ПАНЕЛЬ ОСТЕКЛЕНИЯ
GLAZING PANEL

Настоящее изобретение относится к панелям остекления, предназначенным для управления доступом нежелательного солнечного излучения и тепла, вызванного солнечным светом, проходящим через панель.
Хорошо известен способ установки горизонтальных пластин наподобие ставней вдоль задней поверхности панелей остекления на зданиях с целью уменьшить или перенаправить поток солнечного света. Такие ставни представляют лишь частичное решение проблемы и эффект от их установки находится в зависимости от того, насколько они спущены и отрегулированы.
Также известна установка постоянных горизонтальных перекладин по внешней поверхности панелей остекления некоторых зданий для уменьшения или изменения направления потока солнечного света. Так называемый солнечный бриз или покрывала от солнца дороги в изготовлении, отражаются на внешнем виде и имеют солидный вес так же, как и сложны для чистки и технического содержания. Один такой солнечный бриз раскрыт в тайваньской патентной заявке TW 552344 B.
Настоящее изобретение смягчает вышеуказанные проблемы.
В соответствии с настоящим изобретением предложена панель остекления, включающая лист субстрата и последовательность пространственно разделенных оптических элементов, расположенных на большей поверхности субстрата, причем каждый элемент имеет коэффициент оптической проводимости, изменяющийся по направлению его ширины параллельно плоскости субстрата от первой его стороны до второй его стороны, толщина каждого элемента в направлении, перпендикулярном плоскости субстрата,  больше с первой его стороны, чем со второй его стороны, а первая сторона каждого элемента включает отражающую поверхность, направленную в целом параллельно плоскости субстрата и обращенную по существу в ту же сторону, что и смежных элементов последовательности.
На практике, панель остекления устанавливают таким образом, что отражающие боковые плоскости элементов обращены в основном вверх. Поскольку солнечный свет падает сверху вниз с неба на одну из сторон панели остекления, свет, попадающий на отражающие боковые поверхности, обращенные вверх, будет отражен вверх в направлении потолка комнаты или пространства по другую сторону панели остекления. Таким образом, количество прямого света, попадающего на людей, находящихся в комнате, существенно снижается, притом что перенаправленный свет продолжает присутствовать в комнате или другом аналогичном пространстве в достаточной степени в его естественном виде.
Предпочтительно, оптическая проводимость по меньшей мере части каждого элемента последовательно увеличивается от первой стороны элемента до его второй стороны.
Общая площадь отражающих боковых поверхностей может быть значительной (например, в 3 раза больше) по сравнению с площадью панели остекления и таким образом есть основания предполагать, что большая часть прямого солнечного света будет переотражена вверх и перенаправлена в соответствии с углом установки отражающей боковой поверхности.
Любой свет, попадающий на переднюю поверхность элементов, будет проходить сквозь элементы в соответствии с их коэффициентами оптической проводимости. Часть падающего света отражается, абсорбируется и/или рассеивается по мере прохождения сквозь элемент, управляя таким образом интенсивностью и/или цветом света, проходящего напрямую сквозь панель остекления.
Панель остекления в соответствии с настоящим изобретением обладает простотой, недорога в изготовлении и легка в изготовлении, притом что обладает способностью надежно управлять количеством света, попадающего в комнату или другое пространство.
Элементы имеют пространственное разделение и, таким образом, солнечный свет имеет возможность проходить напрямую сквозь субстрат панели остекления обычным путем. Предполагается, что разделение элементов, пространство, занимаемое элементами, равно, как и площадь поверхностей отражения, могут быть выборочно управляемы с целью изменения характеристик света, поступающего в комнату или другое аналогичное помещение. Элементы предпочтительно разделяют на расстояние, практически равное высоте поверхности отражения смежного элемента относительно поверхности субстрата.
Пространственное разделение элементов может изменяться вдоль длины или ширины листа субстрата, например, так, что внизу панели остекления располагают лишь несколько элементов для улучшения проникающей способности для света, а сверху располагают большее их количество для создания эффекта экранирования для людей, находящихся в комнате, в отношении солнечного света, идущего сверху.
В примере преимущественного исполнения изобретения элементы могут быть размещены в линии, частично или полностью проходящей по ширине субстрата.
В примере преимущественного исполнения изобретения элементы включают  матрицу пространственно разделенных точек или пикселей, распределенных по субстрату.
Поверхности отражения элементов могут быть все обращены в одно направление. В качестве альтернативного решения такое направление может изменяться по ширине и/или длине листа субстрата с целью обеспечения возможности управления характеристиками света, проникающего в комнату, принимая во внимание влияние изменений такого направления и интенсивности света в течение дня или условий внешнего затенения.
Предпочтительно лист субстрата изготавливают из стекла. Элементы могут быть наложены непосредственно на субстрат или на пленку, наложенную на поверхность листа субстрата. В последнем случае поверхность субстрата, на которую накладывают элементы, предпочтительно обрабатывают, например, плазмой. В этом случае пленка может обладать свойством спектральной селективности и соответствующей способностью управлять количеством видимого света и/или количеством солнечной энергии, проходящих сквозь панель. Альтернативно, субстрат может быть покрыт спектрально селективным слоем. Фильтрующие характеристики пленки могут изменяться по ширине и/или длине.
Лист субстрата может быть смонтирован параллельно другому листу субстрата, которые могут быть соединены по своим периферийным окончаниям, образуя отражающий сборочный узел. Элементы предпочтительно накладывают на сторону одного из листов субстрата, которая обращена к стороне другого субстрата таким образом, что они оказываются заключенными между двумя листами субстрата.
Субстрат может иметь слоистую структуру из нескольких субстратов с размещением элементов между слоями. Элементы могут быть наложены непосредственно на поверхность одного из субстратов или на пленку, располагаемую между субстратами. В последнем случае субстраты предпочтительно соединяют друг с другом, притом что поверхность субстрата, на котором размещают элементы, предпочтительно обрабатывают (например, плазмой) для улучшения связи элементов с субстратом и для устранения возможности расслоения субстратов. В этом случае пленку предпочтительно перфорируют, обеспечивая этим возможность прямой соединительной связи между субстратами через перфорации.
Элементы могут быть размещены позади защитного слоя, такого как слой лака.
В одном из примеров исполнения изобретения элементы могут быть образованы нанесением красителя, такого как чернила, или другого формообразующего материала на поверхность субстрата или на поверхность пленки, накладываемой на субстрат.
Элементы предпочтительно образуют нанесением красителя равномерного цвета на поверхность субстрата или на поверхность пленки, накладываемой на субстрат, притом что коэффициент оптической проводимости элементов имеет возможность быть изменяемым, изменяя количество чернил или другого наносимого формообразующего материала, элементы образованы нанесением чернил равномерного  цвета.
Чернила или другой формообразующий материал предпочтительно наносят в виде оптически характерных элементов (пикселей) сходной интенсивности окраски на поверхность субстрата или пленки, притом что коэффициент оптической проводимости имеет возможность быть изменяем изменением расстояния между пикселями и/или степенью наложения их друг на друга.
Боковую отражающую поверхность каждого элемента предпочтительно образуют нанесением большего количества чернил или большего количества пикселей на первую сторону элемента по сравнению со второй стороной, увеличивая таким образом толщину первой стороны по сравнению со второй стороной. Боковую отражающую поверхность каждого элемента предпочтительно образуют нанесением белого материала, который отражает попадающий свет в широком спектре.
Коммерчески доступные печатающие устройства обычно включают опережающую печатающую головку с белым красителем, сопровождаемую тремя печатающими головками с цианом - маджента, желтой и черной. Эти так называемые головки типа CMYK сопровождаются еще одной печатающей головкой белого цвета. Каждая головка имеет возможность пройти над одним и тем же местом лишь ограниченное число раз так, что толщина боковой отражающей поверхности ограничена числом раз нанесения белого на одно место. Таким образом, боковую отражающую поверхность каждого элемента предпочтительно образуют нанесением чернил различных цветов на указанную первую сторону элемента поверх белых чернил, причем цветные чернила затем покрыты и полностью закрыты белыми чернилами предпочтительно таким образом, что белые чернила замыкают сплошным контуром цветные.
Коэффициент оптической проводимости каждого элемента может изменяться ступенчато, последовательно или линейно между первой и второй сторонами элемента.
Толщина каждого элемента может изменяться ступенчато, последовательно или линейно между первой и второй сторонами элемента.
Элементы могут иметь треугольное или ступенчатое поперечное сечение.
Элементы предпочтительно имеют в основном белый цвет так, что боковые поверхности каждого элемента отражают видимый свет в широком диапазоне длин волн.
Боковая поверхность каждого элемента может быть покрыта металлом или включает материал, имеющий высокую спектральную отражательную способность.
Передняя или задняя поверхности элемента могут быть выполнены отличающимся цветом или цветами по отношению к, по крайней мере, указанной боковой поверхности, чтобы для внешнего или внутреннего наблюдателя объект выглядел окрашенным или расцвеченным.
В качестве альтернативного решения каждый элемент может включать заранее изготовленную трехмерную структуру, закрепляемую на субстрате.
Трехмерная структура может быть выполнена из листового материала, который выходит за рамки своей плоскости по отношению к первой стороне. Лист предпочтительно печатают или снабжают другими способами средствами, образующими каждый элемент, при этом указанные средства включают первую область с коэффициентом оптической проводимости, изменяющимся по ее ширине от первой стороны ко второй стороне, при том, что первая сторона обладает меньшей способностью оптической проводимости, чем вторая сторона, и вторую область на первой стороне, обладающую способностью к отражению, при том, что указанный лист формируют так, что указанная вторая область выступает за пределы плоскости листа и позволяет указанной отражающей плоскости быть направленной, в основном, параллельно плоскости субстрата и быть обращенной практически в том же направлении, что и смежные элементы последовательности.
Лист предпочтительно печатают или оснащают другими способами структурами в виде параллельных пространственно разделенных линий, образующих каждый элемент, при том, что каждая линия включает первую продольную область с коэффициентом оптической проводимости, изменяющимся по ширине от первой стороны ко второй стороне листа, при том, что первая сторона обладает свойством меньшей оптической проводимости по отношению ко второй стороне, и вторую продольную область по первой стороне, обладающую свойством отражения, при том, что указанный лист деформируют так, что указанная вторая область выступает за пределы плоскости субстрата и обеспечивает способность указанной отражающей плоскости быть направленной в основном параллельно плоскости субстрата и быть обращенной в значительной степени в том же направлении, что и смежные элементы последовательности. Предпочтительным является такое решение, при котором линии разделены свободными от окраски полосами, обеспечивая способность проникновения света сквозь субстрат.
Одновременно, настоящее изобретение предусматривает способ образования панели остекления, охарактеризованной выше, включающий этапы исследования внешнего светового воздействия в зоне предлагаемой панели остекления и выборочного изменения параметров в отношении, по крайней мере, пространственного разделения элементов, высоты отражающих боковых поверхностей элементов и/или  расстояния между первой и второй сторонами элементов в соответствии с указанным исследованием, и соответственного нанесения этих элементов на субстрат.
Способ может быть реализован в отношении панели субстрата, уже установленной по месту, или готовой к установке по месту.
Параметры могут изменяться по площади субстрата, принимая во внимание изменения в естественном освещении в течение дня, затененные извне участки или участки здания, в которых необходим контроль за прохождением света сквозь панели остекления.
Исполнение настоящего изобретения в дальнейшем будет описано лишь в рамках частных примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:
Фиг.1 - поперечное сечение первого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - увеличенное поперечное сечение оптического элемента панели остекления, изображенной на Фиг.1;
Фиг.3 - увеличенное поперечное сечение оптического элемента второго примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4 - увеличенное поперечное сечение оптического элемента третьего примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.5 - увеличенное поперечное сечение оптического элемента четвертого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 - увеличенное поперечное сечение оптического элемента пятого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.7 - вид спереди шестого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.8 - вид спереди седьмого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.9 - поперечное сечение восьмого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.10 - поперечное сечение девятого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.11 - поперечное сечение десятого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.12 - поперечное сечение одиннадцатого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.13 - поперечное сечение двенадцатого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.14 - аксонометрический вид листа субстрата для образования тринадцатого примера исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением, при этом вид листа до его деформации; и
Фиг.15 - аксонометрический вид листа субстрата по Фиг.14 после формования.
На чертежах Фиг.1 и 2 показан первый пример исполнения панели 10 остекления в соответствии с настоящим изобретением, который включает панель субстрата 11 из стекла или другого прозрачного материала, такого как пластик. Множество вытянутых оптических элементов 12 в форме горизонтальных параллельных линий выступают между противоположными боковыми кромками субстрата 11.
Оптические элементы 12 нанесены печатным способом с контрастным разделением непосредственно на внутреннюю поверхность субстрата 11. Каждый из элементов 12 имеет в основном треугольное поперечное сечение и включает в основном плоскую внешнюю поверхность, лежащую в плоскости, перпендикулярной плоскости субстрата 11. Толщина каждого элемента 12 равномерно уменьшается в направлении нижней боковой кромки субстрата. Каждый из элементов 12 формируют последовательным нанесением белых или обладающих способностью цветного отражения оптически характерных конструктивных элементов или пикселей с возможностью изменения толщины элементов 12 путем регулирования зазоров между пикселями и/или степени перекрытия ими друг друга: наиболее толстый участок каждого элемента 12 образуют нанесением наиболее плотной матрицы перекрывающих друг друга пикселей, в то время как наиболее тонкий участок формируют нанесением пикселей с наибольшим пространственным разнесением относительно друг друга. В приведенном примере плотность чернил (т.е. плотность пикселей) изменяют линейно от 100% на верхней кромке к 10% на нижней кромке.
Верхняя поверхность каждого элемента 12 определяет так называемую световую полку 13 с высотой Х над поверхностью субстрата 11. Каждая световая полка 13 обращена к смежной ненапечатанной чистой области 14 субстрата 11 с шириной Y. Значения Х и Y имеют переменные величины и имеют в преимущественном исполнении равные значения.
Элементы 12 включают внутренние поверхности или так называемые панели 15 управления излучением, которые направлены сквозь субстрат 11 в сторону панели 10 остекления. Высота Z каждой панели 15 управления излучением также является переменной величиной, которая изменяется обратно пропорционально величине Y.
На практике солнечные лучи S1, S2 падают с неба на панель 10 остекления и некоторые из этих лучей, например S1, попадают на так называемые световые полки 13, образованные верхними боковыми поверхностями элементов 12, и отражаются вверх в сторону комнаты с изменением направления на равный и противоположный по знаку угол вместо проникновения вниз через панель остекления на людей или рабочие поверхности внутри здания. Предполагается, что отраженный свет не изменяет своих характеристик и, таким образом, уровень отраженного света, попадающего в комнату, остается тем же, как и в случае, если бы свет поступал в комнату непосредственно сквозь панель.
Другие естественно падающие лучи, например S2, попадают на так называемую панель 15 управления светом, которая отражает, ослабляет и рассеивает свет в соответствии с характеристиками панели, позволяя таким образом сделать свет мягче и более рассеянным при прямом его попадании в комнату. Цвет проходящего света может быть изменен цветом чернил, используемых для изготовления панели 15 управления светом. Количество прямого света может быть изменено, регулируя ширину Z панели 15 управления светом. Количество отраженного света может быть изменено, регулируя высоту Х световой полки 13.
Обращаясь к чертежу Фиг.3, на котором показан второй пример исполнения, световая полка 13 покрыта металлизированным или отражающим слоем 20. Альтернативно, слой 20 может быть образован нанесением элементов 12 красителем, имеющим цвет, обладающий большей отражающей способностью со стороны их верхней кромки.
В третьем примере исполнения, показанном на чертеже Фиг.4, внешняя поверхность панели 15 управления светом нанесена печатным способом слоем 21, отличающимся цветом, создавая цветной внешний вид панели остекления. Слой 21 каждого из элементов 12 альтернативно несет в себе самостоятельный элемент изображения. В альтернативном исполнении слой может быть образован на внутренней поверхности элементов 12 с целью получения цветного внутреннего вида панели управления светом.
В четвертом примере исполнения, показанном на чертеже Фиг.5, верхняя кромка элементов 12 напечатана с высокой плотностью чернил для получения световой полки 13, при том что плотность чернил затем резко изменяют для получения панели 15 управления светом, обладающей равномерным распределением коэффициента оптической передачи, как показано. В альтернативном примере исполнения панель 15 управления светом может иметь переменное распределение коэффициента оптической передачи.
В пятом примере исполнения, показанном на чертеже Фиг.6, панель 15 управления светом выполнена печатным способом белым цветом с плотностью печати, изменяющейся от 100% на верхней кромке до 10% на нижней кромке. Верхнюю кромку элементов 12 затем покрывают печатным способом разноцветными чернилами, например циан, маджента, желтым и черным (CMYK) до образования выступающего блока 29 из застывших чернил. Блок 29 затем покрывают печатным способом белыми чернилами 30, что позволяет инкапсулировать блок 29, получая световую полку 13.
В седьмом примере исполнения, показанном на чертеже Фиг.6, элементы 12 получают печатным способом в виде матрицы, притом что каждый элемент выполняют в виде полумесяца и придают его внешней поверхности вогнутую форму, образуя световую полку 13. Направления, в которых поверхности световых полок ориентированы, могут изменяться по ширине панели остекления, принимая во внимание изменения в световом потоке в течение дня.
Как показано на чертеже Фиг.8, предполагается возможность выполнения элементов 12 любой формы, притом что обращенную вверх световую полку 13 размещают снизу относительно свободного пространства, притом что панель 15 управления светом размещают выступающей снизу световой полки 13.
На чертеже Фиг.9 показан восьмой пример исполнения панели 10 остекления в соответствии с настоящим изобретением, который аналогичен панели остекления, представленной на чертежах Фиг.1 и 2, притом что аналогичным элементам присвоены тождественные номера позиций. В этом примере исполнения оптические элементы 12 дискретно нанесены печатным способом на пленку 28, наложенную на внутреннюю поверхность субстрата 11.
На чертеже Фиг.10 показан девятый пример исполнения панели 10 остекления в соответствии с настоящим изобретением, который аналогичен панели остекления, представленной на чертежах Фиг.1 и 2, притом что аналогичным элементам присвоены тождественные номера позиций. В этом примере исполнения оптические элементы 12 либо дискретно нанесены печатным способом на пленку (не показана), наложенную на внутреннюю поверхность субстрата 11, либо непосредственно на внутреннюю поверхность субстрата 11. Субстрат 11 совмещают в параллель с другим субстратом 31, притом что субстраты 11, 31 соединяют по их периферийным кромкам боковыми элементами 32 с образованием панели остекления. Элементы 12 помещают на внутренней поверхности субстрата 11 таким образом, что они оказываются размещенными между двумя субстратами.
На чертеже Фиг.11 показан десятый пример исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением. В этом примере исполнения оптические элементы 12 размещают на пленке 33, располагаемой между двумя субстратами 11, 31, которые совмещают с использованием связующего материала 35. В пленке 33 проделывают множество отверстий 34, позволяя связующему материалу 35 напрямую связывать субстраты 11, 31, предотвращая их расслоение.
На чертеже Фиг.12 показан одиннадцатый пример исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением, который аналогичен панели остекления, представленной на чертеже Фиг.11, притом что аналогичным элементам присвоены тождественные номера позиций. В этом примере исполнения внутреннюю поверхность одного из субстратов, например 11, оснащают спектрально селективным слоем 36, управляющим количеством видимого света и/или количеством солнечной энергии, проходящей сквозь панель.
На чертеже Фиг.13 показан двенадцатый пример исполнения панели 10 остекления в соответствии с настоящим изобретением, который аналогичен панели остекления, представленной на чертежах Фиг.1 и 2, притом что аналогичным элементам присвоены тождественные номера позиций. В этом примере исполнения элементы 12 покрывают защитным слоем 37 лака.
На чертеже Фиг.14 показан лист 40, накладываемый на субстрат (не показан), образующий тринадцатый пример исполнения панели остекления в соответствии с настоящим изобретением. Лист 40 составлен из множества параллельных полосок или связующих элементов 41, размещаемых на чистой пластиковой пленке. Каждая полоска или связующий элемент 41 включают верхнюю продольно вытянутую нить 42 из отражающего материала или окрашенную в цвет наподобие белого, отражающего свет в широком спектре, центральную продольно вытянутую нить 43 и нижнюю продольно вытянутую нить 44 из материала с оптической проводимостью, равномерно повышающейся от ее верхней кромки к ее нижней кромке. Каждая полоска или связующий элемент 41 отделены от смежной полоски или связующего элемента 41 пространством 45, остающимся свободным от покрытий или чистым.
На чертеже Фиг.14 лист 40 загнут вдоль каждой полоски или связующего элемента 41 с образованием выступа 46, имеющего верхнюю поверхность, несущую указанную верхнюю продольно вытянутую нить 42 из отражающего материала, образуя так называемую световую полку. Нить 44 из материала с переменной проводимостью выступает снизу выступа 46, образуя так называемую панель управления светом. Лист 40 может быть согнут в соответствующей пресс-форме. После формообразования лист 40 может быть прикреплен к листу стекла. В альтернативном исполнении каждый элемент выполняют в виде индивидуально профилированной детали с последующим креплением ее к листу стекла.
Настоящее изобретение предоставляет таким образом систему разработанных и нанесенных преимущественно печатным способом функциональных блоков различных размеров и различной печатной плотности, которые могут быть дискретно размещены в заданных местах на печатной поверхности с целью контролировать и управлять количеством света, проходящего сквозь или воздействующего на панель остекления или внешне располагаемую солнце отражающую панель. Оптическая высота элементов панели субстрата и плотность расположения элементов могут изменяться, соответствуя частным приложениям.