УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ СВЕТОПРОПУСКАЮЩАЯ ПЛАСТИКОВАЯ ПАНЕЛЬ, РЕГУЛИРУЮЩАЯ ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
IMPROVED LIGHT-TRANSMITTING PLASTIC PANEL WHICH CONTROLS NATURAL LIGHTING

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к светопропускающим пластиковым панелям, используемым в качестве крыш, фасадов и облицовки в зданиях общего назначения, в частности, для регулирования естественного освещения, или в течение дня, или для различных зон здания.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В качестве крыш, фасадов и облицовки зданий используются, в общем, прозрачные или полупрозрачные пластиковые панели, обеспечивающие пропускание значительного объема дневного света. В настоящее время эти пластиковые панели характеризуются наличием линейно выстроенных ячеек с равномерным цветовым распределением. В некоторых случаях внешние горизонтальные ячейки пластиковых панелей характеризуются или разным (сплошным) цветом, или наличием наклонных жалюзи между ними. Панели этих типов позволяют дневному свету поступать внутрь здания с ограниченной или однонаправленной блокировкой.
Существует множество сфер применения, в которых желательно регулировать потоки света, проходящие через прозрачные пластиковые панели для получения переменного естественного освещения, изменяемого в зависимости от времени дня. Например, желательно обеспечивать большой объем дневного света по утрам и вечерам и снижать интенсивность естественного освещения в полдень. Согласно другому аспекту требуется обеспечивать разный уровень естественного освещения для разных зон здания. В этом отношении еще одним примером служит потребность в более интенсивном естественном освещении игровой зоны в сравнении с другими зонами спортивного зала.
В настоящее время эта задача решается путем поворота приводных или автоматизированных жалюзи для регулировки естественного освещения или путем установки автономных тентов из парусины/других материалов для получения разных уровней освещенности/освещения в здании. Следовательно, существует потребность в устройстве для регулирования естественного освещения здания, которое характеризовалось бы повышенным КПД (коэффициентом полезного действия), более низкой себестоимостью и простотой изготовления.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Соответственно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить светопропускающие пластиковые панели, в которых устранены недостатки, присущие предшествующему уровню техники.
Таким образом, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена светопропускающая пластиковая панель, состоящая из двух прозрачных пластин, т.е. верхней пластины и нижней пластины, и множества прозрачных полых ячеек, расположенных между этими пластинами. Полые ячейки, расположенные между двумя прозрачными пластинами, представляют собой сочетание V-образных и ромбовидных ячеек. В частности, конструкция полых ячеек представлена в виде блоков, располагающихся по повторяющейся схеме/в повторяющейся последовательности, каждый из которых состоит из одной ромбовидной ячейки, расположенной между двумя V-образными ячейками. Кроме того, по меньшей мере, некоторые стенки полых ячеек выполнены светонепроницаемыми и выстроенными по заданной схеме, исходя из требуемого уровня естественного освещения в здании.
Таким образом, когда поток света падает на поверхность светопропускающей пластиковой панели, объем дневного света, пропускаемого в здание, определяется углом падения потока света, конструкцией полых ячеек и схемой расположения светонепроницаемых полых ячеек.
Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить разные уровни освещенности в зависимости от конкретной зоны здания. Эта цель достигается за счет наличия прерывистых светонепроницаемых полых ячеек, размещенных вдоль светопропускающей пластиковой панели.
Краткое описание фигур
Краткое описание настоящего изобретения, представленное выше, а также последующее подробное описание иллюстративных вариантов его осуществления, можно лучше понять, ознакомившись с ними в привязке к прилагаемым чертежам. С целью иллюстрации настоящего изобретения на чертежах представлены примеры осуществления его конструкции. Однако заявленное изобретение не ограничено конкретными способами и устройствами, раскрытыми в настоящем документе. Более того, специалистам в данной области техники очевидно, что указанные чертежи вычерчены не в масштабе. Везде, где это возможно, одни и те же элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны исключительно в качестве примера в привязке к последующим чертежам, где:
На фиг. 1А и 1В показаны, соответственно, поперечное сечение и перспективное изображение светопропускающей пластиковой панели согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2А и 2В показаны, соответственно, поперечное сечение и перспективное изображение светопропускающей пластиковой панели согласно немного измененному первому варианту осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3А-3С показаны функциональные виды, иллюстрирующие реализацию способа регулирования естественного освещения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 4А и 4В показаны виды сверху светопропускающей пластиковой панели согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие вариантов осуществления настоящего изобретения
Светопропускающая пластиковая панель согласно настоящему изобретению характеризуется особой конструкцией полых ячеек, расположенных между парой пластин, причем некоторые полые ячейки выполнены светонепроницаемыми, избирательно пропуская световые лучи в зависимости от времени дня. Кроме того, схема расположения светонепроницаемых полых ячеек по длине светопропускающей пластиковой панели может регулироваться в соответствии с потребностями в естественном освещении конкретных зон здания.
Светопропускающая пластиковая панель согласно настоящему изобретению может быть эффективно использована в крышах, фасадах и облицовке зданий общего назначения. Для изготовления светопропускающей пластиковой панели согласно настоящему изобретению используется поликарбонат, но для производства панелей могут быть также использованы и материалы иного типа, такие как сополиэфиркарбонаты, сложные полиэфиры, сополимеры сложных эфиров, смеси поликарбоната, сложных полиэфиров, сополимеров сложных эфиров, акриловых соединений, полиметилметакрилата, полиэтилметакрилата, сополимера стирола и акрилонитрила, сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полиамида, полиэтилентерефталата (PET), полилактида (PLA), термополиэтилена (ТРЕ), термополиуретана (TPU) или любого иного волокна/сырьевого материала и т.п.
Последующее подробное описание иллюстрирует варианты осуществления настоящего изобретения и способы, которыми они могут быть реализованы на практике. Хотя в настоящем документе описаны лишь некоторые способы реализации настоящего изобретения, специалистам в данной области техники очевидно, что возможны также и другие варианты осуществления или практической реализации заявленного изобретения.
На фиг. 1А и 1В показаны разные виды светопропускающей пластиковой панели, состоящей из двух прозрачных пластин и множества прозрачных полых ячеек, расположенных между указанными пластинами. На фиг. 1А показано поперечное сечение светопропускающей пластиковой панели, а на фиг. 1В представлено перспективное изображение светопропускающей пластиковой панели, показанной на фиг. 1А.
Как показано на фиг. 1А и 1В, светопропускающая пластиковая панель 100 состоит из верхней пластины 102А и нижней пластины 102В, обе из которых являются прозрачными, что обеспечивает пропускание через них света. Между двумя этими пластинами предусмотрено множество прозрачных V-образных и ромбовидных полых ячеек. Особая конструкция этих полых ячеек представлена в виде блоков, располагающихся по повторяющейся схеме/в повторяющейся последовательности, каждый из которых состоит из одной ромбовидной ячейки, расположенной между двумя V-образными ячейками. Как можно видеть, светопропускающая пластиковая панель 100 характеризуется наличием одной ромбовидной ячейки 106, расположенной между двумя V-образными ячейками, т.е. между верхней V-образной ячейкой 104А и нижней V-образной ячейкой 104В. Угол ориентации сторон этих полых ячеек может быть оптимизирован под местные условия или потребности здания в естественном освещении. Эта особая комбинация V-образных и ромбовидных ячеек способствует направлению дневного света по определенной траектории благодаря их диагональной геометрии.
На фиг. 1А и 1В также видно, что некоторые полые ячейки светопропускающей пластиковой панели 100 выполнены светонепроницаемыми для придания разной степени прозрачности этим ячейкам, в результате чего обеспечивается избирательное пропускание светового потока в здание. Светонепроницаемость полых ячеек достигается путем добавления различных светонепроницаемых цветовых добавок в пластик, используемый для изготовления светопропускающей пластиковой панели 100. Кроме того, конкретная схема, используемая для окрашивания/затемнения этих полых ячеек, может быть определена заранее, исходя из потребностей здания в естественном освещении.
Одна такая схема показана на фиг. 1А и 1В. В иллюстративных целях разделим светопропускающую пластиковую панель 100 на несколько вертикальных рядов, таких как Ряд 111 (А), Ряд 112 (В), Ряд 113 (С), Ряд 114 (D) и т.д. Каждый такой вертикальный ряд содержит ромбовидную ячейку, расположенную между двумя V-образными ячейками. Например, Ряд 111 (А) содержит ромбовидную ячейку 106, которая располагается между двумя V-образными ячейками 102А и 102В. В этой конкретной схеме окрашены две V-образные ячейки в Ряду 111 (А), а также две верхние стороны ромбовидной ячейки в Ряду 112 (В). В Ряду 113 (С) также окрашены две V-образные ячейки, но в Ряду 114 (D) окрашены две нижние стороны ромбовидной ячейки. Такая же схема повторяется для последующих полых ячеек светопропускающей пластиковой панели 100. Светонепроницаемые/окрашенные полые ячейки, показанные на фиг. 1А, обозначены жирными линиями, а на фиг. 1В эти же ячейки обозначены множеством тонких линий, которые нанесены на видимые лицевые поверхности полых ячеек.
Хотя на фиг. 1А и 1В проиллюстрирована повторяющаяся схема чередования окрашенных полых ячеек светопропускающей пластиковой панели 100, повторение одной и той же схемы не является обязательным условием. Полые ячейки могут быть окрашены по асимметричной схеме, исходя из потребностей здания в естественном освещении. Например, вместо повторения такой же схемы окрашивания, что была использована для Ряда 111 (А) и Ряда 112 (В), полые ячейки в Ряду 113 (С) и Ряду 114 (D) могут быть окрашены по другой схеме.
На фиг. 2А и 2В проиллюстрирована альтернативная схема окрашивания полых ячеек светопропускающей пластиковой панели 100. В данном случае светонепроницаемыми выполнены две V-образные ячейки в Ряду 111 (А) и в Ряду 113 (С), а также все четыре стороны ромбовидных ячеек в Ряду 112 (В) и в Ряду 114 (D). Эта особая схема окрашивания может повторяться для последующих полых ячеек светопропускающей пластиковой панели 100. Светонепроницаемые/окрашенные полые ячейки, показанные на фиг. 2А, обозначены жирными линиями, а на фиг. 2В эти же ячейки обозначены множеством тонких линий, которые нанесены на видимые лицевые поверхности полых ячеек.
На фиг. 3А-3С показаны функциональные виды, иллюстрирующие реализацию способа регулирования естественного освещения согласно настоящему изобретению. На фиг. 3А и 3В показан результат использования особой конструкции светопропускающей пластиковой панели 100, обеспечивающей разный уровень естественного освещения, соответственно, по утрам и вечерам; а на фиг. 3С показан соответствующий результат в полдень. Обратите внимание на то, что хотя для наглядности номера позиций на фиг. 3А-3С не показаны, к описанию различных частей светопропускающей пластиковой панели 100, представленному ниже, применимы такие же номера позиций, что были использованы на предыдущих фигурах.
Избирательное прохождение светового потока зависит от угла падения светового потока, угла ориентации полых ячеек и схемы расположения светонепроницаемых полых ячеек. Угол падения, в свою очередь, зависит от времени дня. Как показано на фиг. 3А и 3В, утром и вечером световой поток падает на поверхность светопропускающей пластиковой панели 100 под наклонным углом. Далее, как можно видеть на фиг. 3С, в полдень световой поток падает на поверхность светопропускающей пластиковой панели 100 перпендикулярно. Угол ориентации полых ячеек, в частности, угол ориентации сторон полых ячеек может быть оптимизирован, исходя из потребностей здания в естественном освещении. Кроме того, особая схема расположения светонепроницаемых полых ячеек способствует регулированию дневного света, что подробнее описано ниже.
Как показано на фиг. 3А, при падении светового потока на верхнюю пластину 102А этот поток направляется в полые ячейки светопропускающей пластиковой панели 100. Поскольку по утрам световой поток падает на верхнюю панель 102А под наклоном, он проходит через полые ячейки в соответствии с углом ориентации полых ячеек и схемой расположения светонепроницаемых полых ячеек. Угол ориентации сторон полых ячеек и схема расположения светонепроницаемых полых ячеек обеспечивают возможность избирательного пропускания светового потока внутрь здания. В частности, полые ячейки, которые выполнены прозрачными, пропускают через себя световой поток, тогда как светонепроницаемые (окрашенные) полые ячейки блокируют световой поток.
Для лучшего понимания того, как прозрачные полые ячейки обеспечивают пропускание через себя светового потока, давайте рассмотрим один из световых лучей, такой как луч «r1», показанный на фиг. 3А. Когда световой луч «r1» падает на верхнюю пластину 102А, выполненную прозрачной, он направляется в верхнюю V-образную ячейку в Ряду 112 (В). Поскольку световой луч «r1» падает под наклоном, а стороны полых ячеек (включая верхнюю V-образную ячейку в Ряду 112 (В)) также наклонены и являются прозрачными, световой поток «b1» направляется дальше в сторону ромбовидной ячейки в Ряду 113 (С). Так как ромбовидная ячейка в Ряду 113 (С) является прозрачной, она обеспечивает пропускание через себя светового луча «r1». После прохождения через ромбовидную ячейку в Ряду 113 (С) световой луч «r1» поступает в нижнюю V-образную ячейку в Ряду 114 (D), которая также выполнена прозрачной, что дает возможность световому лучу «r1» достигнуть прозрачной нижней пластины 102В и, следовательно, проникнуть внутрь здания. С другой стороны, при попытке пройти сквозь светонепроницаемые (окрашенные) полые ячейки световой поток будет ими заблокирован.
Световой луч «r2», показанный на фиг. 3В, который также падает на прозрачную верхнюю пластину 102А под наклоном, аналогичным образом проходит через наклонные прозрачные V-образные и ромбовидные ячейки и поступает внутрь здания. Таким образом, некоторые световые лучи пропускаются внутрь, проходя через прозрачные полые ячейки по определенной траектории, тогда как некоторые другие световые лучи блокируются светонепроницаемыми полыми ячейками. Как можно понять, ознакомившись с фиг. 3А и 3В, наклонный угол падения светового потока, угол ориентации полых ячеек и непрозрачность некоторых полых ячеек обеспечивают максимальный объем дневного света, поступающего внутрь здания света по утрам и вечерам.
Как показано на фиг. 3С, особая конструкция светопропускающей пластиковой панели 100 уменьшает объем дневного света, поступающего внутрь здания в полдень. Поскольку в полдень световой поток падает на поверхность светопропускающей пластиковой панели 100 перпендикулярно, лучи света, попадающие на верхнюю пластину 102А, будут блокироваться светонепроницаемыми полыми ячейками светопропускающей пластиковой панели 100. Как можно видеть на фиг. 3С, в каждом вертикальном ряду, по меньшей мере, одна из полых ячеек выполнена светонепроницаемой, что уменьшает объем дневного света, поступающего внутрь здания в полдень.
На фиг. 4А и 4В показаны виды сверху светопропускающей пластиковой панели 100 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4А показан вид сверху светопропускающей пластиковой панели 100, в которой схема расположения светонепроницаемых/окрашенных полых ячеек выполнена симметричной. На фиг. 4В показан вид сверху светопропускающей пластиковой панели 100, в которой схема расположения светонепроницаемых полых ячеек является асимметричной.
Хотя способ окрашивания светопропускающих панелей для обеспечения избирательного пропускания световых лучей хорошо известен из предшествующего уровня техники, такое окрашивание выполняется по всей длине светопропускающей панели. Как было указано выше, часто имеют место ситуации, когда требуется разная степень естественного освещения разных зон здания. Например, существует потребность в более интенсивном естественном освещении игровой зоны в сравнении с другими зонами спортивного зала.
Цель второго варианта осуществления настоящего изобретения заключается в том, чтобы устранить указанные проблемы предшествующего уровня техники. В этом варианте осуществления настоящего изобретения схема расположения светонепроницаемых полых ячеек может регулироваться для получения переменного естественного освещения по длине светопропускающей пластиковой панели 100. Как показано на фиг. 4А и 4В, схема расположения светонепроницаемых полых ячеек является прерывистой, благодаря чему обеспечивается разное естественное освещение разных зон здания. Например, когда светопропускающая пластиковая панель 100 используется для устройства крыши спортивного зала, может быть обеспечено более интенсивное естественное освещение его игровой зоны за счет неокрашенной части светопропускающей пластиковой панели 100, используемой для устройства крыши, которая закрывает эту зону спортивного зала. Аналогичным образом может быть обеспечено менее интенсивное естественное освещение других зон спортивного зала за счет окрашенных частей светопропускающей пластиковой панели 100, используемой для устройства крыши, которые закрывают эти зоны.
Прерывистая схема расположения светонепроницаемых полых ячеек может быть локализована, исходя из необходимости обеспечения разных уровней естественного освещения в разных зонах здания. На фиг. 4А представлена одна такая прерывистая схема расположения светонепроницаемых полых ячеек, где указанные ячейки выстроены симметрично по длине светопропускающей пластиковой панели 100. На фиг. 4В представлена прерывистая схема расположения светонепроницаемых полых ячеек, где указанные ячейки выстроены асимметрично по длине светопропускающей пластиковой панели 100, благодаря чему обеспечивается разная интенсивность естественного освещения разных зон здания.
Светопропускающая пластиковая панель 100 может быть изготовлена с использованием методов совместной экструзии, хорошо известных из предшествующего уровня техники. Хотя настоящее изобретение сфокусировано, главным образом, на использовании цветовых добавок для окрашивания некоторых наклонных стенок полых ячеек светопропускающей пластиковой панели 100, исходя из местных потребностей, пластик может также смешиваться с добавками других типов, такими как поглотители ультрафиолетовых лучей, без ограничения объема настоящего изобретения.
Хотя выше были описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что они носят исключительно иллюстративный, а не ограничительный характер. Специалистам в данной области техники очевидно, что в описанную конструкцию и детали могут быть внесены различные изменения без отступления от сущности и объема заявленного изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения и объем его притязаний не должен ограничиваться каким-либо примером его осуществления, описанным выше, а должен определяться исключительно последующими пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.