CN104520523A - 具有嵌入微结构的用于采光和季节性热控制的玻璃窗 - Google Patents

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Abstract

一种用于采光和季节性热控制的玻璃窗，所述玻璃窗基本上由限定在朝向外侧的界面(26)和朝向内侧的界面(27)之间的窗玻璃(25)制成，所述窗玻璃(25)包括第一部件(2)和第二部件(3)，其中所述第一部件(2)包括抛物面形反射表面，所述抛物面形反射表面具有定位在所述第二部件(3)上的焦点(F)。

Description

具有嵌入微结构的用于采光和季节性热控制的玻璃窗
技术领域
本发明涉及一种用于采光和热控制的微结构化的玻璃窗。
背景技术
各种设计使用不同的棱镜结构来产生依赖角度的透射。最老的可能是1980年法国专利号8017364、公开号2463254中描述的设计。入射面是平的，并且出射面由棱镜制成。使用这种设计，在设备上接近法线进入的电磁辐射以高角度到达出射面。由于折射率不同，出现全内反射。棱镜的对称性保证来自该角区间的电磁辐射然后反射退出系统。这种设备仅透射在该角区间之外的电磁辐射。对于开窗式应用，这种设计的主要缺点在于面板由于棱镜结构而是不透明的。它们使图像失真并且不能被看透。此外，整体透射率不是很高，非对称分布，并且直射阳光束被透射成明亮的平行光束并且未散射。
Edmonds I.R.于1993年在“Solar Energy Materials and Solar Cells”29期的“Performances of laser cut light deflecting panels in daylightingapplications”中描述了另一种设备。其使用全内反射来反射超过一定角度的光。替代嵌入的镜子，丙烯酸面板中薄的水平切口产生并且与空气交界。到达界面的超过临界角的光被反射。该设备避免炫光并且将光重新定向到房间深处。为了更好的重新定向，切口可以倾斜。该设计的缺点在于其仅仅重新定向光，并且由于切口的厚度，透明度受到限制。
Lorenz W.在专利文件EP 1 072 752 A1和EP 0 823 645 B1中公开了一种具有清晰视界的用于遮阳、采光和能源节省的系统。该设计使用两个互补的不对称90°棱镜结构来维持半透明性。其依赖于放置在棱镜的小面上的镜子来使光重新定向以进行采光。全内反射用来引入依赖角度的透射。超过一定角度，两个棱镜面板之间的气袋产生全内反射，该全内反射阻碍选择范围的角度。该设计的主要缺点在于其需要相对大的部件和复杂的组装来维持两个部件之间的平行气袋。
H.在德国专利申请DE 10 2009 056 362 A1中提出了一种新型百叶窗，其具有复杂的轮廓，组合了W形部分和抛物面形部分。W的第三和第五面阻挡直射阳光，而抛物面形部分使阳光重新定向。当两个面的投射表面增加时，对于较高的入射角(50°-90°)，W的阻挡效果增强。对于更水平的角度(30°-50°)，抛物面形表面占主导地位，并且光大部分被重新定向。最终，对于水平角度，百叶窗的相对平坦的轮廓的投射高度仅仅表现大约25％的周期。这提供了良好的半透明度。这样的设计提供了重新定向和依赖角度的透射，但是复杂的轮廓增加了这种百叶窗的制造成本，并且为了免受风和灰尘的影响，这种百叶窗理想上应该是放置在双层玻璃内的。这产生了非常厚和昂贵的窗户。最后，机械部分承受损害并且防碍系统工作。
在弗朗霍夫(Fraunhofer)研究所，棱镜结构使用折射和全内反射来改变依赖于入射角的透射。他们提出了一种新的几何结构，其减小了尺寸并且将几何结构与涂层组合。缺点与上述所有的棱镜结构相同。
S.Klammt和A.Neyer提出了一种仅用于采光的不对称微结构。该结构在第一面上使用一连串的四分之一圆以采集最大量的光，即使对于大的入射角。在四分之一圆的底部处的水平部分基于全内反射反射光。该透镜还在一定角度范围内重新分配平行光束。在内侧上，棱镜结构的倾斜表面使光在更加水平的方向上弯曲，并且水平的平面进一步增加了全内反射向上重新定向的光的比例。该设计在使来自所有角度的大部分的入射光沿着水平方向重新定向方面是非常有效的。该结构既不能获得季节性或依赖角度的效果，也不能获得透明性。
存在各种类型的薄膜涂层以选择透射光谱。它们可以用来产生在光谱的可见光范围内具有高透射率而在紫外和红外范围内具有低透射率的玻璃窗。这些涂层具有微小的角度依赖性，但是对于小角度，变化不明显，并且不存在重新定向。使用Smith G.B.和Al.在“Solar Energy”第62期的“Thin film angular selective glazing”中描述的金属涂层的成角度喷镀，可以获得较强的角度依赖性。这种喷镀在特定条件下可以产生柱状结构。该结构产生了角度选择性，但是其非常光滑，并且透射率的变化非常平缓。在例如在60°具有70％的最大透射率的情况下，以一种非常渐进的方式仅在-60°时获得10％的透射率。
Koolshade和Koolglass是使用固定角度的微小百叶窗产生角度依赖性的产品。可以将这些百叶窗放置在窗户中，或者层压在两个窗户之间。这些百叶窗是黑色的，并且阻挡所有超过40°的辐射。它们全年防止炫光并且很强地降低了太阳光获取。缺点是也减少了冬季的太阳光获取。这种系统的透明度是可以接受的，但是不会重新定向透射光。
B.Lamontagne等人在加拿大渥太华的全国研究理事会提出了一种微型百叶窗。这些微型百叶窗是100微米的静电激励的卷绕电极。该百叶窗通过施加电流而打开或者关闭。它们的结果已经在美国专利申请2006/0196613 A1公开。这是一种能够用于控制透射光的动态系统。其类似于电致变色窗。
最近(A.Kostro、A.Schüler、J.L.Scartezzini；“Towards microstructuredglazing for daylighting and thermal control”；CISBAT 2011年会议录；455-460页)，提及了一种用于采光的扁平的一体化镜子。
在用作建筑物中的窗户时，现有的玻璃窗结构已经提供了一些优点。但是，没有任何一种同时提供以下优点：
—夏季降低过热；
—冬季降低加热成本；
—对于居住者，距窗户几米的良好的亮度级并且没有炫光；
—朝向户外的良好的半透明度和视野。
发明内容
在前段落中提及的问题由本发明解决，其涉及一种如权利要求1所述的玻璃窗，即，用于采光和季节性热控制的玻璃窗，所述玻璃窗基本上由限定在朝向外侧的界面和朝向内侧的界面之间的窗玻璃制成，所述窗玻璃包括第一部件和第二部件，其中所述第一部件具有抛物面形反射表面，所述抛物面形反射表面具有定位在所述第二部件上的焦点。
根据本发明的玻璃窗可以有利地由卷对卷或者网状工艺制备。创造性在于描述的两个部件结构，即，第一组和第二组的反射部件。对于百叶窗，该概念可以应用在肉眼可见的尺度，对于清晰视野和电磁辐射重新定向的玻璃窗，可以应用在显微镜的尺度。可选的选择性涂层还可以使该系统功能化，并且增加光谱性能。该类型的设计还可以用于突出遮光部件。
根据本发明的玻璃窗可以适于特定位置，例如，相对于太阳路径的纬度和/或窗户定向。
玻璃窗可以产生很强的透射率变化(分别反射)。这种变化涉及电磁辐射入射角。
在本文件中，应该将术语“入射角”理解为限定在入射的电磁辐射方向和由朝向外侧的界面限定的平面的法线之间的角度。
“朝向外侧”和“朝向内侧”的界面优选地是空气-玻璃界面。但是可以考虑任何其他合适的界面，例如，玻璃-玻璃或者气体-玻璃。
在本发明的优选实施方式中，对于处于大约45°的纬度的应用，以以下方式布置部件：限定三个不同的电磁辐射路径，每个路径取决于入射角：
—路径1—小入射角，一般在0°和20°之间
—路径2—中间入射角，一般在20°和50°之间
—路径3—大入射角，一般在50°和70°之间
—路径4—非常大的入射角，一般超过70°
实践中，具有中间入射角的直射阳光出现在冬季，而大入射角仅出现在夏季。非常大的角度仅仅因为漫射光而出现。
当入射角在0°和20°之间时，大部分的电磁辐射直接透射通过玻璃窗。
当入射角在20°和50°之间时，电磁辐射的渐增部分以扩散方式重新定向和透射。
当入射角在50°和70°之间时，大部分的电磁辐射重新定向并被反射回外部或被吸收。
当入射角度超过70°时，几乎所有透射的电磁辐射重新定向，并且在第一界面反射的比率增加。
本发明提供了以下几个优点，具体在于：
—通过重新定向电磁辐射，直射光束可以在相反方向上在选择的角度范围扩散和散布。这特别适合于在建筑物中更好的利用日光。重新定向的、扩散的电磁辐射很好地适合于大部分办公作业，并且有益于更舒适和健康的环境。
—由于太阳高度角全年变化，依赖角度的透射可以导致季节性表现。用在具有合适的角透射率的窗户中时，本发明在夏季避免过热并且在冬季保持高的日光增益。在夏季，来自太阳的直接辐射通过两个镜子的组合作用反射回去。
—结构是周期性的，并且与周期相比，它们的投射高度非常小。由于它们是嵌入的，对于接近法线的角度，电磁辐射的路径仅受到该结构部分影响，并且仅穿越透明介质。该介质的表面是平且平行的，因此，在法线入射时，系统成像并且透射主要是直接的。透明度很高。
—系统可以制备成总厚度低于微米的薄膜形式的嵌入式微结构。该尺寸的薄膜可以与窗户的玻璃层叠。这种薄膜可以用卷对卷或网状工艺廉价产生。单个结构的高度可以小于50μm，并且人眼难以看见。
—第二表面可以涂覆有选择性的涂层，以获得仅用于选择的角度的光谱透射。例如，透射最佳比率的可见光电磁辐射和能量。
—由于第二表面上的聚集度高，该表面也可以用于吸收能量并对其热或电转换。
—更一般地，所述表面可以是适于操纵电磁辐射的任何类型。它们可以是热致变色的、气致变色的、偏光的、电致变色的、选择性的、吸收性的、反射性的等。
—第一部件的表面可以具有不同性质。顶侧可以对于电磁辐射的重新定向是高反射性的，而背侧可以是扩散性或吸收性的，以减少重影。
—薄膜可以与低发射率的涂层组合，以给玻璃制造者提供与他们的窗户层叠的完整方案。
具体实施方式
在具体地包括一些例子的该部分中，将更好地理解本发明。
本发明的第一个例子在图1a中示出。限定在朝向外侧的界面26和朝向内侧的界面27之间的窗玻璃25包括第一和第二部件2和3。第一组的每个部件2具有抛物面形表面，其具有定位在第二部件3上的焦点F。第一部件2嵌入在透明介质1中，并且第二部件布置在朝向内侧的界面27处。对于入射角的选择范围，通常在50°和70°之间，每个第一部件2将电磁辐射聚集在第二部件3上。对于其他角度，即，较小角度，第二部件3未对焦。部件可以根据目标而具有不同的光学功能：反射器、吸收器、扩散器、偏光器、选择性涂层或者热致变色。
在图2a、2b和2c中呈现了对应于0°、30°和60°入射角的三种情况。将透射通过系统但是未到达两个部件中任何一个部件的电磁辐射称为直接透射的电磁辐射。将经抛物面反射但从旁边经过第二部件的电磁辐射称为重新定向的电磁辐射。将最终聚焦在第二部件上的电磁辐射称为选择的电磁辐射。
为了聚焦入射的电磁辐射，第一部件2设置有抛物面形表面。电磁辐射最有效地聚焦在第二部件3上的入射角必须根据系统期望的应用选择。必须考虑第一界面处的折射以计算抛物面的倾斜角：
其中nr是嵌入有抛物面的材料1的折射率。焦点放置在系统的背侧，并且抛物面相应绘制。以选择的高度角入射的电磁辐射将通过嵌入的反射器朝向焦点反射。
第一部件的宽度Pw和高度Ph之间的比率及其周期P将决定抛物面重新定向电磁辐射的角度的范围。
根据该比率，可以限定遮光角为：
sin(θs)＝nr cos(atan(Pw/(P+Ph))
超过该角度，第一界面透射的100％的电磁辐射将到达抛物面。低于该角度，到达抛物面的电磁辐射的部分将逐渐减少。
在抛物面形状上反射之后，平行光束将分布在角度8的范围。抛物面形反射器的曲率导致了该分布的幅度。曲率与抛物面和焦点F之间的距离有关。点越靠近，曲率越大。该距离由垂直距离S和偏移O限定。
该抛物面在凸面上的上表面通常是反射性的，以获得聚焦。反射涂层的类型可以改变并且可具有特定的光谱反射率。在凹面上的另一表面可以根据目标而是反射性的、扩散的或吸收性的。
第二部件3可以根据应用而具有不同的功能，优选地，其定位在系统的背表面上，并且由抛物面形表面聚焦在此处的电磁辐射可以被反射、吸收或选择性地透射。
在任何情况下，第二部件3都应该接近第一部件2的焦点F定位在设备的后表面上。其宽度Rw直接影响系统设计适用的角度范围。以低于的角度入射的电磁辐射将到达焦点下方的界面。对于接近的角度，当电磁辐射到达该界面时，其将保持一定程度的聚焦。
该部件可以是反射器，并且将电磁辐射重新定向回来通过系统。这种情况在图1和2中示出。在这种情况中，通过将所选择的电磁辐射朝向系统5的出口重新定向而阻止和防止电磁辐射透射。
在该区域中可以应用薄膜涂层以仅透射光谱的选择部分。例如，在380-780nm范围内的可见光电磁辐射大部分可以被透射，但是紫外光到红外光范围的电磁辐射大部分被反射，以降低能量传输。
最后，其可以是一些类型的吸收器以将辐射转换成热能或电能。
优选地，应该以避免多次反射的方式选择参数。大部分被阻挡的光线的路径应该至多具有三次反射。这降低了系统中的吸收，并因此降低了过热风险。
图2示出了不同情况的电磁辐射的路径；在该例子中，第二部件3是反射涂层。对于单次阻挡的所有可能的位置，示出了电磁辐射的路径。
如图2a中所示，该设备对于以法线入射的进入的电磁辐射具有很小影响。其大部分是直接透射6，仅与该设计的前界面和后界面相互作用。这些界面的平行布置和光滑表面保留了通过系统的视野。小部分由嵌入的表面7的下表面重新定向。该表面的物理属性确定电磁辐射分布的方式。其可以如图示情况那样永久反射、扩散或吸收。小部分电磁辐射与第二部件相互作用。
图2b示出了以30°射入的光束的重新分布。其大部分被重新定向，并且以大部分扩散的方式8透射。重新定向在相对于水平线相反的方向上并且可以通过使整个抛物面倾斜而修改。小部分的电磁辐射被直接透射9，可以通过改变抛物面的宽度和周期的比率而增加该直接透射的部分。也有一小部分到达第二部件。在图示的情况中，该部件是反射器，并且防止该部分被透射10。
最后，对于所选择范围内的角度，通过嵌入的抛物面将所有的电磁辐射聚焦在后部件上。在图2c所示的情况中，在两个或三个反射之后，电磁辐射被阻挡11。在后部件如图示那样在焦点处开始的情况下，阻挡范围终止于并且可以根据第二部件的宽度Rw而更宽或更窄。
季节性热控制、采光和清晰的视野
在下面的例子中，本发明用于产生复杂的开窗式系统，其组合了季节性热控制、采光和清晰的视野。
目的在于在不产生炫光的情况下引入最多的光，并且在冬季具有最大的热增益，在夏季具有最小的热增益。在图3a、3b和3c中介绍了组合了季节性热控制、采光和清晰的视野的复杂开窗式系统的原理。
通过穿透辐射，窗户导入光并且将热量引入到建筑物内。需要光来进行日常活动，但是当光产生炫光时，也是令人烦恼的。炫光通常是由接近窗户A的直射阳光产生的。远离窗户B，光强度通常进一步下降。由于其使光重新定向，本发明可以用于以一种适于采光的方式通过在不产生炫光13的情况下使光进一步重新定向进入房间12内透射光。
透射的辐射也可以传输热量，额外的热量在冬季是受欢迎的，但是在夏季应该保持在室外。利用根据季节的太阳的改变的高度角以及透射率的角度依赖性，提出的设计使冬季增益14最大化，而使夏季增益15最小化。
在这种情况下，第一部件在顶表面上高度反射，并且可以在底表面上扩散以避免炫光。第二部件是反光表面或者最终是选择性的涂层，其透射大部分的可见光电磁辐射，同时反射红外辐射以降低日光增益。
针对对应于指定位置处的太阳的夏季高度角的角度(例如，在洛桑，在55°和67°之间)，获得聚焦。对于该范围，电磁辐射集中在第二表面上并且反射回来通过系统。为了获得该角度范围，设计抛物面具有
由于应该针对对应于夏季太阳高度角而不是对应于较低的冬季高度角的角度，获得了聚焦效果，用于聚焦的表面区域并不包括抛物面的朝向玻璃窗内部的部分。该表面可以保持平坦或者倾斜，并且仅用于采光。
对于选择的阻挡区间之外的角度，系统的第一部件在向上方向上但以小角度反射电磁辐射，从而获得房间深处的最大穿透。平行光束被抛物面的弯曲有效扩散。该扩散在角度差增加的后界面处被折射增强。这种扩散的电磁辐射适合采光。
为了获得清晰的视野，使没有相互作用的接近法线角度的直接透射最大化。两个部件具有最小的高度和最大的重叠。此外，第一界面和最后的界面平行，以避免图像失真。
与传统的窗户、百叶窗或复杂的开窗式系统相比，这种设计具有若干优点：
—其同时获得了电磁辐射的依赖角度的透射和重新定向。
—由于小尺寸(亚毫米)，结构几乎是不可见的，并且产生的系统接近于透明。
—重新定向的电磁辐射以扩散方式水平分布，从而适于采光。
—系统很薄，并且能够以卷对卷工艺或者网状工艺制备，并且可以生产成为箔。该箔可以容易地放置在标准的双层玻璃窗内。
—与外部的百叶窗或遮光物不同，本系统是静态的并且受到保护，因此对强风不敏感。
—其可以放置在双层玻璃窗的第一玻璃上。这降低了冷却周期中不想要的热增益。
—由于其是玻璃窗的一部分，易于一体化。
—在卷对卷生产中的成本很低。
—没有可移动部分，因此更加稳固。
最佳的结构尺寸通过蒙特卡洛光线追迹模拟获得。该软件在室内研发，并且尤其设计用于快速建模层状结构，并且给用户视觉反馈。计算不同设计的性能，并且优化参数。
光线追迹是一种来源于几何光学的技术，其通过追随电磁辐射的光线对环境中电磁辐射行进的路径建模。其可以用于光学设备的设计，例如，显微镜、望远镜等中的透镜和透镜组。存在很多现有的模拟复杂环境中的电磁辐射行为的光线追迹软件，它们在物理上大致精确。开发的软件目的在于以二维轮廓和专用窗户性能分析设计复杂的开窗式系统。
蒙特卡洛算法是随机的，并且它们用于解决复杂的物理或数学问题。当系统中变量的数量很大并且不能够分析性地找出解决方案时，使用很多随机事件计算结果给出了解决方案的精确估计。在典型的蒙特卡洛算法中，随机抽签限定一系列表征全局事件并导致最终状态的局部事件。每次抽签跟随表示对应事件的给定分布。通过在随机事件上多次重复该迭代，获得最终状态的概率分布。该解决方案的精度取决于该问题建模有多好以及进行了多少次抽签。在光学系统的情况下，每个事件(反射、折射、散射、吸收)根据对应物理定律要求的概率分布随机发生。这些定律被精确地实施用于复杂的开窗式系统的光线追迹。
该设计的二维(2D)描述足以用于大部分现有的CFS产品，原因在于可以将它们描述成2D挤压轮廓。引入使用混合维度方法的原始算法研究这种轮廓。在提出的算法中，所有的交叉点在2D中计算。如果以x和y坐标限定轮廓，那么唯一损失的信息是交叉点的z坐标。该信息几乎无用，原因在于我们主要对透射的角度分布感兴趣。找出两维中的线条之间的交叉点是非常快速的，并且可以使用二进制空间划分树有效地进行。然而，对于交叉点，使用全部三个维度。如以下部分中那样使用三维向量计算并遵循物理规律精确建立反射、折射和吸收模型。此外，对于薄膜的建模，可以结合矩阵方法使用3D向量来计算反射、折射和吸收。
为了研发具有依赖于太阳高度角的变化而改变季节透射率的结构，直接希望找到依赖于入射角的透射。此外，为了获得采光性能的估计，可以根据出射的高度角，细分该透射率。从半球的上半部分到达窗户的电磁辐射正常应该在半球的面对窗户内侧的下半部分(下文，T下)中透射。在复杂的开窗式系统中，重新定向可以使电磁辐射在该半球的上半部分(下文，T上)中退出。T上比T下对采光的贡献更显著，并且应该最大化。为了分析具有季节性热控制和采光的CFS，软件根据入射角计算T下和T上以及总透射率。针对在图1和2中示出的结构，图4a示出了T上和T总，并且与简单的玻璃的总透射率(G)进行比较。
为了评估季节性热控制，研究了热增益的动态情况。在冬季它们应该最大化，在夏季应该最小化。对于每平方米的窗户，一部分入射辐射被透射，并且该能量加热窗户后面的空间。为了计算该值的估计，利用与气象资料辐射测量数据结合使用的光线追迹模拟工具计算扩散和直接透射系数。对于直接辐射，使用太阳位置，并且对于扩散辐射，依据特里金莎(Tregneza)的天空细分将半球划分为多个小块。气候资料数据给出了温度的每小时值以及全球和直接照射值。佩雷斯(Perez)模型使用两个照射值提供半球的各个和每个点的照射值。使用该模型，可以根据位置、窗户的定向和窗户倾斜度计算145特里金莎区的每小时值。然后可以使用该方法计算由于直接和扩散辐射产生的年度热增益。这种设计的玻璃窗在夏季表现出低于20％的直射阳光的透射，以及在冬季表现出高于70％。在图4b的每周值中示出了入射辐射A和透射辐射T。
使用模拟来限定系统的几何形状，并且接着使用7步骤程序设计系统原型：
●具有期望的最终形状的模具制备
●凹模制备
●利用反射材料的条带涂覆基板
●将基板和模具对准
●将UV可固化聚合物的形状复制到基板上
●将选择的小平面涂覆在复制的结构上
●嵌入具有相同的UC可固化聚合物的结构
为了制备这种结构，通过电子放电加工切割金属模具。该技术在制表工业中广泛使用，并且允许以低于1微米的精度切割任何导电材料。制备的金属模具具有嵌入镜子形状的一个表面。
以给定形状雕刻软质材料，然后用导电层化学涂覆，并且通过电镀复制到镍中。藉此，获得金属模具。
之前获得的金属模具在硅酮(PDMS)中复制，以获得该形状的“凹形”。在实验室程序中，该模具还起到一些对准引导的作用，以在后续步骤中将该结构正确放置在基板上。使用该“凹形”，可以后续再次产生最初切割成金属模具的形状。
为了第二镜子的沉积，反射材料需要以条带沉积在基板上。为了更强的耐久性，将该层沉积在制备结构的那侧；然后使其受限并受到保护。为了沉积这种条带，两种技术是有效的。第一，用模板遮盖基板，并且直接沉积铝。第二，使用光蚀刻：将铝沉积在基板上，然后覆盖光刻胶层。光刻胶是当暴露于UV光时改变其性能的树脂，在曝光时，其要么分解要么硬化。光刻胶通过掩模暴露于UV光，以产生期望的条带形状。然后，蚀刻工艺去除铝，其中其保持未受保护并且仅留下受硬化的树脂保护的条带。还可以使用剥离技术进行光蚀刻，在这种情况下，基板首先被涂覆有光刻胶，然后暴露于UV光以去除在那里需要沉积铝的树脂。铝在每个地方都被蒸发，并且当树脂被去除时，覆盖在其上的铝被“剥离”，并且仅条带剩余。
为了获得期望的具有依赖角度的透射的系统，关键是正确地放置基板17上的背部反射器和用于复制的模具19。该放置可以在光学显微镜下进行。其在图5b中示出。
将UV可固化聚合物的形状复制到基板上
一旦其与基板上的条带对准，凹模就用来制备紫外可固化树脂18的结构。如图5b所示，树脂滴位于基板和模具19之间。将模具放置在机械活塞20上。然后，施加压力21并且活塞将基板按压抵靠石英窗16，如图5c所示。在紫外光22使树脂固化之后，释放压力，并且将微结构复制在基板上(图5d)。该工艺需要在EPFL(LTC)的聚合物与复合材料实验室协作下完成。透明树脂用于复制结构。当暴露于紫外光时，树脂硬化。这种工艺很好地适用于卷对卷制造工艺。
一旦复制结构，通过使具有微结构的样品倾斜并且沉积薄的反射铝或银膜23来选择性地涂覆小平面，图5e。
然后，使用相同的UV固化来填充间隙(图5f、5g和5h)。必需考虑避免气泡形成，并且获得适当的折射率匹配。
产生的样品的特征在于验证概念的光学测量。测量表明入射的电磁辐射从其路径被有效地重新定向，并且对于较高角度，透射率降低。这种测量在图6中用出射角θ出射相对于入射角θi示出。对于在具有一体平面镜的样品上的60°入射角，55％的透射的电磁辐射向上重新定向R，44.5％在光束D的方向上透射。到目前为止，该样品的主要限制在于表面质量：粗糙性使重新定向的电磁辐射充分扩散。

Claims (12)

1.一种用于采光和季节性热控制的玻璃窗，所述玻璃窗基本上由限定在朝向外侧的界面(26)和朝向内侧的界面(27)之间的窗玻璃(25)制成，所述窗玻璃(25)包括第一部件(2)和第二部件(3)，其中所述第一部件(2)包括抛物面形反射表面，所述抛物面形反射表面具有定位在所述第二部件(3)上的焦点(F)。
2.根据权利要求1所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(2)由吸收电磁辐射的材料制成。
3.根据权利要求2所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(3)适于将辐射转换成热能和/或电能。
4.根据权利要求1所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(3)由反射电磁辐射的材料制成。
5.根据权利要求4所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(3)部分地反射电磁辐射。
6.根据权利要求4所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(3)反射红外和/或紫外辐射，但是透射可见光。
7.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃窗，其中，所述第一部件(2)嵌入在窗玻璃(25)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(3)是平的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃窗，其中，所述第二部件(3)布置在朝向内侧的界面(27)处。
10.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃窗，其中，所述第一部件和第二部件(2,3)以下述方式布置：两者在夏季，即，在入射角相对大时反射太阳电磁辐射。
11.根据权利要求10所述的玻璃窗，其中，所述部件(2,3)以下述方式布置：使所述第二部件(3)上的反射在冬季，即，当入射角相对小时最小化，
12.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃窗，其包括多个第一部件和第二部件(2,3)。
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