СТРОИТЕЛЬНАЯ СВЕТОВАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК E04C2/54 

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительным деталям и конструкциям, таким как стены, перегородки для зданий, окна, двери и т.п.

Наиболее близким техническим решением является строительная световая панель, включающая светонепроницаемую часть со сквозными отверстиями, в которых размещены светопропускающие элементы (см. авт.свид. СССР N 87913, кл. E 04 С 2/54 1981 г.).

Недостатком указанной панели является незначительная светопропускная способность и невозможность регулировать освещенность внутренних помещений.

Технической задачей изобретения является повышение светопропускающей способности строительных панелей и изменение яркости создаваемого ими лучистого потока.

Техническая задача решается за счет того, что в строительной световой панели, состоящей из двух светонепроницаемых частей, каждая часть снабжена светоконцентрирующими оптическими элементами в виде линз-фоконов с отрицательной гауссовой кривизной поверхности, образующими световые коллекторы, и светопропускающими элементами, расположенными в отверстиях указанных частей панели, в виде световодов, торцы которых присоединены к линзам-фоконам, при этом световоды объединены в жгуты требуемой длины, соединяющие светонепроницаемые части панели.

Световые коллекторы могут быть выполнены с возможностью деления на несколько частей, каждая из которых содержит не менее одного светоконцентрирующего элемента, а на внешнюю поверхность элементов нанесено покрытие, изменяющее прозрачность под действием света.

Один из коллекторов может быть выполнен с возможностью подачи оптических сигналов для трансляции их другим коллекторам, например: внутренний коллектор освещает - наружный излучает.

Одна часть панели может быть расположена на поверхности океана, а другая под его поверхностью.

Для изменения светимости диаметры светоконцентрирующих оптических элементов изготовляют неодинаковыми, что приводит к изменению площади световых коллекторов. Кроме того, световые коллекторы могут быть выполнены автономно, один из которых размещается с наружной стороны внешней стены, а другой на внутренней стене, при этом размеры световых коллекторов могут быть неодинаковыми, для чего применяются усеченные линзы-фоконы.

Для регулирования яркости светового потока на внешние поверхности линз-фоконов наносят покрытия, прозрачность которых зависит от яркости падающего солнечного потока.

При этом перегородки могут быть выполнены в виде каркасов с сеткой, в узлах которых закреплены отрезки световодов, соединяющих линзы-фоконы, и заполнителя в виде конструкционного материала, например бетона, пластмассы, пенопласта или другого материала. Отрезки световодов собираются в виде жгутов, длина которых зависит от расстояния между освещаемым и светящимся коллекторами.

На фиг.1 изображена строительная световая панель;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 - установка световой панели для освещения участка дна океана.

Строительная световая панель 1 содержит две светонепроницаемых части 2a, 2b со сквозными отверстиями 3, светопропускающие элементы 4, размещенные в отверстиях 3 и светоконцентрирущие оптические элементы 5 в виде линз и фоконов, например в виде линз- фоконов с отрицательной гауссовой кривизной поверхности. Светопропускающие элементы 4 выполнены в виде световодов, например световолокон, а светоконцентрирующие оптические элементы 5 расположены с наружной стороны 6 светонепроницаемой части 2a и внутренней 7 стороны светонепроницаемой части 2b и присоединены к торцам отрезков световодов с образованием жгута световодов 8 и световых коллекторов 9,10, при этом светонепроницаемые части 2a, 2b образуют две части перегородок панели 1, соединенные световым жгутом 8. Сквозные отверстия 3 имеют диаметр 0,1-0,5 мм. Длина жгута световодов зависит от расстояния между светонепроницаемыми частями 2a и 2b и может достигать величины от нескольких сантиметров до десятков метров. Размеры светоконцентрирующих оптических элементов 5 могут выбираться различными, что позволяет изменять размеры коллекторов панели, а следовательно, и яркость излучения, создаваемого панелью.

Принцип работы строительной световой панели 1 состоит в следующем.

Световая панель 2a является несущей наружной стеной здания или может устанавливаться на внешней стороне несущей стены здания.

Световая панель 2b размещается в любом месте внутри здания и может служить внутренней перегородкой или внутренней стеной или размещаться на их поверхности.

Световой поток падает на наружную поверхность коллектора 9 панели 2a каждая линза-фокон концентрирует световой поток и передает его к световоду. По световоду оптическое излучение проникает на внутренний световой коллектор 10 панели 2b и через фоконы и линзы световое излучение поступает во внутреннее помещение, т.е. производится установка перегородок так, что одну из них оптическое излучение освещает, а другая его излучает.

Панели могут найти применение при строительстве подземных сооружений, например, шахт, гаражей, заводов, складов, теплиц, действующих круглый год, и других объектов бытового и промышленного назначения.

Особенно эффективным оказывается применение световых панелей в освоении дна океанов и морей. Освоение территорий, покрытых водой морей и океанов, представляет значительный интерес в настоящее время, но особенно остро эта проблема встает перед человечеством будущего.

Одним из традиционных направлений решения проблемы освоения подводных территорий является их осушение. Для этого строят специальные дамбы, позволяющие отвоевывать у моря некоторую часть суши, прежде покрытую водой.

Принципиально новым направлением в освоении подводных территорий является использование предлагаемых строительных световых панелей.

Сущность предлагаемого направления состоит в следующем. Для того чтобы дно океана стало обитаемым, для людей необходимо построить подводные города, организовать там сельскохозяйственное и промышленное производство, например, добычу полезных ископаемых.

Все это станет реальностью, если на морское дно будет подано солнечное освещение.

На фиг.2 показан один из вариантов освоения подводных территорий с использованием строительных световых панелей. Как видно из фиг.2, строительная световая панель 1 разделена на две части. Панель 2a расположена над поверхностью моря 14, например, на специальной стабилизированной платформе или, за счет положительной плавучести, просто плавает на поверхности воды 15. Падающее на поверхность коллектора 9 солнечное излучение концентрируется линзами-фоконами и передается по жгуту 8 на световую панель 2b, которая закреплена на некотором расстоянии от подводной поверхности (дна) 13. Если расстояние до дна 13 велико, то с помощью якорей 12, а если мало, то другим способом, например, на столбах 11.

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что применение предлагаемых строительных световых панелей является принципиально новым направлением в строительной индустрии и архитектуре, особенно при освоении необитаемых территорий на других планетах, в горах, под водой морей и океанов и т.д.

Изменение диаметров светоконцентрирующих оптических элементов коллектора относительно элементов 2a приводит к изменению яркости излучения, создаваемого оптическим коллектором 2b, например, уменьшение в 2 раза площади коллектора 2b относительно площади коллектора 2a приведет к увеличению его светимости в 2 раза.

Выполненное таким образом устройство обладает важнейшими преимуществами: повышенной светопропускной способностью и возможностью преднамеренного изменения яркости освещения любой части внутренних помещений при достаточно прочных конструктивных элементах. Из таких панелей можно строить дома, стены которых передают внешнее солнечное освещение во внутренние помещения, не имеющие окон, например в помещения, расположенные под землей, но одновременно обладают прочностью изделий из бетона или кирпича.

Следовательно, появляется возможность строить помещения без традиционных окон, что является принципиально новым направлением в строительстве.

В строениях, построенных с применением предлагаемых панелей, будет меньше потребление энергии на освещение и отопление, чем в строениях, построенных по традиционным технологиям.

Достоинством предлагаемых строительных световых панелей является также то, что панели 2a и 2b могут быть разделены на несколько частей, каждая из которых может применяться для решения различных задач.

Например, панель 2a сплошная, а панель 2b состоит из нескольких частей, размещенных в различных внутренних помещениях. Возможны и другие комбинации. При этом осуществляется деление световых коллекторов на части, каждая из которых содержит не менее одного светоконцентрирующего элемента.

К достоинствам предлагаемых строительных световых панелей относится также возможность передачи визуальной информации, например, рекламы из внутренних помещений строения на его наружные поверхности, для этого производится подача оптических сигналов на один коллектор для трансляции их вторым, т.е. внутренний освещает, наружный излучает.

Строительные световые панели могут использоваться не только для изготовления стен в зданиях, но и потолков, крыш, окон, дверей внутренних перегородок.

Все указанные элементы конструкций могут быть установлены в существующих зданиях, т. е. произведена их реконструкция с применением предлагаемых строительных световых панелей, например, в банках, где требуется повышенная прочность окон и дверей, причем конструктивным материалом панели 2a может быть сталь.

Изобретение относится к строительным деталям и конструкциям, таким как стены, перегородки для зданий, окна, двери и т.д. Технический результат заключается в повышении светопропускающей способности строительных панелей и изменении яркости создаваемого им лучистого потока. Предложенная строительная световая панель содержит конструкционную деталь, например бетонную панель, на поверхности которой с наружной и внутренней сторон установлены световые коллекторы, выполненные в виде усеченных линз-фоконов, собранных в пакет. Узкие торцы линз-фоконов попарно соединяют с помощью световодов, которые собираются в жгут. Строительные световые панели могут использоваться для изготовления стен в зданиях, потолков, крыш, дверей, окон, для обеспечения светом помещений, не имеющих естественного освещения. Они могут найти применение при сооружении подземных гаражей, различных производственных и бытовых объектов, хранилищ и т.д. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Строительная световая панель, состоящая из двух светонепроницаемых частей, отличающаяся тем, что каждая часть снабжена светоконцентрирующими оптическими элементами в виде линз-фоконов с отрицательной гауссовой кривизной поверхности, образующими световые коллекторы, и светопропускающими элементами, расположенными в отверстиях указанных частей панели, в виде световодов, торцы которых присоединены к линзам-фоконам, при этом световоды объединены в жгуты требуемой длины, соединяющие светонепроницаемые части панели. 2. Строительная световая панель по п.1, отличающаяся тем, что световые коллекторы выполнены с возможностью деления на несколько частей, каждая из которых содержит не менее одного светоконцентрирующего элемента, а на внешнюю поверхность элементов нанесено покрытие, изменяющее прозрачность под действием света. 3. Строительная световая панель по п.1, отличающаяся тем, что светоконцентрирующие элементы имеют различные размеры. 4. Строительная световая панель по п.1, отличающаяся тем, что один из коллекторов выполнен с возможностью подачи оптических сигналов для трансляции их другим коллектором, например, внутренний коллектор освещается - наружный излучает. 5. Строительная световая панель по п.1, отличающаяся тем, что одна часть панели расположена на поверхности океана, а другая под его поверхностью.