CN102590982A

CN102590982A - 一种为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统

Info

Publication number: CN102590982A
Application number: CN2012100330515A
Authority: CN
Inventors: 陈向东; 袁自钧; 吴本科; 高峰; 程萍; 王飞
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统，所述反射系统包括一设置在符合日照条件位置处的反射镜，其特征是，设置所述反射镜的反射光是以移动的方式投照在指定的背阴区中。本发明使反射光是以移动的方式投照在指定的背阴区中，有效增加了反射光束的投照区域，扩大相对受光面积，显著提高了系统的性价比。

Description

一种为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统

技术领域

本发明涉及为建筑户外背阴区域提供日照的阳光反射系统，用于城市建筑间背阴区域日照条件的改善。

背景技术

由于受到土地资源的制约，城市建筑间距无法完全满足日照条件的要求，因此如何改善日照条件已成为城市建设中一个日益突出和迫切需要解决的问题。

近年来人们逐渐开始重视日照问题，并对如何利用技术手段解决日照问题进行了探索和实践，镜面对光的反射率高达90％以上，将其与自动跟踪系统结合，可以将阳光反射至指定的地方。德国公司研发的为高层建筑间的户外广场提供阳光的自动反光系统，已经在波士顿和华盛顿等城市得到实际运用；在意大利，耗巨资安装的一面大型钢制镜子将阳光反射到了维加内拉村的广场上，为这个受山体遮挡而没有日照的村庄每天带来至少六小时的阳光；在上海世博会的建筑中，亦有采用二次反光系统为内部植物提供日照的设计。

国内外已有的技术手段是采用平面或曲面反射镜将阳光反射至指定区域来解决局部日照缺乏的问题，然而，对于城市建筑的户外背阴区域来说，现有技术尚存以下不足：一是所能提供的日照面积有限，由于反光系统的功能是对阳光进行定向反射，采用平面反射镜只能提供1∶1的日照面积；而采用曲面反射镜将反射光束扩大时，所提供的光照面积一般也不超过反射镜面积的5倍，此时照度已降至20％，再低就基本失去提供日照的意义；二是所提供的反射光是固定不动的，缺乏自然光影变化的动感。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在的不足之处，提供一种为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统，除了可以自动跟踪太阳方位角的变化进行定向反射以外，又能同时引导反射光在指定区域内进行动态扫描，增加反射光束的投照区域，并获得自然光影变化的动感。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统，包括一设置在符合日照条件位置处的反射镜，其特点是，设置所述反射镜的反射光是以移动的方式投照在指定的背阴区中。

本发明为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统的特点还在于：

所述反射系统还包括一跟踪器，所述跟踪器是通过四象限光敏传感器接收反射光，设置跟踪器扰动机构，所述跟踪器扰动机构通过微电机带动四象限光敏传感器的工作平面分别绕跟踪器水平转轴和跟踪器纵向转轴作周期性摆动，使得四象限光敏传感器的法线方向形成周期性摆动，对应获得反射光在指定的背阴区中的周期性移动。

所述反射镜是由多个平面镜拼成，各平面镜之间存在夹角，使反射光形成为相互离散的光斑。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明使反射光是以移动的方式投照在指定的背阴区中，有效增加了反射光束的投照区域，扩大相对受光面积，显著提高了系统的性价比。

2、本发明中移动的反射光可以获得自然光影变化的动感。

3、本发明通过设置跟踪器扰动机构，使系统实现简单易行。

4、本发明采用多平面组合反射镜，可将反射光化整为零，使离散的反射光斑在形状和分布上均具有不规则性，光影参差斑驳，再加上移动，实现了一种类似林间日照条件下的光影变幻效果，提高了系统的性能。

附图说明

图1为本发明中系统原理示意图；

图2为本发明中反射镜与跟踪器相对位置示意图；

图3为本发明中跟踪器扰动机构示意图。

图中标号：1遮光建筑；2动态阳光反射系统；3背阴区；4反射光初始位置；5反射光“之”字形移动轨迹；6反射镜；7基准平面镜；8反射镜水平转轴；9反射镜纵向转轴；10反射镜内支架；11反射镜外支架；12跟踪器；13四象限光敏传感器工作平面；14四象限光敏传感器工作平面法线；15跟踪器水平转轴；16跟踪器纵向转轴；17跟踪器内支架、18跟踪器外支架。

具体实施方式

参见图1，本实施例中为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统2是针对遮光建筑1中指定的背阴区3，在符合日照条件位置处设置反射镜6，反射镜6可在电机驱动下分别绕相互垂直的反射镜水平转轴8和反射镜纵向转轴9转动，使反射镜6可以跟随太阳的移动调整角度，本实施例中设置反射镜6的反射光是以移动的方式投照在指定的背阴区3中，反射光的移动轨迹可以是如图1所示的自反射光初始位置4开始在反射光“之”字形移动轨迹5中不断扫描。

本实施例的相应设置也可以是：

为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统2还包括一按常规设置的跟踪器12，跟踪器12是通过四象限光敏传感器接收反射光，本实施例中设置跟踪器扰动机构，跟踪器扰动机构通过微电机带动四象限光敏传感器工作平面13分别绕跟踪器水平转轴15和跟踪器纵向转轴16作周期性摆动，使得四象限光敏传感器工作平面法线14形成周期性摆动，对应获得反射光在指定的背阴区3中的周期性移动；

如图2所示，反射镜6设置为由多个平面镜拼成，各平面镜之间存在夹角，以其中的一个平面镜为基准平面镜7，跟踪器12通过四象限光敏传感器接收该基准平面镜7的反射光，使反射光形成为相互离散的光斑，形成光影参差斑驳的效果。

四象限光敏传感器工作平面法线14决定着系统的反射光方向，所以当扰动机构工作时，系统反射光就会跟随四象限光敏传感器工作平面法线14的摆动而进行动态扫描。扰动机构的摆幅和摆动周期均单独可调，绕跟踪器水平转轴15、跟踪器纵向转轴16的摆幅决定系统反射光的扫描幅度，对其分别进行调整，可将反射光的扫描范围限制在背阴区3内；调整摆动周期，可控制光影移动的速度，扫描速度不应过快，防止产生眩晕感，同时应注意不要让摆动长周期等于短周期半值的整数倍，这样可以避免扫描路径的完全重复，使扫描区域内的光照效果更为均匀。

Claims

1.一种为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统，所述反射系统包括一设置在符合日照条件位置处的反射镜，其特征是，设置所述反射镜的反射光是以移动的方式投照在指定的背阴区中。

2.根据权利要求1所述的为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统，其特征是所述反射系统还包括一跟踪器，所述跟踪器是通过四象限光敏传感器接收反射镜的反射光；设置跟踪器扰动机构，所述跟踪器扰动机构通过微电机带动四象限光敏传感器的工作平面(13)分别绕跟踪器水平转轴(15)和跟踪器纵向转轴(16)作周期性摆动，使得四象限光敏传感器的法线方向(14)形成周期性摆动，对应获得反射镜的反射光在指定的背阴区中的周期性移动。

3.根据权利要求1所述的为户外背阴区提供日照的动态阳光反射系统，其特征是所述反射镜是由多个平面镜拼成，各平面镜之间存在夹角，使反射光形成为相互离散的光斑。