Anordnung zur Ausleuchtung von Räumen in Gebäuden mit Tageslicht

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausleuchtung von Räumen in Gebäuden, mit einer Lichtführeinrichtung, welche so ausgeführt ist, dass sie Licht im Wesentlichen als Tageslicht von aussen von der äusseren Endpartie dieser Einrichtung, welche insbesondere der Aussenseite des Gebäudes zugeordnet ist, in das Innere des Gebäudes leiten kann.

Bekanntlich nimmt die Lichtstärke mit dem zunehmenden Abstand von der Lichtquelle ab. In Gebäuden, in welchen Fenster oder dergleichen vorgesehen sind, bei denen das Tageslicht von aussen als Lichtquelle ausgenützt wird, ist die Beleuchtung von weit vom Fenster liegenden Abschnitten der Innenräume ungenügend. Man könnte dort eine Lampe oder dergleichen anordnen, um eine ausreichende Beleuchtung zu erreichen. Eine Mischung aus der Farbe von Licht aus einer künstlichen Lichtquelle mit Tageslicht ist oft unangenehm. Ausserdem verbraucht eine solche Lampe elektrische Energie.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die genannten sowie noch weitere Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere verbesserte Lichtverhältnisse im Inneren des Gebäudes zu erwirken, wobei Tageslicht in die Räume geleitet werden soll.

Diese Aufgabe wird bei der Anordnung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss so gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definiert ist.

Mit dieser Anordnung kann ein Raum in einem Gebäude mit Tageslicht versehen werden, welcher ohne dem nur mit künstlichem Licht hell gehalten werden könnte. Damit kann eine in diesem Raum befindliche Person dasselbe empfinden, wie das Tageslicht durch ein Fenster ein-

dringen würde, auch mit mehr oder weniger Helligkeit, je nachdem, ob die Sonne scheint oder nicht, und je nach Tageszeit.

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einem vertikalen Schnitt einen Ausschnitt aus einem Gebäude, welches mit einer ersten Ausführung der vorliegenden Anordnung versehen ist,

Fig. 2 in einer Draufsicht die Anordnung aus Fig. 1 ,

Fig. 3 in einem vertikalen Schnitt einen Ausschnitt aus einem Gebäude, welches mit einer zweiten Ausführung der vorliegenden Anordnung versehen ist, wobei diese zweite Ausführung der Anordnung der abgehängten Decke eines Raumes zugeordnet ist,

Fig. 4 perspektivisch eine Ansicht von unten der Decke gemäss Fig. 3,

Fig. 5 in einem vertikalen Schnitt einen Ausschnitt aus einem Gebäude, welches mit einer dritten Ausführung der vorliegenden Anordnung versehen ist,

Fig. 6 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 und

Fig. 7 eine Variante der Anordnung gemäss Fig. 5.

Die vorliegende Anordnung kann mit Vorteil in Gebäuden 1 verwendet werden, welche Innenräume 2 mit Bereiche 3 aufweisen, die sich vom Fenster 4 oder andere Quellen von Tageslicht weit befinden. Es ist be-

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kannt, dass Bereiche 3 von Zimmern 2 mit der üblichen Höhe, welche sich sieben Meter oder mehr von einem Fenster 4 befinden, auch bei normalem Tageslicht nicht ausreichend hell sind.

Die erfindungsgemässe Anordnung umfasst eine Lichtführeinrichtung 10, welche so ausgeführt ist, dass sie Licht von der äusseren Endpartie 11 dieser Einrichtung 10, welche der Aussenseite des Gebäudes 1 zugeordnet ist, in das Innere des Gebäudes 1 leiten kann. Die Lichtführeinrichtung 10 verläuft dabei praktisch horizontal und sie ist der Unterseite der Decke 5 eines der Stockwerke des Gebäudes 1 zugeordnet.

Eine solche Anordnung der Lichtführeinrichtung 10 bietet einen wesentlichen Vorteil gegenüber vorbekannten Anordnungen, bei welchen die Lichtführeinrichtung vertikal durch die einzelnen Stockwerke eines Gebäudes hindurchläuft. Die vorliegende horizontal angeordnete Lichtführeinrichtung 10 erstreckt sich nämlich nur in einem einzigen bzw. in demselben Brandabschnitt des Gebäudes 1.

Die Lichtführeinrichtung 10 umfasst einen länglichen Grundkörper 15. Einer der Endpartien 32 dieses Grundkörpers 15, nämlich der aussen liegenden Endpartie desselben ist die Eintrittspartie 11 der Lichtführeinrichtung 10 zugeordnet. Diese Eintrittspartie 11 ist zum Fangen von Licht ausgeführt. Die Endpartie 34 des Grundkörpers15 ist der Austrittspartie 12 der Lichtführeinrichtung 10 zugeordnet. Diese Austrittspartie 12 des

Grundkörpers 15 ist zur Auskoppelung von Licht aus der Lichtführeinrichtung 10 ausgeführt, welches dann jenen Bereich 3 eines Raumes 2 erhellen kann, in dem sich die Austrittspartie 12 befindet. Zwischen der Eintrittspartie 11 und der Austrittspartie 12 der Lichtführeinrichtung 10 erstreckt sich der längliche Grundkörper 15, der auch als Mittelpartie der Lichtführeinrichtung 10 bezeichnet werden kann. Diese Mittelpartie 15 kann einen viereckigen, einen runden oder ovalen Querschnitt haben und sie weist eine Längs- bzw. Mittelachse Am auf.

Der Verlauf des Querschnittes der Eintrittspartie 11 der Lichtführeinrich- tung 10 ist so gewählt, dass dieser Verlauf das Einfangen einer maximal möglichen Menge an Tageslicht ermöglicht. Der Querschnitt der Eintrittsparte 11 kann beispielsweise trompetenähnlich verlaufen oder die Eintrittspartie 11 kann die Form eines Kegel- oder eines Pyramidenstumpfes haben. Im Prinzip könnte diese Eintrittspartie 1 1 jedoch auch als ein hohler Lichtleiter mit konstantem Querschnitt bzw. Durchmesser ausgeführt sein. Im in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Fall hat die Eintrittspartie 11 der Lichtführeinrichtung 10 im wesentlichen die Form eines gekröpften Pyramidenstumpfes (Fig. 6). Der Pyramidenstumpf weist zwei Abschnitte 13 und 14 auf. Der erste Abschnitt 13 schliesst sich an die grossere Grundfläche 16 des Stumpfes 11 an, welche zugleich die Eintrittsöffnung der Eintrittspartie 11 darstellt, durch welche Tageslicht in die Lichtführeinrichtung 10 gelangt. Diese Eintrittsöffnung 16 ist mit einem an sich bekannten Abschluss (nicht dargestellt) versehen, welcher den

Eintritt von Licht in die Lichtführeinrichtung 10 erlaubt oder sogar unterstützt, welcher jedoch verhindert, dass Staub, Wasser usw. in das Innere der Lichtführeinrichtung 10 eindringt. Durch die Mitte dieser Eintrittsöffnung 16 geht die Mittelachse Ak dieses Pyramidenstumpfes hindurch.

An die der grosseren Grundfläche 16 des ersten Abschnittes 13 gegenüber liegenden Kante 17 des ersten Stumpfabschnittes 13, welche praktisch parallel zur Mündung 16 verläuft, schliesst sich die erste Randpartie des zweiten Stumpfabschnittes 14 an. Die gegenüberliegende Kante 18 dieses zweiten Stumpfabschnittes 14 begrenzt die kleinere Grundfläche des gekröpften Pyramidenstumpfes. über diese kleinere Grundfläche 18 ist der Pyramiden-stumpf an den Eintrittsabschnitt 32 der Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 angeschlossen. Die Grosse des Winkels α, welcher sich zwischen der Achse Am der Mittelpartie des Lichtführgrundkörpers 15 und der Achse Ak der Eintrittspartie 11 der Lichtführeinrichtung 10 erstreckt, liegt zwischen 90 und 180 Grad.

Die Austrittspartie der Lichtführeinrichtung 10, welche auch als Extraktor bezeichnet werden kann, ist mit einem Auskopplungsglied 20 versehen. Dieses Auskopplungsglied 20 ist im dargestellten Fall als ein länglicher Spiegel ausgeführt. Dieser Extraktor 12 kann jedoch auch beispielsweise als eine Platte mit einer weissen grobkörnigen Oberfläche ausgeführt sein, welche das anfallende Licht diffus reflektiert. Sowohl bei der Eintritts- wie auch bei der Mittelpartie sind ferner die Innenwandungen die-

ses länglichen Kanals mit Spiegelflächen ausgestattet, wie zum Beispiel durch Spiegelfolien aus Aluminium oder ähnlichen Materialien. Im in Fig. 1 dargestellten Beispiel hat der Extraktorkörper 20 eine trapezförmige Kontur mit den Grundkanten 23 und 24. Die Länge der zusammenlaufenden Seitenkanten 21 und 22 dieses Trapezes beträgt ein Mehrfaches der Länge der grosseren der Grundkanten 23 dieses Körpers 20. Der Extrak- tor 20 ist über seine längere Grundkante 23 der Austrittsöffnung 19 der Mittelpartie 15 der Lichtführungseinrichtung 10 zugeordnet. Dieser An- schluss kann beispielsweise mit Hilfe eines Scharniers (nicht dargestellt) erfolgen, sodass der Spiegel 20 gegenüber der Längsachse Am der Lichtführungseinrichtung 10 je nach Bedarf durch Schwenken desselben in einer horizontalen oder/und einer vertikalen Ebene eingestellt werden kann.

Das Gebäude 1 gemäss Fig. 1 und Fig. 2 weist zumindest einen Balkon 25 auf. Dieser Balkon 25 weist einen Boden 26 auf, welcher von der Frontwand 6 des Gebäudes 1 hervorsteht. Die vordere Kante 28 (Fig. 6) des Balkonbodens 26 ist mit einem Geländer 27 versehen. Die Lichtführ- einrichtungi O ist der Unterseite des Bodens 26 des Balkons 25 zu geordnet und sie erstreckt sich bis in das Innere des Gebäudes 1. Die Eintrittsöffnung 18 der Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 liegt im Bereich der Vorderkante 28 des Balkonbodens 26. Die Eintrittspartie 11 der Lichtführeinrichtung 10 steht der Vorderkante 28 des Balkonbodens

26 noch vor, damit der Lichteinfall in die Vordermündung 16 der Eintrittspartie 11 der Lichtführeinrichtung 10 möglichst frei steht.

Im in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Beispiel reicht die Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 von der Vorderkante 28 des Balkonbodens 26 bis zur Frontwand 6 des Gebäudes 1. In dieser Frontwand 6 ist eine Durchgangsöffnung 7 ausgeführt, durch welche die Lichtführeinrichtung 10 so hindurchgeht, dass die Austrittspartie 12 der Lichtführeinrichtung 10 hinter dieser Durchgangsöffnung 7 im Raum 2 liegt. An diese Austrittspartie 12 schliesst sich dann im Inneren des Raumes 2 die Auskopplungsvorrichtung 20 in der bereits beschriebenen Weise an. Dadurch wird die Schattenwirkung des Balkonbodens 26 im darunter liegenden Raum 2 eliminiert. Es versteht sich, dass sich die Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 im inneren des Raumes auch fortsetzen kann, sodass sie sich bis in die Nähe der Hinterwand 8 des Raumes 2 erstreckt.

Gemäss Fig. 3 und Fig. 4 ist die vorliegende Lichtführeinrichtung 10 in einem Gebäude 1 untergebracht ist, in welchem zumindest einer der Räume 2 desselben eine abgehängte Decke 30 aufweist. In einem solchen Fall ist es zweckmässig, dass sich zumindest die Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 im Zwischenraum 33 befindet, welcher zwischen der Raumdecke 5 und der darunter liegenden abgehängten Decke 30 vorhanden ist. Die Eintrittspartie 31 der Lichtführeinrichtung 10 ist als Hohlstück mit einem Querschnitt von gleichbleibenden Abmessungen

ausgeführt, welches am einen Ende an den Anfangsabschnitt 32 der Mittelpartie 15 abgeschlossen ist. Auch in diesem Fall schliesst die Längsachse Ak der Eintrittspartie 31 der Lichtführeinrichtung 10 den Winkel Alpha mit der Längsachse Am der Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10, sodass die Längsachse Ak der Eintrittspartie 31 schräg aufwärts verläuft. Die äussere Mündung 16 dieser Eintrittspartie 31 liegt bündig und somit vertikal in der Aussenfläche der Fassadenwand 6, sodass diese Mündung 16 optisch nicht auffällt. Die äussere Mündung 16 der Eintrittspartie 31 steht somit schräg zur Längsachse Ak der Eintrittspartie 31.

Der innenliegende Endabschnitt 34 der Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 liegt in einer Durchgangsöffnung, welche in der Zwischenwand 8 des Gebäudes 1 ausgeführt ist. Hinter dieser Zwischenwand 8 befindet sich ein fensterloser Raum 40, welcher mit Hilfe der vorliegenden Lichtführeinrichtung 10 ist ein Auskopplungsglied 35 zugeordnet, welcher sich in diesem zweiten Raum 2 befindet. Ein vertikaler Schnitt durch dieses Auskopplungsglied 35 hat die Form eines rechtwinkligen Dreiecks. Jene Seite 36 des Auskopplungsgliedes 35, in welcher eine der Katheten des Dreieck 35 liegt, ist der Austrittsöffnung 37 der Mittelpartie 15 der Lichtführeinrichtung 10 zugeordnet. Jene Seite 38 des Auskopplungsgliedes 35, in welcher die zweite Kathete des Dreiecks 35 liegt, ist der Unterseite der Decke 5 zugeordnet. Jene Seite 39 des Auskopplungsgliedes 35, in welcher die Hypotenuse des Schnittes liegt, stellt die Austrittsfläche für das Licht aus der Lichtführeinrichtung 10 dar.

Diese Austrittsfläche 39 verläuft im dargestellten Fall von der Zwischenwand 8 schräg aufwärts, sodass das ausgekoppelte Licht gegen den Boden dieses zweiten Raumes 40 geworfen wird. Im dargestellten Beispiel kann das Auskopplungsglied 35 über die Fläche 38, in welcher die zweite Kathete liegt, an der Unterseite der Decke 5 befestigt sein.

Es ist jedoch auch denkbar, dass das Auskopplungsglied 35 so orientiert ist, dass sich die Fläche 39, in welcher die Hypotenuse liegt, oben, d.h. der Unterseite der Decke 5 zugewandt liegt. In einem solchen Fall ist das aus dem Auskopplungsglied 35 austretende Licht gegen die Unterseite der Decke 5 gerichtet. Wenn die Unterseite dieser Decke 5 lichtreflektierend ausgeführt ist, dann erhält dieser zweite Raum 40 ein von der Decke 5 reflektiertes, gestreutes Licht. Es ist jedoch auch möglich, dass das Auskopplungsglied 35 der Mittelpartie 15 bewegbar zugeordnet ist, und zwar so, dass dieses Auskopplungsglied 35 um die Mittelachse Am der Lichtführeinrichtung 10 drehbar ist. In diesem fall kann man sich die Austrittsrichtung von Licht aus dem Auskopplungsglied 35 je nach Bedarf einstellen.

In Fig. 4 ist die abgehängte Decke 30 in einer Ansicht von unten perspektivisch dargestellt. Diese Decke 30 ist aus Platten 41 zusammengesetzt, welche nebeneinander liegen und in einer an sich bekannten Weise an Ort und Stelle gehalten werden. Eine dieser Deckenplatten 41 ist im in Fig. 4 dargestellten Fall entfernt worden, sodass das Auskopp-

lungsglied 35 in dieser öffnung 45 ersichtlich ist. Die Folge davon ist, dass eine Auskoppelungsfläche 39 gegen das Innere dieses zweiten Raumes 40 gerichtet ist. Licht kann in dieser Weise diesem Raum 2 zugeführt werden. Die Lichtführeinrichtung 10 liegt nahe an einer der Seitenwände 42 des Raumes 2 bzw. 40.

Es gibt auch Gebäude 1 , deren Konstruktionswände 6 eine Schalenwand 43 vorgeschaltet ist (Fig. 5). Diese Schalenaussenwand 43 befindet sich in einem Abstand von der Frontwand 6 des Gebäudes 1. Die Lichtführeinrichtung 10 ist auch in diesem Fall zwischen der Zimmerdecke 5 und der abgehängten Decke 30 angeordnet. Die Eintrittspartie 31 der Lichtführeinrichtung 10 befindet sich hinter der Schalenaussenwand 43, und zwar zwischen dieser und der Frontwand 6 des Bauwerks 1. Die Eintrittspartie 31 der Lichtführeinrichtung 10 ist ähnlich wie die Eintrittspartie 31 der Anordnung gemäss Fig. 3 ausgeführt. Sie ist allerdings etwas länger als die Eintrittspartie 31 in Fig. 3, weil die Eintrittspartie 31 gemäss Fig. 5 den genannten Abstand zwischen der Frontwand 6 und der Schalenaussenwand 43 überbrücken muss. In der Schalenaussenwand 43 ist eine öffnung 44 ausgeführt, wo sich die Eintrittsöffnung 16 der Eintrittspartie der Lichtführeinrichtung 10 befindet.

Fig. 7 zeigt eine Weiterentwicklung der Anordnung gemäss Fig. 5, bei welcher ein Ausschnitt aus dem unteren Bereich eines Gebäudes 1 dargestellt ist. Zuunterst befindet sich der Boden 46 des Erdegeschosses.

Darüber befinden sich die Böden 47 und 48 des ersten und des zweiten Stockwerks. Zwischen der Schalenaussenwand 43 und der Frontwand 6 des Gebäudes 1 befindet sich ein Dämmmaterial 50, welches vornehmlich zur Wärmeisolation der Frontwand 6 des Gebäudes 1 dient. Aus diesem Material 50 sind Elemente angefertigt, von welchen jedes einen plattenförmigen Grundkörper 51 aufweist. Von einer der Grossflächen dieses Grundkörpers 51 stehen Rippen 52 ab. Diese Rippen 52 können beispielsweise parallel zueinander verlaufen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die Elemente 50 befinden sich nebeneinander liegend zwischen der Frontwand 6 und der Schalenaussenwand 43. Dabei sind diese Elemente 50 so orientiert, dass die Kämme der Rippen 51 der Frontwand 6 zugeordnet sind oder an dieser sogar aufliegen. Die glatte Seite des Plattengrundkörpers 51 ist der Innenseite der Schalenaussenwand zugewandt, wobei diese aufeinander aufliegen können. Wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist, geht der Anfangsbereich 32 der Lichtführeinrichtung 10 durch die Dämmschicht 50 hindurch.

Die Eintrittspartie 31 der Lichtführeinrichtung 10 kann aus der Aussen- fläche der Schalenaussenwand 43 nur wenig hervortreten, wie dies bei der Ausführung der vorliegenden Einrichtung 10 ersichtlich ist, die der Unterseite der Decke 5 des ersten Stockwerkes 47 zugeordnet ist. Wenn die Eintrittspartie 31 der Lichtführeinrichtung 10 aus der Aussenfläche der Schalenaussenwand 43 deutlich hervortritt, wie dies bei der Ausführung der vorliegenden Einrichtung 10 ersichtlich ist, die der Unterseite

der Decke 5 des Erdgeschosses 46 zugeordnet ist, dann bedarf der hervortretende Abschnitt der Eintrittspartie 31 ebenfalls einer Wärmedämmung 53. Wegen der schräg verlaufenden Mündung 16 der Eintrittspartie 31 weist die Unterseite dieser Partie 31 am meisten freie Oberfläche auf. Deswegen ist das Dämmmaterial 53 vornehmlich dieser Unterseite zugeordnet, obwohl sich seine seitliche Ausläufer (nicht dargestellt) empor erstrecken. Zweckmässigerweise ist die Eintrittspartie 11 bzw. 31 der Lichtführeinrichtung 10 an der Südseite des Gebäudes 1 angeordnet.

Im Prinzip kann diese Lichtführungseinrichtung auch im Bodenbereich eines Gebäudes angeordnet sein und deren äussere Endpartie könnte auch innerhalb des Gebäudes zum Beispiel hinter einer Glasfront angeordnet sein, so dass diese zusätzlich geschützt wäre, wobei aber das Licht von aussen als Tageslicht in die Räume geleitet werden soll.