CN111023031A - 地下室光纤照明系统及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地下室光纤照明系统及施工方法，包括固定于建筑物外的集光件，集光件连通有向地下室延伸的光纤管；地下室包括有若干支撑柱，支撑柱内开设有发光腔，光纤管远离集光件的一端固定有对光线进行散射的导光芯材，导光芯材外包覆有折射率小于导光芯材的透光皮材，导光芯材设置于发光腔内，发光腔在透光皮材外填充有透明防护层；发光腔内侧壁覆盖有第一反光层，发光腔朝向室内的一侧开设有与地下室的内部连通的透光口。通过上述设置，光线在经过透光皮材时形成柔和的光晕对外均匀发光，为地下室提供照明的功能。对太阳光的利用使该地下室光纤照明系统具有经济环保的优点，有利于可持续发展。

Description

地下室光纤照明系统及施工方法
技术领域
本发明涉及室内照明设备的技术领域，尤其是涉及一种地下室光纤照明系统。
背景技术
目前城市中的地下建筑越来越多，在传统的地下室照明系统中，照明费用要占用使用成本的20％左右，成本过高；因为自然光无处不在，是取之不尽、用之不竭、清洁无污染的能源，因此人们利用光导材料将地面的阳光输送至地下室。
现有的光导设备包括有设置聚光镜片，提高光源的采集能力；通过设置太阳光跟踪器，提高对阳光的捕捉能力；通过设置凹透镜收集光源，并设置太阳能发电装置配合使用等形式，都着重于提高对光源能量的收集，提高光照强度。但因为光线是沿直线传播的，光导材料将光源引入地下室后，光线聚焦严重，直接通过点光源进行照明往往会导致光照产生的室内阴影面过大，不能完全替代传统的电灯照明，日常使用十分不便，因此存在改进空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种地下室光纤照明系统，具有经济环保，为地下室提供照明的功能；一种地下室光纤照明系统的施工方法，具有可以利用太阳光对地下室进行照明的效果，并且施工快捷。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种地下室光纤照明系统，包括固定于建筑物外的集光件，所述集光件连通有向地下室延伸的光纤管；所述地下室包括有若干支撑柱，所述支撑柱内开设有发光腔，所述光纤管远离所述集光件的一端固定有对光线进行散射的导光芯材，所述导光芯材外包覆有折射率小于导光芯材的透光皮材，所述导光芯材设置于所述发光腔内，所述发光腔在所述透光皮材外填充有透明防护层；所述发光腔内侧壁覆盖有第一反光层，所述发光腔朝向室内的一侧开设有与所述地下室的内部连通的透光口。
通过上述设置，集光件用于收集太阳光，并通过光纤管将太阳光向地下室传导。其中建筑物为常规的框架结构，地下室内包括有若干与地下锚固的支撑柱，通过在支撑柱内开设有用于放置导光芯材、透光皮材和透明防护层的发光腔，发光腔内侧壁覆盖有第一反光层。从而当太阳光沿光纤管出口直线出射至导光芯材时，光线沿导光芯材的长度方向均匀散射，光线在散射作用下自导光芯材中心向外发散，因折射率不同，光线在经过透光皮材时形成柔和的光晕对外均匀发光，透明防护层对导光芯材进行保护以及位置的固定。发光腔朝向室内的一侧开设有透光口，光线自透光口向外发散，其中不与透光口正对的光线通过第一反光层进行全反射，并在反射后从透光口向外发出，从而通过第一反光层提高了从透光口出射的光强，提高了照明质量，为地下室提供照明的功能。对太阳光的利用使该地下室光纤照明系统具有经济环保的优点，有利于可持续发展。
本发明进一步设置，所述发光腔内埋设有中空的通气管，所述通气管上端向上延伸至地面以上并与外界环境连通，所述通气管下端贯穿所述透明防护层并与所述地下室的内部连通。
通过上述设置，在发光腔内埋设的通气管两端分别与外界环境和地下室内部连通，从而有利于提高地下室与外界环境的的气体交换，保持地下室内的空气清新。并且利用发光腔的空间，相比于额外开设通风口，有利于减少施工量，缩短施工周期。
本发明进一步设置，所述导光芯材、透光皮材位于所述通气管和所述透光口之间，所述通气管外周面覆盖有第二反光层。
通过上述设置，导光芯材和透光皮材位于通气管和透光口之间，避免通气管对光线的遮挡。其中通气管外周面覆盖的第二反光层可以对未朝向透光口发散的光线进行反射，提高了从透光口出射的光强。
本发明进一步设置，所述通气管外周面套设有半球形的反光座，所述反光座位于所述导光芯材、透光皮材下方，所述反光座的圆弧面朝上设置。
通过上述设置，通气管在导光芯材下方套设有反光座，反光座可以为金属材质如不锈钢等对光纤反射率高的材料支撑，通过圆弧面的设置对透光皮材散射出的散射光进行反射，使反光座反射的光线也是自反射座中心向外均匀发散，提高了从透光口出射的光强。
本发明进一步设置，所述集光件包括固定于建筑物外的集光板，所述集光板上设置有若干集光头，各所述集光头均连接有集光管，各所述集光管均与相邻的所述光纤管连通。
通过上述设置，集光板的数量及大小可以随意设置，不受建筑大小的限定，通过集光管将各集光头与光纤管连通，传输光照至室内，由于集光板安装在建筑外墙上，可以覆盖整个建筑，即便是在较弱的室外光线条件下，也能收集足够的光源，完全能够满足室内照明的需求，有效促进了光导照明技术的推广。
本发明进一步设置，所述导光芯材为由添加有有机硅光扩散剂的二氧化硅制成的圆柱体。
通过上述设置，通过添加了折射率与二氧化硅不同的有机硅光扩散剂，使光线在经过导光芯材时不断地在两个折射率相异的介质中发生折射、反射与散射，以此产生光学扩散的效果。
本发明进一步设置，所述透光皮材选用聚四氟乙烯制成。
通过上述设置，聚四氟乙烯的折射率小于二氧化硅且具有优异的机械性能和耐老化性能，提高了该系统的使用寿命。
本发明进一步设置，所述透明防护层采用透明聚氯乙烯制成。
通过上述设置，透明聚氯乙烯具有较好的抗老化、抗紫外线及耐候性好的效果。
一种地下室光纤照明系统的施工方法，包括以下步骤：
a. 搭设支撑柱浇筑模板；
b. 搭设发光腔模板，发光腔模板搭设于支撑柱浇筑模板内，发光腔模板设置于支撑柱浇筑模板朝向室内的一侧；
c. 安装通气管，通气管的下端朝向室内设置，通气管的上端与外界环境连通；
d. 浇筑透明防护层、安装导光芯材，在发光腔内浇筑熔融的聚氯乙烯形成透明防护层，在聚氯乙烯处于熔融状态下时插设包覆有透光皮材的导光芯材于通气管和透光口之间；
e. 浇筑支撑柱；
f. 修筑上层建筑，在上层建筑的各个外侧面均安装集光件，将集光件与导光芯材的顶端通过光纤管连接。
通过上述设置，发光腔模板便于在支撑柱内形成发光腔，且将发光腔设置与支撑柱的边缘靠近室内的一侧，减少对支撑柱的力学性能的影响，通气管在浇筑支撑柱和透明防护层之前也先行预埋，从而减少了后期开挖通气管的施工难度及缩短施工周期。在透明防护层凝固之前插设包覆有透光皮材的导光芯材，从而通过透明防护层对导光芯材进行支撑和定位，便于安装。最后再完成支撑柱的浇筑以及光纤管的连接等，完成该地下室光纤照明系统的安装，可实现对地下室的照明，并且具有施工快捷、施工成本低的优点。
本发明进一步设置，所述发光腔模板包括开设有透光口的主模板和用于遮盖透光口的副模板，所述副模板位于所述发光腔模板朝向室内的一侧。
通过上述设置，在发光腔内的透明防护层凝固后可以将副模板与主模板分离，形成透光口，从而减少施工流程，便于开设透光口，缩短施工周期的同时减少对透明防护层的破坏，减少对光学性能的影响。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过设置开设于支撑柱内的发光腔，发光腔朝向室内的一侧开设有透光口，发光腔内填充有透明防护层，透明防护层内埋设与光纤管连通的导光芯材、透光皮材，从而通过导光芯材对光纤管传导的沿直线发散的光线进行散射，并通过透光皮材形成光晕，再透光透明防护层后对室内进行照明，使光线散射成更适合照明使用的散射光，在绿色环保的同时提高了使用的舒适度；
2.通过在发光腔内安装连通外接环境和地下室室内的通气管，提高了地下室内空气的流动性，并且利用发光腔的空间，减少额外开设通风口的施工成本，缩短了施工周期；
3.通过在发光腔的内侧壁上覆盖有第一发光层，在通风管外侧壁上覆盖有第二发光层，从而将未与透光口正对的光线进行全反射，提高了透光口出射的光强度。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例1的地下室结构示意图；
图3为实施例中发光腔的结构示意图；
图4为图3中A处的放大图；
图5为实施例2中发光腔模板的结构示意图。
附图标记：1、建筑物；11、地下室；12、支撑柱；2、集光件；21、光纤管；22、集光板；23、集光头；24、集光管；3、发光腔；31、导光芯材；32、透光皮材；33、透光口；34、主模板；35、副模板；4、通气管；41、反光座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
如图1至图2所示，本发明公开的一种地下室11光纤照明系统，包括固定于建筑物1各个外侧面的集光件2，集光件2包括与建筑物1外侧面固定的集光板22，集光板22上安装有若干集光头23，集光头23用于收集和传导光线，各集光头23连通有集光管24，集光管24可采用常规的光导光纤。
如图2至图3所示，建筑物1包括地下室11，建筑物1采用常规的框架结构，地下室11内包括有若干与地下锚固的支撑柱12，支撑柱12内开设有圆柱型的发光腔3，发光腔3，发光腔3高于地下室11的下底面一定距离。发光腔3内填充有由透明聚氯乙烯制成的透明防护层，透明防护层内埋设有中空的横截面为圆形的通气管4，通气管4上端向上延伸至地面上方并与外界连通，通气管4下端贯穿透明防护层并与地下室11内部连通，从而通过透气管提高了地下室11内的气体流动和与外界环境的气体交换，保持空气清新。其中通气管4上端可以安装必要的过滤、防水、防尘等现有的常规装置，本文不做过多赘述。
如图3至图4所示，任一支撑柱12周围相邻的集光管24共同连接有光纤管21，光纤管21为常规的光导光纤，光纤管21远离集光件2的一端固定有对光纤进行散射的导光芯材31，导光芯材31为由添加有有机硅光扩散剂的二氧化硅制成的圆柱体，导光芯材31外包覆有聚四氟乙烯制成透光皮材32，透光皮材32的折射率小于导光芯材31。导光芯材31、透光皮材32均埋设与透明防护层中，其中发光腔3朝向室内的一侧开设有与地下室11的内部连通的透光口33，导光芯材31、透光皮材32均位于通气管4和透光口33之间。
其中发光腔3内侧壁覆盖有第一反光层，通气管4的外侧壁覆盖有第二反光层，第一反光层和第二反光层选用反光系数较高的材料如镜面、抛光金属面等。其中通气管4的与室内连通的出气口延伸至发光腔3的底部，通气管4外周面套设有半球形的反光座41，反光座41位于导光芯材31、透光皮材32下方，并设置反光座41的圆弧面朝上设置。通过第一反光层、第二反光层和反光座41的设置使透光口33发散的光强更大，提高了对光线的利用率。
实施例2：
一种地下室11光纤照明系统的施工方法，包括以下步骤：
a. 搭设支撑柱12浇筑模板；
b. 搭设发光腔3模板，发光腔3模板搭设于支撑柱12浇筑模板内，发光腔3模板设置于支撑柱12浇筑模板朝向室内的一侧；
c. 安装通气管4，通气管4的下端朝向室内设置，通气管4的上端与外界环境连通；
d. 浇筑透明防护层、安装导光芯材31，在发光腔3内浇筑熔融的聚氯乙烯形成透明防护层，在聚氯乙烯处于熔融状态下时插设包覆有透光皮材32的导光芯材31于通气管4和透光口33之间；
e. 浇筑支撑柱12；
f. 修筑上层建筑，在上层建筑的各个外侧面均安装集光件2，将集光件2与导光芯材31的顶端通过光纤管21连接。
在透明防护层凝固之前插设包覆有透光皮材32的导光芯材31，从而通过透明防护层对导光芯材31进行支撑和定位，便于安装。
如图5所示，其中发光模板包括开设有透光口33的主模板34和用于遮盖透光口33的副模板35，副模板35位于所述发光腔3模板朝向室内的一侧。从而当发光腔3内的透明防护层凝固后可以将副模板35与主模板34分离，形成透光口33，从而减少施工流程，便于开设透光口33，缩短施工周期的同时减少对透明防护层的破坏，减少对光学性能的影响。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种地下室(11)光纤照明系统，其特征是：包括固定于建筑物(1)外的集光件(2)，所述集光件(2)连通有向地下室(11)延伸的光纤管(21)；所述地下室(11)包括有若干支撑柱(12)，所述支撑柱(12)内开设有发光腔(3)，所述光纤管(21)远离所述集光件(2)的一端固定有对光线进行散射的导光芯材(31)，所述导光芯材(31)外包覆有折射率小于导光芯材(31)的透光皮材(32)，所述导光芯材(31)设置于所述发光腔(3)内，所述发光腔(3)在所述透光皮材(32)外填充有透明防护层；所述发光腔(3)内侧壁覆盖有第一反光层，所述发光腔(3)朝向室内的一侧开设有与所述地下室(11)的内部连通的透光口(33)。
2.根据权利要求1所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述发光腔(3)内埋设有中空的通气管(4)，所述通气管(4)上端向上延伸至地面上方并与外界环境连通，所述通气管(4)下端贯穿所述透明防护层并与所述地下室(11)的内部连通。
3.根据权利要求2所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述导光芯材(31)、透光皮材(32)位于所述通气管(4)和所述透光口(33)之间，所述通气管(4)外周面覆盖有第二反光层。
4.根据权利要求2所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述通气管(4)外周面套设有半球形的反光座(41)，所述反光座(41)位于所述导光芯材(31)、透光皮材(32)下方，所述反光座(41)的圆弧面朝上设置。
5.根据权利要求1所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述集光件(2)包括固定于建筑物(1)外的集光板(22)，所述集光板(22)上设置有若干集光头(23)，各所述集光头(23)均连接有集光管(24)，各所述集光管(24)均与相邻的所述光纤管(21)连通。
6.根据权利要求1所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述导光芯材(31)为由添加有有机硅光扩散剂的二氧化硅制成的圆柱体。
7.根据权利要求1所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述透光皮材(32)选用聚四氟乙烯制成。
8.根据权利要求1所述的地下室(11)光纤照明系统，其特征是：所述透明防护层采用透明聚氯乙烯制成。
9.一种地下室(11)光纤照明系统的施工方法，其特征是：包括以下步骤：
a. 搭设支撑柱(12)浇筑模板；
b. 搭设发光腔(3)模板，发光腔(3)模板搭设于支撑柱(12)浇筑模板内，发光腔(3)模板设置于支撑柱(12)浇筑模板朝向室内的一侧；
c. 安装通气管(4)，通气管(4)的下端朝向室内设置，通气管(4)的上端与外界环境连通；
d. 浇筑透明防护层、安装导光芯材(31)，在发光腔(3)内浇筑熔融的聚氯乙烯形成透明防护层，在聚氯乙烯处于熔融状态下时插设包覆有透光皮材(32)的导光芯材(31)于通气管(4)和透光口(33)之间；
e. 浇筑支撑柱(12)；
f. 修筑上层建筑，在上层建筑的各个外侧面均安装集光件(2)，将集光件(2)与导光芯材(31)的顶端通过光纤管(21)连接。
10.根据权利要求9所述的地下室(11)光纤照明系统的施工方法，其特征是：所述发光腔(3)模板包括开设有透光口(33)的主模板(34)和用于遮盖透光口(33)的副模板(35)，所述副模板(35)位于所述发光腔(3)模板朝向室内的一侧。
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