CN204511205U - 中空玻璃系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用作建筑物窗户的中空玻璃系统。该中空玻璃系统包括：两层或更多层玻璃，该两层或更多层玻璃的每两层相邻的玻璃之间具有空气间层；以及光重定向膜，其设置在该中空玻璃系统的至少一个空气间层中，并能根据需要被在竖直方向上收起或展开。通过将光重定向膜与中空玻璃相结合，能够将太阳光重定向到室内的天花板上而提供辅助采光，从而节约室内照明能耗。该中空玻璃系统的特点在于，用户可根据太阳高度角的变化或其个人偏好来手动或自动地控制该光重定向膜的展开程度，实现对室内辅助采光效果的调节。

Description

中空玻璃系统

技术领域

本实用新型涉及室内采光技术领域，具体地，涉及一种用作建筑物窗户的中空玻璃系统，更具体地，涉及一种能够通过调节其中设置的光重定向膜的展开程度而调节室内辅助采光效果的中空玻璃系统。

背景技术

在美国专利US20,080,291,541A1中，公开了一种日光重定向控制膜。该日光重定向控制膜包括透射可见光和反射红外光的多层膜，以及包含棱镜结构表面的邻近该多层膜的光重定向层。平均而言，该日光重定向控制膜能将约80％的太阳光重定向到室内天花板上，且使得其照射进室内天花板上的进深达到约40英尺(在本实用新型中，“进深”指室外光线经过窗户上的光重导向膜后而转向照射到室内天花板上的最远距离)。然而，尚未明确如何大规模应用该日光重定向控制膜。例如，如果将该膜贴覆在玻璃基材的部分表面上，以用于对光线进行重定向，则会发现以下问题：(1)重定向到室内天花板的光的进深受太阳高度角影响很大，但由于该膜被贴敷固定在玻璃基材的表面上，因而不能对依照太阳高度角的实际变化实现对室内采光的灵活调节；(2)由于该光重定向控制膜改变了光的正常光路，因而如果将该光重定向膜贴覆在玻璃表面上，将明显影响用户从室内看向室外时的可视效果，且这种不利影响是长期的。

目前，其它用于光重定向的产品还包括反光搁板、光学改向百叶等。例如，在US6,988,525 B2中，所公开的技术方案是在室内窗户中部安装一片水平的反光搁板，以将室外太阳光反射到室内天花板上。然而，这样的反光隔板会导致局部眩光，并且需要定期清理其上的灰尘。而在美国专利US6,123,137中，所公开的技术方案是在玻璃窗户表面安装镀有金属涂层的百叶，以将光线反射到室内天花板。但是，这种产品也存在局部眩光和需要定期清理其上灰尘的缺陷，并且还会对原始建筑外观带来很大的改变。

从而，需要提供能根据需要灵活调节室内采光效果，同时又不明显影响用户从室内看向户外时的可视效果的系统。理想地，这样的系统不会导致局部炫光，也不需要定期清理其中的灰尘。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用作建筑物窗户的中空玻璃系统，其包括：两层或更多层玻璃，该两层或更多层玻璃的每两层相邻的玻璃之间具有空气间层；以及光重定向膜，其设置在该中空玻璃系统的至少一个空气间层中，并能根据需要而被在竖直方向上收起或展开。

在该中空玻璃系统的一个实施方式中，该光重定向膜被卷绕在滚轴上，并能随该滚轴的顺时钟或逆时针转动而在竖直方向上被收起或展开。

在该中空玻璃系统的另一个实施方式中，该光重定向膜一端设置有硬质杆。

在该中空玻璃系统的又一个实施方式中，在水平方向上该光重定向膜能够覆盖该玻璃的透明部分。

在该中空玻璃系统的另一个实施方式中，该滚轴固定在空气间层顶部的由硬质材料制成的结构框上。

在该中空玻璃系统的又一个实施方式中，该滚轴通过连接件固定在该空气间层两侧的由硬质材料制成的结构框上。

在该中空玻璃系统的再一个实施方式中，该空气间层两侧的由硬质材料制成的结构框上固定有导轨，用于引导光重定向膜的向上和向下移动。

在该中空玻璃系统的另一个实施方式中，在玻璃窗外框处设置有马达，该马达由设置在室内的控制器控制，用于实现滚轴的顺时针或逆时针转动。

在该中空玻璃系统的又一个实施方式中，该光重定向膜能够将来自室外斜上方的、与其法线方向之间的夹角处于5-80度之间的可见光重定向到室内天花板上。

附图说明

结合附图对本实用新型的实施方式进行详细的描述，可更好地理解本实用新型，其中：

图1A为当太阳高度角较小时根据本实用新型的中空玻璃系统的示意图；

图1B为当太阳高度角较大时根据本实用新型的中空玻璃系统的示意图；

图2为根据本实用新型的一个具体实施方式的窗户的竖向剖面图；

图3A为图2中所示的“1-1”剖面图；

图3B为图2中所示的“2-2”剖面图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明，所述具体实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同或相似的元件。在描述中，省略了对于本实用新型来说是不必要的细节和功能，以避免对本实用新型的理解造成混淆。同时，应当理解，本实用新型并不限于这些实施方式。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等。

除非另外指明，否则具体实施方式所用的原料、部件均为市售工业品，通过商业渠道可以购得。

在本实用新型中，通过将光重定向膜设置在用作建筑物窗户的中空玻璃系统的玻璃之间的空气间层中，并使得其能够根据需要而在竖直方向上被收起和展开，可以实现基于太阳高度角的变化的室内辅助采光的自动或手动调节。另外，在本实用新型中，如无其他不同或相反说明，光重定向膜的水平尺寸/宽度与其所在的空气间层的水平尺寸/宽度相同。即在水平方向上，该光重定向膜能够覆盖所述玻璃的透明部分。然而，本领域技术人员将会懂得，也可以使用其他水平尺寸的光重定向膜，而不会脱离本实用新型的精神和范围。

具体地，如图1A和图1B所示，一种用作建筑物窗户的中空玻璃系统由两层或更多层玻璃1和光重定向膜3组成，该两层或更多层玻璃的每两层相邻的玻璃1之间均设置有空气间层6，且光重定向膜3内置于该多层玻璃的其中一个空气间层6中，并被设计为能根据需要在垂直方向上被收起和展开。例如，本领域技术人员将会懂得，可以将光重定向膜3设计成随滚轴4的顺时针旋转而卷起，随滚轴4的逆时针旋转而展开；或是将其设计成随滚轴4的逆时针旋转而卷起，随滚轴4的顺时针旋转而展开。

当太阳高度角为较小的α角时，如图1A所示，此时仅需将光重定向膜3拉下/展开较短的距离(图中位置A)，在太阳光5入射时，就可以实现对室内天花板7的进深8达L1的增亮。另一方面，当太阳高度角从较小的α角增大到较大的β角时，如图1B所示，若光重定向膜3仍然处于位置A，则太阳光5折射到天花板7上的进深8将会变成L2，其远远小于L1。此时，需要应用更大面积的光重定向膜3，才能明显增加太阳光重定向到天花板7上的进深8。例如，如图1B所示，当将光重定向膜3拉下/展开到比原来的位置A更低的位置B处时，太阳光5重定向到天花板7上的进深8将增加到L2’，这明显大于光重定向膜3位于位置A处时的进深L2。从而，在太阳高度角较大时，需要将光重定向膜3拉下/展开比平时更长的距离，才能实现对室内天花板7的合适增亮。显然，采用本实用新型的中空玻璃系统，则可以根据室内采光条件、个人喜好和使用习惯对光重定向膜3的展开程度进行调节。

若欲对上述的光重定向膜3在竖直方向上的收起和展开进行控制，在图1A和图1B所示的实例中，可以将光重定向膜3以卷绕的方式固定在空气间层6顶部的滚轴4处(滚轴4设置在玻璃窗框2上)，并能随滚轴4的旋转在竖直方向上进行上下移动，从而实现其在竖直方向上的卷起和展开。本领域技术人员将懂得，一般地，可以在室内玻璃窗外框的表面设置按钮或拉索机构，以控制滚轴4的转动，从而带动光重定向膜3以实现其卷起或展开。更进一步地，也可以根据太阳高度角变化而自动控制光重定向膜3的卷起或展开。例如，本领域技术人员将会懂得，通过在玻璃窗外部适当位置设置传感器，感测一天中太阳高度角的变化，并根据具体的太阳高度角自动控制滚轴4的转动，从而调节光重定向膜3的展开程度，导致太阳光被重定向到室内天花板7上的进深8得到相应的调整，以实现优化的室内采光。

作为一个非限制性的例子，适于本实用新型目的的光重定向膜可以是如美国专利US20,080,291,541A1中所公开的日光重定向控制膜。该日光重定向控制膜包括透射可见光和反射红外光的多层膜，以及邻近该多层膜的光重导向层，该光重导向层的主表面上形成有多个棱镜结构。平均而言，该日光重定向控制膜能将约80％的太阳光重定向到室内天花板上，且使得其照射进室内天花板上的进深达到约40英尺。本领域技术人员将懂得，适于本实用新型目的的光重定向膜还可以是其他类型的光控制膜，如美国专利US20,110,041,939A1中公开的导光膜、美国专利US20,140,198,390A1中公开的双面日光重定向膜，等等。实际上，本领域技术人员懂得，只要光重定向膜能够将来自室外斜上方的、与该膜的法线方向之间的夹角处于5-80度之间的可见光重定向到室内天花板上，就可以将该光重定向膜用于本实用新型。

接下来，通过一个非限制性的例子，具体地描述根据本实用新型的一种中空玻璃系统设计。

图2、图3A、图3B中示出了一种将光重定向膜，如3M日光重定向膜(3Mdaylight redirecting film)，应用于中空玻璃的空气间层内的方式。图2为一种窗户的竖向剖面图。在该窗户中，应用了根据本实用新型的一个具体实施方式的中空玻璃系统。图3A为图2中所示的“1-1”剖面图。图3B为图2中所示的“2-2”剖面图。如图2、图3A和图3B中所示，在中空玻璃的空气间层边缘设置由硬质基材制成的顶部结构框15和两侧结构框17，用于与内侧以及外侧玻璃1进行粘接固定。该硬质基材可以是硬质塑料，也可以是其他硬质材料，只要该材料导热系数较小即可。在顶部结构框15和两侧结构框17外部，还设置有玻璃窗框2。滚轴4固定在顶部结构框15上(图2)，或通过连接件16固定在两侧的结构框17上(图3A)。光重导向膜3以卷绕的方式固定在滚轴4上，且如图2所示可选择地通过限位板12限制其水平方向上的行动。具体地，在限位板12上可设置限位缝11，以供光重定向膜3展开时通过，其可对光重定向膜3在水平方向上的行动进行限制。可选择地，两侧的结构框17上还固定有导轨10，当光重导向膜3展开时，其将沿导轨10下降，当其收起时，其将沿导轨10上升。换言之，导轨10用于引导光重导向膜3的向上和向下移动(即竖直方向上的移动)。可选择地，光重导向膜3的端部还设置有硬质杆13，其可以增加本身较轻的光重定向膜3的重量，从而有利于进一步减少光重定向膜3在进行竖直方向上移动时在水平方向上的摆动。在结构框15和17的外侧，再使用结构密封胶14对中空玻璃进行密封。玻璃窗框2位于结构密封胶14外部。如图3A所示，可在玻璃窗框2处设置马达18。这样，便可通过设置在室内的控制器来控制马达18，通过马达18和滚轴4之间的连接机构9，实现对滚轴4的具体转动方式的控制，从而实现光重导向膜3的上升/收起以及下降/展开。在实际中，通常在进行中空玻璃的闭合和密封之前即完成空气间层内的上述机构设置。从而，实现了对光重导向膜3的自由调节，且不影响中空玻璃系统自身的绝热保温性能和光学通透性。

本实用新型的中空玻璃系统能减少太阳光直接照射造成的眩光不适，并能在一定程度上降低室内采光能耗。而且，由于在本实用新型的中空玻璃系统中，可根据太阳高度角的变化升降光重定向膜，就避免了美国专利US20,080,291,541A1中将光重定向膜固定在玻璃表面所造成的无法灵活调节室内辅助采光的缺陷。另外，也由于本实用新型的中空玻璃系统中的光重定向膜能根据需要进行升降，从而避免了US20,080,291,541A1中由于光重导向膜被固定在玻璃表面而造成的持续影响视线的缺陷。此外，由于在本实用新型中光重定向膜被设置在相邻的玻璃之间的空气间层中且能根据需要被灵活升降，所以，无需对其表面进行定期的除尘处理，原始建筑外观也不会受到很大影响。

以上描述仅用于说明本实用新型的实施例。本领域的技术人员应当理解，不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，均应落在本实用新型的权利要求限定的范围内。换言之，本实用新型的保护范围由其权利要求限定。

Claims (8)

1.一种用作建筑物窗户的中空玻璃系统，其包括：

两层或更多层玻璃，所述两层或更多层玻璃的每两层相邻的玻璃之间具有空气间层；以及

光重定向膜，其设置在所述中空玻璃系统的至少一个空气间层中，并能根据需要而被在竖直方向上收起或展开。

2.根据权利要求1所述的中空玻璃系统，其中，所述光重定向膜被卷绕在滚轴上，并能随所述滚轴的顺时钟或逆时针转动而在竖直方向上被收起或展开。

3.根据权利要求1所述的中空玻璃系统，其中，所述光重定向膜一端设置有硬质杆。

4.根据权利要求1所述的中空玻璃系统，其中，在水平方向上所述光重定向膜能够覆盖所述玻璃的透明部分。

5.根据权利要求2所述的中空玻璃系统，其中，所述滚轴固定在所述空气间层顶部的由硬质材料制成的结构框上。

6.根据权利要求2所述的中空玻璃系统，其中，所述滚轴通过连接件固定在所述空气间层两侧的由硬质材料制成的结构框上。

7.根据权利要求1所述的中空玻璃系统，其中，所述空气间层两侧的由硬质材料制成的结构框上固定有导轨，用于引导所述光重定向膜的向上和向下移动。

8.根据权利要求2所述的中空玻璃系统，其中，在玻璃窗框处设置有马达，所述马达由设置在室内的控制器控制，用于实现所述滚轴的顺时针或逆时针转动。