CN209587926U - 一种结合自然采光装置的节能照明系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及照明设备领域，提供一种结合自然采光装置的节能照明系统，设置在建筑物顶部并利用自然光对厂房内部进行照明补偿，其包括外壳和设置在外壳自然采光装置，所述外壳顶部设有供光线透过的开口A，底部设有供光线射出的开口B；所述自然采光装置包括靠近开口A设置的百叶式透光器和靠近开口B设置的凹透镜，所述百叶式透光器设有伺服电机，所述伺服电机通过控制所述百叶式透光器转动改变透光量。本实用新型采用可控制进光量的百叶式透光器，能够有效的根据室内亮度进行光线补偿，同时通过设置的凹透镜进行散光，使得进入室内的光线能够更加均匀分散。

Description

一种结合自然采光装置的节能照明系统

技术领域

本申请涉及照明设备领域，具体而言为自然光透光设备，涉及一种结合自然采光装置的节能照明系统。

背景技术

现有的建筑物顶部为了增加采光效果，通常会在其顶部设有采光结构，现有的采光结构最常见的即为玻璃屋顶。玻璃屋顶又称玻璃采光顶。由钢构和安全玻璃组成。

现在大量民用建筑的建造采用各种类型的玻璃采光顶(玻璃屋顶、玻璃天窗)，亦开始被广泛应用于宾馆饭店、车站、机场候机楼、商业城、百货大厦、展览馆、体育馆、博物馆及医院等。大面积天井上加盖各种形式和颜色的玻璃采光顶，构成一个不受气候影响的室内玻璃顶空间。不仅能享受自然光照射，又能观望晴空，倍受人们欢迎。玻璃顶中庭在建筑中是室内一个天然采光的中心空间，该空间起着组织、协调周围建筑的作用。带玻璃顶的建筑一般在布局上比较紧凑，更有效组织流畅的室内空间交流，并具有良好的导向性，还可以创造特有的空间序列。沉浸在阳光明亮的室内环境不受室外季节气温的影响，给人带来舒适愉快的气氛，同时它具有明显的节能潜力各种玻璃采光顶的设计应对防火、防水、安全、保温等方面作出周密的构造细部处理，并要注意材料的选用得当。

但现有的玻璃屋顶有整块顶部透光的方式，也有局部透光的方式，而整块顶部透光的结构在夏季会造成整个建筑物内部温度较高的问题。而局部透光容易造成局部亮度较高光线分布不均匀的问题。

实用新型内容

本申请旨在提供一种结合自然光采光的照明结构，以解决现有技术中透光不均匀的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种结合自然采光装置的节能照明系统，设置在建筑物顶部并利用自然光对厂房内部进行照明补偿，其包括外壳和设置在外壳自然采光装置，所述外壳顶部设有供光线透过的开口A，底部设有供光线射出的开口B；

所述自然采光装置包括靠近开口A设置的百叶式透光器和靠近开口B设置的凹透镜，所述百叶式透光器设有伺服电机，所述伺服电机通过控制所述百叶式透光器转动改变透光量。

本实用新型是一种专门应用于框架式建筑物中的光线补偿照明系统，对于一些建筑物内部，特别是别墅或者厂房，从顶部直接可透光到整个建筑物内部，一般会设置有用于透光的结构，例如直接采用透明的房顶结构，可直接将外部的自然光接入室内，从而达到增加采光的效果。但往往现有的结构直接采用透明材料，阳光直射入室内，不仅容易造成室内局部区域亮度较高，不利于整个室内的采光，若直接全部均匀采光方案，则导致室内温度较高。

本实用新型为了改善现有的自然光采光结构光线分散不均的问题，故通过设置凹透镜结构和百叶式透光器配合实现室内透光控制，使得从外部射入室内的自然光被分散从而达到均匀布光的效果。首先，采用的凹透镜亦称为负球透镜，镜片的中间薄，边缘厚，呈凹形，所以又叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用。也就是说，因为整个外壳是设置在建筑物房顶上的结构，且一般为水平设置，以便适应不同的采光角度。外壳采用不透光的材质，故当外部的光线从开口A中进入后，当百叶式透光器打开时，自然光透过百叶式透光器并散布到凹透镜上，然后由凹透镜散光后从开口B投射入室内，使得从开口A中进入的光束被扩散至整个室内。因为从开口A进入的光线若没有任何反射折射，则会在室内地面上留下与开口A形状相似且大小相似的光斑，而在地上的光斑位置会沿该时刻阳光光线的倾斜角而偏移，则造成局部亮度较大。

伺服电机可以在安装时进行程序设定，其带动所述百叶式透光器进行开合，而所述的百叶式透光器类似百叶窗结构，通过带动其中一个部件转动则其余传动连接的组件同步转动，从而达到控制开口A的透光面积的作用。而外壳内部或者室内单独设有光线传感器，使用者可对不同时间段设置室内亮度的整体范围值，一旦室内的亮度高于或处在该范围值，则百叶式透光器保持关闭状态。而一旦室内亮度低于该范围值，则百叶式透光器打开一定幅度。该幅度可根据实际的室内面积、整个系统的尺寸大小数量和设定的亮度值进行实际调整。

值得说明的是，伺服电机为现有的技术，其程序设置的方式是根据具体的使用场景而定，而本领域技术人员均能够根据实际需求进行同样的设定，且均能够达到相应的技术效果，故对于其具体的操作原理不再赘述。

进一步的，所述百叶式透光器包括多个等距排列设置的子模块，所述子模块包括挡板和设置在挡板两端的转轴，所述外壳上设有供转轴穿过的固定孔，所述转轴穿过固定孔并在穿过端部设有转动盘；同侧转动盘通过设有的连杆传动连接，所述伺服电机与其中任一子模块传动连接。

子模块是对于挡板、转轴和转动盘的总称，属于整个百叶式透光器的子单元。百叶式透光器是由多个子模块平行排列形成的结构，其完全关闭状态下的尺寸与所述开口A的尺寸相近，且与开口A齐平，从而达到最佳的遮光效果。每个挡板的长度均相同，相邻两块挡板之间的间距相同，但可根据实际尺寸和建筑物结构从而调整采用不同宽度的挡板结构。但挡板两端转轴连接的转动盘采用相同尺寸，且同侧转动盘的圆心处在同一直线上，以便较好的同步传动。

而传动的方式有多种，例如直接在转动盘上设有齿轮，或者转动盘即为一种齿轮，两个相邻的转动盘之间设有单数的传动齿轮进行啮合，是的每个固定盘之间均为同向传动结构。

进一步的，所述转轴上沿轴线设有定位环槽，所述固定孔上设有与所述定位环槽卡接配合的环状凸缘。

进一步的，所述转动盘外圈设有固定点，所述固定点与转动盘圆心连线大于转动盘半径；所述固定点上设有转动座，所述连杆与转动座转动连接且所述连杆与同侧所有转动座转动连接时，相邻两个转动座之间的连杆部分长度相同。

进一步的，所述转动座端部活动连接有固定帽，所述固定帽通过至少两个螺栓与转动座连接。

进一步的，所述挡板沿长度方向两侧对称设置有软质且不透光的档条，所述挡板转动至水平状态时所述相邻挡板的档条接触并上下贴合。

进一步的，所述外壳靠近开口B的两侧内壁上对称设置有滑轨，所述凹透镜包括本体和设置在本体外部的包边，所述包边两侧均设有与对应一侧滑轨配合滑动限位的凸块。

进一步的，所述滑轨包括滑动段和卡接段，所述卡接段包括前卡段和后卡段；所述前卡段与所述滑动段内侧端部连通；所述后卡段为L型结构，包括弧形段和卡接段，所述弧形段与所述滑动段向外一侧连通且弧形段的圆心在滑动段内侧端部；所述卡接段与弧形段另一端连通且与所述前卡段处在同一直线上。

进一步的，所述前卡段、滑动段和卡接段内侧靠近端部的上下两侧内壁上均设有上下对称的弧形块。

整个滑轨包括多段深度相同的槽结构拼接而成，从而实现凹透镜的快速拆卸。滑轨为对称式结构设计，并设置在百叶式透光器的下部。其中滑动段为平直的单条槽结构，而前卡段为靠外设置的L型槽结构，后卡段为直线的槽结构。而后卡段与滑动段之间的连接处设有弧形块，而后卡段末端端部也设有弧形块。而弧形块为条状的半圆柱凸块结构，两个弧形块对称设置使得该段的槽宽度变窄，凸块为圆柱结构，当滑动到弧形块位置时，若没有加大推力，则所述弧形块会限制凸块向内或向外移动。只有当增加一定推力时，才会使得两个结构产生一定形变并通过继续向内或向外滑动。

进一步的，所述凹透镜外侧边沿处设有便于拉拽的提手。

本实用新型采用可控制进光量的百叶式透光器，能够有效的根据室内亮度进行光线补偿，同时通过设置的凹透镜进行散光，使得进入室内的光线能够更加均匀分散。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请中百叶式透光器完全关闭状态的轴侧图；其中顶部为开口A，并且凹透镜带有提手一侧为开口C，并在开口C上设有盖子，而图中为取下盖子的状态示意图；

图2为本申请中百叶式透光器打开状态的轴侧图；

图3为本申请中百叶式透光器打开状态且所述凹透镜处在滑动段时的轴测图；

图4为本申请部分带有滑轨的外壳和凹透镜的轴侧分体图；

图5为本申请百叶式透光器的轴侧图；

图6为本申请的带有滑轨的部分外壳轴侧图；

图7为本申请单个子模块的轴侧图；

图8为本申请的带有转轴的转动盘的轴侧图。

图标：1-外壳，2-百叶式透光器，3-凹透镜，4-挡板，5-转轴，6-转动盘，7-连杆，8-转动座，9-固定帽，10-档条，11-滑轨，111-滑动段，112-前卡段，113-后卡段，114-弧形块，12-凸块，13-提手。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例是一种专门应用于框架式建筑物中的光线补偿照明系统，对于一些建筑物内部，特别是别墅或者厂房，从顶部直接可透光到整个建筑物内部，一般会设置有用于透光的结构，例如直接采用透明的房顶结构，可直接将外部的自然光接入室内，从而达到增加采光的效果。

但往往现有的结构直接采用透明材料，阳光直射入室内，不仅容易造成室内局部区域亮度较高，不利于整个室内的采光，若直接全部均匀采光方案，则导致室内温度较高。

本实施例是一种结合自然采光装置的节能照明系统，设置在建筑物顶部并利用自然光对厂房内部进行照明补偿，其包括外壳1和设置在外壳1自然采光装置，所述外壳1顶部设有供光线透过的开口A，底部设有供光线射出的开口B；所述自然采光装置包括靠近开口A设置的百叶式透光器2和靠近开口B设置的凹透镜3，所述百叶式透光器2设有伺服电机，所述伺服电机通过控制所述百叶式透光器2转动改变透光量。

本实施例为了改善现有的自然光采光结构光线分散不均的问题，故通过设置凹透镜3结构和百叶式透光器2配合实现室内透光控制，使得从外部射入室内的自然光被分散从而达到均匀布光的效果。首先，采用的凹透镜3亦称为负球透镜，镜片的中间薄，边缘厚，呈凹形，所以又叫凹透镜3。凹透镜3对光有发散作用。

也就是说，因为整个外壳1是设置在建筑物房顶上的结构，且一般为水平设置，以便适应不同的采光角度。外壳1采用不透光的材质，故当外部的光线从开口A中进入后，当百叶式透光器2打开时，自然光透过百叶式透光器2并散布到凹透镜3上，然后由凹透镜3散光后从开口B投射入室内，使得从开口A中进入的光束被扩散至整个室内。

因为从开口A进入的光线若没有任何反射折射，则会在室内地面上留下与开口A形状相似且大小相似的光斑，而在地上的光斑位置会沿该时刻阳光光线的倾斜角而偏移，则造成局部亮度较大。伺服电机可以在安装时进行程序设定，其带动所述百叶式透光器2进行开合，而所述的百叶式透光器2类似百叶窗结构，通过带动其中一个部件转动则其余传动连接的组件同步转动，从而达到控制开口A的透光面积的作用。

外壳1内部或者室内单独设有光线传感器，使用者可对不同时间段设置室内亮度的整体范围值，一旦室内的亮度高于或处在该范围值，则百叶式透光器2保持关闭状态。而一旦室内亮度低于该范围值，则百叶式透光器2打开一定幅度。该幅度可根据实际的室内面积、整个系统的尺寸大小数量和设定的亮度值进行实际调整。

例如亮度下降到最低值的80-100%之间，则打开30°，亮度下降到最低值的60-80%之间时，则打开60°，低于60%后，则打开至最大开启角度，可能为90°，也可能为接近90°的锐角。当亮度提升至对应范围，则由伺服电机调整至相应角度即可。

其中，百叶式透光器2包括多个等距排列设置的子模块，所述子模块包括挡板4和设置在挡板4两端的转轴5，所述外壳1上设有供转轴5穿过的固定孔，所述转轴5穿过固定孔并在穿过端部设有转动盘6；同侧转动盘6通过设有的连杆7传动连接，所述伺服电机与其中任一子模块传动连接。子模块是对于挡板4、转轴5和转动盘6的总称，属于整个百叶式透光器2的子单元。

百叶式透光器2是由多个子模块平行排列形成的结构，其完全关闭状态下的尺寸与所述开口A的尺寸相近，且与开口A齐平，从而达到最佳的遮光效果。每个挡板4的长度均相同，相邻两块挡板4之间的间距相同，但可根据实际尺寸和建筑物结构从而调整采用不同宽度的挡板4结构。

挡板4两端转轴5连接的转动盘6采用相同尺寸，且同侧转动盘6的圆心处在同一直线上，以便较好的同步传动。而传动的方式有多种，例如直接在转动盘6上设有齿轮，或者转动盘6即为一种齿轮，两个相邻的转动盘6之间设有单数的传动齿轮进行啮合，是的每个固定盘之间均为同向传动结构。而本实施例采用连杆7结构，连杆7与每个转动盘6的连接位置相同，当伺服电机带动任一转动盘6转动时，连杆7使得所有转动盘6同步转动，从而达到同时开合或关闭的效果。

整个外壳1在上部单独设置有用于放置伺服电机的腔室，而伺服电机与转动盘6的连接方式有多种，包括图1中所示的，通过在转动盘6中心设有带齿转杆直接传动连接，则最节省空间，但会阻挡到连杆7的活动范围。则挡板4开合到最大角度时，连杆7与带齿转杆会接触抵住，从而无法转动到90°。还包括其他的传动连接方式，在转轴5内侧单独设有齿盘，而所述伺服电机的传动轴穿过外壳1并与齿盘传动连接，此时传动轴在连杆7的最大活动范围外，则不会影响到连杆7的传动，但其体积会增大。故实际的产品可采用不同的传动方式，只要其满足所述挡板4转动可调节进光量即可。转轴5上沿轴线设有定位环槽，所述固定孔上设有与所述定位环槽卡接配合的环状凸缘。

转动盘6外圈设有固定点，所述固定点与转动盘6圆心连线大于转动盘6半径；所述固定点上设有转动座8，所述连杆7与转动座8转动连接且所述连杆7与同侧所有转动座8转动连接时，相邻两个转动座8之间的连杆7部分长度相同。

转动座8端部活动连接有固定帽9，所述固定帽9通过至少两个螺栓与转动座8连接。所述挡板4沿长度方向两侧对称设置有软质且不透光的档条10，所述挡板4转动至水平状态时所述相邻挡板4的档条10接触并上下贴合。

值得说明的是，如图1所示，开口A和开口B上均设有具有较好透光性的亚克力板材，不仅具有较好的透光效果，同时具有较好的结构强度和耐候性，能够长时间在户外设置，不易老化。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定，所述外壳1靠近开口B的两侧内壁上对称设置有滑轨11，所述凹透镜3包括本体和设置在本体外部的包边，所述包边两侧均设有与对应一侧滑轨11配合滑动限位的凸块12。滑轨11包括滑动段111和卡接段，所述卡接段包括前卡段112和后卡段113；所述前卡段112与所述滑动段111内侧端部连通；所述后卡段113为L型结构，包括弧形段和卡接段，所述弧形段与所述滑动段111向外一侧连通且弧形段的圆心在滑动段111内侧端部；所述卡接段与弧形段另一端连通且与所述前卡段112处在同一直线上。前卡段112、滑动段111和卡接段内侧靠近端部的上下两侧内壁上均设有上下对称的弧形块114。

整个滑轨11包括多段深度相同的槽结构拼接而成，从而实现凹透镜3的快速拆卸。滑轨11为对称式结构设计，并设置在百叶式透光器2的下部。其中滑动段111为平直的单条槽结构，而前卡段112为靠外设置的L型槽结构，后卡段113为直线的槽结构。而后卡段113与滑动段111之间的连接处设有弧形块114，而后卡段113末端端部也设有弧形块114，在凹透镜3外侧边沿处设有便于拉拽的提手13

弧形块114为条状的半圆柱凸起结构，两个弧形块114对称设置使得该段的槽宽度变窄，凸块12为圆柱结构，当滑动到弧形块114位置时，若没有加大推力，则所述弧形块114会限制凸块12向内或向外移动。只有当增加一定推力时，才会使得两个结构产生一定形变并通过继续向内或向外滑动。

安装凹透镜3时，先将凹透镜3尾部的两个凸块12插入对应一侧的滑动段111开口处，并向内推动凹透镜3使其斜向向上插入外壳1中，当插入段两侧的凸块12与滑动段111的弧形块114接触时，凹透镜3外部的凸块12正好落在弧形段与滑动段111的连通开口处。此时以内侧的两个凸块12为轴心，向上推动凹透镜3使得外侧的凸块12落入弧形段中并移动到弧形段的顶部。然后再用力将凹透镜3直线向内推动，使得内侧的凸块12越过第一弧形块114，最后当凹透镜3继续向内平行移动到底部时，继续用力使得内外两组凸块12均越过相应的弧形块114并与滑轨11卡接，从而达到固定的效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种结合自然采光装置的节能照明系统，设置在建筑物顶部并利用自然光对厂房内部进行照明补偿，其包括外壳（1）和设置在外壳（1）自然采光装置，其特征在于：所述外壳（1）顶部设有供光线透过的开口A，底部设有供光线射出的开口B；

所述自然采光装置包括靠近开口A设置的百叶式透光器（2）和靠近开口B设置的凹透镜（3），所述百叶式透光器（2）设有伺服电机，所述伺服电机通过控制所述百叶式透光器（2）转动改变透光量。

2.根据权利要求1所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述百叶式透光器（2）包括多个等距排列设置的子模块，所述子模块包括挡板（4）和设置在挡板（4）两端的转轴（5），所述外壳（1）上设有供转轴（5）穿过的固定孔，所述转轴（5）穿过固定孔并在穿过端部设有转动盘（6）；同侧转动盘（6）通过设有的连杆（7）传动连接，所述伺服电机与其中任一子模块传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述转轴（5）上沿轴线设有定位环槽，所述固定孔上设有与所述定位环槽卡接配合的环状凸缘。

4.根据权利要求3所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述转动盘（6）外圈设有固定点，所述固定点与转动盘（6）圆心连线大于转动盘（6）半径；所述固定点上设有转动座（8），所述连杆（7）与转动座（8）转动连接且所述连杆（7）与同侧所有转动座（8）转动连接时，相邻两个转动座（8）之间的连杆（7）部分长度相同。

5.根据权利要求4所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述转动座（8）端部活动连接有固定帽（9），所述固定帽（9）通过至少两个螺栓与转动座（8）连接。

6.根据权利要求2-5任一项所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述挡板（4）沿长度方向两侧对称设置有软质且不透光的档条（10），所述挡板（4）转动至水平状态时所述相邻挡板（4）的档条（10）接触并上下贴合。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述外壳（1）靠近开口B的两侧内壁上对称设置有滑轨（11），所述凹透镜（3）包括本体和设置在本体外部的包边，所述包边两侧均设有与对应一侧滑轨（11）配合滑动限位的凸块（12）。

8.根据权利要求7所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述滑轨（11）包括滑动段（111）和卡接段，所述卡接段包括前卡段（112）和后卡段（113）；所述前卡段（112）与所述滑动段（111）内侧端部连通；所述后卡段（113）为L型结构，包括弧形段和卡接段，所述弧形段与所述滑动段（111）向外一侧连通且弧形段的圆心在滑动段（111）内侧端部；所述卡接段与弧形段另一端连通且与所述前卡段（112）处在同一直线上。

9.根据权利要求8所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述前卡段（112）、滑动段（111）和卡接段内侧靠近端部的上下两侧内壁上均设有上下对称的弧形块（114）。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种结合自然采光装置的节能照明系统，其特征在于：所述凹透镜（3）外侧边沿处设有便于拉拽的提手（13）。