Projektpartner: B-P-E, Okalux, ZAE Bayern
Laufzeit: Juli 2002 – Juli 2005
Ansprechpartner:
Dr. Werner Körner
Tel. 0931/70564 -37
e-mail: koerner@zae.uni-wuerzburg.de
Lichtlenkendes Fassadenelement mit einer prismatisch strukturierten Folie
Motivation
Die Hülle moderner Bürogebäude besteht zu einem wesentlichen Anteil aus Glasfassaden. Um die notwendigen thermischen und visuellen Behaglichkeitskriterien der Nutzer in diesen Gebäuden zu erfüllen, sind Sonnenschutz- und Tageslichtsysteme zum intelligenten Management der solaren Einstrahlung unabdingbar. Besondere Bedeutung kommt neben der Regelung des Wärmeeintrags der natürlichen Belichtung der Räume zu. Direktes Sonnenlicht am Schreibtisch oder Bildschirmarbeitsplatz wird wegen Blendung oder der lokalen Wärmeentwicklung oft als störend empfunden und meist durch Sonnenschutzeinrichtungen, z.B. Jalousien, abgeschattet. Die Folge ist ein starkes Absinken der Beleuchtungsstärke im Gebäudeinneren, so dass Kunstlicht zugeschaltet werden muss, obwohl zu diesen Zeiten genügend Tageslicht zur Raumausleuchtung zur Verfügung stünde. Etwa 30% des Primärenergieeinsatzes in Bürogebäuden wird somit – teils unnötig – für Beleuchtung aufgewandt.
Effektiver als eine komplette Abschattung von störendem Sonnen- und Tageslicht ist eine Umlenkung desselben vorzugsweise an die Decke tief im Raum. Die helle Decke wirkt dann als diffuse Lichtquelle für eine gleichmäßigere Raumausleuchtung.
Lichtlenkende Eigenschaften prismatischer Systeme
Die lichtlenkenden Eigenschaften prismatischer Systeme weisen gute Voraussetzungen für die Nutzung von Tageslicht auf. Die Umlenkung des Sonnenlichts erfolgt dabei durch Lichtbrechung und Totalreflexion an einer entsprechend geformten Grenzschicht zwischen einem transparenten Medium und Luft. Wenn ein prismatisch strukturiertes System in den Scheibenzwischenraum einer Doppelverglasung eingebaut wird, ist das System vor Umwelteinflüssen geschützt und kann über herkömmliche Techniken in konventionelle Fassaden integriert werden. Die geometrische Form der einzelnen Prismen muss unter Berücksichtigung der im Jahresverlauf auftretenden Sonnenstände für das nicht-beweglich montierte System so gewählt werden, dass für alle Einstrahlungsbedingungen Blendfreiheit gewährleistet ist. Da bei prismatischen Systemen keine verzerrungsfreie Durchsicht möglich ist, ist ein Einsatz zusätzlich zu einem Sichtfenster, z.B. als Oberlicht, vorgesehen.
Schematische Funktionsweise eines Prismensystems im Raum
Strahlengang in einem Prisma in einer Doppelverglasung