Menschen- und umweltfreundlich

Sonnenlicht in der Tiefe des Hauses? Oder Sonne auf der Nordseite des Hauses? Nicht nur einige Augenblicke, sondern den ganzen Tag über?

Möglich ist das mit dem Zwei-Achs-Positionierer von EGIS in Company mit einem großen Spiegel. Bei diesem Sonnen-Umlenk-System wird der Spiegel-Reflex automatisch auf den gewünschten Punkt gelenkt und dort auch, innerhalb der physikalischen Möglichkeiten, gehalten – den ganzen Tag über – permanent, konstant und genau!
Und am nächsten Tag auch, denn der integrierte Computer berechnet und kennt alle Sonnenstände bis zum Jahr 2040 – für jeden Tag, für jedes Jahr und auch für jedes Schaltjahr.
Jeweils nach 10 oder 20 Sekunden werden die beiden integrierten Motore für weniger als eine halbe Sekunde angesteuert und es wird wieder eine kaum merkliche Positions-Korrektur durchgeführt. Man hört nichts und nimmt kaum eine Bewegung wahr.

Durch Nutzung des sichtbaren Anteils des Sonnenlichtes zur Raumbeleuchtung in Gebäuden, kann der künstlich erzeugte Energie-Anteil beträchtlich reduziert werden. Dies gilt besonders für den Büro- und Verwaltungsbereich, wo das tageszeitliche Profil von Sonnenstrahlungsangebot und Beleuchtungsbedarf sehr oft übereinstimmen. Vor allem in Büroräumen großer Tiefe kann ein deutlicher Beitrag zur Energieeinsparung erfolgen, weil der Energiebedarf für die Beleuchtung hier bis zu 40 % des Gesamtenergiebedarfs betragen kann. Zusätzlich kann in kalten Witterungsperioden mit Hilfe des Sonnenlichts (insbesondere mit dessen Infrarot-Anteil) der Heizenergieaufwand verringert werden, wenn es in den Raum eingeleitet wird. Dazu einige Zahlen: Der Spitzen-Wert der Sonnen-Einstrahlung wird in Freiburg (i. Br.) mit dem Wert von ca. 1.85 kW/m² Sonnen-Einstrahlung an einem heißen Sommertag erreicht. Wenn man aber – sicherheitshalber – nur die Hälfte dieses Wertes als praxisgerecht annimmt, so wird mit der 3 m²-Ausführung der EGIS-Heliostaten immerhin noch 2,3 kW Energie in das Gebäude transferiert! Und das an ca. 200 Tagen mit ges. 1400 bis 1800 Stunden im Jahr! Dieses sind wichtige ökonomische Argumente und sie müssen bei modernen Raumbeleuchtungs-Überlegungen unbedingt beachtet werden! Doch wichtiger erscheinen die physiologischen Vorteile des Naturlichts zu sein. Fest steht, der Mensch ist sonnen-orientiert. Dabei ist unbedeutend, ob er am Äquator wohnt oder auf dem Nordpol. Man weiß es bereits: Er braucht das Tageslicht für Gesundheit, Kosmetik, Fitness – für's Wohlbefinden. Wußten Sie schon, daß Sonnenlicht heilt (mehr dazu)?
Doch gerade das "Tageslicht in die Tiefe des Raums bringen" stellt sowohl mit konventionellen, als auch mit modernen architektonischen und technischen Mitteln einen beträchtlichen Aufwand (Kosten) dar.
"Wohnen" und "Arbeiten" unterscheiden sich nicht wesentlich in den Anforderungen an die Beleuchtung. Für beide Anwendungen wird vieles erdacht, versucht und auch getan, bei der Planung und Erstellung von neuen Gebäuden. Bei älteren Gebäuden sieht das anders aus.
Hier ist nun ein System das gleichermaßen – bei geringem Aufwand (Kosten) – älteren Gebäuden als auch Neubauten zugute kommt, mit einem brillanten Wirkungsgrad: der Heliostat von EGIS.

Dieses Sonnen-Umlenk-System besteht aus einem bewährten Zwei-Achs-Rotor (aus dem wissenschaftlich-technischen Produktionsbereich von EGIS) und einem großen Licht-Reflektor (Flach-Spiegel). Dieser SonnenTracker beinhaltet die Außeneinheit – der motorische Zwei-Achs-Positionierer (Rotor) und die Inneneinheit – dem Kontroll-Computer.

Der Reflektor/Spiegel besteht aus einem 0,8 m², 1,8 m², 3,0 m² oder größerem Hinterglas-Mineral-Flachspiegel (DIN 1238)* mit 3 mm / 4 mm Stärke oder einem Aluminium-Spiegel mit 0,5 mm Stärke, beide armiert durch eine sehr verwindungsarme 25 mm Aluminium-Sandwitch-Platte mit Alu-Wabenkern, die nahtfrei aus einem Stück hergestellt wurde. Bei z. B. 3,0 m² Fläche wird bis 150 km/h Windgeschwindigkeit das Überleben der Anlage garantiert, bei 5,5 m² bis 110 km/h (nachgewiesen mit Finite-Elemente-Material- und Form-Berechnungen). Bei der 1,8 m²-Version bis 170 km/h(!) und bei unserem Kleinsten (0,8 m² Fläche) satte 200 km/h! Auch die viergeteilten Spiegel (4 m² und 5,5 m²-Version) gewährleisten große Brillanz, mit einem sehr homogenen Reflex-Bild bei geringen Pflege-Ansprüchen!

Beide Spiegel haben Ihre Besonderheiten: Der Mineralglas-Reflektor hat ein deutlich höheres Gewicht, ist aber besonders pflegeleicht. Er hat einen Reflektions-Wirkungsgrad von von ca. 85 % mit einer sehr geringen Oberflächen-Welligkeit. Wegen des Silbergehaltes der Spiegelschicht muß von Korrosion/Alterung der Spiegelschicht in feuchter Umgebung ausgegangen werden. Je nach den Umweltbedingungen tritt das 'Blindwerden' früher oder später auf. Wie man es z. B. von Verkehrsspiegeln her kennt, bilden sich zu Beginn kleine stumpfe Punkte, die später zu Flächen werden können. Die meisten im Einsatz befindlichen Heliostate haben Mineralglas-Spiegel.

Zum Aluminium-Spiegel: Durch die geringere Eigensteifigkeit des Aluminium-Materials ergibt sich eine größere Rest-Welligkeit der Spiegel-Reflex-Fläche und damit einhergehend eine erweiterte Lichtstreuung. Auch im Macro- und Micro-Bereich verursacht eine etwas rauere Reflex-Schicht eine breitere Streuung. Gegen diese Abschwächungen bietet dieses Material ein hervorragend Reflektions-Wirkungsgrad von über 90 %! Durch diese Eigenschaften kann auch starker Hagelschlag den Reflektor nicht zerstören, jedoch können sich Beulen und Dellen bilden.
Früher behinderte die weiche, kratz-empfindliche Aluminium-Spiegelfläche die Reinigung und Pflege des Reflektors. Das gibt es heute nicht mehr. Die obenliegende Spiegelschicht wird durch eine transparente, harte Abschluß-Schicht geschützt. Diese Schicht ist ein wahres Hightech-Produkt: Auf moderner Nanotechnik basierend kann der Alu-Spiegel wie ein Mineralglas-Spiegel gereinigt werden und zusatzlich hat dieser Reflektor einen Reflektions-Wirkungsgrad von über 90 % (!) bei gleichzeitig sehr geringem Gewicht der gesammten Spiegeleinheit. Weiterhin ist das geringe Gewicht der gesamten Spiegeleinheit hervorzuheben.
Diesem modernen Produkt geben wir den Vorzug bei unseren Lieferungen und unsere Empfehlung!

Der Kontroll-Computer beinhaltet eine elektronische Uhr mit Kalender und kennt alle Sonnenstände bis zum Jahr 2040. Jeweils nach 20 Sekunden werden für ca. eine halbe Sekunde die zwei DC Motore betätigt und damit eine kaum merkliche Nachführ-Korrektur durchgeführt. Die Anlage wird über normale Netzspannung – bei sehr geringem Leistungs-Bedarf – versorgt.

Wenn Gebäude eine große Bautiefe haben, oder die Raumhöhe ein ungünstiges Verhältnis zur Raumtiefe, dann sind Tageslicht-Probleme vorprogrammiert. Es ist durch die "Himmelsmechanik" gegeben, daß Sonnenstrahlen meistens von schräg oben herunter zur Erde kommen. Bei üblicher Bauweise wird dieses Licht nur im nahen Fensterbereich nutzbar sein. Zwar kommen in den Morgen- und Abendstunden die Sonnenstrahlen mit geringem Elevations-Winkel zur Erde – wahrscheinlich jedoch – aus ungünstiger Azimuth-Richtung. Diese Gebäude-Teile können daher nicht optimal genutzt werden.

Der EGIS-Heliostat leitet und lenkt Licht (Tages-/Naturlicht!) unter Zugrundelegung der Gesetze der Physik (Lichteinfall-Winkel gleich Licht-Reflektions-Winkel), innerhalb der Bewegungsgrenzen der Rotor-Mechanik, auf den gewünschten Punkt.
Der, am Rotorkopf befestigte Spiegel, wird jederzeit genau in die Mitte zwischen Sonnenposition und Licht-Zielpunkt geführt und lenkt damit automatisch das Sonnenlicht – über den ganzen Tag – (innerhalb der physikalischen Möglichkeiten) in die Tiefe des Raums.

Dabei kann der Heliostat alle Sonnenstände, die zwischen 90° Ost bis 270° West liegen, zu jeder Zeit auf ein beliebiges Ziel innerhalb dieses Bereiches lenken, wobei ein maximaler Elevations-Hub von 68° für das tägliche "Tracken" zur Verfügung steht. Alle weiteren Sonnenstände, also von Norden (0°) bis Osten (90°) und von Westen (270°) bis Norden (360°), können auch genutzt werden, jedoch nur auf einen eingeschränkten Zielwinkel.
Bei allen Reflex-Zielen, die gleich oder höher als der Spiegel liegen, kann der Rotor auf einem Mast stehend montiert werden (stehende Anordnung). Zwischen Mast und Rotorgehäuse ist dabei eine individuelle Anpassung an den lokal bestimmten Mast/Ständer/Pfosten erforderlich. Optional sind fertige feuerverzinkte Masthalter für 3,5" (90 mm) und für 5,0" (130 mm)-Maste erhältlich.
Bei Reflex-Zielen, die tiefer als der Reflektor liegen, ist eine "hängende Anordnung" des Rotors erforderlich.
Achtung: Dabei können hohe Sonnenstände nur eingeschränkt genutzt werden. (Bitte lassen Sie sich bei der Planung Ihres Projektes von EGIS beraten!).
Die Verbindung zum Tragarm muß individuell bestimmt werden.

Zwischen Rotor und Steuer-Computer sind Distanzen bis ca. 200 m Distanz zulässig. Es ist eine 14-adrige Draht-Verbindung erforderlich. Ein LCD-Display hilft bei den Einstellungen und gibt Information. Nach der elektrischen Installation ist – über das integrierte Tastenfeld – die interne Uhr mit Datum zu stellen und der geographische Standort in Längen- und Breitengrade einzugeben.

Bis zu 50 (!) Reflektions-Ziel-Punkte können über 4 Tasten (höher – tiefer – links – rechts) oder durch die digitale Eingabe der Ziel-Vektoren angefahren und abgespeichert werden. Jetzt kann durch den Nutzer der Anlage jederzeit ein beliebiges, vorprogrammiertes Ziel (z. B. Arbeits-, Wohn- oder Kinder-Zimmer) per Tastendruck ausgewählt und "angefahren" werden. Mit der MultiTarget-Funktion kann man es noch komfortabler haben: Zu jedem dieser Ziele kann eine beliebige Uhrzeit vorprogrammiert werden, ab der dieses Ziel automatisch mit Sonnenlicht bestrahlt werden soll. Ist die programmierte Uhrzeit erreicht, dreht der Reflektor zu diesem Punkt.
Alle eingegebenen Daten sind unverlierbar gesichert. Auch nach einem Stromausfall nimmt daher der Heliostat automatisch die Arbeit wieder auf.
Jeweils nach z. B. 10 Sekunden werden die Motore für ca. eine halbe Sekunde betätigt und damit eine kaum merkliche Positions-Korrektur durchgeführt. Am Ende des täglichen Bewegungs-Hubes geht der Rotor auf eine vom Nutzer bestimmte Warteposition und die Steuerung geht in einen "Schlaf"-Modus.
Am nächsten Morgen fährt der Spiegel automatisch auf seine Ausgangsposition und beginnt wieder mit seiner Aufgabe. Korrekturen oder neue Ziel-Positionen können zu jeder Zeit eingestellt werden.
Diese Ziel-Punkte können, je nach Ziel-Größe und Anlagen-Version, 100 bis gar 200 m vom Heliostat entfernt gewählt werden! Durch die plane Panel-Oberfläche des Reflektors ist auch bei dieser Entfernung noch ein ausreichend kompaktes Reflex-Bild (Beispiel für Heliostat in größerer Distanz) gegeben!
Ein besonderer Vorteil der aus dieser Leistungsfähigkeit gezogen werden kann, ist die Möglichkeit den Heliostaten weit im Hintergrund zu plazieren!