CN215260307U - 一种建筑采光与通风组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑采光与通风组合装置，包括导光筒，其一端通过底接口与叠合式集光器底端连接，另一端安装扣盖，叠合式集光器顶端通过顶接口与通风器底端连接。叠合式集光器的采光罩的中央通风道与采光罩之间的集光反射腔内安装集光反射棱镜组件。导光筒的中心安装通风管，通风管与中央通风道、通风器连通，通风管室内末端与扣盖的通风口相对。顶接口内安装第一空气过滤层和第一气流可控开闭百叶。通风管内靠近其室内末端安装第二气流可控开闭百叶、第二空气过滤层和通风散流器。导光筒的环形导光腔与集光反射腔连通，导光腔室内出口与扣盖上环绕通风口的环形光漫射器相对。本实用新型将建筑采光与通风融为一体，高效节能、绿色环保。

Description

一种建筑采光与通风组合装置

技术领域

本实用新型涉及一种建筑采光与通风组合装置，具体地说，是涉及一种在建筑上将采光与通风融为一体的绿色建筑装置。

背景技术

随着建筑业的快速发展以及节能环保的广泛提倡，绿色建筑得到了越来越广泛地推广，而如何可以使得建筑最大程度地实现自然通风和采光，是其达到节能环保的关键因素。目前一些建筑上已采用了自然采光和通风装置，但存在如下缺点：1、自然采光装置与通风装置各自在建筑结构上独立安装，占据空间较大，相互之间缺乏协同与互利。2、对太阳能、风能等自然资源的利用不充分，节能效率有待提高。3、缺乏有效调节措施，采光与通风状态不可控。4、自然采光装置与通风装置之间兼容性差，不能同时满足建筑的多重需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种建筑采光与通风组合装置，其将建筑采光与通风融为一体，相互协同与互利，高效节能、绿色环保，适于推广。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种建筑采光与通风组合装置，其特征在于：它包括安装在建筑结构上、环形截面的导光筒，导光筒伸出建筑结构露于室外的一端通过底接口与叠合式集光器的底端连接，叠合式集光器的顶端通过顶接口与通风器的底端连接，导光筒伸入建筑结构露于室内的另一端安装有扣盖，其中：叠合式集光器包括采光罩，采光罩内设有中央通风道，中央通风道与采光罩之间的集光反射腔内安装有集光反射棱镜组件；导光筒的中心安装有通风管，通风管与中央通风道、通风器互相连通，通风管的室内末端与扣盖上的通风口相对；顶接口内安装有第一空气过滤层和第一气流可控开闭百叶；在通风管内靠近其室内末端的位置安装有第二气流可控开闭百叶、第二空气过滤层和通风散流器；导光筒的环形导光腔与叠合式集光器的集光反射腔互相连通，导光腔的室内出口与扣盖上环绕通风口设置的环形光漫射器相对；集光反射棱镜组件、第一气流可控开闭百叶和第二气流可控开闭百叶经由线缆与控制器连接。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型将采光与通风融为一体，相互协同与互利，在充分利用太阳能、风能等自然资源的同时，节能效率得到提高且明显优于目前已有的单一采光装置和通风装置。

2、本实用新型安装便捷，占据空间小，便于维修，经济环保。

3、本实用新型对采光与通风状态可控，达到了高效、节能、绿色环保的目的。

4、本实用新型的叠合式集光器与现有集光器相比，集光效率显著提升，且可在一定程度上改善通风器的通风效果。

5、本实用新型的通风管设计可以增加导光管的导光反射面积，显著提高导光效率。

6、本实用新型可以满足地下空间、大进深建筑等采光、通风不利情况下的建筑自然采光和通风的需要，可以充分利用自然资源，提高了采光和通风效率，节能环保。

附图说明

图1是本实用新型建筑采光与通风组合装置的第一实施例示意图。

图2是本实用新型建筑采光与通风组合装置的第二实施例示意图。

图3是图1所示的底接口沿A-A向切割得到的剖面示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型建筑采光与通风组合装置包括安装在建筑结构200上、环形截面的导光筒70，导光筒70伸出建筑结构200露于室外的一端通过底接口100与叠合式集光器50的底端连接，叠合式集光器50的顶端通过顶接口20与通风器10的底端连接，导光筒70伸入建筑结构200露于室内的另一端安装有扣盖110，其中：叠合式集光器50包括采光罩51，采光罩51内设有中央通风道53，中央通风道53与采光罩51之间的集光反射腔54内安装有集光反射棱镜组件52；导光筒70的中心安装有通风管150，通风管150与中央通风道53、通风器10互相连通，通风管150的室内末端与扣盖110上的通风口111相对；顶接口20内安装有第一空气过滤层30和第一气流可控开闭百叶40；在通风管150内靠近其室内末端的位置安装有第二气流可控开闭百叶80、第二空气过滤层90和通风散流器210；导光筒70的环形导光腔71与叠合式集光器50的集光反射腔54互相连通，导光腔71的室内出口与扣盖110上环绕通风口111设置的环形光漫射器120相对；集光反射棱镜组件52、第一气流可控开闭百叶40和第二气流可控开闭百叶80经由线缆160与室内的控制器(图中未示出)连接。

如图1，在实际安装时，第一空气过滤层30安装在第一气流可控开闭百叶40的外侧，即第一空气过滤层30更靠近通风器10，但不受局限，另外，如图1，从通风管150的室内末端向其内部依次安装通风散流器210、第二空气过滤层90和第二气流可控开闭百叶80，即通风散流器210更靠近通风口111，但不受局限。

在实际设计中，通风器10为被动式通风器或主动式通风器，其中：当通风器10为主动式通风器时，主动式通风器与控制器连接；当通风器10为被动式通风器时，去掉第一空气过滤层30和第二空气过滤层90。

在本实用新型中，被动式通风器可设计为图1示出的无动力风帽样式，或图2示出的百叶出风口样式，主动式通风器可设计为图2示出的百叶出风口样式。被动式通风器和主动式通风器均为本领域的已有设备。

在本实用新型中，通风器10可具有五种通风模式：1)通风模式1：采用例如无动力风帽样式的被动式通风器，只依靠自然风压带动运行，起到拔风的作用；2)通风模式2：采用被动式通风器，自身设置通风出口，只依靠自然风压及热压的作用，起到拔风的效果；3)通风模式3：采用主动式通风器，依靠自身内置的通风风机，可实现进风和排风的功能；4)通风模式4：采用主动式通风器，依靠自身内置的新风设备，可实现建筑新风的导入、过滤、传输等功能；5)通风模式5：采用主动式通风器，依靠自身内置的排烟风机，可实现建筑消防要求的排烟功能。

在实际应用时，上述五种通风模式可单独使用，也可组合使用。

在实际设计中，叠合式集光器50的采光罩51呈外凸的弧形形状，具有一定高度，其中，采光罩51为全日照光谱透光、仅可见光透光或选择性过滤设定光线的高透明、耐压材料制成，在实际制作时，可通过对玻璃或亚克力进行特定处理来得到，此属于本领域的熟知技术，故不在这里详述。

进一步地，采光罩51的高度、弧形形状可根据当地日照特性及自然通风压差要求设计成受光最优几何形态，同时可兼顾当地风环境特征，使弧形外形利于通风，在一定程度上改善通风效果。

在本实用新型中，借由采光罩51的材料选用，叠合式集光器50可具有三种集光模式：1)采用全日照光谱透光的高透明、耐压材料时为全日光模式，通过集光反射棱镜组件52达到日光全光谱的收集和传导。2)采用仅可见光透光的高透明、耐压材料时为可见光模式，通过集光反射棱镜组件52达到单一可见光的收集和传导。3)采用选择性过滤设定光线的高透明、耐压材料时为特定日光模式，通过集光反射棱镜组件52达到特定光谱日光的收集和传导。

集光反射棱镜组件52为本领域的已有组件，其可包括光线传感器，光线传感器可检测光线照射强度来使反射棱镜改变方向，以跟踪日照轨迹，从而提高日光采集效率，实现所需集光目的。

在本实用新型中，叠合式集光器50的多种集光模式与通风器10的多种通风模式可根据建筑功能需求灵活、合理地搭配组合使用，从而来满足建筑的不同需求。

在实际设计中，中央通风道53为透明材料(如玻璃)或非透明材料(如铝等金属材料)制成，或者，中央通风道53朝向采光罩51的表面覆盖一层高反光材料(如银或纳米膜)。在实际设计中，导光筒70为直线型或曲线型，以适应不同建筑空间的采光和通风需求，通风管150的形状应与导光筒70相适配。进一步来说，导光筒70由外筒、内筒构成，外筒的内壁表面覆盖一层高反光材料(如银或纳米膜)，内筒根据需求设计为透明或非透明，导光筒70为本领域的熟知部件。

在实际设计中，通风管150为透明材料(如玻璃)或非透明材料(如铝等金属材料)制成，或者，通风管150朝向导光腔71的表面覆盖一层高反光材料(如银或纳米膜)。

当通风管150设计为透明材料制成时，可与全日光模式或特定日光模式组合使用，从而借助温室效应，充分利用太阳能的光和热来加热通风管150中导入的空气气流，达到节能的目的。当通风管150设计为朝向导光腔71的表面覆盖一层高反光材料时，可有效增加导光腔71的光反射面积，增加导入室内的光照量，提高自然采光效率。

在本实用新型中，第一空气过滤层30、第二空气过滤层90用于起到过滤空气污染物、净化空气的作用，可设置成可外插拔的结构，以便定期清洗与更换，保障净化质量。第一气流可控开闭百叶40、第二气流可控开闭百叶80用于根据需求实时或适时调节自身百叶开闭状态及开闭程度，从而起到控制风量、风速的通风效果。第一空气过滤层30、第二空气过滤层90、第一气流可控开闭百叶40、第二气流可控开闭百叶80和通风散流器210为本领域的已有部件。

在实际设计中，顶接口20具有用于内置控制器件、线缆的空腔21。具体来说，顶接口20包括内环和外环，内环与外环之间具有空腔21。

如图3，底接口100包括用于与中央通风道53连接的内环102和用于与采光罩51连接的中间环101，内环102处于中间环101内，内环102与中间环101之间通过机翼型连接板103连接，中间环101外设有外环104，中间环101和外环104固定于环形固定盘106上，外环104与中间环101之间具有内置控制器件、线缆的空腔105，固定盘106延伸出外环104的部分上设有固定孔107，其中：内环102的外表面、中间环101的内表面和机翼型连接板103的外表面覆盖一层高反光材料(如银或纳米膜)，既可以不影响光线的传输效果，又可以起到连接与紧固整体结构的作用；底接口100通过穿设于固定孔107的固定螺栓108实现在建筑结构200室外部分的固定。

如图1和图2，顶接口20的顶端安装有用于防尘、防雨雪的密封顶盖60。底接口100的顶端及四周被密封底盖190罩住，以实现防尘、防雨雪的目的。

在实际设计中，底接口100的内部还可设置保温隔热材料，以起到保温、隔热、隔声等作用。

如图1和图2，导光筒70伸入建筑结构200露于室内的部分上安装有固定环140，固定环140通过锁固螺栓141固定在建筑结构200室内部分上，以使导光筒70更稳固。

如图1和图2，扣盖110通过固定吊杆130与建筑结构200室内部分固定，以增加导光筒70等处于室内的部件的稳固性。

在本实用新型中，扣盖110的结构形式不受局限，可根据导光筒70的室内出口处结构来合理设计，扣盖110应设有外延部分(如图中标号112所示)，以便于固定吊杆130的安装。

如图1和图2，扣盖110上靠近光漫射器120的部位安装有照明传感器180，扣盖110的内部安装有人工光源170，照明传感器180和人工光源170与控制器连接。照明传感器180和人工光源170为本领域已有器件。

当通过照明传感器180检测到室内光照不够，即通过室外自然采光无法达到室内照明需求时，可通过控制器开启人工光源170，从而达到补充照明的作用。

在本实用新型中，光漫射器120用于将导入的自然光经过光线分配后照射在下方或侧方的空间中。光漫射器120为已有器件，其光源可以是单一的自然光，也可以是自然光与人工光源的组合。

在实际安装时，通风器10的底端与顶接口20通过榫卯方式连接，中央通风道53伸出采光罩51的顶端与顶接口20通过榫卯方式连接，中央通风道53伸出采光罩51的底端、通风管150的顶端分别与底接口100的内环102通过榫卯方式连接，采光罩51的底端、导光筒70的顶端分别与底接口100的中间环101通过榫卯方式连接，第二气流可控开闭百叶80第二空气过滤层90和通风散流器210置于一盒体内且盒体通过榫卯方式连接在通风管150内。

榫卯方式实现的“榫卯”结构是在相连的两个结构上分别设置凹入插槽、凸出卡件，以使一个结构的凸出卡件紧锁在另一个结构的凹入插槽中，从而形成一稳固整体结构，无需焊接，安全可靠。

参考图1和图2，以通风器10采用主动式通风器，中央通风道53和通风管150采用透明材料制成为例来说明。

使用时，自然风通过通风器10经过第一空气过滤层30过滤后，通过第一气流可控开闭百叶40进入中央通风道53，继而进入通风管150，然后通过第二气流可控开闭百叶80后经过第二空气过滤层90过滤，然后借由通风散流器210从通风口111送入室内。在上述整个通风过程中，使用者可通过控制器来调节第一气流可控开闭百叶40和/或第二气流可控开闭百叶80的百叶开闭和开闭大小，从而达到调节送入室内风量大小的目的。

与此同时，太阳光照射入叠合式集光器50，在进入采光罩51后受到集光反射棱镜组件52的折射和反射作用，从而使光线向下传导，经过底接口100、导光筒70的传导后，最终通过光漫射器120射入室内。在上述整个采光过程中，光线可透过中央通风道53和通风管150，借助温室效应使中央通风道53和通风管150内流动的空气气流得到加热，以在冬季可对采暖达到节能的目的。

参考图1和图2，以通风器10采用无动力风帽样式的被动式通风器，中央通风道53和通风管150设计为外表面覆盖一层高反光材料为例来说明。

使用时，自然风压带动被动式通风器的风帽运行，产生拔风效应，室内空气从通风口111吸入，依次经过通风散流器210和第二气流可控开闭百叶80后进入通风管150，继而进入中央通风道53，通过第一气流可控开闭百叶40进入通风器10，然后经过通风器10的拔风效应将室内污浊空气排出，完成通风功能。在上述整个通风过程中，使用者可通过控制器来调节第一气流可控开闭百叶40和/或第二气流可控开闭百叶80的百叶开闭和开闭大小，从而达到调节排出风量大小、防止倒灌风的目的。

在上述整个通风过程中，通风器10下面的叠合式集光器50的曲线结构可以促进局部通风负压的形成，有利于提高自然通风的效果与效率。

与此同时，太阳光照射入叠合式集光器50，借助自然通风必需的通风高度，叠合式集光器50在竖向方向上必然增加了采光面积，从而显著提高了集光的光照量。光线在进入采光罩51后受到集光反射棱镜组件52的折射和反射作用，使光线向下传导，经过底接口100、导光筒70的传导后，最终通过光漫射器120射入室内。

在上述整个采光过程中，中央通风道53和通风管150的外表面覆盖一层高反光材料的设计可以有效增加光反射面积，从而增加导入室内的光照量，提高自然采光效率。

本实用新型可满足全日照、全可见光日照、特定光谱日照与排风、进风、新风、排烟、进风加热的功能组合，以适应不同的建筑需要，最大程度地利用自然资源，达到节能、环保、绿色的目标。

以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种建筑采光与通风组合装置，其特征在于：它包括安装在建筑结构上、环形截面的导光筒，导光筒伸出建筑结构露于室外的一端通过底接口与叠合式集光器的底端连接，叠合式集光器的顶端通过顶接口与通风器的底端连接，导光筒伸入建筑结构露于室内的另一端安装有扣盖，其中：叠合式集光器包括采光罩，采光罩内设有中央通风道，中央通风道与采光罩之间的集光反射腔内安装有集光反射棱镜组件；导光筒的中心安装有通风管，通风管与中央通风道、通风器互相连通，通风管的室内末端与扣盖上的通风口相对；顶接口内安装有第一空气过滤层和第一气流可控开闭百叶；在通风管内靠近其室内末端的位置安装有第二气流可控开闭百叶、第二空气过滤层和通风散流器；导光筒的环形导光腔与叠合式集光器的集光反射腔互相连通，导光腔的室内出口与扣盖上环绕通风口设置的环形光漫射器相对；集光反射棱镜组件、第一气流可控开闭百叶和第二气流可控开闭百叶经由线缆与控制器连接。

2.如权利要求1所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述通风器为被动式通风器或主动式通风器，其中：当所述通风器为主动式通风器时，主动式通风器与所述控制器连接；当所述通风器为被动式通风器时，去掉所述第一空气过滤层和所述第二空气过滤层。

3.如权利要求1或2所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述叠合式集光器的所述采光罩呈外凸的弧形形状，其中，所述采光罩为全日照光谱透光、仅可见光透光或选择性过滤设定光线的高透明、耐压材料制成；

所述中央通风道为透明或非透明材料制成，或者，所述中央通风道朝向所述采光罩的表面覆盖一层高反光材料；

所述导光筒为直线型或曲线型，所述导光筒的外筒内壁表面覆盖一层高反光材料；

所述通风管为透明或非透明材料制成，或者，所述通风管朝向所述导光腔的表面覆盖一层高反光材料。

4.如权利要求1或2所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述顶接口具有用于内置控制器件、线缆的空腔；

所述底接口包括用于与所述中央通风道连接的内环和用于与所述采光罩连接的中间环，内环处于中间环内，内环与中间环之间通过机翼型连接板连接，中间环外设有外环，中间环和外环固定于环形固定盘上，外环与中间环之间具有内置控制器件、线缆的空腔，固定盘延伸出外环的部分上设有固定孔，其中：内环的外表面、中间环的内表面和机翼型连接板的外表面覆盖一层高反光材料；所述底接口通过穿设于固定孔的固定螺栓实现在建筑结构室外部分的固定。

5.如权利要求4所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述顶接口的顶端安装有用于防尘、防雨雪的密封顶盖；

所述底接口被密封底盖罩住，以实现防尘、防雨雪的目的。

6.如权利要求4所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述通风器的底端与所述顶接口通过榫卯方式连接；

所述中央通风道伸出所述采光罩的顶端与所述顶接口通过榫卯方式连接；

所述中央通风道伸出所述采光罩的底端、所述通风管的顶端分别与所述底接口的所述内环通过榫卯方式连接；

所述采光罩的底端、所述导光筒的顶端分别与所述底接口的所述中间环通过榫卯方式连接；

所述第二气流可控开闭百叶、所述第二空气过滤层和所述通风散流器置于一盒体内且盒体通过榫卯方式连接在所述通风管内。

7.如权利要求1或2所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述导光筒伸入建筑结构露于室内的部分上安装有固定环，固定环通过锁固螺栓固定在建筑结构室内部分上。

8.如权利要求1或2所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述扣盖通过固定吊杆与建筑结构室内部分固定。

9.如权利要求8所述的建筑采光与通风组合装置，其特征在于：

所述扣盖上靠近所述光漫射器的部位安装有照明传感器，所述扣盖的内部安装有人工光源，照明传感器和人工光源与所述控制器连接。

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