CN107940378A - 导光照明结构及建筑房屋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导光照明结构及建筑房屋，涉及建筑照明技术领域，该导光照明结构，包括太阳能光源单元、用于收集阳光的采光罩、用于反射阳光的导光管和用于将阳光均匀分布至室内的漫射器，采光罩、导光管和漫射器三者依次彼此固接，且导光管固设在建筑屋的导光孔内，太阳能光源单元包括LED灯和用于为LED提供电源的光伏电池板，LED灯和光伏电池板两者均固设在采光罩的内壁上。本发明的导光照明结构具有环保指数高且实用性强的特点。

Description

导光照明结构及建筑房屋
技术领域
本发明涉及建筑照明技术领域，尤其涉及一种导光照明结构及建筑房屋。
背景技术
随着时代的发展及社会经济的进步，各式各样的房屋建筑拔地而起，给我们的生活带来的极大的改善，室内采光作为物建筑格局布置及室内装修的重要组成部分，近年来也慢慢成为人们追求舒适生活的考虑因素，良好的室内采光能够便于人们进行室内活动及生活。其中，导光管照明系统作为一种绿色的照明方式，经济、高效地把自然光传输到室内空间，极大地减少了人们对人造光源的需求，不但是一种绿色环保且经济的照明方式，同时还紧密将人们和室外环境联系起来，成为当今高性价比、高能效和生态室内照明设计的理想选择。
现有的光导管照明系统虽然具有上述优点，但是，由于夜间无外来光源，倚靠外来自然光进行室内照明的光导管照明系统在夜间便无法为人们提供良好的照明需求，此时，人们便会利用人造光源进行照明，又由于夜间是人们最需要使用光源进行照明的时候，因此，没有做到意义上的绿色照明，存在环保指数低且实用性差的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导光照明结构，以缓解由于夜间无外来光源，倚靠外来自然光进行室内照明的现有光导管照明系统夜间便无法提供照明，存在环保指数低且实用性差的技术问题。
本发明提供的一种导光照明结构，包括太阳能光源单元、用于收集阳光的采光罩、用于反射阳光的导光管和用于将阳光均匀分布至室内的漫射器，所述采光罩、所述导光管和所述漫射器三者依次彼此固接，且所述导光管固设在建筑屋的导光孔内；
所述太阳能光源单元包括LED灯和用于为所述LED提供电源的光伏电池板，所述LED灯和所述光伏电池板两者均固设在所述采光罩的内壁上。
进一步的，所述光伏电池板包括栅线层和基体，所述基体由上至下依次包括掺杂硅层、衬底硅层和电极层，所述栅线层埋设在所述掺杂硅层内。
进一步的，所述光伏电池板还包括反射层，所述反射层位于在所述衬底硅层和所述电极层之间。
进一步的，所述掺杂硅层上表面设置有凹陷坑状绒面。
进一步的，所述掺杂硅层的上表面还固设有减反射膜。
进一步的，所述导光管包括多跟彼此连接的导光管单件和用于固定所述导光管单件连接处的弹性固定件，且相邻的所述导光管单件的连接处位置处设有通孔；
所述弹性固定件包括环形固定件和沿着所述环形固定件内壁向外凸出形成的多个凸起，所述凸起与所述通孔卡接。
进一步的，所述导光管单件的一端均设有缩口连接部，另一端均为安装部，且所述导光管单件通过所述缩口连接部彼此连接。
进一步的，所述采光罩与所述导光管单件连接的位置处设有防水胶圈。
进一步的，所述导光孔内设有HDPE双壁波纹管，所述导光管安装在所述HDPE双壁波纹管，且所述HDPE双壁波纹管与所述导光孔之间设有发泡聚氨酯。
本发明的有益效果为：
该导光照明结构包括用于收集阳光的采光罩、用于反射阳光的导光管和用于将阳光均匀分布至室内的漫射器，在白天时，室外的自然光照射到采光罩上，采光罩将照射在其表面上的阳光进行偏射以使得其表面上的光尽可能的进入导光管内，其中，导光管的内表面是由具有发射效果较高的材料制成，进入导光管内自然光经由导光管的反射将光线传输至漫射器上，漫射器能够将采集到的室外自然光均匀地分布到室内。以保障室内良好的采光效果；在黑夜时，室外自然光极低，该导光照明结构还包括太阳能光源单元，其中，太阳能光源单元包括LED灯和用于为LED提供电源的光伏电池板，此时，经由白天照射后的光伏电池板已将光能转换为电能并储存起来，由于，LED灯与光伏电池板电连接，在夜间室外光线不足的情况下，LED灯便能够辅助进行室内照明。
同时，光伏电池板固设在采光罩的内壁上，由于采光罩能够高效的采集室外自然光并导入导光管内，因此，光伏电池板在白天时间能够充足的吸收阳光并进行光电装换及储存，使得光伏电池板在白天能够储备大量的电能，进而在夜间时候为LED灯提供充足的电源。
本发明提供的导光照明结构通过在采光罩内固设光伏电池板及LED灯，进而使得在黑夜室外光线不足的情况下，可以通过光伏电池板为LED灯提供电源以辅助进行室内照明，进而实现夜晚进行照明的需求，其中，光伏电池板固设在采光罩的内壁上，由于采光罩能够高效的采集室外自然光并导入导光管内，因此，光伏电池板在白天时间能够充足的吸收阳光并进行光电装换及储存，使得光伏电池板在白天能够储备大量的电能，以为夜间使用LED灯时提供充足的电源，具有绿色环保、使用经济且实用性强的特点，同时将白天的室外自然光充足的利用起来，进而节约了自然资源。
本发明提供一种具有上述导光照明结构的建筑房屋。
本发明的有益效果为：
该建筑房屋与上述导光照明结构所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的导光照明结构的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为图2中光伏电池板的结构示意图；
图4为图1中的导光管单件与弹性固定件连接的结构示意图；
图5为图4中B-B方向的剖视图。
图标：1-太阳能光源单元；2-采光罩；3-导光管；4-漫射器；5-弹性固定件；6-HDPE双壁波纹管；11-LED灯；12-光伏电池板；121-栅线层；122-基体；1221-掺杂硅层；1222-衬底硅层；1223-电极层；1224-反射层；1225-减反射膜；21-导光管单件；211-缩口连接部；212-安装部；51-环形固定件；52-凸起。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例提供的一种包括太阳能光源单元1、用于收集阳光的采光罩2、用于反射阳光的导光管3和用于将阳光均匀分布至室内的漫射器4，采光罩2、导光管3和漫射器4三者依次彼此固接，且导光管3固设在建筑屋的导光孔内。
太阳能光源单元1包括LED灯11和用于为LED提供电源的光伏电池板12，LED灯11和光伏电池板12两者均固设在采光罩2的内壁上。
该导光照明结构包括用于收集阳光的采光罩2、用于反射阳光的导光管3和用于将阳光均匀分布至室内的漫射器4，在白天时，室外的自然光照射到采光罩2上，采光罩2将照射在其表面上的阳光进行偏射以使得其表面上的光尽可能的进入导光管3内，其中，导光管3的内表面是由具有发射效果较高的材料制成，进入导光管3内自然光经由导光管3的反射将光线传输至漫射器4上，漫射器4能够将采集到的室外自然光均匀地分布到室内。以保障室内良好的采光效果；在黑夜时，室外自然光极低，该导光照明结构还包括太阳能光源单元1，其中，太阳能光源单元1包括LED灯11和用于为LED提供电源的光伏电池板12，此时，经由白天照射后的光伏电池板12已将光能转换为电能并储存起来，由于，LED灯11与光伏电池板12电连接，在夜间室外光线不足的情况下，LED灯11便能够辅助进行室内照明。
同时，光伏电池板12固设在采光罩2的内壁上，由于采光罩2能够高效的采集室外自然光并导入导光管3内，因此，光伏电池板12在白天时间能够充足的吸收阳光并进行光电装换及储存，使得光伏电池板12在白天能够储备大量的电能，进而在夜间时候为LED灯11提供充足的电源。
本实施例提供的导光照明结构通过在采光罩2内固设光伏电池板12及LED灯11，进而使得在黑夜室外光线不足的情况下，可以通过光伏电池板12为LED灯11提供电源以辅助进行室内照明，进而实现夜晚进行照明的需求，其中，光伏电池板12固设在采光罩2的内壁上，由于采光罩2能够高效的采集室外自然光并导入导光管3内，因此，光伏电池板12在白天时间能够充足的吸收阳光并进行光电装换及储存，使得光伏电池板12在白天能够储备大量的电能，以为夜间使用LED灯11时提供充足的电源，具有绿色环保、使用经济且实用性强的特点，同时将白天的室外自然光充足的利用起来，进而节约了自然资源。
如图3所示，具体的，光伏电池板12包括栅线层121和基体122，基体122由上至下依次包括掺杂硅层1221、衬底硅层1222和电极层1223，栅线层121埋设在掺杂硅层1221内。
在本实施例中，光伏电池板12包括栅线层121和基体122，基体122包括由上至下依次设置的掺杂硅层1221、衬底硅层1222和电极层1223，栅线层121埋设在掺杂硅层1221内。由于掺杂硅层1221与衬底硅层1222接触设置，即掺杂硅层1221与衬底硅层1222的接触面形成一个P-N结，P型硅层多空穴，N型硅层多自由电子，因此在两个硅层接触面形成了电子的浓度差，N型硅层的自由电子扩散到P型硅层，P型硅层的空穴扩散到N区，形成一个由N型硅层指向P型硅层的内电场，并在掺杂硅层1221与衬底硅层1222的接触界面附近形成电势差，当光线照射掺杂硅层1221表面时，具有足够能量的光子能够在P型硅或N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对，电子或空穴在复合前，在内电场的作用下，电子移向带正电的N区，空穴移向带负电的P区，从而电子与空穴发生分离，并且在P区与N区之间产生一个电压，又由于栅线层121埋设在掺杂硅层1221内，因此掺杂硅层1221的整个表面均可用于吸收太阳光，通过导线将栅线层121-用电器-电极层1223依次连通，即可供电，从而避免因栅线层121的阻挡而损失部分光能，进而能够显著提高发电效率。
其中，为了更高效地收集产生的电流，栅线层121包括多根栅线，且多根栅线均匀分布在栅线层121内，在光子激发共价键中的电子形成空穴-电子对时，若不及时收集电子，电子会重新跟空穴结合，栅线能够用于收集这些激发出来的电子，同时又因为栅线层121埋设在掺杂硅层1221内，因此栅线可设置多根，无需考虑遮挡阳光的问题，同时，栅线应均匀设置，从而避免局部栅线设置得太过疏松，导致无法高效地收集电子的情况发生。
请继续参照图3，具体的，光伏电池板12还包括反射层1224，反射层1224位于在衬底硅层1222和电极层1223之间。
在本实施例中，当光线照射到光伏电池板12时，不同波长的光线的穿透能力不同，若光线的穿透能力足够强，光线会透射过整个基体122，为了能将透射过基体122的这部分光线充分利用，在衬底硅层1222和电极层1223之间设置反射层1224，反射层1224能够将光线反射回P-N结交界面处，重新实现激发电子的效果，从而能够更加充分地利用光能。
其中，为了更好地吸收光能，掺杂硅层1221上表面设置有凹陷坑状绒面，在掺杂工艺前，可以先使用硝酸与氢氟酸对掺杂硅层1221的表面进行处理，利用硝酸的氧化性以及氢氟酸的络合性，在掺杂硅层1221表面形成凹陷坑状绒面，从而能够提高光的接收面积，同时减少光线反射，进而能够更好地吸收光能。
请继续参照图3，其中，在本实施例中，为了避免光线被过多地反射，掺杂硅层1221的上表面还固设有减反射膜1225，减反射膜1225能够根据自身的光学厚度减少某种特定波长的光线的反射光，若叠加设置多个减反射膜1225，能够有效地在较宽的光谱区实现增透效果，从而避免光线被过多地反射。
如图4和图5所示，具体的，导光管3包括多跟彼此连接的导光管单件21和用于固定导光管单件21连接处的弹性固定件5，且相邻的导光管单件21的连接处位置设有通孔。
弹性固定件5包括环形固定件51和沿着环形固定件51内壁向外凸出形成的多个凸起52，凸起52与通孔卡接。
在本实施例中，进行导光管单件21连接处时，将彼此连接的导光管单件21的通孔彼此一一对应，其中，弹性固定件5包括环形固定件51和沿着环形固定件51内壁向外凸出形成的多个凸起52，安装人员将环形固定件51套设在导光管单件21连接的位置处，环形固定件51内壁向外凸出形成的多个凸起52，安装人员将多凸起52一一对应卡接入通孔内，进而以实现导光管单件21连接处的固定。同时，由于环形固定件51和凸起52均为弹性材料，因此，彼此连接的导光管单件21在弹性固定件5整体的弹力作用下牢固的连接在一起。
在本实施中，为能够进一步提高导光管单件21的连接牢固性，在保障能够实现对导光管单件21连接处进行固定的前提下，环形固定件51的内径小于导光管单件21的外径，凸起52的长度大于彼此对应在一起通孔的厚度，且凸起52优选为箭头型、十字型或者T字型等两端带有凸出部位形状的凸起52。
如图5所示，其中，在本实施例中能够提高导光管单件21连接的美观性及密封性，导光管单件21的一端均设有缩口连接部211，另一端均为安装部212，且导光管单件21通过缩口连接部211彼此连接。
为保障缩口连接部211与安装部212能够彼此卡接，缩口连接部211的外径小于导光管3的安装部212的内径，在本实施例中，优选的，缩口连接部211的外径与导光管3的安装部212的内径相等。
其中，为保障该导光照明结构的防水性性及密封性，采光罩2与导光管单件21连接的位置处设有防水胶圈。
如图1所示，其中，为进一步提高该导光照明结构的防水性性及密封性效果，导光孔内设有HDPEHIGH-DENSITY POLYETHYLENE双壁波纹管，导光管3安装在HDPEHIGH-DENSITYPOLYETHYLENE双壁波纹管，且HDPEHIGH-DENSITY POLYETHYLENE双壁波纹管与导光孔之间设有发泡聚氨酯。
实施例二
本实施例提供一种建筑房屋，该化工设备具有上述实施例一所述的导光照明结构。
该建筑房屋与上述导光照明结构所具有的优势相同，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种导光照明结构，其特征在于，包括太阳能光源单元(1)、用于收集阳光的采光罩(2)、用于反射阳光的导光管(3)和用于将阳光均匀分布至室内的漫射器(4)，所述采光罩(2)、所述导光管(3)和所述漫射器(4)三者依次彼此固接，且所述导光管(3)固设在建筑屋的导光孔内；
所述太阳能光源单元(1)包括LED灯(11)和用于为所述LED提供电源的光伏电池板(12)，所述LED灯(11)和所述光伏电池板(12)两者均固设在所述采光罩(2)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的导光照明结构,其特征在于，所述光伏电池板(12)包括栅线层(121)和基体(122)，所述基体(122)由上至下依次包括掺杂硅层(1221)、衬底硅层(1222)和电极层(1223)，所述栅线层(121)埋设在所述掺杂硅层(1221)内。
3.根据权利要求2所述的导光照明结构,其特征在于，所述光伏电池板(12)还包括反射层(1224)，所述反射层(1224)位于在所述衬底硅层(1222)和所述电极层(1223)之间。
4.根据权利要求2所述的导光照明结构,其特征在于，所述掺杂硅层(1221)上表面设置有凹陷坑状绒面。
5.根据权利要求2所述的导光照明结构,其特征在于，所述掺杂硅层(1221)的上表面还固设有减反射膜(1225)。
6.根据权利要求1所述的导光照明结构,其特征在于，所述导光管(3)包括多跟彼此连接的导光管单件(21)和用于固定所述导光管单件(21)连接处的弹性固定件(5)，且相邻的所述导光管单件(21)的连接处位置处设有通孔；
所述弹性固定件(5)包括环形固定件(51)和沿着所述环形固定件(51)内壁向外凸出形成的多个凸起(52)，所述凸起(52)与所述通孔卡接。
7.根据权利要求6所述的导光照明结构,其特征在于，所述导光管单件(21)的一端均设有缩口连接部(211)，另一端均为安装部(212)，且所述导光管单件(21)通过所述缩口连接部(211)彼此连接。
8.根据权利要求7所述的导光照明结构,其特征在于，所述采光罩(2)与所述导光管单件(21)连接的位置处设有防水胶圈。
9.根据权利要求8所述的导光照明结构,其特征在于，所述导光孔内设有HDPE双壁波纹管(6)，所述导光管(3)安装在所述HDPE双壁波纹管(6)，且所述HDPE双壁波纹管(6)与所述导光孔之间设有发泡聚氨酯。
10.一种建筑房屋，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述导光照明结构。
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