CN108561845A - 一种大棱镜采光百叶窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大棱镜采光百叶窗，包括平行设置的多块百叶，百叶包括透光的基底层、固定设置在所述基底层上的大棱镜层，所述大棱镜层包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，三棱镜具有三个棱面，分别为与所述基底层固定连接的第一面、与第一面的一侧边相接的第二面、与第一面的另一侧边相接的第三面，第一面、第二面、第三面中最宽棱面的宽度为2‑6mm。本发明能够依据入射光线角度自动或者手动调整百叶角度来改变折射后的光线角度，将光线导向屋顶天花，经天花反射后可增加采光面积。该大棱镜采光百叶窗具有增大室内采光面积、降低引起眩光发生的可能的特点，能够节约照明及相应空调能耗。

Description

一种大棱镜采光百叶窗

技术领域

本申请涉及建筑技术领域，尤其涉及一种用于建筑采光的大棱镜采光百叶窗。

背景技术

随着绿色建筑和建筑节能技术的不断发展，以及人们对健康舒适环的室内环境需求的日益增长，扩大天然采光面积并获得良好的室内光环境成为绿色建筑技术发展一个重要方向。

现有技术中，传统棱镜膜玻璃采光系统的做法是将微米级的棱镜薄膜夹在了双层玻璃内腔中或者贴在玻璃后面。它通过将天然光导入室内深处的方式减少人工照明，在一定程度上降低了建筑照明能耗，但仍然无法避免无法调节、特定时段可能眩光等问题。

由于棱镜膜内微结构为微米级的三棱镜，在日光穿透时存在光栅现象，导致一个入射光线会向上下发散，因而在一定入射角度下存在部分强光向下从而导致眩光的情况。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种大棱镜采光百叶窗，包括平行设置的多块百叶，所述百叶包括透光的基底层、固定设置在所述基底层上的大棱镜层，所述大棱镜层包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，所述三棱镜具有三个棱面，分别为与所述基底层固定连接的第一面、与所述第一面的一侧边相接的第二面、与所述第一面的另一侧边相接的第三面，所述第一面、第二面、第三面中最宽棱面的宽度为2-6mm。

上述技术方案中，基底层、大棱镜层的材料为透光率较高的亚克力材料。

优选的技术方案，所述第一面与所述第二面之间的夹角为锐角，所述第一面与所述第三面之间的夹角为锐角。

进一步地，所述第一面与所述第二面之间的夹角为25°～85°。

更进一步地，所述第一面与所述第三面之间的夹角为45°～65°。

优选的技术方案，所述三棱镜的截面为直角三角形。

优选的技术方案，所述第一面为所述三棱镜上最宽的棱面。

优选的技术方案，所述基底层为平面。

优选的技术方案，所述基底层为弧面。

优选的技术方案，所述百叶还包括自所述基底层的上、下两端部向其相对的两面水平弯折的挡片，所述百叶的截面呈Z字型。

本发明的工作原理：

现有技术中，纳米级或者微米级的三棱镜膜在日光穿透时因为与太阳可见光谱(390-720纳米)接近，存在闪耀光栅现象，导致一个入射光线会向上下发散，因而在一定入射角度下存在部分强光向下从而导致眩光的情况因而在直射太阳光高度角低于30度的情况下存在部分强光向下从而导致眩光的情况。

本申请的三棱镜的最宽棱面的宽度为2-6mm，与太阳可见光波长相差较大，经过大棱镜之后产生光线折射反射现象，极大地减少了闪耀光栅现象光线上下散开而由出射的向下光线导致的眩光问题。

闪耀光栅的定义：当光栅刻划成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀(blaze)，这种光栅称为闪耀光栅。

本发明的有益效果为：

1、本发明能够依据入射光线角度自动或者手动调整大棱镜采光百叶角度来改变折射后的光线角度，达到最佳室内采光效果，降低引起眩光发生的可能，节约照明及相应空调能耗；

2、本发明在晴天能减少靠近窗口处强光，提高房间内天然采光面积，减少建筑内部对人工采光的依赖，达到绿色建筑节约能源的目的；

3、本发明相比传统棱镜膜玻璃采光系统的构造做法，本发明有效克服传统产品在太阳入射角度较低情况下易眩光、影响室内光环境质量的缺点；

4、相比棱镜膜因为贴膜要求微棱镜背向入射光线，从正面射入光线容易引起色散的缺陷，本发明依靠一体化设计制作，棱镜面向入射光线，射入可以大大降低色散发生；

5、本发明可被安装在原有建筑侧窗玻璃后，避免替换原有玻璃，节省造价成本及施工成本。

6、相比窗户的百叶，因为百叶采用不透明材质，虽可导光但对光线相互遮挡强烈，大大降低了可利用的光线，本发明大大降低了相互遮挡情况。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例一的结构示意图；

图2是本申请实施例二的结构示意图；

图3是本申请实施例三的结构示意图；

图4是本申请对比例中参照对象出射光线分布示意图一；

图5是本申请对比例中参照对象出射光线分布示意图二；

图6是本申请对比例中参照对象出射光线分布示意图三

图7是本申请出射光线分布示意图一；

图8是本申请出射光线分布示意图二；

图9是本申请出射光线分布示意图三。

其中：1、基底层；2、大棱镜层；3、第二面；4、第三面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一：

如图1所示，一种大棱镜采光百叶窗，包括平行设置的多块百叶，所述百叶包括透光的基底层1、固定设置在所述基底层1上的大棱镜层2，所述大棱镜层2包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，三棱镜具有三个棱面，分别为与基底层11固定连接的第一面、与第一面的一侧边相接的第二面3、与第一面的另一侧边相接的第三面4。

三棱镜上凸起的棱到基底层1的距离为2.4mm。

基底层1厚度为1.6mm。

第一面与所述第二面3之间的夹角为25°。所述第一面与所述第三面4之间的夹角为65°。

三棱镜的截面为直角三角形。

第一面为所述三棱镜上最宽的棱面。

基底层1为平面。

本实施例中三棱镜的折射率较大，对光线线路改变较大，适合被安装于室内高窗部分。多块百叶采用电动控制，可根据每天日照的不同调节自动百叶角度。

实施例二：

如图2所示，一种大棱镜采光百叶窗，包括平行设置的多块百叶，百叶包括透光的基底层1、固定设置在基底层1上的大棱镜层2，大棱镜层2包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，三棱镜具有三个棱面，分别为与基底层1固定连接的第一面、与第一面的一侧边相接的第二面3、与第一面的另一侧边相接的第三面4。

三棱镜上凸起的棱到基底层1的距离为2.4mm。

基底层1厚度为1.6mm。

第一面与第二面3之间的夹角为36°。第一面与所述第三面4之间的夹角为54°。

三棱镜的截面为直角三角形。

第一面为所述三棱镜上最宽的棱面。

基底层1为弧面。

本实施例中多块百叶采用手动控制调节角度。

实施例三：

如图3所示，一种大棱镜采光百叶窗，包括平行设置的多块百叶，所述百叶包括透光的基底层1、固定设置在所述基底层1上的大棱镜层2，大棱镜层2包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，三棱镜具有三个棱面，分别为与基底层1固定连接的第一面、与第一面的一侧边相接的第二面3、与第一面的另一侧边相接的第三面4。

三棱镜上凸起的棱到基底层1的距离为2.4mm。

基底层1厚度为1.6mm。

第一面与所述第二面3之间的夹角为45°。第一面与所述第三面4之间的夹角为45°。

三棱镜的截面为直角三角形。

第一面为所述三棱镜上最宽的棱面。

百叶还包括自所述基底层1的上、下两端部向其相对的两面水平弯折的挡片，百叶的截面呈Z字型。

本实施例中，Z字型百叶的设置，在需要挡光的情况下，不会有在两片相邻的百叶之间产生漏光的情况。

对比例：

参照对象为安装于双层玻璃间的棱镜膜(棱镜最大面尺寸为5微米，棱镜膜厚度0.2毫米)，太阳高度角低于30度时强光向下射出，容易引起室内人员眩光。通过采用分光光度计对不同入射角度的入射光线及出射光线分布进行测量，结果如图5-7所示，深色部分代表光强较大的出射光线，如深色光强较大部分在水平线以下，则代表强光向下，容易引起眩光。

如图4所示，0度太阳垂直入射光线及出射光线半球分布图。左边为入射光线半球，入射光线为垂直于侧窗玻璃以高度角0入射(即入射半球块1的位置)。右边图为出射半球光线的分布情况，其中出射半球第88块为深色，出射光线强度为40左右，是整个出射半球中光线强度最大的地方，而且该块处于水平线以下，意味着出射后光线最强部分是向下射出的，会产生眩光。

如图5所示，25度太阳高度角太阳入射光线及出射半球分布图。左边为入射光线半球，入射光线以高度角25度入射垂直于侧窗玻璃(即入射半球22的位置)。右边图为出射半球光线的分布情况，其中出射半球第130块为深色，出射光线强度为35左右，是整个出射半球中光线强度最大的地方，而且该块处于水平线以下，意味着出射后光线最强部分是向下射出的。会引起眩光。

如图6所示，35度太阳高度角太阳入射光线及出射半球分布图。左边为入射光线半球，入射光线以高度角35度入射垂直于侧窗玻璃(即入射半球41的位置)。右边图为出射半球光线的分布情况，其中出射半球第8块是整个出射半球中光线强度最大的地方，出射光线强度为12左右，而且该块基本处于水平线左右，意味着出射后光线即使最强部分也接近水平射出，造成眩光可能性不大。

如图3所示，一种大棱镜采光百叶窗

，包括透光的基底层1、固定设置在所述基底层1上的大棱镜层2，所述大棱镜层2包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，所述三棱镜具有三个棱面，分别为与所述基底层1固定连接的第一面、与所述第一面的一侧边相接的第二面3、与所述第一面的另一侧边相接的第三面4，所述第一面、第二面3、第三面4中最宽棱面的宽度为6mm。

所述第一面与所述第二面3之间的夹角为36°，所述第一面与所述第三面4之间的夹角为54°，大棱镜厚度为4毫米，可见光透射率为0.88。

与参照对象采用的棱镜膜采光系统比较，本发明大棱镜系统可大大降低向下出射光线所带来的眩光。图7-9出射光线半球中颜色最深的块代表没有出射光线分散到该块。

如图7所示，0度太阳垂直入射光线及出射光线半球分布图。0度太阳垂直入射光线及出射光线半球分布图。左边为入射光线半球，入射光线为垂直于侧窗玻璃以高度角0入射(即入射半球1的位置)。右边图为出射半球光线的分布情况，其中出射半球第14与31块是整个出射半球中光线强度最大的地方，出射光线强度为35左右，而且14与31块处于水平线以上，意味着出射后光线最强部分是向上射出的。出射半球最强块为向上射出，可经过天花反射后进入房间深处。出射半球第41块位于水平线以下，意味着出射半球次强块向下射出，但强度约8左右，造成眩光可能性不大。第21-23、40、42色块意味着光线以各个角度散射，光线强度不大，不会造成眩光。

如图8所示，25度太阳高度角太阳入射光线及出射半球分布图。左边为入射光线半球，入射光线以高度角25度入射垂直于侧窗玻璃(即入射半球块22的位置)。右边图为出射半球光线的分布情况，其中出射半球第4块为深色，是整个出射半球中光线强度最大的地方，出射光线强度为40左右，而且该块处于水平线以上，意味着出射后光线最强部分是向上射出的。出射半球最强块为向上射出，可经过天花反射后进入房间深处。出射光线块8、22、130意味着光线以各个角度散射，光线强度仅6-8，不会造成眩光。

如图9所示，35度太阳高度角太阳入射光线及出射半球分布图。左边为入射光线半球，入射光线以高度角35度入射垂直于侧窗玻璃(即入射半球41的位置)。右边图为出射半球光线的分布情况，其中出射半球第4块为深色，是整个出射半球中光线强度最大的地方，而且该块处于水平线以上，意味着出射后光线最强部分是向上射出的。出射半球最强块向上射出，可经过天花反射后进入房间深处。第112色块意味着出射半球次强块向下射出，造成眩光可能性不大。

由此可见，本申请相较于参照对象而言，能够大大降低眩光的产生。

Claims (8)

1.一种大棱镜采光百叶窗，包括平行设置的多块百叶，其特征在于：所述百叶包括透光的基底层、固定设置在所述基底层上的大棱镜层，所述大棱镜层包括多条截面相同且平行相接排列的三棱镜，所述三棱镜具有三个棱面，分别为与所述基底层固定连接的第一面、与所述第一面的一侧边相接的第二面、与所述第一面的另一侧边相接的第三面，所述第一面、第二面、第三面中最宽棱面的宽度为2-6mm。

2.根据权利要求1所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述第一面与所述第二面之间的夹角为锐角，所述第一面与所述第三面之间的夹角为锐角。

3.根据权利要求2所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述第一面与所述第二面之间的夹角为25°～85°。

4.根据权利要求3所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述第一面与所述第三面之间的夹角为45°～65°。

5.根据权利要求1所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述第一面为所述三棱镜上最宽的棱面。

6.根据权利要求1所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述基底层为平面。

7.根据权利要求1所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述基底层为弧面。

8.根据权利要求1所述的一种大棱镜采光百叶窗，其特征在于：所述百叶还包括自所述基底层的上、下两端部向其相对的两面水平弯折的挡片，所述百叶的截面呈Z字型。