CN207073792U - 一种建筑太阳能照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种建筑太阳能照明系统，包括光线采集器、传导井道、出射镜等结构，其中光线采集器设置于建筑物的外部，用于汇聚太阳光；传导井道连通设置于建筑物内，用于传输由光线采集器汇聚的太阳光，传导井道的侧壁上设置用于向外发射太阳光的出射孔；出射镜的镜面向上倾斜设置，将上方传下的太阳光从出射孔中向外反射，进入室内。本申请的照明系统仅利用太阳光这种天然的光线对建筑物的室内进行照明，不使用电能，适用于白天光线充足时的室内照明；此系统的结构简单，制造成本较低，也方便后期维护。

Description

一种建筑太阳能照明系统

技术领域

本实用新型涉及太阳光照明技术领域，更进一步涉及建筑太阳能照明系统。

背景技术

目前室内的照明通常采用电能作为能源，利用电灯通电发光照明，对于一些公共场所，例如商场、医院、地下停车场等，许多空间位于建筑的中央位置或地下，无法开窗引入阳光照明，在白天依然依靠电灯照明，造成能源的大量浪费。

太阳能是一种取之不尽的清洁能源，在晴朗的白天可以提供良好的照明，但目前大多数建筑物中并不具有利用太阳能照明的设计。目前已有的利用太阳能作为室内照明光源的结构通常为透明玻璃组成的天窗结构，无法应用于多层照明；或者利用集光器将太阳光汇聚后经过光纤传输到各楼层。这些结构的制造成本较高，而且后期维护比较繁琐，不利用于大规模推广。

实用新型内容

本实用新型提供一种建筑太阳能照明系统，传递太阳光作用照明光源，起到节约能源的作用，而且结构简单，方便维护，具体方案如下：

一种建筑太阳能照明系统，包括：

光线采集器，设置于建筑物的外部，用于汇聚太阳光；

传导井道，连通设置于建筑物内，用于传输所述光线采集器汇聚的太阳光，所述传导井道的侧壁上设置用于向外发射太阳光的出射孔；

出射镜，镜面向上倾斜设置于所述传导井道内，将上方传下的太阳光从所述出射孔中向外反射进室内。

可选地，所述出射镜的倾斜角度介于45～60度。

可选地，各层所述出射镜在所述传导井道轴线上的投影面积相等；且各层所述出射镜相互错开，等分接收所述光线采集器下射的太阳光。

可选地，所述传导井道的横截面为圆形或矩形，竖直设置于建筑物内，从顶楼向下贯穿设置。

可选地，还包括罩设在所述出射孔上的散射灯罩；所述散射灯罩将所述出射镜反射的太阳光向四周散射。

可选地，所述光线采集器为菲涅尔透镜。

可选地，所述菲涅尔透镜的底部设置随动装置，带动所述菲涅尔透镜对正太阳光；所述随动装置包括光传感器、信号转换电路、单片机系统、电机及其驱动电路；所述光传感器包括至少五个光敏电阻，所述电机包括横向步进电机和纵向步进电机。

可选地，所述传导井道的内壁上设置反射膜，用于反射传导的太阳光。

可选地，所述出射镜的顶部转动连接于所述传导井道内，底部转动连接伸缩支架的一端，所述伸缩支架的另一端连接于所述传导井道的内壁上，所述伸缩支架调节长度改变所述出射镜的所处角度。

本实用新型提供一种建筑太阳能照明系统，包括光线采集器、传导井道、出射镜等结构，其中光线采集器设置于建筑物的外部，用于汇聚太阳光；传导井道连通设置于建筑物内，用于传输由光线采集器汇聚的太阳光，传导井道的侧壁上设置用于向外发射太阳光的出射孔；出射镜的镜面向上倾斜设置，将上方传下的太阳光从出射孔中向外反射，进入室内。

本申请的照明系统仅利用太阳光这种天然的光线对建筑物的室内进行照明，不使用电能，适用于白天光线充足时的室内照明；此系统的结构简单，制造成本较低，也方便后期维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请建筑太阳能照明系统的正视图；

图2为本申请建筑太阳能照明系统的侧视图。

其中包括：

光线采集器1、传导井道2、出射孔21、出射镜3、伸缩支架31、散射灯罩4。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种建筑太阳能照明系统，传递太阳光作用照明光源，起到节约能源的作用，而且结构简单，方便维护。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的建筑太阳能照明系统进行详细的介绍说明。

该建筑太阳能照明系统包括光线采集器1、传导井道2、出射镜3等多个结构，分别用于汇集、传导、出射光线；光线采集器1设置于建筑物的外部，用于汇聚太阳光，一般设置在建筑物的屋顶，将大面积的太阳光汇集到传导井道2的尺寸范围内；传导井道2连通设置于建筑物内，传导井道2的顶部开通，太阳光从传导井道2的顶部开口进入，太阳在传导井道2内传递，传导井道2在建筑物内延伸，其侧壁上设置多个出射孔21，通过出射孔21向外发射太阳光；太阳光沿传导井道2传播，需要利用反射结构改变光线的方向，从出射孔21中射出；因此在传导井道2中设置了出射镜3，出射镜3的镜面向上倾斜设置，并且朝向出射孔21的一侧，向下传递的太阳光经过出射镜3反射，再从出射孔21进入室内以供照明。

如图1和图2所示，分别为本申请建筑太阳能照明系统的正视图和侧视图；其中标示箭头的线条为光线的走向，图1中出射镜3上所示的圆圈表示光线以垂直于纸面向里的方向出射。该系统利用太阳光，将自然的光线汇聚、传导、发散照明，整个过程不使用电能，采用清洁能源进行楼道照明，系统的结构比较简单，不需要精密的仪器，可降低后期的维护成本。

具体地，出射镜3的倾斜角度介于45～60度，此处所指的倾斜角度是指与水平面的夹角，若出射镜3的倾角为45度，则可将竖直向下照射的光线水平向外射出，根据出射光线所需的角度设定出射镜3的角度。图1和图2中以出射镜为45度的倾角为例进行说明。

传导井道2中设置多个出射镜，根据楼层的不同作相应的设定，一层楼可设置一个，也可设置两个或多个；各层的出射镜3在传导井道2轴线上的投影面积相等，使各层反射的进光量基本相同，且各层出射镜3相互错开，等分接收光线采集器1下射的太阳光。

传导井道2设置为规则的几何图形，方便加工，一般地，横截面设置为圆形或矩形，若设置为矩形，可方便出射镜3的布置，最大化利用井道内的面积；矩形的井道每层的出射镜3可采用相同的面积与规格，便于批量化生产。

传导井道2竖直设置于建筑物内，从顶楼向下贯穿设置；当然，也可根据空间条件设置相应的转角，传导井道2内设置直角的拐角，在拐角处设置45度倾斜的反光镜，可以将入射光线改向。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，为提升照明的舒适度，在本申请还包括罩设在出射孔21上的散射灯罩4，若光线直接反射到室内，光线较为集中，不利用大范围照明，因此通过散射灯罩4将出射镜3反射的太阳光向四周散射，使光线均匀一致地分布。

本申请中采用的光线采集器1为菲涅尔透镜，此系统应用于建筑物内，需要收集较大范围的阳光，若采用普通的凸透镜，厚度和体积较大，不方便布置，因此本申请设置为厚度较小的菲涅尔透镜，菲涅尔透镜又名螺纹透镜，相当于红外线及可见光的凸透镜，成本比普通的凸透镜低很多。

太阳所处的位置随着时间发生变化，为尽可能提高光照利用时间，在菲涅尔透镜的底部设置随动装置，带动菲涅尔透镜对正太阳光。随动装置包括光传感器、信号转换电路、单片机系统、电机及其驱动电路等；通过光传感器检测光源位置，能够自动跟踪太阳运动，系统采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪，传感器采用光敏电阻，将五个完全相同的光敏电阻分别放置于检测面板的上下左右和中心位置，当太阳光线发生偏离、光敏电阻接收到的光照强度不相同时，通过信号转换电路将信号送给单片机，由单片机分析，控制驱动步进电机正反转。步进电机分为横向步进电机和纵向步进电机两个，横向步进电机带动电池板使其在水平方向转动，实现电池板对太阳光的跟踪，纵向步进电机带动电池板在垂直方向能够进行仰角的调整，并通过通信接口将部分数据反馈给单片机进行程序上的修正。

为避免传导井道2发生漫反射减弱光线的传播，传导井道2的内壁上设置反射膜，用于反射传导的太阳光。

室内对于光线的需求可能会发生变化，因此本申请将出射镜3设置为可调节的结构，出射镜3的顶部转动连接于传导井道2内，底部转动连接伸缩支架31的一端，伸缩支架31的另一端连接于传导井道2的内壁上，伸缩支架31调节长度可改变出射镜3的所处角度，以适应室内不同的照明需求。伸缩支架31可设置为电控的伸缩杆，在出射孔21附近的室内墙壁上设置调节装置，可实现单独调节控制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种建筑太阳能照明系统，其特征在于，包括：

光线采集器(1)，设置于建筑物的外部，用于汇聚太阳光；

传导井道(2)，连通设置于建筑物内，用于传输所述光线采集器(1)汇聚的太阳光，所述传导井道(2)的侧壁上设置用于向外发射太阳光的出射孔(21)；

出射镜(3)，镜面向上倾斜设置于所述传导井道(2)内，将上方传下的太阳光从所述出射孔(21)中向外反射进室内。

2.根据权利要求1所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，所述出射镜(3)的倾斜角度介于45～60度。

3.根据权利要求2所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，各层所述出射镜(3)在所述传导井道(2)轴线上的投影面积相等；且各层所述出射镜(3)相互错开，等分接收所述光线采集器(1)下射的太阳光。

4.根据权利要求3所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，所述传导井道(2)的横截面为圆形或矩形，竖直设置于建筑物内，从顶楼向下贯穿设置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，还包括罩设在所述出射孔(21)上的散射灯罩(4)；所述散射灯罩(4)将所述出射镜(3)反射的太阳光向四周散射。

6.根据权利要求5所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，所述光线采集器(1)为菲涅尔透镜。

7.根据权利要求6所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，所述菲涅尔透镜的底部设置随动装置，带动所述菲涅尔透镜对正太阳光；所述随动装置包括光传感器、信号转换电路、单片机系统、电机及其驱动电路；所述光传感器包括至少五个光敏电阻，所述电机包括横向步进电机和纵向步进电机。

8.根据权利要求5所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，所述传导井道(2)的内壁上设置反射膜，用于反射传导的太阳光。

9.根据权利要求5所述的建筑太阳能照明系统，其特征在于，所述出射镜(3)的顶部转动连接于所述传导井道(2)内，底部转动连接伸缩支架(31)的一端，所述伸缩支架(31)的另一端连接于所述传导井道(2)的内壁上，所述伸缩支架(31)调节长度改变所述出射镜(3)的所处角度。