Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine teiltransparente statische
Sonnenschutzvorrichtung aus einem flachen Grundkörper, der aus einem für
Sonnenstrahlung undurchlässigen Material besteht und/oder mit einem derartigen
Material beschichtet ist und durchgängige Öffnungen mit einer winkelselektiven
Durchlässigkeit für das Sonnenlicht aufweist, bei der ein Maximum der
Durchlässigkeit bei einem Einfallswinkel von ≠ 90° des Sonnenlichts
zur Ebene des Grundkörpers liegt.
Im Fassadenbau – insbesondere bei Bürobauten –
ist der Anteil der verglasten Flächen in den letzten Jahren kontinuierlich
gestiegen. Dies kann neben dem positiven Effekt eines höheren Tageslichtangebots
allerdings auch zu einer Überhitzung der Büroräume führen, weshalb
ein ausreichender Sonnenschutz vorgesehen werden muss. Dieser Sonnenschutz sollte
einerseits zumindest teilweise eine Durchsicht nach außen erlauben und zu einer
guten Raumausleuchtung führen, aber andererseits auch ausreichend Sonnenschutz
bieten und Blendung vermeiden.
Stand der Technik
Neben flexiblen, verstellbaren Bauarten von Sonnenschutzvorrichtungen
wie Jalousien oder textilen Rollos existieren auch feststehende oder bewegliche
Behänge. So zeigen die DE 10161159
A1 und die DE 10139583 A1
Sonnenschutzvorrichtungen, die aus einer parallelen Anordnung horizontaler Metallstäbe
aufgebaut sind, deren Querschnittsgeometrie hinsichtlich der Lichtlenkung optimiert
ist. Durch einen Abstand zwischen den Stäben wird gleichzeitig die Durchsicht
ermöglicht.
Kommerziell sind Verbundglasscheiben erhältlich, in die ein Streckmetall
mit Durchgangsschlitzen einlaminiert ist. Die Durchgangsschlitze entstehen durch
streckende Verformung eines Metallbleches, in das vorher entsprechenden Schnitte
eingebracht wurden. Eine derartige Sonnenschutzvorrichtung ist bspw. auch in der
US 3453039 in Verbindung mit den
3 und 4 dieser Druckschrift
kurz angesprochen, die sich mit einer Sonnenschutzvorrichtung ohne durchgängige
Öffnungen befasst. Die zwangsläufig parallele Anordnung der geöffneten
Schlitze im Sonnenschutz schränkt jedoch eine derartige Sonnenschutzvorrichtung
auf ganz bestimmte Anwendungen ein. Weiterhin ist bei dem Streckprozess das gesamte
Blech der Zugbelastung unterworfen, so dass an dem Blech vor der Verformung keine
zusätzlichen Elemente angebracht werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sonnenschutzvorrichtung
anzugeben, die bei der Herstellung ohne großen Aufwand an unterschiedliche
Anwendungen angepasst werden kann und die Anbringung oder Integration von weiteren
Elementen, wie bspw. Solarabsorberrohren, bereits im Anfangsstadium der Herstellung
ermöglicht.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit der Sonnenschutzvorrichtung gemäß Patentanspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Sonnenschutzvorrichtung sind
Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung
sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Die vorgeschlagene statische Sonnenschutzvorrichtung besteht aus einem
flachen Grundkörper, der aus einem für Sonnenstrahlung undurchlässigen
Material besteht und/oder mit einem derartigen Material beschichtet ist und durchgängige
Öffnungen mit einer winkelselektiven Durchlässigkeit für das Sonnenlicht
aufweist, bei der ein Maximum der Durchlässigkeit bei einem Einfallswinkel
von ≠ 90° des Sonnenlichts zur Ebene des Grundkörpers liegt. Die
Öffnungen sind bei der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung durch rein lokale
Bearbeitung in den Grundkörper eingebracht, so dass durch die Erzeugung der
Öffnungen keine Beanspruchung oder Belastung der restlichen Bereiche des Grundkörpers
auftritt. Die Öffnungen können hierbei beliebige Geometrien aufweisen,
bspw. kreisrund oder schlitzförmig sein. Der Grundkörper selbst besteht
vorzugsweise aus einer ebenen oder gekrümmten Platte aus Metall oder Kunststoff.
Die Öffnungen können in einer Ausgestaltung durch lokale
Entfernung von Material des Grundkörpers, bspw. mittels Ausstanzen, Ausschneiden
oder Bohren in den Grundkörper eingebracht sein. Geeignete Techniken sind das
Laserschneiden, das Laserbohren oder das Wasserstrahlschneiden.
In einer anderen Ausgestaltung werden sind die Öffnungen durch
lokal ausgebogene Bereiche des Grundkörpers gebildet. Bei
der Herstellung wird der Grundkörper hierzu geeignet eingeschnitten, so dass
sich die Öffnungen durch Ausbiegen von Bereichen des Grundkörpers erzeugen
lassen. Die ausgebogenen Bereiche, die in der Regel laschenförmig ausgebildet
sind, bleiben dabei mit dem Grundkörper verbunden und dienen der Lichtführung.
Die vorliegende statische Sonnenschutzvorrichtung zeichnet sich damit
durch Öffnungen aus, die durch rein lokale Bearbeitung in den Grundkörper
eingebracht sind und somit bei der Herstellung das verbleibende Material des Grundkörpers
nicht beeinflussen. Die Winkelselektivität dieser Durchgangsöffnungen
kann bei der Herstellung nahezu frei gewählt werden, so dass sich die Sonnenschutzvorrichtung
ohne großen Aufwand für die unterschiedlichsten Anwendungen bzw. Anforderungen
herstellen lässt. Insbesondere können in unterschiedlichen Abschnitten
des Grundkörpers auch unterschiedlich ausgestaltete Öffnungen vorliegen.
Der vorgeschlagene statische Sonnenschutz kann auch zwei oder mehr
vorder- und rückseitige transparente Abdeckungen aufweisen, so dass er als
Verglasung, Fenster- oder Fassadenelement eingesetzt werden kann. Der Grundkörper
ist hierbei unter Verwendung der üblichen Fertigungstechnologien des Fenster-
und Fassadenbaus zwischen den Abdeckungen, bspw. Glasscheiben, eingebaut. Durch
die speziell ausgebildeten Öffnungen werden die gewünschten Sonnenschutz-,
Durchsicht-, Blendschutz- und Tageslichtversorgungsanforderungen erfüllt.
Es ist in vielen Fällen, insbesondere beim Einsatz der Sonnenschutzvorrichtung
als Fassadenelement aus optischen Gründen vorteilhaft, wenn die sonnenzugewandte
Seite des Grundkörpers eine andere Farbe als die sonnenabgewandte Seite aufweist.
Die unterschiedliche Farbe kann bspw. durch unterschiedliche Lackierung beider Seiten
erhalten werden. Vorzugsweise ist die sonnenabgewandte Seite des Grundkörpers
IR-reflektierend ausgebildet, bspw. metallisch oder durch Beschichtung mit einem
IR-reflektierenden Lack.
Die Sonnenschutzvorrichtung eignet sich besonders vorteilhaft für
den Einsatz im Brüstungsbereich von Bauwerken, da sie bei geeigneter Ausgestaltung
die Möglichkeit der Durchsicht auch nach schräg unten bietet. Dies betrifft
vor allem Brüstungsbereiche von Ganzglasfassaden oder Balkonbrüstungen,
sowohl im Wohnungs- als auch im Nichtwohnungsbau. Die vorliegende Sonnenschutzvorrichtung
lässt sich vorteilhaft für alle Fassadenbereiche einsetzen, die verglast
sind, bevorzugt für solche Bereiche, die nicht unmittelbar zur Aussicht dienen.
Beispiele hierfür sind horizontale Dachoberlichte, geneigte Fassaden- oder
Dachelemente sowie grundsätzlich der Oberlichtbereich und der Brüstungsbereich
einer Fassade.
In einer Ausgestaltung der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung sind
die Öffnungen durch lokales Einschneiden des Grundkörpers und Aufbiegen
von durch das Einschneiden entstandenen laschenförmigen Bereichen gebildet.
Die aufgebogenen Bereiche bleiben dabei mit dem Grundkörper verbunden, so dass
über deren Biegewinkel bzw. Neigung unterschiedliche Effekte der Lichtdurchlässigkeit
erreicht werden. So können bei einem senkrecht stehenden Grundkörper die
laschenförmigen Bereiche bspw. nach oben oder nach unten gebogen werden. Selbstverständlich
muss der Grundkörper hierfür unterschiedlich eingeschnitten werden. Eine
Öffnung kann auch durch Ausbiegen mehrerer Bereiche erhalten werden. So bietet
eine Öffnung mit einem nach oben gebogenen und einem nach unten gebogenen laschenförmigen
Bereich über die Biegewinkel eine nahezu beliebige Einstellbarkeit der Verhältnisse
von Sonnenschutz, Durchsicht, Blendschutz und Tageslichtversorgung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird als Grundkörper ein
durch Rollbonding erhaltenes Blech eingesetzt, das nicht verschweißte Bereiche
aufweist, die lokal aufgeschnitten und zur Bildung der Öffnungen aufgebogen
sind. Auf diese Weise werden bei gleichem Öffnungsdurchmesser bzgl. der Biegerichtung
längere ausgebogene Bereiche erhalten als bei einem einfachen Blech, so dass
die Sonnenschutzwirkung dadurch noch erhöht werden kann.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung
sind die Öffnungen als Schlitze oder Rillen mit einem keilförmigen Querschnittsprofil
gebildet. Die Schlitze können vertikal, horizontal oder auch schräg verlaufen,
damit die Sonne möglichst gut ausgeblendet wird. Zumindest eine der beiden
Seitenwände der keilförmigen Schlitze verläuft nicht senkrecht zur
Ebene des Grundkörpers bzw. zu dessen Oberfläche, sondern unter einem
Winkel von < 90°. Über die Wahl der Winkel der beiden Seitenwände
sowie der lichten Weite des Schlitzes senkrecht zur Schlitzrichtung, im Folgenden
auch als Spaltweite bezeichnet, und die Dicke des Grundkörpers können
auch hier die Sonnenschutzwirkung ebenso wie der Durchsichtwinkel, der Blendschutz
und die Tageslichtversorgung gezielt eingestellt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung
sind die Öffnungen als Bohrungen ausgebildet, deren zentrale
Achse unter einem Winkel von ≠ 90° zur Ebene des Grundkörpers bzw.
zu dessen Oberfläche verläuft. Über den Winkel der zentralen Achse
der Bohrungen, den Durchmesser der Bohrungen und die Dicke des Grundkörpers
können die für die jeweilige Anwendung gewünschten Wirkungen des
Sonnenschutzes gezielt eingestellt werden. Hierbei ist es auch möglich, dass
zumindest einige der Bohrungen nicht parallel zueinander verlaufen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Sonnenschutzvorrichtung wird nachfolgend anhand von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert.
Hierbei zeigen:
1 ein Beispiel für eine durch Aufbiegen entstandene
Öffnung bei einer Ausgestaltung der Sonnenschutzvorrichtung;
2 vier Beispiele für die Wirkung ausgebogener
Elemente bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung;
3 bevorzugte Winkelbereiche bei dem Aufbiegen der laschenförmigen
Elemente;
4 ein Beispiel für den Einsatz eines Rollbond-Bleches
als Grundkörper;
5 ein weiteres Beispiel für eine durch Drehen
entstandene Öffnung;
6 ein Beispiel für eine Ausgestaltung der vorliegenden
Sonnenschutzvorrichtung mit keilförmigen Schlitzen als Öffnungen;
7 ein Beispiel für eine Ausgestaltung der Sonnenschutzvorrichtung
mit kreisrunden Bohrungen als Öffnungen;
8 ein Beispiel für die Verwendung der Sonnenschutzvorrichtung
als Balkonbrüstung;
9 ein Beispiel für eine Ausgestaltung der Sonnenschutzvorrichtung
mit Absorberkanälen; und
10 ein weiteres Beispiel für eine Ausgestaltung
der Sonnenschutzvorrichtung mit Absorberkanälen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die 1 bis 5
zeigen Beispiele für die Ausgestaltung der Öffnungen im Grundkörper
bei einer Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung, bei der
die Öffnungen durch Einschneiden des Grundkörpers und Aufbiegen der dadurch
entstandenen laschenförmigen Bereiche bzw. Elemente erhalten werden.
1 zeigt hierbei anhand eines Beispiels das Prinzip
des Schneidens und Ausbiegens der Öffnungen. Das in diesem Beispiel als Grundkörper
eingesetzte Blech 1 wird an der entsprechenden Stelle der Öffnung
eingeschnitten, wie dies im linken Teil der Figur gezeigt ist. Die dadurch erzeugten
laschenförmigen Elemente 2, 3 werden nach oben bzw. nach
unten ausgebogen, so dass die im rechten Teil der Figur erkennbare Öffnung
4 im Blech 1 entsteht, die von den beiden ausgebogenen Elementen
2 und 3 oben und unten begrenzt wird.
2 zeigt verschiedene Varianten bei der Biegung der
laschenförmigen Elemente, die zu unterschiedlichen Wirkungen im Sonnenschutz
führen. Alle der dargestellten vier Varianten haben gemeinsam, dass sie aus
einem Blech 1 durch Ausbiegen der laschenförmigen Elemente nach dem
Einschneiden einer entsprechenden Struktur in das Blech 1 entstanden sind.
Die Orientierung der Elemente kann dabei horizontal, vertikal oder auch schräg
sein. Bei einem Einsatz der Sonnenschutzvorrichtung an einer Süd-West-Fassade
bietet bspw. eine schräge Anordnung den größten Vorteil, um die Sonne
möglichst gut auszublenden. Wie weit die Strukturen aus der Horizontalen gedreht
werden müssen, kann beispielsweise der Veröffentlichung von W. Lorenz
"A Glazing Unit for Solar Control, Daylighting and Energy Conservation", Solar Energy
70 (2001) No. 2, pp. 109–130, insbesondere der
dieser Veröffentlichung, entnommen werden. Im Weiteren wird zur Veranschaulichung
von einer horizontalen Anordnung der ausgebogenen Elemente ausgegangen.
Im Beispiel der 2a ist das laschenförmige Element
2 nach oben ausgebogen. Der Winkel &dgr; gegenüber der Vertikalen
sollte dabei im Bereich zwischen 0° und 90° liegen, bevorzugt im Bereich
zwischen 10° und 60° und besonders bevorzugt bei &dgr; = 40°. In
dem Beispiel der 2 ist die momentane Richtung der von
schräg vorne einfallenden Sonnenstrahlung mit den Pfeilen gekennzeichnet. Die
Ausgestaltung der 2a ermöglicht eine Durchsicht in horizontaler
Richtung sowie nach unten bei gleichzeitigem Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung.
Bei diesen wie auch den anderen Varianten der 2 ist
die innere Oberfläche 5 des Grundkörpers matt lichtgrau ausgebildet,
während die äußere Oberfläche mit einer die Sonnenstrahlung
reflektierenden Beschichtung 6 versehen ist.
Das Beispiel der 2a zeigt eine Variante, bei der
das laschenförmige Element 3 nach unten ausgebogen ist. Der Biegewinkel
&egr; gegenüber der Horiontalen liegt hierbei im Bereich zwischen –20°
und +270°, bevorzugt im Bereich zwischen 0° und 90° oder zwischen
180° und 270°. Wenn die Lichtlenkung die höchste Priorität hat,
dann wird ein Winkel von –20° ≤ &egr; ≤ 45° oder
160° ≤ &egr; ≤ 225° bevorzugt. Wenn Blend- und Sonnenschutz
die höchste Priorität haben, dann wird ein Winkel von 45° ≤
&egr; < 90° oder 225° < &egr; < 270° bevorzugt.
Die Ausbiegung von laschenförmigen Elementen nach oben und unten
lässt sich auch kombinieren, wie in den 2c und 2d
gezeigt ist. Je nach Biegewinkel und Biegerichtung können hierbei unterschiedliche
Effekte erreicht werden. Die folgende Tabelle zeigt die Wirkungen, wie sie mit den
vier Varianten der 2a bis 2d erreicht werden.
Ein „+" gibt hierbei an, dass die entsprechende Wirkung gut erreicht wird,
ein „–" gibt an, dass die entsprechende Wirkung nicht gut erreicht
wird und eine „0" gibt an, dass die entsprechende Wirkung teilweise erreicht
wird.
a)
b)
c)
d)
Absorption
+
–
0
+
Durchsicht
+
0
0
0
Raumausleuchtung
–
+
+
0
Blendschutz
+
–
0
+
Sonnenschutz
+
–
0
+
4 zeigt ein Beispiel, bei dem ein durch Rollbonding
erhaltenes Blech, ein sog. Rollbond-Blech 7 als Grundkörper eingesetzt
wird. Bei einem solchen Blech sind nicht verschweißte Bereiche vorhanden, die
mittels Druckluft zu Kanälen 7 aufgeblasen werden, wie dies im oberen
Teil der 4 schematisch dargestellt ist. Durch Einschneiden
und Aufbiegen derartiger Bereiche werden bei gleichem Öffnungsdurchmesser gegenüber
einem einfachen Blech wesentlich längere laschenförmige Elemente
2, 3 erhalten, mit denen die Sonne besser ausgeblendet werden
kann. Die scharfe Außenkante dieser Elemente ist aus Gründen des Blendschutzes
sehr vorteilhaft, da an dieser Stelle keine Glanzlichter entstehen können.
Grundsätzlich wird durch die diffuse Reflexion des Sonnenlichts an den nach
unten gebogenen Elementen 3 eine bessere Raumausleuchtung erzielt.
3 zeigt in den 3a bis 3e
die Winkel &dgr; und &egr; sowie deren bevorzugte Bereiche. Innerhalb des jeweils
dargestellten Gesamtbereiches besteht ein bevorzugter Bereich, der einfach schraffiert
angedeutet ist. Der besonders bevorzugte Bereich für die Lichtumlenkung ist
stark schraffiert dargestellt, der besonders bevorzugte Bereich für Blend-
und Sonnenschutz in gekreuzter Schraffur.
5 zeigt ein weiteres Beispiel für Öffnungen,
die durch Aufbiegen von eingeschnittenen Blechbereichen erzeugt wurden. In diesem
Falle wurde das Blech 1 beidseitig einer Öffnungsachse U-förmig
eingeschnitten, wie im oberen Teil der Figur zu erkennen, so dass die laschenförmigen
Elemente wie eine Lamelle 9 ausgedreht werden können. Dies ist in
der 5 auch im Querschnitt veranschaulicht. Auf diese
Weise ergeben sich Lamellen 9 ähnlich einer Jalousie. Es können
auch mehrere Lamellen 9 direkt untereinander angeordnet werden. Für
den Winkelbereich &sgr;E gilt in diesem Fall:
0° ≤ &sgr;E ≤ 80°, bevorzugt 0° ≤
&sgr;E ≤ 45°, besonders bevorzugt 5° ≤ &sgr;E
≤ 25°.
6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung
der vorliegenden Sonnenschutzvorrichtung, bei der die winkelselektive Sonnenschutzstruktur
nicht durch Ausbiegen von Blechelementen, sondern durch Ausschneiden keilförmiger
Längsrillen 10 gebildet wird. Dies kann bspw. mittels Laserschneiden
erfolgen. Die Rillen 10 können vertikal, horizontal oder auch schräg
verlaufen, damit die Sonne möglichst gut ausgeblendet wird. An einer Süd-West-Fassade
ist eine schräge Anordnung vorteilhaft (vgl. Veröffentlichung von W. Lorenz a.a.O.).
Im Weiteren wird zur Veranschaulichung von horizontalen Rillen ausgegangen. Dabei
ist die untere Seitenwand 11 der Rille 10 vorteilhafter Weise
nach außen unten abgeschrägt, um eine Durchsicht nach unten zu ermöglichen.
Die Winkel &agr; und &bgr; werden gegen die Horizontale gemessen. &sgr; ist
der Ausblendwinkel für die Sonne. Der Winkel &agr; beträgt vorzugsweise
zwischen 0° und 85°, der Winkel &bgr;, der die Neigung der oberen Seitenwand
12 gegen die Horizontale angibt, vorzugsweise zwischen –20°
und +10°.
In der Regel haben die Blendschutzanforderungen und die Durchsicht
nach außen eine höhere Priorität als die Tageslichtversorgung des
Raumes. Störende Reflexe sollen daher auf jeden Fall vermieden werden. Die
untere Seitenwand 11 sollte daher in der Regel steiler als 45° aus
der Horizontalen gedreht sein (&agr; ≥ 45°), damit horizontal einfallendes
Sonnenlicht nicht nach innen, sondern nach oben umgelenkt wird. Licht mit größerem
Höhenwinkel wird dann ebenfalls nach außen reflektiert, weil der Einfallswinkel
gleich dem Ausfallswinkel ist. Die Winkelangaben für &agr; gelten unabhängig
von der Neigung der Fassade, an der die Sonnenschutzvorrichtung angebracht wird.
Sie leiten sich nur aus den möglichen Sonnenpositionen ab.
Wenn die Tageslichtversorgung eine höhere Priorität hat,
bspw. im oberen Segment eines Fensterbandes oder oberhalb der Kopfhöhe, sollte
das Licht in den Raum reflektiert werden (d.h. &agr; < 45°). Auch diese
Winkelangabe für &agr; gilt unabhängig von der Neigung der Fassade,
sondern leitet sich aus den möglichen Sonnenpositionen am jeweiligen Ort der
Anbringung ab.
Die obere Seitenwand 12 sollte vorteilhafter Weise so um
den Winkel &bgr; gegen die Horizontale nach oben geneigt sein, dass die direkte
Sonne die meiste Zeit nicht streifend an der Fläche entlang in den Raum scheinen
kann (–20° ≤ &bgr; ≤ 10°). Besonders bevorzugt
wird der Winkel &bgr; so gewählt, dass gilt: –10° ≤ &bgr;
≤ 0°. Varianten mit |&bgr;| > 10° sind zwar ebenfalls möglich,
allerdings handelt es sich hierbei um verschlechterte Ausführungsformen. Die
Winkelangaben für &bgr; gelten unabhängig von der Neigung der Fassade.
Sie leiten sich nur aus den möglichen Sonnenpositionen ab.
Ein weiterer Parameter zur Einstellung der Blendschutzwirkung ist
die Spaltweite D, die die lichte Weite an der Innenseite der Rille 10 angibt.
Damit legt D fest, ab welchem Sonnen-Profilwinkel &agr;p = &sgr;
die Sonne direkt durch die Rillen bzw. Spalte im Grundkörper scheinen kann.
Der Profilwinkel ist die Projektion des Sonnen-Höhenwinkels auf eine vertikale
Ebene, die senkrecht zum Grundkörper steht. Bei einem Fassaden-Azimut = Sonnen-Azimut
stimmt der Profilwinkel mit dem Höhenwinkel der Sonne überein. Die Festlegung
der Spaltweite kann also in diesem Spezialfall erfolgen, wie dies bspw. auch in
der 7 in der rechten Teilabbildung veranschaulicht
ist. Unabhängig von der Neigung der Fassade soll die Spaltweite so gewählt
werden, dass die direkte Sonne ab einem Profilwinkel von –20° ≤
&agr;p = &sgr; ≤ 70°, bevorzugt 0° ≤ &agr;p
= &sgr; ≤ 45° und besonders bevorzugt 5° ≤ &agr;p
= &sgr; ≤ 25° ausgeblendet wird.
7 zeigt hierzu ein weiteres Beispiel der vorliegenden
Sonnenschutzvorrichtung, bei der die Öffnungen durch schräg gebohrte Löcher
13 gebildet sind. Diese Löcher 13 können bspw. mit einem
Laser erzeugt werden. Die Löcher 13 weisen vorteilhafterweise schräg
nach außen unten, um eine Durchsicht in diese Richtung zu ermöglichen.
Wenn hohe Blendschutzanforderungen bestehen, ist es sinnvoll, zunächst
die Löcher 13 in den Grundkörper 1 einzubringen und
dann den Grundkörper 1 matt schwarz zu beschichten, damit die von
der Sonne beschienene Wandung der Bohrung bzw. des Loches 13 ebenfalls
beschichtet ist. Mit den im rechten Teil der 7 definierten
Winkeln gilt: ∅ = t·cos(&agr;E)·(tan(&agr;E)
+ tan(&sgr;E)). Bei gegebener Blechstärke t bzw. Stärke des
Grundkörpers und gewünschten Winkeln &agr; und &sgr; ergibt sich somit
der notwenige Lochdurchmesser O.
Es ist in vielen Fällen sinnvoll, wenn die Löcher
13 nicht parallel sind, damit auch seitlich eine gewisse Transparenz besteht.
Die Richtungen der zentralen Achsen der Löcher 13 sollten aber vorteilhafter
Weise alle in einer Ebene enthalten sein, die um den Winkel &agr;E
aus der Horizontalen nach unten gedreht ist und mit dem Grundkörper eine Horizontale
Schnittlinie hat (vgl. 7).
Die unten angegebenen Winkelbereiche für &agr;E
sind auch bei nicht vertikalen Fassaden gültig (bspw. bei Dachfenstern), denn
&agr;E leitet sich nur von der Sonnenposition ab und nicht von der
Neigung der Fassade. Deshalb ist &agr;E gegen die Horizontale definiert,
unabhängig von der Neigung des Grundkörpers. Bei nicht nach Süden
orientierten Fassaden ist es vorteilhaft, wenn die Schnittlinie mit dem Grundkörper
nicht horizontal ist sondern geneigt, damit die Sonne möglichst gut ausgeblendet
wird.
Für den Winkelbereich von &sgr;E gilt: –20°
≤ &sgr;E ≤ 80°, bevorzugt 0° ≤ &sgr;E
≤ 45°, besonders bevorzugt 5° ≤ &sgr;E ≤
25°.
Für den Winkelbereich von &agr;E gilt: 0° ≤
&agr;E ≤ 85°. Wenn hohe Blendschutzanforderungen bestehen,
ist &agr;E vorzugsweise > 45°, weil dann direkt einfallende
Strahlung nach außen oben reflektiert wird. Horizontal einfallende Strahlung
wird bei &agr;E = 45° senkrecht nach oben reflektiert. In der
Regel bestehen hohe Blendschutzanforderungen, weil durch Streulicht auch die Durchsicht
verschlechtert werden kann.
Wenn keine hohen Blendschutzanforderungen bestehen und Tageslichtnutzung
wichtig ist, dann liegt der Winkel &agr;E bei < 45°, weil dann
von außen einfallende Direktstrahlung tendenziell nach innen an die Decke gelenkt
wird. Je kleiner &agr;E, desto mehr Licht wird nach innen gelenkt.
8 zeigt ein Beispiel, bei der die vorgeschlagene Sonnenschutzvorrichtung
als Balkonbrüstung eingesetzt wird. In der Figur ist die Sonnenschutzvorrichtung
14 erkennbar, die zwischen dem Handlauf 15 und der Bodenplatte
16 des Balkons montiert ist. Die Öffnungen sind hierbei so ausgebildet,
dass eine Durchsicht schräg nach unten ermöglicht wird, eine Durchlässigkeit
für das Sonnenlicht oberhalb eines Sonnenwinkels von 25° jedoch verhindert
wird. In der Ausgestaltung der 8 sind zusätzlich
Absorberrohre 17 an der Sonnenschutzvorrichtung 14 befestigt oder
in sie integriert, die an Sammelkanäle 18 für den Rücklauf
und den Vorlauf angeschlossen sind. Auf diese Weise kann die von der Sonnenschutzvorrichtung
absorbierte Sonnenenergie als Wärmeenergie an ein Wärmeträgermedium
abgegeben werden, das die Absorberrohre durchströmt.
Die 9 und 10
zeigen zwei ähnliche Ausgestaltungen, bei der die Sonnenschutzvorrichtung
14 ebenfalls Absorberrohre 17 umfasst. Die Ausgestaltung der
9 zeigt hierbei den optischen Eindruck für den
Fall von trapezförmigen Öffnungen, die Ausgestaltung der 10
den optischen Eindruck bei feinen Schlitzen als Öffnungen.
- 1
- Blech
- 2
- oberes laschenförmiges Element
- 3
- unteres laschenförmiges Element
- 4
- Öffnung
- 5
- matt lichtgraue innere Oberfläche
- 6
- reflektierende Beschichtung
- 7
- Rollbond-Blech
- 8
- Kanal
- 9
- Lamelle
- 10
- keilförmige Rillen
- 11
- untere Seitenwand
- 12
- obere Seitenwand
- 13
- Löcher
- 14
- Sonnenschutzvorrichtung
- 15
- Handlauf
- 16
- Bodenplatte
- 17
- Absorberrohre
- 18
- Sammelkanäle