建築非採光面自然光引導裝置的製作方法

2023-09-16 21:31:10

本發明涉及一種建築非採光面自然光引導裝置。

背景技術：

目前，間距小的高層建築室內、高層天井內或普通建築的室內照明普遍採用人造光源，其中主要是螢光燈和節能燈，人造光源雖然在一定程度上可以節約能源，但是它還是會消耗能源，而且廢棄的螢光燈如果處理不得當，還會對環境造成汙染，為減少人造光源的使用量，使建築物室內照明系統更加節能，採用太陽光作用補充照明是個非常不錯的選擇，利用太陽光照明則成為發展趨勢。

現有部分裝置將太陽光直接應用反光鏡經窗戶反射入室內進行照明，雖然達到了一定的提高室內亮度的目的，但是這樣的裝置的反光鏡要足夠大，因此反光鏡不僅會阻擋人們觀望窗外景觀的視線，影響窗戶的美觀度，還會因為反光鏡強烈反光作用，刺激人眼，使用體驗度不高，很難進行市場推廣。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題，並提供至少後面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種建築非採光面自然光引導裝置，其能夠給室內提供自然光線，提亮樓體陰面窗戶周圍的亮度，但不遮擋窗戶風景，且又不佔用室內空間。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種建築非採光面自然光引導裝置，包括：

採光器，其為一兩端開口的彎折樣筒體結構，彎折樣筒體結構的彎折角度為90-120度，所述採光器的上端開口為橢圓形，且橢圓形的開口呈1.5π～1.8π弧度的弧形結構；多個凸透鏡，其均勻設置在所述採光器的上端開口處，且多個凸透鏡的主光軸在所述採光器內相交於一點a，且點a為多個凸透鏡的實焦點的匯聚點；漫射球，其為一帶有橢圓形的開口的玻璃球體，所述漫射球通過支撐件可拆卸的設置在採光器內，且所述漫射球的開口朝向所述採光器的上端開口方向，使得點a位於所述漫射球內，所述漫射球的內側壁上均勻排列設置多個半圓形玻璃球；投射反光罩，其開口朝向所述採光器的下端並罩設在所述漫射球上，所述漫射球位於所述投射反光罩的底部；長條形開口，其設置在所述投射反光罩上，且設置在所述多個凸透鏡的中心軸線穿透投射反光罩的路徑上；

光引導管，其為一兩端開口的彎折樣管體結構，所述光引導管的一端與所述採光器的下端開口相連通，且所述光引導管內的多個彎折部位分別設置一個反光鏡，將投射反光罩反射的光束自所述光引導管的一端引導至另一端；所述光引導管的內側壁上均勻噴塗有反光塗層；以及

反光組件，其為四塊反光單體首尾相互銜接構成的矩形結構，且反光組件與牆體垂直套設在窗戶的外周上，所述反光組件的反光面相對設置，且反光組件的反光面呈臺階狀結構，臺階狀結構的臺階面與牆體呈2-10°的夾角；其中，任一個反光單體為一不透光的板體結構，任一個反光單體的寬度不超過20cm；所述光引導管的另一端延伸並貫通至其中至少一個反光單體上，且所述光引導管與其連接的反光單體的夾角為非直角；三角支撐，其設置在所述反光組件外周的牆體上，且所述反光組件的外側壁固定在所述三角支撐上。

優選的是，任意反光單體的厚度不超過4cm，相鄰臺階之間的落差為1-4mm，任一個臺階面的寬度為1-3cm。

優選的是，任意反光單體的厚度不超過4cm，相鄰臺階之間的落差為3mm，任一個臺階面的寬度為3cm。

優選的是，所述採光器的彎折樣筒體結構的直徑為8-15cm，所述採光器的橢圓形開口的直徑為40-70cm。

優選的是，所述採光器的彎折樣筒體結構的直徑為10-13cm，所述橢圓形開口的直徑為60-70cm。

優選的是，所述支撐架還包括：至少一個杆體，其一端固定在投射反光罩的內側壁上，所述至少一個杆體的另一端向a點延伸設置；以及

支撐圈，其水平固定在所述杆體的另一端上，且所述支撐圈的直徑r與所述漫射球的直徑r的比例為2:4-5，所述支撐圈為透明玻璃材質。

優選的是，所述支撐圈的直徑r與所述漫射球的直徑r的比例為2:4。

優選的是，還包括：遮雨罩，其為透明的玻璃材質，所述遮雨罩罩設在所述採光器的上方。

優選的是，所述多個凸透鏡為螺紋透鏡。

優選的是，還包括：玻璃膠，其設置在所述支撐圈和所述漫射球相互接觸處。

本發明至少包括以下有益效果：

採光器的上端開口的多個凸透鏡將來自東方、南方、西方、斜上方或者斜下方的的太陽光能進行收集併集中至漫射球處，不需要設置過多複雜的太陽光追蹤器，結構簡單，能夠有效收集太陽光能，成本低；漫射球為圓形球體，其能夠將入射進入的光線經折射和反射後朝向四周擴撒，像燈珠一樣，四散的光線再經投射反光罩集中投射至光引導管內，最終送至反光組件上，由於光引導管與反光單體具有一定的角度，使得進入反光組件內的光線可以不同角度入射後，一部分經多次反射後提亮窗戶周圍的光線強度，同時將剩餘部分光線從不同角度入射入室內，不會過於集中，也不會給室內人員造成光線過強的幹擾；另外，由於反光組件本身與窗戶是垂直的，且尺寸合適，不會遮擋窗外風景。

綜上所述，本方案中提供的建築非採光面自然光引導裝置能夠給室內提供自然光線，提亮樓體陰面窗戶周圍的亮度，但不遮擋窗戶風景，且又不佔用室內空間。

本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明所述的採光器的縱剖結構示意圖；

圖2為本發明所述的圖1中的b部分的所述採光器的剖面結構示意圖；

圖3為本發明所述的反光組件的剖面結構示意圖；

圖4為本發明所述的建築非採光面自然光引導裝置的裝配示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

應當理解，本文所使用的諸如「具有」、「包含」以及「包括」術語並不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1～4所示，本發明提供一種建築非採光面自然光引導裝置，包括：

採光器100，其為一兩端開口的彎折樣筒體結構，彎折樣筒體結構的彎折角度為90-120度，所述採光器的上端開口101為橢圓形，且橢圓形的開口呈1.5π～1.8π弧度的弧形結構；多個凸透鏡102，其均勻設置在所述採光器的上端開口處，且多個凸透鏡的主光軸在所述採光器內相交於一點a，且點a為多個凸透鏡的實焦點的匯聚點；漫射球100，其為一帶有橢圓形的開口的玻璃球體，所述漫射球通過支撐件可拆卸的設置在採光器內，且所述漫射球的開口朝向所述採光器的上端開口方向，使得點a位於所述漫射球內，所述漫射球的內側壁上均勻排列設置多個半圓形玻璃球；投射反光罩104，其開口朝向所述採光器的下端並罩設在所述漫射球上，所述漫射球位於所述投射反光罩的底部；長條形開口105，其設置在所述投射反光罩上，且設置在所述多個凸透鏡的中心軸線穿透投射反光罩的路徑上；光引導管200，其為一兩端開口的彎折樣管體結構，所述光引導管的一端與所述採光器的下端開口106相連通，且所述光引導管內的多個彎折部位分別設置一個反光鏡，將投射反光罩反射的光束自所述光引導管的一端引導至另一端；所述光引導管的內側壁上均勻噴塗有反光塗層；以及反光組件300，其為四塊反光單體首尾相互銜接構成的矩形結構，且反光組件與牆體垂直套設在窗戶400的外周上，所述反光組件的反光面相對設置，且反光組件的反光面呈臺階狀結構，臺階狀結構的臺階面與牆體呈2-10°的夾角；其中，任一個反光單體為一不透光的板體結構，任一個反光單體的寬度不超過20cm；所述光引導管的另一端延伸並貫通至其中至少一個反光單體上，且所述光引導管與其連接的反光單體的夾角為非直角；三角支撐，其設置在所述反光組件外周的牆體上，且所述反光組件的外側壁固定在所述三角支撐上。

在本方案中，採光器的上端開口的多個凸透鏡將來自東方、南方、西方、斜上方或者斜下方的的太陽光能進行收集併集中至漫射球處，不需要設置過多複雜的太陽光追蹤器，結構簡單，能夠有效收集太陽光能，成本低；漫射球為圓形球體，其能夠將入射進入的光線經折射和反射後朝向四周擴撒，像燈珠一樣，四散的光線再經投射反光罩集中投射至光引導管內，最終送至反光組件上，由於光引導管與反光單體具有一定的角度，使得進入反光組件內的光線可以不同角度入射後，一部分經多次反射後提亮窗戶周圍的光線強度，同時將剩餘部分光線從不同角度入射入室內，不會過於集中，也不會給室內人員造成光線過強的幹擾；另外，由於反光組件本身與窗戶是垂直的，且尺寸合適，不會遮擋窗外風景。

如圖3所示，一個優選方案中，任意反光單體的厚度不超過4cm，相鄰臺階之間的落差為1-4mm，任一個臺階面的寬度為1-3cm。本方案中，反光單體的反光面呈臺階狀分布，且相鄰臺階之間的落差較小，比如：1mm、2mm、3mm或者4mm，使得整個反光單體上分布的臺階狀結構不會過高，比如：1cm、2cm或3cm，保證主要的兩路光線的折射分布範圍，並且也能夠保證反光單體的厚度也不會過厚，過重，便於安裝。

如圖3所示，一個優選方案中，任意反光單體的厚度不超過4cm，相鄰臺階之間的落差為3mm，任一個臺階面的寬度為3cm。

如圖1所示，一個優選方案中，所述採光器的彎折樣筒體結構的直徑為8-15cm，所述採光器的橢圓形開口的直徑為40-70cm。本方案中，採光器的直徑不易過粗，否則會增加高層住宅對多個窗戶的裝配難度。反光單體的反光面呈臺階狀分布，且相鄰臺階之間的落差較小，比如：1mm、2mm、3mm或者4mm，使得整個反光單體上分布的臺階狀結構不會過高，比如：1cm、2cm或3cm，保證主要的兩路光線的折射分布範圍，並且也能夠保證反光單體的厚度也不會過厚，過重，便於安裝。

如圖1所示，一個優選方案中，所述採光器的彎折樣筒體結構的直徑為10-13cm，所述橢圓形開口的直徑為60-70cm。橢圓形的開口能夠將多個方向射入的太陽光線進行有效收集，也不用安裝過多複雜的輔助捕捉或追蹤太陽光的裝置，結構簡單，成本低，且在設置尺寸上，採光器的橢圓形開口與彎折樣筒體結構的直徑有一定的落差，在保證有效收集光能的同時，又不會過多佔用空間，也能做到將匯聚的太陽光有效引導傳輸。因此，採光器的彎折樣筒體結構的直徑可以設置為10cm、11cm、12cm或13cm。而橢圓形開口的直徑其實質是隨橢圓形開口的弧度呈弧形，因此，其長度會更長於直線形的直徑，設置為60cm、63cm、65cm或70cm等。

一個優選方案中，所述支撐架還包括：至少一個杆體，其一端固定在投射反光罩的內側壁上，所述至少一個杆體的另一端向a點延伸設置；以及

支撐圈，其水平固定在所述杆體的另一端上，且所述支撐圈的直徑r與所述漫射球的直徑r的比例為2:4-5，所述支撐圈為透明玻璃材質。至少一個杆體和支撐圈將漫射球固定在投射反光罩內底部，並且支撐圈主要用於託舉住漫射球的底部，因此，其直徑要小於漫射球的直徑，並且其直徑不能等於漫射球的直徑，否則會卡入漫射球的開口內，不方便拆卸和安裝；另外玻璃材質的杆體和支撐圈不會遮擋光線的折射或者散射。

一個優選方案中，所述支撐圈的直徑r與所述漫射球的直徑r的比例為2:4。

一個優選方案中，還包括：遮雨罩500，其為透明的玻璃材質，所述遮雨罩罩設在所述採光器的上方。設置遮雨罩，儘量避免雨水散落在採光器的多個凸透鏡上，形成水痕，進而影響凸透鏡的聚光效果。

一個優選方案中，所述多個凸透鏡為螺紋透鏡。

一個優選方案中，還包括：玻璃膠，其設置在所述支撐圈和所述漫射球相互接觸處。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。