größe verwendet werden, wobei im oberen Behangbereich Rollladenprofile mit Lichtaufnahmeerkern mit größerer Lichtaufnahmeweite W und im unteren Behangbereich Rollladenprofile mit kleinerer Lichtaufnahmeweite W verwendet werden.
Rollläden nach Anspruch 1 oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollladenprofile ineinanderhängend ein Verhältnis zwischen Weite W der Lichtaufnahmeerker und der retroreflektierenden Ansichtshöhen H von W/H > 0,3 < 1 bilden.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Rollladens mindestens zwei unterschiedliche Rollladenprofile eingebaut sind, die mindestens durch unterschiedliche Winkelneigungen γ und Ausformungen der Lichteinlenkflächen (100–102 und 100–105) gekennzeichnet sind und die Lichteinlenkflächen in einem Winkel γ ≥ 0 < 30° zur Horizontalen angeordnet sind, und daß Rollladenprofile mit flacherer Winkelneigung (103–105) im oberen Rollladenbereich (10) und Rollladenprofile mit steilerer Winkelneigung (100–102) im unteren Rollladenbereich (11) eingebaut sind.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Breitenverhältnis B von Lichteinlenkflächen (100–105) zu retroreflektierenden Ansichtflächen H (130–135) der Rollladenprofile B/H > 0,3 < 1 beträgt.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im abgefahrenen Zustand keine horizontale Durchsicht zwischen den Rollladenprofilen und im hängenden Zustand der Rollladenprofile eine horizontale Durchsicht ergibt, wobei im unteren Rollladenteil der Winkel der Schattenlinie α₄ ≤ 25° und im oberen Rollladenteil α₂ ≥ 25° beträgt.
Rollläden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaufnahmeerker nach außen orientiert sind und dass die hakenförmige Profilierung oder die Zwischenprofile zur Innenseite der Rollladenprofile angeordnet sind und dass auf die Licheintlenkflächen (56–59, 100–105) tropfender Regen nach außen entwässerbar ist.
Verfahren zur Herstellung von Rollladenstäben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollladenprofile (90) aus hoch transparentem Kunststoff extrudiert sind und die Lichteinlenkflächen (91) und die rückreflektierende Oberfläche (92) mit opakem und/oder Licht reflektierendem Material belegt sind.
Verfahren zur Herstellung von Rollladenstäben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass streifenförmige Bänder (100–105, 130–135 und 91, 92) mit reflektierenden Oberflächen und/oder Metallbändern mit oder ohne Profilierung zur Versteifung der Rollladenprofile im Extrusionsprozess mit zugeführt und/oder an der Oberfläche aufgebracht und/oder in den Kunststoff eingebettet werden.
Verfahren zur Herstellung von Rollladenstäben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels elastischer Profilteile (120–125) der Rollladenstäbe und/oder mittels elastischer Kopplungen (140) von mindestens zwei Profilteilen (141, 142) die Breite b der Rollladenprofile veränderbar ausgeführt sind.
Rollläden nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollladenprofile aus einem Verbund von Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitung hergestellt sind und dass das schlechter Wärme leitende Material (140) als thermische Trennung entweder zwischen den nach außen (141) und den nach innen orientierten Profilteilen (142) angeordnet ist und/oder dass die zum Innenraum hin angeordneten Profilteile (120–125) aus einem schlechter Wärme leitende Material hergestellt sind.