Brevet FR2001953A1 — publié le 19691003

La présente invention est relative à un dispositif de règlage de rayonnement calorifique et lumineux, ce dispositif se composant d'une pluralité d'éléments lamellaires disposés de façon à pouvoir pivoter. Du fait de l'utilisation croissante du verre dans les bâtiments, la protection des locaux intérieurs contre les rayonnements calorifiques et lumineux augmente sans cesse dlimportance. Les dispositifs de ce genre de protection contre le soleil doivent présenter essentiellement trois caractéristiques: a) une transparence aussi faible que possible à l'égard de la lumière due au rayonnement direct du soleil. b) une transparence aussi grande que possible à l'égard du rayonnement diffus de la lumière du jour. c) une absorption aussi faible que possible de la chaleur. A ce propos, on sait qu'en vue d'éviter un intense échauffement des locaux par llabsorption du rayonnement calorifique, ce dernier point présente une importance particulière lorsque le dispositif de protection contre le soleil est placé sur la face intérieure des vitres fermant le bâtiment, Compte tenu des trois points qui viennent d'être énumérés, il est connu par exemple de disposer, dans la région des fenetres, des jalousies qui se composent de lamelles parallèles, le plus souvent placées horizontalement, dont on peut également modifier la position angulaire et qui sont opaques à la lumiè re. Alors que par un règlage approprié de jalousies de ce genre, on peut réduire considérablement la quantité de lumière qui pénètre dans les locaux par le rayonnement direct du soleil, il nren subsiste pas moins, d'autre part, que la pénétration de la lumière diffuse du jour est très fortement genée, ce qui conduit à un très fort assombrissement des locaux munis de tels dispositifs de protection contre le soleil. Comme, dans la plupart des cas, les jalousies de ce genre sont disposées du coté intérieur des fenetres, il se produit en plus un échauffement du local intérieur, par l'absorption de la lumière sur les jalousies. Un autre moyen possible de protection contre le rayonnement direct du soleil consiste dans ltutilisation de verres spéciaux qui, en partie par des additions appropriées à la masse de verre fondu, et en partie par un traitement superficiel effectué après-coup, en particulier par l'application de couches spéciales obtenues par condensation de vapeurs, présentent un degré accru de réflexion à llégard du rayonnement solaire incident, mais ces verres spéciaux ont des inconvénients, étant donné qu'il réfléchissent fortement et dans la meme mesure tant le rayonnement solaire direct que le rayonnement extérieur diffus, ce qui a pour conséquence que, lors de llirradiation solaire directe, il se produit une protection insuffisante contre le soleil et que, en l'absence du rayonnement du soleil, le local est insuffisamment éclairé. Les verres spéciaux de ce genre provoquent, en outre, une modification du spectre naturel de la lumière du jour et conduisent souvent par suite de leur intense pouvoir réfléchissant, à des effets locaux d'aveuglement ou à des surchauffes pouvant avoir pour conséquence que les plantes vertes qui se trouvent placées dans la région de la réflexion soient brûlées. Pour éviter les inconvénients ci-dessus indiqués, on a déjà proposé d'utiliser des jalousies constituées par des lamelles en forme de bandes exécutées en un verre triple, où les lamelles en verre triple peuvent être déplacées, dans une certaine amplitude angulaire, par un mouvement autour de leurs axes horizontaux. Les lamelles en verre triple de ce genre ont llavantage d'entre très fortement réfléchissantes, c'est-à-dire peu perméables à la lumière, dans les limites dlun secteur relativement étroit présentant un angle d'ouverture d'environ 45 , et qulen dehors de ce secteur elles sont relativement très perméables à la lumière.Par conséquent, il est possible d'orienter de telle sorte, par rapport au soleil, les lamelles en verre traité, que le rayonnement solaire direct soit fortement réfléchi, mais que la lumière diffuse du jour qui tombe sous des angles d'incidence quelconques puisse relativement bien pénétrer à travers les lamelles en verre triple. En conséquence, on obtient un très bon écran à l'égard du rayonnement solaire direct, mais un bon éclairement du local intérieur par la lumière diffuse du jour qui pénètre dans le local. Un certain inconvénient de la construction décrite en dernier lieu réside toutefois dans le fait que les lamelles en verre triple peuvent, certes, subir, par un déplacement angulaire autour de leurs axes horizontaux, un règlage complémentaire qui suit la déclinaison du soleil, mais qulun déplacement en fonction de l'azimut du soleil n'est pas possible.Comme le soleil se déplace dans le sens de l'azimut d'environ 150 d'angle par heure, mais que les lamelles en verre triple ne présentent un pouvoir réfléchissant élévé et par conséquent une faible perméabilité à la lumière que dans les limites d'un secteur de 450 d'ouverture, il en résulte que, lors de l1utiîisation d'un dispositif de ce genre pour la protection contre le soleil, on ne peut assurer une protection efficace contre le soleil que pendant trois heures, c'est-à-dire, dans le cas d'une fenêtre qui soit au midi, à peu près entre 10 h 30 et 13h30. Mais aussitst que le soleil sort de cette région du secteur de 450 d'ouverture, l'intense effet de réflexion des lamelles en verre triple disparait, de sorte que le rayonnement solaire direct peut pénétrer avec une intensité relativement grande à l'intérieur du local, ce qui conduit à des effets d'aveuglement indésirables. En conséquence, un des buts de la présente invention, est de parvenir à un dispositif de règlage du rayonnement calorifique et lumineux qui ne présente pas l'inconvénient ci-dessus indiqué et qui permet en particulier un règlage précis en fonction de l'azimut du soleil. Conformément à llinvention, on obtient ce résultat par le fait que dans le cadre du dispositif sont montées, de façon à pouvoir pivoter, à des intervalles égaux, des colonnes de réflecteurs disposées verticalement les unes à coté des autres, et qui présentent, le long de leurs arbres, une pluralité de sections de lamelles en verre triple équidistantes, fixées dans le milieu sous un certain angle. Il va de soi qu'avec le dispositif selon llinvention, il iln'est plus possible de procéder à un déplacement angulaire, possible dans le cas de l'utilisation de bandes lamellaires horizontales,autour de leurs axes horizontaux, et par conséquent de procéder à un règlage correspondant à la hauteur du soleil ou à sa déclinaison. Mais on a observé qu'en particulier dans les zones éloignées de lzéquateur, il est plus important que les éléments de protection contre le soleil suivent l'azimut du soleil plutt que la déclinaison, quand il s'agit d'obtenir une protection satisfaisante des locaux à protéger contre le rayonnement direct du soleil. Les colonnes de réflecteurs peuvent, en raison de leur mobilité, etre tournées à certaines saisons, en particulier pendant les saisons intermédiaires, de 1800, ce qui permet que le rayonnement venant de l'extérieur puisse désormais traverser aisément, mais qui permet également que le rayonnement existant à l'intérieur du local soit fortement réfléchi. Cela provoque une élévation de la température intérieure du local, de sorte que le début de la période de chauffage à l'automne et à la fin de cette période au printemps peuvent etre avancés Les colonnes de réflecteurs munies des sections de lamelles formées de verre triple sont,d'une manière avantageuse, disposées à une certaine distance les unes des autres qui n'est que de peu supérieure à la largeur des sections des lamelles en verre triple.Par l'arrondissement des bords latéraux des sections de lamelles en verre triple, on peut obtenir une libre ro- - tation des colonnes de réflecteurs, meme lorsque la distance entre axes de rotation est exactement égale à la largeur des sections de lamelles en verre triple. Pour obtenir une sureté suffisante de fonctionnement,il#est toutefois indiqué de prévoir, entre les différentes sections des lamelles en verre tri ple,lorsque ces dernières sont dans la position de repos,un intervalle de 0, 2 à 0, 5mm. Le déplacement des différentes colonnes de réflecteurs s'effectue, d'une manière avantageuse, par ltintermédiaire d'un dispositif commun de déplacement, par exemple d'une tige filetée ou d'une crémaillère, agissant sur des vis sans fin ou roues dentées fixées aux extrémités des arbres et colonnes du réflecteur. La commande s'effectue de préférence au moyen d'un moteur électrique qu'on actionne soit à la main, soit automatiquement à l'aide d'un dispositif à cellule photoélectrique. D'autres détails de la présente invention vont être décrits de façon plus détaillée ci-après à l'aide dlun exemple de réalisation représenté sur les dessins joints. La figure 1 est une vue en perspective du dispositif selon 11 invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle faite le long de la ligne Il-Il de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe partielle faite le long de la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 représente une forme de réalisation modifiée du dispositif de commande servant à faire pivoter les colonnes de réflecteurs placées les unes à coté des autres. La figure 5 est une vue en coupe d'une prenqiere forme de réalisation des sections de lamelles en verre triple utilisées dans le cadre de la présente invention. La figure 6 est une vue en coupe d'une seconde forme de réalisation des sections de lamelles en verre triple utilisées dans le cadre de la présente in invention La figure 7 est une courbe représentant la perméabilité aux rayonnements des sections de lamelles en verre triple utilisées dans le cadre de la présente invention. Dans ce qui va suivre, référence va etre faite aux dessins, en particulier à la figure 1 dans laquelle est donnéc une vue en perspective du dispositif selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir dans cette figure, le dispositif selon l'invention se composc d'un cadre #quadrangulaire 1 dans lequel ont été mises en place les unes à cuité des autres, de façon qu'elles puissent tourner,une série de colonnes 2 de réflecteurs placées verticalement. Selon la figure 2, les colonnes individuelles Z de réflecteurs se composent d'arbres verticaux 3 sur lesquels sont disposées les unes en dessous des autres, et sous un angle d'environ 45 , plusieurs sections 4 de lamelles à peu près rectangulaires en verre triple. Alors que les sections 4 des lamelles en verre triple sont lisses sur leur face supérieure, elles présentent, sur leur face inférieure, des surfaces qui déterminent les propriétés optiques des sections 4 de lamelles en verre triple. Ainsi quton le voit dans la figure 3, les différentes colonnes 2 de réflecteurs sont disposées les unes à coté des autres de façon que les différentes sections 4 de lamelles en verre triple se touchent presque quand elles sont dans leur position zéro dans laquelle elles n'ont pas été:#écartées par pivotement. Pour rendre possible un meilleur déplacement, par pivotement, des sections 4 de lamelles en verre triple, les bords latéraux de ces sections 4 sont arrondis. Glace à cet arrondi, on a la possibilité de faire pivoter les colonnes 2 de réflecteurs meme lorsque la distance entre les différents arbres 3 n'est égale qu'à la largeur des sections 4 de ces lamelles en verre triple, La longueur des sections 4 des lamelles en verre triple qui, de préférence, sont légèrement incurvées est en général choisie de façon telle que, lorsqu'on observe les colonnes 2 de réflecteurs dans le sens horizontal, les sections 4 de lamelles en verre triple disposées les unes en dessous des autres ne se chevauchent pas.De préférence, ces sections 4 de lamelles en verre triple sont toutefois un peu plus courtes, pour que, dans une vue en direction horizontale, il soit possible de voir le long d'une bande, au travers du dispositif selon llinvention. Cela signifie que, lorsqu'on dispose sous un angle de 450 les sections 4rndes lamelles en verre triple, la longueur de ces sections doit être inférieure à \ 2 fois leur largeur, Ainsi qu'on le voit dans les figures 1 et 2, il est prévu, pour la protection des colonnes 2 de réflecteurs qui sont relativement délicates, deux vitres 9 et 10 qui sont fermées de façon étanche à la poussière par rapport au cadre 1. Par conséquent, il n'est pas possible que les sections de lamelles se salissent. La commande simultanée des différentes colonnes 2 de réflecteurs s'effectue à l'aide de roues hélicoldales 5 qui sont en prise avec une vis sans fin 7 commandée par un moteur 6. Le mécanisme de commande est, en ltespèce, disposé de préférence à l'intérieur d'une partie élargie 8 en forme de canal du cadre 1, de telle sorte que ce dernier soit protégé contre la poussière et les saletés. S'il levait apparaitre qu'il ne soit pas nécessaire de faire tourner les colonnes de réflecteurs 2 de la totalité d'un mouvement de 3600, il y a possibilité d'exécuter les roues hélicoïdales 5, conformément à la figure 4, sous la forme de secteurs 51 d'une roue hélicoïdale dont la denture est en prise avec des sections 7J de vis sans fin. Les sections 71 de vis sans fin disposées sur un arbre 11 sont reliées au moteur d'une manière analogue à ce que montre la figure 1. Les secteurs 5 de roue hélicoïdale présentent en fonction de l'amplitude angulaire de leur denture, du côté oppose, deux tiges 12 qui se trouvent dans la région d'entrée en prise d'une lame-ressort 13.L'agencement est tel que lors de ltentralnement du moteur 6 les différents secteurs 51 de roue hélicoïdale dépassent la section 7' de vis sans fin, cependant que les différentes colonnes 2 de réflecteurs sont maintenues angulairement par la lame-ressort 13. Lors de l'inversion du mouvement du moteur 6, toutes les colonnes de réflecteurs 2 sont ainsi entraînées simultanément dans un mouvement de rotation, en meAme temps quron a la certitude que les différentes colonnes 2 de réflecteurs sont pour chacune d'elles accordées l'une par rapport aux autres dans le sens angulaire par leurs arbres 3. S'il devait apparaltre qu'il ne faille qutun pivotement des différentes colonnes de réflecteurs 2 d'environ 9Q , la commande des différentes colonnes de réflecteurs 2 peut également s'effectuer au moyen d'une bielle, à l'effet de quoi on prévoit, aux extrémités des colonnes de réflecteurs 2, des éléments de leviers qui sont accrochés d'une manière appropriée à la bielle. Ainsi qu'on peut le voir dans les figures 6 et 52 les sections 4 de lamelles en verre triple peuvent etre fabriquées de deux manières différentes . La forme de réalisation des sections 41 des lamelles en verre triple qui est représentée dans la figure 5 se compose d'une couche de base 14 sur laquelle ont été appliqués étroitement les uns à coté des autres des éléments rapportés 15 de forme tétraédrique.Afin d'éviter les réflexions genantes de lumière ou bien les figures gênantes dues à la diffraction, à l'intérieur du local qu'il s'agit de protéger, il est avantageux de disposer, dans cette forme de réalisation des sections 4' des lamelles en verre triple, et par dessus les sommets des différents éléments tétraédriques 15, un diffuseur 16 exécuté en une matière ayant une composition identique ou analogue à celle des sections 4' de lamelles en verre triple. Les cavités existant entre les éléments tétraédriques 15 rapportés et le diffuseur 16 sont de préférence remplies d'une ma tière présentant un indice de réfraction approprié, par le moyen de quoi on peut améliorer la conduction de la lumière entre les éléments tétraédriques rapportés 15 et le diffuseur 16.Pour obtenir une construction mécaniquement stable, il est en outre avantageux, dans le cas d'une réalisation de ce genre pour les sections 4' de lamelles en verre triple, de donner à l'épaisseur du diffuseur 16 une valeur à peu près identique à celle de la couche de base 14. La forme de réalisation, représentée dans la figure 5, des sections 4" de lamelles en verre triple se compose par contre d'une couche de base 17 dans laquelle sont disposés des évidements tétraédriques étroitement rapprochés les uns des autres, Dans cette forme de réalisation, on a disposé, du coté intérieur des évidements tétraédriques 18, une couche 19 semi-transparente extrêmement mince, par exemple une couche d'argent. En réalisant de cette façon une couche formant miroir semi-transparent, on peut obtenir de très bonnes caractéristiques de réflexion pour les sections 411 des lamelles en verre triple, ce qui peut être avantageux en particulier dans les régions tropicales ou sub-tropicales. Pour la détermination des propriétés des sections 4 de lamelles en verre triple selon la forme de réalisation représentée dans la figure 5, on a effectué des mesures de la transparence au rayonnement en fonction de l'angle d'incidence du rayonnement. Les résultats des mesures fournis par les sections 41 de lamelles en verre triple présentant dans la région de leurs pointes un angle de 90C sont représentés dans la figure 7. Ainsi quoi peut le voir dans cette figure, la transparence au rayonnement est d'une valeur d'environ 22% dans l'étendue d'une région comprise entre plus et moins 22, 50 et augmente en dehors de cette région très rapidement jusqu'à des valeurs d'environ 40%.Cela veut dire qu'à l'intérieur de ce secteur d'une ouverture d'environ 4502 il se produit une réflexion extremement forte de la lumière, tandis qu'en dehors de cette région, ce sont environ 40% du rayonnement lumineux incident qui passent au travers. Lorsque, dans ces conditions, les sections 4 de lamelles en verre triple selon la présente invention sont orientées suivant le soleil, ce n'est qu'un pourcentage extremement faible du rayonnement direct du soleil qui pénètre à l'intérieur du local à protéger,tandis que le rayonnement de la lumière du jour diffuse qui pénètre de tous cotés peut pénétrer relativement sans obstacle dans le local et éclairer ce dernier Ainsi qu'on le voit dans la figure 1, les différents éléments 4 des lamelles en verre triple ne peuvent pas être déplacés dans le sens vertical, ctest- à-dire en direction de la déclinaison du soleil. I1 apparat en conséquence nécessaire que,meme en plein été et au voisinage de midi, le soleil ne sorte pas de l'angle de réflexion optimale des sections de lamelles en verre triple.Comme, à la période de l'été, le soleil est en général, au voisinage de midi, à 23, 50 plus haut qu'aux environs de midi à l'époque de l'équinoxe, et que, d'autre part, la région de réflexion optimale des sections 4 de lamelles en verre triple est de + 22, 5 lors de l'utilisation de tétraedres présentant des angles de 900 au sommet, il est avantageux que l'angle existant entre les sections 4 de lamelles en verre triple et le plan horizontal soit rendu à peu près égal au degré de latitude où le dispositif selon l'invention de protection contre le soleil doit etre installé.Par ce moyen, on obtient la certitude que, meme en plcin été et au voisinage de midi, il soit possible de régler la colonne 2 de réflecteurs, avec ses sections 4 de lamelles en verre triple, d'une manière satisfaisante. Il ressort de ce qui a été dit jusqu'à présent que les différcntes sections 4 de lamelles en verre triple doivent être disposécs, dans nos latitudes, à peu près à 450 par rapport aux arbres 3 Par contre, dans les régions relativement proches des pâles, où l'orbite du soleil est relativement peu incli- née par rapport à l'horizon, par exemplc au Canada et en Suède, il est avantageux de fixer les différentes sections 4 de lamelles en verre triple sous une inclinaison plus grande par rapport à I'horizontale, par exemple sous un angle de 30 seulement, ou moins, par rapport aux arbres, afin d'obtenir les propriétés optimales de protection contre le soleil. D'autre part, dans les pays sub-tropicaux, il peut se révéler avantageux d'adopter pour l'angle compris entre les sections de lamelles en verre triple et les arbres 3 une valeur moindre, étant donné que, dans ces régions, en particulier aux heures chaudes voisines de midi, le soleil est beaucoup plus haut au dessus de l'ho- rizon que dans nos latitudes, Au cours de bien des saisons et à bien des heures de la journée, il peut apparaître souhaitable de laisser la lumière du soleil pénétrer sans réfraction dans les locaux à protéger.Dans ce cas, on a la possibilité de règler le moteur 6 et de faire pivoter de 1800 les différentes colonnes de réflec teurs, la lumière du soleil pouvant alors pénétrer sans obstacle à travers les colonnes de réflecteurs 2 placées obliquement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe longitudinal des sections 4 de lamelles en verre triple. Dans cette position des colonnes 2 de réflecteurs, les sections 4 de lamelles en verre triple sont orientées avec leurs surfaces tétraédriques tournées vers l'extérieur, de sorte que le rayonnement existant à l'intérieur du local est dans une très forte mesure réfléchi, ce qui conduit à une élévation de la température intérieure du local. Cela peut se révéler avantageux en particulier au printemps et à l'automne, étant donné que, par ce moyen, il est possible de reculer le début de la période de chauffage et d'en avancer la fin. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de règlage d'un rayonnement calorifique et lumineux, composé d'une pluralité d'éléments en forme de lamelles disposés de façon à pouvoir pivoter, caractérisé par le fait que, dans le cadre du dispositif, on place, de façon qu'elles puissent pivoter, plusieurs colonnes de réflecteurs à une certaine distance les unes des autres et les unes à coté des autres en position verticale, ces colonnes présentant le long de leurs arbres une pluralité de sections de lamelles en verre triple équidistantes, fixées dans leur milieu sous un certain angle. 2 - Dispositif selon 1, caractérisé par le fait que sangle compris entre les sections de lamelles en verre triple et l'horizontale correspond à peu près au degré de latitude où le dispositif doit etre installé. 3 - Dispositif selon 2, caractérisé par le fait que les sections de lamelles en verre triple sont fixées sur les arbres des colonnes de réflecteurs de fa çon à ne pas se chevaucher quand on observe suivant une direction horizontale le cadre disposé verticalement. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la distance entre les arbres de colonnes voisines de réflecteurs est un peu plus grande que la largeur des sections de lamelles en verre triple. 5 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les sections de lamelles en verre triple sont taillées obliquement ou arrondies sur les bords latéraux. 6 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la face supérieure des sections de lamelles en verre triple est légèrement incurvée dans le sens de la longueur. 7 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les colonnes de réflecteurs disposées les unes à coté des autres à l'intérieur du cadre de façon à pouvoir pivoter sont placées entre deux vitres. 8 - Dispositif selon 7, caractérisé par le fait que les colonnes de réflecteurs sont commandées par un moteur électrique à l'aide de roues hélicoidales par l'intermédiaire d'une vis sans fin. 9 - Dispositif selon 8, caractérisé par le fait que les roues hélicoidales sont des secteurs de roues hélicoidales qu'attaquent des organes élastiques fixant la position des colonnes de réflecteurs, aussitôt que le secteur correspondant de roue hélicoidale sort de la région d'entrée en prise de la section correspondante de vis sans fin. 10 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que les sections de lamelles en verre triple sont exécutées en une matière synthétique présentant la limpidité du verre. 11 - Dispositif selon 10, caractérisé par le fait que les sections de lamelles en verre triple se composent d'une couche de base sur laquelle sont appliqués des éléments rapportés tétraédriques placés étroitement les uns à côté des autres. 12 - Dispositif selon 11, caractérisé par le fait que sur les sommets des éléments tétraédriques rapportés des sections de lamelles en verre triple est disposé un diffuseur exécute en une matière synthétique transparente et mince ayant meme composition que les sections des lamelles en verre triple ou une composition analogue. 13 - Dispositif selon 12, caractérisé par le fait que les vides existant entre les éléments tétraédriques rapportés et le diffuseur sont remplis d'une matière présentant un indice de réfraction approprié. 14 - Dispositif selon 12 ou 13, caractérisé par le fait que le diffuseur présente à peu près la meme épaisseur que la pièce de base de la section correspondante de lamelles en verre triple. 15 - Dispositif selon 10, caractérisé par le fait que les sections de lamelles en verre triple se composent d'une pièce de base dans laquelle se trouvent des évidements tétraédriques placés étroitement les uns à côté des autres, et que les faces intérieures des évidements tétraédriques des sections de lamelles en verre triple sont revetues d'une couche semi-transparente. 16 - Dispositif selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé par le fait que les trois aretes aboutissant aux sommets des tétraèdres des sections de lamelles en verre triple, et les faces délimitées par ces aretes, sont à angle droit les unes par rapport aux autres.