CN103388436B - 按需调整辐射热流向的采光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按需调整辐射热流向的采光装置，不仅继承了多层透明材料间隔空气层结构的绝热效果，而且通过安装高吸红外光玻璃吸收尽可能多的辐射热，并通过设置空气通道人工干预辐射热的流向，从而可以在获得相同舒适度的前提下减少空调功耗。本采光装置还具有装卸方便、可以进行不同级别清洗保养以保持其高透光性等特点。

Description

按需调整辐射热流向的采光装置

技术领域

本发明属于建筑自然采光装置技术领域，尤其是涉及一种可方便用户根据对阳光致热的不同态度进行调整以降低空调成本的透明材料选用与布置方法。

背景技术

自然采光装置使用的透明材料（一般是玻璃）导热系数较高，其厚度则因重量与成本原因很难增加，因此单层透光玻璃板的单位面积导热系数很高，在室内外温差较大时传统单层自然采光装置上发生的热传导会大大降低用户的舒适度，往往为保持舒适度需付出能耗和空调成本。为了降低室内外温差在自然采光装置中造成的传热，利用空气导热系数极低的特点，在自然采光装置中大量使用双层甚至三层透明材料间隔空气层的方式代替传统的单层玻璃，也出现了使用更多层透明材料间隔空气层的设计及承载这些设计的专利。

但这些设计均将目光局限在降低透光部位的单位面积导热系数上，未考虑自然采光的主要光源（太阳）的辐射热对舒适度的影响。专利CN201605952U以特有的结构使用阳光作为其空调换气窗的换气动力。但该专利由于原理所限，利用太阳辐射热进行换气的同时必然导致冬季室内较高温度的气体从房屋其它缝隙排出和夏季室外较高温度的气体从房屋其它缝隙进入，因此在换气量存在原理上限的同时，降低空调能耗的效果也有限，并且无阳光照射时几乎无法实现换气；尽管其为三层玻璃设计了用于抽出清洗的滑槽，但抽出过程仍不便操作。

阳光的主要能量存在于三类光谱中，产生照明作用的可见光占总能量的比例约42%，可见光产生的辐射热，在使用阳光照明时必须一并接受。辐射热的主要来源除可见光外还有占总能量比例46%以上的红外光。红外光对人们感受到的亮度没有影响，但感受到的辐射热则会有很大不同。

人们在一般活动时都更喜欢太阳光来照明，但对伴随太阳光的太阳辐射热的态度是随情况而变化的：室温较低时人们希望尽可能地在获得采光的同时获得辐射热，而室温较高时人们宁可牺牲自然采光（遮蔽阳光而采用人工照明设备并为此消耗能源）也要减少输入室内的辐射热。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足而提供一种能按需调整辐射热流向的采光装置，继承了多层透明材料间隔空气层结构的绝热效果，并且可以人工干预到达本采光装置的辐射热流去向，从而可以在获得相同舒适度前提下减少空调功耗。本采光装置还具有拆卸方便，可以通过不同等级的清洗保持其透光度。

本发明的目的是这样实现的：一种自然采光装置，其特征是使用三层玻璃间隔空气层降低一般情况下的单位面积导热系数。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的玻璃更换为其它对可见光具有较高透过率的材料。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的玻璃使用更多的层数并辅以相应的结构以进一步降低单位面积导热系数。

为了进一步实现本发明的目的，所述的采光装置中除内外表面玻璃外的任意一层使用对太阳红外光谱和常温物体黑体辐射的远红外光谱具有尽可能高吸收率的种类，或在该层玻璃表面使用可满足以上光谱特性的涂覆方式加以处理，对该层玻璃紫外光谱的吸收率没有特殊要求。

为了进一步实现本发明的目的，所述的采光装置中除高吸红外光玻璃外的其它层玻璃使用吸收太阳红外光谱和远红外光谱尽可能低的种类，并保持对可见光的高透光性而没有其它特殊光谱特性要求。

为了进一步实现本发明的目的，所述的高吸红外光玻璃需要阻碍空气穿过其流动，其与外框间的缝隙也由其它辅助手段实现气密。

为了进一步实现本发明的目的，所述的其它层玻璃上下两端设有可从所述采光装置外部通达所述高吸红外光玻璃相应侧的空气通道。

为了进一步实现本发明的目的，所述的空气通道中设置可拆下单独清洗的微尘过滤装置。

为了进一步实现本发明的目的，所述的空气通道配有合适的堵塞物，以在需要的时候阻止空气经过这些通道流动。

为了进一步实现本发明的目的，所述的各层玻璃间的空气对流只能通过所述的设定的空气通道进行，而不能不受控制地通过其它部位。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的所有玻璃都采用可与外框沿玻璃法向分离的结构安装。

为了进一步实现本发明的目的，可以是任意一层玻璃与外框为固定连接，而其它层玻璃采用上述可分离结构安装于外框中。

为了进一步实现本发明的目的，在使用三层以上玻璃的结构中，所述的高吸红外光玻璃两侧玻璃可以作为装配组件对待。

为了进一步实现本发明的目的，所述的采光装置内、外表层玻璃由各自外侧可松开的紧固件固定在外框内，两侧玻璃分别从两侧装卸。

为了进一步实现本发明的目的，所述的采光装置中所有玻璃的装卸可仅依靠内表层玻璃外侧可松开的紧固件进行，以利于某些场所进行单侧操作。

为了进一步实现本发明的目的，所述的外框应采用断桥结构减少经外框发生的热传导。

本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：1本发明通过使用高吸红外光玻璃吸收阳光中红外谱带携带的热能，同时也能吸收常温物体以黑体辐射形式发出的远红外谱带热能，在没有阳光照射时也能获得可使用的能源。2本发明通过使用高吸红外光玻璃两侧可控的空气对流通道，可以实现对上述能源的灵活分配，在室内需要时对外以截断通道形式减少热损失、并将热能通过内侧通道导入室内，而在室内热能富余时对内以截断通道形式减少热量进入、并将热能通过外侧通道导出到室外。3高吸红外光玻璃能够截获环境中常温物体的远红外辐射能，大大降低了除太阳这一短波光源外其它物体长波辐射通过采光装置进行内外辐射换热的实际面积，并且将这种辐射热置为可支配的形式，从而大大降低了一般长波辐射造成的加热或散热对室温调节的不利影响。4通过设置可拆下单独清洗的微尘过滤装置，减少了空气中悬浮物对装置内部表面的污染，一般只需要清洗外部表面即可恢复透光性能，而各层玻璃（组件）的法向分离设计，使得在必要时可以方便地触及有空气流过的所有暴露表面，包括对高吸红外光玻璃进行技术保养和升级，并且本发明在拆卸到外框中只剩一层玻璃的状态时，可使用现在市场上很常见的磁性玻璃擦从一侧对剩下的这层玻璃两面进行清理，此时仍可在很大程度上阻挡室内外空气直接流通，减少不希望的换气。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明所述采光装置的原理图。图中1.断桥结构的外框，2.内外表层玻璃，3. 高吸红外光玻璃，4. 微尘过滤装置，5.空气通道堵塞物，6.密封隔离圈，7.表层玻璃外侧可松开的紧固件。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，内外表层玻璃上预留了通孔并塞入微尘过滤装置尽量减少空气中非气态污染物的通过，而高吸红外光玻璃为完整的一块，在外框内通过结构和隔离圈依次安装高吸红外光玻璃和表层玻璃并保持其与外框接触部位的密封。假设左侧为室内而右侧为室外，则在需要室内温度低于室外时将左侧上下的堵塞物塞上（此时右侧的空气通道敞开），或在需要室内温度高于室外时将右侧上下的堵塞物塞上（此时左侧的空气通道敞开），即可降低相应的空调功率，甚至可能靠这种疏导自然辐射热的方式在一段时间后达到目的。

在发现微尘过滤装置发生较为明显的堵塞时，可将其从表层玻璃的通孔中取出单独清洗；而在发现采光装置内部存在较多影响采光的污染物时，只需要松开表层玻璃外侧的紧固件即可将表层玻璃取下对需要的部位进行清洗。

实施例2，如图2所示，与实施例1最大的不同是外框一侧（实施例中为右侧）设置了阻挡凸边，该侧的紧固件也被拆除而只保留左侧的紧固件，各层玻璃均可从左侧进行装卸，其它使用方式均与实施例1相同。

Claims (1)

1.按需调整辐射热流向的采光装置，包括断桥结构的外框（1）、内外表层玻璃（2）、高吸红外光玻璃（3）、微尘过滤装置（4）、空气通道堵塞物（5）、密封隔离圈（6）、表层玻璃外侧可松开的紧固件（7），其特征是：内外表层玻璃（2）和高吸红外光玻璃（3）采用的是对太阳红外辐射和常温物体远红外辐射具有不同吸收特性的透明材料，内外表层玻璃（2）上设有安装微尘过滤装置（4）的空气通道，各层玻璃安装在断桥结构的外框（1）上后空气不能经高吸红外光玻璃（3）从装置的一侧流动到另外一侧，仅可以分别在高吸红外光玻璃（3）的两侧经装有微尘过滤装置（4）的空气通道流入再流出，该空气通道可由人工干预是否打开；内外表层玻璃（2）由表层玻璃外侧可松开的紧固件（7）固定在断桥结构的外框（1）上；各层玻璃均以法向方式在断桥结构的外框（1）上完成装卸操作。