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CN106678732A - 一种侧向采光装置及侧向采光的方法 - Google Patents

一种侧向采光装置及侧向采光的方法 Download PDF

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CN106678732A CN201611215975.1A CN201611215975A CN106678732A CN 106678732 A CN106678732 A CN 106678732A CN 201611215975 A CN201611215975 A CN 201611215975A CN 106678732 A CN106678732 A CN 106678732A
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light pipe
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刘敬伟
王庆江
宋凌辉
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Xiamen City Yapha Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种侧向采光装置及侧向采光的方法，包括集光组件、导光管和漫射器，所述集光组件设置在导光管的入光端，漫射器设置在导光管的出光端，其特征在于：所述集光组件包括接头管和集光板，所述导光管、接头管均为管道结构，所述接头管的一端为连接导光管的管道连接结构，另一端为固定集光板的集光板固定结构，所述导光管的入光端通过接头管连接集光板，所述导光管和接头管的管道内壁上均设置有高反射率材料，所述导光管通过安装不同的接头管来实现不同角度的采光，该采光装置可以用在多层建筑较低的楼层上；本发明还提供了一种自然光导入照明侧向采光的方法。

Description

一种侧向采光装置及侧向采光的方法
技术领域
本发明涉及一种采光设备，尤其是涉及一种侧向采光装置。
背景技术
光导日光照明系统是近年来较为提倡的一种无电照明系统，采用这种系统的建筑在白天可以直接利用太阳光进行室内照明。其基本原理是，通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，再经过具有高反射率的导光管传输后由底部的漫射装置把自然光均匀高效的照射到需要光线的地方，从黎明到黄昏，甚至阴天，导光管日光照明系统导入室内的光线仍然很充足,具有节能、健康、安全和环保等显著优点。
目前市面上现有技术的光导照明系统一般都是将集光罩安装在楼顶或者地面上，再通过导光管与弯管结合把光线导入到任何需要光线的地方，但是每增加一个弯管，光强将会减小6%左右，而传输至室内的光通量与采集的光通量相关，因此光导照明适合应用于短距离光线传输，比较适用于顶部一层或二层建筑内使用，只能解决多层大进深建筑结构顶层的日光照明要求，不适合用在多层建筑较低的楼层里。
另外现有的光导照明系统的集光板都是直接的安装在光导管上，集光板的放置方向为水平方向，不能根据实际的使用情况来调整集光板的横向和纵向角度，因此并不适用于侧向采光的情形。
发明内容
本发明旨在提供一种侧向采光装置及侧向采光的方法，以解决现有光导照明系统无法用于多层建筑较低的楼层的问题。
具体方案如下：
一种侧向采光装置，包括集光组件、导光管和漫射器，所述集光组件设置在导光管的入光端，漫射器设置在导光管的出光端，所述集光组件包括接头管和集光板，所述导光管、接头管均为管道结构，所述接头管的一端为连接导光管的管道连接结构，另一端为固定集光板的集光板固定结构，所述导光管的入光端通过接头管连接集光板，所述导光管和接头管的管道内壁上均设置有高反射率材料，所述导光管通过安装不同的接头管来实现不同角度的采光。
优选的，所述接头管的管道连接结构为弯管结构或直管结构。
优选的，所述所述导光管和接头管的管道结构均为扁平式的管道结构。
优选的，所述接头管的集光板固定结构为楔形结构、梯形结构和平面结构中的一种。
优选的，所述接头管上还套接有固定环，所述集光板安装在该固定环上。
优选的，所述集光板倾斜的安装接头管上。
优选的，所述集光板上设置有一体成型的菲涅尔型齿状折光结构。
本发明还提供了一种自然光导入照明侧向采光的方法，所述方法包括：采用上述的侧向采光装置，将导光管从建筑侧向墙面通入室内，并通过漫射器照射到室内，根据散光采集和直射光采集的需要、空间限制以及太阳早晚的运动轨迹，选配相应的接头管。
优选的，在同一建筑上安装多套侧向采光装置，多套侧向采光装置上的接头管为同一结构的接头管或者多种结构的接头管。
本发明提供的一种侧向采光装置及侧向采光的方法，与现有技术相比较，具有以下有益效果：
1、本发明提供的侧向采光装置可根据太阳早晚运行轨迹、空间、光线强弱等需求选配所需的集光组件，从而实现最大程度的采光或全天均衡的照明。
2、本发明提供的侧向采光装置的导光管和接头管采用扁平式管道，扁平形状使其在保证与圆形相同或更大横截面积情况下具有较小的楼层高度占比，能适用于楼层隔板上方，如中央空调或通风管道一样布置，使多层建筑内较低的楼层也能应用安装光导照明系统提供舒适的日光照明。
3、本发明提供的侧向采光装置的集光板设置有一体成型的菲涅尔型齿状折光结构，使光线更多的进入导光管内，防止部分时间段的光线直接穿过集光组件或反射出集光组件。
4、本发明提供的侧向采光的方法利用侧向采光装置，从建筑侧向墙面通入室内，能适用于楼层隔板上方，如中央空调或通风管道一样布置，可以用于多层建筑较低的楼层，适用性广。
附图说明
图1示出了实施例1中侧向采光装置的示意图。
图2示出了实施例1中集光组件的第一种结构的示意图。
图3示出了实施例1中集光板上的菲涅尔型齿状折光结构的示意图。
图4示出了实施例1中集光组件的第二种结构的示意图。
图5示出了实施例1中集光组件的第三种结构的示意图。
图6示出了实施例1中集光组件的第四种结构的示意图。
图7示出了实施例1中集光组件的第四种结构与0度直管安装示意图。
图8示出了实施例1中90度弯管沿接头管宽度方向的太阳轨迹光线传输的示意图。
图9示出了实施例1中90度弯管沿接头管长度方向的太阳轨迹光线传输的示意图。
图10示出了实施例1中0度弯管沿接头管宽度方向的太阳轨迹光线传输的示意图。
图11示出了实施例1中0度弯管沿接头管长度方向的太阳轨迹光线传输的示意图。
图12示出了实施例2中自然光导入照明侧向采光方法示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
如图1-图2所示，本发明提供的一种侧向采光装置，包括集光组件10、导光管20和漫射器30，所述集光组件10设置在导光管20的入光端，漫射器30设置在导光管20的出光端，自然光通过集光组件10的采集作用，通过导光管20传输至室内，再通过漫射器30照射到室内需要照明的地方。集光组件10包括接头管12和集光板14，所述接头管12的一端为连接导光管20的管道连接结构，另一端为固定集光板14的集光板固定结构，所述导光管20的入光端通过接头管12连接集光板14，所述导光管20、接头管12均为扁平式的管道结构，内壁均设置有高反射率材料，所述导光管20通过安装不同的接头管12来实现不同角度的采光。
图1和图2中示出的导光管20、接头管12为扁平式的管道结构，但并不限定于此，也可以是圆形、椭圆形、方形等其它的管道结构，但扁平式的管道结构使其在保证与圆形相同或更大的横截面积情况下具有较小的楼层高度占比，能适用于楼层隔板上方，如中央空调或通风管道一样布置，适应性更广，因此优选扁平式的管道结构。管道内设置有高反射率材料，高反射率材料可以是具有高反射率的贴膜或者直接在管道内壁上喷镀高反射率的反射膜或者直接对管道的内壁进行抛光，使其具有高反射率。
参考图2，所述接头管12的管道连接结构为弯管结构或直管结构。在侧向采光时，采用90度弯管结构具有较佳的采集正午直射光的能力，提供较强的室内照明效果；采用0度直管结构具有较佳的采集早晚斜射光能力，且无弯管传输损耗，提供早上至晚上均衡的照明效果；也可根据太阳早晚运行轨迹、空间、光线强弱等特定需求采用0-90度内任意角度管道,进而最大程度的进行采光。
参考图3集光板上设置有一体成型的菲涅尔型齿状折光结构，菲涅尔型齿状折光结构能改变照射在集光板上光线的光路，使光线更多的进入导光管20内，防止部分时间段的光线直接穿过集光组件10或反射出集光组件10。集光板14优选采用高透光率、抗紫外线的透明材料，比如PC、亚克力等材料。
参考图1和图2，所述接头管12上还套接有固定环16，使接头管12结构稳定不变形。所述集光板14安装在该固定环16上，并且集光板14倾斜的安装在接头管12的集光板固定结构上，以避免水平放置容易产生的积灰积水等问题，而且还可以增加采光面积。
集光组件10根据太阳早晚的运行轨迹，具有多种结构，使用者可以根据安装现场和需求进行选择，其结构包括如下几种方式，以下结构都是以接头管和导光管为矩形的例说明，但并不限定于此，可以根据不同的形状进行对应的调整。
图2示出了集光组件10的第一种结构，其接头管12的集光板固定结构一端设有沿扁平管道长度方向（图2中箭头A方向）和宽度方向（图2中箭头B方向）两个方向倾斜的楔形结构,所述集光板14呈“人”字型布设在该接头管12上。该结构的集光组件10适用于任意方向的太阳早晚运行轨迹，使直射光大多时间均能小角度的照射在集光板14上，使用场合较广。
图4示出了集光组件10的第二种结构，所述接头管12的集光板固定结构一端设有仅沿扁平管道宽度方向（图4中箭头B方向）倾斜的梯形结构，所述集光板14倾斜的布设在该接头管12上。该结构的集光组件10适用于太阳早晚运行轨迹沿接头管12宽度方向移动的场景，针对性的方向放置能达到最佳的阳光采集效果。
图5示出了集光组件10的第三种结构，所述接头管12的集光板固定结构一端设有仅接头管长度方向（图5中箭头A方向）倾斜的梯形结构，所述集光板14呈“人”字型对称的布设在该接头管12上。该结构的集光组件适用于太阳早晚运行轨迹沿接头管12长度方向移动的场景，针对性的方向放置能达到最佳的阳光采集效果。
图6示出了集光组件10的第四种结构，所述接头管12的集光板固定结构一端为不做特定方向倾斜的平面结构，所述集光板14呈“一”字型布设在该接头管12上。参考图7，该结构的集光组件10适用于对户外安装空间有一定限制的场所上，特别的当接头管12的管道连接结构为0度直管结构时能达到与墙面平齐的效果，美观且不占用户外空间，不影响建筑外观。
上述的集光组件10的集光板14的安装角度都不是和水平方向平行，具有一定的倾斜角度，因此能够减小积灰，提高采光效果。
参考图8-图11，其中图8示出的是90度弯管沿接头管宽度方向的太阳轨迹光线传输的示意图；图9示出的是 90度弯管沿接头管长度方向的太阳轨迹光线传输的示意图；图10示出的是0度弯管沿接头管宽度方向的太阳轨迹光线传输的示意图；图11示出的是0度弯管沿接头管长度方向的太阳轨迹光线传输的示意图。
以上所述的4种集光组件结构为较优选的结构，还可以在其基础上进行改变，如改变其倾斜的角度或者集光板的铺设方向和角度。
实施例2
本发明还提供了一种自然光导入照明侧向采光的方法，参考图12，所述方法包括：采用实施例1中描述的侧向采光装置，将导光管从建筑侧向墙面通入室内，并通过漫射器照射到室内，根据散射光采集和直射光采集的需要、空间限制以及太阳早晚的运动轨迹，选配相应的接头管。
参考图12，在同一建筑上采用的侧向采光装置可以是实施例中1的侧向采光装置中的一种或者几种的组合，集光组件的结构可以是同一结构，也可以是多种采用不同的采光组件结构的侧向采光装置的组合。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种侧向采光装置，包括集光组件、导光管和漫射器，所述集光组件设置在导光管的入光端，漫射器设置在导光管的出光端，其特征在于：所述集光组件包括接头管和集光板，所述导光管、接头管均为管道结构，所述接头管的一端为连接导光管的管道连接结构，另一端为固定集光板的集光板固定结构，所述导光管的入光端通过接头管连接集光板，所述导光管和接头管的管道内壁上均设置有高反射率材料，所述导光管通过安装不同的接头管来实现不同角度的采光。
2.根据权利要求1所述的一种侧向采光装置，其特征在于：所述接头管的管道连接结构为弯管结构或直管结构。
3.根据权利要求1所述的一种侧向采光装置，其特征在于：所述所述导光管和接头管的管道结构均为扁平式的管道结构。
4.根据权利要求1所述的一种侧向采光装置，其特征在于：所述接头管的集光板固定结构为楔形结构、梯形结构和平面结构中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种侧向采光装置，其特征在于：所述接头管上还套接有固定环，所述集光板安装在该固定环上。
6.根据权利要求1所述的一种侧向采光装置，其特征在于：所述集光板倾斜的安装在接头管上。
7.根据权利要求1所述的一种侧向采光装置，其特征在于：所述集光板上设置有一体成型的菲涅尔型齿状折光结构。
8.一种自然光导入照明侧向采光的方法，其特征在于：所述方法包括：采用权利要求1-7任一所述的侧向采光装置，将导光管从建筑侧向墙面通入室内，并通过漫射器照射到室内，根据散射光采集和直射光采集的需要、空间限制以及太阳早晚的运动轨迹，选配相应的接头管。
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