CN201963171U - 窗户结构及具有该窗户结构的建筑物 - Google Patents

Abstract

一种窗户结构及具有该窗户结构的建筑物，该建筑物具有墙体、底部及设置于墙体的窗户结构，窗户结构包含一导光部，导光部设有导光膜，包括一膜本体，膜本体具有一第一面及一第二面，于第一面设有棱形结构，棱形结构由多个棱形单元构成，棱形单元包括：一第一棱面，第一棱面与第一面具有一第一连接部，第一棱面与第一面形成有第一夹角；一第二棱面，第二棱面与第一棱面形成有第二夹角，第二棱面与第一棱面具有一第二连接部，第二连接部与第一面具有一第一距离；一第三棱面，第三棱面与第一面具有一第三连接部，第三连接部与第一连接部之间具有一第二距离。本实用新型可有效发挥窗户提供室内温热/光/空气舒适环境质量的功能。

Description

窗户结构及具有该窗户结构的建筑物

本申请是申请号为“201020204968.3”，申请日为2010年5月21日，名称为“窗户结构及具有该窗户结构的建筑物”实用新型专利申请的分案申请。

技术领域

本实用新型涉及一种窗户结构，特别是一种兼具有导光及通风功能、可有效引进自然光节省照明用电、有效通风，提升室内空气质量并兼顾温热舒适性，有效发挥窗户提供室内温热/光/空气舒适环境质量功能的窗户结构及具有该窗户结构的建筑物。

背景技术

一般窗户设计没经过功能区分，当日射强烈、窗户太亮或因隐私需要，将窗帘一拉虽可达成隔热、防眩光、私密需求，但却使得自然光无法进入室内，因此即使是白昼，而室内仍也须开灯的情况比比皆是。

此外，优质室内环境需要兼顾温热舒适以及良好的空气质量，就中国台湾地区而言，一般住宅冬夏季常有门窗紧闭的情况，导致室内空气质量不良，为维护居家健康，需要引进新鲜外气，但若随意引入外气，量不足时无法维持室内空气质量；过量时则会造成室内过冷或过热，或造成冷暖气系统额外的耗电。

据调查，建筑物热能约有1/3比例通过开口部进入，因此建筑节能手段，可由窗户设计着手，若能将窗户开口部依功能区分的整合性设计，就采光、遮光、通风、视觉需求进行整合，有效引进自然光节省照明用电及有效通风达到室内空气质量及温热舒适性提升，才能有效发挥窗户提供室内温热/光/空气舒适环境质量的功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种窗户结构及具有该窗户结构的建筑物，兼具有导光、遮光及通风功能，可有效引进自然光节省照明用电、有效通风，提升室内空气质量并兼顾温热舒适性，有效发挥窗户提供室内温热/光/空气舒适环境质量的功能。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种窗户结构，包含一供光线射入且改变光线折射角度的导光部，其中，该导光部设有导光膜，该导光膜包括一膜本体，该膜本体具有一第一面以及一第二面，于该第一面设有棱形结构，该棱形结构由多个棱形单元构成，该棱形单元包括：

一第一棱面，该第一棱面与该第一面具有一第一连接部，该第一棱面与该第一面形成有第一夹角，该第一夹角为70～80度；

一第二棱面，该第二棱面与该第一棱面形成有第二夹角，该第二夹角为55～65度，该第二棱面与该第一棱面具有一第二连接部，该第二连接部与该第一面具有一第一距离；

一第三棱面，该第三棱面与该第一面具有一第三连接部，该第三连接部与该第一连接部之间具有一第二距离，该第二距离相对于该第一距离的比例为0.4～0.6。

上述的窗户结构，其中，该导光部设有第一透光板，该第一透光板具有一供光线射入该第一透光板的第一入光面以及一供光线射出该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

上述的窗户结构，其中，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光部还包括一第二透光板，该导光膜设置于该第一透光板及第二透光板之间，该第二透光板具有一供光线由该第一透光板的第一出光面射出后通过该导光膜再射入该第二透光板的第二入光面以及一供光线射出该第二透光板的第二出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

上述的窗户结构，其中，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光膜与该第二透光板的第二入光面之间为胶合连接。

上述的窗户结构，其中，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的窗户结构，其中，该窗户结构还包含一用以遮挡光线的遮光部，设置于该导光部下方。

上述的窗户结构，其中，该遮光部设有用以遮挡光线的百叶窗或窗帘。

为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种具有窗户结构的建筑物，该建筑物具有墙体、底部及设置于该墙体的至少一个窗户结构，其中，该窗户结构包含一供光线射入且改变光线折射角度的导光部，该导光部设有导光膜，该导光膜包括一膜本体，该膜本体具有一第一面以及一第二面，于该第一面设有棱形结构，该棱形结构由多个棱形单元构成，该棱形单元包括：

一第一棱面，该第一棱面与该第一面具有一第一连接部，该第一棱面与该第一面形成有第一夹角，该第一夹角为70～80度；

一第二棱面，该第二棱面与该第一棱面形成有第二夹角，该第二夹角为55～65度，该第二棱面与该第一棱面具有一第二连接部，该第二连接部与该第一面具有一第一距离；

一第三棱面，该第三棱面与该第一面具有一第三连接部，该第三连接部与该第一连接部之间具有一第二距离，该第二距离相对于该第一距离的比例为0.4～0.6。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光部设有第一透光板，该第一透光板具有一供光线射入该第一透光板的第一入光面以及一供光线射出该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光部还包括一第二透光板，该导光膜设置于该第一透光板及第二透光板之间，该第二透光板具有一供光线由该第一透光板的第一出光面射出后通过该导光膜再射入该第二透光板的第二入光面以及一供光线射出该第二透光板的第二出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜与该第二透光板的第二入光面为胶合连接，该胶合连接的胶材的折射率等于1。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该窗户结构还包含一将建筑物外部的空气引进建筑物内部的通风部，设置于该导光部下方，其中该通风部包括：

一供建筑物外部的空气进入该通风部的入风口，该入风口能控制为关闭状态或开放状态；

一供该通风部内的空气进入建筑物内部的出风口，该出风口的出风方向向上，该出风口由多个导风单元构成，该导风单元延伸具有一长度，该导风单元具有一顶部以及一底部，该顶部的宽度大于该底部的宽度，该多个导风单元的底部构成一进风面，该多个导风单元的顶部构成一出风面，于该进风面，相邻两导风单元的底部之间具有一第一间隙，于该出风面，相邻两导风单元的顶部之间具有一第二间隙，该第一间隙大于该第二间隙；以及

至少一将建筑物外部的空气吸入该入风口并将空气由该出风口送出的风扇，设置于该入风口与该出风口之间。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该第二间隙相对于该导风单元顶部的宽度的比例为0.5～1.5。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该导风单元的长度相对于该导风单元顶部的宽度的比例为1.5～10。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该出风口相对于该建筑物内部的底部的高度小于140厘米。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该入风口与该出风口之间设有一阀结构，该阀结构包含有一阀门以及一通风口，该阀门具有一使该通风口为关闭状态的第一位置以及一使该通风口为开放状态的第二位置。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该通风部还包括多个供建筑物内部的空气与建筑物外部的空气产生对流的对流通道，该对流通道能控制为关闭状态或开放状态。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该多个对流通道包括至少一第一对流通道以及至少一第二对流通道，其中该第一对流通道相对于该建筑物内部的底部的高度小于160厘米，且该第二对流通道相对于该建筑物内部的底部的高度大于160厘米。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，各该对流通道设有一阀结构，该阀结构包含有一阀门以及一通风口，该阀门具有一使该通风口为关闭状态的第一位置以及一使该通风口为开放状态的第二位置。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该窗户结构还包含一用以遮挡光线的遮光部，设置于该导光部下方。

上述的具有窗户结构的建筑物，其中，该遮光部设有用以遮挡光线的百叶窗或窗帘。

本实用新型的有益功效在于：本实用新型的窗户结构及具有该窗户结构的建筑物，可有效引进自然光节省照明用电、有效通风，提升室内空气质量并兼顾温热舒适性，有效发挥窗户提供室内温热/光/空气舒适环境质量功能。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型朝向室外一面的外观结构立体图；

图2为本实用新型朝向室内一面的外观结构立体图；

图3为本实用新型导光膜的断面结构示意图；

图4至图6为本实用新型导光膜的第一面朝向光线射入方向设置的不同实施例断面结构示意图；

图7为图4至图6的导光膜实施例于不同角度的导光效能图；

图8至图10为本实用新型导光膜的第一面背向光线射入方向设置的不同实施例断面结构示意图；

图11为图8至图10的导光膜实施例于不同角度的导光效能图；

图12为本实用新型导光膜应用范围示意图；

图13为本实用新型光模拟空间示意图；

图14为本实用新型导光膜与玻璃于6月21日下午三点照度效能比较表；

图15为本实用新型通风部的断面结构示意图；

图16为本实用新型通风部运作时的断面结构示意图；

图17为本实用新型出风口的导风单元结构示意图。

其中，附图标记

10   导光部            1156 第三连接部

11   导光膜            12   第一透光板

111  膜本体            121  第一入光面

112  第一面            122  第一出光面

113  第二面            13   第二透光板

114  棱形结构          131  第二入光面

115  棱形单元          132  第二出光面

1151 第一棱面          20   遮光部

1152 第二棱面          21   百叶窗

1153 第三棱面          30   通风部

1154 第一连接部        31   入风口

1155 第二连接部        32   出风口

321  导风单元          D3   进深

322  进风面            D4   模拟空间深度

323  出风面            H1、H2、H3、H4、H5 高度

33   阀结构            L、L1、L2、L3 光线

331  阀门              L11、L21、L31 折射光线

332  通风口            L4   长度

333  枢轴              P1   第一位置

34   风扇              P2   第二位置

40   框架              W1、W2 宽度

41、42 窗框            W3   第一间隙

50   空间              W4   第二间隙

51   天花板            X1～X7、Y1～Y11 格点

60a  第一对流通道      θ1  第一夹角

60b  第二对流通道      θ2  第二夹角

70   及底部            α1、α2、α3 仰角

D1   第一距离          B    玻璃

D2   第二距离

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1及图2所示，图1为本实用新型朝向室外一面的外观结构立体图，图2为本实用新型朝向室内一面的外观结构立体图，如图所示为根据本实用新型的窗户结构所提供的第一实施例。此窗户结构，供设置于一建筑物的墙体，且建筑物的内部进一步包含一及底部70。此窗户结构包含一导光部10、一遮光部20及一通风部30，导光部10用以提供光线L射入且改变光线L折射角度。遮光部20设置于导光部10与通风部30之间，用以遮挡光线L。遮光部20设有百叶窗21，而此百叶窗21也可以换成窗帘或其它具有可遮挡光线L作用的物品替代之。通风部30设置于遮光部20下方，通风部30用以将建筑物外部的空气引进建筑物内部，必须说明的是，如一般人安装习惯，将窗户安装于房屋的墙壁，窗户的一面朝向室外，窗户另一面则朝向室内，因此，此处所称的建筑物外部为室外，而建筑物内部则为室内；此外，导光部10、遮光部20及通风部30设置于一框架40内，此框架40的型态并不限于图示架构，可直接利用房屋的墙壁或任意具有支撑性的平台，其作用在支撑导光部10、遮光部20及通风部30具有一定高度即可，在本实施例中，框架40包括二扇窗框41、42，于窗框41设有通风部30，另一窗框42设有一第一对流通道60a以及一第二对流通道60b，其作用将会说明于后。

请参阅图3所示，图3为本实用新型导光膜的断面结构示意图。导光部10设有导光膜11，导光膜11包括一膜本体111，膜本体111具有第一面112以及第二面113，于第一面112设有棱形结构114，此棱形结构114由多个棱形单元115所构成。此棱形单元115包括第一棱面1151、第二棱面1152、第三棱面1153。第一棱面1151与第一面112具有第一连接部1154，且第一棱面1151与第一面112形成有第一夹角θ1，此第一夹角θ1位于70～80度的范围内。第二棱面1152与第一棱面1151形成有第二夹角θ2，此第二夹角θ2位于55～65度的范围内，且第二棱面1152与第一棱面1151具有第二连接部1155，此第二连接部1155与第一面112具有第一距离D1。第三棱面1153与另一棱形单元115的第一面112具有第三连接部1156，第三连接部1156与第一连接部1154之间具有第二距离D2，要特别留意的是，第二距离D2相对于第一距离D1的比例位于0.4～0.6的范围内。

请参阅图4所示，图4至图6为本实用新型导光膜的第一面朝向光线射入方向设置的不同实施例断面结构示意图。导光部10还设有第一透光板12，第一透光板12具有第一入光面121以及第一出光面122。而导光膜11贴附于具有透光性的第一透光板12上，此第一透光板12的材质不限，具有一定透明度玻璃或压克力等塑料材质均可。请继续参阅图4，导光膜11的贴附方向，为第一面112与第二面113皆朝向第一透光板12的第一出光面122，因此，导光膜11设有棱形结构114的一面朝向透光板12的第一出光面122，意即，导光膜11设有棱形结构114的一面朝向光线L射入方向设置。因此，当光线L射入时，光线L将从第一透光板12的第一入光面121射入，通过第一透光板12的第一出光面122，之后光线L再由导光膜11的棱形结构114射出。

请参阅图5所示，在本实施例的窗户结构，进一步包括第二透光板13，第二透光板13具有第二入光面131以及第二出光面132。因此，导光膜11也可设置于第一透光板12以及第二透光板13之间。要特别留意的是，在本实施例中的导光膜11设置于第一透光板12及第二透光板13形成的双层结构中，且导光膜11的第一面112与第一透光板12的第一出光面122贴合，导光膜11的贴附方向，为第一面112与第二面113均朝向第一透光板12的第一出光面122。因此，当光线L射入时，光线L由第一透光板12的第一入光面121、依序通过第一透光板12的第一出光面122，再通过导光膜11的棱形结构114，再射入第二透光板13的第二入光面131，最后由第二透光板13的第二出光面132射出。

请参阅图6所示，为另一种导光膜11贴附于第一透光板12及第二透光板13双层结构中的方式。图5与图6的差异仅在于导光膜11贴附于不同的透光板上，但导光膜11贴附的方向相同，均为导光膜11的第一面112与第二面113朝向第一透光板12的第一出光面122方向贴合。而图6的导光膜11贴附于第二透光板13的第二入光面131上，其余特征与图5相同，在此不加赘述。

上述的图4至图6均显示将导光膜11设有棱形结构114的一面朝向光线L射入方向设置的状态，其中，图5及图6的导光膜11因为设置于双层结构中，因此可避免导光膜11沾尘影响导光效益，加工时只需将导光膜11与第一透光板12及第二透光板13结合成双层结构，即可使用。

以位处于亚热带的台湾气候条件而言，台湾地处亚热带北纬22-25度间，台湾夏月(6-9月)中午高度角约为65-89度，该高角度的太阳也意味着较高的太阳辐射热。因此，如图7所示，为前述实施例的导光膜11于不同角度的导光效能图，图中折线为转向光比例，对于入射角高(大于60度角)的阳光，策略应为减少阳光进入室内的比例(小于45％或50％)，则有等同遮阳的效果；而对于入射角中/低(小于或等于60度角)的阳光，则可大幅利用，阳光进入室内的导光比例可较高(大于80％)。

请参阅图8所示，图8至图10为本实用新型导光膜的第一面背向光线射入方向设置的不同实施例断面结构示意图。导光膜11贴附于具有透光性的第一透光板12上，图8与图4的差异在于，图8中的导光膜11设有棱形结构114的一面背向透光板12的第一出光面122，意即，导光膜11设有棱形结构114的一面背向光线L射入方向设置。因此，导光膜11的贴附方向，为导光膜11的第一面112与第二面113均背向第一透光板12的第一出光面122。因此，当光线L射入时，光线L从第一透光板12的第一入光面121射入，通过第一透光板12的第一出光面122，之后光线L再由导光膜11的棱形结构114射出。

请参阅图9所示，在本实施例中的导光膜11也设置于第一透光板12及第二透光板13形成的双层结构中，且导光膜11的第二面113与第一透光板12的第一出光面122贴合。要特别注意的是，导光膜11的贴附方向，为导光膜11的第一面112与第二面113均背向第一透光板12的第一出光面122。因此，当光线L射入时，光线L从第一透光板12的第一入光面121依序射入、通过第一透光板12的第一出光面122后，再通过导光膜11的棱形结构114，再射入第二透光板13的第二入光面131，最后光线L由第二透光板13的第二出光面132射出。

请参阅图10所示，为另一种导光膜11贴附于第一透光板12及第二透光板13双层结构中的方式。图10与图9的差异仅在于导光膜11贴附于不同的透光板上，但导光膜11贴附的方向相同，均为导光膜11的第一面112与第二面113背向第一透光板12的第一出光面122方向贴合。而图10的导光膜11贴附于第二透光板13的第二入光面131上，其余特征与图9相同，在此不加赘述。

上述的图8至图10所示实施例均显示将导光膜11设有棱形结构114的一面，意即导光膜11的第二面113背向光线L射入方向设置的状态，其目的在于，可捕捉并利用入射角大于45度的中/高角度直/漫射光线；综合图4、5、6、8、9、10的图示，可说明本实用新型的导光膜11可依所需选择贴附于第一透光板12(图4、5、8、9)，或贴附于第二透光板13(图6、10)，且棱形结构114可选择朝向第一透光板12的第一出光面122(图4、5、6)或背向第一透光板12的第一出光面122(图8、9、10)。

要特别注意的是，图4、5、10的导光膜11均为设有棱形结构114的一面与第一透光板12或第二透光板13以低折射率例如是但不限于折射率约等于1的胶材相互贴合。而图6、8、9的导光膜11均为导光膜11的第二面113与第一透光板12或第二透光板13以接近于玻璃折射率的背胶相互贴合，但不限定此背胶的材质，可视实际需求使用。上述的导光膜11的材质没有一定限制，一般而言可采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明塑化材料，但并不限于前述的塑化材料，也可视实际需求使用。此外，上述的棱形结构114可采用R2R滚压成型制成，但并不限于R2R滚压成型制成，也可视实际需求使用。

关于图8至图10的导光效能如图11所示，图11为图8至图10的导光膜实施例于不同角度的导光效能图。将图11与图7相互对照可知，导光膜11设有棱形结构114的一面朝向或背向光线射入方向设置时，可获致不同的导光效果，图7的导光效能图，适于捕捉入射角中/低(小于或等于60度角)的阳光，如图4～6所示。图11的导光效能图，适于捕捉入射角中/高(大于45度角)的阳光，利用此一特性，可对应不同方位的太阳光特性，东/西向(包含正东向、正西向、正东向朝南北向各偏摆30度的范围，以及正西向朝南北向各偏摆30度的范围)阳光角度较低时，可选择能阻绝低角度(小于40度度角)阳光，而让高角度范围漫射光进入室内的导光结构，如图8及图9所贴附的导光膜方式；夏季南向(包含正南向，以及正南向朝东西向各偏摆30度的范围)，太阳高度角较高，可选择能让中/低角度范围(小于或等于60度角)直/漫射光进入室内的导光结构，如图4至图6所贴附的导光膜方式，如此可遮蔽夏季高角度阳光，而室内于春、秋、冬季也可获得中/低角度范围的充足日照。

一般无导光设计的自然光有效采光范围深度约在4～4.5米，而以一般办公空间通常进深约有6米以上，因此导光膜11的设计主要以导入6米深办公空间为范围。针对不同阳光入射角度，设定其可导光适当位置，如图12所示，图12为本实用新型导光膜应用范围示意图，其显示一进深D3约有6米的空间50，空间50具有一天花板51，导光膜11顶部距离天花板51约50厘米(0.5米)，光线L1的入射角为20度，光线L2的入射角为40度，光线L3的入射角为60度，则当光线L1、L2、L3通过导光膜11时，可分别产生仰角α1约为8度的折射光线L11、仰角α2约为16度的折射光线L21、仰角α3约为30度的折射光线L31，折射光线L11、L21、L31均可投射至天花板51，其中尤以折射光线L11所能被导引的深度最深，至于入射角小于20度或大于60度的其它入射光线则效果非为本实施例所欲彰显，故此处未显示。

依据Lawrence Berkley National Laboratory-windows for tips研究指出，对于导光系统所能提供室内有效照明深度约为窗户上缘高度1.5～2.0倍的距离，而距离窗户高度1.5倍纵深的室内空间约为房间中间以后部份，依据上述理论，请参阅图13所示，图13为本实用新型光模拟空间示意图，此模拟空间深度D4为6米，宽度W1为3.6米，高度H1为3米，导光膜11的设置高度H2为2.5米，将宽度W1均分为格点X1～X7，深度D4均分为格点Y1～Y11，光线L由格点Y1射入该模拟空间，进行照度实验的结果如表1所示，表1为本实用新型导光膜于不同季节时间的导光效果统计表，3月21日代表春分，6月21日代表夏至，9月21日代表秋分，12月21日代表冬至，分别纪录早

上九点、中午十二点、下午三点的照度。表1

照度单位：lux

如表1所示，针对模拟空间中间点(格点Y6)之后，也即模拟空间深度较深，较需要照度提升的格点Y6～Y11进行照度模拟，透过导光膜11(如图4的设置)作用后，其照度均有提升现象，提升幅度介于2.8％～10.9％之间，至于冬季(12月21日)中午十二点的导光效果较夏季(6月21日)中午十二点的导光效率高，显示冬季太阳光入射角度低，导光效能高，冬至(5.9％)＞春、秋分(4.3％、3.5％)＞夏至(3.2％)。此外，各季早上九点及下午三点的导光效率普遍较中午十二点导光效率高，显示早晚太阳入射角度低，导光效能高，以夏至(6月21日)及冬至(12月21日)而言，夏至(6月21日)早上九点/下午三点(9.4％/10.9％)＞中午十二点(3.2％)，冬至(12月21日)早上九点/下午三点(9.5％/8.9％)＞中午十二点(5.9％)，其中，尤以6月21日下午三点的导光效益最高，可达10.9％，其照度分布曲线如图14所示，图14为本实用新型导光膜11与玻璃B于6月21日下午三点照度效能比较表，根据上述模拟可知，前述实施例所提供的导光膜11确实具有改变光折射角度、导引光线进入室内深处，提高室内光照度的功效。

请继续参阅图1、图2及图15所示，图15为本实用新型通风部的断面结构示意图，通风部30包括入风口31以及出风口32，于入风口31与出风口32之间设有至少一风扇34。此风扇34用以将建筑物外部的空气吸入入风口31，并将空气由出风口32送出。风扇34可为各种不同的型式，例如轴流式、横流式、离心式等，总风量的决定则参考美国冷冻空调工程师学会(以下简称ASHRAE)所制订的规范ASHRAE 62.2P。如图1所示，入风口31设置于建筑物外部，用以提供建筑物外部的空气进入，如图2所示，出风口32设置于建筑物内部，用以提供已进入入风口31的空气通过并进入建筑物内部，且出风口32的出风方向向上，通风部30为长形，于通风部30内设有四个风扇34，而出风口32的设置高度H3，即相对于建筑物内部的底部的高度，例如是但不限低于140厘米。

请继续参阅图15及图16所示，图16为本实用新型通风部运作时的断面结构示意图，于入风口31与出风口32之间设有一阀结构33，阀结构33由阀门331以及通风口332组成，阀门331可以一枢轴333为中心转动于第一位置P1以及第二位置P2之间，阀门331位于第一位置P1时，阀门331可覆盖于通风口332，使通风口332为关闭状态，也即入风口31为关闭状态，当阀门331位于第二位置P2时，阀门331可离开通风口332，使通风口332为开放状态，也即入风口31为开放状态。必须说明的是，设置阀结构33为了提供使用者可自行控制入风口31的关闭或开放，以决定通风部30是否产生通风功效，据此可知，若需要通风部30维持恒通风状态，则不需要设置阀结构33，只要在入风口31与出风口32之间设置风扇34即可。而此阀结构33可以手动或自动控制，并且当阀门331关闭时可隔音、防雨水，当阀门331开启后，则可连带接通风扇34电源线路。

请参阅图17，图17为本实用新型出风口的导风单元结构示意图。出风口32由多个导风单元321构成，导风单元321延伸具有一长度L4，导风单元321具有顶部以及底部，顶部的宽度W2大于底部的宽度，于本实施例中，导风单元321的底部为尖锥状，则此等导风单元321的底部构成进风面322，此等导风单元321的顶部构成出风面323，于进风面322的相邻两导风单元321底部之间具有一第一间隙W3，于出风面的相邻两导风单元321顶部之间具有第二间隙W4，第一间隙W3大于第二间隙W4，重要的是，第二间隙W4相对于导风单元321顶部的宽度W2的比例位于0.5～1.5的范围内，且导风单元321的长度L4相对于导风单元321顶部的宽度W2的比例位于1.5～10的范围内。

请继续参阅图16及图17，当阀门331位于第二位置P2时，则通风口332为开放状态，也即入风口31与出风口32为连通状态，此时，驱动风扇34运转，则风扇34的运转可将建筑物外部的空气吸入入风口31，并将空气由出风口32送出，依据图17所示导风单元321的特殊设计，可使空气加速通过导风单元321，并与室内空气加速混合。

基于台湾住宅冬夏季常有门窗紧闭的情况，通过上述本实用新型通风部30的设计，可适量引进外部空气，足以有效地降低高度120厘米以下(坐、卧时的口鼻高度)的二氧化碳浓度，却不会过量通风导致夏季空调额外耗电或冬季室内过冷的状况。值得说明的是，本实用新型上吹式出风口32设计，能避免将引进的外气直接吹在人员身上引起不适感，也可避免出风受到窗台、家具等的阻挡，此外，上吹式气流不会扰乱到人员周围的流场，有助于置换式流场的形成。以本实施例通风部30采用四具风扇34为例，其总出风量为60CFM(立方英呎/每分钟)，可将风扇34开关设定分为三段式，例如，第一段为关闭，阀结构33开启时可作自然通风，第二段为适应较少人数使用，例如于5坪空间内有1～2人时，可启动其中2个风扇34即可，进气量约为30CFM，相当于房间每小时换气1.2次，第三段则为适应较多人数使用，例如5坪内有3～4人时，可启动所有风扇34，进气量约为60CFM，相当于房间每小时换气2.3次。

除此之外，本实施例也可配合利用对流通道的设置，形成置换式流场设计，本实用新型所提供的窗户结构还包括多个对流通道，用以提供建筑物内部的空气与建筑物外部的空气产生对流，此等对流通道可控制为关闭状态或开放状态。请参阅图1及图2所示，本实用新型所提供的一种窗户结构还包括第一对流通道60a以及第二对流通道60b。第一对流通道60a的高度H4以及该第二对流通道60b的高度H5具有一定设计尺寸，第一对流通道60a的高度H4(相对于建筑物内部的底部的高度)以低于160厘米，第二对流通道60b的高度H5(相对于建筑物内部的底部的高度)以高于160厘米为例；并且第一对流通道60a以及第二对流通道60b与通风部30可相互搭配，当建筑物外部的环境温度低于建筑物内部的环境温度时，例如冬季时，通风部30以低速气流引入低于室内气温的外气，使其沉积于室内空间底层，引入的低温外气被室内人员体温加热后，可形成空气柱(thermal plume)，并能将人员呼出的二氧化碳一并提升到房间上层，再经由位置较高的第二对流通道60b排出户外，为避免空气由位置较低的第一对流通道60a泄出而影响换气效果，且可将第一对流通道60a设置如图15所示的阀结构33，控制第一对流通道60a关闭。也就是说，当建筑物外部的环境温度低于建筑物内部的环境温度时，第一对流通道60a为关闭状态，而第二对流通道60b为开放状态。

又，当建筑物外部的环境温度高于建筑物内部的环境温度时，例如夏季时，通风部30引入的高温外气会飘浮于室内上层，难以利用。为减轻此一趋势，可通过通风部30特殊的出风口32设计(如图17所示)，能促进高温外气与室内低温空气混合，以降低外气温度(增加外气与室内空气的接触面积，并且将外气加速形成局部低压区以吸引更多室内空气与外气混合)，同时，通过位置较低的第一对流通道60a排气，可避免室内上层的新鲜空气未经充分利用即被排出，同样地，为避免空气由位置较高的第二对流通道60b泄出而影响换气效果，可将第二对流通道60b设置如图15所示的阀结构33，控制第二对流通道60b关闭。也就是说，当建筑物外部的环境温度高于建筑物内部的环境温度时，第一对流通道60a为开放状态，第二对流通道60b为关闭状态。

必须说明的是，上述第一对流通道60a及第二对流通道60b的设置数量、位置及形状并无一定限制，只要是可连通室内及室外的通道即可，夏季时可同时配合门下方的门缝作为对流通道，冬天时也可同时配合门上方的门缝作为对流通道。经过数值模拟，当冬季室外气温为摄氏15度时，室内2人，启动二个风扇，室内高度110～120厘米处的平均二氧化碳浓度约为940ppm，当室内四人，启动四个风扇时，室内高度110～120厘米处的平均二氧化碳浓度约为1000ppm，以上模拟结果皆符合ASHRAE规范62-2001的建议值(不超过室外浓度加700ppm)，且可以观察到置换式流场的空气柱与温度与CO₂浓度分布的层化结构。此外，在夏季室外气温为摄氏30度，室内使用空调维持在约摄氏25度时，室内2人，启动二个风扇，室内高度110～120厘米的平均二氧化碳浓度约为1100ppm，当室内四人，启动四个风扇时，高度110cm～120cm处的平均二氧化碳浓度约为1120ppm。以上结果稍微超过ASHRAE规范62-2001的建议值，但仍维持在建议值的104％以下，被视为可接受的状况。据此可知，通过本实用新型第一对流通道60a以及第二对流通道60b与通风部30相互搭配，确实可达到有效通风、降低二氧化碳浓度，提升室内空气质量的功效。

综上所述，本实用新型提供的窗户结构，利用将窗户功能区分，其窗户上部设为导光窗段，将导光膜整合于窗户上半部，通过此装置可将太阳光反射进入天花板，再由天花板扩散反射以深入室内，以提升室内照明减少照明用电，其窗户下部设为通风窗段，整合主动通风系统，增进通风效能，提升室内空气质量并兼顾温热舒适性。此窗户结构可以模块的方式生产制造，便利施工及生产制造，而窗户中段设为一般遮光方式，因此可有效解决窗户采光与遮光、通风、视觉穿透、防止眩光相互冲突的问题，可有效引进自然光节省照明用电、有效通风，达到室内空气质量及温热舒适性提升，有效发挥窗户提供室内温热/光/空气舒适环境质量的功能。

本实用新型进一步提供第二实施例，为另一种窗户结构。此窗户结构主要包含一导光部，此导光部用以提供光线射入且改变光线折射角度。其中导光部的主要特征与功效实质相同于如前述第一实施例中的导光部11，在此不加赘述。

本实用新型进一步提供第三实施例，为另一种窗户结构。此窗户结构供设置于一建筑物的墙体，建筑物的内部进一步包含一及底部，此窗户结构包括一通风部，此通风部用以将建筑物外部的空气引进建筑物内部。其中通风部的主要特征与功效实质相同于如前述第一实施例中的通风部30，在此不加赘述。

本实用新型进一步提供第四实施例，为一种具有窗户结构的建筑物，此建筑物具有墙体、及底部及设置于墙体的至少一个窗户结构，此窗户结构主要包含一导光部。其中此窗户结构的主要特征与功效实质相同于如前述第一及第三实施例中的窗户结构，在此不加赘述。

本实用新型进一步提供第五实施例，为一种具有窗户结构的建筑物，此建筑物具有墙体、底部及设置于墙体的至少一个窗户结构，此窗户结构主要包含一通风部。其中此窗户结构的主要特征与功效实质相同于如前述第一及第四实施例中的窗户结构，在此不加赘述。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (36)

1.一种窗户结构，包含一供光线射入且改变光线折射角度的导光部，其特征在于，该导光部设有导光膜，该导光膜包括一膜本体，该膜本体具有一第一面以及一第二面，于该第一面设有棱形结构，该棱形结构由多个棱形单元构成，该棱形单元包括：

一第一棱面，该第一棱面与该第一面具有一第一连接部，该第一棱面与该第一面形成有第一夹角，该第一夹角为70～80度；

一第二棱面，该第二棱面与该第一棱面形成有第二夹角，该第二夹角为55～65度，该第二棱面与该第一棱面具有一第二连接部，该第二连接部与该第一面具有一第一距离；

一第三棱面，该第三棱面与该第一面具有一第三连接部，该第三连接部与该第一连接部之间具有一第二距离，该第二距离相对于该第一距离的比例为0.4～0.6。

2.如权利要求1所述的窗户结构，其特征在于，该导光部设有第一透光板，该第一透光板具有一供光线射入该第一透光板的第一入光面以及一供光线射出该第一透光板的第一出光面。

3.如权利要求2所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

4.如权利要求3所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

5.如权利要求3所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

6.如权利要求2所述的窗户结构，其特征在于，该导光部还包括一第二透光板，该导光膜设置于该第一透光板及第二透光板之间，该第二透光板具有一供光线由该第一透光板的第一出光面射出后通过该导光膜再射入该第二透光板的第二入光面以及一供光线射出该第二透光板的第二出光面。

7.如权利要求6所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

8.如权利要求7所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

9.如权利要求7所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

10.如权利要求6所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜与该第二透光板的第二入光面之间为胶合连接。

11.如权利要求10所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

12.如权利要求10所述的窗户结构，其特征在于，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

13.如权利要求1所述的窗户结构，其特征在于，该窗户结构还包含一用以遮挡光线的遮光部，设置于该导光部下方。

14.如权利要求13所述的窗户结构，其特征在于，该遮光部设有用以遮挡光线的百叶窗或窗帘。

15.一种具有窗户结构的建筑物，该建筑物具有墙体、底部及设置于该墙体的至少一个窗户结构，其特征在于，该窗户结构包含一供光线射入且改变光线折射角度的导光部，该导光部设有导光膜，该导光膜包括一膜本体，该膜本体具有一第一面以及一第二面，于该第一面设有棱形结构，该棱形结构由多个棱形单元构成，该棱形单元包括：

一第一棱面，该第一棱面与该第一面具有一第一连接部，该第一棱面与该第一面形成有第一夹角，该第一夹角为70～80度；

一第二棱面，该第二棱面与该第一棱面形成有第二夹角，该第二夹角为55～65度，该第二棱面与该第一棱面具有一第二连接部，该第二连接部与该第一面具有一第一距离；

一第三棱面，该第三棱面与该第一面具有一第三连接部，该第三连接部与该第一连接部之间具有一第二距离，该第二距离相对于该第一距离的比例为0.4～0.6。

16.如权利要求15所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光部设有第一透光板，该第一透光板具有一供光线射入该第一透光板的第一入光面以及一供光线射出该第一透光板的第一出光面。

17.如权利要求16所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

18.如权利要求17所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

19.如权利要求17所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

20.如权利要求16所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光部还包括一第二透光板，该导光膜设置于该第一透光板及第二透光板之间，该第二透光板具有一供光线由该第一透光板的第一出光面射出后通过该导光膜再射入该第二透光板的第二入光面以及一供光线射出该第二透光板的第二出光面。

21.如权利要求20所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜与该第一透光板的第一出光面之间为胶合连接。

22.如权利要求21所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

23.如权利要求21所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

24.如权利要求20所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜与该第二透光板的第二入光面为胶合连接，该胶合连接的胶材的折射率等于1。

25.如权利要求24所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜的第一面朝向该第一透光板的第一出光面。

26.如权利要求24所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导光膜的第二面朝向该第一透光板的第一出光面。

27.如权利要求15所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该窗户结构还包含一将建筑物外部的空气引进建筑物内部的通风部，设置于该导光部下方，其中该通风部包括：

一供建筑物外部的空气进入该通风部的入风口，该入风口能控制为关闭状态或开放状态；

一供该通风部内的空气进入建筑物内部的出风口，该出风口的出风方向向上，该出风口由多个导风单元构成，该导风单元延伸具有一长度，该导风单元具有一顶部以及一底部，该顶部的宽度大于该底部的宽度，该多个导风单元的底部构成一进风面，该多个导风单元的顶部构成一出风面，相邻两导风单元的底部之间在该进风面具有一第一间隙，相邻两导风单元的顶部之间在该出风面具有一第二间隙，该第一间隙大于该第二间隙；以及

至少一将建筑物外部的空气吸入该入风口并将空气由该出风口送出的风扇，设置于该入风口与该出风口之间。

28.如权利要求27所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该第二间隙相对于该导风单元顶部的宽度的比例为0.5～1.5。

29.如权利要求27所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该导风单元的长度相对于该导风单元顶部的宽度的比例为1.5～10。

30.如权利要求27所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该出风口相对于该建筑物内部的底部的高度小于140厘米。

31.如权利要求27所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该入风口与该出风口之间设有一阀结构，该阀结构包含有一阀门以及一通风口，该阀门具有一使该通风口为关闭状态的第一位置以及一使该通风口为开放状态的第二位置。

32.如权利要求27所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该通风部还包括多个供建筑物内部的空气与建筑物外部的空气产生对流的对流通道，该对流通道能控制为关闭状态或开放状态。

33.如权利要求32所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该多个对流通道包括至少一第一对流通道以及至少一第二对流通道，其中该第一对流通道相对于该建筑物内部的底部的高度小于160厘米，且该第二对流通道相对于该建筑物内部的底部的高度大于160厘米。

34.如权利要求32所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，各该对流通道设有一阀结构，该阀结构包含有一阀门以及一通风口，该阀门具有一使该通风口为关闭状态的第一位置以及一使该通风口为开放状态的第二位置。

35.如权利要求15所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该窗户结构还包含一用以遮挡光线的遮光部，设置于该导光部下方。

36.如权利要求35所述的具有窗户结构的建筑物，其特征在于，该遮光部设有用以遮挡光线的百叶窗或窗帘。

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