FI12274U1 - Julkisivuelementti - Google Patents

Abstract

1. Julkisivuelementti (101), joka käsittää ainakin betonielementin (102) ja eristekerroksen (104), tunnettu siitä, että julkisivuelementti (101) käsittää lisäksi betonielementin (102) yhteyteen järjestetyn toistinrakenteen (200), jossa on ainakin yksi radiosignaalia läpäisevä apertuuri (201) radiosignaalien vastaanottamiseksi ja edelleen välittämiseksi julkisivuelementin (101) yhdeltä puolelta julkisivuelementin (101) toiselle puolelle. Lisäksi suojavaatimukset 2-5.

Description

Julkisivuelementti

Keksinnon kohde

Nyt esi Ila oleva keksinto kohdistuu sahkomagneettisia signaaleita lavitse paas-tavaan julkisivuelementtiin, joka kasittaa ainakin betonikerroksen ja eristeker-roksen..

Keksinnon taustaa

Rakennusteollisuuden tavoitteet kohti passiivi- ja nollaenergiataloja on johta-nut tilanteeseen, jossa tehokkaat lampoeristeet vaimentavat voimakkaasti matkapuhelinten ja muiden langattomien jarjestelmien signaaleja, jolloin ra-kennuksen sisalla voi olla jopa mahdotonta kayttaa matkapuhelinta. Syita vai-mennukseen on monia, mutta yhdeksi syyksi on havaittu ns. selektiivilasien kaytto, jossa ikkunoita on pinnoitettu sahkoisesti johtavalla pinnoitteella, eli ns. matalaemissiviteettipinnoitteilla. Toinen merkittava syy kivirakenteisissa ra-kennuksissa on raudoitetut betoniseinat, jotka estavat tehokkaasti signaalien kulkeutumisen huonetiloihin jaaville katvealueille.

Tavanomaisesti langattomien jarjestelmien signaalit voivat paasta sisaan ra-kennusten ikkunoista, mutta sahkoa johtavat matalaemissiviteettipinnoitteet sulkevat nama signaalien kulkureitit tai ainakin vaimentavat signaaleita merkit-tavasti. Ikkunoiden lisaksi sahkomagneettinen signaalit ovat aiemmin kyen-neet tunkeutumaan rakennusten seinien lapi, mutta seinissa nykyisin usein kaytettavat alumiinipinnoitteiset lampoeristelevyt estavat tehokkaasti signaalien paasyn rakennukseen. Myos betonirakenteissa olevat raudoitukset yh-dessa sahkoisesti suurihavioisen betonin kanssa voivat vaimentaa sahkomagneettisia signaaleja, jolloin myos tallaisen rakenteen lapi kulkiessaan signaa-linvoimakkuus voi heikentya liikaa, jotta rakenteen toisella puolella olisi esim. matkapuhelimen kayttamiseen riittava signaalinvoimakkuus.

Langattomien viestimien, kuten matkapuhelinten, tablettitietokoneiden, tai eri-naisten esineiden internetin (Internet of Things - IOT) alle luokiteltujen senso-rien valinen kommunikaatio perustuu sahkomagneettisen energian, eli toisin sanoen etenevien sahkomagneettisten aaltojen ominaisuuksien hallintaan, seka kykyyn vastaanottaa ja lukea naihin yhdistettyna oleva informaatio. Infor-maation hallittua yhdistamista sahkomagneettisen aallon osaksi kutsutaan moduloinniksi, kun vastaavasti taman informaation hallittua purkua sahkomag-neettisesta aallosta kutsutaan demoduloinniksi. Sahkomagneettiseksi signaa-liksi voidaan kutsua yksittaista diskreettia sinimuotoisesti varahtelevaa taa-juuskomponenttia, joka on osa sahkomagneettista spektria. Vaihtoehtoisesti joissain yhteyksissa sahkomagneettiseksi signaaliksi voidaan myos kutsua maaratyn osan sahkomagneettisesta spektrista kasittavaa aluetta, joiden si-saltamien diskreettien taajuuskomponenttien yhdistelmana eteneva sahko-magneettinen energia kantaa kokonaisuudessaan jonkin osan lahetettavana olevasta informaatiosta. Yleisesti kaytetaan myos termia radiosignaali, kun tar-koitetaan langattoman viestintalaitteen valittamaa tai vastaanottavaa infor-maatiota kantavaa sahkomagneettista energiaa.

Valtaosa nykyisista matkapuhelinten kaytossa olevista sahkomagneettisen spektrin taajuusalueista on luokiteltu UHF-taajuusalueelle (300 MHz-3GHz), seka lisaantyvassa maarin myos SHF-taajuuksille (3-30 GHz). Uusien lyhyen kantaman mobiiliviestinten taajuusallokointeja on suunnitteilla myos EHF-alueelle (30-300 GHz).

Langaton viestintayhteys voi olla joko yksisuuntainen tai kaksisuuntainen. Ta-vanomaisten mobiililaitteiden viestinta tukiasemien kanssa on kaksisuuntaista, kun taas esimerkiksi langattomien sensorien viestinta voi olla yksisuuntaista. Tallaisen langattoman viestintayhteyden toiminnalle on edellytykset, kun sig-naalia langattomasti vastaanottavan laitteen herkkyystaso on riittavan matala vastaanotetun signaalin tehotasoon nahden. Vastaanottavan laitteen herk-kyystasoon olennaisesti vaikuttava asia on laitteen omien elektroniikkapiirien aiheuttama kohinataso; kohinatasoa heikompia tehotasoja kasittavia signaa-leita on hankala vastaanottaa menettamatta osaa signaalin informaatiosta. Myos vastaanottimen ymparistosta aiheutuvien sahkomagneettisten hairioi-den summautuminen vastaanotettavaan signaaliin heikentaa viestintayhteyden laatua ja aiheuttaa yhteysongelmia.

Vastaanotettavan signaalin tehotasoon vaikutetaan esimerkiksi lahettavan laitteen lahetystehoa saatamalla ja mobiiliverkkojen tapauksessa suunnittele-malla tukiasemien viestintaverkosto riittavan tiheaksi. Talle viestintayhteydelle merkittavaksi haitaksi osoittautuva rakennusvaimennus on kuitenkin erityisen haastava ongelma, koska se heikentaa merkittavasti langattomien viestintayh-teyksien toimivuutta rakennusten seinien lapi. Tyypillisissa matalaenergiara-kennuksissa mitattuja vaimennuksia voivat olla esimerkiksi arvot valilta 20-50 dB. Vertailuna voidaan mainita, etta jokainen kuuden desibelin (6 dB) tehon-nosto lahetystehossa keskimaarin kaksinkertaistaa linkkivalia vapaassa ti-lassa. Painvastaisessa tilanteessa voidaan todeta, etta jokainen kuuden desibelin lisavaimennus keskimaarin puolittaa maksimaalisen teoreettisen yhteysvalin. Rakennusvaimennus on siten merkittava haitta langattomien linkkien toi-mintaetaisyyksia suunniteltaessa, eika sita kaytannon syista kyeta kompensoi-maan pelkalla lahetystehojen nostamisella. Lisaksi yhteysvalin vahintaan toi-nen laite, kuten esimerkiksi matkapuhelin, on useimmiten akkukayttoinen laite, joiden akunkeston maksimoinniksi lahetystehoja pyritaan aina minimoimaan.

Tata ongelmaa on pyritty ratkaisemaan esimerkiksi niin sanottujen RF-aukotusten jattamisella seinarakenteisiin. RF-aukoilla tarkoitetaan laajaa alu-etta seinarakenteessa, jonka lavitse kulkiessaan sahkomagneettinen signaali kokee huomattavasti pienemman lapaisyvaimennuksen kuin RF-aukkoa ym-paroivaa rakennusmateriaalia lapaistessaan. Alumiinipintaisilla eristelevyilla vuoratuissa puutaloissa RF-aukotuksille tyypillisia leveyksia voivat olla esimerkiksi 1,2m leveat ja olennaisesti koko seinarakenteen korkuiset alueet, josta alumiinipinnoitteet on poistettu eristelevyista. Betonirakenteisissa kantavissa seinarakenteissa taman kaltaiset kevennykset eivat ole kaytannossa toteutet-tavissa seinan kantavuuden, valoaukkojen ja aaneneristavyyden merkittavasti heikentymatta.

Tata ongelmaa on lisaksi pyritty ratkaisemaan esimerkiksi ikkunoiden pin-noissa kaytettavien pinnoitteiden maaraa vahentamalla ja poistamalla metalli-sia salekaihtimia. Taman lahestymistavan ongelmana on kuitenkin se, etta ra-kentaja ja mahdollisesti myos huoneiston asukas pakotetaan tekemaan arvo-valintoja lammoneristavyyden, huurteeneston, auringonsuojan, ja asumismu-kavuuden kustannuksella. Nyt esilla olevan keksinnon avulla ikkunarakenteen ominaisuuksien vaikutusta radiosignaalin lapaisevyyteen ei tarvitse huomi-oida, koska radiosignaali tuodaan huonetiloihin seinarakenteeseen jarjestetyn apertuurin kautta.

Keksinnon lyhyt yhteenveto

Nyt esilla oleva keksinto tehostaa sahkomagneettisen signaalin lapaisya beto-nirakenteisten julkisivujen ja kantavien seinarakenteiden lapi luomalla betoni-seiniin pienihavioisia kulkureitteja langattomille signaaleille. Pienihavioinen kulkureitti toteutetaan niin sanotulla virtuaalisella RF-aukolla. Virtuaalinen RF-aukko on jarjestely, jossa seinarakenteeseen integroiduIla antennijarjestelylla kasvatetaan sahkomagneettisen signaalin seinarakenteessa kokemaa aper-tuuria seinassa olevaan fyysiseen aukotukseen nahden. Kaytannossa tama tarkoittaa sita, etta seinarakenteeseen integroidulla kapealla mekaanisella jar-jestelylla luodaan antennitekniikoita hyodyntaen signaalille riittavan tehokas lapaisykanava, vaikka mekaanisen jarjestelyn fyysiset mitat muutoin olisivat signaalin tehokkaalle lapaisylle liian pienet.

Nyt esilla oleva keksinto on julkisivuelementti, joka kasittaa radiosignaalia la-paisevan apertuurin jarjestamisen osaksi energiatehokasta seinarakennetta siten, julkisivuelementin yhteyteen jarjestetyn toistinrakenteen ja betoniele-mentin saumakohdissa ei ilmene ilmanvuotoriskia, ja seinarakenteen ilmatii-veys voidaan varmistaa jo tehdasoloissa. Betonielementti sitoo toistinrakenteen ilmatiiviisti siten, etta erillista saumausvaahtoa ei tarvita. Tama vahentaa tyomaalla tarvittavia asennustoimenpiteita, mika pienentaa rakentamisen asennuskustannuksia. Julkisivuelementin yhteyteen jarjestetty toistinrakenne ei vaikuta ikkunan asennettavuuteen tai energiatehokkuuteen, ja ikkunoiden reunoilla voidaan tarvittaessa kayttaa tilkeraot peittavaa asennuselementtia, kuten asennuspeltia. Nyt esilla olevan julkisivuelementin avulla voidaan myos tuoda langattomat yhteydet ikkunattomiin tiloihin suoraan betonirakenteiden lavitse.

Nyt esilla olevan keksinnon mukainen julkisivuelementti kasittaa ainakin beto-nielementin, eristekerroksen, seka betonielementin yhteyteen esimerkiksi va-lamalla jarjestetyn toistinrakenteen.

Tasmallisemmin ilmaistuna nyt esilla olevan keksinnon mukaiselle julkisivuele-mentille on tunnusomaista se, mita on esitetty oheisen suojavaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Piirustusten kuvaus

Nyt esilla olevaa keksintoa selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten sa-malla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuva 1 esittaa keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaista julki-sivuelementtia sivulta pain katsottuna,

Kuvat 2a—2c esittavat poikkileikkauksena julkisivuelementin eraista yksityiskohdista,

Kuvat 3Aja3B esittavat toistinrakenteen kasittavan julkisivuelementin toimintaperiaatetta, ja

Kuvat 4Aja4B esittavat eraita esimerkkeja ikkunattomasta julkisivuelementista.

Keksinnon yksityiskohtainen kuvaus

Kuva 1 esittaa keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaista julkisivu-elementtia 101 sivulta pain katsottuna. Julkisivuelementti 101 kasittaa ainakin betonielementin 102, eristekerroksen 104, seka betonielementin yhteyteen jarjestetyn toistinrakenteen 200. Toistinrakenne 200 on jarjestetty julkisivuele-menttiin 101 kuuluvan betonielementin 102 yhteyteen esimerkiksi valamalla tai muulla tavoin kiinnittamalla betonielementtiin 102.

Betoniin valetun toistinrakenteen 200 edullinen asennustapa on vertikaaliseen asentoon betonivalun sekaan asennettuna. Tyypillinen asennuskohta tehok-kaan toiminnan ja huomaamattoman integroinnin vuoksi on ikkunan 100 vaa-timan betoniavauksen reunoilla smyygien yhteydessa, jolloin asennus voidaan edullisesti suorittaa betonielementtitehtaalla betonivalun yhteydessa. Talloin toistinrakenne 200 voidaan kiinnittaa suoraan ikkunan 100 kiinnittamista var-ten valettavaan kehysrakenteeseen, joka kasittaa ainakin tukirakenteen 103. Toistinrakenteen 200 edullinen asennustapa on vertikaalinen suunta, jolloin sen vaikuttavuusalue horisontaalisessa tasossa julkisivuelementin 101 mo-lemmin puolin voidaan maksimoida. Toistinrakenne 200 on myos mahdollista asentaa vaakatasoon, esimerkiksi ikkuna- tai ovirakenteen alle tai paalle, tai betonin vaakaterasten valeihin. Toistinrakenne 200 voidaan myos sijoittaa etaalle valimatkan 401 paahan ikkunarakenteesta, jolloin julkisivuelementti 101 kasittaa myos ikkunattomalla alueella sijaitsevan radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201. Toistinrakenne voidaan integroida osaksi julkisivuelement-tia 101 rakennustyomaalla, jolloin edullinen asennustapa kasittaa erillisena asennettavan smyygiaihiona toimivan radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201.

Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen julkisivuelementin 101 kasittama radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 perustuu sahkomagneettisesta tasoaallosta vastaanotetun sahkomagneettisen energian uudelleensateilyyn useiden piste-maisten aaltolahteiden yhdistelmana, jossa osa tasoaallosta vastaanotetusta sahkomagneettisesta sateilysta uudelleenohjataan betonielementin saapuvaa sahkomagneettista aaltoa vastakkaiselle puolelle konstruktiivista interferens-sia hyodyntaen. Koherentti lahetys useasta toisiaan vahvistavasta pistemai-sesta sateilylahteesta tehostaa sahkomagneettisen signaalin valittamista julkisivuelementin 101 luoman katvealueen sisalle. Sahkomagneettisen signaalin koherentti vastaanotto ja lahetys jarjestetaan kayttaen betonielementtiin 102integroitua antenniryhmaa, joka kasittaa useita sateilyelementteja 202, jossa lahekkaiset ja edullisesti vertikaalisessa suunnassa ryhmitetyt resonoi-vat osiot vahvistavat horisontista saapuvaa tukiasemien signaalia betonielementin 102 ulkopuolisessa tilassa eli rakennuksen ulkopuolella, ja edullisesti vahvistavat sahkomagneettisen signaalin emittoimista betonielementin 102 si-sapuolisessa tilassa eli rakennuksen sisapuolella horisontaalisessa tasossa. Radiosignaalia lapaisevan apertuurin kasittamat sateilyelementit 202 voivat kasittaa yksittaisen polarisaation, tai ne voi olla suunniteltu kasittamaan use-ampia polarisaatiotasoja.

Toistinrakenne 200 edelleen kasittaa antenniryhman, jossa useita sateilyelementteja 202 on jarjestetty vastaanottamaan radiosignaalia julkisivuelementin 101 ensimmaiselta puolelta ja edelleen valittamaan niita julkisivuelementin 101 toiselle puolelle muodostuneen katvealueen poistamiseksi. Toistinrakenne valmistetaan edullisesti radiosignaalin havioiden kannalta suotuisasta materi-aalista, kuten esimerkiksi lampoeristeissa kaytettavasta EPS-, PIR- tai XPS- lampoeristemateriaaleista, mutta naiden lisaksi myos muitakin materiaaleja voidaan kayttaa. Valmistusmateriaalina voidaan kayttaa myos muovimateriaa-leja, kuten esimerkiksi vaahto-PVC, tai valmistusmateriaalina voidaan kayttaa myos puuta. Materiaalin tulee kuitenkin olla sahkoisesti eristavaa. Sateilyele-mentit 202 ovat edullisesti sahkoa johtavia. Vaihtoehtoisesti ne voi olla valmis-tettu korkean dielektrisyysvakion kasittavasta materiaalista, kuten esimerkiksi keraamit.

Teollisessa kivitalorakentamisessa kaytettavia betonisia julkisivuelementteja on laaja kirjo. Tyypillisia piirteita naille julkisivuelementeille on ainakin ensim-mainen betonirakenteinen kerros, betonielementti 102, joka tyypillisesti kasittaa myos sisaansa valetun terasverkon tai erillisilla terastangoilla toteutetun vahvikkeen. Teraksen kaytto betoniseinan osana parantaa betonin vetolu-juutta. Julkisivuelementti 101 voi kasittaa ns. betonisandwich -rakenteen, jossa betonielementti 102 on jarjestetty kerrosrakenteeksi eristekerroksen 104 kanssa. Tallaisessa rakenteessa eristekerroksen 104 uloimmalle kerrokselle voidaan jarjestaa toinen betonielementti 102, mutta esimerkinomaisesti maini-taan myos muita mahdollisia, joskin ei poissulkevia vaihtoehtoja. Muita mahdollisia ulkopintoja voidaan toteuttaa esimerkiksi kuitusementtilevyilla, julkisi-vutiililla, tiililaattaverhoilulla, tai muilla julkisivulevyilla. Osa julkisivuelemen-teista on tehdasvalmisteisia, joissa elementit valetaan valmiiksi ennen tyo-maalle toimitusta, mutta osa elementeista voi olla myos tyomaalla paikallaan valettavia.

Toistinrakenne 200 voidaan valaa suoraan betonielementtiin 102 betoniele-menttitehtaalla. Talloin toistinrakenne 200 voidaan kiinnittaa suoraan kehysra-kenteeseen, joka kasittaa ainakin tukirakenteen 103, joka on edullisesti puuta. Ikkunan 100 asennustilanteessa tama tukirakenne 103 voi toimia ikkunan 100 karmiruuvin 105 kiinnitysalustana, ja karmiruuvi voidaan kiinnittaa eristemate-riaalista valmistetun toistinrakenteen 200 lapi. Ikkunan kiilaus onnistuu tiivista eristemateriaalia kasittavaa toistinrakennetta 200 vasten. Ikkunan 100 ja toistinrakenteen 200 valiin jaava tilkerako tiivistetaan tavanomaisin keinoin ure-taanivaahdolla, joka ei heikenna toistinrakenteen toimivuutta osana julkisivu-elementtia 101.

Nyt esilla oleva keksinto kasittaa lisaksi myos jarjestelyn betonien halkeamien estamiseksi betonielementin 102 ja toistinrakenteen 200 valisen sauman alu-eella. Vahvike 106 (kuvat 2B ja 2C seka 4A ja 4B) kiinnittaa toistinrakenteen 200 seka sita peittavan pinnoitteen 107 mekaanisesti kestavalla sidoksella kiinni betonielementtiin 102. Vahvike 106 on edullisesti sahkoa johtamaton rappausverkko tai -kangas, joka voi olla valmistettu esimerkiksi nailonista tai lasikuidusta. Vahvikkeen 106 avulla toistinrakenteen 200 avulla voidaan myos toteuttaa erillinen smyygiaihio, joka voidaan rapata osaksi betoniharkoista valmistetun rakennuksen seinaa.

Pienihavioisen kulkureitin toteuttaminen radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 avulla voi edellyttaa radiosignaalille suotuisan pinnoitteen 107 (kuvat 2A ja 2C) kayttamista toistinrakenteen 200 pinnalla. Radiosignaalille suotuisa pin-noite 107 voidaan toteuttaa esimerkiksi kayttamalla ohutta, edullisesti alle 15mm paksua julkisivulevya, korkeapainelaminaattia, komposiittia, keraamia, rappausta, tai muuta julkisivuissa kaytettavaa pintamateriaalia. Pinnoite voidaan toteuttaa myos ohuella betonikerroksella, kun sen paksuus suunnitellaan radiosignaalin kannalta riittavan ohueksi. Radiosignaalille suotuisalla pinnoit-teella 107 varmennetaan tarvittavat metallittomat alueet ja riittavan pienihavi-oinen kulkureitti radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 alueilla.

Raudoitus 108 asennetaan betonielementtiin 102 tavanomaisin menetelmin. Toistinrakenteen 200 asennus betonivalun yhteyteen tapahtuu edullisesti rau-doituksen katkoalueilla, jotka sijaitsevat ainakin ikkuna-ja oviaukkojen yhteydessa. Toistinrakennetta 200 voidaan myos lavistaa raudoituksella 108, tai toistinrakenteen muotoa voidaan tyostaa siten, etta se voidaan asentaa rau-doituksen 108 aukotuksiin.

Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen julkisivuelementin 101 kasittama radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 perustuu sahkomagneettisesta tasoaallosta 301 vastaanotetun sahkomagneettisen energian uudelleensateilyyn useiden pistemaisten aaltolahteiden 303 yhdistelmana, jossa osa tasoaallosta vas-taanotetusta sahkomagneettisesta sateilysta uudelleenohjataan betonielementin saapuvaa sahkomagneettista aaltoa vastakkaiselle puolelle konstruk-tiivista interferenssia hyodyntaen. Julkisivuelementti 101 muodostaa ulkopuo-lelta saapuvasta tasoaallosta 301 rakennuksen sisapuolisessa katvealueessa etenevan koherentin aaltorintaman 302. Naita on havainnollistettu kuvien 3A ja 3B esimerkeissa, jotka esittavat poikkileikkausta julkisivuelementin ja ikkunan liitoskohdan alueelta.

Tavallisesti tukiasemalta rakennuksen ulkovaippaan saapuva sahkomagneettinen signaali voidaan ajatella horisontista saapuvana tasoaaltona, joskin sei-nan ulkopuolella lahiymparistosta aiheutuvat heijastukset voivat muokata signaalin ominaisuuksia. Etenevassa tasoaallossa varahtelevat sahko- ja mag-neettikenttavektorit ovat toisiinsa nahden kohtisuorassa, ja nama varahtelevat etenemissuunnan maarittamassa, ns. Poyntingin vektoriin nahden kohtisuorassa tasossa, jossa sahko-ja magneettikenttien voimakkuuksien suhdetta ku-vataan aaltoimpedanssilla. Kun sahkomagneettinen aalto kohtaa raudoitetun terasbetonielementin, osa aallon energiasta heijastuu takaisin tulosuuntaansa tai muihin suuntiin, ja osa aallon energiasta muuttuu betonissa lammoksi sen dielektristen havioiden vaikutuksesta. Kun julkisivuelementti 101 kasittaa edullisesti horisontista signaalia vastaanottavan antenniryhman, saapuva sahkomagneettinen tasoaalto indusoi antenniryhman sateilyelementteihin 202 yhte-naisen ja samassa vaiheessa varahtelevan virtakuvion. Talloin yksittaiset sa-teilyelementit kayttaytyvat horisontin suunnasta saapuvalle tasoaallolle yhden ison sateilyelementin tavoin.

Toistinrakenne 200 kasittaa myos sateilyelementtien 202 muodostaman antenniryhman, joka uudelleenlahettaa julkisivuelementin 101 ulkopuolelta vas-taanotettua sahkomagneettisia energiaa huonetilan sisapuoliselle katvealu-eelle. Yksittaisessa sateilyelementissa varahtelevat virta-ja sahkokenttakuviot kayttaytyvat pistemaisen sateilylahteen tavoin. Koherentti lahetys useasta toi-siaan vahvistavasta pistemaisesta sateilylahteesta tehostaa sahkomagneettisen signaalin valittamista betonielementin 102 luoman katvealueen sisalle.

Sahkomagneettisen signaalin koherentti vastaanotto ja lahetys jarjestetaan kayttaen julkisivuelementtiin 101 jarjestettya antenniryhmaa, joka kasittaa useita sateilyelementteja 202, jossa lahekkaiset ja edullisesti vertikaalisessa suunnassa ryhmitetyt resonoivat osiot vahvistavat horisontista saapuvaa tuki-asemien signaalia betonielementin 102 ulkopuolisessa tilassa, ja edullisesti vahvistavat sahkomagneettisen signaalin emittoimista betonielementin 102 si- sapuolisessa huonetilassa horisontaalisessa tasossa. Radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 kasittamat sateilyelementit 202 voivat kasittaa yksittaisen polarisaation, tai ne voi olla suunniteltu kasittamaan useampia polarisaatiotasoja. Toistinrakenne 200 voi kasittaa ensimmaisen polarisaation kasittavan elementin 203 seka toisen polarisaation kasittavan elementin 204. Ensimmaisen polarisaation kasittava elementti 203 ja toisen polarisaation kasittava ele-mentti 204 on jarjestetty edullisesti ortogonaalisiksi toisiinsa nahden.

Nyt esilla olevan keksinnon mukainen julkisivuelementti 101 kasittaa ainakin betonielementin 102, eristekerroksen 104, seka betoniin valetun toistinraken-teen 200. Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen julkisivuelementin 101 kasittama radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 perustuu sahkomagneettisesta tasoaallosta 301 vastaanotetun sahkomagneettisen energian uudelleensateilyyn useiden pistemaisten aaltolahteiden 303 yhdistelmana, jossa osa tasoaallosta vastaanotetusta sahkomagneettisesta sateilysta uudelleenohjataan betonielementin saapuvaa sahkomagneettista aaltoa vastakkaiselle puolelle konstruktiivista interferenssia hyodyntaen.

Julkisivuelementti 101 muodostaa seinarakenteen ulkopuolelta saapuvasta tasoaallosta 301 rakennuksen sisapuolisessa katvealueessa etenevan koheren-tin aaltorintaman 302. Edullisesti vertikaaliseen suuntaan asemoitu toistinrakenne 200 luo julkisivuelementin 101 ulkopuolelle vastaanottosektorin 304, joka on horisontaalisessa tasossa tarkasteltuna laaja, ja vertikaalisessa tasossa tarkasteltuna kapeampi kuin horisontaalisessa tasossa tarkasteltuna. Tasoaallon 301 vastaanotto tapahtuu ulkopuolisesta vastanottosektorista 304. Esimerkinomaisesti voidaan mainita, etta toistinrakenteen vastaanottosektorin leveys on edullisesti yli 120° horisontaalitasossa, ja alle 60° vertikaalitasossa, jolloin julkisivuelementin 101 vastaanotto horisontissa sijaitsevilta tukiasemilta tehostuu. Vastaanottosektorin 304 leveyden maksimointi horisontaalitasossa vahentaa tarvetta erillisten antennien suuntimiselle. Toistinrakenne 200 voidaan asentaa myos muissa orientaatioissa, kuin vertikaalisessa suunnassa.

Toistinrakenteen 200 vastaanottaman tasoaallon 301 sahkomagneettinen energia valitetaan edelleen rakennuksen sisatiloihin langattomien laitteiden hyodynnettavaksi. Sahkomagneettisesta tasoaallosta 301 vastaanotetun sah- komagneettisen energian uudelleensateily tapahtuu useiden pistemaisten aaltolahteiden 303 yhdistelmana, jossa osa tasoaallosta vastaanotetusta sahkomagneettisesta sateilysta uudelleenohjataan betonielementin saapuvaa sahkomagneettista aaltoa vastakkaiselle puolelle konstruktiivista interferenssia hyodyntaen. Tama uudelleenohjattu sahkomagneettinen aalto ohjataan lahe-tyssektoriin 305, jonka leveys maksimoituu samankaltaisilla toimenpiteilla, kuin toistinrakenteen 200 ulkopuolisen vastaanottosektorin 304 leventamisessa on esitetty. Koherentti aaltorintama 302 etenee lahetyssektorissa 305 huoneen sisapuolisella katvealueella luoden sinne mahdollisuuden kayttaa langattomia viestintavalineita.

Toistinrakenne 200 voidaan myos sijoittaa etaalle valimatkan 401 (kuva 1) paahan ikkunarakenteesta, jolloin julkisivuelementti 101 kasittaa myos ikku-nattomalla alueella sijaitsevan radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201. Toistinrakenne 200 voidaan toteuttaa myos taysin ikkunattomaan julkisivuele-menttiin.

Nyt esilla olevaa keksintoa ei ole rajoitettu ainoastaan edella esitettyihin suo-ritusmuotoihin, vaan sita voidaan muunnella oheisten suojavaatimusten puit-teissa.

Claims (5)

Suojavaatimukset:

1. Fasadelement (101) som omfattar minst ett betongelement (102) och ett isoleringsskikt (104), kannetecknat av att fasadelementet (101) omfattar vidare en i forbindelse med betongelementet (102) anordnad repeterar-konstruktion (200) med minst en apertur (201) som genomslapper radiosignaler, for mottagning och transmission av radiosignaler fran fasad-elementets (101) ena sida vidare till fasadelementets (101) andra sida.

1. Julkisivuelementti (101), joka kasittaa ainakin betonielementin (102) ja eris-tekerroksen (104), tunnettu siita, etta julkisivuelementti (101) kasittaa lisaksi betonielementin (102) yhteyteen jarjestetyn toistinrakenteen (200), jossa on ainakin yksi radiosignaalia lapaiseva apertuuri (201) radiosignaalien vastaan-ottamiseksi ja edelleen valittamiseksi julkisivuelementin (101) yhdelta puolelta julkisivuelementin (101) toiselle puolelle.

2. Fasadelement (101) enligt skyddskrav 1, kannetecknat av att repeterar-konstruktionen (200) omfattar en av minst tva emitterande element (202) bildad antenngrupp som ar anordnad att motta radiosignaler fran fasadelementets (101) ena sida och att transmittera dem vidare till fasadelementets (101) andra sida for att avlagsna ett skuggomrade som bildats.

2. Suojavaatimuksen 1 mukainen julkisivuelementti (101), tunnettu siita, etta toistinrakenne (200) kasittaa vahintaan kahden sateilyelementin (202) muodostaman antenniryhman, joka on jarjestetty vastaanottamaan radiosignaalia julkisivuelementin (101) ensimmaiselta puolelta ja edelleen valittamaan niita julkisivuelementin (101) toiselle puolelle muodostuneen katvealueen pois-tamiseksi.

3. Fasadelement (101) enligt skyddskrav 1 eller 2, kannetecknat av att fasadelementet (101) omfattar en for radiosignaler gynnsam belaggning (107) pa ytan av repeterarkonstruktionen (200).

3. Suojavaatimuksen 1 tai 2 mukainen julkisivuelementti (101), tunnettu siita, etta julkisivuelementti (101) kasittaa radiosignaalille suotuisan pinnoitteen (107) toistinrakenteen (200) pinnalla.

4. Fasadelement (101) enligt skyddskrav 1, 2 eller 3, kannetecknat av att fasadelementet (101) omfattar en forstarkning (106) i forbindelse med uppsatt-ningen mellan repeterarkonstruktionen (200) och betongelementet (102).

4. Suojavaatimuksen 1, 2, tai 3 mukainen julkisivuelementti (101), tunnettu siita, etta julkisivuelementti (101) kasittaa vahvikkeen (106) toistinrakenteen (200) ja betonielementin (102) valisen kiinnityksen yhteydessa.

5. Jonkin suojavaatimuksen 1-4 mukainen julkisivuelementti (101), tunnettu siita, etta toistinrakenteen (200) materiaalina on kaytetty lampoeristemateri-aalia. Skyddskrav:

5. Fasadelement (101) enligt nagot av skyddskraven 1-4, kannetecknat av att ett varmeisoleringsmaterial ar anvant som material for repeterarkonstruktionen (200).