CN115126153A - 一种装配式建筑墙体采光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式建筑墙体采光系统，包括玻璃板和边框，内外两个所述玻璃板均固定在边框的内部，所述风道的底端贯穿导风板并斜向外侧的玻璃板外表面分布，扇叶固定在扇轴的右端，且扇轴的左端和驱动机构相连，所述驱动机构驱动扇轴和扇叶转动产生气流、经由风道末端吹向玻璃板外表面。该装配式建筑墙体采光系统，重新设计采光系统内部以及边框结构，在实现对玻璃板外侧进行气流式自动清理的同时、能够通过改变水流在玻璃夹层中分布位置的方式、使采光系统能够分别实现聚光集热以及散光提高照射范围的不同目的，同时能够改变照射角度范围或焦点焦距，最大化提高采光系统对光线的利用。

Description

一种装配式建筑墙体采光系统

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体为一种装配式建筑墙体采光系统。

背景技术

简单理解，装配式建筑即为将建筑中的部分结构模块化安装建设，部分建筑中需要合理的采光系统，因此将采光系统（即以玻璃和窗框为主的采光结构）模块化能够合理的提升建筑施工效率，现有的同类采光系统，例如公告号为CN110984795B的发明专利：一种基于凹透镜散光原理的夏日用阳台窗，包括外框，所述外框的内顶面和内底面均向内凹陷形成通风槽，所述外框内设有玻璃框，所述玻璃框与外框的内侧壁固定连接，所述玻璃框的上下端均延伸至通风槽内设置，所述玻璃框包括外侧的外玻璃和内侧的内玻璃，所述玻璃框内固定连接有两块均水平设置的密封板，两块所述密封板之间设有竖直设置的透明弹性层。本发明膨胀腔内的蒸发液在吸收热量时会发生汽化，从而将储水腔挤成类似于凹透镜的形状，凹透镜有散光的作用，能将外界照射到玻璃框上的阳光散射到室内，能避免日光对阳台的某个地方进行集中的高强度的照射，对阳台内的墙面和地面等物件表面进行保护；

该类采光系统虽然能够对光纤进行较好的利用，但是由于该类系统一般固定设置在建筑墙体中，尤其是在较高的位置情况下，玻璃板外表面大量积尘无法被便捷清理，导致玻璃板外壁因积尘过多透光度受到较大影响，影响采光系统的正常采光。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式建筑墙体采光系统，以解决上述背景技术中提出现有的采光系统虽然能够对光纤进行较好的利用，但是由于该类系统一般固定设置在建筑墙体中，尤其是在较高的位置情况下，玻璃板外表面大量积尘无法被便捷清理，导致玻璃板外壁因积尘过多透光度受到较大影响，影响采光系统的正常采光的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种装配式建筑墙体采光系统，包括玻璃板和边框，内外两个所述玻璃板均固定在边框的内部，外部的所述玻璃板内部还设置有变色层，所述变色层用于改变外部所述玻璃板透光度，所述边框中还安装有位于内外层玻璃板之间的透明隔板，且隔板为朝向内内侧凸起的弧形结构，并且隔板的左右两侧分别与两个玻璃板围挡形成第二水腔和第一水腔，还包括除尘机构，所述除尘机构包含有导风板，所述导风板固定在边框的外侧，且导风板的内部开设有风道，所述风道的底端贯穿导风板并斜向外侧的玻璃板外表面分布，风道的顶端则连通在导风板顶部内侧开设的风腔中，风腔中设置有扇叶，扇叶固定在扇轴的右端，且扇轴的左端和驱动机构相连，所述驱动机构驱动扇轴和扇叶转动产生气流、经由风道末端吹向玻璃板外表面。

作为优选的，采光系统还包括第一水管和第二水管，两者的顶端和输水机构相连，所述输水机构安装在边框顶端的内部，第一水管和第二水管的底端分别从边框边侧内部穿过且分别连通在第一水腔和第二水腔的底端，所述输水机构用于两个水腔中填充液的互相转移、且两个水管上均安装有控制阀、使采光系统分别形成凸透镜和凹透镜。

作为优选的，所述第一水腔和第二水腔的顶端均开设有换压口，所述换压口之间通过安装了控制阀的换气管相连，所述换压口和换气管用于转移两个水腔充水放水时的气压、保持两个空腔之间的相对密封。

作为优选的，所述隔板的底端穿过滑槽左右滑动连接在边框中，且所述滑槽开口处紧贴覆盖有表面积大于滑槽的密封板，水平分布的所述密封板固定在隔板上，且隔板的底端和位移机构相连，所述位移机构安装在边框底端的内部、用于驱动隔板在两个玻璃板之间移动。

作为优选的，所述隔板的中心处为弹性材质，且该中心处开设有空腔，所述空腔的底端通过软管和设置在边框底端内部的供水机构相连，所述供水机构用于朝向空腔充吸水、改变隔板表面曲率、调整光线折射范围。

作为优选的，所述驱动机构为第一电机，安装在所述边框内壁的第一电机输出端和扇轴相连，且第一电机的下方设置有输水机构，所述输水机构为第一水泵，且第一水泵与第一水管和第二水管相连通。

作为优选的，所述位移机构包含有电动伸缩杆，所述伸缩杆固定在边框的底端内部，其输出端和延伸至边框内部的隔板固定连接。

作为优选的，所述供水机构包含有第二水泵和水箱，所述第二水泵的两端分别与软管和水箱相连通。

作为优选的，所述输水机构包含有水盒和绞龙，所述水盒下端面的左右两侧分别与第一水管和第二水管的顶端相连通，所述绞龙安装在横轴上，且横轴的左端和第二电机相连，同时所述横轴构成驱动机构，横轴的右端通过皮带轮机构和所述扇轴的左端相连，横轴转动时会带动扇轴同步转动。

作为优选的，所述位移机构包含有第三电机和转轴，所述转轴上通过单向轴承连接有第一横筒，第一横筒通过表面设置的单旋往复螺纹和隔板的底端螺纹连接。

作为优选的，所述供水机构包含有输送盒，输送盒的内部滑动连接有阀板，阀板左侧的输送盒空间和软管的底端相连通，阀板的右端面和套筒的左端固定连接，滑动连接在输送盒右侧壁的所述套筒内壁和螺杆螺纹连接，且转动安装在边框内壁的螺杆右端通过皮带轮机构和第二横筒相连，所述第二横筒单向转动安装在转轴右端，且第二横筒和第一横筒的转向相反。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装配式建筑墙体采光系统，重新设计采光系统内部以及边框结构，在实现对玻璃板外侧进行气流式自动清理的同时、能够通过改变水流在玻璃夹层中分布位置的方式、使采光系统能够分别实现聚光集热以及散光提高照射范围的不同目的，同时能够改变照射角度范围或焦点焦距，最大化提高采光系统对光线的利用；

1.风道以及风腔的结构设计，使扇叶在跟随转轴转动时产生相应的气流并从风道吹出，从而对从室内难以接触的玻璃板外侧进行气流式清理，有效的避免外部灰尘堆积对采光效果的影响；

2.隔板的使用，能够在内外两个玻璃板之间分别形成类似于凹透镜和凸透镜结构的第二水腔和第一水腔，在第一水腔中充满透明液体后、能够使第一水腔配合隔板的使用使玻璃板整体形成一个凸透镜结构、能够在气温较低的情况下利用光线的聚焦使室内空间产生一定热量，在保证照明效果的同时还能产生一定的制热效果，当第二水腔中充满液体时则能够起到凹透镜的效果是光线在室内折射范围更大、提高照明效果，更加的节能环保；

进一步的，第一水管以及第二水管的配合使用，能够通过输水机构的使用将水分别在两个空腔中任意分配，解决了现有技术中只能作为凹透镜来散射光线的功能单一弊端，同时配合换压口和换气管的使用，有效克服了两个相对密闭的水腔在进行水流调换时的压强不均的问题；

更进一步的，隔板位置的可移动以及表面曲率可调节的结构设计，能够通过改变形成的透镜厚度或透镜表面曲率的方式、改变焦点位置和焦距或者散射角度，使采光系统能够更好的适应不同时间段的光照角度，保证室内照明效果。

附图说明

图1为本发明整体正视结构示意图；

图2为本发明第一实施例的边框顶部剖面结构示意图；

图3为本发明图1的俯剖面结构示意图；

图4为本发明图2的俯视结构示意图；

图5为本发明图1中隔板膨胀前后结构示意图；

图6为本发明第一实施例的边框底部剖面结构示意图；

图7为本发明第二实施例的边框顶部剖面结构示意图；

图8为本发明第二实施例的边框底部剖面结构示意图。

图中：1、玻璃板；2、变色层；3、边框；4、隔板；5、第一水腔；6、第二水腔；7、导风板；8、风道；9、风腔；10、扇叶；11、扇轴；12、第一水管；13、第二水管；14、换压口；15、换气管；16、滑槽；17、密封板；18、空腔；19、软管；20、第一电机；21、第一水泵；22、伸缩杆；23、第二水泵；24、水箱；25、水盒；26、绞龙；27、横轴；28、第二电机；29、第一横筒；30、转轴；31、第三电机；32、输送盒；33、阀板；34、套筒；35、螺杆；36、第二横筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-8，本发明提供如下技术方案：

实施例一：

如图1和图2所示，本采光系统包括玻璃板1和边框3，内外两个玻璃板1均固定在边框3的内部，外部的玻璃板1内部还设置有变色层2，变色层2用于改变外部玻璃板1透光度，边框3中还安装有位于内外层玻璃板1之间的透明隔板4，且隔板4为朝向内内侧凸起的弧形结构，并且隔板4的左右两侧分别与两个玻璃板1围挡形成第二水腔6和第一水腔5，还包括除尘机构，除尘机构包含有导风板7，导风板7固定在边框3的外侧，且导风板7的内部开设有风道8，风道8的底端贯穿导风板7并斜向外侧的玻璃板1外表面分布，风道8的顶端则连通在导风板7顶部内侧开设的风腔9中，风腔9中设置有扇叶10，扇叶10固定在扇轴11的右端，且扇轴11的左端和驱动机构相连，驱动机构驱动扇轴11和扇叶10转动产生气流、经由风道8末端吹向玻璃板1外表面，驱动机构为第一电机20，安装在边框3内壁的第一电机20输出端和扇轴11相连，且第一电机20的下方设置有输水机构。

在现有技术中，仅仅包含了一种方案：即在隔板4与玻璃板1之间的一个水腔中填充透明液体，如若同时填充满液体则会导致丧失透镜功能，因此为了解决该问题，如图2-4所示，采光系统还包括第一水管12和第二水管13，两者的顶端和输水机构相连，输水机构安装在边框3顶端的内部，第一水管12和第二水管13的底端分别从边框3边侧内部穿过且分别连通在第一水腔5和第二水腔6的底端，输水机构用于两个水腔中填充液的互相转移、且两个水管上均安装有控制阀、使采光系统分别形成凸透镜和凹透镜，输水机构为第一水泵21，且第一水泵21与第一水管12和第二水管13相连通，第一水腔5和第二水腔6的顶端均开设有换压口14，换压口14之间通过安装了控制阀的换气管15相连，换压口14和换气管15用于转移两个水腔充水放水时的气压、保持两个空腔之间的相对密封，第一水泵21的运行、能够将第二水腔6中的水转移至第一水腔5中或反向转移，当液体位于第一水腔5中时，相对外凸的隔板4与玻璃板1和中间填充的透明液体会整体形成一个凸透镜结构，从而在保证光线能够正常进入室内的同时、光线能够在焦点处相对聚集并产生热量，从而实现提升温度的目的；

反之当水进入第二水腔6中时，相对内凹的隔板4便会与内侧玻璃板1以及中间填充的液体形成凹透镜结构，能够相应的提高光线在室内的照射范围，从而使采光系统具备更多对光线引导的功能，与此同时，现有的采光系统仅仅具备单一的集热或散光功能，其中主要原因是既要保证各个水腔中相对的密封性、又要保障水流能够切换，这就导致水腔中的内部压力无法适应水流位置的切换，因此为了解决该技术问题，如图4所示在转移液体的过程中其中水腔中空气的流动都可以通过换压口14以及换气管15来进行，不会影响液体的正常转移。

本实施例中还包含了对焦点焦距进行调整的方案，请参照图5-6，隔板4的底端穿过滑槽16左右滑动连接在边框3中，且滑槽16开口处紧贴覆盖有表面积大于滑槽16的密封板17，水平分布的密封板17固定在隔板4上，且隔板4的底端和位移机构相连，位移机构安装在边框3底端的内部、用于驱动隔板4在两个玻璃板1之间移动，位移机构包含有电动伸缩杆22，伸缩杆22固定在边框3的底端内部，其输出端和延伸至边框3内部的隔板4固定连接，当处于凸透镜状态时，伸缩杆22的移动会带动隔板4同步移动，虽然此时焦距并未改变，但是由于隔板4的位置发生变化，焦距不变的情况下、焦点位置也会发生相应改变，从而能够实现对升温点进行调整的目的。

为了进一步的增加调整范围，在本实施例中如图5-6所示，隔板4的中心处为弹性材质，且该中心处开设有空腔18，空腔18的底端通过软管19和设置在边框3底端内部的供水机构相连，供水机构用于朝向空腔18充吸水、改变隔板4表面曲率、调整光线折射范围，作为优选的，供水机构包含有第二水泵23和水箱24，第二水泵23的两端分别与软管19和水箱24相连通，第二水泵23的运行会将另一组存于水箱24中的水输送至空腔18中，此时空腔18带动隔板4中心处相应膨胀，因此隔板4表面曲率被相应改变，无论是凸透镜还是凹透镜的光线折射角度也会被相应改变，因此配合隔板4本身的移动，也能够实现更好的光照调节的目的。

实施例二：

与实施例一不同的是动力源的不同，为了尽量降低采光系统中通用机械设备的使用降低成本，如图7所示，输水机构包含有水盒25和绞龙26，水盒25下端面的左右两侧分别与第一水管12和第二水管13的顶端相连通，绞龙26安装在横轴27上，且横轴27的左端和第二电机28相连，当第二电机28运行时会通过横轴27以及绞龙26相应转动，因此能够起到输送水流的的目的，同时横轴27构成驱动机构，横轴27的右端通过皮带轮机构和扇轴11的左端相连，横轴27转动时会带动扇轴11同步转动，该组电机以及轴的使用能够同时实现水流的输送和气流的产生的目的。

与实施例一不同的是，如图8所示，位移机构包含有第三电机31和转轴30，转轴30上通过单向轴承连接有第一横筒29，第一横筒29通过表面设置的单旋往复螺纹和隔板4的底端螺纹连接，当该电机带动转轴30顺时针转动时，此时第一横筒29会相应同步转动，并通过螺纹传动带动隔板4能够相应的移动调整位置，而使用电机代替伸缩杆22的好处还包含了如下内容：供水机构包含有输送盒32，输送盒32的内部滑动连接有阀板33，阀板33左侧的输送盒32空间和软管19的底端相连通，阀板33的右端面和套筒34的左端固定连接，滑动连接在输送盒32右侧壁的套筒34内壁和螺杆35螺纹连接，且转动安装在边框3内壁的螺杆35右端通过皮带轮机构和第二横筒36相连，第二横筒36单向转动安装在转轴30右端，且第二横筒36和第一横筒29的转向相反，这样当转轴30逆时针转动时、第二横筒36处于转动状态、利用皮带轮的传动使螺杆35同步转动，表面同样设置了单旋往复螺纹结构的螺杆35会通过带动套筒34移动的方式带动阀板33同步移动，从而将输送盒32中的水输送至空腔18中或从空腔18中吸出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种装配式建筑墙体采光系统，包括玻璃板（1）和边框（3），内外两个所述玻璃板（1）均固定在边框（3）的内部，外部的所述玻璃板（1）内部还设置有变色层（2），所述变色层（2）用于改变外部所述玻璃板（1）透光度，所述边框（3）中还安装有位于内外层玻璃板（1）之间的透明隔板（4），且隔板（4）为朝向内内侧凸起的弧形结构，并且隔板（4）的左右两侧分别与两个玻璃板（1）围挡形成第二水腔（6）和第一水腔（5），其特征在于：还包括除尘机构，所述除尘机构包含有导风板（7），所述导风板（7）固定在边框（3）的外侧，且导风板（7）的内部开设有风道（8），所述风道（8）的底端贯穿导风板（7）并斜向外侧的玻璃板（1）外表面分布，风道（8）的顶端则连通在导风板（7）顶部内侧开设的风腔（9）中，风腔（9）中设置有扇叶（10），扇叶（10）固定在扇轴（11）的右端，且扇轴（11）的左端和驱动机构相连，所述驱动机构驱动扇轴（11）和扇叶（10）转动产生气流、经由风道（8）末端吹向玻璃板（1）外表面。

2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：采光系统还包括第一水管（12）和第二水管（13），两者的顶端和输水机构相连，所述输水机构安装在边框（3）顶端的内部，第一水管（12）和第二水管（13）的底端分别从边框（3）边侧内部穿过且分别连通在第一水腔（5）和第二水腔（6）的底端，所述输水机构用于两个水腔中填充液的互相转移、且两个水管上均安装有控制阀、使采光系统分别形成凸透镜和凹透镜。

3.根据权利要求2所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述第一水腔（5）和第二水腔（6）的顶端均开设有换压口（14），所述换压口（14）之间通过安装了控制阀的换气管（15）相连，所述换压口（14）和换气管（15）用于转移两个水腔充水放水时的气压、保持两个空腔之间的相对密封。

4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述隔板（4）的底端穿过滑槽（16）左右滑动连接在边框（3）中，且所述滑槽（16）开口处紧贴覆盖有表面积大于滑槽（16）的密封板（17），水平分布的所述密封板（17）固定在隔板（4）上，且隔板（4）的底端和位移机构相连，所述位移机构安装在边框（3）底端的内部、用于驱动隔板（4）在两个玻璃板（1）之间移动。

5.根据权利要求4所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述隔板（4）的中心处为弹性材质，且该中心处开设有空腔（18），所述空腔（18）的底端通过软管（19）和设置在边框（3）底端内部的供水机构相连，所述供水机构用于朝向空腔（18）充吸水、改变隔板（4）表面曲率、调整光线折射范围。

6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述驱动机构为第一电机（20），安装在所述边框（3）内壁的第一电机（20）输出端和扇轴（11）相连，且第一电机（20）的下方设置有输水机构，所述输水机构为第一水泵（21），且第一水泵（21）与第一水管（12）和第二水管（13）相连通。

7.根据权利要求6所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述位移机构包含有电动伸缩杆（22），所述伸缩杆（22）固定在边框（3）的底端内部，其输出端和延伸至边框（3）内部的隔板（4）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述供水机构包含有第二水泵（23）和水箱（24），所述第二水泵（23）的两端分别与软管（19）和水箱（24）相连通。

9.根据权利要求5所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述输水机构包含有水盒（25）和绞龙（26），所述水盒（25）下端面的左右两侧分别与第一水管（12）和第二水管（13）的顶端相连通，所述绞龙（26）安装在横轴（27）上，且横轴（27）的左端和第二电机（28）相连，同时所述横轴（27）构成驱动机构，横轴（27）的右端通过皮带轮机构和所述扇轴（11）的左端相连，横轴（27）转动时会带动扇轴（11）同步转动。

10.根据权利要求9所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述位移机构包含有第三电机（31）和转轴（30），所述转轴（30）上通过单向轴承连接有第一横筒（29），第一横筒（29）通过表面设置的单旋往复螺纹和隔板（4）的底端螺纹连接。

11.根据权利要求10所述的一种装配式建筑墙体采光系统，其特征在于：所述供水机构包含有输送盒（32），输送盒（32）的内部滑动连接有阀板（33），阀板（33）左侧的输送盒（32）空间和软管（19）的底端相连通，阀板（33）的右端面和套筒（34）的左端固定连接，滑动连接在输送盒（32）右侧壁的所述套筒（34）内壁和螺杆（35）螺纹连接，且转动安装在边框（3）内壁的螺杆（35）右端通过皮带轮机构和第二横筒（36）相连，所述第二横筒（36）单向转动安装在转轴（30）右端，且第二横筒（36）和第一横筒（29）的转向相反。

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