ПИКСЕЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ НА АРХИТЕКТУРНОЙ ФОРМЕ "ПИКСЕЛЬ-АРТ" Российский патент 2023 года по МПК E04F13/72 E01C5/06 

Изобретение относится к сфере строительства и архитектуры в части создания облицовки и покрытий бетонных конструкций, бетонных архитектурных форм, удовлетворения эстетических требований градостроительных композиций, оформления объектов городской инфраструктуры.

Конструкция облицовочного покрытия также может применяться для оформления малых архитектурных форм или горизонтальных изображений, ее можно отнести к области малой ландшафтной архитектуры.

В настоящее время аналогичные технологии, которые были бы близки к заявленному решению, основанному на художественном применении изделий из бетона, практически отсутствуют.

Наиболее близким решением можно назвать создание мозаичное изображение по клинкерному типу (из клинкерного кирпича) (пример клинкерной мозаики приведен на фиг.1. Мозаика представляет собой кусочки клинкера разных форм и размеров, из которых собирают узоры (укладка мозаики в таком случае производится на специальный клеевой раствор) (Г.И. Панксенов, И.Л. Левин «КУРС МОНУМЕНТАЛЬНО-ДЕКОРАТИВНОЙ КОМПОЗИЦИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ АРХИТЕКТОРА» Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебно-методического пособия, Нижний Новгород, ННГАСУ, 2018, стр. 9-12).

Это решение принято в качестве прототипа.

С заявленным изобретением клинкерная мозаичная технология совпадает лишь в том, что применяется форматированный мозаичный элемент геометрической конфигурации. Между тем, в этой технологии весьма упрощен способ получения мозаичного элемента (разбивание клинкерного кирпича на куски либо использование его целиком), используется незначительное количество цветов, поскольку палитра пигментов для мозаичного элемента ограничена минералами, образующимися при обжиге исходной глины. Главный недостаток клинкерной технологии: весьма ограниченные возможности создания изображений, в основном орнаментальных.

С заявленным решением получения изображения можно сопоставить изображения, получаемые из набора керамической плитки, сырьем для производства которой являются красные и белые глины, а для керамогранита - каолиновые и иллитовые глины, а также мозаичные изображения, получаемые из природного или искусственного камня. Но такое изображение из керамической плитки не будет долговечным при использовании на открытом воздухе. Керамика несопоставимо более хрупкая по сравнению с бетонными элементами, ее применение на открытом воздухе весьма ограниченно.

Изготовление мозаичного изображения из природного или искусственного камня весьма дорогостоящее и трудоемкое выборе и обработке камня, требует весьма значительного времени для отбора материала для создания даже небольшого монохромного изображения, что делает, практически, невыполнимым создание полноцветных и широкоформатных изображений в массовом объеме, когда изображение является не столько произведением искусства, сколько результатом оригинального способа производства в промышленном масштабе.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении долговечности декоративного покрытия на воздухе при сокращении времени его изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что декоративное покрытие бетонных наружных поверхностей, преимущественно зданий и горизонтальных поверхностей, представляет собой наносимый на бетонную поверхность слой связующего вещества, в котором размещают с примыканием друг к другу гранями пиксельные шестигранные элементы из бетона, окрашенные введением в состав бетонной смеси пигментов для формирования декоративного покрытия с цветным или монохромным изображением и выполненные с закругленными ребрами, при этом каждый указанный элемент разделен на верхнюю и нижнюю части, ширина которой выполнена меньше ширины верхней части, а грани верхней части связаны с нижней частью по радиусам с крушения, при этом пиксельные элементы окрашены цветами, соответствующими цветам изображения и расположены каждый по месту соответствия цвета каждого элемента его положению на изображении.

Указанный технический результат достигается тем, что пиксельный элемент для декоративного покрытия бетонных поверхностей, представляет собой выполненный из бетона и окрашенный введением в состав бетонной смеси пигментов шестигранный элемент с закругленными ребрами, разделенный на верхнюю и нижнюю части, при этом ширина нижней части этого элемента выполнена меньше ширины верхней части, а грани верхней части связаны с нижней частью по радиусам скругления.

Указанный технический результат так же достигается тем, что способ изготовления декоративного покрытия бетонных наружных поверхностей, преимущественно зданий и горизонтальных поверхностей, заключается в том, что выбранное масштабно уменьшенное цветное или монохромное изображение, которое необходимо разместить на бетонной поверхности, разбивают в соответствующей пропорции на пиксельные ячейки, пропорциональные размерам бетонных пиксельных элементов, для формирования карты масштабно уменьшенного исходного изображения, по которой определяют количество бетонных пиксельных элементов, цвет каждого такого элемента и его положение на этой карте с нумерацией его позиции, а затем изготавливают бетонные пиксельные элементы в форме шестигранных элементов с закругленными ребрами и разделенных каждый на верхнюю часть и нижнюю часть с шириной, меньшей ширины верхней части, с добавлением в бетонную смесь пигментов, и в соответствии с порядковыми номерами окрашенные бетонные пиксельные элементы укладывают на нанесенное на бетонную поверхность связующее вещество рядами, соответствующими их положению в пиксельных ячейках на карте.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Заявленное изобретение иллюстрируется следующими чертежами:

фиг.1 - пример клинкерной мозаики (из клинкерного кирпича), иллюстрирует изображения в виде узора, изготавливаемого путем мощения элементов из клинкерного глиняного кирпича;

фиг. 2 - представлена схема поэтапной последовательности процесса преобразования изображения в пиксельный формат, показывает процесс обработки изображения от вводных данных до пиксельного изображения, то есть разбитого на 6-угольные пиксельные элементы;

фиг. 3 - представлена схема получения расчета для производства элементов изображения из бетона иллюстрирует изготовление масштабно уменьшенного исходного изображения в пиксельном формате с указанием обозначений пиксельных элементов, расчет количества по нумерации этих элементов для их производства из бетона в заводских условиях (здесь наглядно представлен скриншот экрана с изображением, как его водит оператор, увеличенный сегмент оцифрованного и отномерованного пиксельного изображения, производственный поддон с пиксельными элементами, каждый из которых производится с пиксельными элементами нужного цвета);

фиг. 4 - представлен общий вид изготавливаемого из бетона марки В25Ж1 F1 200 пиксельного элемента, в том числе показаны его основные составляющие - верхняя и нижняя части;

фиг. 5 - вид сверху на элемент по фиг.4;

фиг. 6 - вид сбоку на элемент по фиг.4;

фиг. 7 - пример декоративного покрытия, созданного на отдельной установочной панели;

фиг. 8 - пример декоративного покрытия, созданного на вертикальной поверхности двухэтажного здания;

фиг. 9 - пример декоративного покрытия, созданного на горизонтальной поверхности.

Согласно настоящему изобретению, рассматривается декоративное покрытие бетонных поверхностей, выполненное из пиксельных элементов, и способ изготовления этого покрытия.

Пиксельное изображение на бетонной поверхности используется при оформлении ландшафтно-архитектурных горизонтальных и уклонных композиций, образует самостоятельную бетонную конструкцию, обладающую стойкостью к воздействию природных осадков, ветра и воздуха, перепаду температур, что позволяет использовать эту конструкцию как целостное строительное изделие.

С помощью заявленного способа получения пиксельного изображения можно создавать как вертикальных, так и горизонтальных, широкоформатных массовых (в том числе тиражируемых) изображения на архитектурных формах. Данная разработка позволяет создавать изображения большого формата, соразмерного жилым зданиям, промышленным и иным построенным сооружениям технического назначения, воспроизводить при этом любые известные изображения, переводя их в формат, обеспечивающий размещение (мощение) этих изображений на архитектурной поверхности.

Применение заявленного способа создания пиксельного изображения расширяется арсенал творческих возможностей в строительстве, в строительство вносится изобразительный элемент, успешно реализуемым назначением которого является формирование эстетических достоинств массовой типовой застройки, утилитарных промышленных зданий или ландшафтных архитектурных форм.

Пиксельное изображение представляет собой капитальную архитектурную конструкцию, формируемую в ручном режиме из отдельных деталей (пиксельных элементов) оригинальной конфигурации.

Количество плиток «пикселей», количество отдельных цветов этих пиксельных элементов, и распределение по количеству для каждого цвета, определяется и математически рассчитывается исходя из задаваемого необходимого размера изображения, цветовой (включая монохромное изображение) гаммы, свободно выбранного изначально изображения любого цветового решении и сложности.

Математическая обработка выбранного изображения, по результатам которой выдается расчетная информация (рабочая карта) для создания изображения на бетонной поверхности осуществляется посредством специально разработанной программы для ЭВМ «Пикселизация изображения для архитектурной композиции «ПИКСЕЛЬ-АРТ».

Сущность изобретения определяется конструктивным сочетанием и совместной работой всех составляющих архитектурной конструкции, оригинального разработанного элемента специальной геометрической конфигурации, способа ее проектирования в цветовой гамме и изготовления (мощения) с применением программного продукта, что позволяет решать техническую проблему по созданию скомпонованного в заданных размерах крупномасштабного изображения на архитектурной форме.

Признаками изобретения являются набор оригинальных 6-гранных с закругленными гранями пиксельных элементов. Выбранная конструкторским замыслом 6-гранная форма пиксельного элемента представляется как наиболее соответствующая зрительному восприятию человеком при обозрении масштабного изображения. Кроме того, конфигурация пиксельного элемента (его суженная часть) обеспечивает его уверенное закрепление в связующем веществе, позволяя в достаточной степени связать бетонный пиксельный элемент с архитектурной поверхностью связующим веществом, которое при мощении заполняет дополнительное пространство, образуемое сужением.

Возможность применения пиксельного изображения при оформлении ландшафтно-архитектурных горизонтальных (фиг.7), вертикальных (фиг.8) и уклонных композиций, стойкость пиксельного изображения к воздействию природных осадков, ветра и воздуха, перепаду температур, позволяет использовать композиции декоративных покрытий как самостоятельные строительные конструкции. При эксплуатации не требуется покрывать поверхность изображения специальным составом, повышающим водоотталкивающие свойства, прочность, светостойкость плитки, а также защищать ее от химических растворов и от известкового высаливания.

В отличие от натурального камня или других материалов, включая кирпичные глины, которые шлифуется под ногами и со временем неизбежно становятся скользким при увлажнении, бетонные пиксельные конструкции сохраняют шероховатость, что обеспечивает им нескользящие свойства даже через десятки лет эксплуатации, делает их незаменимыми при создании наклонных ландшафтных элементов типа орнаментных дорожек или площадок (фиг.9).

Таким образом образуется технический результат в виде цветного или монохромного изображения на архитектурной форме - физической архитектурно-строительной конструкции, приводящей к эстетическому и эксплуатационному эффекту от совместного действия системно построенных на плоскости пиксельных элементов определенной геометрической конфигурации и проявляющийся лишь при условии выполнения всех соответствующих математических и физических производственных действий в процессе проектирования этого изображения.

Кроме того, посредством данного изобретения, достигается технический эффект создания более стойкой при эксплуатации горизонтальной или наклонной наборной бетонной поверхности.

Для изготовления декоративного покрытия используется набор бетонных пиксельных элементов 1 (фиг.4-6). Каждый из этих бетонных элементов 1 представляет собой равновеликую оригинальную «плитку пиксель», цвет которой формируется посредством добавления в бетон природных красителей (колеров), изготавливаемый в заводских условиях. Пиксельный элемент 1 изготавливается из бетона марки В25Ж1 F1 200.

Пиксельный элемент состоит из верхней части 2 и нижней части 3, размеры которой меньше размеров верхней части. При этом верхняя и нижняя части сопряжены через округления 4.

При этом, элемент имеет следующие размеры: высота 5 пиксельного элемента 1 в целом 40,0 мм, высота 6 верхней части пиксельного элемента 30,0 мм, расстояние 7 от центров округления ребер 21,9 мм (ширина одной грани пиксельного элемента), радиус округления 8 граней нижней части 05,5 мм пиксельного элемента, радиус округления граней верхней основной 10,0 мм части пиксельного элемента, а также граней, образующихся при переходе от нижней к верхней части, ширина 9 пиксельного элемента в нижней части (по 38,0 мм любой стороны), ширина 10 пиксельного элемента в верхней 40,0 мм основной части (с любой стороны).

Выделенная конфигурация нижней части пиксельного элемента обеспечивает надежное крепление его в вяжущий материал на архитектурной поверхности мощения.

В связи с этим пиксельный элемент для декоративного покрытия бетонных поверхностей может быть охарактеризован следующими конструктивными признаками:

- представляет собой выполненный из бетона и окрашенный введением в состав бетонной смеси пигментов шестигранный элемент с закругленными ребрами;

- элемент разделен на верхнюю и нижнюю части, при этом ширина нижней части этого элемента выполнена меньше ширины верхней части;

- грани верхней части связаны с нижней частью по радиусам скругления.

Используя такие бетонные пиксельные элементы, можно создавать масштабные декоративные покрытия бетонных наружных поверхностей, преимущественно зданий и горизонтальных поверхностей. Ничто не ограничивает возможность формирования такого покрытия и на наклонных бетонных поверхностях.

Покрытие представляет собой наносимый на бетонную поверхность слой связующего вещества, в котором размещают с примыканием друг к другу гранями пиксельные шестигранные элементы, выполненные из бетона и окрашенные введением в состав бетонной смеси пигментов для формирования декоративного покрытия с цветным или монохромным изображением. При этом каждый указанный элемент выполнен по конструкции, рассмотренной ранее применительно к фиг.4-6.

На фиг.2 показана схема поэтапной последовательности процесса преобразования изображения в пиксельный формат (показывает скрытый процесс обработки изображения от вводных данных до пиксельного изображения, то есть разбитого на 6-угольные ячейки). А на фиг.3 представлена схема получения расчета для производства элементов изображения из бетона. Иллюстрирует изготовление масштабно уменьшенного исходного изображения в пиксельном формате с указанием обозначения пиксельных элементов в зависимости от места их расположения, расчет количества по нумерации этих элементов для их производства из бетона в заводских условиях. Здесь наглядно представлен скриншот экрана с изображением, как его водит оператор, увеличенный сегмент оцифрованного и отномерованного пиксельного изображения, производственный поддон с пиксельными элементами, каждый из которых производится нужного цвета (один из них представлен в уточняющем окне);

Перечень последовательных действий для производства изобретения в порядке действий выглядит следующим образом.

Проводится выбор архитектурной формы, на которой предполагается разместить изображение (поверхность, стена, горизонтальная или наклонная площадка, и т.д.) и цветное или монохромное изображение, которое необходимо разместить на этой архитектурной форме.

Выбранное изображение посредством сканирования вводится в программу «ПИКСЕЛЬ-APT», в результате математической работы программы получают оцифрованное изображение, разнесенное на пиксели в соответствующей пропорции, а также формируется информация о количестве пиксельных единиц по числу каждого из заданных колеров цветовой палитры изображения, на основании чего проектируется изготовление из бетона необходимых элементов каждого колера.

На основании полученного пиксельного изображения формируется производственная карта - масштабно уменьшенное изображение исходного, с указанием обозначений пиксельных элементов в зависимости от преобразованного изображения.

Из бетона марки В25Ж1 F1 200 на технологическом поддоне создаются 6-гранные равносторонние пиксельные элементы (бетонные плитки) (на одном поддоне их размещается 459 штук). Бетонная смесь для изготовления пиксельного элемента готовится простым смешиванием основы по рецепту.

цемент серый ЦЕМ 1 42,5 Б 515 кг/м³

цемент белый ПЦ 500 ДО 500 кг/м³

кварцевый песок 1708 кг/м³

пигмент неорганический 1-8% от массы вяжущего вещества

химические добавки 2% от массы вяжущего вещества

Подбор цветовой гаммы, придание красочных свойств и яркости осуществляется путем введения в состав бетонной смеси дополнительно неорганических железоокисных пигментов, представляющих собой мелкодисперсные порошки оксида железа, а также порошкообразные отходы металлургических производств (например, гидрат окиси железа формирует пигмент желтого цвета, окись железа - красные, закись-окись- черные. Коричневый пигмент представляет собой смесь гидратированной окиси железа с желтым и красным пигментом и т.д.).

Используемые пигменты варьируются по качеству, комбинируются в целях получения цветов и оттенков и сами по себе данный результат интеллектуальной деятельности не образуют. Также к сущности изобретения не имеют отношения химические добавки, поскольку сама по себе рецептура бетона, из которого изготавливаются пиксельные элементы, известна из уровня техники строительства и влияет на создание изображения только в части создания цветовой гаммы посредством добавки самодостаточных пигментов в бетонную массу при ее" формовке.

Посредством постепенного набора изображения по рядам, систематизированной расстановки пиксельных элементов в соответствии с указаниями, содержащимися в производственной карте (по номерам), на горизонтальную или вертикальную бетонную основу производится мощение, представляющее собой сборочную операцию наложения взаимосвязанных по геометрической форме и цвету пиксельных элементов на связующее вещество, что обеспечивает конструктивное единство и реализацию общего функционального назначения.

Форма бетонного пиксельного элемента с 6-ю гранями обеспечивает сочленение этих элементов между собой так, чтобы грани соседствующих элементов совпадали, образуя пиксельные «соты».

После монтажа (мощения) изобразительной композиции, периода застывания скрепляющего вещества, изобразительное изделие может считаться созданным.

Таким образом можно сформулировать способ изготовления декоративного покрытия для зданий и поверхностей, который заключается в том, что выбранное масштабно уменьшенное цветное или монохромное изображение, которое необходимо разместить на бетонной поверхности, разбивают в соответствующей пропорции на пиксельные ячейки, пропорциональные размерам бетонных пиксельных элементов, для формирования карты масштабно уменьшенного исходного изображения, по которой определяют количество бетонных пиксельных элементов, цвет каждого такого элемента и его положение на этой карте с нумерацией его позиции, а затем изготавливают бетонные пиксельные элементы в форме шестигранных элементов с закругленными ребрами и разделенных каждый на верхнюю часть и нижнюю часть с шириной, меньшей ширины верхней части, с добавлением в бетонную смесь пигментов, и в соответствии с порядковыми номерами окрашенные бетонные пиксельные элементы укладывают на нанесенное на бетонную поверхность связующее вещество рядами, соответствующими их положению в пиксельных ячейках на карте.

Таким образом, техническим результатом является вертикальное или горизонтальное изображение из набора оригинальных пиксельных элементов в цветовой гамме, полностью соответствующее исходному изображению, и размещенное на архитектурной форме.

Примеры пиксельного изображения, созданные на отельной установочной панели (установочная панель в сборе может как монтироваться на здание, так и служить самостоятельным градостроительным арт-объектом в составе ландшафтно-архитектурной композиции), на вертикальной плоскости двухэтажного здания или на горизонтальной плоскости представлены в качестве фигур 6-8.

Изобретение относится к сфере строительства и архитектуры. Техническим результатом является повышение долговечности декоративного покрытия на воздухе при сокращении времени его изготовления. Технический результат достигается тем, что декоративное покрытие бетонных наружных поверхностей, преимущественно зданий и горизонтальных поверхностей, представляет собой наносимый на бетонную поверхность слой связующего вещества, в котором размещают с примыканием друг к другу гранями пиксельные шестигранные элементы из бетона, окрашенные введением в состав бетонной смеси пигментов для формирования декоративного покрытия с цветным или монохромным изображением и выполненные с закругленными ребрами, при этом каждый указанный элемент разделен на верхнюю и нижнюю части, ширина которой выполнена меньше ширины верхней части, а грани верхней части связаны с нижней частью по радиусам скругления, при этом пиксельные элементы окрашены цветами, соответствующими цветам изображения, и расположены каждый по месту соответствия цвета каждого элемента его положению на изображении, а также технический результат достигается пиксельным элементом для такого декоративного покрытия и способом изготовления такого декоративного покрытия. 3 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Декоративное покрытие бетонных наружных поверхностей, преимущественно зданий и горизонтальных поверхностей, представляющее собой наносимый на бетонную поверхность слой связующего вещества, в котором размещают с примыканием друг к другу гранями пиксельные шестигранные элементы из бетона, окрашенные введением в состав бетонной смеси пигментов для формирования декоративного покрытия с цветным или монохромным изображением и выполненные с закругленными ребрами, при этом каждый указанный элемент разделен на верхнюю часть и нижнюю часть, ширина которой выполнена меньше ширины верхней части, а грани верхней части связаны с нижней частью по радиусам скругления, при этом пиксельные элементы окрашены цветами, соответствующими цветам изображения, и расположены каждый по месту соответствия цвета каждого элемента его положению на изображении.

2. Пиксельный элемент для декоративного покрытия бетонных поверхностей, представляющий собой выполненный из бетона и окрашенный введением в состав бетонной смеси пигментов шестигранный элемент с закругленными ребрами, разделенный на верхнюю и нижнюю части, при этом ширина нижней части этого элемента выполнена меньше ширины верхней части, а грани верхней части связаны с нижней частью по радиусам скругления.

3. Способ изготовления декоративного покрытия бетонных наружных поверхностей, преимущественно зданий и горизонтальных поверхностей, заключающийся в том, что выбранное масштабно уменьшенное цветное или монохромное изображение, которое необходимо разместить на бетонной поверхности, разбивают в соответствующей пропорции на пиксельные ячейки, пропорциональные размерам бетонных пиксельных элементов, для формирования карты масштабно уменьшенного исходного изображения, по которой определяют количество бетонных пиксельных элементов, цвет каждого такого элемента и его положение на этой карте с нумерацией его позиции, а затем изготавливают бетонные пиксельные элементы в форме шестигранных элементов с закругленными ребрами, разделенных каждый на верхнюю часть и нижнюю часть с шириной, меньшей ширины верхней части, с добавлением в бетонную смесь пигментов, и в соответствии с порядковыми номерами окрашенные бетонные пиксельные элементы укладывают на нанесенное на бетонную поверхность связующее вещество рядами, соответствующими их положению в пиксельных ячейках на карте.