专利名称：折光板及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种解决建筑物采光条件的设备，特别是涉及一种可使光折射的折光板。
背景技术：
在我们的生存环境中，光的作用至关重要。而在各种光源中，首数天然光最适应于我们的眼睛，且用之不尽，没有污染。
天然光分为直射阳光及扩散天空光两种。在冬天，直射阳光所产生的热效应能提高室内温度，给人兴奋的情绪和生命的活力，而且能促进人的新陈代谢，具有杀菌作用，并能预防和治疗一些疾病。因此，国内外的住宅、疗养院、托儿所等建筑均对采集直射阳光有特别要求。但直射阳光的不当照射也会引起眩光及过热等问题。
扩散天空光可对人们的视力健康、生产安全、工作效率以及心理状况带来积极作用，是天然采光的主要光源。然而，在天然光的利用中，光线分布受限是一个普遍问题，往往是在控制了直射阳光的同时也限制了扩散天空光的利用。目前，在建筑工程中，建筑物的相互遮挡常常使所需要的直射阳光不能满足要求。所以，在天然光的利用中，如何充分采集所需要的直射阳光和扩散天空光，使不需要的直射阳光得到控制，并使天然光能够合理分布是目前急需解决问题。
发明内容
本发明的目的是利用折光板的合理设计与合理安装改变阳光的照射方向，提供一种解决建筑物合理采光的方式，使太阳光能得以充分、合理的利用和控制。
本发明的折光板是选用玻璃、聚碳酸酯、PC板或有机玻璃等耐老化的透明材料制成的透光板，所述的透光板一面设置为平面，另一面设置为棱形条纹。
所述的折光板厚为3毫米～20毫米之间；所述的棱形条纹的棱深为1.5毫米～10毫米之间。
本发明的有益效果是通过改变光线的行径方向，达到控光的目的。
图1是本发明的折光板在侧窗上的安装示意图；图2是本发明的折光板在高侧窗上或锯齿形厂房天窗的安装示意图；图3是本发明的折光板在被遮阳房屋对面房檐上的安装示意图；图4是本发明的全反射在平顶或东、西窗上的安装示意图；图5是本发明的下折光折光板和全反射折光板结合安装的示意图；图6是本发明棱形条纹面向入射光，且倾角α为负，光向上折时，折射角与棱形条纹的倾角关系图；图7是本发明棱形条纹背向入射光，且倾角α为负，当α小于70°，入射角h大于35 °时，折射角与棱形条纹的倾角关系图；
图8是本发明棱形条纹面向入射光，且倾角α为正，光向下折时，折射角与棱形条纹的倾角关系图；图9是本发明棱形条纹背向入射光，且倾角α为正，光向上折时，折射角与棱形条纹的倾角关系图。
具体实施例方式
本发明的折光板，选用玻璃、聚碳酸酯、PC板或有机玻璃等耐老化的透明材料制成，其一面设置为平面，另一面设置为棱形条纹。因此，当光线透过此板时会发生折射，其折射的角度与棱条纹的倾角有关。在设计中可以选择合适的倾角，将阳光投射到所需要的地方，以达到控光的目的。也可利用全反射原理将某些不需要的光反射出去或者反射到所需要的地方去。
一、折光板倾斜角的计算方法及其折射原理1.设棱形条纹的倾角为α；阳光对折光板的入射角为h；透光材料的折射率为n。
2.设阳光在倾斜面的入射角为θ1；阳光在倾斜面的折射角为θ2；阳光在垂直面的折射角为θ1’；阳光在垂直面的入射角为θ2’。
3.则θ1＝90°-α-h sinθ2＝(sinθ1)/nθ2’＝90°-α-θ2sinθ1’＝nsinθ2’根据以上原理计算的折射角度与棱形条纹的倾角的关系如附图6所示图中纵座标为折光板棱形条纹的倾角α，横座标为入射光对折光板的入射角h，曲线上的数字表示阳光在折光板棱形条纹倾斜面的折射角θ。图上未画曲线的地方一般是该入射光在该倾斜面上产生的全反射效果。图上的折射角是阳光在折光板棱形条纹倾斜面上的折射效果(未包括棱形条纹垂直面的折射效果，也不包括经倾斜面全反射后的效果)。图上括号内的文字，说明的是这类折光板的主要性能。当需要利用其全反射性能时，棱形条纹的顶角应为直角，两侧的倾斜角的大小比较接近。
二、折光板的安装方法及其效果1。如图1所示，将向上折光的折光板安装在侧窗上，可使侧窗在远窗处的照度提高。
2.如图2所示，将向上折光的折光板安装在高侧窗上(远窗处较低)，使光折到倾斜天花板上，或将此板安装在锯齿形厂房的天窗上(窗向阳)，可使折光板在当地阳光的入射角下将阳光全部折向天花板，则直射光经过天花板的漫反射转换为扩散投射，令室内光线明亮，光照均匀、稳定，没有光斑。
3。如图3所示，将向下折光的折光板安装在被遮挡阳光的房屋对面的房檐上或对面其它能照到阳光的地方，根据当地冬季太阳的入射角所选择的折光板可将阳光折向被遮挡的房屋内。
4.如图4所示，将全反射的折光板朝向直射阳光，安装在平顶上或东窗、西窗上，可以防止日晒，并有利于光的扩散投入。
5.如图5所示，将向下折光的折光板和全反射的折光板结合安装，可使直射光通过竖井被引入底层。
6.将全反射折光板的棱纹方向与阳光的投射方向尽量平行安装，可以起到对阳光的强反射作用。
本发明的折光板的折光规律是1.棱形条纹面向入射光时，倾角α为负，光向上折，折射角θ1’随倾角α绝对值的增大而增大。当α值为-30°～-45°之间，折射角θ1’为负；当α值为-50°～-85°之间，折射角θ1’为正(见图6)。
2.形条纹背向入射光时，倾角α为负，当α小于70°，入射角h大于35°时全反射(见图7)；当需要全反射时，倾角α可正负相组合(即正、负两角相加)。
3.棱形条纹面向入射光时，倾角α为正，光向下折，α值在40°～70°之间，折射角θ1’较大(见图8)。
4.棱形条纹背向入射光时，倾角α为正，光向上折，当入射角h较小，α亦较小时，有全反射现象(见图9)。
本发明的折光板及其安装方法，通过改变光线的投射方向，达到有效控制或引导直射阳光的目的，对充分利用天然光、节约常规能源具有积极作用。
权利要求
1.一种折光板，其特征是，选用玻璃、聚碳酸酯、PC板或有机玻璃等耐老化的透明材料制成透光板，所述透光板的一面设置为平面，另一面设置为棱形条纹。
2.根据权利要求1所述的折光板，其特征是，所述的折光板的厚度为3毫米～20毫米之间。
3.根据权利要求1所述的折光板，其特征是，所述的棱形条纹的倾角α为-85°～75°之间。
4.根据权利要求1所述的折光板，其特征是，所述的棱形条纹的棱深为1.5毫米～10毫米之间。
5.一种权利要求1所述的折光板的安装方法，其特征是，将向上折光的折光板安装在侧窗上。
6.一种权利要求1所述的折光板的安装方法，其特征是，将向上折光的折光板安装在高侧窗上或锯齿形厂房的天窗上。
7.一种权利要求1所述的折光板的安装方法，其特征是，将向下折光的折光板安装在被遮挡阳光的房屋对面的房檐或其它能照到阳光的地方。
8.一种权利要求1所述的折光板的安装方法，其特征是，将全反射的折光板面向直射阳光，安装在平顶上或东窗、西窗上。
9.一种权利要求1所述的折光板的安装方法，其特征是，将向下折光的折光板和全反射的折光板结合安装。
10.一种权利要求1所述的折光板的安装方法，其特征是，将全反射的折光板的棱纹方向与阳光的投射方向平行安装。
全文摘要
本发明公开了一种折光板及其安装方法，旨在提供一种改变阳光的照射方向的方式，以解决建成建筑物的合理采光问题，使太阳光能得以充分利用。本发明的折光板是一种选用玻璃、聚碳酸酯、有机玻璃等耐老化的透明材料制成的一面为平面，另一面为棱形条纹的透光板。其优点是将直射阳光折射进被遮挡的建筑物室内，解决并改善室内的采光条件，以及使有些得不到阳光的地方能得到阳光，并使遮阳时不至于将所需要的天然光也同时被遮挡掉。本发明的折光板及其安装方法对控制或引导直射阳光都是有效的，且对节约常规能源以及为人们送来需要的阳光都有积极作用。
文档编号E04D13/03GK1419138SQ0215533
公开日2003年5月21日 申请日期2002年12月10日 优先权日2002年12月10日
发明者沈天行 申请人:天津大学