PL230078B1 - Wielofunkcyjny świetlik tunelowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielofunkcyjny świetlik tunelowy, który zasadniczo przewodzi światło słoneczne przez strych lub nieużytkowe poddasze do pomieszczenia wewnątrz budynku.

Typowa konstrukcja świetlików tunelowych zasadniczo zawiera trzy główne elementy: element zewnętrzny, tunel światłonośny oraz element wewnętrzny. Element zewnętrzny montowany jest w przegrodzie zewnętrznej budynku. W większości rozwiązań jest nią połać dachu i w takim rozwiązaniu element zewnętrzny nazywany jest elementem dachowym. Możliwe są również rozwiązania, w których element zewnętrzny montowany jest w ścianie zewnętrznej budynku. Element wewnętrzny montowany jest w jednej z przegród wewnętrznych, tzn. w suficie lub ścianie wewnętrznej doświetlanego pomieszczenia i służy do bezpośredniej emisji przewodzonego światła do pomieszczenia. Połączony jest on z elementem zewnętrznym za pomocą tunelu światłonośnego, który ma kształt korzystnie okrągłej rury pokrytej wewnątrz warstwą materiału dobrze odbijającego światło. Możliwe są inne kształty przekroju tunelu światłonośnego, jednak najprostszym i najtańszym rozwiązaniem jest rura okrągła; sztywna, giętka lub karbowana.

Element zewnętrzny świetlika tunelowego montowany w dachu ma konstrukcję pozwalającą na szczelne jego połączenie z pokryciem dachowym. Ze względu na mnogość rodzajów pokrycia, konstrukcja elementu zewnętrznego musi być dopasowana do elementów pokrycia, lub częściej, stosowane są dodatkowe elementy uszczelniające w postaci kołnierzy lub innej obróbki blacharskiej. W zależności od wielkości, element zewnętrzny może mieć konstrukcję pozwalającą na względnie łatwy montaż poprzez zastąpienie nim jednego lub kilku elementów pokrycia oraz przygotowanie otworu o odpowiednim rozmiarze w poszyciu. Przykład takiego rozwiązania pokazany jest w zgłoszeniu US 2009/293386 A1. Element zewnętrzny w tym rozwiązaniu złożony jest z dwóch zasadniczych elementów: elementu przezroczystego zamontowanego w elemencie bazowym i osłaniającego tunel światłonośny oraz elementu bazowego dopasowanego do wybranych rodzajów i elementów pokrycia. Element bazowy ma wymiary i kształt umożliwiające zastąpienie jednego lub kilku elementów pokrycia.

W typowych, znanych z rynku rozwiązaniach świetlika montowanego w dachu, element zewnętrzny zasadniczo składa się z ramy mocowanej do przegrody zewnętrznej, której połączenie z pokryciem dachowym uszczelnione jest kołnierzem, oraz całkowicie lub częściowo prze zroczystej pokrywy. Pokrywa całkowicie przezroczysta wykonana jest zazwyczaj z tworzywa sztucznego jedną z technik formowania termicznego. Pokrywa częściowo przezroczysta najczęściej składa się z płaskiego oszklenia osadzonego i uszczelnionego w obramowaniu, poprzez które pokrywa mocowana jest do ramy świetlika.

Typowy element pokrycia dachowego ma obrys prostokątny, natomiast tunel światłonośny ma zazwyczaj przekrój okrągły. Na skutek owej różnicy kształtu, w większości rozwiązań element zewnętrzny ma obrys znacznie większy od obrysu tunelu światłonośnego. W wyniku wyodrębnienia koła na tunel światłonośny w elemencie zewnętrznym o korzystnie prostokątnym obrysie, pozostaje powierzchnia, która w dotychczas znanych rozwiązaniach jest niewykorzystana.

W budynkach z nieużytkowym poddaszem istnieje często potrzeba jego oświetlenia. Rozwiązaniem jest doprowadzenie stałego lub przenośnego sztucznego oświetlenia. Stosowane są również elementy doświetlające, wykorzystujące światło dzienne, montowane w dachu lub w ścianach, jak np. świetliki lub wyłazy. Przedstawione rozwiązania są zazwyczaj skuteczne, jednak stanowią dodatkowy koszt. Stąd korzystnym i jednocześnie tanim rozwiązaniem jest zastosowanie technologii doświetlania strychu, wykorzystującej jako bazę inne montowane w dachu urządzenia. Jednym z takich elementów są świetliki tunelowe, które w znanych zastosowaniach przewodzą światło słoneczne z przestrzeni na zewnątrz budynku do dedykowanych pomieszczeń wewnętrznych.

Znane jest także rozwiązanie DE19909708C1, które przedstawia świetlik tunelowy z prześwitem ograniczonym tkaniną tekstylną pod pokrywą poza obrysem tunelu światłonośnego, która stanowi blokadę dla kurzu, ale przepuszcza światło dzienne do pomieszczenia.

Korzystnym więc rozwiązaniem i celem wynalazku jest wielofunkcyjny świetlik tunelowy, spełniający oprócz opisanej wyżej typowej funkcji świetlika tunelowego, przewodzącego światło słoneczne do pomieszczenia wewnątrz budynku, również funkcję doświetlania nieoświetlonego lub słabo oświetlonego strychu lub poddasza.

Istotą wynalazku jest wielofunkcyjny świetlik tunelowy, którego konstrukcja elementu zewnętrznego, zawiera w sobie prześwit, przepuszczający światło słoneczne dodatkowo do przestrzeni wewnątrz

PL 230 078 B1 budynku znajdującej się bezpośrednio za przegrodą zewnętrzną, którą może być dach lub ściana zewnętrzna.

Obrys tunelu światłonośnego w płaszczyźnie równoległej do powierzchni przegrody zewnętrznej, zawiera się wewnątrz obrysu elementu zewnętrznego i jest od niego mniejszy. Daje to możliwość wykorzystania powierzchni elementu zewnętrznego poza obrysem tunelu światłonośnego do wmontowania prześwitów.

Kształt zarówno elementu zewnętrznego jak i prześwitów nie jest istotny dla osiągnięcia celów rozwiązania. Miejsce montażu elementu zewnętrznego w ścianie bocznej zasadniczo nie stawia ograniczeń co do kształtu i wielkości elementu zewnętrznego.

W przypadku świetlika tunelowego, w którym element zewnętrzny montowany jest w dachu, ilość i jakość ograniczeń jest zależna od konstrukcji poszycia i rodzaju pokrycia dachowego. Ze względu na to, że większość elementów pokrycia ma obrys zasadniczo prostokątny, korzystne jest aby zewnętrzny obrys elementu zewnętrznego był prostokątny o wymiarach skorelowanych z konstrukcją poszycia i elementami pokrycia dachu. Tunel światłonośny zaś ma korzystnie przekrój okrągły, stąd naturalnymi obszarami dla prześwitów są naroża elementu zewnętrznego. W przypadku powierzchni elementu zewnętrznego znacznie przekraczającej obrys tunelu światłonośnego konstrukcja pozostawia dużą swobodę w rozmieszczeniu, kształcie i wielkości prześwitów. Prześwit korzystnie jest określony różnicą wewnętrznego obrysu ramy elementu zewnętrznego i zewnętrznego obrysu tunelu światłonośnego.

Element wewnętrzny natomiast montowany jest w jednej z przegród wewnętrznych, tzn. w suficie lub ścianie wewnętrznej doświetlanego pomieszczenia i służy do bezpośredniej emisji przewodzonego światła do pomieszczenia. Połączony jest on z elementem zewnętrznym za pomocą tunelu światłonośnego, który ma kształt korzystnie okrągłej rury pokrytej wewnątrz warstwą materiału dobrze odbijającego światło.

Do zamocowania tunelu światłonośnego świetlik tunelowy wyposażony jest we wspornik, mocujący tunel światłonośny w elemencie zewnętrznym. Wspornik umiejscowiony jest po wewnętrznej stronie pokrywy poza obrysem tunelu światłonośnego. Jego mocowanie do elementu zewnętrznego może być rozwiązane na kilka sposobów. Utwierdzony może być albo w ramie albo w pokrywie. Może być też elementem niezależnym, np. montowanym razem z tunelem światłonośnym na ramie i dociskanym pokrywą w trakcie instalacji na przegrodzie zewnętrznej budynku. W celu wyeliminowania wspornika a tym samym obniżenia kosztów produkcji możliwe jest rozwiązanie, w którym tunel światłonośny mocowany jest, np. techniką klejenia, bezpośrednio lub z wykorzystaniem pierścienia dociskowego, do przeźroczystej powierzchni pokrywy.

Główną cechą wspornika jest jego częściowa lub całkowita przepuszczalność światła pomiędzy otoczeniem i przestrzenią wewnętrzną bezpośrednio za przegrodą zewnętrzną, przy jednocześnie wystarczającej wytrzymałości mechanicznej do utrzymania tunelu światłonośnego w elemencie zewnętrznym. Przy takich założeniach możliwe jest kilka rozwiązań konstrukcyjnych. Pierwszym z nich jest wspornik wykonany jako jednolita przezroczysta przegroda z materiału całkowicie lub częściowo przepuszczającego światło, wykonana np. jako element uformowany z przezroczystego tworzywa sztucznego. Drugim rozwiązaniem jest wspornik wykonany jako nieprzezroczysta przegroda, wykonana np. z blachy lub tworzywa sztucznego, zawierająca wbudowany co najmniej jeden element przezroczysty, np. płytkę szklaną lub z przezroczystego tworzywa sztucznego. Trzecim rozwiązaniem jest wspornik wykonany jako żebrowana konstrukcja, korzystnie uformowana z tworzywa sztucznego. Czwartym rozwiązaniem, zalecanym do stosowania przy większych wymaganiach wytrzymałościowych dla tego elementu, jest wspornik jako przegroda mająca co najmniej jeden przelotowy otwór, o stałym lub regulowanym prześwicie. W symetrycznych konstrukcjach elementu zewnętrznego, korzystnym rozwiązaniem jest symetryczne rozłożenie większej ilości przelotowych otworów. O ile zaistnieje potrzeba, w każdym z tych wariantów element zewnętrzny może być wyposażony w element przesłaniający np. w postaci obrotowej tarczy z wyciętymi fragmentami w miejscach sąsiadujących z elementami przezroczystymi.

Innym przykładem elementu zewnętrznego, korzystnym zwłaszcza w przypadku przegród o znacznej grubości, jest rozwiązanie, w którym w prześwicie znajduje się odrębny kanał światłonośny, przewodzący światło pomiędzy otoczeniem i przestrzenią wewnętrzną bezpośrednio za przegrodą zewnętrzną.

Zaletą przedstawionych rozwiązań jest wykorzystanie konstrukcji typowego tunelowego świetlika jako bazy do niskokosztowego doświetlenia przestrzeni pod dachem, eliminując konieczność montażu innych elementów doświetlających, jak świetliki czy przezroczyste elementy pokrycia.

PL 230 078 B1

Typowe zastosowanie wielofunkcyjnego świetlika tunelowego według wynalazku, którego element zewnętrzny zamontowany jest w dachu, przedstawiono w postaci przekroju pionowego na rysunku fig. 1.

Na rysunkach fig. 2a - fig. 2d pokazano kilka możliwych konfiguracji kształtu elementu zewnętrznego, wynikających m.in. z miejsca montażu oraz konstrukcji przegrody zewnętrznej (dachu lub ściany) i kształtu elementów pokrycia.

Na rysunkach fig. 3a - 3d pokazano wybrane przykładowe kształty wspornika, którego zasadniczą cechą jest całkowita lub częściowa przezroczystość w kierunku prostopadłym do płaszczyzny powierzchni.

Na rysunku fig. 4 pokazano w przekroju pionowym rozwiązanie, w którym tunel światłonośny mocowany jest techniką klejenia do oszklenia pokrywy.

Na rysunku fig. 5 pokazano w przekroju pionowym rozwiązanie, w którym w prześwicie znajduje się odrębny kanał, przewodzący światło pomiędzy otoczeniem i przestrzenią wewnętrzną bezpośrednio za przegrodą zewnętrzną. Ponadto rysunek zawiera widok W, prostopadły do powierzchni oszklenia.

W pierwszym przykładzie wykonania, pokazanym na rysunku fig. 1, element zewnętrzny wielofunkcyjnego świetlika składa się z ramy 1 mocowanej do elementów konstrukcyjnych poszycia dachu, której połączenie z pokryciem dachowym uszczelnione jest kołnierzem 2, oraz pokrywy 3. Tunel światłonośny 4 jest osadzony we wsporniku 5, który jest nakładany w trakcie montażu na ramę 1. Połączenie wspornika 5 i ramy 1 jest uszczelniane uszczelką 6. Tak zmontowany zestaw zamykany i dociskany jest pokrywą 3. Uszczelka 6 jest uformowana tak, że stanowi również uszczelnienie połączenia pokrywy 3 z kołnierzem 2. Pokrywa 3 składa się z płaskiego oszklenia 31, osadzonego i uszczelnionego w obramowaniu 32. Oszklenie 31 ma powierzchnię wykraczającą poza kontury tunelu światłonośnego 4. Pokrywa 3, poprzez obramowania 32, mocowana jest do ramy 1 za pomocą typowych elementów złącznych stosowanych w obróbce blacharskiej.

Wspornik 5 może być wykonany w kilku wersjach w zależności od przyjętej technologii. Może być w całości elementem przezroczystym, wykonanym np. z poliwęglanu. W takim rozwiązaniu wspornik 5 nie wymaga wstawiania dodatkowych elementów przezroczystych, jak to ma miejsce w przypadku wspornika 5 w postaci nieprzezroczystej przegrody, wykonanej np. z blachy, którego przykładowe kształty pokazano na rysunkach fig. 3a i fig. 3c. Przykładowe kształty wspornika 5 będącego w całości elementem przezroczystym pokazano na rysunkach fig. 3b i fig. 3d. We wszystkich wymienionych kształtach wspornika 5, okrągły kształt jest otworem do montażu tunelu światłonośnego 4.

W przypadku wspornika 5 z blachy lub innego nieprzezroczystego materiału, wymagane jest, aby miał on wbudowany element przezroczysty, którym może być przezroczysta wkładka, wykonana np. z szyby. W najprostszym rozwiązaniu element przezroczysty we wsporniku 5 będzie stanowił przelotowy otwór 51 o kształtach uzależnionych od ilości miejsca i kształtu wspornika 5. Rozwiązanie z przelotowym otworem 51 może być stosowane przede wszystkim w budynkach, w których dobra izolacja termiczna poddasza nie jest istotnym wymogiem. Aby opisana wyżej konstrukcja spełniała założoną rolę, pomiędzy otworem w przegrodzie zewnętrznej, w którym zamontowany jest element zewnętrzny świetlika, i tunelem światłonośnym 4 pozostawiono odpowiedniej wielkości prześwit 8, umożliwiający transmisję światła dziennego bezpośrednio do pomieszczenia za przegrodą zewnętrzną. Wielkość prześwitu 8 jest ograniczana także przez ramę 1 i zasadniczo wolna przestrzeń pomiędzy wewnętrznymi krawędziami ramy 1 i obrysem tunelu światłonośnego 4 określa maksymalną jego wielkość.

W drugim przykładzie wykonania, pokazanym na rysunku fig. 4, element zewnętrzny wielofunkcyjnego świetlika ma zasadniczo konstrukcję opartą na tej opisanej w pierwszym przykładzie wykonania. Zasadnicza różnica polega na braku wspornika 5, którego rolę przejmuje oszklenie 31, tzn. tunel światłonośny 4 jest mocowany bezpośrednio do oszklenia 31, np. techniką klejenia. W tym rozwiązaniu nie jest wymagany element przezroczysty, ze względu na brak wspornika 5, zaś światło przedostaje się do pomieszczenia za przegrodą zewnętrzną przez fragment oszklenia 31, znajdujący się bezpośrednio nad prześwitem 9, uformowanym pomiędzy poszyciem i tunelem światłonośnym 4, a następnie przez prześwit 8. Zaletą tego rozwiązania jest relatywnie duża powierzchnia przepuszczająca światło w stosunku do wielkości elementu zewnętrznego. Na rysunkach fig. 2a - fig. 2d pokazano kilka możliwych konfiguracji kształtu elementu zewnętrznego, na których na czarno pokolorowane są kształty fragmentów oszklenia 31, znajdujących się bezpośrednio nad prześwitem 9. Niezamalowany na rysunkach okrągły otwór wewnątrz, zawiera kontury tunelu światłonośnego 4.

PL 230 078 B1

W trzecim przykładzie wykonania, pokazanym na rysunku fig. 5, element zewnętrzny wielofunkcyjnego świetlika ma zasadniczo konstrukcję podobną do tej opisanej w pierwszym przykładzie wykonania. Dodatkowym elementem wprowadzonym do rozwiązania jest kanał światłonośny 9, będący zasadniczo elementem rurowym z otwartą lub zamkniętą przestrzenią wewnętrzną. Wewnętrzne ściany kanału światłonośnego 9 mają zasadniczo wysoki współczynnik odbicia światła, podobnie jak ma to miejsce w tunelu światłonośnym 4. Kanał światłonośny 9 montowany jest jako element prze zroczysty, w prześwicie 8. W przypadku rozwiązania z zastosowaniem wspornika 5, jest on montowany w otworze 51. Ilość otworów 51 i połączonych z nimi kanałów światłonośnych 9 jest uzależniona od dostępności miejsca w elemencie zewnętrznym. Przykładowy kształt otworów 51 i ich ilość pokazano na rysunku fig. 3a, fig. 3c. W innym możliwym rozwiązaniu, zgodnie z rysunkami fig. 2a - fig. 2d oraz fig. 3b i fig. 3d, kanał światłonośny 9 w całości obejmuje tunel światłonośny 4. Jest to połączenie znane w technice jako „rura w rurze”.

Rozwiązania według trzeciego przykładu wykonania są bardziej złożone od tych z pierwszego i drugiego przykładu, ale posiadają dodatkowe zalety, które mogą zadecydować o ich wyborze. Są to: lepsza izolacyjność termiczna oraz większy współczynnik przepuszczalności światła do przestrzeni za przegrodą zewnętrzną.

Claims (10)

1. Wielofunkcyjny świetlik tunelowy do przewodzenia światła słonecznego do pomieszczenia wewnątrz budynku, składający się z elementu wewnętrznego montowanego w otworze przegrody wewnętrznej będącej jedną ze ścian wewnętrznych budynku, tunelu światłonośnego, oraz elementu zewnętrznego montowanego w otworze przegrody zewnętrznej budynku będącej jedną ze ścian zewnętrznych budynku, korzystnie połacią dachu, przy czym element zewnętrzny i element wewnętrzny połączone są ze sobą za pomocą tunelu światłonośnego znajdującego się w przestrzeni wewnętrznej między przegrodą zewnętrzną i przegrodą wewnętrzną świetlika, przy czym element zewnętrzny składa się z ramy, mocowanej do przegrody zewnętrznej, oraz co najmniej częściowo przezroczystej pokrywy, oraz obrys tunelu światłonośnego w płaszczyźnie równoległej do powierzchni przegrody zewnętrznej zawiera się wewnątrz obrysu ramy elementu zewnętrznego i jest od niego mniejszy, znamienny tym, że element zewnętrzny ma prześwit (8) pod pokrywą (3), zajmujący obszar będący różnicą wewnętrznego obrysu ramy (1) elementu zewnętrznego i zewnętrznego obrysu tunelu światłonośnego (4), przepuszczający światło do przestrzeni wewnętrznej bezpośrednio za przegrodą zewnętrzną.

2. Świetlik tunelowy według zastrz. 1, znamienny tym, że ma wspornik (5), stanowiący element co najmniej częściowo przezroczysty, za pomocą którego tunel światłonośny (4) jest zamocowany w elemencie zewnętrznym, oraz jest umiejscowiony po wewnętrznej stronie pokrywy (3) poza obrysem tunelu światłonośnego (4).

3. Świetlik tunelowy według zastrz. 2, znamienny tym, że wspornik (5) mocowany jest do pokrywy (3).

4. Świetlik tunelowy według zastrz. 2, znamienny tym, że wspornik (5) mocowany jest do ramy (1).

5. Świetlik tunelowy według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że wspornik (5) stanowi nieprzezroczysta przegroda, zawierająca co najmniej jeden element przezroczysty.

6. Świetlik tunelowy według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że wspornik (5) stanowi przezroczysta przegroda z materiału co najmniej częściowo przepuszczającego światło.

7. Świetlik tunelowy według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że wspornik (5) stanowi sztywna prętowa lub siatkowa konstrukcja.

8. Świetlik tunelowy według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że wspornik (5) stanowi nieprzezroczysta przegroda, mająca co najmniej jeden przelotowy otwór (51), o stałej lub regulowanej wielkości.

9. Świetlik tunelowy według zastrz. 5, znamienny tym, że element przezroczysty jest odrębnym kanałem światłonośnym (9), przewodzącym światło pomiędzy otoczeniem i przestrzenią wewnętrzną bezpośrednio za przegrodą zewnętrzną.

10. Świetlik tunelowy według zastrz. 1, znamienny tym, że tunel światłonośny (4) mocowany jest bezpośrednio do oszklenia (31) pokrywy (3).