[实用新型]一种建筑外墙采光用光学传导棒

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安装于外墙混凝土砌块中的，用于户外自然光采集的光学传导棒。

背景技术

近年来，随着全球能源危机及温室效应的日趋严重，世界各地对建筑节能的设计越来越重视。室内采光一直是羁绊建筑节能设计的一个绊脚石，使得建筑结构设计空间受到很大制约。虽然太阳能技术可以完成室外光能的室内转换，但需要先转换成电能，然后再转换成光能，转换效率很低。且太阳能板成本高昂，目前还达不到大范围推广的程度。这就迫切需要一种技术，使得建筑外墙能够直接采集户外自然光，能够将户外自然光直接传送于室内。在不失去外墙保温效果和耗费电能的条件下，满足建筑室内特殊区域的采光需求，实现建筑节能的目的。由此可见，发展具备采光和断热双重功能的混凝土外墙砌块制品势在必行。

发明内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种建筑外墙户外采光用光学传导棒设计方案，满足建筑设计的外墙采光与隔热需求，以实现建筑业日益迫切的绿色设计要求。

本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：

一种建筑外墙采光用光学传导棒，是由一种光学传导棒和保温护套组成，光学传导棒是由光密介质玻璃芯和紧贴玻璃芯的外包皮光疏介质玻璃构成，光密介质玻璃芯一端面为筒形，中心呈凸面，另一端面为半空心球的凹面，中间为棒体；保温护套嵌入光密介质玻璃芯与光疏介质玻璃的插口中。

本实用新型的优点和产生的有益效果：

本发明采用普通玻璃材料制作，成本较低；结构简单、安装方便；相对于在墙体开窗的室内采光方式，本设计在整体意义上讲，不仅满足建筑特殊区域的采光需求，提高了建筑采光效率，而且在很大程度上也提高了建筑内外断热效果，实现了建筑绿色节能设计的要求；定点的采光方式可对室内装饰物提供永久自然照明，由此可拓宽建筑室内装修设计的路径以及提高建筑艺术表现形式；最重要的是，可扩大建筑结构设计的设计空间，对建筑结构设计将产生革命性的推动作用。

附图说明

图1为本实用新型断面结构示意图。

图2光学传导棒及光线传播路径。

图3砌块钻孔安装方式。

图4模具浇注的安装方式。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案再作进一步说明：

一种建筑外墙采光用光学传导棒，是由光学传导棒芯部和保温护套3组成。光学传导棒芯部是由光密介质玻璃1和紧贴玻璃1的外包皮光疏介质玻璃2构成，光密介质玻璃芯一端面为筒形，中心呈凸面，另一端面为半空心球的凹面，中间为棒体；保温护套3嵌入光密介质玻璃1与光疏介质玻璃2的插口中。

本实用新型是利用了光学全反射原理和折射原理，实现了自然光由户外到室内的聚集、传输和发散。光学传导棒主要由透明玻璃和有机玻璃及保温材料制成：在光学传导棒的芯部，是由光密介质(即折射率较高、光速传播较漫的介质)玻璃1制成。紧贴包裹芯部外表面由光疏介质(即折射率较低、光速传播较快的介质)玻璃2制成，光密介质玻璃1的折射率一定要大于外包皮光疏介质玻璃2的折射率，以实现光线的全反射传导，降低光能损耗。另外，传导棒的形状设计保证了光线的传输路径，见图2。靠近室外部分的玻璃1聚光凸面具有聚光功能，图2左侧所示；靠近室内部分(图2右侧)的反射玻璃1凹面先将光线反射(部分光线也是全反射)到散射凹面，再由散射凹面将光线散射到室内，可以看出，这种形状的光学传导棒可以实现光线的汇聚、全反射传输以及漫射功能，具有很高的单向传输效率。另外，包裹光学传导棒的保温外套3由普通聚氯乙烯泡沫制成，目的是隔断传导棒与墙体砌块之间的热传导，防止墙体保温功能的降低。

光学传导棒的安装方式大体分两种：一种是对外墙混凝土砌块钻孔的安装方式，如图3；另一种是在混凝土外墙砌块的生产阶段，采用模具浇注成型的方式安装，如图4。

钻孔方式安装：先在混凝土砌块钻出一定直径的孔，孔径要大于光学传导棒的最大直径。然后在所钻的孔中灌入建筑胶，将包有保温外皮3的光学传导棒插入孔中凝固即可。这种方法，适合在成品混凝土砌块中进行安装。

浇注成型方式安装如图4所示：在浇注混凝土砌块的模具隔板上装配三个定位销，将包有保温外皮的光学传导棒固定在隔板之间，浇注成型即可。由于光学传导棒的结构，混凝土凝固后，可将光学传导棒自然卡死，封闭，传导棒不会脱落。这种方法不用钻孔，不用专门去安装，很适合与外墙混凝土砌块的同步大批量生产。