專利名稱：建筑用主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑技術(shù)，具體地說(shuō)是一種建筑用主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置。
背景技術(shù)：
建筑自然采光是建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。建筑中引入自然采光，不 僅可以減少建筑照明能耗，還具有人工照明所難以實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)它可以使人們感受太陽(yáng)和 天空形成的微妙變化，減輕季節(jié)性情感錯(cuò)亂和慢性疲勞；它也可以使建筑物富有光影變化， 使空間變得更加趣味和人性化。目前建筑中通常采用被動(dòng)式自然采光方法，即利用采光口進(jìn)行采光，典型的如側(cè) 窗采光，天窗采光，采光罩采光等。采用被動(dòng)式的天然采光方法，采光質(zhì)量會(huì)受到采光口的 位置、面積、大小、朝向等的限制。對(duì)于平面進(jìn)深大、高度高、采光口面積不宜過(guò)大的建筑，被 動(dòng)式采光方法往往不能滿足其采光需求。因此，發(fā)明一種能夠主動(dòng)導(dǎo)入太陽(yáng)光、改善建筑物 中庭或天井采光環(huán)境的建筑用主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置是十分必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠主動(dòng)導(dǎo)入太陽(yáng)光、改善建筑物中庭或天井采光 環(huán)境的建筑用主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的建筑用主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置，由定日鏡、反射鏡、天窗和漫射板組成，定日鏡包括 后排定日鏡、前排定日鏡，設(shè)置在建筑物屋頂上；定日鏡和正北側(cè)上方或正南側(cè)上方設(shè)有反 射鏡，反射鏡正下方設(shè)有天窗和漫射板。后排定日鏡和前排定日鏡為超環(huán)面定日鏡。兩組定日鏡與一組反射鏡組合，提升系統(tǒng)采光效率。本實(shí)用新型的要點(diǎn)是前、后排兩個(gè)定日鏡采集到的太陽(yáng)光射至同一面反射鏡，進(jìn)一步提升本發(fā)明采光 效率。定日鏡具有聚光作用，聚焦點(diǎn)位于反射鏡與天窗之間，利于反射鏡散熱。反射鏡反射的光經(jīng)過(guò)天窗及漫射板進(jìn)入室內(nèi)，光線經(jīng)漫射板散射后形成均勻的入 射光，避免不舒適眩光。漫射板通過(guò)通過(guò)支架與天窗連接在一起。本實(shí)用新型前、后排定日鏡、反射鏡、天窗下側(cè)漫射板為一組光學(xué)系統(tǒng)，根據(jù)建筑 物采光需求，同一建筑物可采用一組或多組光學(xué)系統(tǒng)引入天然采光。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)代大型建筑的采光需求，引入主動(dòng)式自然導(dǎo)光系統(tǒng)，通過(guò)主動(dòng) 采集太陽(yáng)光的方式，將太陽(yáng)光引入室內(nèi)改善光環(huán)境。與傳統(tǒng)的頂部采光口直接引入自然光 的方式相比，主動(dòng)式自然導(dǎo)光可以使有限面積的采光口獲得盡可能多的自然光，從而提高 室內(nèi)照度，延長(zhǎng)室內(nèi)自然光照明時(shí)間，并且對(duì)光線進(jìn)行散射，避免眩光的產(chǎn)生，改善照度的 均勻性，獲得更舒適的照明效果。
3[0015]本實(shí)用新型主要包括三部分定日鏡組件、平面反射鏡組件、天窗和漫射板組件。 經(jīng)過(guò)收集、反射、透射、散射等方式，將太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)。除了定日鏡組件，其它組件都是固 定不動(dòng)的。定日鏡的作用是自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，采集太陽(yáng)光，并將太陽(yáng)光反射匯聚到平面 反射鏡上。平面反射鏡的作用是接收定日鏡采集的太陽(yáng)光，并將其反射進(jìn)天窗。從天窗射入 的光經(jīng)過(guò)漫射板的散射作用變成比較均勻的光對(duì)室內(nèi)進(jìn)行照明。在工作過(guò)程中，定日鏡的鏡面朝向需要及時(shí)調(diào)整，以便實(shí)時(shí)捕捉入射的太陽(yáng)光，并 將其會(huì)聚反射至平面反射鏡上。定日鏡的鏡面即時(shí)朝向，需結(jié)合當(dāng)?shù)丶磿r(shí)日照軌跡及平面 反射鏡安裝位置確定，以保證全年采集的天然光均可反射落入平面反射鏡內(nèi)。當(dāng)?shù)丶磿r(shí)日 照軌跡由當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度、當(dāng)日赤緯角及日照即時(shí)時(shí)角等數(shù)據(jù)計(jì)算得到。定日鏡為已有技術(shù)，其結(jié)構(gòu)包括定日鏡面、支架和傳動(dòng)裝置。定日鏡的運(yùn)動(dòng)原理 是步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)減速器，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸自轉(zhuǎn)，主動(dòng)軸帶動(dòng)鏡架使定日鏡旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)定日 鏡的方位角調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)定日鏡擺桿軸運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使拉桿帶動(dòng)定日鏡擺 動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定日鏡俯仰角的調(diào)整。為了確定出定日鏡鏡面的及時(shí)朝向，需根據(jù)太陽(yáng)位置數(shù)據(jù)和 主光線的方向，采用軟件編程方式，精確計(jì)算出定日鏡頂點(diǎn)法線在每個(gè)時(shí)刻的位置。本實(shí)用新型的定日鏡面采用超環(huán)面反射鏡而非球面反射鏡。球面反射鏡的缺陷是 當(dāng)入射角較大時(shí)，相面的象散很嚴(yán)重，在一個(gè)方向上光斑會(huì)拉得很長(zhǎng)，而超環(huán)面平面反射鏡 則避免了這個(gè)問(wèn)題。超環(huán)面是一種非軸對(duì)稱曲面，它在兩個(gè)相互垂直的方向上曲率半徑有 差別。通過(guò)調(diào)整兩個(gè)曲率半徑，可恰當(dāng)?shù)乜刂乒獍咝螤睿^好適應(yīng)定日鏡上太陽(yáng)光入射角的 改變，投射到平面反射鏡和天窗上的光斑較球面反射鏡有很大的改善。自然光經(jīng)定日鏡聚光后反射至平面反射鏡，經(jīng)二次反射射入天窗。為使室內(nèi)獲得 照度均勻的照明，本實(shí)用新型采用天窗與漫射板相組合的結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)光經(jīng)天窗照射到漫射 板上，出射光照度比較均勻，可避免形成局部亮斑，造成眩光污染。天窗和漫射板通過(guò)支架 連接。本實(shí)用新型適用于各種建筑物，尤其是適用于大型建筑物的中庭或天井采光。本實(shí)用新型同時(shí)適用于新建筑和改建建筑。本實(shí)用新型和建筑物的位置無(wú)關(guān)，世界各地的建筑物均可使用本裝置。本實(shí)用新型適用于各種用途的建筑物，如辦公、商場(chǎng)、酒店、展館、住宅等都可使用 本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、延長(zhǎng)建筑室內(nèi)日照時(shí)間，太陽(yáng)的斜射光和直射光都可射入建筑室內(nèi)。2、提高建筑室內(nèi)采光照度，提高單位采光口面積的入射光量。3、提升建筑室內(nèi)光環(huán)境舒適度；并為室內(nèi)中庭及天井區(qū)域的綠化植物生長(zhǎng)提供條 件。

圖1為本實(shí)用新型建筑物中庭主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型天窗與漫射板組合結(jié)構(gòu)圖。[0032]圖中1為后定日鏡；2為前定日鏡；3為反射鏡；4為天窗；5為漫射板；6為中庭； 7為屋頂；8為建筑物；9為漫射板支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例導(dǎo)光系統(tǒng)為10個(gè)定日鏡1和定日鏡2，5個(gè)平面反射鏡3及天窗4和漫 射板5組成。5個(gè)后定日鏡1、5個(gè)前定日鏡2設(shè)在建筑物8的屋頂7上；5個(gè)反射鏡3設(shè)在 5個(gè)后定日鏡1、5個(gè)前定日鏡2的正北側(cè)上方。定日鏡1、2跟蹤太陽(yáng)并將太陽(yáng)光聚光投射 到平面反射鏡3，平面反射鏡3接收定日鏡1、2收集的太陽(yáng)光，并將其反射進(jìn)天窗4 ；從天窗 4射入的光經(jīng)過(guò)漫射板5的散射作用變成比較均勻的光對(duì)室內(nèi)進(jìn)行照明。漫射板5通過(guò)漫 射板支架9與天窗4連接在一起。本實(shí)例除了定日鏡1、2，其它組件都是固定不動(dòng)的。實(shí)施后，建筑物內(nèi)部中庭6采 光增加，人工照明減少，用電量減少；中庭6內(nèi)部光環(huán)境宜人，成為一處人性化的休閑場(chǎng)所。上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選例，并不用來(lái)限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新 型的原則之內(nèi)，所做的任何修改和變化，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置，由定日鏡、反射鏡(3)、天窗(4)和漫射板(5)組成，其特征在于定日鏡包括后排定日鏡(1)、前排定日鏡(2)，設(shè)置在建筑物屋頂(7)上；定日鏡(1)和(2)正北側(cè)上方或正南側(cè)上方設(shè)有反射鏡(3)，反射鏡(3)正下方設(shè)有天窗(4)和漫射板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置，其特征在于后排定日鏡(1)和前排 定日鏡⑵為超環(huán)面定日鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置，其特征在于兩組定日鏡(1)、(2)與 一組反射鏡(3)組合，提升系統(tǒng)采光效率。
專利摘要本實(shí)用新型屬于建筑技術(shù)，一種建筑用主動(dòng)式自然導(dǎo)光裝置?，F(xiàn)有技術(shù)建筑物采用被動(dòng)式的天然采光方法，采光質(zhì)量受到采光口的位置、面積、大小、朝向的限制。對(duì)于平面進(jìn)深大、高度高、采光口面積不宜過(guò)大的建筑，被動(dòng)式采光方法不能滿足其采光需求。本實(shí)用新型由定日鏡、反射鏡(3)、天窗(4)和漫射板(5)組成，定日鏡包括后排定日鏡(1)、前排定日鏡(2)，設(shè)置在建筑物屋頂(7)上；定日鏡(1)和(2)正北側(cè)上方或正南側(cè)上方設(shè)有反射鏡(3)，反射鏡(3)正下方設(shè)有天窗(4)和漫射板(5)。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是延長(zhǎng)建筑室內(nèi)日照時(shí)間；提高室內(nèi)采光照度；提升室內(nèi)光環(huán)境舒適度；為中庭及天井區(qū)域綠化植物生長(zhǎng)提供條件。
文檔編號(hào)F21V17/00GK201652153SQ20102014216
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者廖琳, 李芳 , 楊建榮, 葛曹燕 申請(qǐng)人:上海市建筑科學(xué)研究院(集團(tuán))有限公司;上海建科建筑節(jié)能技術(shù)有限公司