CN109826534B - 一种基于光纤导光的隔热光补窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光纤导光的隔热光补窗，包括太阳光采集机构、中部隔热窗和上部折射窗，太阳光采集机构包括底部固定框架、圆弧形固定架、太阳光采集装置；中部隔热窗包括中部固定框架、百叶窗、推拉窗；上部折射窗由折射窗框架和棱镜玻璃组成。本发明将光纤导光技术应用于室内照明方面，同时结合将太阳能发电，既能保证其基本的采光功能，避免不必要的能耗，又能实现以自然光源实现室内照明的功能，从而达到减少能耗的作用，实现节能减排的目的，通过棱镜玻璃可实现入射太阳光的反射，下方太阳光采集装置可通过光导纤维将太阳光传入室内，有效增强室内光照强度。

Description

一种基于光纤导光的隔热光补窗

技术领域

本发明涉及光门窗技术领域，具体为一种基于光纤导光的隔热光补窗。

背景技术

近年来，随着城市建筑趋向高层化和密集化，仅依靠传统的釆光方式已经不能满足建筑物内部的釆光要求。尤其是那些建筑较低、暗室及地下仓库，即使是晴天，室内光线也很昏暗，这在无形之中增加了人工照明的电能损耗，而且给长期在此环境中生活与工作的人身心健康带来不良影响。故如何做到高效地开发和运用新能源，使之成为人类主要的能源供给方式，现在看来，无疑是一个相当有价值的科研课题。

同时随着社会的发展，照明节能已逐渐成为人们的共识。除了采用高效能光源外,在不影响照明需求的前提下,合理地控制光源的输出光强也是节能的重要手段之一。太阳光是最适合人类视觉系统的光源，在室内照明中合理地利用自然光，不仅可保护人眼视力，而且可以减少了电能消耗，具有广阔的发展前景和良好的经济、社会价值。

在现有窗户的使用过程中，其不在保证其基本的采光功能的前提下，又避免不必要的能耗，不能实现以自然光源实现室内照明的功能，无法达到减少能耗的作用，无法实现节能减排的目的，无法将太阳光传入室内，无法有效增强室内光照强度。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种基于光纤导光的隔热光补窗，将光纤导光技术应用于室内照明方面，同时结合太阳能发电，既能保证其基本的采光功能，避免不必要的能耗，又能实现以自然光源实现室内照明的功能，从而达到减少能耗的作用，实现节能减排的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：、一种基于光纤导光的隔热光补窗,包括太阳光采集机构、中部隔热窗和上部折射窗，所述太阳光采集机构、中部隔热窗以及上部折射窗从下到上依次固定连接；

太阳光采集机构包括底部固定框架、圆弧形固定架、太阳光采集装置，所述底部固定框架为L形，与中部隔热窗的中部固定框架的底部固定连接，所述底部固定框架的内部固定连接有圆弧形固定架，圆弧形固定架上固定连接有太阳光采集装置，所述太阳光采集装置由光导纤维和凸透镜组成，所述圆弧形固定架的外侧纵向等角度横向等距固定连接有若干光导纤维，所述凸透镜固定安装在光导纤维的顶部。

中部隔热窗包括中部固定框架、百叶窗、推拉窗，所述百叶窗通过合页铰接在中部固定框架内壁外侧，所述中部固定框架内壁的内侧顶部与底部均设有双向滑槽，两扇推拉窗分别安装在双向滑槽中形成一个内窗扇，一个外窗扇；

上部折射窗由折射窗框架和棱镜玻璃组成，所述中部固定框架的顶部固定连接有折射窗框架，所述折射窗框架的内部固定安装有棱镜玻璃。

优选的，所述百叶窗的中部等距固定连接有若干个隔档扇叶，所述隔档扇叶由PVC降噪板和太阳能板组成，所述太阳能板固定在PVC降噪板的顶部。

优选的,所述推拉窗包含推拉窗框架和安装在所述推拉窗框架的中部的Low-E中空玻璃，所述推拉窗框架的顶部与底部均固定连接有主动滚动轮，所述主动滚动轮插入双向滑槽内与双向滑槽滑动连接。

优选的，所述太阳能板为18V电压、124W功率的光伏板，且所述太阳能板与电压显示的自动升降压的稳压模块和12V蓄电池电性连接。

优选的，所述Low-E中空玻璃的中部为真空结构。

优选的，所述主动滚动轮的两侧均固定连接有辅助滚动轮，所述辅助滚动轮的均与双向滑槽的内壁滑动连接。

优选的，所述光导纤维为塑料光纤。

优选的，所述棱镜玻璃由双层玻璃和导光膜板组成，且所述导光膜板作为双层玻璃中间的物理夹层，是由聚丙烯材料制成的薄膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

综合了现有自然光照明的主要优点，将光纤导光技术应用于室内照明方面，同时将太阳能发电也结合进总体设计中，既能保证其基本的采光功能，避免不必要的能耗，又能实现以自然光源实现室内照明的功能，从而达到减少能耗的作用，实现节能减排的目的，通过棱镜玻璃可实现入射太阳光的反射，下方太阳光采集装置可通过光导纤维将太阳光传入室内，有效增强室内光照强度。

附图说明

图1为本发明实施例4的结构示意图；

图2为本发明实施例4百叶窗打开时的结构示意图；

图3为本发明实施例4的右视图；

图4为本发明实施例4双向滑槽的结构示意图；

图5为本发明实施例4太阳光采集装置的结构示意图；

图6为本发明实施例4光导纤维导光示意图；

图7为本发明实施例4光线折射原理图；

图8为本发明实施例4棱镜玻璃剖面图。

其中:

10-太阳光采集机构：11-底部固定框架，12-圆弧形固定架，13-太阳光采集装置、131-光导纤维、132-凸透镜，

20-中部隔热窗：21-中部固定框架，22-百叶窗，23-推拉窗、231-推拉窗框架、232-Low-E中空玻璃、233-主动滚动轮、234-辅助滚动轮，24-双向滑槽、25-隔档扇叶、251-PVC降噪板、252-太阳能板，

30-上部折射窗：31-折射窗框架，32–棱镜玻璃。

具体实施方式

本发明提供一种基于光纤导光隔热光补窗，基于光导纤维将太阳光传入室内，有效增强室内光照强度。

本发明实施例所提供的技术方案为解决上述技术问题，为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

一种基于光纤导光的隔热光补窗，包括太阳光采集机构10、中部隔热窗20和上部折射窗30，所述太阳光采集机构10、中部隔热窗20以及上部折射窗30从下到上依次固定连接；

太阳光采集机构10包括底部固定框架11、圆弧形固定架12、太阳光采集装置13，所述底部固定框架为L形，与中部隔热窗的中部固定框架21的底部固定连接，所述底部固定框架11的内部固定连接有圆弧形固定架12，所述圆弧形固定架12上固定连接有太阳光采集装置13，所述太阳光采集装置13由光导纤维131和凸透镜132组成，所述圆弧形固定架12的外侧纵向等角度横向等距固定连接有若干光导纤维131，所述凸透镜132固定安装在光导纤维131的顶部。

中部隔热窗2包括中部固定框架21、百叶窗22、推拉窗23，所述百叶窗22通过合页铰接在中部固定框架21内壁外侧，所述中部固定框架21内壁的内侧顶部与底部均设有双向滑槽24，两扇推拉窗23分别安装在双向滑槽24中形成一个内窗扇，一个外窗扇；

上部折射窗30由折射窗框架31和棱镜玻璃32组成，所述中部固定框架21的顶部固定连接有折射窗框架31，所述折射窗框架31的内部固定安装有棱镜玻璃32。

实施例1所提供的基于光纤导光的隔热光补窗，下部的太阳光采集机构通过凸透镜20将太阳光汇聚在一点上，再在该点布置光导纤维131，由光导纤维131将光通过光纤传导入室内，配合在室内的屋顶合适位置安装顶部反光膜，用于室内亮度补偿，可将大部分的太阳光从中部隔热窗中导入室内，少量光源无法通过下部的太阳光采集机构导入室内，可通过上部的折射窗经棱镜玻璃32折射进入屋内，再由房顶顶部反光膜进行二次折射或反射对室内亮度进行补偿，有效增强室内光线，利用自然光进行照明，节约能源。

实施例2：

实施例2提供的一种基于光纤导光的隔热光补窗是在实施例1的基础进行的优化方案，实施例2提供的一种可视化三向加载拉拔试验箱，其中百叶窗的中部等距固定连接有若干个隔档扇叶，所述隔档扇叶由PVC降噪板和太阳能板组成，所述太阳能板固定在PVC降噪板的顶部。太阳能板为18V电压、124W功率的光伏板，且所述太阳能板与电压显示的自动升降压的稳压模块和12V蓄电池电性连接。

实施例2所提供的基于光纤导光的隔热光补窗，不仅可以将太阳光导入室内对室内亮度进行补偿，还可使太阳光在照射到普通玻璃前，先照射到百叶窗顶部的太阳能板上，太阳能板产生一定量的电能以供使用，进行太阳能发电。

实施例3：

实施例3提供的一种基于光纤导光的隔热光补窗是在实施例1或实施例2的基础进行的优化方案，实施例3提供的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其中推拉窗23包含推拉窗框架131和安装在所述推拉窗框架的中部的Low-E中空玻璃232，所述推拉窗框架231的顶部与底部均固定连接有主动滚动轮233，所述主动滚动轮233插入双向滑槽24内与双向滑槽24滑动连接。

进一步优化，Low-E中空玻璃232的中部为真空结构，表面镀有对可见光有高透性，对中远红外线有反射作用多层金属或有机物制成的薄膜。主动滚动轮233的两侧均固定连接有辅助滚动轮234，所述辅助滚动轮234的均与双向滑槽24的内壁滑动连接。

实施例3中的推拉窗框架231的顶部与底部均固定连接有主动滚动轮233，且主动滚动轮233的两侧均固定连接有辅助滚动轮234，实施例3所提供的基于光纤导光的隔热光补窗，其中的推拉窗可以左右滑动，能更快捷轻松的对推拉窗进行开启或者关闭。该隔热光补窗的中部由Low-E中空玻璃232组成，该隔热玻璃中间为真空设计，表面镀有多层金属膜，或由其他化合物组成的膜产品，Low-E中空玻璃232，其对中远红外线有反射作用，并且对可见光具有高透性，，在建筑上使用可直接降低温度，温差在3℃-6℃左右，又可以增加直接入射到室内自然光的强度，减少光的补偿量。

实施例4：

实施例4提供的一种基于光纤导光隔热光补窗是在综合上述实施例而得到的更加优化的方案，

如图1和2所示，实施例4提供的一种基于光纤导光隔热光补窗，包括太阳光采集机构10、中部隔热窗20和上部折射窗30，所述太阳光采集机构10、中部隔热窗20以及上部折射窗30从下到上依次固定连接；

太阳光采集机构10包括底部固定框架11、圆弧形固定架12、太阳光采集装置13，所述底部固定框架为L形，与中部隔热窗的中部固定框架21的底部固定连接，所述底部固定框架11的内部固定连接有圆弧形固定架12，所述圆弧形固定架12上固定连接有太阳光采集装置13，所述太阳光采集装置13由光导纤维131和凸透镜132组成，所述圆弧形固定架12的外侧纵向等角度横向等距固定连接有若干光导纤维131，如图5所示，凸透镜132固定安装在光导纤维131的顶部，其中光导纤维131为塑料光纤。

中部隔热窗2包括中部固定框架21、百叶窗22、推拉窗23，所述百叶窗22通过合页铰接在中部固定框架21内壁外侧，所述中部固定框架21内壁的内侧顶部与底部均设有双向滑槽24，两扇推拉窗23分别安装在双向滑槽24中形成一个内窗扇，一个外窗扇；

上部折射窗3由折射窗框架31和棱镜玻璃32组成，所述中部固定框架21的顶部固定连接有折射窗框架31，所述折射窗框架31的内部固定安装有棱镜玻璃32。如图8所示，其中，棱镜玻璃32，是由双层玻璃，和双层薄膜中加入透明的聚丙烯材料制成的锯齿形(或薄而平)的薄膜面层组成，由聚丙烯材料制成的薄膜即为导光模板，导光模板是双层玻璃中间的一个物理性夹层。其中，棱镜玻璃可以有多种剖面形式，根据不同导光性能的要求，调整棱镜角度将入射光改变，传到更远的室内，作用为改变光的投射方向或折射自然光，扩大自然采光的范围，调整室内光环境。如图3所示，百叶窗22的中部等距固定连接有若干个隔档扇叶25，所述隔档扇叶由PVC降噪板251和太阳能板252组成，所述太阳能板252固定在PVC降噪板251的顶部。其中，太阳能板252为18V，124W功率的光伏板，且所述太阳能板252与电压显示的自动升降压的稳压模块和12V蓄电池电性连接。

如图4所示，推拉窗23包含推拉窗框架231和安装在所述推拉窗框架231的中部的Low-E中空玻璃232，所述推拉窗框架231的顶部与底部均固定连接有主动滚动轮233，所述主动滚动轮233插入双向滑槽24内与双向滑槽24滑动连接。所述主动滚动轮233的两侧均固定连接有辅助滚动轮234，所述辅助滚动轮234的均与双向滑槽24的内壁滑动连接。其中，232为Low-E中空玻璃，其表面镀有多层金属或其他化合物组成的膜系产品。

如图6和图7所示，具体的工作过程为：

一种基于光纤导光的隔热光补窗，当光补窗安装完成后，将室内的屋顶合适位置安装顶部反光膜，使用时，该隔热光补窗的上部由棱镜玻璃32组成，通过设计确定不同楼层所需折射的折射角度，对棱镜玻璃32中的导光模板的角度进行设计，白天太阳光经棱镜玻璃32折射进入屋内，再由房顶顶部反光膜进行二次折射或反射对室内亮度进行补偿，该隔热光补窗的中部由Low-E中空玻璃232组成，表面镀有对红外线有反射作用的膜层，能很好的阻隔太阳光中的红热外线进入室内，起到绝热的效果，同时，采用的双层玻璃中间真空的设计，能够降低室内外热传导的作用，在建筑上使用可直接降低温度，温差在3℃-6℃左右，同时，太阳光在照射到普通玻璃前，先照射到百叶窗22顶部的太阳能板252上，太阳能板252产生一定量的电能以供使用，该隔热光补窗的下部由太阳光采集装置10组成，太阳光采集部分由凸透镜132和光导纤维131组成，其通过凸透镜132将太阳光汇聚在一点上，再在该点布置光导纤维131，由光导纤维131将光通过光纤传导入室内，用于室内亮度补偿。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：包括太阳光采集机构(10)、中部隔热窗(20)和上部折射窗(30)，所述太阳光采集机构(10)、中部隔热窗(20)以及上部折射窗(30)从下到上依次固定连接；

太阳光采集机构(10)包括底部固定框架(11)、圆弧形固定架(12)、太阳光采集装置(13)，所述底部固定框架(11)为L形，与中部隔热窗的中部固定框架(21)的底部固定连接，所述底部固定框架(11)的内部固定连接有圆弧形固定架(12)，所述圆弧形固定架上固定连接有太阳光采集装置(13)，所述太阳光采集装置(13)由光导纤维(131)和凸透镜(132)组成，所述圆弧形固定架(12)的外侧纵向等角度横向等距固定连接有若干光导纤维(131)，所述凸透镜(132)固定安装在光导纤维(131)的顶部；

中部隔热窗(2)包括中部固定框架(21)、百叶窗(22)、推拉窗(23)，所述百叶窗(22)通过合页铰接在中部固定框架(21)内壁外侧，所述中部固定框架(21)内壁的内侧顶部与底部均设有双向滑槽(24)，两扇推拉窗(23)分别安装在双向滑槽(24)中形成一个内窗扇，一个外窗扇；所述百叶窗(22)的中部等距固定连接有若干个隔档扇叶(25)，所述隔档扇叶由PVC降噪板(251)和太阳能板(252)组成，所述太阳能板(252)固定在PVC降噪板(251)的顶部；

上部折射窗(3)由折射窗框架(31)和棱镜玻璃(32)组成，所述中部固定框架(21)的顶部固定连接有折射窗框架(31)，所述折射窗框架(31)的内部固定安装有棱镜玻璃(32)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：所述推拉窗(23)包含推拉窗框架(231)和安装在所述推拉窗框架(231)的中部的Low-E中空玻璃(232)，所述推拉窗框架(231)的顶部与底部均固定连接有主动滚动轮(233)，所述主动滚动轮(233)插入双向滑槽(24)内与双向滑槽(24)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：所述太阳能板(252)为18V电压、124W功率的光伏板，且所述太阳能板(252)与电压显示的自动升降压的稳压模块和12V蓄电池电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：所述Low-E中空玻璃(232)的中部为真空结构。

5.根据权利要求2所述的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：所述主动滚动轮(233)的两侧均固定连接有辅助滚动轮(234)，所述辅助滚动轮(234)的均与双向滑槽(24)的内壁滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：所述光导纤维(131)为塑料光纤。

7.根据权利要求1所述的一种基于光纤导光的隔热光补窗，其特征在于：所述棱镜玻璃(32)由双层玻璃和导光模板组成，所述导光模板作为双层玻璃中间的物理夹层，是由聚丙烯材料制成的薄膜。

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