DE3226709A1

DE3226709A1 - Sun-shading device

Info

Publication number: DE3226709A1
Application number: DE19823226709
Authority: DE
Inventors: Christian 8000 München Bartenbach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1984-01-19

Abstract

Known sun-shading devices operate with pivotable slats of light-transmitting material which have on the inside a multiplicity of conical prisms; they consequently have a virtually circular screening area, which means unfavourable transmission of daylight and at the same time the necessity of readjustment during the day. The sun-shading device according to the invention has in comparison a significantly better transmission of daylight and at the same time makes do without readjustment during the day and with only a few readjustments during the course of the year. In addition, the slats (1), pivotable about a horizontal longitudinal axis (L), are of a surprisingly simple construction: they have on the outside a flat base area (11) and on the inside prism bars (10) which run parallel to the longitudinal axis (L) and the short faces (12, 13) of which are unreflective and form a base angle of 90 DEG . <IMAGE>

Description

SonnenschutzeinrichtungSun protection device

Die Erfindung betrifft eine Sonnenschutzeinrichtung in Form von Lamellen aus lichtdurchlässigem Material, die auf der einen Seite eine ebene Basisfläche und auf der anderen Seite eine prismatische Struktur haben und die in einer Fensteröffnung nebeneinander um parallele Längsachsen drehbar angeordnet sind.The invention relates to a sun protection device in the form of slats Made of translucent material with a flat base on one side and on the other hand have a prismatic structure and which are in a window opening are arranged next to one another so as to be rotatable about parallel longitudinal axes.

Eine wirksame Sonnenschutzeinrichtung muß berücksichtigen, daß sich der Einfallswinkel des Sonnenlichtes abhängig von Tages- und Jahreszeit in einem sehr großen Bereich ändert. Dieser läßt sich mit bekannten, fest installierten Sonnenschutzeinrichtungen nur bei gleichzeitiger Abschirmung des erwünschten Tageslichtes überstreichen. Im Interesse einer besseren Nutzung des Tageslichtes ist daher bei einer aus der DE-OS 16 83 284 bekannten Sonnenschutzeinrichtung eine Änderung der Neigung der Lamellen, abhängig von der Sonnenhöhe, während eines Tages vorgesehen. Die Lamellen weisen dabei auf der Innenseite eine Vielzahl von Einzelprismen auf (Tripel-Spiegel), woraus ein im wesentlichen kreisförmiger Ausblendbereich mit einem Grenzwinkel von etwa 450 resultiert: Damit läßt sich aber die Sonnenstrahlung vor- und nachmittags nicht vollständig ausblenden.An effective sun protection device must take into account that the angle of incidence of the sunlight depends on the time of day and season in one very large area changes. This can be done with known, permanently installed sun protection devices paint over only if the desired daylight is shielded at the same time. in the Interest in a better use of daylight is therefore one of the DE-OS 16 83 284 known sun protection device a change in the inclination of the slats, depending on the height of the sun, provided during a day. The slats point thereby on the inside a multitude of individual prisms (triple mirror), from which an essentially circular blanking area with a critical angle of approximately 450 results: With this, however, the solar radiation cannot be reduced in the morning and in the afternoon completely hide.

Bei einer Sonnenschutzeinrichtung nach der DE-OS 19 06 990 sind dagegen die Lamellen um vertikale Achsen drehbar angeordnet und werden dem jeweiligen Sonnenstand während eines Tages durch einen motorischen Antrieb nachgeführt. Die einzelnen Lamellen haben dabei eine feste Neigung gegen die Horizontale, die etwa dem jeweiligen Breitengrad entspricht, womit sich zumindest in der Mittagszeit eine vollständige Ausblendung der Sonne unabhängig von der Jahreszeit erreichen läßt.In a sun protection device according to DE-OS 19 06 990 are against it the slats are arranged to be rotatable about vertical axes and are aligned with the position of the sun tracked during one day by a motor drive. The individual slats have a fixed inclination to the horizontal, which is about the respective Latitude corresponds, which means a complete fade-out at least at lunchtime the sun can reach regardless of the season.

Dagegen muß eine Sonneneinstrahlung in den Morgen- und Abendstunden in der Umgebung der Sommer- und Wintersonnenwende in Kauf genommen werden. Schwerwiegender ist äedoch die aufwendige Mechanik und Steuerung, die für die Nachführung der einzelnen Lamellen während des Tages sorgt. Schließlich hat der etwa kreisförmige Ausblendbereich zur Folge, daß auch ein großer Anteil des Zenitlichtes von den Lamellen nach außen reflektiert wird und nicht in den Raum eintreten kann.In contrast, there must be solar radiation in the morning and evening hours be accepted in the vicinity of the summer and winter solstice. More serious However, the complex mechanics and controls required for tracking the individual Slats during the day. Finally, the approximately circular fade-out area As a result, a large proportion of the zenith light from the slats to the outside is reflected and cannot enter the room.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Lichtdurchlässigkeit einer Sonnenschutzeinrichtung der eingangs genannten Art bei effektiverer Ausblendung der Sonne und einfacherem Aufbau zu verbessern.The invention is therefore based on the problem of light transmission a sun protection device of the type mentioned at the beginning with more effective masking the sun and easier construction.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die prismatische Struktur jeder Lamelle aus mindestens einem unverspiegeltem,gleichschenkligem Prismenstab besteht, dessen Achse parallel zur Längsachse der Lamelle verläuft und dessen Kathetenflächen einen Basiswinkel von 900 einschließen. Vorzugsweise besteht jede Lamelle aus einer größeren Anzahl von mit den Kathetenflächen lückenlos aneinanderstoßenden Prismenstäben.The inventive solution to this problem is characterized by that the prismatic structure of each lamella consists of at least one non-mirrored, isosceles There is a prism rod whose axis is parallel to the longitudinal axis of the lamella and the cathetus surfaces of which enclose a base angle of 900. Preferably there is each lamella from a large number of seamlessly abutting with the cathetus surfaces Prism poles.

Die Erfindung ist unabhängig von der Neigung und Ausrichtung einer Fensterfläche wirksam, also insbesondere auch im Rahmen von Dachfenstern mit Erfolg anwendbar. Hierbei ist es zweckmäßig, die Achsen senkrecht zur Nord-Süd-Richtung zu orientieren.The invention is independent of the inclination and orientation of a Window area effective, especially in the context of roof windows with success applicable. It is useful here to keep the axes perpendicular to the north-south direction to orient.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen FIG 1 das Besonnungsdiagramm einer Horizontalfläche, FIG 2 schematisch die erfindungsgemäße Sonnenschutzeinrichtung, FIG 3 einen Querschnitt entlang Linie III-III durch eine Lamelle der FIG 2, FIG 4 die Zuordnung eines Koordinatensystems zu einem Prismenstab einer Lamelle und FIG 5 das Ausblenddiagramm einer Lamelle.The invention is explained in more detail with reference to the figures; FIG 1 shows the tanning diagram of a horizontal area, FIG. 2 shows the inventive diagram schematically Sun protection device, FIG 3 shows a cross section along line III-III through a Lamella of FIG. 2, FIG. 4 shows the assignment of a coordinate system to a prism rod a lamella and FIG 5 shows the fade-out diagram of a lamella.

Das Besonnungsdiagramm in FIG 1 zeigt die Abhängigkeit des Höhenwinkels t - also des auf eine Horizontalebene bezogenen Einfallswinkels der Sonnenstrahlen - von Tages-und Jahreszeit. Die Höhenwinkel t sind dabei als konzentrische Kreise und die Azimutwinkel / als sie senkrecht schneidende Radien - ausgehend von einer nach Süden orientierten Bezugsachse B -. dargestellt: Am 1. April (ausgezogene Bahnkurve) haben beispielsweise die Sonnenstrahlen bei einer Azimutalebene senkrecht zu der Zeichenebene mit einem Azimutwinkel X von 290° einen Höhenwinkel t von etwa 200.The tanning diagram in FIG. 1 shows the dependence of the altitude angle t - i.e. the angle of incidence of the sun's rays in relation to a horizontal plane - by time of day and time of year. The elevation angles t are as concentric circles and the azimuth angles / as radii intersecting them perpendicularly - starting from a south-facing reference axis B -. shown: April 1st (solid trajectory) for example, the sun's rays have at an azimuthal plane perpendicular to that Drawing plane with an azimuth angle X of 290 ° has an elevation angle t of about 200.

Für jede - beliebig orientierte - Sonnenschutzeinrichtung läßt sich nun mit denselben Koordinaten ein Ausblenddiagramm - vergleiche FIG 5 für die Erfindung -zeichnen, das den Ausblendbereich darstellt; dieser ist in FIG 5 für senkrecht zur Nord-Süd-Richtung verlaufende Prismen schraffiert dargestellt. Der Ausblendbereich zeigt an, bis zu welchem Azimut- und Höhenwinkel (bezogen auf eine horizontale Basisfläche) einfallende Lichtstrahlen von der Sonnenschutzeinrichtung wieder nach außen reflektiert werden. Licht, das außerhalb des Ausblendbereiches einfällt, wird in den zu schützenden aber möglichst gut mit Tageslicht auszuleuchtenden Raum hindurchgelassen.For every sun protection device, oriented in any way, now with the same coordinates a fade-out diagram - compare FIG. 5 for the invention -draw representing the fade-out area; this is vertical in FIG Prisms running in the north-south direction are shown hatched. The blanking area shows up to which azimuth and elevation angle (based on a horizontal base area) incident light rays from the sun protection device are reflected back outwards will. Light that falls outside the blanking area will enter the area to be protected but The room that is to be illuminated with daylight is allowed to pass through.

Die Erfindung basiert nun auf der Einsicht, daß die Durchlässigkeit einer Sonnenschutzeinrichtung für Tageslicht umso besser ist, je kleiner die Fläche des Ausblendbereiches ist. Im Idealfall brauchte der Ausblendbereich nur ein ganz schmaler Korridor K sein, in dessen Mitte die Bahnkurve eines Tages liegt (vgl. die Bahnkurve des 1. April in FIG 1): Hierbei wäre dann eine vollständige Sonnenausblendung während des ganzen Tages bei weitgehend ungehindertem Tageslichtdurchgang gewährleistet.The invention is now based on the insight that the permeability a sun protection device for daylight is the better, the smaller the area of the blanking area. Ideally, the blanking area only needed a whole be a narrow corridor K, in the middle of which the trajectory one day lies (cf. the trajectory of April 1 in FIG. 1): This would mean that the sun was completely suppressed guaranteed throughout the day with largely unhindered passage of daylight.

Zum Vergleich hierzu ist in den Figuren 1 und 5 der Ausblendbereich der bekannten Lamellen mit pyramidenförmigen Einzelprismen dargestellt: Er ist kreisförmig und durch die gestrichelte Grenzkurve G3 begrenzt. Die Mitte dieses Ausblendbereiches läßt sich bei der Darstellung nach FIG 1 durch ein Schrägstellen der Lamelle auf der Nord-Süd-Achse nach unten verschieben (Grenzkurve G3' strichpunktiert angedeutet), so daß die Sonnenschutzbedingung während des ganzen Jahres - und bei entsprechender Nachführung auch während des Tages - erfüllt ist. Zugleich ist jedoch erkennbar, daß die große Fläche des Ausblendbereiches im Bereich der Hauptarbeitszeit liegt, wo reduzierte Tageslichtdurchlässigkeit besonders stört. Auffällig ist dabei, daß die Kreisform des Ausblendbereiches nicht die entfernteste Ähnlichkeit mit der idealen Kreisringform des Ausblendkorridors K hat.For comparison, the masking area is shown in FIGS. 1 and 5 of the known lamellae with pyramid-shaped individual prisms: It is circular and limited by the dashed limit curve G3. The middle of this fade-out area can be seen in the illustration of Figure 1 by tilting the lamella move the north-south axis downwards (limit curve G3 'indicated by dash-dotted lines), so that the sun protection conditions throughout the year - and when appropriate Tracking even during the day - is fulfilled. At the same time, however, it can be seen that the large area of the blanking area is in the area of main working hours, where reduced daylight permeability is particularly annoying. It is noticeable that the circular shape of the fade-out area does not have the remotest resemblance to the ideal Annular shape of the masking corridor K has.

Die Erfindung beruht nun auf der weiteren Erkenntnis, daß die Form des Ausblendbereiches der in den FIG 2 bis 4 dargestelkten Lamellen eine praktisch brauchbare Annäherung an jenen Ausblendkorridor darstellt, wie ein Ver- gleich der FIG 1 und 5 ohne weiteres erkennen läßt: Vor allem verläuft die obere Grenzkurve G2 des Ausblendbereiches praktisch gleichartig wie die Bahnkurven des Besonnungsdiagramms! Auch hier läßt sich der Ausblendbereich durch Schrägstellen der Lamellen (Neigungswinkel ß in FIG 2 gegen die Horizontale f 0) soweit nach unten verschieben, daß er einen möglichst großen Bereich der Bahnkurven im Besonnungsdiagramm abdeckt. Die Grenzen eines so verschobenen Ausblendbereiches sind in FIG 1 strichpunktiert eingezeichnet. Die Ausblendbedingung ist somit während mehrerer Tage erfüllt und zwar ohne jede Nachstellung während des Tages! Lediglich in der Umgebung der Sommersonnenwende werden Sonnenstrahlen ganz früh und unmittelbar vor Sonnenuntergang durchgelassen. Der ganze Bereich der jahreszeitlichen Änderung der Höhenwinkel (in der Meridianebene 470) läßt sich bei einem Ausblend-0 bereich von 12 in derselben Ebene demnach mit nur vier Nachstellungen des Neigungswinkels ß der Lamellen abdekken! Hierzu bedarf es nicht einmal einer aufwendigen Steuerung, da einfallende Sonnenstrahlen eine rechtzeitige manuelle Nachstellung veranlassen werden.The invention is based on the further knowledge that the shape of the fade-out area of the slats shown in FIGS. 2 to 4 is a practical one represents a useful approximation to that blanking corridor, such as a same the Figures 1 and 5 can readily be seen: Above all, the upper limit curve runs G2 of the fade-out area practically similar to the trajectories of the tanning diagram! Here, too, the fade-out area can be adjusted by tilting the slats (angle of inclination ß in Figure 2 against the horizontal f 0) move down so far that he one covers the largest possible area of the trajectories in the tanning diagram. The limits a fade-out area shifted in this way are shown in dash-dotted lines in FIG. The blanking condition is thus fulfilled for several days without any Reenactment during the day! Only in the area around the summer solstice Sun rays are let through very early and just before sunset. The whole range of seasonal changes in elevation angles (in the meridian plane 470) can therefore be used with a skip 0 area of 12 in the same plane cover only four readjustments of the angle of inclination ß of the slats! This requires it doesn't even require a complex control, since incident sun rays are a prompt manual readjustment.

Dieses günstige Ausblendverhalten ist nun zusätzlich gepaart mit einer - am Stand der Technik gemessen - optimalen Lichtdurchlässigkeit: Für die Hauptarbeitsstunden ist der in FIG 5 dargestellte Ausblendbereich der Erfindung recht schmal und behindert damit den Durchtritt vor allem des hellen Zenitlichtes nur wenig. Die beschriebenen ausgezeichneten Ergebnisse werden mit einer überraschend einfachen Technik erreicht: In der in FIG 2 dargestellten, in diesem Fall geneigten, Fensteröffnung F sind mehrere Lamellen 1 um parallele, horizontale Längsachsen L drehbar angeordnet; die Lamellen bestehen aus einem lichtdurchlässigen, lichtbrechenden Material; sie haben auf der Außenseite eine ebene Basifläche 11 und weisen auf der Innenseite Prismenstäbe 10 auf, die von - vorzugsweise gleich langen - Kathetenflächen 12, 13 begrenzt sind, die ihrerseits einen Basiswinkel 2 von 900 einschließen (FIG 3). Diese parallel zu den Längsachsen L verlaufenden Prismenstäbe 10 haben keinerlei verspiegelte Flächen, arbeiten also nur mit Totalreflexion.This favorable fade-out behavior is now additionally paired with a - measured on the basis of the state of the art - optimal light transmission: for the main working hours the masking area of the invention shown in FIG. 5 is quite narrow and obstructed so that the passage of the bright zenith light in particular is little. The described excellent results are achieved with a surprisingly simple technique: In the window opening F shown in FIG. 2, inclined in this case, there are several Lamellae 1 arranged to be rotatable about parallel, horizontal longitudinal axes L; the slats consist of a translucent, refractive material; they have on the Outside a flat base surface 11 and have the inside Prism rods 10, which from - preferably equally long - cathetus surfaces 12, 13 are limited, which in turn enclose a base angle 2 of 900 (FIG 3). These prism rods 10, which run parallel to the longitudinal axes L, do not have any mirrored surfaces, so only work with total reflection.

Die Zuordnung der in den Figuren 1 und 5 verwendeten Koordinaten zu diesen Lamellen und Prismenstäben ist aus FIG 4 ersichtlich: Repräsentativ für eine Lamelle ist dort ein einziger Prismenstab 10 dargestellt, der von einer vertikalen Azimutalebene A geschnitten wird, die mit einer Bezugsachse B einen Azimutwinkel J einschließt.The assignment of the coordinates used in Figures 1 and 5 to these lamellae and prismatic rods can be seen from FIG. 4: Representative of one Lamella there is a single prism rod 10 shown, which is from a vertical Azimuthal plane A is intersected with a reference axis B at an azimuth angle J includes.

Die Bezugsachse B verläuft dabei senkrecht zur Längsachse und parallel zur Basisfläche 11 des Prismenstabes 10. Der Höhenwinkel eines Sonnenstrahles in der Azimutalebene A bezogen auf die horizontal angenommene Bezugsfläche 11 des Prismenstabes ist mit t bezeichnet.The reference axis B runs perpendicular to the longitudinal axis and parallel to the base surface 11 of the prism pole 10. The elevation angle of a sunbeam in the azimuthal plane A based on the assumed horizontal reference surface 11 of the prism rod is denoted by t.

Das Ausblenddiagramm nach FIG 5 gilt für die in FIG 4 vorausgesetzte Anordnung des Prismenstabes mit horizontaler Basisfläche 11 und nach Süden gerichteter Bezugsachse B. Das Ausblenddiagramm gilt somit für einen Neigungswinkel B von 0° in FIG 2. Wie schon erwähnt, verschiebt sich der Ausblendbereich bei einem von 0 abweichenden Neigungswinkel ß parallel nach unten.The fade-out diagram according to FIG. 5 applies to the one assumed in FIG Arrangement of the prism pole with a horizontal base surface 11 and facing south Reference axis B. The suppression diagram therefore applies to an angle of inclination B of 0 ° in FIG. 2. As already mentioned, the fade-out area shifts with a value of 0 different angle of inclination ß parallel downwards.

Form und Lage des Ausblendbereiches in FIG 5 gelten nur für die Ausrichtung der Lamellen quer zur Nord-Süd-Richtung. Bei einer anderen Ausrichtung der Fensteröffnungen und Lamellen gelten jedoch grundsätzlich die gleichen Überlegungen und Aussagen: Es lassen sich auch hierbei die den Ausblendbereich begrenzenden Grenzkurven berechnen, die dann jedoch etwas verzerrt verlaufen. Das gleiche gilt jedoch dann auch für die Bahnkurven im Besonnungsdiagromm nach FIG 1.The shape and position of the masking area in FIG. 5 only apply to the alignment of the lamellas transverse to the north-south direction. With a different orientation of the window openings and slats, however, basically the same considerations and statements apply: The limit curves limiting the blanking area can also be calculated here, which are then somewhat distorted. The same then also applies to the trajectories in the tanning diagram according to FIG. 1.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sonnenschutzeinrichtung besteht auch darin, daß sich die Lamellen - beispielsweise in der Übergangszeit - so einstellen lassen, daß gezielt Sonnenstrahlen zur Aufheizung des Raumes in diesen gelenkt werden.Another advantage of the sun protection device according to the invention also consists in the fact that the slats - for example in the transition period - Let it be set so that targeted sun rays to heat the room in these are steered.

Claims

Claims 1. Sun protection device in the form of slats (1) Made of translucent material with a flat base on one side (11) and on the other hand have a prismatic structure and which are in a Window opening (F) arranged next to one another so as to be rotatable about parallel longitudinal axes (L) are, that the prismatic structure consists of at least one non-mirrored prism rod (10), the axis of which is parallel to the longitudinal axis (L) of the lamella and its cathetus surfaces (12, 13) a Include base angle («) of 900.

2. Sun protection device according to claim 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i h n e t that each lamella (1) several, with their cathetus surfaces (12, 13) has prism rods (10) adjoining one another without any gaps.

3. Sun protection device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the longitudinal axis (L) of the slats (1) mechanically with each other are coupled.