ПОЛЫЙ СВЕТОВОД СИСТЕМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК E04B7/18 

Изобретение относится к полым световодам систем естественного солнечного освещения. Известна конструкция трубы зенитного фонаря с инфракрасной теплопередачей, патент РФ №2451139 от 02.11.2007, который содержит прозрачный купол, основание шахты фонаря, спектрально селективное покрытие и средства передачи тепла. Основание отходит от купола и предназначено для передачи света, входящего в купол. Покрытие наложено на внутреннюю поверхность основания для отражения видимого света и пропускания инфракрасного света. Средства передачи тепла являются смежными с основанием и предназначены для передачи тепла от внутренней к наружной поверхности основания.

Недостатком известных конструкций является тот факт, что конструкция не приспособлена для районов с отрицательными зимними температурами. В этой связи возникают следующие проблемы:

1) Уменьшение проникновения световых лучей вследствие образования конденсата на поверхности купола при перепаде температур наружного холодного воздуха и теплого воздуха помещения, особенно в зимнее время года.

2) Большие потери тепла через световод, обусловленные конвекционными потоками воздуха внутри трубы. В результате чего имеет место постоянный поток тепла к холодному куполу и, соответственно, потеря тепла.

Наиболее близким к предлагаемой является конструкция трубчатого световода, которая содержит световод в виде трубы с отражающими внутренними стенками, первую крышку и вторую крышку в виде рассеивателя. Дополнительно в системе естественного освещения устанавливают один или несколько термобарьеров. Термобарьеры могут быть расположены во внутренней части световода, либо на верхнем торце фартука. Термобарьер выполняют в виде прозрачного диска с площадкой для установки уплотнителя по торцу диска, либо в виде многослойного элемента. [RU ПМ 135674]. Однако, этот световод требует использования дополнительно одного или нескольких одновременно устройств - термобарьеров, которые увеличивают материалоемкость, массу и сложность изделия, его стоимость, внутри и между термобарьеров используют обычный воздух, который не исключает частичное выпадение конденсата внутри и между термобарьеров при большом перепаде температур воздуха внутри устройства и воздуха окружающей среды, которые уменьшают передаваемый световой поток, имеет внутренние конвекционные потоки за счет достаточно высокого содержания влаги, которые приводят к излишней потере тепла.

Целью предлагаемой изобретения является уменьшение материалоемкости, массы, сложности, стоимости системы естественного освещения и исключение образования водяного конденсата внутри газа и в других местах системы естественного освещения, уменьшения теплопотерь.

Поставленная задача решается использованием полого световода системы естественного освещения помещения, состоящего хотя бы из одной трубы с отражающими внутренними стенками, первой прозрачной крышки и второй прозрачной крышки, между которыми содержится газ, при этом в качестве газа, расположенного между стенками трубы и крышками используют газ с содержанием воды менее 0,05 г/м³.

Подобное исполнение хотя бы одной трубы световода эффективно снижает теплопотери через световод.

Труба световода может быть изготовлена из металла, например, алюминиевого или нержавеющего сплава, или из пластика, или другого материала. Внутренние отражающие стенки трубы выполняют полировкой поверхности металла стенок трубы и/или нанесением специального отражающего покрытия.

В качестве газа с абсолютной содержанием воды менее 0,05 г/м³ используют осушенный воздух, либо инертный газ или любой другой газ или их смесь, либо разреженный воздух с абсолютной содержанием воды менее 0,05 г/м³.

Труба световода может иметь переменное сечение, иметь любое поперечное сечение, например, круглое, квадратное, треугольное, овальное, прямоугольное, многоугольное, переходящее из одного сечения в другое.

Прозрачные крышки могут быть выполнены как плоскими, вогнутыми, выпуклыми, например, в виде купола, так и многогранными, либо в виде любой объемной полой фигуры или в виде линз, из любого прозрачного материала, например, оргстекла, монолитного поликарбоната, стекла, полистирола, жесткого поливинилхлорида, модифицированных эпоксидных смол, литьевых пластиков.

Существует много вариантов исполнения предлагаемого технического решения для установки, например, в крыши или стены зданий (примеры 1-5).

Пример 1.

На фиг. 1 изображен продольный разрез световода, имеющего круглое поперечное сечение, состоящего из одной трубы 1 с внутренними отражающими стенками 4, плоской первой крышки 5, плоской второй крышки 6, газа 7, в качестве газа используют осушенный воздух с содержанием воды 0,049 г/м³.

Пример 2.

На фиг. 2 изображен продольный разрез световода, имеющего круглое поперечное сечение, состоящего из скошенной трубы 1 с внутренними отражающими стенками 4, соединенной с ней трубы 2 с внутренними отражающими стенками 4, плоской первой крышки 5, плоской второй крышки 6, газа 7, в качестве газа используют газообразный азот с содержанием воды 0,005 г/м³.

Пример 3.

На фиг. 3 изображен продольный разрез световода, имеющего квадратное поперечное сечение, состоящего из трубы 1 с внутренними отражающими стенками 4, первой крышки 5 кубической формы, второй крышки 6 в виде рассеивающей линзы, газа 7, в качестве газа используют газообразный гелий с содержанием воды 0,01 г/м³.

Пример 4.

На фиг. 4 изображен продольный разрез световода, имеющего круглое поперечное сечение, состоящего из трубы 1 с внутренними отражающими стенками 4, первой крышки 5 куполообразной формы, второй крышки 6 в виде плоского прозрачного диска из светорассеивающего материала, газа 7, в качестве газа используют разреженный воздух с содержанием воды 0,01 г/м³.

Пример 5.

На фиг.5 изображен продольный разрез световода, имеющего треугольное поперечное сечение, состоящего из трубы 1 с внутренними отражающими стенками 4, соединенной с ней трубы 2 с внутренними отражающими стенками 4, соединенной с ней трубы 3 с внутренними отражающими стенками 4, плоской первой крышки 5, плоской второй крышки 6, газа 7, в качестве газа используют газообразный аргон с содержанием воды 0,004 г/м³.

Как видно из примеров для достижения поставленной цели используют газ с очень низким содержанием воды (вода является эффективным переносчиком тепла), который обладает низкой теплопроводностью, что снижает конвекцию между крышками и стенками, препятствует образованию конденсата как снаружи, так и внутри световода, что позволяет обойтись без дополнительного устройства в виде термобарьера, чем достигается уменьшение материалоемкости, массы, сложности, стоимости системы естественного освещения.

Изобретение относится к области строительства, а именно к полым световодам систем естественного солнечного освещения. Технический результат изобретения заключается в уменьшении материалоемкости. Полый световод системы естественного освещения помещения состоит по меньшей мере из одной трубы с отражающими внутренними стенками, первой прозрачной крышки и второй прозрачной крышки, между которыми содержится газ, при этом в качестве газа, расположенного между стенками трубы и крышками, используют газ с содержанием воды менее 0,05 г/м³. 5 ил.

Полый световод системы естественного освещения помещения, состоящий хотя бы из одной трубы с отражающими внутренними стенками, первой прозрачной крышки и второй прозрачной крышки, между которыми содержится газ, отличающийся тем, что в качестве газа, расположенного между стенками трубы и крышками, используют газ с содержанием воды менее 0,05 г/м³.