專利名稱：折光板及其安裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種解決建筑物采光條件的設備，特別是涉及一種可使光折射的折光板。
背景技術：
在我們的生存環(huán)境中，光的作用至關重要。而在各種光源中，首數天然光最適應于我們的眼睛，且用之不盡，沒有污染。
天然光分為直射陽光及擴散天空光兩種。在冬天，直射陽光所產生的熱效應能提高室內溫度，給人興奮的情緒和生命的活力，而且能促進人的新陳代謝，具有殺菌作用，并能預防和治療一些疾病。因此，國內外的住宅、療養(yǎng)院、托兒所等建筑均對采集直射陽光有特別要求。但直射陽光的不當照射也會引起眩光及過熱等問題。
擴散天空光可對人們的視力健康、生產安全、工作效率以及心理狀況帶來積極作用，是天然采光的主要光源。然而，在天然光的利用中，光線分布受限是一個普遍問題，往往是在控制了直射陽光的同時也限制了擴散天空光的利用。目前，在建筑工程中，建筑物的相互遮擋常常使所需要的直射陽光不能滿足要求。所以，在天然光的利用中，如何充分采集所需要的直射陽光和擴散天空光，使不需要的直射陽光得到控制，并使天然光能夠合理分布是目前急需解決問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是利用折光板的合理設計與合理安裝改變陽光的照射方向，提供一種解決建筑物合理采光的方式，使太陽光能得以充分、合理的利用和控制。
本發(fā)明的折光板是選用玻璃、聚碳酸酯、PC板或有機玻璃等耐老化的透明材料制成的透光板，所述的透光板一面設置為平面，另一面設置為棱形條紋。
所述的折光板厚為3毫米～20毫米之間；所述的棱形條紋的棱深為1.5毫米～10毫米之間。
本發(fā)明的有益效果是通過改變光線的行徑方向，達到控光的目的。


圖1是本發(fā)明的折光板在側窗上的安裝示意圖；圖2是本發(fā)明的折光板在高側窗上或鋸齒形廠房天窗的安裝示意圖；圖3是本發(fā)明的折光板在被遮陽房屋對面房檐上的安裝示意圖；圖4是本發(fā)明的全反射在平頂或東、西窗上的安裝示意圖；圖5是本發(fā)明的下折光折光板和全反射折光板結合安裝的示意圖；圖6是本發(fā)明棱形條紋面向入射光，且傾角α為負，光向上折時，折射角與棱形條紋的傾角關系圖；圖7是本發(fā)明棱形條紋背向入射光，且傾角α為負，當α小于70°，入射角h大于35 °時，折射角與棱形條紋的傾角關系圖；
圖8是本發(fā)明棱形條紋面向入射光，且傾角α為正，光向下折時，折射角與棱形條紋的傾角關系圖；圖9是本發(fā)明棱形條紋背向入射光，且傾角α為正，光向上折時，折射角與棱形條紋的傾角關系圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的折光板，選用玻璃、聚碳酸酯、PC板或有機玻璃等耐老化的透明材料制成，其一面設置為平面，另一面設置為棱形條紋。因此，當光線透過此板時會發(fā)生折射，其折射的角度與棱條紋的傾角有關。在設計中可以選擇合適的傾角，將陽光投射到所需要的地方，以達到控光的目的。也可利用全反射原理將某些不需要的光反射出去或者反射到所需要的地方去。
一、折光板傾斜角的計算方法及其折射原理1.設棱形條紋的傾角為α；陽光對折光板的入射角為h；透光材料的折射率為n。
2.設陽光在傾斜面的入射角為θ1；陽光在傾斜面的折射角為θ2；陽光在垂直面的折射角為θ1’；陽光在垂直面的入射角為θ2’。
3.則θ1＝90°-α-h sinθ2＝(sinθ1)/nθ2’＝90°-α-θ2sinθ1’＝nsinθ2’根據以上原理計算的折射角度與棱形條紋的傾角的關系如附圖6所示圖中縱座標為折光板棱形條紋的傾角α，橫座標為入射光對折光板的入射角h，曲線上的數字表示陽光在折光板棱形條紋傾斜面的折射角θ。圖上未畫曲線的地方一般是該入射光在該傾斜面上產生的全反射效果。圖上的折射角是陽光在折光板棱形條紋傾斜面上的折射效果(未包括棱形條紋垂直面的折射效果，也不包括經傾斜面全反射后的效果)。圖上括號內的文字，說明的是這類折光板的主要性能。當需要利用其全反射性能時，棱形條紋的頂角應為直角，兩側的傾斜角的大小比較接近。
二、折光板的安裝方法及其效果1。如圖1所示，將向上折光的折光板安裝在側窗上，可使側窗在遠窗處的照度提高。
2.如圖2所示，將向上折光的折光板安裝在高側窗上(遠窗處較低)，使光折到傾斜天花板上，或將此板安裝在鋸齒形廠房的天窗上(窗向陽)，可使折光板在當地陽光的入射角下將陽光全部折向天花板，則直射光經過天花板的漫反射轉換為擴散投射，令室內光線明亮，光照均勻、穩(wěn)定，沒有光斑。
3。如圖3所示，將向下折光的折光板安裝在被遮擋陽光的房屋對面的房檐上或對面其它能照到陽光的地方，根據當地冬季太陽的入射角所選擇的折光板可將陽光折向被遮擋的房屋內。
4.如圖4所示，將全反射的折光板朝向直射陽光，安裝在平頂上或東窗、西窗上，可以防止日曬，并有利于光的擴散投入。
5.如圖5所示，將向下折光的折光板和全反射的折光板結合安裝，可使直射光通過豎井被引入底層。
6.將全反射折光板的棱紋方向與陽光的投射方向盡量平行安裝，可以起到對陽光的強反射作用。
本發(fā)明的折光板的折光規(guī)律是1.棱形條紋面向入射光時，傾角α為負，光向上折，折射角θ1’隨傾角α絕對值的增大而增大。當α值為-30°～-45°之間，折射角θ1’為負；當α值為-50°～-85°之間，折射角θ1’為正(見圖6)。
2.形條紋背向入射光時，傾角α為負，當α小于70°，入射角h大于35°時全反射(見圖7)；當需要全反射時，傾角α可正負相組合(即正、負兩角相加)。
3.棱形條紋面向入射光時，傾角α為正，光向下折，α值在40°～70°之間，折射角θ1’較大(見圖8)。
4.棱形條紋背向入射光時，傾角α為正，光向上折，當入射角h較小，α亦較小時，有全反射現(xiàn)象(見圖9)。
本發(fā)明的折光板及其安裝方法，通過改變光線的投射方向，達到有效控制或引導直射陽光的目的，對充分利用天然光、節(jié)約常規(guī)能源具有積極作用。
權利要求
1.一種折光板，其特征是，選用玻璃、聚碳酸酯、PC板或有機玻璃等耐老化的透明材料制成透光板，所述透光板的一面設置為平面，另一面設置為棱形條紋。
2.根據權利要求1所述的折光板，其特征是，所述的折光板的厚度為3毫米～20毫米之間。
3.根據權利要求1所述的折光板，其特征是，所述的棱形條紋的傾角α為-85°～75°之間。
4.根據權利要求1所述的折光板，其特征是，所述的棱形條紋的棱深為1.5毫米～10毫米之間。
5.一種權利要求1所述的折光板的安裝方法，其特征是，將向上折光的折光板安裝在側窗上。
6.一種權利要求1所述的折光板的安裝方法，其特征是，將向上折光的折光板安裝在高側窗上或鋸齒形廠房的天窗上。
7.一種權利要求1所述的折光板的安裝方法，其特征是，將向下折光的折光板安裝在被遮擋陽光的房屋對面的房檐或其它能照到陽光的地方。
8.一種權利要求1所述的折光板的安裝方法，其特征是，將全反射的折光板面向直射陽光，安裝在平頂上或東窗、西窗上。
9.一種權利要求1所述的折光板的安裝方法，其特征是，將向下折光的折光板和全反射的折光板結合安裝。
10.一種權利要求1所述的折光板的安裝方法，其特征是，將全反射的折光板的棱紋方向與陽光的投射方向平行安裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種折光板及其安裝方法，旨在提供一種改變陽光的照射方向的方式，以解決建成建筑物的合理采光問題，使太陽光能得以充分利用。本發(fā)明的折光板是一種選用玻璃、聚碳酸酯、有機玻璃等耐老化的透明材料制成的一面為平面，另一面為棱形條紋的透光板。其優(yōu)點是將直射陽光折射進被遮擋的建筑物室內，解決并改善室內的采光條件，以及使有些得不到陽光的地方能得到陽光，并使遮陽時不至于將所需要的天然光也同時被遮擋掉。本發(fā)明的折光板及其安裝方法對控制或引導直射陽光都是有效的，且對節(jié)約常規(guī)能源以及為人們送來需要的陽光都有積極作用。
文檔編號E04D13/03GK1419138SQ0215533
公開日2003年5月21日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權日2002年12月10日
發(fā)明者沈天行 申請人:天津大學