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PROCEDE DE CONSTRUCTION D'UNE CLOISON EN BRIQUES DE VERRE, ET BRIQUE DE
VERRE,DESTINEE A LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La présente invention vise un procédé de construction d'une cloi- son en briques de verre, étant entendu que par cloison il faut entendre ici. en construction civile, toute séparation de deux espaces, tous deux intérieurs ou 11'un intérieur et l'autre extérieur, constituant une paroi, un plafond, un plancher, etc.
L'invention vise également une brique propre à la construction de telles cloisons. -
On connaît déjà de nombreux types de briques de verre, dont les propriétés se ressemblent toutes. étant en particulier d'être translucides et non transpàrentes, afin de diminuer le plus possible l'effet de silhouet- te, divers profils ayant été proposés tenant à la fois' compte de nécessités d'ordre mécanique et de la recherche d'une lumière diffusée plus ou moins bien répartie.
Pour y parvenir, on a par exemple diversement colore la masse, on a évité au moins en partie les faces planes en constituant des rainures,,, des bossages, de grands vides d'air entre deux briques accolées par leurs bords, ou encore des formes dites fond de bouteille, etc.
Tout cela permet de diminuer la visibilité en silhouette de ce qui se trouve derrière les briques et d9obtenir que la lumière se disperse en les traversante mais on reste tributaire de nombreux impondérables, en particulier de l'angle d'incidence de la lumière frappant la cloison de ver- re ainsi constituée.
Il n'est en effet pas sans importance que la lumière, traver- sant une telle cloison de verrela frappe sous un angle ou un autre et le résultat, au point de vue de la bonne répartition de la lumière est loin d'être le même, lorsqu'une cloison de verre extérieure par exemple, a le champ libre tout alentour ou se trouve au contraire dans une rue où elle
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ne reçoit la lumière que d'en haut.
Le procédé selon-la présente invention remédie à cet inconvé- nient en prévoyant l'emploi de briques de verre presse à alvéoles multiples, optiquement profilées de manière à supprimer l'effet de silhouette et à dif- fuser la lumière dans les meilleures conditions possibles de clarté et de bonne répartition lorsqu'elles reçoivent cette dernière sous un angle d'in- cidence prédéterminé.
On constituera ainsi des stocks de briques correspondant à divers angles d'incidence courants lumière horizontale, lumière inclinée, lumière d'en haut et utilisera, selon l'emplacement de la cloison, celles répondant aux conditions d'éclairage réalisées.
Par l'action dirigée ainsi réalisée. on pourra, indépendamment de l'angle d'incidence plus ou moins favorable de la lumière reçues repartir celle-ci dans unlocal de façon à obtenir les meilleures conditions d'éclai- rement possible, aussi bonnes en lumière horizontale que dans le cas où un bâtiment voisin s'oppose à l'accès de la'lumière autrement que sous un angle fortement incliné.
Les briques de verre permettant de mettre le présent procédé de construction en oeuvre seront faites de verre pressé., elles comporteront des alvéoles multiples de forme optiquement déterminée de manière à assurer la meilleure répartition de la lumière en fonction d'un angle d'incidence pré- déterminé et seront constituées, enfin., de deux parties accolées.
Elles pourront en particulier présenter à la lumière incidente des facettes extérieures, destinées à diriger la lumière vers les vides des alvéoles, eux-mêmes conformés de façon à constituer autant de sources dif- fusant la lumière et la répartissant régulièrement autour d'elles en assu- rant le maximum de pouvoir éclairant.
L'autre face des briques pourra être plane, comme cela est exi- gé dans diverses circonstances, par exemple pour la face intérieure des ca- ges d'ascenseurs.
Le dessin annexé montre deux formes de réalisation d'une brique conforme à la présente invention données à titre de simple exemple. Il repré- sente également une variante.
Lafig. 1 est une coupe à travers deux alvéoles de la brique se- lon la première forme de réalisation, menée perpendiculairement aux axes des prismes, dont les facettes occupent les deux faces de la brique.
La fig. 2 est une coupe par II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe par III-III de la fig. 2.
La fig. 4 se rapporte à une variante., dont elle représente une coupe semblable à celle de la fig. 2, mais avec des chanfreins supplémentai- res en bout des prismes,,, destinés à augmenter le relief de l'ensemble.
La fig. 5 se rapporte à la seconde forme de réalisation dont elle représente une coupe semblable à celle de la fig. 1, la différence rési- dant dans le fait que l'une des faces de la brique seulement présente des pris- mes, l'autre étant plane.
La fig. 6 se rapporte à la première forme de réalisation, qu'elle représente sous un éclairage dirigé différemment de celui de la fig. 1.
La fig. 7 correspond de même à la fig. 2, mais avec un éclaira- ge différemment dirigé.
La fige 8 résoud le même problème pour le cas de la fig. 5.
La fig.' 9 reprend la forme de réalisation de la fige 5 en éclai- rage incliné, mais ici la lumière pénètre par la face'plane au lieu de péné- trer par les prismes.
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Pour examiner le chemin parcouru par des.rayons lumineux frap- pant et traversant l'une des briques représentées, examinons tout d'abord ce qui se passe dans la coupe de la première forme de réalisation, selon la fig. 1, dans le cas de lumière parallèle, frappant la brique perpendi- culairement à son plan médian, c.à.d. au plan dans lequel les deux moitiés et les paires de calottes sphériques sont accolées.
En déplaçant un tel rayon parallèlement à lui-même du haut en bas de la brique en 'position re- présentée,, on peut distinguer les cas particuliers suivants, cette brique présentant de part et d'autre de chaque alvéole des facettes formant entre elles un angle de 160 s appartenant donc à un prisme régulier à dix-huit faces, dont la brique n'utilise autour de chaque alvéole que deux fois qua- tre faces succesives: Rayon N :Il est supposé atteindre l'une des faces centrales'd'une portion de prisme.
L'inclinaison de la face rencontrée étant de 80 sur l'horizon- tale, l'angle d'incidence sera égal à 90 -80 , soit 10 . Prenant comme indi- ce de réfraction du verre la valeur approchée 1,5, on obtient le sinus de l'angle r que fait le rayon réfracté avec la perpendiculaire au plan de la facette par la formule :
EMI3.1
qui correspond à la valeur d'un angle de 7 , tel que représenté au dessin.
Cette nouvelle direction conduit le rayon au travers.de la mas- se de verre jusqu'à l'alvéole qu'il atteint selon un angle d'incidence de 11 ,que l'on détermine graphiquement.
Passant cette fois du verre à 1-'air, on trouvera la valeur de l'angle r' de réfraction à la sortie du verre par la formule sin r' : 1,5 sin 11 ce qui donne un angle de 17 .
Procédant de manière analogueon verrait que le rayon atteint la paroi opposée de l'alvéole sous un angle d'incidence de 13 pour passer dans le verre avec un angle de réfraction de 9 , atteindre enfin la facette opposée avec un nouvel angle d'incidence de 3 et sortir de la brique avec un angle de réfraction de 4 , indiqué sur le dessin.
Ce rayon est très peu déviée il traverse la brique pratiquement en ligne droite et il en serait de même de tout rayon atteignant les deux fa- cettes centrales de chaque portion de prisme entourant un alvéole.
Rayon 0 : Ce rayon intéresse la partie centrale d'une facette extrême. Il l'atteint sous un angle d'incidence que l'on peut calculer à 30 , la quitte sous un angle de réfraction de 19 ,atteint l'alvéole, où l'on peut déter- miner graphiquement et successivement des angles d'incidence et de réfrac- tion de 28 respectivement 45 et traverse enfin la seconde épaisseur de ver- re en y passant avec des angles d'incidence et de réfraction de 36 respec- tivement 23 . Quelques uns de ces angles sont dessinés.
La sortie du rayon de la brique aura finalement lieu sous un angle de réfraction de 17 faisant suite à un angle d'incidence de 11 .
Comme pour le rayon N, le passage se fait sans notable dévia- tion. On peut calculer que si le rayon N s'était abaissé de 6 sous l'hori- zontale, le rayon 0 s'est abaissé ainsi de 13 seulement.
Rayon P : En s'approchant du plan de symétrie séparant deux alvéoles suc- cessifs, c.-a.-d. du point de jonction de deux prismes successifs, on voit que les rayons cessent de traverser la brique. Le rayon P en est un exemple et montre qu'après avoir traversé l'extrême bord de l'alvéole, il atteint une facette extrême opposée de la brique sous un angle d'incidence de 55 .
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Sous cet anglele rayon est réfléchi et reste à l'intérieur de la brique, dont il ne sort plus.
Rayon P' Il en est de même d'un rayon situé plus bas, qui après plusieurs réflexions, se perd dans la brique.
C'est dire, en suivant le déplacement des rayons que l'on vient d'examiner., que-tout rayon horizontal frappant la brique posée verticalement perpendiculairement à son plan médian vertical la traverse presque directe- ment, sauf au voisinage de la zone de passage d'un prisme à l'autres entre deux alvéoles, où il est subitement réfléchi à l'intérieur de la brique. Ce- ci ne compte bien entendu pour l'instant que dans un plan vertical diamétral d'un groupe d'alvéoles.
On verra aux figs. 2 et 3 ce qui se passe en d'autres endroits.
Sur l'échelle z, les parties ombrées y représentent les zones dans lesquelles les rayons ne peuvent traverser la brique. On voit qu'elles représentent une très petite partie du champ total offert au passage des rayons.
Cette étude dans un plan vertical de symétrie terminée, voyons à l'aide de la fig. 2 ce qui se passe dans un plan identique,mais horizon- tal, mené par II-II de la fig. 1.
Tout rayon passant par le centre d'un alvéole passe nécessaire- ment sans la moindre déviation.
Voyons ce qui arrive si l'on quitte cette position particuliè- res Rayon Q : A mesure que l'on s'éloigne, le rayon est de plus en plus dévié latéralement. Dans le cas envisagé par exemple, cette déviation est de 26 , correspondant à l'angle de réfraction à la sortie de la brique.
Rayon 0.' : A proximité d'une position limite, cette déviation atteint et peut même dépasser 40 .
Rayon R : Mais au-delà apparaît une petite zone dans laquelle les rayons sont réfléchis à l'intérieur de la brique pour en ressortir finalement sous une très forte inclinaison (par exemple 65 ) du côté où ils sont entrés.
Comme sur la figure précédente, on voit ici une échelle dont les zones ombrées indiquent les- parties paraissant opaques de la brique, les- quelles représentent une très petite proportion.
Il peut aussi être intéressant de voir ce qui se passe dans un plan vertical mené entre les alvéoles. C'est ce que représente la coupe de la fig. 3, menée par III-III de la fig. 2.
Rayons S: Tous les rayons se trouvant dans ce plan et son voisinage traver- sent la brique dont il sortent diversement déviés. Le dessin montre des an- gles de la , 13 et 60 sur l'horizontale. Il y a ainsi une dispersion très marquée en cet endroit.
La fige 4 est une coupe semblable à celle de la fig. 2 à cette différence près que les prismes considérés,. au lieu de s'étendre sans in- terruption tout au travers de la paroi constituée par les briques., sont sé- pérés par de petits chanfreins c.
De ce fait., il n'y aura rien de changé par rapport à ce que 1' on a déterminé par l'examen de la fig. 2, si ce n'est peut être au voisina- ge des chanfreins. La fig. 4 montre ce qu'il en est et les zones opaques qui en résultent.
Point n'est besoin d'analyser ce cas plus à fond. La comparai- son des figs. 2 et 4 montre qu'il s'ajoute deux petites zones d'opacité dé- signées par w, ne modifiant en rien les qualités de transparence de la bri- que.
En examinant les figs. 1, 2 et 3 on peut., après quelques calculs
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estimer à 74% le nombre des rayons traversant la brique dans le cas de lu- mière à rayons parallèles l'atteignant perpendiculairement à son plan.
Mais, pour tenir compte des pertes par réflexion dues aux qua- tre surfaces traversées, on compte un rendement d'environ
EMI5.1
4996' 09$5 soit 85% Le coefficient de transparence de la brique devient alors:
EMI5.2
o 74 x o 85 = Os63
Si 1?on examine maintenant la variante selon la fig. 4, avec les chanfreins supplémentaires en augmentant le relief, on constate que la présence de ces derniers diminue le pourcentage des rayons traversant la brique à environ 71,5%
Cela ramène le coefficient de transparence à
0,715 x 0,85 = 0,61
Certaines constructions et en particulier les cages d'ascen- seurs, exigent des parois ayant une surface plane.
La brique de verre selon la seconde forme de réalisation de la fig. 5 répond à ce besoin.,
Elle est constituée exactement comme la précédente mais ne pré- sente des facettes que d'un côté., étant à surface plane et lisse du côté op- pose.
Supposant que la lumière;, dirigée comme précédemment, pénètre dans la brique par les facettes pour en ressortir par la face plane, on re- marque que, dans la coupe représentée, n'importe quel rayon traverse la bri- que et en ressort sous des angles variables, par exemple 10 ,29 ou 41 , comme sur le dessin.
Transversalement tout se passerait comme dans la fig. 2, qui peut très bien correspondre à une coupe par II'-II' de la fig. 5.
Un calcul permet de voir que dans ce cas le 85% des rayons tra- verse la brique,, ce qui donne un coefficient de transparence de
0,85 x 0,85 = 0,72
La transparence de cette brique est bien meilleure, sans pour cela nuire beaucoup au relief ou à la dispersion.
Examinons maintenant ce qui se passe avec les deux types de bri- ques de verre étudiessi de la lumière parallèle les frappe obliquement.
Il serait trop long dexaminer toute une gamme d'angles sous des- quels la lumière peut atteindre la briquep c'est pourquoi nous nous bornerons à une valeur moyenne courante., soit 30 .
On a déjà relevé que., chaque fois que la lumière traverse une surface air-verre ou verre-airil y a une perte par réflexion de 4 à 5% envi- ron. Ces chiffres sont toutefois valables pour des angles incidents ne dépas- sant pas 40 . Au delà de cette valeur,les pertes augmentent rapidement. Voi- ci quelques-unes de ces valeurs en fonction de 19angle d'incidence.
EMI5.3
<tb>
Angle <SEP> coïncidence <SEP> Perte
<tb>
<tb> 0 <SEP> 4%
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> 5%
<tb>
<tb>
<tb> 60 <SEP> 10%
<tb>
<tb>
<tb> 70 <SEP> 19%
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 39%
<tb>
<tb>
<tb> 85 <SEP> 61%
<tb>
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Il faut tenir compte de cette variation pour les rayons obli- ques, où les angles incidents peuvent, au cours de la traversée de la bri- que, atteindre parfois des valeurs élevées.
La fig. 6 correspond à une coupe identique à celle de la fig.
1, mais les rayons lumineux atteignent la brique obliquement, en plongeant suivant l'angle de 30 indiqué plus haut., si l'on suppose la brique en po- sition verticale.
RayonsT :Cette lettre désigne l'ensemble des rayons qui traversent la bri- que de part en part.
On verra que leur proportion est moindre mais peut par contre constater,, en examinant la direction de ces rayons à la sortie de la bri- que, que la dispersion est encore bonne.
RavonsU : Ce sont tous les rayons absorbes par la brique ou que celle-ci renvoie du côté de leur pénétration.
En comparant le rapport d'importance entre les parties clai- res et hachurées de l'échelle z de la fig. 6 et de celle de la fige 1, on voit que la brique sera moins transparente en lumière oblique. On peut es- timer le pourcentage des rayons traversant la brique à 61% et, prenant pour coefficient de rendement environ 0,82, provenant des pertes par réflexion, le coefficient de transparence devient ici:
0,61 x 0,82 = 0,50
La fig. 7, qui correspond à la coupe de la fig. 2., soit à la coupe par VII-VII de la fig. 6, montre ce qui se passe lorsque la lumière at- teint la brique horizontalement, mais en venant de côté, sous un angle d' incidence de 30 également.
Ravons T : Ce sont à nouveau ceux traversant la brique et dont le dessin mon- tre que leur dispersion reste bonne.
Ravons U -. Ce sontà nouveau les rayons que la brique absorbe ou réfléchit.
Une comparaison des échelles z des figs. 1 et 7 montre que, dans le cas de cette dernière, la transparence a légèrement diminué.
On peut évaluer à 70% la proportion des rayons traversant la brique et le rendement à 0,85. ce qui donne un coefficient de transparence de :
0,70 x 0,85 = 0,60
Dans les deux exemples que l'on vient de décrire., on a supposé les briques placées avec les axes des prismes horizontaux, d'où résulte que la fig. 6 correspond à de la lumière inclinée de haut en bas et la fig. 7 à de la lumière inclinée latéralement.
Il est évident que ces figures indiquent aussi ce qui se passe dans le cas de briques dont les axes des prismes sont disposés verticalement avec de la lumière inclinée de haut en bas pour la fig. 7 et latéralement pour la fig. 6.
Cette différenciation n'intervient pas dans le cas de lumière horizontale frappant les briques perpendiculairement au plan dans lequel elles sont accolées les unes aux autres (cas des figs. 1 à 5).
La fig. 8 montre ce qui se passe en lumière oblique à 30 dans le cas d'une brique selon la seconde forme d'exécution de la fig. 5.soit avec une face plane, celle par laquelle la lumière traversante en sort.
Rayons V : Ce sont ceux qui traversent la brique. On voit qu'ils en ressor- tent avec une excellente dispersion.
Rayons W : Ces rayons sont absorbés ou réfléchis par la brique. On voit, par l'examen de l'échelle z, que la transparence de la brique est modifiée dans une certaine mesure en lumière oblique.
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Alors que dans le cas de la fig. 5 tous les rayons traversaient la brique, on peut les estimer ici à 72% avec un rendement de 0,82.
Cela donne comme coefficient de transparence
EMI7.1
OJj72 x op82 = 0,,,59
En retournant'la brique selon ce que représente la coupe de la fige 9, c.a.d. en y faisant pénétrer les rayons par la face plane, ce qui ne produirait aucun changement dans le cas de la fig. 5, on voit que la trans- parence diminue notablement et que cette disposition n'est pas heureuse.
A la figo 9 les mêmes désignations qu'à la fige 8 ont été adop- tées pour marquer les rayons, soit V pour ceux qui traversent la brique et W pour ceux qui sont absorbés ou réfléchis.
L'échelle z montre que plus de la moitié des rayons est absorbée, en sorte que, contrairement au cas de lumière non inclinée., il faut éviter de placer la brique dans cette position en lumière inclinée.
Outre les cas de lumière dirigée envisagés jusqu'ici, on peut se trouver devant le cas de lumière diffuse;, soit de lumière solaire réfléchie par un écran dépoli, tel par exemple qu'un mur en maçonnerie disposé en regard de la paroi de briques de verreo
Il est facile de démontrer que, dans ce cas, la lumière reçue par les briques se comporte comme une pluralité de systèmes de rayons paral- lèles diversement inclinés, dont les inclinaisons sont comprises entre 0 et 30 , soit entre les cas extrêmes que l'on vient d'analyser.
On peut donc conclure que le type de brique décrit se prête par- ticulièrement bien à la constitution de parois de verre ou autres construc- tionss que la lumière frappe perpendiculairement ou sous un angle d'inciden- ce pouvant atteindre la limite de 30 , le relief et la transparence de la brique étant bonss de même que la dispersion, ce qui¯élimine l'effet de sil- houette.
La présence des chanfreins selon la variante de la fig.4, rompant la continuité des prismes et donnant plus de relief à l'ensemble est d'autre part tout à fait souhaitable.
On voit des exemples qui précèdent, et qui sont loin d'épuiser toutes les formes de réalisation possibles sans sortir du cadre de l'inven- tion, qu'une brique répondant aux conditions de la présente invention est susceptible de présenter de notables avantages. Citons en particulier une diminution d'environ 30% de poids par rapport à des briques pleines présentant les mêmes dimensions, d'où diminution importante des sections des poutres portantes. La résistance mécanique est meilleure, du fait des nervures sépa- rant les vides intérieurs qui, à leur tour augmentant l'isolation thermique et acoustique.
La constitution des briques décrites leur assure une meilleure résistance mécanique contre les tensions produites par de brusques différen- ces de température et, au surplus., une fente accidentelle s'aperçoit beau- coup moins que sur une brique courante, grâce aux jeux de lumière des facet- tes. Vu sa constitution en deux parties accolées., une brique partiellement endommagée ne nécessitera que le remplacement d'un seul demi-verre.
Il y a enfin.., du fait des nombreux vides, une grande économie en matière première, de même que de frais de transport., puisque la 'brique est particulièrement légère et plus maniable à pied d'oeuvre.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PROCESS FOR CONSTRUCTING A GLASS BRICK PARTITION, AND BRICK
GLASS, INTENDED FOR THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS.
The present invention relates to a method of constructing a glass brick partition, it being understood that the term partition is to be understood here. in civil construction, any separation of two spaces, both interior or one interior and the other exterior, constituting a wall, a ceiling, a floor, etc.
The invention also relates to a brick suitable for the construction of such partitions. -
We already know many types of glass bricks, all of which have similar properties. being in particular to be translucent and non-transparent, in order to reduce as much as possible the silhouetted effect, various profiles having been proposed taking into account both mechanical requirements and the search for light more or less well distributed.
To achieve this, we have for example variously colored the mass, we have at least partially avoided the flat faces by constituting grooves ,,, bosses, large air voids between two bricks joined by their edges, or so-called bottle bottom shapes, etc.
All this makes it possible to reduce the visibility in silhouette of what is behind the bricks and to obtain that the light is dispersed when passing through them, but we remain dependent on many contingencies, in particular the angle of incidence of the light striking the partition. of glass thus constituted.
It is indeed not without importance that the light, passing through such a glass partition, strikes from one angle or another and the result, from the point of view of the good distribution of the light is far from being the same. , when an exterior glass partition, for example, has a free field all around or is on the contrary in a street where it
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receives light only from above.
The process according to the present invention overcomes this drawback by providing for the use of pressed glass bricks with multiple cells, optically profiled so as to eliminate the silhouette effect and to diffuse light under the best possible conditions. of clarity and good distribution when they receive the latter at a predetermined angle of incidence.
Stocks of bricks corresponding to various angles of incidence of horizontal light, inclined light and light from above will thus be constituted and will use, depending on the location of the partition, those corresponding to the lighting conditions achieved.
By the directed action thus achieved. it will be possible, independently of the more or less favorable angle of incidence of the light received, to distribute it again in a local so as to obtain the best possible lighting conditions, as good in horizontal light as in the case where a neighboring building opposes access to light other than from a steeply sloping angle.
The glass bricks making it possible to implement the present construction process will be made of pressed glass., They will include multiple cells of optically determined shape so as to ensure the best distribution of light according to a pre-angle of incidence. - determined and will consist, finally., of two contiguous parts.
In particular, they may present to the incident light exterior facets, intended to direct the light towards the voids of the cells, themselves shaped so as to constitute as many sources scattering the light and distributing it regularly around them in assu - rant the maximum of lighting power.
The other face of the bricks may be flat, as is required in various circumstances, for example for the interior face of elevator shafts.
The attached drawing shows two embodiments of a brick according to the present invention given by way of simple example. It also represents a variant.
Lafig. 1 is a section through two cells of the brick according to the first embodiment, carried out perpendicular to the axes of the prisms, the facets of which occupy the two faces of the brick.
Fig. 2 is a section through II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a section through III-III of FIG. 2.
Fig. 4 relates to a variant., Of which it represents a section similar to that of FIG. 2, but with additional chamfers at the end of the prisms ,,, intended to increase the relief of the whole.
Fig. 5 relates to the second embodiment of which it represents a section similar to that of FIG. 1, the difference residing in the fact that only one of the faces of the brick has prisms, the other being plane.
Fig. 6 relates to the first embodiment, which it represents under illumination directed differently from that of FIG. 1.
Fig. 7 likewise corresponds to FIG. 2, but with differently directed lighting.
Fig. 8 solves the same problem for the case of FIG. 5.
Fig. ' 9 takes up the embodiment of the pin 5 with inclined lighting, but here the light penetrates through the face'plane instead of entering through the prisms.
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To examine the path taken by light rays striking and passing through one of the shown bricks, let us first examine what occurs in the section of the first embodiment, according to fig. 1, in the case of parallel light, striking the brick perpendicular to its median plane, ie. to the plane in which the two halves and the pairs of spherical caps are joined.
By moving such a radius parallel to itself from top to bottom of the brick in the position shown, one can distinguish the following particular cases, this brick having on either side of each cell facets forming between them an angle of 160 s therefore belonging to a regular prism with eighteen faces, of which the brick only uses around each cell twice four successive faces: Radius N: It is supposed to reach one of the central faces' of a portion of prism.
The inclination of the face encountered being 80 to the horizontal, the angle of incidence will be equal to 90 -80, or 10. Taking as the index of refraction of the glass the approximate value 1.5, we obtain the sine of the angle r formed by the refracted ray with the perpendicular to the plane of the facet by the formula:
EMI3.1
which corresponds to the value of an angle of 7, as shown in the drawing.
This new direction leads the ray through the mass of glass to the cell it reaches at an angle of incidence of 11, which is determined graphically.
Passing this time from glass to 1-'air, we find the value of the angle r' of refraction at the exit of the glass by the formula sin r ': 1.5 sin 11 which gives an angle of 17.
Proceeding in a similar manner, one would see that the ray reaches the opposite wall of the cell at an angle of incidence of 13 to pass into the glass with a refraction angle of 9, finally reaching the opposite facet with a new angle of incidence of 3 and exit the brick with a refraction angle of 4, shown in the drawing.
This ray is very little deflected; it crosses the brick practically in a straight line and it would be the same for any ray reaching the two central facets of each portion of prism surrounding a cell.
Radius 0: This radius concerns the central part of an extreme facet. It reaches it at an angle of incidence which can be calculated at 30, leaves it at a refraction angle of 19, reaches the alveolus, where angles of incidence can be determined graphically and successively. and refraction of 28 respectively 45 and finally passes through the second thickness of glass passing through it with angles of incidence and refraction of 36 respectively 23. Some of these angles are drawn.
The exit of the radius of the brick will finally take place under a refraction angle of 17 following an incidence angle of 11.
As for radius N, the passage is done without noticeable deviation. It can be calculated that if the radius N had fallen by 6 below the horizontal, the radius 0 thus fell by 13 only.
Radius P: Approaching the plane of symmetry separating two successive alveoli, ie. from the junction point of two successive prisms, we see that the rays stop crossing the brick. The ray P is an example and shows that after having crossed the extreme edge of the cell, it reaches an opposite extreme facet of the brick at an angle of incidence of 55.
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Under this angle, the ray is reflected and remains inside the brick, from which it no longer comes out.
Ray P 'It is the same for a ray located lower, which after several reflections, is lost in the brick.
That is to say, by following the displacement of the rays which we have just examined., That any horizontal ray striking the brick placed vertically perpendicular to its vertical median plane crosses it almost directly, except in the vicinity of the zone passing from one prism to another between two cells, where it is suddenly reflected inside the brick. This naturally only counts for the moment in a diametral vertical plane of a group of cells.
We will see in figs. 2 and 3 what is happening in other places.
On the z scale, the shaded parts y represent the areas where the rays cannot pass through the brick. We see that they represent a very small part of the total field offered to the passage of the rays.
This study in a vertical plane of symmetry completed, let us see with the help of fig. 2 which takes place in an identical, but horizontal plane, led by II-II of fig. 1.
Any ray passing through the center of a cell necessarily passes without any deviation.
Let's see what happens if we leave this particular position. Ray Q: As we move away, the ray is more and more deflected laterally. In the case considered for example, this deviation is 26, corresponding to the angle of refraction at the exit of the brick.
Radius 0. ' : Near a limit position, this deviation reaches and can even exceed 40.
Ray A: But beyond appears a small area in which the rays are reflected inside the brick to finally come out under a very strong inclination (for example 65) on the side where they entered.
As in the previous figure, we see here a scale whose shaded areas indicate the apparently opaque parts of the brick, which represent a very small proportion.
It can also be interesting to see what happens in a vertical plane conducted between the cells. This is represented by the section in FIG. 3, carried out by III-III of FIG. 2.
S rays: All the rays located in this plane and its vicinity cross the brick from which they come out in various ways. The drawing shows angles 1a, 13 and 60 on the horizontal. There is thus a very marked dispersion in this place.
Fig 4 is a section similar to that of FIG. 2 except that the prisms considered ,. instead of extending without interruption all the way through the wall formed by the bricks., are separated by small chamfers c.
As a result, nothing will change from what was determined by examining FIG. 2, except perhaps in the vicinity of the chamfers. Fig. 4 shows what it is and the opaque areas which result therefrom.
There is no need to analyze this case further. The comparison of figs. 2 and 4 show that two small zones of opacity are added, denoted by w, in no way modifying the transparency qualities of the brick.
Looking at figs. 1, 2 and 3 we can., After some calculations
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estimate the number of rays passing through the brick at 74% in the case of light with parallel rays reaching it perpendicular to its plane.
However, to take into account the losses by reflection due to the four surfaces crossed, an efficiency of approximately
EMI5.1
4996 '09 $ 5 or 85% The transparency coefficient of the brick then becomes:
EMI5.2
o 74 x o 85 = Os63
If we now examine the variant according to fig. 4, with the additional chamfers by increasing the relief, it can be seen that the presence of the latter decreases the percentage of rays passing through the brick to about 71.5%
This reduces the transparency coefficient to
0.715 x 0.85 = 0.61
Certain constructions, and in particular elevator shafts, require walls with a flat surface.
The glass brick according to the second embodiment of FIG. 5 meets this need.,
It is made exactly like the previous one but presents facets only on one side, being with a flat and smooth surface on the opposite side.
Supposing that the light, directed as before, penetrates into the brick by the facets to come out of it by the plane face, we notice that, in the section represented, any ray crosses the brick and comes out under variable angles, for example 10, 29 or 41, as in the drawing.
Transversely everything would happen as in fig. 2, which may very well correspond to a section through II'-II 'of FIG. 5.
A calculation shows that in this case 85% of the rays pass through the brick, which gives a transparency coefficient of
0.85 x 0.85 = 0.72
The transparency of this brick is much better, without affecting the relief or dispersion much.
Let us now examine what happens with the two types of glass bricks studied if parallel light hits them obliquely.
It would take too long to examine a whole range of angles at which light can reach the brick, which is why we will limit ourselves to a current average value, ie 30.
It has already been noted that each time light passes through an air-glass or glass-air surface there is a reflection loss of approximately 4 to 5%. These figures are however valid for incident angles not exceeding 40. Beyond this value, losses increase rapidly. Here are some of these values as a function of the angle of incidence.
EMI5.3
<tb>
Angle <SEP> coincidence <SEP> Loss
<tb>
<tb> 0 <SEP> 4%
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> 5%
<tb>
<tb>
<tb> 60 <SEP> 10%
<tb>
<tb>
<tb> 70 <SEP> 19%
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 39%
<tb>
<tb>
<tb> 85 <SEP> 61%
<tb>
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This variation must be taken into account for oblique radii, where the incident angles can sometimes reach high values during the crossing of the brick.
Fig. 6 corresponds to a section identical to that of FIG.
1, but the light rays reach the brick obliquely, plunging at the angle of 30 indicated above, assuming the brick in vertical position.
SpokesT: This letter designates the set of spokes which cross the brick right through.
It will be seen that their proportion is less, but on the other hand it can be observed, by examining the direction of these rays at the exit of the brick, that the dispersion is still good.
RavonsU: These are all rays absorbed by the brick or returned to the side of their penetration.
By comparing the importance ratio between the light and hatched parts of the z scale of FIG. 6 and that of freeze 1, we see that the brick will be less transparent in oblique light. We can estimate the percentage of the rays passing through the brick at 61% and, taking as a coefficient of efficiency about 0.82, coming from the losses by reflection, the transparency coefficient here becomes:
0.61 x 0.82 = 0.50
Fig. 7, which corresponds to the section of FIG. 2., or in the section through VII-VII of fig. 6 shows what happens when light hits the brick horizontally, but from the side, at an incidence angle of 30 as well.
Ravons T: These are again those crossing the brick and whose design shows that their dispersion remains good.
Ravons U -. These are again the rays that the brick absorbs or reflects.
A comparison of the z scales of Figs. 1 and 7 shows that, in the case of the latter, the transparency has slightly decreased.
The proportion of rays passing through the brick can be evaluated at 70% and the yield at 0.85. which gives a transparency coefficient of:
0.70 x 0.85 = 0.60
In the two examples which have just been described., It was assumed that the bricks were placed with the axes of the prisms horizontal, from which it follows that FIG. 6 corresponds to the light inclined from top to bottom and FIG. 7 to light inclined laterally.
It is obvious that these figures also indicate what happens in the case of bricks whose axes of the prisms are arranged vertically with the light inclined from top to bottom for fig. 7 and laterally for fig. 6.
This differentiation does not occur in the case of horizontal light striking the bricks perpendicular to the plane in which they are contiguous to each other (case of figs. 1 to 5).
Fig. 8 shows what happens in oblique light at 30 in the case of a brick according to the second embodiment of FIG. 5. or with a flat face, the one through which the through light comes out.
V rays: These are the ones that go through the brick. We see that they come out with excellent dispersion.
W rays: These rays are absorbed or reflected by the brick. It can be seen, by examining the z scale, that the transparency of the brick is modified to a certain extent in oblique light.
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While in the case of FIG. 5 all the rays passed through the brick, we can estimate them here at 72% with a yield of 0.82.
This gives as transparency coefficient
EMI7.1
OJj72 x op82 = 0 ,,, 59
By turning the brick over according to the section of fig 9, i.e. by making the spokes enter it from the flat face, which would not produce any change in the case of fig. 5, we see that the transparency decreases significantly and that this arrangement is not happy.
In figo 9 the same designations as in fig 8 have been adopted to mark the rays, that is to say V for those which pass through the brick and W for those which are absorbed or reflected.
The z scale shows that more than half of the rays are absorbed, so that, unlike in the case of non-tilted light, one should avoid placing the brick in this position in tilted light.
In addition to the cases of directed light envisaged so far, we can find ourselves in the case of diffused light ;, or sunlight reflected by a frosted screen, such as for example a masonry wall arranged opposite the brick wall glass
It is easy to demonstrate that, in this case, the light received by the bricks behaves like a plurality of systems of parallel rays variously inclined, the inclinations of which are between 0 and 30, that is to say between the extreme cases that the we have just analyzed.
It can therefore be concluded that the type of brick described lends itself particularly well to the constitution of glass walls or other constructions which the light strikes perpendicularly or at an angle of incidence which can reach the limit of 30, the relief and transparency of the brick being good as well as the dispersion, which eliminates the silhouetted effect.
The presence of chamfers according to the variant of fig.4, breaking the continuity of the prisms and giving more relief to the whole is also quite desirable.
It can be seen from the preceding examples, and which are far from exhausting all the possible embodiments without departing from the scope of the invention, that a brick meeting the conditions of the present invention is capable of exhibiting notable advantages. We can mention in particular a reduction of approximately 30% in weight compared to solid bricks having the same dimensions, hence a significant reduction in the sections of the bearing beams. The mechanical resistance is better, due to the ribs separating the interior voids which, in turn, increase the thermal and acoustic insulation.
The construction of the bricks described gives them better mechanical resistance against the stresses produced by sudden temperature differences and, moreover, an accidental crack is much less noticeable than on a common brick, thanks to the play of light. facets. Given its constitution in two contiguous parts, a partially damaged brick will only require the replacement of a single half-glass.
There is finally .., because of the numerous voids, a great saving in raw material, as well as in transport costs, since the brick is particularly light and more manageable on the job.
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