Способ углового регулирования направленного светопропускания окна

Изобретение применимо в архитектуре и строительстве для решения технической проблемы регулирования направленного светопропускания окна. Техническим результатом является оптимизированное угловое регулирование светопропускания с адаптацией к траектории движения солнца относительно окна и с минимизацией светопропускания в выбранный день года и выбранное время дня за счет наклонного расположения параллельных пластин или полос устройств для защиты от солнечного света с учетом азимута ориентации окна, географических координат здания, годового и суточного распределения интенсивности солнечного излучения. Углы наклона определяются путем линейной аппроксимации траектории движения солнца относительно окна или проведения касательной к ней в точке, соответствующей времени максимальной интенсивности солнечного излучения. Для построения траектории рассчитываются высоты стояния и азимуты солнца в выбранный день года и углы падения солнечных лучей на окно. 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение применимо в архитектуре и строительстве при остеклении окон, в транспортном машиностроении при остеклении окон и других частей кузова (фюзеляжа и т. п.), в оптических системах, а также в других областях техники, в которых используются остекленные конструкции, и относится к тем случаям, когда источник света и/или остекленный объект движутся друг относительно друга, т. е. угол падения световых лучей на поверхность остекленного объекта изменяется во времени.

Уровень техники

При угловом регулировании направленного светопропускания окон зданий или транспортных средств, элементов оптических систем и любых других остекленных конструкций обеспечивается пропускание определенной части падающего направленного (прямого) света (солнечного или от других источников) при каждом угле падения световых лучей, остальная часть отражается, поглощается или рассеивается. Устройства, предназначенные для углового регулирования направленного светопропускания, принудительно ослабляют интенсивность падающего светового излучения в зависимости от угла падения лучей, т. е. являются нейтральными оптическими фильтрами (G02B 5/20 - Оптические элементы иные, чем линзы - фильтры). Принудительное регулирование светопропускания с помощью таких устройств осуществляется дополнительно к самопроизвольному изменению светопропускания остекленных конструкций и оптических элементов вследствие угловой зависимости коэффициентов отражения и поглощения. Известно, что при увеличении угла падения коэффициенты отражения и поглощения возрастают, следовательно, коэффициент пропускания света уменьшается.

Для регулирования направленного светопропускания окна в зависимости от угла падения лучей применяют различные дополнительные устройства перераспределения светового потока, например, жалюзи, решетки, диафрагмы, которые при изменении своего положения по отношению к окну могут обеспечивать изменение проходящего в помещение светового потока от солнечного излучения. Подобные устройства с ручным или автоматическим управлением являются аналогами изобретения и относятся к рубрикам МПК: F21V 11/02 - Экраны, состоящие из параллельных пластин или полос, например типа подъемных жалюзи; E06B 9/24 - Экранирующие устройства и другие приспособления для защиты от света, в частности от солнечного; прочие устройства для защиты от заглядывания в окна.

Лучшими из перечисленных устройств для регулирования светопропускания окна в зависимости от угла падения солнечных лучей, зависящего при заданной широте населенного пункта от высоты стояния и азимута солнца, являются горизонтальные подъемные пластинчатые жалюзи с автоматическим или ручным регулированием угла поворота ламелей.

В последние годы появились рулонные шторы-жалюзи типа «зебра» для вертикальных окон, состоящие из двух тканевых полотен с чередующимися горизонтальными прозрачными, полупрозрачными и непрозрачными полосами. Регулирование светопропускания осуществляется при передвижении полотен друг относительно друга по вертикали за счет относительного расположения полос различного типа на двух полотнах.

В патенте RU 2306397 C1 описаны способ получения и устройство солнцезащитного ограждения из полимерного материала. Устройство представляет собой горизонтальные жалюзи с неподвижными ламелями из непрозрачного материала, находящимися внутри ограждения из прозрачного полимерного материала. Такая конструкция является менее эффективной для углового регулирования светопропускания по сравнению с обычными жалюзи из-за невозможности поворота и передвижения ламелей.

В патенте US 3085474 A описан оптический элемент, состоящий из прозрачного листового материала с чередующимися пропускающими и не пропускающими параллельными полосами на обеих поверхностях. Такой элемент предлагается использовать в горизонтальных (крышных) или вертикальных окнах для углового регулирования их светопропускания. Пропускающие полосы могут быть окрашены. Не пропускающие полосы могут быть отражающими, поглощающими или рассеивающими.

В патенте US 6467935 B1 описана аналогичная конструкция не только для горизонтальных и вертикальных, но и наклонных окон, причем параллельные полосы предложено изготавливать из материалов с изменяющейся прозрачностью. Такие материалы являются хромогенными и изменяют свои светопропускающие свойства или под воздействием электрического тока (электрохромные материалы и стекла), или при изменении параметров окружающей среды (термохромные, фотохромные и т. п. материалы и стекла) - обзор приведен в статье [Zakirullin R.S., Letuta S.N. A smart window for angular selective filtering solar radiation // Solar Energy. 2015. Vol. 120. P. 585-592. doi:10.1016/j.solener.2015.08.010].

В обоих изобретениях (патенты US 3085474 A и US 6467935 B1) рассматриваются только случаи, когда источник света (солнце) перемещается в плоскости, перпендикулярной одновременно и к плоскости окна, и к параллельным полосам, расположенным на поверхностях оконного остекления. При изменении угла падения солнечных лучей на окно изменяется коэффициент светопропускания за счет относительного расположения пропускающих полос на двух поверхностях оконной конструкции. Такое расположение полос по отношению к падающим солнечным лучам подходит для углового регулирования светопропускания восточных и западных окон зданий, расположенных на экваторе и близко к нему, для южных окон зданий, расположенных в северном полушарии, и для северных окон зданий, расположенных в южном полушарии.

Для окон с перечисленными азимутами ориентации по сторонам света оптимальными являются также горизонтальные пластинчатые жалюзи, рулонные шторы-жалюзи «зебра» с горизонтальными полосами, солнцезащитные ограждения со встроенными горизонтальными жалюзи по патенту RU 2306397 C1. Однако применение всех рассмотренных выше аналогов предлагаемого изобретения в окнах с другими азимутами ориентации не обеспечивает оптимального углового регулирования светопропускания окон из-за сложной криволинейной траектории солнца, изменяющейся по времени года (календарным датам) и по времени светового дня.

Близким аналогом изобретения является патент RU 2509324 С2, в котором предложены способ регулирования направленного светопропускания с помощью рассеивающих, отражающих или поглощающих полос, чередующихся с направленно пропускающими полосами, расположенных на двух поверхностях остекленной конструкции, и метод расчета угловой характеристики светопропускания, позволяющий определять ширины всех полос для обеспечения предварительно заданной зависимости светопропускания от угла падения. Расчет рассмотрен также только для случая, когда источник света перемещается в плоскости, перпендикулярной одновременно и к плоскости остекленной конструкции, и к параллельным полосам, расположенным на ее поверхностях. Результаты данного расчетного метода подтверждены экспериментально [Закируллин Р.С. Оптический фильтр с угловой селективностью светопропускания // Оптический журнал. 2013. Том 80, вып. 8. С. 16-24]. В описании изобретения и чертежах к данному патенту рассмотрены также криволинейные полосы, «следящие» за траекторией движения солнца относительно окна, однако конкретно не указано, как следует располагать их на поверхности окна.

В диссертации [Закируллин, Р.С. Оптические фильтры с поверхностными решетками для углового селективного регулирования направленного светопропускания [Электронный ресурс] : дис. ... д-ра техн. наук: 01.04.05 / Р. С. Закируллин; Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования "Оренбург. гос. ун-т". - Электрон. текстовые дан. (1 файл: 5.50 Мб). - Москва , 2016. - 333 с. - Загл. с тит. экрана. - Adobe Acrobat Reader 6.0. - Доступ: http://artlib.osu.ru/web/avtoref_all/32212_20161121.pdf] и в статье [Zakirullin R.S., Letuta S.N. A smart window for angular selective filtering solar radiation // Solar Energy. 2015. Vol. 120. P. 585-592. doi:10.1016/j.solener.2015.08.010] приведен приближенный способ определения угла наклона параллельных полос на двух поверхностях в конструкциях, подобных описанным в патентах RU 2509324 С2, US 3085474 A и US 6467935 B1, с учетом азимута ориентации вертикального окна. Угол наклона полос устанавливается для выбранной даты и времени светового дня путем интерполяции между траекториями следа точки падения лучей на первую (входную) поверхность, оставляемого на второй (выходной) поверхности, для дней весеннего/осеннего равноденствия и летнего и зимнего солнцестояния. Траектории строятся на основе расчета высоты стояния и азимута солнца с помощью онлайн-калькулятора (например: http://planetcalc.ru/320/). При расчетах для г. Оренбурга (51°47' N, 55°06' E, UTC +05:00) для 15 июля (середины наиболее жаркого периода) и для времени дня, когда азимуты солнца и ориентации окна равны, получены следующие углы наклона полос на поверхности окна: 0° для азимута окна 180°, 18° для азимута окна 150°, 30° для азимута окна 120° и 35° для окна с азимутом 90°.

Данный способ является прототипом предлагаемого изобретения и обеспечивает лучшее решение технической проблемы углового регулирования светопропускания окна по сравнению со всеми рассмотренными выше аналогами, за счет наклонного расположения параллельных полос на его поверхности с учетом азимута ориентации. Однако угол наклона полос определяется лишь путем приближенной интерполяции. Кроме того, по данному способу углы наклона полос для окна с одним и тем же азимутом зависят от выбора расположения двух поверхностей с полосами на одном и том же или на разных слоях оконного остекления, расстояний между этими слоями, толщины стекол, показателя преломления стекла.

Предлагаемое изобретение оптимизирует решение технической проблемы углового регулирования направленного светопропускания окна по сравнению с прототипом изобретения за счет более точного расчета угла наклона параллельных пластин или полос экранирующих устройств и, следовательно, расположения этих пластин или полос, более адаптированного к траектории движения солнца относительно окна. Обеспечиваемый изобретением технический результат - оптимизированное угловое (т.е. в зависимости от угла падения солнечных лучей) регулирование светопропускания окна с адаптацией к траектории движения солнца относительно окна и с минимизацией светопропускания окна в выбранный день года и выбранное время дня, - может быть достигнут в любых устройствах регулирования светопропускания окна, в т.ч. рулонных шторах-жалюзи типа «зебра», пластинчатых жалюзи, солнцезащитных ограждениях со встроенными жалюзи по патенту RU 2306397 С1, а также в оконных конструкциях с применением оптических фильтров (патенты RU 2509324 С2, US 3085474 А и US 6467935 В1), причем для последних углы наклона полос для окна с заданным азимутом не будут зависеть от количества слоев остекления, расстояний между этими слоями, толщины стекол, показателя преломления стекла.

Изобретение также применимо в смарт-окнах с генерированием электроэнергии и нагревом воды для оптимизированного наклонного расположения концентраторов и солнечных элементов с учетом азимута окна и траектории движения солнца. Смарт-окна с горизонтальным расположением концентраторов и солнечных элементов описаны в [Sabry М., Eames Р.С., Singh Н., Yupeng Wu. Smart windows: Thermal modelling and evaluation // Solar Energy. 2014. Vol. 103. P. 200-209. doi:10.1016/j.solener.2014.02.016].

Раскрытие сущности изобретения

Сущность изобретения состоит в совокупности следующих существенных признаков, достаточной для оптимизации решения технической проблемы углового регулирования светопропускания окна и обеспечения технического результата - оптимизированного углового регулирования светопропускания с адаптацией к траектории движения солнца относительно окна и с минимизацией светопропускания в выбранный день года и выбранное время дня, за счет уточненного наклонного расположения пластин или полос экранирующих устройств с учетом азимута ориентации окна, географических координат здания, годового и суточного распределения интенсивности солнечной радиации:

1) по заданным географическим координатам здания, для выбранного с учетом местного климата дня года с максимальными солнцезащитными требованиями (например, для дня с максимальной интенсивностью солнечной радиации в году или середины самого жаркого периода года), с помощью онлайн-калькулятора рассчитывают значения высот стояния h и азимутов А солнца через определенные периоды времени светового дня (например, через каждый час) относительно момента времени, когда азимут солнца равняется азимуту ориентации окна Ao (А=Ao), т.е. солнечные лучи падают на окно в плоскости, перпендикулярной плоскости окна;

2) с учетом азимута ориентации окна и полученных значений высот стояния и азимутов солнца по частному случаю первой теоремы косинусов для трехгранного угла (этот угол образуется вертикальной плоскостью окна, горизонтальной плоскостью, проходящей через точку падения солнечного луча на окно, и плоскостью падения солнечного луча на окно), когда двугранный угол напротив искомого плоского угла равен 90°, рассчитывают углы падения Θ солнечных лучей на окно: cos Θ=cos h cos (A-Ao);

3) с учетом полученных значений высот стояния и азимутов солнца и углов падения лучей по правилам начертательной геометрии строят траекторию движения солнца относительно вертикальной плоскости окна в диапазоне углов падения солнечных лучей от 0° до 60° (при больших углах нет необходимости углового регулирования светопропускания из-за высоких коэффициентов отражения);

4) проводят прямую линию, являющуюся результатом линейной аппроксимации построенной траектории, или проводят касательную к траектории в точке, соответствующей времени максимальной интенсивности солнечного излучения в течение светового дня (если в такой момент времени угол падения солнечных лучей на окно находится в пределах от 0° до 60°);

5) искомый угол наклона параллельных пластин или полос экранирующих устройств определяют между горизонтальной осью плоскости окна и аппроксимирующей или касательной линией, угол может принимать значения в пределах от 0° до 90°;

6) располагают параллельные пластины или полосы экранирующих устройств наклонно, по отношению к горизонтальной оси плоскости окна, под постоянным углом с найденным значением;

7) подбирают ширину пластин и их расположение для солнцезащитных ограждений по патенту RU 2306397 C1 или ширины полос и их взаимное расположение для рулонных штор-жалюзи типа «зебра» и оптических фильтров по патентам RU 2509324 С2, US 3085474 А и US 6467935 В1 для обеспечения минимального или нулевого светопропускания окна в выбранный к расчетам день года с максимальными солнцезащитными требованиями и выбранный промежуток времени светового дня - в случае проведения аппроксимирующей линии или выбранный момент времени - при проведении касательной (в остальное время светопропускание окна будет больше).

По первым двум признакам изобретения, аналогичным прототипу, расчет высот стояния и азимутов солнца и углов падения солнечных лучей на окно проводят относительно момента времени, когда азимут солнца равняется азимуту ориентации окна (солнечные лучи падают на окно в плоскости, перпендикулярной плоскости окна). Однако выполнение этого условия необязательно, расчет можно проводить относительно любого времени, например, момента нахождения солнца в зените. Для удобства, полученные результаты расчета сводят в таблицу.

Признаки 3-6 изобретения являются отличительными от прототипа. По признаку 3, для построения траектории движения солнца из полученных зависимостей высот стояния и азимутов солнца от времени дня выделяют их значения только в диапазоне углов падения солнечных лучей от 0° до 60°.

По признаку 4, угол наклона пластин или полос, найденный в результате линейной аппроксимации, будет иметь среднюю величину для диапазона углов падения солнечных лучей от 0° до 60°. А проведение касательной к траектории в точке, соответствующей времени максимальной интенсивности солнечного излучения, будет учитывать, что в течение светового дня максимум интенсивности приходится на утренние часы до полудня, в результате снижения прозрачности атмосферы после полудня из-за ее повышенной запыленности и влажности и появления конвективной облачности. В этом случае, например, для южного окна с азимутом 180° в северном полушарии оптимальными будут не горизонтальные пластины или полосы, как следует из симметричности траектории солнца относительно полуденного времени, а наклонные.

По признаку 5, оптимальный для конкретного окна угол наклона параллельных пластин или полос может принимать значения в пределах от 0° до 90°, т.е. от горизонтального до вертикального их расположения, и для этого окна он будет неизменным и одинаковым для всех типов рассмотренных выше устройств.

По признаку 6, под найденным оптимальным углом наклона по отношению к горизонтальной оси плоскости окна располагают пластины пластинчатых жалюзи (при этом передвижение (сдвиг) пластин осуществляется по вертикали или горизонтали, как у обычных горизонтальных или вертикальных жалюзи, соответственно), или пластины солнцезащитных ограждений со встроенными жалюзи по патенту RU 2306397 С1, или полосы рулонных штор-жалюзи типа «зебра» (при этом два полотна будут по-прежнему передвигаться по вертикали), или полосы оптических фильтров по патентам RU 2509324 С2, US 3085474 А и US 6467935 В1. Под этим углом также можно располагать концентраторы и солнечные элементы в смарт-окнах с генерированием электроэнергии и нагревом воды, в этом случае повысится их эффективность вследствие учета траектории движения солнца относительно окна и максимального поглощения солнечной радиации.

По признаку 7, аналогичному прототипу и аналогам изобретения, минимальное или нулевое светопропускание окна обеспечиваются за счет изменения угла поворота пластин в пластинчатых жалюзи, предварительного расчета ширины пластин и угла их неизменного расположения в солнцезащитных ограждениях по патенту RU 2306397 С1, предварительного расчета ширин полос и взаимного передвижения двух полотен в рулонных шторах-жалюзи типа «зебра», предварительного расчета ширин полос и их взаимного неподвижного расположения на двух поверхностях остекления в окнах с оптическими фильтрами по патентам RU 2509324 С2, US 3085474 А и US 6467935 В1.

Таким образом, оптимизированное наклонное расположение пластин или полос экранирующих устройств с учетом азимута ориентации окна, географических координат здания, годового и суточного распределения интенсивности солнечной радиации обеспечивает технический результат - угловое регулирование светопропускания окна с адаптацией к траектории движения солнца относительно окна и с минимизацией светопропускания окна в выбранный день года и выбранное время дня.

Краткое описание чертежей

К описанию изобретения относятся следующие фигуры:

- фиг. 1 - таблица с результатами расчета высот стояния и азимутов солнца и углов падения солнечных лучей на окно;

- фиг. 2 - схема построения траектории движения солнца относительно окна и определения углов наклона пластин или полос для окна с азимутом ориентации 120°;

- фиг. 3 - схема определения углов наклона пластин или полос для окна с азимутом ориентации 180°;

- фиг. 4 - схема окна с пластинчатыми жалюзи с наклонным расположением пластин;

- фиг. 5 - схема светопропускания окна с двойным остеклением и оптическим фильтром с наклонными параллельными полосами.

Осуществление изобретения

При осуществлении изобретения последовательно выполняют операции, указанные в семи его признаках. Рассмотрим порядок осуществления изобретения для окна с азимутом ориентации 120° в г. Оренбурге (51°47' N, 55°06' Е, UTC+05:00). Расчет высот стояния и азимутов солнца выполнен с помощью онлайн-калькулятора (http://planetcalc.ru/320/) для 15 июня 2016 г. (дня максимальной интенсивности солнечной радиации в году в г. Оренбурге) через каждый час относительно 10 ч. 49 мин. (азимут солнца в г. Оренбурге равен 120°, т.е. азимуту ориентации окна). Результаты расчета высот стояния и азимутов солнца, а также углов падения солнечных лучей на окно, сводят в таблицу, приведенную на фиг. 1.

На фиг. 2 приведена схема построения траектории движения солнца относительно окна и определения углов наклона пластин или полос для окна с азимутом ориентации 120°. На виде сверху откладывают ежечасные азимуты солнца для промежутка времени от 6 ч. 49 мин. до 11 ч. 49 мин., когда углы падения по таблице на фиг. 1 находятся в диапазоне от 0° до 60°. Также откладывают угол для 11 ч. 30 мин. - времени максимальной интенсивности солнечного излучения в течение светового дня в г. Оренбурге. Для 8 ч. 49 мин. при азимуте солнца А и высоте стояния солнца h (на виде слева) стрелками подробно показан порядок получения точки «следа» солнца на плоскости окна (на виде спереди). Остальные точки получают аналогично и соединяют штриховой линией - траекторией движения солнца относительно окна. Проводят прямую линию, являющуюся результатом линейной аппроксимации построенной траектории. На фиг. 2 проведена также касательная к траектории в точке, соответствующей времени 11 ч. 30 мин. Угол наклона по аппроксимирующей линии составляет 39°, по касательной линии - 42°.

На фиг. 3 изображена схема определения углов наклона пластин или полос для окна с азимутом 180°, т.е. с ориентацией точно на юг (все остальные условия такие же, как для фиг. 2). Траектория движения солнца симметрична относительно момента нахождения солнца в зените - 13 ч. 20 мин. по местному времени в г. Оренбурге (без перехода на летнее время). Результатом аппроксимации является горизонтальная линия - угол наклона 0°, по аналогии с горизонтальными жалюзи, наиболее подходящими для регулирования светопропускания южных окон в северном полушарии. Касательная, проведенная для 11 ч. 30 мин., дает результат угла наклона 27°. В каждом конкретном случае, учитывая назначение помещения, выбирают способ, наиболее подходящий для местных светоклиматических условий. Более точный расчет углов наклона по любому из двух способов обеспечит, по сравнению с прототипом, более оптимальное и адаптированное к траектории движения солнца угловое регулирование светопропускания окна.

Изготовление солнцезащитных ограждений со встроенными жалюзи по патенту RU 2306397 С1 с наклонными пластинами, или рулонных штор-жалюзи типа «зебра» и оптических фильтров по патентам RU 2509324 С2, US 3085474 А и US 6467935 В1 с наклонными полосами, не вызовет каких-либо технических проблем - наклоняют пластины или полосы, не изменяя другие параметры (размеры и форму пластин или полос, расстояния между ними и т.п.). При изготовлении пластинчатых жалюзи с наклонными пластинами, в отличие от обычных горизонтальных или вертикальных жалюзи, для регулирования светопропускания по всей площади окна используют дополнительное пространство для сдвига пластин над и под окном, если угол наклона пластин лежит в пределах от 0° до 45° (показано на фиг. 4 - схеме окна с пластинчатыми жалюзи с наклонным расположением пластин), или справа и слева от окна, если угол наклона лежит в пределах от 45° до 90°. Это пространство из эстетических соображений и для защиты от пыли и т.п. можно закрыть специальными коробами при расположении жалюзи внутри помещения или со стороны улицы. При расположении жалюзи между слоями остекления это пространство окажется внутри стены.

Для обеспечения нулевого светопропускания окон с оптическими фильтрами по патентам RU 2509324 С2, US 3085474 А и US 6467935 В1, с наклонными параллельными полосами, подбирают ширины полос и их взаимное расположение на двух поверхностях таким образом, чтобы направленное излучение, прошедшее через первую поверхность, полностью блокировалось на второй поверхности. Такой случай показан на фиг. 5 - схеме светопропускания окна с двойным остеклением при угле падения солнечных лучей на окно Θ и расстоянии между остеклениями s. Разрез А-А выполнен по плоскости, перпендикулярной к полосам и к плоскости окна, и показан в увеличенном масштабе. Ширина t1 направленно пропускающих полос равна ширине t4 выделенных толстыми линиями поглощающих, отражающих или рассеивающих полос. Из разреза А-А видно, что при любом другом угле падения лучей, кроме Θ, направленное светопропускание не будет нулевым. Штриховыми линиями показаны границы направленного светопропускания при другом угле падения. Как и в первом случае, часть прямого излучения блокируется на первой поверхности поглощающими, отражающими или рассеивающими полосами шириной t2, однако, на второй поверхности, прямое излучение проходит через часть ширины t3 направленно пропускающих полос. Очевидно, что должно выполняться равенство t1+t2=t3+t4. Если при угле падения Θ требуется обеспечить не нулевое, а какое-либо минимальное значение светопропускания, увеличивают ширину полос t1 или уменьшают ширину полос t4 относительно их центров. При других углах падения светопропускание окна будет больше.

Таким образом, светопропускание окна будет иметь нулевое или заданное минимальное значение (исходя из выбранного соотношения ширин полос) в выбранный момент времени выбранного дня года. Взаимное расположение полос, приведенное на фиг. 5, обеспечивают для времени дня с максимальной интенсивностью солнечной радиации, если угол наклона полос определяется путем проведения касательной, или для любого выбранного момента времени в промежутке времени, когда угол падения солнечных лучей находится в диапазоне от 0° до 60° (если угол наклона полос определяется при аппроксимации), например, когда азимуты солнца и окна равны (в этом случае на фиг. 5 падающие на окно солнечные лучи, следовательно, и угол падения Θ, будут находиться в плоскости разреза).

При аппроксимации траекторий движения солнца определены углы наклона полос для долготы г. Оренбурга (55°06' Е) при азимуте окна 120° для разных северных широт: при широте 60° угол наклона полос составляет 26°, при широте г. Оренбурга (51°47' N) - 39°, при широте 30°-54°, при широте 25°-61°, при широте 15°-67° и при широте 10°-88°.

При аппроксимации траекторий движения солнца определены углы наклона полос для г. Оренбурга при разных азимутах окна (в скобках приведены значения углов наклона для прототипа изобретения): при азимуте окна 180° угол наклона полос составляет 0° (0°), при азимуте 165°-24° (нет данных), при азимуте 150°-37° (18°), при азимуте 120°-39° (30°) и при азимуте 90°-41° (35°). При азимутах окна 180° и 165° из-за больших высот стояния солнца углы падения солнечных лучей на окно больше 60°. Углы наклона, определенные по изобретению, значительно отличаются от найденных для прототипа, не зависят от количества слоев остекления, расстояний между этими слоями, толщины стекол, показателя преломления стекла. Из научных знаний в области оптики следует, что эти углы наклона являются более оптимальными и адаптированными к траектории движения солнца и к соответствующему изменению углов падения солнечных лучей на окно, по сравнению с прототипом.

Из-за симметричности траектории движения солнца относительно времени нахождения солнца в зените, для окон с восточными и западными азимутами ориентации наклонное расположение полос будет симметрично относительно вертикали, например, для окон с азимутами 150° и 210° углы наклона будут одинаковыми по отношению к горизонтали, но полосы будут расположены симметрично относительно вертикали.

Из приведенных расчетных значений для разных широт и азимутов окна видно, что угол наклона полос (или пластин) находится в пределах от 0° до 90°, т.е. от горизонтального до вертикального их расположения.

Для восточного и западного полушарий, при одной и той же широте, траектория солнца и, следовательно, угол наклона полос, будут одинаковыми, т.к. долгота влияет только на время в часах, а не на высоту стояния и азимут солнца. Для одинаковых широт северного и южного полушарий при одной и той же долготе траектория солнца и, следовательно, угол наклона полос, будут симметричными относительно вертикали.

Способ углового регулирования направленного светопропускания вертикального плоского окна при изменении углов падения солнечных лучей, заключающийся в зависимости светопропускания (1) от относительного расположения на двух поверхностях одного или разных слоев остекления направленно пропускающих полос, находящихся между нанесенными на эти две поверхности параллельными отражающими, поглощающими или рассеивающими полосами, или (2) от передвижения относительно друг друга двух полотен жалюзи типа «зебра», или (3) от вращения пластин пластинчатых жалюзи, отличающийся тем, что параллельные полосы или пластины перечисленных экранирующих устройств применительно к конкретному окну располагают под постоянным углом в пределах от 0° до 90° по отношению к горизонтальной оси плоскости окна, а для определения этого угла наклона (1) строят траекторию движения солнца относительно плоскости окна в диапазоне углов падения солнечных лучей от 0° до 60°, при этом углы падения лучей определяют с учетом географических координат здания, высот стояния и азимутов солнца в выбранный день года с максимальными солнцезащитными требованиями и азимута ориентации окна, (2) проводят прямую линию, являющуюся результатом линейной аппроксимации построенной траектории, или проводят касательную к траектории в точке, соответствующей времени максимальной интенсивности солнечного излучения, (3) искомый угол наклона определяют между горизонтальной осью плоскости окна и аппроксимирующей или касательной линией соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам управления окон, выполненных с возможностью изменения характеристик пропускания света. Аппаратное средство процессора выполнено с возможностью коммуникативного соединения с окном.

Изобретение относится к пленочным материалам для управления солнечным светом для использования в остеклении и касается полученных с использованием тройных сплавов панелей с низкой излучательной способностью, включающих в себя подложку и отражающий слой, образованный поверх подложки, а также способов их формирования.

Данное изобретение относится к пряже, предназначенной для экранированных применений, в частности для применений, связанных с экранированием тепла солнца при одновременном пропускании солнечного света, а также к ткани, полученной из такой пряжи, и к способу их производства.

Изобретение относится к оконным системам, более конкретно к оконным системам, обеспечивающим условия конфиденциальности. Предлагается защитная оконная система (1), содержащая оконную панель (100), осветительное устройство (200) и устройство (300) управления.

Изобретение относится к электрохромным устройствам и контроллерам окон. Контроллер для окрашиваемого окна содержит процессор с инструкциями для активации определения уровня окрашивания окрашиваемого окна, вход для приема выходных сигналов от датчиков и выход для управления уровнем окрашивания в окрашиваемом окне.

Способ управления тонированием выполненного с возможностью тонирования окна для обеспечения комфорта лица, находящегося в помещении здания. Выполненное с возможностью тонирования окно находится между внутренней частью и наружной частью здания.

Окно // 2653782
Окно с рамой, стеклопакетом и кронштейном для экранирующего устройства, установленным на стеклопакете и прижатым к стеклопакету штапиком. 2 н.

Предложен способ обработки электрохромного устройства (ЭХУ). Он включает следующие операции.

Изобретение относится к устройству управления для использования в системе управления окружающим светом для управления окружающим светом, поступающим в пространство через отверстие.

Предложено окно для объекта. Внутрь окна интегрированы жалюзи, содержащие фотолюминесцентный материал.

Изобретение применимо в архитектуре и строительстве для решения технической проблемы регулирования направленного светопропускания окна. Техническим результатом является оптимизированное угловое регулирование светопропускания с адаптацией к траектории движения солнца относительно окна и с минимизацией светопропускания в выбранный день года и выбранное время дня за счет наклонного расположения параллельных пластин или полос устройств для защиты от солнечного света с учетом азимута ориентации окна, географических координат здания, годового и суточного распределения интенсивности солнечного излучения. Углы наклона определяются путем линейной аппроксимации траектории движения солнца относительно окна или проведения касательной к ней в точке, соответствующей времени максимальной интенсивности солнечного излучения. Для построения траектории рассчитываются высоты стояния и азимуты солнца в выбранный день года и углы падения солнечных лучей на окно. 5 ил.

Наверх