專利名稱：可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光導(dǎo)管系統(tǒng)，更具體的涉及一種可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其屬于導(dǎo)光、通風(fēng)與空氣凈化領(lǐng)域，主要是一種將太陽(yáng)光等光源發(fā)出的光傳遞到室內(nèi)進(jìn)行照明，同時(shí)將室外的空氣引入室內(nèi)，提高室內(nèi)新風(fēng)量，并在光導(dǎo)管的照明表面涂有納米級(jí)光催化劑層，在光導(dǎo)管引出光的照射下達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。
背景技術(shù)：
光導(dǎo)管是一種傳遞光的管道，它是通過(guò)在一個(gè)中空的圓形管道內(nèi)壁粘貼一層高反射性膜將光源發(fā)出的光在管道內(nèi)通過(guò)全反射的方式從一端傳遞到另一端，實(shí)現(xiàn)照明。光導(dǎo)管的研究始于1880年的俄國(guó)，但其第一次大批量生產(chǎn)卻是在100年以后，且管道內(nèi)膜光的反射率較低，一般為0.85左右。為提高光導(dǎo)管的光傳輸效率，20世紀(jì)70年代末，加拿大學(xué)者提出采用帶頂角為90°的等腰三角形棱鏡條作為光導(dǎo)管內(nèi)膜，使光的傳遞效率得到了提高，但其價(jià)格過(guò)于昂貴。目前應(yīng)用較為廣泛的光導(dǎo)管管材是美國(guó)3M公司采用的厚度僅為0.5mm的全反射性材料，并被許多國(guó)家所采用。
將光導(dǎo)管技術(shù)與通風(fēng)技術(shù)相結(jié)合是在光導(dǎo)管技術(shù)上的一個(gè)創(chuàng)新，既可實(shí)現(xiàn)照明，又可實(shí)現(xiàn)建筑物室內(nèi)通風(fēng)，提高建筑物室內(nèi)新風(fēng)量。如美國(guó)專利6141645，該專利公開(kāi)了一種太陽(yáng)光照明系統(tǒng)，它是通過(guò)在建筑物屋頂分別布置太陽(yáng)光照明口和通風(fēng)口，在室內(nèi)布置人工光源三套獨(dú)立的系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的太陽(yáng)光采光和通風(fēng)，人工照明，但該系統(tǒng)占據(jù)空間過(guò)大，安裝較為復(fù)雜。
另外美國(guó)專利5988843公開(kāi)了一種導(dǎo)光照明與通風(fēng)系統(tǒng)，它是將光通道與通風(fēng)通道共用同一個(gè)光導(dǎo)管通道，同時(shí)在光導(dǎo)管內(nèi)布置人工光源。該專利雖然較美國(guó)專利6141645在結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單，但其通風(fēng)與照明共用一個(gè)通道，這樣，天長(zhǎng)日久，空氣中的灰塵會(huì)在通道內(nèi)沉積，影響光的傳遞效率，因此需要定期的清掃，從而提高了系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。
目前，已有的文獻(xiàn)報(bào)道只是將光導(dǎo)管與自然通風(fēng)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)建筑物室內(nèi)太陽(yáng)光綠色照明和自然通風(fēng)，但尚未發(fā)現(xiàn)將光催化空氣凈化技術(shù)與光導(dǎo)管技術(shù)及其它通風(fēng)、照明技術(shù)相合的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上缺點(diǎn)，提出一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)建筑物室內(nèi)光催化空氣凈化、通風(fēng)與照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通風(fēng)與光傳導(dǎo)效果好，且可凈化室內(nèi)空氣，系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低。
本發(fā)明的技術(shù)方案參見(jiàn)圖---。本發(fā)明的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)是由光導(dǎo)管、通風(fēng)道和光催化層構(gòu)成，光導(dǎo)管起到將光從一端傳遞到另一端的作用，同時(shí)在光導(dǎo)管的引光端上扣有收集太陽(yáng)光的采光罩，在光導(dǎo)管的散光端上扣有分配光的散光罩，其特征在于(1)光導(dǎo)管與通風(fēng)管道同軸地布置，且通風(fēng)管道套在上述光導(dǎo)管外，氣流通過(guò)通風(fēng)管道與光導(dǎo)管之間的環(huán)形通道進(jìn)行室內(nèi)外空氣交換，而光催化劑層則布置在散光罩接觸室內(nèi)空氣的外側(cè)面上，以利用光導(dǎo)管導(dǎo)入的太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣凈化。
(2)所述的光導(dǎo)管光源是太陽(yáng)光、人工光源、蓄光材料光源、太陽(yáng)光源與人工光源的結(jié)合、太陽(yáng)光源與蓄光材料光源的結(jié)合、或太陽(yáng)光源、蓄光材料光源與人工光源相結(jié)合中的任何一種。
(3)所述的通風(fēng)管道是室內(nèi)通風(fēng)用的墻體。
(4)所述的光導(dǎo)管采光罩上安裝有太陽(yáng)光的集光器，或者安裝帶有太陽(yáng)跟蹤器的集光器。
(5)所述的光導(dǎo)管散光罩外側(cè)涂布的催化劑層是一種催化劑顆粒為納米級(jí)TiO2、改性后的納米級(jí)TiO2、改性后的多孔納米級(jí)TiO2、納米級(jí)非鈦基復(fù)合氧化物中的任何一種的物理涂層、化學(xué)涂層，或物理和化學(xué)相結(jié)合的涂層。
(6)所述的光導(dǎo)管散光罩外側(cè)涂布的催化劑層中含有吸附污染氣體的吸附性材料。
(7)所述的光導(dǎo)管與通風(fēng)管道同軸，光通過(guò)光導(dǎo)管傳遞進(jìn)入室內(nèi)，空氣通過(guò)光導(dǎo)管與通風(fēng)管道之間的環(huán)形通道流過(guò)。
(8)所述的光導(dǎo)管與通風(fēng)管道可以不同軸，光和氣流分別通過(guò)各自的通路進(jìn)行傳輸。
(9)所述的通風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)流流動(dòng)是通過(guò)自然通風(fēng)，或非自然通風(fēng)，或自然通風(fēng)與非自然通風(fēng)相結(jié)合中的任何一種方式從室內(nèi)流向室外，或室外流向室內(nèi)、或同時(shí)從室外流向室內(nèi)和從室內(nèi)流向室外。
(10)所述的光導(dǎo)管與通風(fēng)管道側(cè)面開(kāi)有與建筑物各層對(duì)應(yīng)的用于把光導(dǎo)管支管引入建筑物內(nèi)的孔。
本發(fā)明采用光傳輸通道與通風(fēng)管道同軸的布置形式，光導(dǎo)管布置在通風(fēng)管道的中央，只起導(dǎo)光照明的作用，而光導(dǎo)管與通風(fēng)管道之間的環(huán)形通道則作為建筑物室內(nèi)通風(fēng)通路，更為重要的是，本發(fā)明提出在建筑物的光導(dǎo)管散光表面涂有納米級(jí)光催化劑薄膜，在光導(dǎo)管傳遞光的照射下實(shí)現(xiàn)建筑物室內(nèi)空氣凈化，不但提高了光能利用效率，也顯著地提高了室內(nèi)空氣品質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)證明，該光導(dǎo)管系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)室內(nèi)導(dǎo)光、照明、通風(fēng)的同時(shí)，還能凈化室內(nèi)空氣，，達(dá)到節(jié)能的目的，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，不需要定期維護(hù)。


圖1，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖2，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖3，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖4，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖5，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖之一。
圖6，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖之一。
圖7，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖之二。
圖8，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖之二。
圖9，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖10，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖11，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的條縫式光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖12，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的條縫式光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖13，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與機(jī)械通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖14，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化與機(jī)械通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖15，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖16，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖。
圖17，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與機(jī)械通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖18，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化與機(jī)械通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖19，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖20，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖21，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的條縫式光導(dǎo)管系統(tǒng)側(cè)采光剖視圖。
圖22，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的條縫式光導(dǎo)管系統(tǒng)自然側(cè)采光剖視圖。
圖23，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明的條縫式光導(dǎo)管系統(tǒng)剖視圖。
圖24，可實(shí)現(xiàn)于多層建筑物的光催化空氣凈化、機(jī)械通風(fēng)、人工光源照明的條縫式光導(dǎo)管系統(tǒng)剖視圖。
圖25，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明、蓄光材料照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖之一；圖26，可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、人工光源照明、蓄光材料照明的光導(dǎo)管系統(tǒng)頂采光剖視圖之二。
附圖中，1為建筑物，2為房間，3為屋頂，4為本發(fā)明的系統(tǒng)，5為采光罩，6為光導(dǎo)管，7為散光罩，8為通風(fēng)管壁，9為風(fēng)道，10為空氣氣流方向，11為通風(fēng)末端，12為光催化劑層，13為光導(dǎo)入方向，14為人工光源，15為反射鏡，16為建筑物側(cè)墻壁，17，18為風(fēng)機(jī)，19為濾網(wǎng)，20為蓄光材料，21為光收集器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用常規(guī)工藝制作完成其技術(shù)方案，具體實(shí)施例如下方案1如圖1所示，本發(fā)明包括一建筑物1，至少包含一帶有屋頂3的房間2，4為安裝在建筑物屋頂3的帶有光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室外日光在采光罩5的集光下，通過(guò)光導(dǎo)管6將室外的太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然光照明。在光導(dǎo)管6的末端扣有散光罩7，防止光源產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，同時(shí)防止室外的灰塵進(jìn)入光導(dǎo)管6內(nèi)部，降低光導(dǎo)管6的光傳導(dǎo)效果。8為通風(fēng)管壁，室內(nèi)空氣在室內(nèi)外風(fēng)壓的作用下，將室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)道9排出室外。10為空氣氣流方向，11為通風(fēng)末端。在光導(dǎo)管6的散光罩7表面涂有納米級(jí)光催化劑TiO2材料12，在導(dǎo)入室內(nèi)光的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。該系統(tǒng)同時(shí)起到導(dǎo)光、自然通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案2如圖2所示，本發(fā)明包括一建筑物1，至少包含一帶有屋頂3的多個(gè)房間2，4為安裝在建筑物屋頂3的帶有光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室外日光在采光罩5的集光下，通過(guò)光導(dǎo)管6將室外的太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然光照明。在光導(dǎo)管的末端扣有散光罩7，防止光源產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，同時(shí)防止室外的灰塵進(jìn)入光導(dǎo)管內(nèi)部，降低光導(dǎo)管的光傳導(dǎo)效果，13為光的導(dǎo)入方向。8為通風(fēng)管壁，室內(nèi)空氣在室內(nèi)外風(fēng)壓的作用下，將室內(nèi)空氣從經(jīng)過(guò)風(fēng)道9排出室外，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，10為空氣流動(dòng)方向。11為通風(fēng)末端。在光導(dǎo)管的散光罩表面涂有納米級(jí)光催化劑TiO2材料層12，在導(dǎo)入室內(nèi)光的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。15為放置在光導(dǎo)管內(nèi)部分配光量的鏡子，可以將光導(dǎo)管導(dǎo)入的光平均分配到建筑物內(nèi)不同的房間。該系統(tǒng)同時(shí)起到導(dǎo)光、自然通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案3如圖3所示，本發(fā)明包括一建筑物1，包含一帶有屋頂3的房間2，4為安裝在建筑物屋頂3的帶有光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室外日光在采光罩5的集光下，通過(guò)光導(dǎo)管6將室外的太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然光照明。在光導(dǎo)管6的末端扣有散光罩7，防止光源產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，同時(shí)防止室外的灰塵進(jìn)入光導(dǎo)管內(nèi)部，降低光導(dǎo)管6的光傳導(dǎo)效果，13為光的導(dǎo)入方向。8為通風(fēng)管壁，室內(nèi)空氣在室內(nèi)外風(fēng)壓的作用下，將室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)道9排出室外，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，10為空氣氣流方向。11為通風(fēng)末端。在光導(dǎo)管6的散光罩7表面涂有納米級(jí)光催化劑TiO2材料層12，在導(dǎo)入室內(nèi)光的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。同時(shí)，在該系統(tǒng)中可以包含人工光源14，以實(shí)現(xiàn)在晚上或自然光照明強(qiáng)度不夠時(shí)的室內(nèi)照明。15為放置在光導(dǎo)管內(nèi)部分配光量的鏡子，可以將光導(dǎo)管導(dǎo)入的光平均分配到建筑物內(nèi)不同的房間。該系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)建筑物多層房間內(nèi)的自然導(dǎo)光、人工照明、自然通風(fēng)和光催化空氣凈化。
方案4如圖4所示，實(shí)施過(guò)程同方案3類似，只是該建筑物1至少包含一帶有屋頂3的多個(gè)房間2，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的光催化空氣凈化、自然通風(fēng)、自然采光和人工照明。
方案5如圖5所示，本發(fā)明包括一建筑物1，至少包含一帶有屋頂3的房間2，4為安裝在建筑物側(cè)面墻壁16上的帶有光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室外日光在采光罩5的集光下，通過(guò)側(cè)采光的光導(dǎo)管6將室外的太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然光照明。在光導(dǎo)管6的出光口布置散光罩7，防止光源產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，同時(shí)防止室外的灰塵進(jìn)入光導(dǎo)管6內(nèi)部，降低光導(dǎo)管6的光傳導(dǎo)效果，13為光的導(dǎo)入方向。8為通風(fēng)管壁，室內(nèi)空氣在室內(nèi)外風(fēng)壓的作用下，將室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)道9排出室外，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，10為空氣氣流方向。11為通風(fēng)末端。在光導(dǎo)管的散光罩7表面涂有納米級(jí)光催化劑(改性TiO2)材料層12，在導(dǎo)入室內(nèi)光的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。該系統(tǒng)同時(shí)起到導(dǎo)光、自然通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案6如圖6所示，實(shí)施過(guò)程同方案5類似，只是建筑物1包含有多層房間2，采用同方案5類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)自然采光、自然通風(fēng)和光催化空氣凈化。
方案7如圖7所示，實(shí)施過(guò)程同方案5類似，只是將自然通風(fēng)的末端11放置在建筑物1的另一側(cè)面墻壁上，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。
方案8如圖8所示，實(shí)施過(guò)程同方案7類似，只是建筑物1包含有多層房間2，采用同方案7類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)照明、通風(fēng)和空氣凈化。
方案9
如圖9所示，實(shí)施過(guò)程同方案5類似，只是在光導(dǎo)管的末端布置了人工光源，實(shí)現(xiàn)在晚上或自然光照明強(qiáng)度不夠時(shí)的室內(nèi)照明。
方案10如圖10所示，實(shí)施過(guò)程同方案9類似，只是建筑物1包含有多層房間2，采用同方案9類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)照明、通風(fēng)和空氣凈化。
方案11如圖11所示，實(shí)施過(guò)程同方案5類似，只是光導(dǎo)管6采用條縫式采光，實(shí)現(xiàn)大面積照明與空氣凈化，同時(shí)在光導(dǎo)管6的末端可以布置人工光源14，實(shí)現(xiàn)自然光照明強(qiáng)度不夠時(shí)的室內(nèi)照明。
方案12如圖12示，實(shí)施過(guò)程同方案8類似，只是建筑物1包含有多層房間2，采用同方案8類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)照明、通風(fēng)和空氣凈化。
方案13如圖13所示，本發(fā)明包括一建筑物1，至少包含一帶有屋頂3的房間2，4為安裝在建筑物屋頂3的帶有光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室外日光在采光罩5的集光下，通過(guò)光導(dǎo)管6將室外的太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然光照明。在光導(dǎo)管6的出光口扣有散光罩7，防止光源產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，同時(shí)防止室外的灰塵進(jìn)入光導(dǎo)管6內(nèi)部，降低光導(dǎo)管6的光傳導(dǎo)效果，13為光的導(dǎo)入方向。8為通風(fēng)管道，室內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)17的作用下將室內(nèi)空氣抽出室外，也可以將室外空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)18壓入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)空氣交換，增加室內(nèi)新風(fēng)量。在氣流流入室內(nèi)的入口或出口處布置有凈化空氣的濾網(wǎng)19，10為空氣流動(dòng)方向。在光導(dǎo)管6的散光罩7表面涂有納米級(jí)光催化劑(改性的納米級(jí)多孔TiO2)材料層12，在導(dǎo)入室內(nèi)光的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。15為放置在光導(dǎo)管內(nèi)部分配光量的鏡子，可以將光導(dǎo)管導(dǎo)入的光平均分配到建筑物內(nèi)不同房間。該系統(tǒng)可以同時(shí)起到導(dǎo)光、機(jī)械通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案14如圖14所示，實(shí)施過(guò)程同方案13類似，只是建筑物1包含有多層房間2，采用同方案13類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)照明、機(jī)械通風(fēng)和空氣凈化。
方案15如圖15所示，實(shí)施過(guò)程同方案13類似，只是在光導(dǎo)管的兩側(cè)布置有人工光源14，以實(shí)現(xiàn)在晚上或自然照明強(qiáng)度不夠時(shí)的室內(nèi)照明。該系統(tǒng)可以同時(shí)起到自然采光，人工照明、機(jī)械通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案16如圖16所示，實(shí)施過(guò)程同方案15類似，只是建筑物1包含有多層房間2，采用同方案15類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)自然采光，人工照明、機(jī)械通風(fēng)和室內(nèi)空氣凈化。
方案17如圖17所示，本發(fā)明包括一建筑物1，至少包含一帶有屋頂3的房間2，4為安裝在建筑物墻壁側(cè)面16的帶有光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室外日光在采光罩5的集光下，通過(guò)側(cè)采光光導(dǎo)管6將室外的太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自然光照明。在光導(dǎo)管6的出光口扣有散光罩7，防止光源產(chǎn)生眩光現(xiàn)象，同時(shí)防止室外的灰塵進(jìn)入光導(dǎo)管內(nèi)部，降低光導(dǎo)管的光傳導(dǎo)效果，13為光的導(dǎo)入方向。8為通風(fēng)管道，室內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)17的作用下將室內(nèi)空氣抽出室外，也可以將室外空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)18壓入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)空氣交換，增加室內(nèi)新風(fēng)量。在氣流流入室內(nèi)的入口或出口處布置著凈化空氣的濾網(wǎng)19，10為空氣流動(dòng)方向。在光導(dǎo)管的散光罩7表面涂有納米級(jí)光催化劑(非鈦基復(fù)合氧化物)材料層12，在導(dǎo)入室內(nèi)光的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。該系統(tǒng)可以同時(shí)起到自然采光、機(jī)械通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案18如圖18所示，實(shí)施過(guò)程同方案17類似，只是建筑物包含有多層房間2，采用同方案17類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)自然采光、機(jī)械通風(fēng)和室內(nèi)空氣凈化。
方案19如圖19所示，實(shí)施過(guò)程同方案17類似，只是在光導(dǎo)管6的末端布置了人工光源14，實(shí)現(xiàn)在晚上或自然光照明強(qiáng)度不夠時(shí)的室內(nèi)照明。
方案20如圖20所示，實(shí)施過(guò)程同方案19類似，只是建筑物包含有多層房間2，采用同方案19類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)照明、通風(fēng)和空氣凈化。
方案21
如圖21所示，實(shí)施過(guò)程同方案17類似，只是光導(dǎo)管6采用條縫式采光，實(shí)現(xiàn)大面積照明與室內(nèi)空氣凈化，同時(shí)在光導(dǎo)管6的末端可以布置人工光源14，實(shí)現(xiàn)自然光照明強(qiáng)度不夠時(shí)的室內(nèi)照明。
方案22如圖22所示，實(shí)施過(guò)程同方案21類似，只是建筑物包含有多層房間2，采用同方案21類似的布置方式，實(shí)現(xiàn)自然采光、人工照明、機(jī)械通風(fēng)和室內(nèi)空氣凈化。
方案23如圖23所示，本發(fā)明包括一建筑物1，至少包含一帶有屋頂3的房間2，4為安裝在建筑物屋頂3的帶有光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)。室內(nèi)照明采用人工光源14，通過(guò)條縫式光導(dǎo)管6進(jìn)行室內(nèi)照明。室內(nèi)空氣通過(guò)通風(fēng)管道8排出室外，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣自然通風(fēng)，10為空氣流動(dòng)方向。在條縫式光導(dǎo)管的表面涂有納米級(jí)改性光催化劑材料層12，在人工光源的照射下，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的凈化。該系統(tǒng)可以同時(shí)起到人工照明、自然通風(fēng)和凈化室內(nèi)空氣的作用。
方案24如圖24所示，實(shí)施方案同方案23，只是采用機(jī)械通風(fēng)方式提高室內(nèi)新風(fēng)量，室內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)17的作用下將室內(nèi)空氣抽出室外，也可以將室外空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)18壓入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)空氣交換。
方案25如圖25所示，方案25的實(shí)施過(guò)程可以類似于方案1-24的任一種，只是在光導(dǎo)管6的采光罩5附近布置蓄光材料20，白天蓄光材料20在室外陽(yáng)光的照射下，將光蓄集起來(lái)，晚上緩慢將光釋放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的照明，達(dá)到節(jié)能的目的。21為將蓄光材料發(fā)出的光進(jìn)行聚集的收集器，經(jīng)過(guò)收集器21收集后的光通過(guò)光導(dǎo)管的采光罩5，沿著光導(dǎo)管，以方案1-24不同的實(shí)施方案，進(jìn)入建筑物實(shí)現(xiàn)自然光照明。圖25是類似于實(shí)施方案3的一種實(shí)施方式，只是在實(shí)施方案3的基礎(chǔ)上增加了蓄光材料，實(shí)現(xiàn)白天自然蓄光，晚上蓄光材料照明的目的。
方案26如圖26所示，實(shí)施過(guò)程同方案25，只是將蓄光材料發(fā)出的光單獨(dú)經(jīng)過(guò)光導(dǎo)管導(dǎo)入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)白天自然采光，晚上畜光材料照明。
權(quán)利要求
1.可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)是由光導(dǎo)管、通風(fēng)道和光催化層構(gòu)成，在光導(dǎo)管的引光端上扣有收集太陽(yáng)光的采光罩，在光導(dǎo)管的散光端上扣有分配光的散光罩，特征在于光導(dǎo)管與通風(fēng)管道同軸地布置，且通風(fēng)管道套在上述光導(dǎo)管外，氣流通過(guò)通風(fēng)管道與光導(dǎo)管之間的環(huán)形通道進(jìn)行室內(nèi)外空氣交換，而光催化劑層則布置在散光罩接觸室內(nèi)空氣的外側(cè)面上，以利用光導(dǎo)管導(dǎo)入的太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管光源是太陽(yáng)光、人工光源、蓄光材料光源、太陽(yáng)光源與人工光源的結(jié)合、太陽(yáng)光源與蓄光材料光源的結(jié)合、或太陽(yáng)光源、蓄光材料光源與人工光源相結(jié)合中的任何一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的通風(fēng)管道是室內(nèi)通風(fēng)用的墻體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與自然通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管采光罩上安裝有太陽(yáng)光的集光器，或者安裝帶有太陽(yáng)跟蹤器的集光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管散光罩外側(cè)涂布的催化劑層是一種催化劑顆粒為納米級(jí)TiO2、改性后的納米級(jí)TiO2、改性后的多孔納米級(jí)TiO2、納米級(jí)非鈦基復(fù)合氧化物中的任何一種的物理涂層、化學(xué)涂層，或物理和化學(xué)相結(jié)合的涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管散光罩外側(cè)涂布的催化劑層中含有吸附污染氣體的吸附性材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管與通風(fēng)管道同軸，光通過(guò)光導(dǎo)管傳遞進(jìn)入室內(nèi)，空氣通過(guò)光導(dǎo)管與通風(fēng)管道之間的環(huán)形通道流過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管與通風(fēng)管道可以不同軸，光和氣流分別通過(guò)各自的通路進(jìn)行傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的通風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)流流動(dòng)是通過(guò)自然通風(fēng)，或非自然通風(fēng)，或自然通風(fēng)與非自然通風(fēng)相結(jié)合中的任何一種方式從室內(nèi)流向室外，或室外流向室內(nèi)、或同時(shí)從室外流向室內(nèi)和從室內(nèi)流向室外。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化與通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，其特征在于所述的光導(dǎo)管與通風(fēng)管道側(cè)面開(kāi)有與建筑物各層對(duì)應(yīng)的用于把光導(dǎo)管支管引入建筑物內(nèi)的孔。
全文摘要
可實(shí)現(xiàn)光催化空氣凈化和通風(fēng)的光導(dǎo)管系統(tǒng)，屬于照明、通風(fēng)和空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)由光導(dǎo)管、通風(fēng)道和光催化層構(gòu)成，在光導(dǎo)管的引光端上扣有收集太陽(yáng)光的采光罩，在光導(dǎo)管的散光端上扣有分配光的散光罩，特征在于光導(dǎo)管與通風(fēng)管道同軸地布置，且通風(fēng)管道套在上述光導(dǎo)管外，氣流通過(guò)通風(fēng)管道與光導(dǎo)管之間的環(huán)形通道進(jìn)行室內(nèi)外空氣交換，而納米級(jí)光催化劑層(如納米二氧化鈦)則布置在散光罩接觸室內(nèi)空氣的外側(cè)面上，以利用光導(dǎo)管導(dǎo)入的太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣凈化。在光導(dǎo)管內(nèi)壁還可涂有可吸收紅外光的涂層，以利于通風(fēng)管道內(nèi)空氣的流通，光導(dǎo)管也可旋轉(zhuǎn)彎曲重疊地引入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)大面積的空氣凈化。該系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了照明、通風(fēng)和空氣凈化的目的。
文檔編號(hào)F24F3/16GK1680757SQ20041008670
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月6日
發(fā)明者馬重芳, 鹿院衛(wèi), 吳彥鵬, 吳玉庭 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)