DE19828542A1 - Sonnenschutzanlage für Sonnenschutzlamellen, die eine gezahnte Oberseite aufweisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonnenschutzanlage gemäß dem Anspruch 1.

Aus der DE 42 39 003 A1 sind Sonnenschutzlamellen bekannt, die eine gezahnte Unterseite und eine stufenförmige Oberseite aufweisen. Die stufenförmige Oberseite ist so abgetreppt, daß auf der Ein­ strahlungsseite der Lamelle Sonnenlicht grundsätzlich auf die Tritt- und die Setzstufe fällt, d. h., das gesamte erste Teilstück der Lamellenoberfläche ist der Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Lamelle als Ganzes gewölbt wird, oder die Sonneneinstrahlung in hohem bzw. flachem Einfallswinkel auf die Lamelle eindringt.

In der DE 44 42 870 A1 sind Sonnenschutzlamellen dargestellt, die aus zwei Teilstücken bestehen, einem ersten, stufenförmigen Teilstück und einem zweiten Teilstück. Das stufenförmige Teilstück ist wiederum so ausgebildet, daß Licht primär mit zwei Reflexionen auf der Oberseite einer Lamelle in den Außenraum zurückreflektiert wird, indem das Licht von der Trittstufe auf die Setzstufe bzw. von der Setzstufe auf die Trittstufe gespiegelt wird. Tritt- und Setzstufe sind der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt.

Der Nachteil dieser Konstruktion ist eine unerwünschte Aufheizung an der Lamelle und damit des In­ nenraumes, da bei jedem Reflexionsvorgang eine gewisse Absorption stattfindet. Gerade bei innenlie­ genden Lamellenjalousien muß diese Mehrfachreflexion verhindert werden, da dies zu einer unnötigen Aufheizung und Wärmebelastung des Innenraumes führt.

Ein weiteres Problem ist, daß diese Lamelle nicht zu lotrecht hängenden Lamellenpaketen zusam­ menfahrbar ist. Die Lamellen lassen sich zwar ineinander legen, schieben sich jedoch aufgrund der im wesentlichen vertikal angeordneten Setzstufen zur Seite. Der Nachteil ist, daß sich diese Lamellenpa­ kete nicht in einen Jalousieschacht einfahren lassen.

Ein weiterer Nachteil ist, daß durch die Sonnenbeaufschlagung der Setzstufe auch bei geometrisch korrekter Konstruktion der Lichtumlenkung auf die Setzstufe eine Blendwirkung bei Betrachtung der Jalousielamelle von oben stattfindet, wie dies zum Beispiel aus stehender Position hinter einem La­ mellenvorhang im Innenraum der Fall ist. Geringe Unebenheiten in der Spiegeloberfläche führen näm­ lich zu einer Lichtstreuung bzw. zu einer undefinierten Lichtumlenkung zum Innenraum, die als Blen­ dung empfunden wird.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Sonnenschutzanlage mit reflektierenden La­ mellen mit stufenförmiger Oberfläche zu entwickeln, die Sonneneinstrahlung zumindest für hohe Ein­ fallswinkel mit nur einer einzigen Reflexion wieder in den Außenraum zurückreflektieren kann, wobei für flache Einfallswinkel auch eine Raumtiefenausleuchtung erfolgen kann. Eine weitere Aufgabe ist es, eine reflektierende Lamelle zu schaffen, die weder zu Blendwirkungen im Innen- noch im Außenraum führt.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Anspruch 1.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der optischen Wärmeregelung durch die erfindungsgemäße Ausbil­ dung der Zähne der ersten Teilstücke zugunsten des thermischen Komforts sowie in der erfindungs­ gemäßen Ausbildung der zweiten Teilstücke zugunsten des visuellen Komforts im Innenraum. Die Zähne weisen eine sonnenbestrahlte Seite und eine beschattete Seite auf. Die hohe, überhitzende Sommersonne fällt auf die sonnenbestrahlte Seite und wird von dieser - von einzelnen Ausnahmen abgesehen - mit nur einer einzigen Reflexion in den Außenraum zurückgestrahlt. Um dies zu errei­ chen sind die Zahnwinkel α₁ innerhalb der ersten Teilstücke vorzugsweise <30° zum zweiten Teilstück hin zunehmend auszubilden. Somit ist für die kritischen hohen Sonnenstände weitgehend vermeidbar, daß die Lichtstrahlung auf der Oberseite einer Lamelle einer Doppelreflexion unterliegt. Flacher einfal­ lende Sonne unterliegt - primär im Winter - auch einer zweiten oder weiteren Reflexionen, jedoch auf der Unterseite der oberen Lamelle. Durch eine definierte Winkelanstellung α₁ der bestrahlten Zahnseiten zur Horizontalen H kann der Vorgang bzw. der Zeitpunkt der Sonnenlichtausblendung, d. h. das optische Verhalten der Lamelle, genau definiert werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Blendfreiheit der Sonnenschutzlamelle. Die dem Sonnen­ licht zugewandte Zahnseite übernimmt erfindungsgemäß eine Ausblend-, die dem Innenraum zuge­ wandte Zahnseite eine Abblendfunktion. Vom Innenraum her ist nämlich - mindestens im ersten Teilstück - nicht die bestrahlte, sondern die beschattete Seite der Zähne sichtbar. Diese wirkt dunkel und ist blendfrei, da sie allenfalls unwesentlich von Sonnenlicht beaufschlagt wird. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es möglich, die Lamelle mit einer spiegelnden Oberfläche oder auch einer weißen oder diffusen Oberfläche zu versehen, ohne daß es zu Blendwirkungen beim Anblick der Lamelle kommt. Die Blendung im Außenraum, z. B. in einem gegenüberliegenden Gebäude wird insbesondere auch durch die unterschiedlichen Neigungswinkel α₁ und/oder durch eine gewölbte Zahnausbildung der sonnenbestrahlten Oberseiten der Zähne verhindert, da die Lichtabstrahlung diffus erfolgt. Zweite und/oder weitere Teilstücke übernehmen infolge der flacheren Winkelanstellung α₁ der sonnenbe­ strahlten Zahnseiten eine Lichtumlenkfunktion zum Innenraum. Die Winkel α₁ werden vorzugsweise α₁<0 und flacher als in ersten Teilstücken gewählt. Eine Ausnahme von der Regel kann der Anfangs­ punkt des zweiten Teilstücks im Anschluß an das erste Teilstück sein. Dieser kann zum Innenraum geneigt sein, damit das Licht sehr flach in den Innenraum umgelenkt wird.

Die Sonnenschutzlamelle wird als Jalousie auch im Innenraum hinter einer Verglasung angeordnet. Besonders Sonnenschutz- und Wärmeschutzverglasungen weisen infolge von Metalloxydbeschichtun­ gen auch eine erhöhte Spiegelung der auftreffenden Lichtstrahlung auf. Infolge der Retroreflexion des ersten Teilstückes kommt es zu Spiegelungen der retroreflektierten Lichtstrahlung auf der Innenseite der Verglasungen. Diese Spiegelungen lösen eine Blendung im Innenraum aus, da das Sonnenlicht von der Scheibe in das Auge des Betrachters gespiegelt wird. Durch die unterschiedlichen Winkelan­ stellungen α₁ der einzelnen Zähne zur Horizontalen im ersten Teilstück der Lamellen wird diese Blen­ dung erheblich reduziert, da die Retroreflexion gestreut ist und mit zunehmender Entfernung von der Innenfassade über ein größeres Blickfeld gespiegelt wird. Ein Großteil der gespiegelten Retroreflexion wird durch die Streuung auch auf die Unterseiten der oberen Lamellen aufgefangen. Auch hierdurch wird die Blendung im Auge des Betrachters weiter verringert (Fig. 4).

Der Vorteil der gezahnten Oberflächen liegt insbesondere darin, daß das Lamellenblatt in einer horizon­ talen Position angeordnet werden kann, so daß eine gute Durchsichtigkeit und diffuser Lichteintritt zwischen den in geöffneter Position angeordneten Lamellen gewährleistet ist, während dennoch die direkte Sonne ausgeblendet wird. Wollte man den gleichen optischen Effekt der Lichtausblendung mit einer handelsüblichen Jalousie erzielen, so wären die Lamellen mindestens in einem Winkel α₁ anzu­ stellen, wodurch die Jalousie undurchsichtig würde und ein diffuser Lichteintritt in den Innenraum ver­ hindert wäre. Diese übliche Lamellenposition zeigt z. B. die strichpunktierte Linie 32 in Fig. 1. Die erfin­ dungsgemäße Lamelle eignet sich für fest installierte Sonnenschutzanlagen, z. B. auch in Form einer Einzellamelle. Bei einer drehbaren Aufhängung der Sonnenschutzlamellen, z. B. in Form einer Jalousie, kann das Lamellenblatt im Sommer bei hoch einfallender Sonne sogar nach innen geneigt werden (Fig. 5), so daß zwar eine Ausblendung des direkten Strahlungseinfalles und eine Beschattung des Innenraumes stattfindet, jedoch eine besonders hohe Durchlässigkeit für diffuse Sonnenstrahlung und sogar eine noch verbesserte Durchsichtigkeit des Lamellenstores vorhanden ist. Dies ist wünschens­ wert, um den Innenraum trotz Beschattung nicht zu verdunkeln. So kann die Lamelle auch mit mehreren Teilstücken zum Innenraum fortgesetzt werden, die eine gezielte Lichteinflutung entweder in die Innen­ raumtiefe oder an die Innenraumdecke bewirken.

Unter erstem Teilstück wird grundsätzlich jenes erste Teilstück mit gezahnter Oberseite verstanden, durch das Sonneneinstrahlung in Normalposition mit einer einzigen Reflexion in den Himmel zurückre­ flektierbar ist. Unter weiteren Teilstücken werden jene Lamellenteilstücke verstanden, durch die Licht­ strahlung vorzugsweise mit einer einzigen oder auch mehreren Reflexionen in den Innenraum reflektier­ bar ist. Unter Normalposition wird eine Ausgangswinkelposition der Lamellen verstanden, für die diese berechnet sind. Bei Schwenken der Lamelle in eine andere Position können gegenüber der Beschrei­ bung für eine Normalposition abweichende Lichtlenkeffekte und Winkelangaben auftreten. Die Normal­ position bezieht sich üblicherweise auf eine Lamellenwinkelanstellung von 0-30° zur Sonne, wobei die Winkelanstellung durch eine Mittellinie durch die Lamelle zur Horizontalen festgelegt wird. Andere La­ mellenanstellwinkel werden jedoch auch möglich.

Weitere Vorteile werden anhand der Figurenzeichnungen für vorteilhafte Ausführungsvarianten erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt einen perspektivischen Schnitt durch drei Sonnenschutzlamellen in Nor­ malposition für eine vertikale Fassade.

Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen das optische Verhalten jeweils zwei übereinander angeordneter La­ mellen für unterschiedliche Einfallswinkel der Sonne und Lamellenpositionen.

Fig. 6 zeigt die gezahnten Sonnenschutzlamellen in Normalposition in einer geneigten Dachebene als Rasterelement.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Lamelle mit versetzter Zahnanordnung auf der Lamellenober und -unterseite.

Fig. 8 zeigt den Querschnitt durch ein konkav ausgewölbtes Lamellenpaar mit einem zweiten gewölbten Lamellenteilstück ohne Zähne

Fig. 9 zeigt eine im ersten Teilstück konvex ausgeformte und im zweiten Teilstück konkav ausgeformte Lamelle

Fig. 10 zeigt ein Lamellen paar mit drei Teilstücken in konvexer Ausformung

Fig. 11/12 zeigen eine Lamelle mit parallelen Ober- und Unterseiten

Fig. 13 zeigt ein Lamellenpaket bestehend aus Lamellen für den Oberlichtbereich und den unteren Fensterbereich.

Fig. 14 zeigt den Querschnitt durch eine Fensterzone mit den lichttechnischen Anfor­ derungen zur Lichtumlenkung des Tageslichtes.

Fig. 15 zeigt die Ausstrahlwinkel des Tageslichtsystems für das indirekte Kunstlicht.

Fig. 1 zeigt die Lamellen 10, 11, 12 mit jeweils 4 Zähnen 13, 14, 15 und 16. Die Zähne weisen eine dem Strahlungseinfall zugewandte Seite 17, 18, 19, 20 und eine auf der Schattenseite liegende Zahnseite 21, 22, 23, 24 auf. Die dem Sonnenlichtzugewandte Zahnseite 17 bis 20 wird in einem Win­ kel α₁ und die auf der Schattenseite liegende Zahnseite 21 bis 24 in einem Winkel α₂ angeordnet. Zur Bestimmung der Winkel α₁ und α₂ wird davon ausgegangen, daß die Lamelle in Normalposition liegt - in dem besonderen Fall der Fig. 1, die Horizontalposition. Für diese Lamellenlage soll α₁<α₂ mindestens innerhalb des ersten Teilstücks sein. Folgt man dieser Regel, so ist es möglich, daß die hohe Sonnenstrahlung im wesentlichen mit einer einzigen Reflexion in den Himmel zurückreflektierbar ist. Vorteilhaft ist eine Ausbildung der Lamellenwinkel α₁ von ca. 30° und größer und α₂ von ca. 60°, α₂ könnte innerhalb des zweiten Teilstücks auch eine Winkelneigung <0° annehmen. Als Konstrukti­ onsrichtlinie kann gelten, daß α₁ vom Einstrahlungsbereich aus zum zweiten Teilstück hin zunimmt und daß α₂ vom Einstrahlungsbereich aus zum zweiten Teilstück hin kleiner wird.

Verfolgt man nun die Strahlengänge, so zeigt sich, daß hoch einfallende Sommersonne, repräsentiert durch den Strahlengang 25, mit einer einzigen Reflexion in den Außenraum zurückreflektiert wird. Ist der Einfallswinkel γ größer als der Neigungswinkel α₂ des im Schatten liegenden Teilstücks, so zeigt sich für wenige Strahlungsanteile an dem Strahlengang 26, daß es zu einer zweiten Reflexion auf das angewinkelte Teilstück kommt und das Licht auf die Unterseite der oberen Lamelle umgelenkt wird. Erst von der Unterseite der oberen Lamelle wird das Licht nach außen abgestrahlt. Da es sich hierbei jedoch nur um einen ganz geringen Anteil der gesamten, auf die Lamelle eindringenden Strahlung handelt, werden die grundsätzlich erläuterten Vorteile durch die Mehrfachreflexion an einem kleinen Teilstück nicht beeinträchtigt. Diese mehrfache Reflexion wäre im übrigen dadurch zu verhindern, daß die Sonnenschutzlamellen 10, 11 und 12 jeweils aus ihrer Normalposition heraus um ihre horizontale Achse 27, 28, 29 nach innen geschwenkt werden, bis eine Beaufschlagung der im Schatten liegenden Sägezahnseite 21 bis 24 nicht mehr stattfindet. Als Regel für den Winkel α₂ gilt, daß dieser annähernd dem höchsten zu erwartenden, direkten Sonneneinfall auf den entsprechenden Zahn 13 bis 16 gewählt -am 50. Breitengrad ca. α₂ = 67° zum zweiten Teilstück hin abnehmend, an der Südfassade.

An der Lamelle 12 ist das optische Verhalten bei niedrigen Einfallswinkeln gezeigt. Ein Sonnenstrahl 30, 31 wird von der besonnten Seite der Zähne 17 bis 20 je nach Anstellwinkel entweder an die Decke des Innenraumes oder auf die Unterseite der oberen Lamelle 11 gespiegelt. Sollte dieser Vorgang unerwünscht sein, so können die Lamellen aus ihrer Normalposition heraus um ihre horizontalen Ach­ sen 27 bis 29 nach außen geschwenkt werden, so daß sich ein steilerer Auftreffwinkel β auf den dem Sonnenlicht zugewandten Zahnseiten 19, 20 des zweiten Lamellenteilstückes ergibt. Durch einen stei­ leren Auftreffwinkel kann erreicht werden, daß das Licht ebenfalls mit einer einzigen Reflexion in den Außenraum zurückreflektierbar ist.

Insbesondere die dem Lichteinfall ausgesetzten Zahnseiten 17 bis 20 können eine konvexe oder kon­ kave Wölbung aufweisen, um eine bessere Streuung und damit Blendfreiheit bei Retroreflexion in den Außenraum zu erzielen. Vorteilhaft ist die gestrichelt gezeichnete, konkave Ausformung 17. Durch die konkave Wölbung wird verhindert, daß das Sonnenlicht als paralleles Licht z. B. auf einer gegenüber­ liegenden Fassade eine extreme Blendung auslöst. Infolge der Wölbung der Zahnseiten 17-20 wird der Blendeffekt durch Streuung der Retroreflexion stark gemildert. Als Anstellwinkel α₁ möge für eine konkave Ausformung 17 eine Sehne durch den Anfangs- und Endpunkt gelten. Hierbei sind Innen- und Außenkantenrundungen zu berücksichtigen.

Die Oberseiten der Lamellen 10, 11, 12 in Fig. 1 sind mindestens teilweise gewölbt, so daß für das erste Lamellenteilstück ein steilerer Anstellwinkel α₁, der der Sonne zugewandten Zahnseiten 17, 18 und für das zweite Teilstück ein flacherer Anstellwinkel α₁, der der Sonne zugewandten Zahnseiten 19, 20 erzielt wird. Durch Wölbung der Lamellen bilden die Teilstücke 17 bis 20 Segmente eines Kurvenverlaufes der Wölbung, die beispielsweise über einen Radius r der Lamelle gebildet wird. Durch die konvexe Auswölbung ergeben sich größere Auftreffwinkel β der Sonne auf die ersten Zahnseiten 17, 18 im Einstrahlungsbereich und flachere Auftreffwinkel β innerhalb des zweiten Lamellenteilstücks an den Zahnseiten 19, 20. Die vorteilhafte Wirkung besteht darin, daß die Sonnenstrahlung im Bereich des ersten Lamellenteilstücks durch die größeren Auftreffwinkel β in den Außenraum zurückreflektiert und die Lichtstrahlung, die auf das zweite Teilstück fällt, infolge der kleineren Auftreffwinkel β zur verbesserten Raumtiefenausleuchtung in die Raumtiefe und an die Innenraumdecke umgelenkt wer­ den kann. Die eindeutige Oberflächenkontur der Zähne in Lichtausblendzahnteile 17, 18, in Lichtein­ lenkzahnteile 19, 20 und Lichtabblendzahnteile 21, 22, 23 erlaubt es auch, die Oberfläche weiß oder reflektormatt auszubilden, ohne daß es zu erheblichen Streuverlusten kommt.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen das optische Verhalten von gewölbten Lamellenpaaren 35 und 36, 37 und 38, 39 und 40 bei unterschiedlichen Einfallswinkeln der Sonne. Die Fig. 2 und 3 zeigen den Strah­ lungsverlauf zwischen den Lamellen bei einem Einfallswinkel der Sonne von 20° bzw. 30°. Es zeigt sich, daß die von den Lamellenoberflächen reflektierte Strahlung über eine oder mehrere Reflexionen entweder zurück in den Außenraum oder sehr steil nach oben in den Innenraum reflektiert wird.

Fig. 4 zeigt das optische Verhalten bei einem Einfallswinkel von 60°. Die hohe, überhitzende Sonne wird mit einer einzigen Reflexion zurück in den Außenraum reflektiert. Infolge der Wölbung der ge­ zahnten Lamelle folgen auch die Bestrahlungsseiten der einzelnen Zähne (17, 18, 19, 20 in Fig. 1) wie einzelne Sehnen einem Kurvenlauf. Der Vorteil der unterschiedlichen Anstellwinkel α₁ der einzelnen Zähne ist die diffuse bzw. radiale Streuung der Retroreflexion, wodurch Blendung im Außenraum ver­ hindert ist.

Die Zeichnung zeigt eine Glasscheibe 43, an deren Oberfläche die retroreflektierte Strahlung gespie­ gelt wird. Diese Spiegelung ist eine Quelle von Blendung beim Blick vom Innenraum durch das Fenster nach außen. Diese Blendung wird jedoch durch die Auswölbung der Lamelle bzw. durch die unter­ schiedlichen Anstellwinkel α₁ der einzelnen Zähne erheblich reduziert, indem es zu einer Streuung kommt. Man erkennt an dem gestrichelten Strahlungsverlauf, daß durch die Streuung ein Großteil der Strahlung auf die Unterseite der oberen Lamelle 40 gespiegelt wird. Verfolgt man die Retroreflexion in den Fig. 2, 3 und 5, so erkennt man, daß die Retroreflexionen infolge der Lamellenauswölbung extrem diffus und z. T. auf die Straßenebene und/oder in den Himmel erfolgen. Die Auswölbung der gezahnten Lamelle bzw. die unterschiedlichen Anstellwinkel α der einzelnen Zähne ist eine Methode zur Blendbegrenzung bei Betrachtung des Systems aus einer bestimmten Position, z. B. der Straßene­ bene oder aus der Innenraumtiefe heraus.

Fig. 5 zeigt die Lamellen in einer zum Innenraum geschwenkten Position bei einem Strahlungsein­ fallswinkel von 60°. In dieser Position wird ein besonderer Vorteil der Lamellen deutlich: Während ein Teil der überhitzenden Sonnenstrahlung am ersten Teilstück 41 in den Außenraum zurückreflektiert wird, wird ein weiterer Anteil, der auf das zum Innenraum gelegene Teilstück 42 fällt, an die Innen­ raumdecke und in die Tiefe des Innenraumes umgelenkt.

Fig. 6 zeigt die Anordnung der Sonnenschutzlamellen in einer geneigten Dachebene. Die Vorteile ent­ sprechen den Erläuterungen der Fig. 1. Durch die sägezahnähnliche Ausbildung wird eine optische Verengung für den Lichteintritt in den Innenraum erreicht, ohne einen Konzentrationsquerschnitt zwi­ schen den Lamellen ausbilden zu müssen. Es bleibt daher die gute Durchsichtigkeit zwischen den schmalen Lamellen und eine weite Öffnung zwischen den Lamellen für das diffuse Licht. Trotz der großen Öffnung wird der Lichteintritt für die direkte, blendende und überhitzende Sonneneinstrahlung in den Innenraum reduziert.

Die erfindungsgemäßen Sonnenschutzlamellen können auch als Rasterelement ausgebildet werden, indem diese vorzugsweise wie in Fig. 6 dargestellt orthogonal von weiteren Lamellen 49 durchdrungen werden. Auch die orthogonal verlaufenden Lamellen können ein- oder beidseitig mit einem Sägezahn­ profil versehen sein. Ein solches Rasterelement läßt sich vorzugsweise im Isolierglas einbauen und in der Dachfläche so anordnen, daß die sich ergebenden Lichtschächte entweder nach Süden zur Sola­ renergiegewinnung oder nach Norden zur Ausblendung der direkten Sonne öffnen und nur durchlässig für die diffuse Zenit- und Nordlichtstrahlung sind. Das Rasterelement läßt sich auch in der vertikalen Fassade einsetzen. Die horizontal verlaufenden Lamellen können jede beliebige Neigung zur Fassa­ denebene annehmen. Die orthogonal durchdringenden Lamellen sind vorzugsweise senkrecht zur Fassadenebene angeordnet.

Zur besseren Ausblendung von Seitenlicht können allerdings auch die orthogonalen Lamellen 49 mit einer Winkelneigung zur Dach- oder Fassadenebene um ihre Längsachse aus der Flächennormalen herausgeschwenkt werden. Es könnte z. B. erforderlich sein, die orthogonalen Lamellen 49 um ihre Längsachse zu schwenken, um beispielsweise bei einer Fassade nach Westen die Sonne aus Südwe­ sten auszublenden. In diesem Fall werden die Lamellen z. B. um ca. 45° mit einer Flachseite nach Südwesten geschwenkt, so daß südwestliche Sonne nicht eindringen kann und sich vom Innenraum her ein Blick in Richtung Nordwesten ergibt. Ähnliche Konstruktionsüberlegungen lassen sich für Dachflächen realisieren, um die direkte Sonne aus Südosten bis Südwesten auszublenden und um das Rasterelement ausschließlich für das Nordlicht durchlässig zu machen.

Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Ausbildung der Unterseite. Die Unterseite weist im Unterschied zu den erläuterten Figuren eine entgegengesetzte Anordnung der Zähne auf. Bei Anordnung mehrerer Son­ nenschutzlamellen übereinander ergibt sich wiederum eine optische Verengung für den Lichteintritt von außen, ohne daß die Lamellen in einer verengten Anordnung aufgehängt werden oder einen Kon­ zentrationsquerschnitt bilden müssen. Lichtstrahlung 53, die von der Oberseite einer Lamelle auf die Unterseite der oberen Lamelle reflektiert wird, kann mit zwei Reflexionen zurück in Einstrahlungsrich­ tung gelenkt werden, ohne daß es zu einer Vielfachreflexion zwischen den Lamellen wie in Fig. 2, 3 und 5 und damit zu einer unerwünschten Aufheizung der Lamellen kommt, da bei jeder Reflexion ein gewisser Strahlungsanteil absorbiert wird. Weiterer Vorteil ist die Blendfreiheit im Innenraum. Wird die Lamelle aus dem Innenraum betrachtet, so ergibt sich trotz spiegelnder Oberfläche eine dunkle, blendfreie Unteransicht der Lamelle, da die zahnförmigen Teilstücke 54, 55, 56 im Schatten der Zahn­ teile 50, 51, 52 bzw. des Tageslichtes liegen.

Fig. 8 zeigt ein Lamellen paar, wobei das erste Teilstück der Lamellen 60 gezahnt und das zweite Teil­ stück 61 konkav ausgeformt ist. Die Lamellen 63, 64 sind insgesamt konkav ausgeformt. Die durch direkte Sonne bestrahlten Seiten der Zähne 66-72 folgen einer Winkelanstellung, die durch Seg­ mente an einen Parabelbogen 73 definiert sind. Anstelle eines konkaven Bogens wäre auch ein kon­ vexer Bogen möglich. Die Parabel hat ihren Brennpunkt im Anfangspunkt des ersten Teilstücks im Einstrahlungsbereich der oberen Lamelle und die Neigung der Parabelachse entspricht δ.

Als Konstruktionsrichtlinie möge folgendes gelten: es wird der Einstrahlungswinkel γ - in vorliegenden Fall γ = 30° - festgelegt, ab dem eine komplette Ausblendung der einfallenden, parallelen Sonnenlicht­ strahlung mit nur einer einzigen Reflexion erfolgen soll. Einfallende Sonnenstrahlung in einem Winkel <30° wird in Fig. 8 durch mindestens 2 Reflexionen von der Oberseite einer unteren Lamelle auf der Unterseite einer oberen Lamelle in den Außenraum retroreflektiert. Ab einem Einstrahlungswinkel von γ≧30° wird das Licht mit einer einzigen Reflexion in den Außenraum zurückreflektiert. Auf das zweite Teilstück 61 eindringende Strahlung wird dem Innenraum zugeführt.

Fig. 9 zeigt eine S-förmig ausgeformte Lamelle, bestehend aus zwei Teilstücken, 75 und 76. Das erste Teilstück 75 besteht aus den Zähnen 77-81 und ist im Gegensatz zu den Lamellen in Fig. 8 konvex ausgewölbt. Die Winkelanstellung der Bestrahlungsseiten der Zähne 77-81 folgt Segmenten an eine Parabel 82. Die im Schatten liegenden Zahnseiten werden so steil angestellt, daß diese möglichst keiner oder nur einer geringen Direktbestrahlung unterliegen. Dies läßt sich beispielsweise gewährlei­ sten, indem die beschatteten Zahnseiten als Zentralprojektion der Kante 83 der oberen Lamelle kon­ struiert werden.

Das zweite Teilstück 76 ist als segmentierter Konkavspiegel ausgebildet.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Lamellenpaar 84, 85. Dieses besteht aus jeweils 3 Teilstücken 86, 87, 88, wo­ bei das erste Teilstück 86 der Lichtausblendung und das zweite und dritte Teilstück 87 und 88 der Lichteinflutung in den Innenraum dient. Während durch das zweite Teilstück 87 das Licht sehr flach in den Innenraum geflutet wird, wird durch das gezahnte dritte Teilstück 88 das Licht sehr steil an die Decke umgelenkt. Die Lamellen sind insgesamt konvex ausgeformt. Für das erste Teilstück wurde eine weitere Konstruktionsmethode angewandt: die dem Sonnenlicht ausgesetzten Zahnseiten fluch­ ten in die Punkte F₁ und F₂. Hierdurch ergibt sich bei Projektion der Zahnoberseiten auf eine Kurve 89, 90 ein diskontinuierlicher Kurvenverlauf. Dies führt zu einer verbesserten Streuung der retroreflektier­ ten Strahlung. Auch das dritte Teilstück 88 wird konstruiert, in dem die einzelnen bestrahlten Zahnsei­ ten in einen Punkt F₃ fluchten. Der Anstellwinkel α₁ nimmt innerhalb des ersten Teilstücks 86 im we­ sentlichen zum zweiten Teilstück hin zu.

Fig. 11 zeigt wiederum eine weitere vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Lamelle, bestehend aus drei Teilstücken 91, 92 und 93. Analog zu Fig. 10 ist das erste Teilstück 91 gezahnt ausgeformt, das zweite Teilstück 92 ist konvex ausgeformt zur flachen Lichteinflutung in die Raumtiefe und das Teilstück 93 ist wiederum gezahnt ausgeformt zur steilen Lichteinflutung in den Innenraum. Das Teil­ stück 91 besteht nur aus zwei Zähnen mit der Bestrahlungsseite 93 und 94, die konkav als Kreisbögen ausgebildet sind. Die Anordnung und Ausformung der Kreisbögen erfolgt nach den in Fig. 8 und 9 erläuterten Regeln zur Konstruktion der Kreis- oder Parabelbögen 73, 82 bzw. in Fig. 10, den Kreisbö­ gen 89 und 90.

Fig. 12 zeigt eine Lamelle analog der Konstruktion in Fig. 11, jedoch mit einem vergrößerten ersten Teilstück 95 und einem Teilstück 96 analog dem Teilstück 93 aus Fig. 11. Die Lamelle aus Fig. 11 ist insbesondere für den Oberlichtbereich eines Fensters geeignet, da die flache Lichteinflutung über das zweite Teilstück 92 zu einer sehr guten Raumtiefenausleuchtung führt. Die Lamelle in Fig. 12 ist eher für den unteren Fensterbereich geeignet. Das in den Innenraum einflutende Licht über das zweite Teil­ stück 96 erfolgt so steil, daß eine Blendung eines Innenraumnutzers nicht erfolgen kann. Anstelle des Teilstückes 92 aus Fig. 11 wurde in Fig. 12 das erste Teilstück verlängert und ein dritter Zahn zur Lichtausblendung in den Außenraum vorgesehen. Auch eine Lamelle ohne das zweite Teilstück 96, d. h. ohne Lichteinlenkung in den Innenraum ist Gegenstand der Erfindung.

In Fig. 13 sind die Lamellen aus Fig. 11 und 12 als Jalousie in zusammengefahrenen Zustand darge­ stellt. Das besondere dieser Konstruktion ist, daß sich die Lamellen für den Oberlichtbereich 120 und die Lamellen für den unteren Fensterbereich 121 ineinander legen lassen. Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß die Lamellen durch die spezielle Ausformung der einzelnen Zähne so ineinander greifen, daß die Jalousie in zusammengefahrenem Zustand ein lotrecht hängendes Lamellenpaket ergibt. Dies wird durch mindestens eine V-förmige Ausformung 122, hier des ersten Teilstückes 91 bzw. 95 aus Fig. 11 und 12 erreicht.

Fig. 14 zeigt den Querschnitt durch eine Fensterzone mit dem Oberlichtbereich 101 und dem unteren Fensterbereich 100. Durch die Lichtpfeile 102 und 103 ist die Raumausleuchtung durch die Oberlicht­ lamelle infolge Reflexion am Teilstück 92 und 95 aus Fig. 11 gezeigt, durch die Lichtpfeile 104 und 105 der Lichtaustritt der am Teilstück 96 reflektierten Strahlung zum Innenraum der Lamellen gemäß Fig. 12. Das/die zum Innenraum gelegenen Teilstücke dienen dem visuellen Komfort. Bei sorgfältiger Kon­ struktion der Lamellenkonturen kann gewährleistet werden, daß die Lamellen vom Innenraum her ent­ blendet sind, d. h. daß der Lichtaustritt in kontrollierter Weise an die Decke und in die Raumtiefe erfolgt und keine blendende Lichtstrahlung durch die Unterseiten der oberen Lamelle in das Auge der Nutzer 106, 107 fällt, indem durch die erfindungsgemäße Konstruktion verhindert wird, daß Lichtstrahlung auf die Unterseite der oberen Lamelle fällt.

Fig. 15 zeigt eine Besonderheit der Lamellen aus Fig. 11 und Fig. 12: der Lamellenvorhang kann z. B. aus Brüstungshöhe oder aus der Riegelzone von unten indirekt durch Kunstlichtstrahlung beaufschlagt werden, indem in Brüstungs- oder Riegelhöhe parallel zur Fensterebene eine punktförmige oder eine lineare Lichtquelle 108 angeordnet wird, die das Licht zumindest teilweise indirekt in die Lamellen ab­ gibt. Indirekte Lichtstrahlung fällt im wesentlichen auf die Unterseite des letzten zum Innenraum hin orientierten Teilstückes 93 aus Fig. 11 und 96 aus Fig. 12. Diese Teilstücke sind nicht nur so ausge­ formt, daß diese das Tageslicht an der Oberseite in den Innenraum, sondern auch das Kunstlicht an der Unterseite nach den Vorschriften der DIN 5035 blendfrei auf die Arbeitsebene zu lenken. Dies gilt mindestens für Lamellen in größerer Entfernung von der Lichtquelle. Um dies zu erreichen, wird das letzte Teilstück 93, 96 aus Fig. 11 und 12 in einem Neigungswinkel von ca. 15-40° angeordnet. Bei­ spielsweise hat die Tangente 111 im Endpunkt 110 einen Neigungswinkel von 34° für eine Schattenli­ nie 112 von 25° durch den Anfangspunkt 113 einer oberen Lamelle. Hierdurch wird erreicht, daß das Kunstlicht im Bereich der Lichtstrahlung 109, 110 auf die Arbeitsebene 111 umgelenkt wird.

Eine weitere Ausführungsvariante ist in Fig. 11 gestrichelt dargestellt und sieht vor, vor dem ersten Teilstück 91 zum Außenraum ein Teilstück 97 in einem Winkel α₂ ca. 40° anzuordnen, durch das Ze­ nitstrahlung flach zwischen den Lamellen in den Innenraum umlenkbar ist. Sehr flache Sonnenstrah­ lung in einem Einfallswinkel γ<α₂ wird von der Unterseite auf die Oberseite der unteren Lamelle um­ gelenkt.

In Fig. 14 ist die von außen auf die Fassade eindringende Lichtstrahlung dargestellt, wobei Zenitstrahlung 112 und flacher auftretendes Licht 113 in den Innenraum umlenkbar und steilere Sommersonne 114 am ersten Teilstück in den Außenraum zurückgespiegelt wird.

Die Lamellen können im Aluminium-Strangpressverfahren, im Rollformverfahren oder auch im Walz­ verfahren hergestellt werden. Im Walzverfahren hergestellte Lamellen werden beispielsweise aus ei­ nem Flachblech durch eine Kalanderwalze geprägt, wobei ein geprägtes Flachblech in einem zweiten Arbeitsgang in schmale Lamellen aufgetrennt wird. In einen dritten Arbeitsschritt werden die Lamellen dann in eine konkave oder konvexe Ausformung durch ein Rollformverfahren gebracht. Es ist auch möglich, in Lamellen breite aufgeschnittene Bandware als coil zu verarbeiten und die Bänder in ein Walzwerk einzuführen, durch das diese in einem einzigen Arbeitsvorgang in die konkave oder konvexe Form gebracht und gleichzeitig die Zähne eingeprägt werden.

Die Lamellen können jede beliebige Abmessung annehmen. Beispielsweise sind Sonnenschutzlamel­ len, die hinter der Fassade angeordnet werden z. B. 20 bis 100 mm breit, während Lamellen in der Art einer Jalousie, die in den Zwischenraum eines Isolierglases gelegt werden, eine Lamellen breite von 10 bis 25 mm kaum überschreiten. Außenliegende Lamellen können z. B. als Lichtlenkschwert in Rie­ gelhöhe bis zu zwei Meter breit sein, oder sich z. B. als zweiteiliges Element vom Außenraum vor der Fassade bis in den Innenraum hinter der Fassade erstrecken. Besonders vorteilhaft ist es, die säge­ zahnähnliche Ausbildung der Oberflächen extrem klein auszubilden, so daß sich Kantenlängen für die Sägezähne von b < 1 mm sogar b < 0,1 mm ergeben. Die Stärke d einer solchen Lamelle würde im Schnitt nur 0,3 bis 2,0 mm betragen. Zähne mit einer Seitenlänge von < 0,5 mm sind durch das menschliche Auge kaum sichtbar und haben den Vorteil, daß sich in den Tälern zwischen den Zähnen kein Staub absetzen kann.

Eine so dünne Lamelle kann bei Einsatz im Außenbereich auch als nicht gewölbtes Element zwischen zwei ebene Scheiben eingebettet oder mindestens mit einer durchsichtigen oder lichtstreuenden Scheibe abgedeckt werden. Es ist auch möglich, die Lamellen in einen transparenten Kunststoff ein­ zugießen bzw. zu coextrudieren. Eine vorteilhafte Variante ist es auch, mindestens die gezahnte Seite mit einer transparenten Folie zu kaschieren. Die Luftzwischenräume im Bereich der Zähne können mit einem transparenten Kleber oder einer Vergußmasse, z. B. aus Polyurethan oder Acryl, ausgefüllt wer­ den. Die Lamellen können auch aus einem hochtransparenten Kunststoff gegossen, extrudiert oder gespritzt und rückseitig, z. B. durch Metallisierung verspiegelt werden.

Durch das Eingießen ändert sich der Strahlungsverlauf der Retroreflexion infolge prismatischer Effek­ te. Es bleibt jedoch bei den beschriebenen Grundgesetzen der Lichtausblendung und Beschattung. Als Vorteil ist jedoch zu erwähnen, daß durch die zusätzlichen prismatischen Effekte eine noch bessere Streuung der Strahlung erfolgt und die Lamelle zusätzlich an Steifigkeit gewinnt.

Die mit dem Kalander bearbeiteten Feinbleche können auf eine Trägerlamelle, z. B. durch Klebung, aufgebracht werden, wodurch sich die Stärke d wesentlich vergrößern kann. Eine Lamelle gemäß Fig. 7 kann durch Verklebung der Rückseiten von 2 gegeneinander verdrehten Blechen hergestellt werden.

Weitere Herstellungsverfahren für die Lamellen ist das Aluminiumstrangpressen und Polieren, das Kunststoffextrudieren mit Spiegelfolienkaschierung oder Thermoverfahren wie das Tiefziehen oder das Pressen einer plastifizierten Folie in einem Werkzeug, wobei dem Folienmaterial in einem vor- oder nachgeschalteten Arbeitsgang eine Spiegelfolie aufkaschiert wird. Die Lamellenunterseiten können farbig oder weiß ausgebildet sein.

Claims (22)

1. Sonnenschutzanlagen mit reflektierenden Sonnenschutzlamellen (10, 11, 12, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 42, 63, 64, 84, 85),

a) bestehend aus mindestens zum Sonnenstrahlungseinfall gelegenen Teilstücken mit gezahnter Oberseite, wobei

b) einzelne Zähne (13, 14, 15, 16, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 77, 78, 79, 80, 81) mindestens aus einer im wesentlichen sonnenbestrahlten Zahnseite (17, 18, 19, 20) und einer im wesentlichen beschat­ teten Zahnseite (21, 22, 23) gebildet werden und

c) mindestens eine sonnenbestrahlte Zahnseite (17, 18, 93, 94) in Normalposition in einem Winkel α₁ zur Sonne angeordnet ist und mindestens partiell der direkten Sonnenlichteinstrahlung (25, 26, ) ausgesetzt ist und

d) die Zahnwinkel α₁ sonnenbestrahlter Zahnseiten (17, 18) innerhalb der ersten Lamellenteilstücke (60, 75, 86, 91, 95) steiler und innerhalb weiterer Lamellenteilstücke (61, 76, 87, 88, 93, 96) fla­ cher gewählt sind und

e) Sonnenlichteinstrahlung (22, 23) mindestens innerhalb der ersten Lamellenteilstücke (60, 75, 86, 91, 95) von der sonnenbestrahlten Zahnseite (17, 18) mit einer einzigen Reflexion in den Außenraum retroreflektierbar ist und

2. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellwinkel α₁ der son­ nenbestrahlten Zahnseiten (17, 18) innerhalb der ersten Teilstücke (60, 75, 86, 91, 95) mit zunehmender Entfernung von der Einstrahlungsseite im wesentlichen zunehmen.

3. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens innerhalb der ersten Lamellenteilstücke (60, 76, 86, 91, 95) die Zahnanstellwinkel α₂ der im Schatten liegenden Zahnteile (22, 19, 21) vom Einstrahlungsquerschnitt ausgehend abnehmen und in einem Winkel von α₂<90°<30° angeordnet sind.

4. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Teilstücke (91, 95) oder weitere aus mindestens einem Zahn bestehen.

5. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Normalposition die Zahnan­ stellwinkel α₁ mindestens für einen der ersten Zähne (17, 18) der ersten Teilstücke (60, 75, 86, 91, 95) <25° ausgebildet sind und daß die Auftreffwinkel β auf weitere Lamellenteilstücke (61, 76, 87, 88, 92, 93, 96) so ausgebildet sind, daß die in den Innenraum eindringenden Strahlen in einen Winkel <0 zur Horizontalen H mit einer einzigen Reflexion umlenkbar sind.

6. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (84, 85) aus drei oder mehr Teilstücken (91, 92, 93, 86, 87, 88) bestehen, wobei mindestens das erste Teilstück (86, 91) zahnförmig zur Retroreflexion der einfallenden Sonnenstrahlung, mindestens ein weiteres Teilstück (87, 92) flächenförmig und zur Lichtumlenkung in den Innenraum und mindestens das Dritte zum In­ nenraum gelegene Teilstück (88, 93) zahnförmig und zur steilen Lichtumlenkung an die Innenraumdecke ausgebildet ist.

7. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein dem Innenraum an nächsten gelegenes Teilstück (93) auf der Unterseite zumindest teilweise als Lichtreflektor für Kunst­ licht ausgebildet ist und einen Neigungswinkel σ von 10°-40° aufweist und daß mindestens unterhalb von Teilen der Sonnenschutzanlage im Innenraum punkt- oder streifenförmige Kunstlichtquellen ange­ ordnet sind und aus diesen indirekt ausstrahlendes und von unten in die Sonnenschutzanlage fallendes Licht mindestens von Teilen den dem Innenraum am nächsten gelegenen Teilstücks (93) im wesentli­ chen in einem Winkel y gemäß DIN 5035 abgestrahlt wird und die Blendbegrenzung gemäß Güteklasse A, 1, 2 der DIN 5035, Teil 2, Teil 3 und Teil 4 einhaltbar sind.

8. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lamellen unterschiedlicher Zahnausbildung mindestens innerhalb der zweiten oder weiterer Teilstücke (92 bzw. 95, 110, 111) un­ tereinander angeordnet sind, wobei Lamellen im Oberlichtbereich (Fig. 11) in einer Mindesthöhe von ca. 1,70 m Raumhöhe mindestens zweite Teilstücke (92) in einem Neigungswinkel ±5° zur Horizon­ talen aufweisen und durch die Lichtstrahlung in einem Winkel σ<45° zur Horizontalen in den Innen­ raum umgelenkbar ist und daß im unteren Fensterbereich Lamellen (Fig. 12) mit einem zum Innen­ raum orientierten Teilstücken 96 angeordnet sind, die ausschließlich Empfängerflächen in einem Nei­ gungswinkel <25° zur Horizontalen aufweisen und daß auf diese einfallende Sonnenlichtstrahlung in einem Winkel σ<45° an die Decke umlenkbar ist.

9. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen auf ihrer Unter­ seite Zähne aufweisen, wobei das lange Teilstück (50 bis 53) der Zähne dem Tageslichteinfall und die kurze Seite der Zähne (54 bis 56) dem Innenraum zugewandt ist.

10. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Sonnenstrahlungs­ einfall ausgesetzte erste Teilstück (60, 75, 86, 91, 95) der Zähne eine Breite b von <3 mm aufweist und die Stärke d der Sonnenschutzlamelle <3 mm beträgt.

11. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenschutzlamellen von weiteren gezahnten Lamellen oder Lamellen mit glatter Oberfläche orthogonal durchdrungen werden und ein Rasterelement bilden.

12. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenschutzlamellen mindestens auf der Oberseite durch eine lichtdurchlässige Schicht abgedeckt oder in einen licht­ durchlässigen Kunststoff eingegossen sind.

13. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Zähne von gleichen oder un­ terschiedlichen Sonnenschutzlamellen (Fig. 11 und Fig. 12) innerhalb eines Behangs V-förmige Strukturen bilden.

14. Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Außenraum gelegen, vor den ersten Teilstücken (60, 75, 86, 91, 95) ein Empfängerreflektor in einem Winkel α₂ von <0° angeord­ net ist und durch den Zenitstrahlung in den Innenraum reflektierbar ist.

15. Herstellung der Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnen­ schutzlamellen aus transparentem Kunststoff mit glatter Oberseite hergestellt sind und die Rückseite gezahnt ausgebildet und durch Metallbedampfung oder Folienbeschichtung verspiegelt ist.

16. Herstellung der Sonnenschutzanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnen­ schutzlamellen als Einzellamellen oder als plattförmiges Lamellengefüge durch thermische Erwei­ chung einer ebenen Kunststoffplatte hergestellt sind und die Platten durch Vakuumverfahren und/oder durch einen Formenstempel in eine Gegenform eingebracht und in Profilform erstarrt werden und, wobei den Platten vor der Warmverformung Reflektorfolien aufgelegt und durch die Warmverformung mit den Platten fest vereint werden.

17. Herstellung von Sonnenschutzanlagen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen mit einer Kunststoffolie überzogen werden, indem diese in einen Kunststoffschlauch eingeführt und die Folie in einem Thermoverfahren aufgeschrumpft wird.