СВЕТЯЩАЯСЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ДЕТАЛЬ С ВЫСОКИМ СВЕТОПРОПУСКАНИЕМ

Изобретение относится к области светотехники и ландшафтоведения и может найти применения для освещения жилых и служебных помещений, освещения или отделки фасадов, а также для маркировочного или декоративного оформления дорожек, тротуаров, террас, площадок ландшафтного дизайнера в городских парках и на загородных территориях.

При анализе научно-технической информации авторами были найдены технические решения, частично решающие поставленную задачу.

Известна светящаяся строительная деталь, выполненная из прозрачного материала (полимера), наполненного стеклянной крошкой, в форме блока или кирпича, к которому подведен источник освещения, расположенный в нижней части детали (Патент ЕР № 2438250, В32В 17/06, 2012). Деталь представляет собой освещенный «стеклянный камень», выполненный из прозрачной пластмассы и наполненный стеклянной крошкой (бой стекла) или стеклянным песком. Она содержит не менее 50% от объема стеклянного наполнителя и количество его может достигать 90%. В качестве полимерного материала деталь может быть выполнена из полиэтилена, или эпоксидной смолы, или полиарилатов, или силиконового каучука. По крайней мере, один светодиод в качестве источника света размещен внутри детали в полости, сформированной между двумя частями детали (на с. 2 описания). В этой же полости могут быть размещены отражатель для усиления освещенности и питающий элемент. Деталь более прочна, чем стеклянные строительные детали, и позволяет утилизировать стекло.

Однако указанная строительная деталь при большом количестве стеклянного наполнителя достаточно хрупка и в силу этого не безопасна при эксплуатации: при ударе раскалывается на части, при этом отделяются осколки, которые могут травмировать.

Отсутствует равномерность освещения детали, и нет теплоотвода для светодиодов; последнее сокращает время безаварийной эксплуатации. Таким образом, эффективность освещения ограничена эксплуатационными возможностями, т.е. известный светящийся строительный блок является затратным, малоэффективным и не обеспечивает эффективное освещение, кроме того, обусловливает его частый капитальный ремонт, связанный с объектом строительства в целом.

Известна светящаяся строительная деталь, выполненная в форме напольной или тротуарной плитки, настенной или потолочной плитки, плинтуса, паркета, панно или бордюрного полотна, имеющая установленные на основании детали, по крайней мере, два светодиода со встречным направлением световых потоков, а также размещенный на основании слой люминофора. Светодиоды направляют световой поток на слой люминофора, при свечении которого достигается хорошая освещенность поверхности без увеличения потребления энергии (Патент ПМ RU №71666, Е01С 15/00 от 20.03.2008).

Недостатком известного решения является то, что нанесение люминофора на основании детали снижает температуру слоя, что влечет за собой недостаточную светоотдачу люминофора. Кроме того, основание с покрытием из люминофора заряжается неравномерно, так как его части находятся на различном расстоянии от светодиода и, следовательно, свечение выглядит неравномерным. Кроме того, в конструкции отсутствуют узлы, позволяющие в зимних условиях поддерживать внутри детали температуру, обеспечивающую работоспособность светодиодов, следовательно, указанная деталь не обладает достаточной надежностью при работе на открытом воздухе, особенно в осенне-зимний период. При этом отсутствует цветокомпозиционное решение детали мозаической структуры в целом. Кроме того, отсутствует форма металлической рамки в виде замкнутого контура, в котором размещен стеклянный наполнитель, и размещения на нем (с внутренней стороны) взаимосвязи элементов мозаики (рисунков) со светящими светодиодами, что связано с рабочей ее шириной для размещения двойного контура светодиодов, по сравнению с предлагаемым техническим решением.

Известна светящаяся тротуарная плитка, содержащая внутри осветительные элементы, установленные с возможностью выхода светового потока на поверхность, соединенные между собой и подключенные к схеме управления (Патент ПМ RU №94239, Е01С 15/00, E01F 9/00 от 20.05.2010).

Недостатком описанной светящейся тротуарной плитки является невысокая надежность работы в осенне-зимний период в условиях низких температур. Другим недостатком является недостаточная яркость и контрастность получаемого освещения, а также не экономично и сложно конструктивно в изготовлении.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявленной светящейся строительной детали является строительная деталь, имеющая слой, содержащий наполнитель в виде стеклянной крошки, дополнительный наружный полимерный слой, не содержащий наполнитель, по крайней мере один светодиод, размещенный на токопроводящей ленте, уложенной внутри полимерной массы по периметру детали на уровне слоя, содержащего наполнитель, и возможность футеровки силиконовым пластиком со всех сторон, кроме лицевой стороны (Патент ПМ RU №129517, E01F 9/00 от 27.06.2013).

Указанная плитка имеет достаточную механическую прочность, чтобы ее можно было эксплуатировать в качестве тротуарной плитки. Размещение светодиодов так, что световой поток направлен внутрь изделия, создает эффект рассеянного свечения за счет стеклянной крошки. Деталь полностью герметична, что позволяет использовать ее в условиях повышенной влажности и под водой.

Несмотря на то, что известный строительный блок имеет функцию свечения, светодиоды, размещенные на ленте, и может быть дополнительно снабжена не проводящей тока рамкой, однако эффективность освещения является ухудшенной, т.е. недостаточно ярко при использовании одного светодиода. Кроме того, отсутствует в таком устройстве взаимосвязь элементов мозаик на не проводящей тока рамке, которая ограничивает размещенную внутри нее стеклянную крошку заподлицо с основой детали. Таким образом, отсутствует повышение светоотдачи и улучшение его кратности и выразительности внутри контура рамки, и трудно предвидеть конечный результат изделия. Кроме того, отсутствует технология с двойным контурным световодов, если сам контур одного из светодиода перестает по каким-то причинам работать, то включение невозможно до устранения неполадок или его замены полностью, т.е. приведет к нарушению освещения, является, следовательно, затратным и не обеспечивает повышенную эффективность освещения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание усовершенствованной конструкции светящейся строительной детали с высоким светопропусканием, в которой электрические соединенные светодиоды с работой не проводящей тока рамки не препятствуют распространению света, излучаемого светящим элементом, а также в которой упрощена конструкция электрических соединений, в результате должна быть снижена стоимость изготовления светящейся строительной детали и создана конструкция, которая не подвержена повреждению, надежность ее работы, а также учитывая качество изделия в целом.

Технический результат достигается тем, что светящаяся строительная деталь с высоким светопропусканием, выполненная из прозрачного полимера на основе эпоксидной или полуэфирной смолы, имеющая верхний наружный слой из полимера, промежуточный слой из полимера, наполненного стеклянной крошкой, нижний защитный слой из полимера, источник света и металлическую рамку, последняя снабжена, по меньшей мере, одной или двумя электрическими схемами, каждая из которых соответственно соединена со множеством входящих электрических соединительных элементов, входящих в контакт с блоком управления источника тока провода, к которому подсоединяют верхний, нижний или группа светодиодов, расположенных, например, двойным контуром параллельно в два ряда - верхний и нижний уровни, закрепленные на замкнутой металлической рамке, укрепленной с корпусом детали, источник питания, причем электронная схема каждой группы светодиодов проходит по краям периферии замкнутой металлической рамки, при этом внутренняя часть замкнутой металлической рамки образует не менее одной разделительной полосы, мозаики различных цветов элементов, для замкнутого контура и создания комбинированных цветов при встречном направлении их световых потоков друг к другу и воздействия световыми потоками на отражающие части разделительной полосы.

Такое выполнение светящейся строительной детали с высоким светопропусканием по сравнению с прототипом позволяет соединительные элементы с расположенными светодиодами на ленте, закрепленной по контуру металлической рамки и размещенной по периметру детали на уровне слоя, содержащего наполнитель, может иметь дополнительный источник света в форме разделительной светящейся полосы мозаики на металлической рамке, которую легко можно наносить любым известным методом, что способствует лучшему освещению в целом, с электрическими соединительными элементами с применением технологии, например, двойного контура светодиодов дополнительно обеспечивают надежность работы детали. При этом оба светящихся элементов как одиночной ленты, так и второй ленты соединяют их контуры с источником питания каждой группы светодиодов по периферии замкнутой металлической рамки и входят в контакт освещения направленного излучения в сторону стеклянного наполнителя. Во время включения каждой из светодиодной ленты изолирующее покрытие предотвращает одновременный контакт электрического соединения друг с другом электронной схемы, размещенной по периметру детали на уровне слоя, содержащего наполнитель, закрепленной на металлической рамке с разделительной световой замкнутой полосой (линии), которая может содержать не менее двух цветов, не нарушая целостность замкнутого контура детали.

Другая положительная сторона - это эффективность, которая связана с тем, что контакт пульта управления содержит по меньшей мере несколько рядов проводов с источником питания заданного минимального напряжения, фиксирующее положение размещения светодиодной ленты и связь с разделительной полосы (линии) на металлической рамке.

Таким образом, обеспечиваются причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: регулирование источника излучения и прозрачный объект, в частности за счет разделительных световых полос на металлической рамке и группы как одиночной, так и с двойным контуром светодиодов, используя и его большую отдачу с высоким светопропусканием друг другу в сторону наполнителя, а также с возможностью выполнять функцию отключения одной ленты и включения другой или группы со светодиодами, и тем самым обеспечить надежность, если один из контуров перестанет работать, то включается второй запасной контур.

На фиг. 1 представлен вид сбоку светопроводящей строительной детали; на фиг. 2 представлен вид сбоку строительной детали, включающей светодиодную ленту с разделительной полосой на металлической рамке, на фиг. 3 представлен вид сверху детали на фиг. 2.

Светящаяся строительная деталь с высоким светопропусканием включает наружный слой 1 прозрачного полимера, слой 2, выполненный из того же полимера, что слой и 1, и содержащий стеклянную крошку, и нижний защитный слой 3 из прозрачного полимера, не содержащий стеклянного наполнителя. На уровне слоя 2 размещена светодиодная лента 4, соединенная с источником тока проводом 5, которая прикрыта снаружи металлической рамкой 6. На внутренней плоскости рамки 6 нанесен контур (разделительная полоса), которая может быть выполнена не менее одной на замкнутой металлической рамке 6, при этом создается в этом случае данного контура мозаического освещения возможность размещения разных цветов на самой рамке 6, т.е. возможность комбинированного свечения.

Слои светящейся строительной детали выполнены из прозрачного полимера, например эпоксидной или полиэфирной смолы. Смола может быть окрашенной. Слой 2 содержит стеклянный наполнитель в виде стеклянной крошки (боя стекла или стеклянного песка).

Дополнительно на внутренней поверхности металлической рамки 6 по контуру наносят светящуюся разделительную полосу 7 (разделительный контур), а также возможность использования двух электрических схем соединительных элементов и размещения светодиодов двойным контуром, причем связанных каждый из них, входящим в контакт с блоком управления (не показан) источника тока проводов.

В качестве использования разделительной полосы 7 в виде мозаики различных цветов элементов, эти световые потоки воздействуют друг на друга совместно с излучением светодиодной ленты пучком лучей в сторону слоя стеклянного наполнителя.

Токопровод 5 выводится по центру дна изделия и связан с блоком преобразователя управления (например, переключатель - не показан).

Таким образом, разделительная полоса 7 (контур) может иметь различную окраску и служит в свою очередь также отражателем света, что усиливает в целом свечение детали, и возникает уникальный узор целостной мозаики, подчеркивая гармоническую композицию выбранного материала и добиваясь специфического эффекта по сравнению с известным устройством.

Следует отметить, что технология двойного контура светодиодов обеспечивает надежную эксплуатацию предложенного технического решения даже по причине, не зависящей от человеческого фактора, работать с включением другой схемы контура как отдельно, так и в целом группой вместе.

Малая мощность потребляемой энергии светильника от 0,96 Вольт до 12 Вольт, имеет слаботочное питание, а значит позволяет экономить энергию и снизить стоимость изготовления светящих строительных деталей с высоким светопропусканием; увеличивает диапазон освещения светящих элементов. Кроме того, оно не подвержено разрушению моющих средств и других водных процессов, происходящих в природе на открытом воздухе.

Новый подход к новым разработкам светильника обеспечивает применение при температуре от -30°С до +50°С, а верхняя плоскость имеет шероховатость, углы которой образуют объемный элемент мозаического решения рисунка.

Таким образом, грани в виде шероховатостей сверху детали (объекта) приведут только к повышению светоотдачи и улучшению его контраста и выразительности в природе ландшафта построенного объекта. При этом, несмотря на малую мощность энергопотребления, пучок подсвечивающего излучения, который направляется на стеклянный наполнитель, при выполнении условий полного внутреннего отражения, формирует контрастность внутриобъемной детали, которая возрастает и хорошо видна в различных условиях как дневного, так и ночного видения; достигается эффект яркого свечения детали.

Опытное изготовлении предлагаемой детали доказало ее эффективность и полностью подтвердило ее широкое внедрение в производство, изготовлена из известных конструктивных материалов. Наибольший эффект будет достигнут в условиях вечернего или ночного времени, так как это позволяет наилучшим образом управлять цветовыми характеристиками излучателя, изменяя схему подключения одиночного, двойного или группового использования светодиодов за счет использования блока питания с переключателем тока (не показано), т.е. для каждого из них в целом. Использование данного изобретения позволяет улучшить эксплуатацию и создать возможность управлять как интенсивностью, так спектром внутриобъемного излучения через отдельные контуры светодиодов питания с минимальным напряжением тока и при наличии разделительной полосы на металлической рамке.