CN103669800B - 节能采光通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种节能采光通风系统，包括预先建造在建筑物中间的通风井，所述通风井贯通建筑物的楼顶至地下室，在通风井的上通风口处设置采光系统；所述采光系统包括聚光体和导光体，所述聚光体的下部连接导光体，导光体下端连通所述上通风口，所述导光体将聚光体聚成的强光导射到通风井内，进而照射到建筑物的每层楼的房间内。本发明能使方形、圆形、长方形等任何形状建筑的所有房间及网点地下车库，都能受到阳光照射和自然通风，节约大量电能等能源，效果明显，适合所有地上和地下建筑。

Description

节能采光通风系统

技术领域

本发明涉及一种应用在建筑上的节能采光通风系统。

背景技术

现在土地越来越珍贵，传统的板楼南北通透，土地利用率低，于是方形、长方形、圆形等建筑越来越多，如写字楼、酒店、商场、住宅公寓等，由于只有东西南三面能晒到阳光，北面永远无阳光，网点和地下车库也不见光，而且不通风，空气不流通，不利于人们生活办公等，同一座建筑售价差别很大，还因无阳光造成阴暗、湿冷、需消耗电能水暖等，因此如何解决上述问题是个非常必要的课题。

发明内容

本发明的目的在于解决目前建筑物北面房间阳光无法照射到、而且空气不流通的缺陷，而提供一种节能采光通风系统，同时还可以解决其他方向的房间阳光不易照射的问题，即采用本发明后，可使得建筑物的所有房间全天采光，从日出到日落，从月出到月落，并使容积率高到极限，如本来要建多个建筑的同一块地，使用本发明，可建成一个大型的整体建筑，且每户的每一个房间（包括厕所、厨房等），都能采光通风，节约大量的土地和能源，防震，舒适。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种节能采光通风系统，包括预先建造在建筑物中间的通风井，所述通风井贯通建筑物的楼顶至地下室，在通风井的上通风口处设置采光系统；所述采光系统包括聚光体和导光体，所述聚光体的下部连接导光体，导光体下端连通所述上通风口，所述导光体将聚光体聚成的强光导射到通风井内，进而照射到建筑物的每层楼的房间内。聚光体为圆凸形玻璃，其原理和放大镜一样，将阳光聚成强光。通风井和导光体的横截面形状相同，可为方形、圆形或其他形状。

如上所述节能采光通风系统，所述聚光体的顶面背部一侧设有凹镜。凹镜将阳光或月光反射到聚光体上，增大光的强度。

如上所述节能采光通风系统，所述凹镜设有使其自动跟踪太阳和月亮的转动装置。

如上所述节能采光通风系统，所述通风井的上通风口大于所述导光体的外围尺寸，便于房间内的空气由导光体和通风口之间的间隙通过。

如上所述节能采光通风系统，所述聚光体和凹镜的下部设置固定架，通过该固定架固定在楼顶面上，固定架上设有一圈围挡，底部与楼顶连接密封，用于阻挡雨水灰尘等进入通风井内，

如上所述节能采光通风系统，在通风井的下通风口处设置漫射器；所述漫射器采用散光玻璃。通风口设有空气过滤器，不论地下有几层，都可送光通风。

如上所述节能采光通风系统，所述聚光体表面上设有防紫外线涂层。

如上所述节能采光通风系统，建筑物的每个需要采光的房间窗户上设置节能玻璃，所述通风井的宽度大于楼层数与节能玻璃厚度之积，节能玻璃上设置抽风口，抽风口处设置过滤器及风量调节装置。

如上所述节能采光通风系统，所述聚光体的下部设有固定托，所述聚光体的四周边缘设有挡水边，所述挡水边与固定托为整体结构，固定托与导光体接缝处用胶密封。固定托和聚光体、导光体相适配，用于托住固定聚光体和导光体，同时起到密封不透光的作用，可用不锈钢制成。

如上所述节能采光通风系统，所述聚光体和导光体为整体玻璃制造而成。

如上所述节能采光通风系统，所述聚光体和导光体为分体结构。导光体为实心结构，用于导光，聚光体为分体结构，其上部为圆形玻璃罩，下部是带有凹槽的圆形杯状结构，合为一体用胶密封。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明能使方形、圆形、长方形等任何形状建筑的所有房间及网点地下车库，都能受到阳光照射和自然通风，节约大量电能等能源，效果明显，适合所有地上和地下建筑，一座建筑可根据需要使用一个或多个本发明通风井。

附图说明

图1是建筑物楼顶的俯视图；

图2是采光系统中的聚光体以及凹镜的结构示意图；

图3是采光系统的结构剖视图；

图4是建筑物纵向剖视图；

图5是节能玻璃结构示意图；

图6是节能玻璃推开后的示意图；

图7是采光系统中的聚光体以及凹镜的结构示意图（凹镜设有转动装置）。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明主要是针对有建筑物的北面房间阳光不能照射、通风条件差的缺陷，设计了一种采光系统，在建筑物的中间设置通风井，通风井的上部设置用于采光的聚光体和导光体，进而将聚光体聚成的强光导射到通风井内，建筑物的每一层楼的窗户上设置节能玻璃，通过该节能玻璃将阳光导射到每个房间，同时在节能玻璃上设置通风口，实现房间的通风换气。

参考图1-4所述，这里以十层楼的建筑物为例，在该建筑物中间设置贯通楼顶3至地下室4的通风井1，通风井1为方形柱状，在通风井1的上通风口11处设置采光系统2，采光系统2包括聚光体21和导光体22，聚光体21的下部连接导光体22，导光体22也为方形柱状，导光体22下端连通上通风口11，导光体22将聚光体21聚成的强光导射到通风井1内，进而照射到建筑物的每层楼的房间内。

为了增强光强度，聚光体21的顶面背部一侧设有凹镜23。凹镜23将阳光或月光反射到聚光体21上。冬天阳光低时凹镜23反射阳光，使聚光体21的背光面受光，增强光度；夏天阳光高照不到它，所以不工作不会使光过强，到了夜间聚光体21把月光聚成强月光，凹镜23将月光反射到聚光体21背光面，增强光度。

如图7所示，凹镜23还可以根据需要，设有推动其转动的装置，使凹镜可自动跟踪太阳或月亮，增强光度。

在凹镜下部的固定架上设有一圈导轨71，凹镜长度是导轨的二分之一，可180°运动反光。在导轨的南侧设置止点74，凹镜的两端位置分别设置电机72、73，导轨上设有内侧轮齿75；

凹镜转动180°要十二小时，早晨电机72在止点74的左面，电机73经变速或定时以极慢的速度带动齿轮与内侧轮齿75啮合传动，从而带动凹镜转动，随着太阳升起向西运动，凹镜顺时针与其同步为聚光体背光面反射阳光，12小时天黑时电机73到达止点74的右面停止工作，同时电机72开始工作，逆时针推动凹镜转动，为聚光体背光面反射月光，12小时天亮时到达止点74的左面，停止工作，再由电机73工作，每天如此。

安装本发明的楼顶高，阳光风能都很足，可在楼顶安装一套或多套光能风能发电设备，保证凹镜工作用电，还可将多余的电供建筑它用。止点74可根据不同地区的日出时间及光照角度强度调换位置，如换到别的方向凹镜不与太阳同步减少反光或遮挡阳光，使采光井的光线不会过强过热，

如图3所示，通风井1的上通风口11大于导光体22的外围尺寸，也大于通风井1的内部尺寸。导光体22的外围尺寸小于通风井1的上通风口11，便于通风井内上升的空气由导光体22和上通风口11之间的间隙排出。如图3两个实线箭头所示，图3中的两个虚线箭头是示意阳光或月光垂直向下射入通风井内。

如图2和3所示，聚光体21和凹镜23的下部设置固定架24，通过该固定架24固定在楼顶3顶面上。固定架24上设有一圈围挡27，底部与楼顶连接密封。

聚光体21表面上设有防紫外线涂层，滤除有害辐射。

聚光体21的下部设有固定托26，聚光体21的四周边缘设有挡水边25，挡水边25与固定托26为整体结构，挡水边25使雨水不会流入通风井1内，固定托26和聚光体21、导光体22形状相适配吻合，用于托住固定聚光体21和导光体22，同时起到密封不透光的作用，可用不锈钢制成，固定托26与导光体,2接缝处用胶密封。

聚光体21和导光体22为整体玻璃制造而成。聚光体21为凸面圆形，和放大镜一样，其原理也和放大镜一样，将阳光聚成强光；导光体22设置在聚光体21的下面，把聚光体聚成的强光导射到通风井内，进而照射到建筑物上阳光无法照射的房间的窗户上。

建筑物的每个需要采光的房间窗户上设置节能玻璃6，通风井1的宽度大于楼层数与节能玻璃厚度之积，即，以10层楼为例，如果每层楼的节能玻璃的厚度是5cm，那么通风口的直径至少要50cm，每层楼的节能玻璃从下面只能向外推出5cm采光，如果光线被聚光体聚成10倍的强光，经过节能玻璃竖条散射后，就是50cm宽的自然阳光进入每层楼的房间内，以此类推。

如图4所示，建筑北面的房间由一楼向上一层比一层短，具体短的长度是节能玻璃的厚度，一楼底部如有网点或地下车库，就根据需要留出一个或两个以上玻璃的厚度；通风井1下通风口12处设置散光玻璃5，将数倍强光以同样的倍数散开，和自然光一样，下通风口12处设过滤器，空气从下部的通风口上升至楼顶，从而实现了每一层楼的北面房间均能够采光通风。

如果地下有2层或多层，则加上配套的玻璃管用于送光和通风，玻璃管用于地下2层或多层的送光和通风。

具体来讲，每一层楼的采光通气面可以一面或多面，使建筑内所有房间采光通风，图4所示是一面的，由下至上呈梯形，对于10层楼来讲，通风井的井口至少是11个玻璃厚度的加起来的宽度，当然可根据实际楼层数和玻璃厚度设置井口的尺寸大小。图4中的虚线箭头所示强光垂直射入每层房间和地下或网点。

如图5和6所示，节能玻璃6是可以由下向外推开的，最大行程是节能玻璃的厚度，推开后底部与下面固定节能玻璃或其它墙体的上部是密封的，不透气，下部推出后，上部导光体22射下的强光射在节能玻璃6竖条的凸镜面上，竖条是由前向后凸斜的，凸面设为与数倍的强光一致，或大于光度的凸度将强光散成自然光，经上竖条的底部镜面反射或直接进入房间，可根据需要调节玻璃行程，控制采光量，该节能玻璃是真空的，竖条可起到防偷窥的功能，十分隐私，保温节能。节能玻璃的具体结构参照专利号ZL201320219704.9。

该节能玻璃6由内外两层玻璃组成，内外两层玻璃的四周用密封胶条密封，在两层玻璃之间设有支撑肋条，所述支撑肋条的横断面上开有通气孔，在其中一层玻璃上开有抽气眼，内外层玻璃之间形成密闭空间，通过抽气眼抽真空，达到保温隔热的效果，支撑肋条的斜面镀成凸镜面，当光线照到斜凸面上时，可将光线散开反射。

节能玻璃6上设置抽风口61，抽风口61处设置过滤器以及风量调节装置（图上未示出），防止室内空气含有杂质，弄脏节能玻璃6及导光体22，影响透光。抽风口61可以控制空气流量，热空气上升，将房间内的空气自动吸出，形成烟筒的效果，使室内空气新鲜，如图6中的箭头所示。

建筑南向房间的北面玻璃和东向房间的西面玻璃及西向房间的东面玻璃都可与北向房间的南面的玻璃一样采光通风（用一个采光通风井）。

聚光体21聚成的强光会增加几倍，甚至几十倍，这取决于聚光体面积的大小。强光从建筑的楼顶垂直射下，达到每层房间及地下或网点。

通风井1就像烟囱一样，热空气往上升，由建筑的底层升至楼顶的通风口，把每层楼的空气也自动抽出，形成通风。

可根据一个单元一个通风井，或者一座楼一个通风井，节能玻璃6安装在需要采光的房间，安装在原来窗户的位置，代替窗户。

当然，聚光体21和导光体22也可为分体结构，接缝处用胶密封，以免灰尘进入。导光体22为实心结构，用于导光，聚光体21本身也为分体结构，其上部为类似锅盖式的圆形玻璃罩，下部是带有凹槽的圆形杯状结构，合为一体用胶密封。分体机构的聚光体，减轻了重量，降低了成本。

聚光体21还可以称为集光器，导光体22也可以称为导光器。

采光通风井1的上通风口11可以为方形或圆形，还可以为其他任何形状，导光体的形状与其一致。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种节能采光通风系统，其特征在于：包括预先建造在建筑物中间的通风井，所述通风井贯通建筑物的楼顶至地下室，在通风井的上通风口处设置采光系统；所述采光系统包括聚光体和导光体，所述聚光体的下部连接导光体，导光体下端连通所述上通风口，所述导光体将聚光体聚成的强光导射到通风井内；

所述聚光体的顶面背部一侧设有凹镜；

所述通风井的上通风口大于所述导光体的外围尺寸；

所述聚光体和凹镜的下部设置固定架，通过该固定架固定在楼顶面上，固定架上设有一圈围挡，底部与楼顶连接密封，所述聚光体表面上设有防紫外线涂层。

2.根据权利要求1所述节能采光通风系统，其特征在于：所述凹镜设有使其自动跟踪太阳和月亮的转动装置。

3.根据权利要求1所述节能采光通风系统，其特征在于：在通风井的下通风口处设置漫射器和空气过滤器；所述漫射器采用散光玻璃。

4.根据权利要求2所述节能采光通风系统，其特征在于：建筑物的每个需要采光的房间窗户上设置节能玻璃，所述通风井的宽度大于楼层数与节能玻璃厚度之积，节能玻璃上设置抽风口，抽风口处设置过滤器及风量调节装置。

5.根据权利要求2所述节能采光通风系统，其特征在于：所述聚光体的下部设有固定托，所述聚光体的四周边缘设有挡水边，所述挡水边与固定托为整体结构，固定托与导光体接缝处用胶密封。

6.根据权利要求1所述节能采光通风系统，其特征在于：所述聚光体和导光体为整体玻璃制造而成。

7.根据权利要求1所述节能采光通风系统，其特征在于：所述聚光体和导光体为分体结构，聚光体底部与导光体缝隙处用胶密封。