СОЛНЦЕЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к строительству, а именно к устройствам для защиты от прямых солнечных лучей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Различные устройства для защиты от прямых солнечных лучей, содержащие горизонтальные непрозрачные ламели, установленные параллельно друг относительно друга хорошо известны (см. А.С. СССР №№623947, 657162, 1606644, 1560723, 1268708, 323528 патент РФ на изобретение №2167989). Общим недостатком известных устройств является сложность конструкции, наличие движущихся частей, недолговечность.
Известно солнцезащитное устройство, содержащее солнцезащитный элемент, в котором уровень кромки элемента уменьшается от его центра к периферии (А.С. СССР №855170). При правильном выборе азимута известное устройство обеспечивает защиту от прямых солнечных лучей от солнца в зените и от боковых лучей закатного и восходящего солнца. Недостаток устройства состоит в больших размерах, высокой материалоемкости и сложной конструкции.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала средств для защиты световых проемов от солнца.
Технический результат состоит в улучшении эффективности защиты от прямых солнечных лучей при сохранении возможности прохода рассеянных лучей снизу от светового проема.
Указанный результат достигается благодаря тому, что солнцезащитный экран, содержит раму с ламелями, установленными под наклоном к горизонтали, в котором упомянутые ламели выполнены изогнутыми, таким образом, что угол их наклона к горизонтали в их (ламелей) средней части составляет 29÷39°, а в концевых частях - на 35÷45% больше.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, поставленная задача решается за счет всей совокупности признаков светозащитного экрана, в то время как вышеупомянутый технический результат достигается за счет выполнения ламелей с разным углом наклона их поверхности к горизонту (на периферии в местах крепления угол больше, чем в центральной области).
Необходимо понимать, что в настоящем тексте полезные модели охарактеризованы только такими признаками, которые достаточны для решения поставленной задачи, реализации назначения и достижения технического результата. Специального упоминания всех без исключения признаков и утилитарных характеристик полезных моделей не требуется, если специалистам и без того очевидно, что в отсутствие оных, полезные модели, подобно их аналогам, не могут решить поставленные задачи или реализовать свое назначение в полной мере. Тем более не требуется ограничивать обобщенные признаки какими-то конкретными вариантами, если таковые должны быть известны специалистам и (или) могут быть подобраны ими по известным правилам.
При этом вышеупомянутая полезная модель может обладать особенностями любой одной или нескольких из нижеописанных частных форм выполнения, при условии логической и технической совместимости этих особенностей с ее (полезной модели) ключевыми особенностями и друг с другом.
В одной из частных форм выполнения угол наклона плоскости упомянутых ламелей к горизонту монотонно изменяется от их центральных частей к концам.
В еще одной частной форме выполнения ширина упомянутых ламелей составляет 5,5÷6,5 см, а период (решетки из ламелей) - 7,5÷8,0 см.
В другой частной форме выполнения угол наклона центральных частей ламелей к горизонтали составляет 31÷34°, а угол наклона концевых частей ламелей - 52÷57°.
В одной из частных форм выполнения рама дополнительно снабжена вертикальными перекладинами с элементами, позволяющими фиксировать угол наклона ламелей в промежуточных участках.
В еще одной частной форме выполнения упомянутая рама дополнительно снабжена группами прорезей для фиксации концов ламелей под разными углами.
В другой частной форме выполнения упомянутые ламели и рама выполнены из экструдированного поливинилхлоридного профиля.
В одной частной форме выполнения один конец (внутренний или внешний по отношению к раме) каждой из ламелей зафиксирован неподвижно в вертикальном направлении, а другой (противоположный) - соединен с направляющими, выполненными с возможностью движения и фиксации в вертикальном направлении для установки желаемого угла наклона ламели относительно горизонтали.
В еще одной частной форме выполнения упомянутые ламели выполнены из материала с высоким альбедо для видимого света.
В другой частной форме выполнения упомянутые ламели снабжены продольными и/или поперечными ребрами жесткости.
Вышеописанная полезная модель может применяться для защиты световых (прежде всего оконных) проемов от прямого солнечного света, для защиты помещений от избыточного прогревания солнечным излучением.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показана серия (по длине) поперечных сечений ламели.
На фиг.2 показана диаграмма, иллюстрирующая суточное движение Солнца в разное время года на широте Москвы.
На фиг.3 показаны основные геометрические параметры на примере сечения экрана с решеткой из ламелей.
На фиг.4 показано суточное движение Солнца (изменение азимута) в зависимости от времени суток.
На фиг.5 показан фронтальный вид ламели согласно настоящей полезной модели. Стрелками отмечен азимут Солнца в разное время суток.
На фиг.6 на примере поперечного сечения экрана согласно настоящей полезной модели проиллюстрированы принципы выбора основных параметров.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Нижеследующие пояснения даются только для иллюстрации принципов конструирования и работы полезной модели; ничто в настоящем разделе не должно быть истолковано как ограничение объема притязаний.
Солнцезащитный экран, содержит раму с ламелями, установленными под наклоном к горизонтали, в котором упомянутые ламели выполнены изогнутыми, таким образом, что угол их наклона к горизонтали в их (ламелей) средней части составляет 29÷39°, а в концевых частях - на 35÷45% больше, как показано на фиг.1. Предпочтительно, когда угол наклона ламелей относительно горизонтали меняется монотонно в направлении от средней части ламели к ее концевым частям.
Особенность экрана состоит в том, что форма и параметры ламелей подобраны с учетом суточного движения Солнца в летний период на широте Москвы для светового проема ориентированного на юг; те же параметры, как оказалось, применимы и для ориентации светового проема в широком диапазоне азимутов и географических широт без существенной потери эффективности. Зависимость активности Солнца от времени суток и времени года для Москвы показана на диаграмме (фиг.2).
При суточном движении Солнца, меняется его азимут и склонение; последнее также зависит от времени года. Траектории движения Солнца в разное время года, нанесенные на график образуют колоколообразную полосу, представленную на фиг.2 (для случая светового проема, ориентированного на юг). Максимальная эффективность экранирующих элементов (ламелей) достигается при ориентации отражающих поверхностей под прямым углом к углу падения солнечных лучей. Основные геометрические параметры экрана, содержащего несколько экранирующих элементов, расположенных в ряд, показаны на фиг.3, где где φ - склонение Солнца, β - угол между экранирующим элементом и вертикалью (очевидно β=φ), а - ширина экранирующего элемента; с - период решетки из элементов (при минимальном затенении соседних пластин).
Произведен расчет зависимости с (дистанции между пластинами) от а (ширины пластин) для семи разных дат (15 мая, 01 июня, 22 июня (максимальный угол солнцестояния), 15 июля, 01 августа, 25 августа, 20 сентября) в разное время суток с 10:00 до 18:00 ч на широте Москвы для светового проема, ориентированного на юг. Анализ расчетной зависимости с (а) позволяет утверждать, что для всего временного диапазона с 10:00 до 18:00 между крайними из указанных дат существует диапазон оптимальных значений с и а, при котором обеспечивается защита от прямых солнечных лучей и сохраняется хорошая обзорность. Оптимальными значениями являются ширина пластины 5,5÷6,5 см и дистанция между пластинами 7,5÷8,0 см, т.к. эта область имеется на всех проанализированных графиках. Выход за пределы этого диапазона ведет либо к проникновению прямых солнечных лучей в помещение, либо к неоправданному уменьшению обзорности.
Как следует из фиг.2 и как наглядно показано на фиг.4, в связи с суточным движением Солнца меняется его азимут и склонение, в связи с чем в разное время суток наиболее эффективный угол наклона ламелей к горизонтали будет разным. В крайних положениях Солнца на фиг.4 его склонение минимально; именно поэтому целесообразно выполнять концы ламелей с увеличенным углом наклона к горизонту, нежели среднюю часть ламелей. Оптимальным углом наклона средней части для 12-14 часов дня является угол в 29÷39°, а в концевых частях - на 35÷45% больше. Фронтальный вид изогнутой ламели представлен на фиг.5.
Изгиб ламели по длине может быть обеспечен различными известными технологическими приемами, например за счет предварительного придания ламелям из негибкого материала необходимой формы, либо, если ламель гибкая, ее форма может поддерживаться посредством фиксации ее участков на желаемом уровне с помощью направляющих и других известных средств.
Хотя вышеуказанные расчеты приводятся для случая, когда световой проем обращен на юг, тем не менее, при выбранных параметрах эффективная защита от прямых солнечных лучей обеспечивается и в тех случаях, когда проем обращен на юго-запад или юго-восток, а географическая широта отличается от широты Москвы; например, при ориентации светового проема на юго-восток эффективность защиты при выбранных параметрах составляет 97%.
Вышеприведенное описание следует толковать лишь как иллюстративное, не претендующее на описание всех и/или каждой из возможных форм выполнения полезной модели, ибо такое описание было бы невыполнимым.
Вышеописанную полезную модель можно воплотить и/или осуществить на практике самыми различными способами, в том числе посредством замены ее (полезной модели) существенных признаков уже известными эквивалентами, или эквивалентами, которые станут известны в будущем. При этом вновь создаваемые эквивалентные решения будут оставаться под охраной нижеприведенной формулы полезной модели.