CN211119274U - 模拟窗墙系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模拟窗墙系统，包括：中空墙体，窗体，设于中空墙体的前面板；射灯组件，置于中空墙体内且包括多个射灯单元，多个射灯单元分布环绕于窗体的上半部分且与前面板保持间距，多个射灯单元的照射方向皆朝向窗体且可沿环绕方向依次开关从而分别透过窗体发光；灯管组件，置于中空墙体内且沿窗体的窗框设置。本实用新型通过在不同时间段多个射灯单元分别与灯管的配合以及色温、亮度的调节可以全天实时模拟并达到与室外环境光线变化一致，射灯单元发出的光线照射并穿过明亮的窗体最终洒落到地面可形成自然的光影效果，与正常太阳光穿透窗户的效果可达到一致，人体可以实时感知自然光照角度，有利于生物钟正常运转。

Description

模拟窗墙系统

技术领域

本实用新型涉及建筑室内设计领域，特别是涉及模拟窗墙系统。

背景技术

窗户是建筑中的基本结构，其具有最基本的采光功能。然而现在很多居室受多种因素限制不能开窗，比如房屋的地下室结构、相邻房间之间的墙壁、装修风格限制等都会限制墙上开窗。没有窗户的房间光线效果很差，分不清日夜，会造成人体内生物钟的紊乱，并且感受不到外部环境会让人倍感压抑。此外，在城市生活环境中，由于高楼大厦林立，在室内透过窗户所看到的景象、听到的声音也会让人感到不舒适，这样的居室居住环境很糟糕。

为了解决采光的问题，建筑设计者考虑在墙面安装多组灯具以增加光照，但是太阳光全天的光照情况如角度等参数是随时间的推移而变化的，简单的安装灯具难以模拟并达到与室外光线变化保持一致的效果，光线很不自然，且长时间照射耗费能源，对着人直射也容易引起人体不适。

实用新型内容

基于此，有必要针对室内灯具难以模拟室外光线变化，且容易引起人体不适的问题，提供一种模拟窗墙系统。

一种模拟窗墙系统，包括：

中空墙体；

窗体，设于所述中空墙体的前面板；

射灯组件，置于所述中空墙体内且包括多个射灯单元，多个所述射灯单元围绕所述窗体的周向设置且与所述前面板保持间距，多个所述射灯单元的照射方向朝向所述窗体以使各个所述射灯单元发出的光线穿过所述窗体并与水平面形成不同的夹角；

灯管组件，置于所述中空墙体内且沿所述窗体的窗框设置。

上述模拟窗墙系统，至少具有以下有益的技术效果：

本实施例，通过在不同时间段多个射灯单元分别与灯管的配合以及色温、亮度的调节可以全天实时模拟并达到与室外环境光线变化一致，由于灯管组件置于中空墙体内且沿窗框设置，其发出的光不会在窗户表面形成突出的光点，窗体表面的光分布均匀，结合射灯单元发出的光线照射并穿过明亮的窗体最终洒落到地面可形成自然的光影效果，与正常太阳光穿透窗户并洒落至地面的效果可达到基本一致，光线较为自然，更接近真实。灯具并非长时间以固定的功率发光，射灯间隔关闭，以及可以为了适应光线明暗变化改变灯具照射亮度、功率，这些操作皆能够节约能耗，减少长时间大功率照射产生的热辐射损失；安装的射灯使发出的光线能够依次以各种不同的角度倾斜向下射出，在窗体四周窗框的遮挡作用下可避免直接照射于人体，从而不会引起身体上的不适。

将本实用新型设于没有窗户的房间后，由于可以模拟不同时间段的室外环境光线变化情况，人体可以实时感知自然光照角度，生物钟能够正常运转，有利于保持良好的心情；将本实用新型设于外部环境较差的房间内时，由于房间被封闭起来，能够隔绝让人不舒服的外部环境如周围的高楼大厦、工厂等，以及隔绝外部的噪音、气味等，有利于营造良好舒适的居住环境。

在其中一个实施例中，多个所述射灯单元的照射方向皆朝向所述窗体表面的中间区域。

在其中一个实施例中，还包括光照检测部件及控制单元，所述光照检测部件设于室外用于检测光照数据，所述控制单元分别与光照检测部件、射灯组件及灯管组件通讯连接从而根据所述光照检测部件检测的光照数据调节所述射灯组件及所述灯管组件的照明参数。

在其中一个实施例中，所述中空墙体可移动地设于地面。

在其中一个实施例中，多个所述射灯单元对称安装于所述中空墙体的后面板及两侧的侧板。

在其中一个实施例中，所述灯管组件包括多根灯管，所述灯管固定于所述窗框朝向所述中空墙体内部的一侧表面。

在其中一个实施例中，还包括天气探测部件及音频播放设备，所述天气探测部件设于室外，所述音频播放设备设于所述中空墙体内，所述天气探测部件及所述音频播放设备分别与所述控制单元通讯连接。

在其中一个实施例中，还包括拾音器及音频播放设备，所述拾音器设于室外，所述音频播放设备设于所述中空墙体内，所述拾音器及所述音频播放设备分别与所述控制单元通讯连接。

在其中一个实施例中，所述音频播放设备设于所述中空墙体的底板上。

在其中一个实施例中，还包括遮光帘，可升降地悬垂至所述窗体表面，用于部分遮挡透过所述窗体向所述中空墙体外发射的光线。

在其中一个实施例中，所述窗体表面设有透明导光板。

在其中一个实施例中，所述窗体可移动地设于所述前面板。

在其中一个实施例中，所述窗体包括磨砂玻璃窗。

附图说明

图1为本实用新型一实施例模拟窗墙系统的立体结构图；

图2为图1模拟窗墙系统的主视图；

图3为图1模拟窗墙系统的俯视示意图；

图4为图1的模拟窗墙系统在5:00时发出的光线效果俯视图；

图5为图1的模拟窗墙系统在5:00时发出的光线效果主视图；

图6为图1的模拟窗墙系统在9:00时发出的光线效果俯视图；

图7为图1的模拟窗墙系统在9:00时发出的光线效果主视图；

图8为图1的模拟窗墙系统在15:00时发出的光线效果俯视图；

图9为图1的模拟窗墙系统在15:00时发出的光线效果主视图；

图10为图1的模拟窗墙系统在19:00时发出的光线效果俯视图；

图11为图1的模拟窗墙系统在19:00时发出的光线效果主视图；

图12为一天内模拟窗墙系统中的控制单元调节灯管组件、射灯单元的色温随时间的变化情况。

图中，100、中空墙体，110、前面板，120、后面板，130、侧板，140、底板，

200、窗体，210、窗框，

300、射灯组件，310、射灯单元，

400、灯管组件，410、灯管，

500、音频播放设备，

600、光照检测部件，

700、天气探测部件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本实用新型的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图3所示，本实用新型一实施例中，提供一种模拟窗墙系统，包括：中空墙体100、窗体200、射灯组件300和灯管组件400。其中，窗体200设于中空墙体100的前面板110；射灯组件300置于中空墙体100内且包括多个射灯单元310，多个射灯单元310围绕窗体200的周向设置且与前面板110保持间距，多个射灯单元310的照射方向皆朝向窗体200以使各个射灯单元310发出的光线穿过窗体200并与水平面形成不同的夹角，多个射灯单元310可沿环绕方向依次开关从而分别透过窗体200发光；灯管组件400置于中空墙体100内且沿窗体200的窗框210设置。

将本实用新型作为房间内的某一面墙体后，即可模拟自然光照环境：日出时开启灯管组件400，灯管组件400发出的光可以照亮房间，表明白天开始；如图4-图11，随着时间推移(5:00-19:00)依次开关各个射灯单元310，每一个射灯单元310射出的光线皆从窗体200穿出并照射到室内洒落至地面以模拟太阳光线洒落至地面的光效，随着环绕于窗体200的上半部分的射灯单元310的依次开关，穿过窗体200向外发出的光线角度对应发生改变，从而模拟白天时从日出到日落太阳发出的不同角度的光线。到最后一个射灯单元310关闭时刚好对应太阳落下，此时关闭灯管组件400，表明夜晚来临。

灯管组件400的开关、射灯组件300所包含的射灯单元310的开关以及点亮的时间可预先设置于灯具内，也可将灯管组件400、各射灯单元310分别与外设的控制模块相连接，并在控制模块中预设开关及照明参数即可实现，因而多种方式皆可实现本实用新型的功能，此处不作限制。可以理解的，射灯单元310布置的数量越多，上一个射灯单元310关闭与下一个射灯单元310开启之间的时间间隔越短，模拟的效果越好。当然，还可在灯管组件400、射灯单元310内设置调光芯片，随着时间的推移可调节灯管组件400、射灯单元310的色温及亮度，以达到与太阳光穿过窗户的光感更接近的光照效果，此处不作限制。

可以理解的，图4-图11示出的是一年中某一段时间内射灯组件300的照射角度，随着季度的更替可根据太阳光的光照角度灵活调节各个射灯单元310的照射角度，此处不作限制。

本实施例，通过在不同时间段多个射灯单元310分别与灯管410的配合以及色温、亮度的调节可以全天实时模拟并达到与室外环境光线变化一致，由于灯管组件400置于中空墙体100内且沿窗框210设置，其发出的光不会在窗户表面形成突出的光点，窗体200表面的光分布均匀，结合射灯单元310发出的光线照射并穿过明亮的窗体200最终洒落到地面可形成自然的光影效果，与正常太阳光穿透窗户并洒落至地面的效果可达到基本一致，光线较为自然，更接近真实。灯具并非长时间以固定的功率发光，射灯间隔关闭，以及可以为了适应光线明暗变化改变灯具照射亮度、功率，这些操作皆能够节约能耗，减少长时间大功率照射产生的热辐射损失；安装的射灯使发出的光线能够依次以各种不同的角度倾斜向下射出，在窗体200四周窗框210的遮挡作用下可避免直接照射于人体，从而不会引起身体上的不适。

将本实用新型设于没有窗户的房间后，由于可以模拟不同时间段的室外环境光线变化情况，人体可以实时感知自然光照角度，生物钟能够正常运转，有利于保持良好的心情；将本实用新型设于外部环境较差的房间内时，由于房间被封闭起来，能够隔绝让人不舒服的外部环境如周围的高楼大厦、工厂等，以及隔绝外部的噪音、气味等，有利于营造良好舒适的居住环境。

在一些实施例中，多个射灯单元310的照射方向皆朝向窗体200表面的中间区域。围绕所述窗体200周向设置的多个射灯单元310可沿围绕方向依次照射到中间区域并穿过窗体200形成光影效果，可以保证相邻两个射灯单元310发出的光穿过窗户后与地面的夹角变化更明显，从而模拟不同时间太阳光的光照角度明显的变化。在其他一些实施例中，多个射灯单元310的照射方向皆朝向窗体200表面的其他固定区域，此处不作限制。

参考图1-图3，在一些实施例中，还包括光照检测部件600及控制单元，光照检测部件600设于室外用于检测光照数据，控制单元分别与光照检测部件600、射灯组件300、灯管组件400通讯连接用于根据光照检测部件600检测的光照数据调节射灯组件300、灯管组件400的照明参数。

具体的，控制单元可选用MCS-51系列单片机，光照检测部件600可选用LRFX-DCRB型无线日光传感器，将其设于室外可测量室外光线，然后以无线的方式向控制单元传送照度数据，随着时间的推移室外光照数据发生变化，控制单元可根据具体的光照数据调节改变灯管组件400、射灯单元310的色温、功率等参数，从而调节各部件发出光线的色温及亮度，以达到与太阳光穿过窗户的光感更接近的光照效果。采用的LRFX-DCRB型无线日光传感器方便校准，亮度范围广(0-1600lx)，当然，在其他一些实施例中，采用其他型号的日光传感器也是可以的，此处不作限制。如图12所示，即为某一天控制单元根据检测到的光照数据调节灯管组件400、射灯单元310的色温随时间的变化情况。本实施例，使得全天的光照与太阳光的光线色温、亮度动态保持一致，更有利于人体实时感知自然光，提高了人体舒适度，有利于生物钟正常运转。

在一些实施例中，中空墙体100可移动地设于地面。具体的，可在底部安装移动部件如滚轮等，可移动并贴近任一室内墙壁，发挥模拟光线的功能；移动至外部环境较差的房间内时能够隔绝让人不舒服的外部环境如周围的高楼大厦、工厂等，有利于营造好的居住环境。使用方式灵活便捷，只需要设置一套模拟窗墙系统即可设置于整个居住空间中的不同位置，也省去了单独在室内墙壁内设置本实用新型的施工成本，具有很大的市场推广应用前景。

当然，在其他一些实施例中，中空墙体100可直接在房间的某一面墙内施工并凿空形成，此处不作限制。

参考如3，在一些实施例中，多个射灯单元310分布对称安装于中空墙体100的后面板120及两侧的侧板130。射灯单元310分布对称的安装方便实施，操作时每两个相互对称的射灯单元310的发光时间设为一致即可，方便了操作设置，更有利于保证发出的光线与全天光照对应。当然，在其他一些实施例中，多个射灯单元310可不完全对称，且可全部吊设于中空墙体100中，此处不作限制。

在一些实施例中，各个射灯单元310分别独立供电。各个射灯单元310独立供电不会相互干涉，当其中一个射灯单元310供电故障时，其余射灯单元310还可正常工作，不会对整体的运行产生较大的影响。当然，在其他一些实施例中，各个射灯单元310可由一套供电设备供电，此处不作限制。

优选的，射灯单元310包括极窄光可调角射灯。极窄光(小于5°)发射的光线集中，能够尽可能避免射出的散射光线在窗体200上产生局部亮度较大的光圈，模拟太阳光线的效果更好；角度可调方便了灯具的设置。

在一些实施例中，灯管组件400包括多根灯管410，灯管410固定于窗框210朝向中空墙体100内部的一侧表面。灯管410可以采用LED灯管410，由于灯管410固定于窗框210朝向中空墙体100内部的一侧表面，其发出的光不会直射到窗体200在窗体200表面形成突出的光点，窗体200表面的光分布均匀，更有利于与射灯单元310配合形成真实的光影效果。

参考图1-图3，在一些实施例中，还包括天气探测部件700及音频播放设备500，天气探测部件700设于室外，音频播放设备500设于中空墙体100内，天气探测部件700及音频播放设备500分别与控制单元通讯连接。天气探测部件700可检测外部天气，具体的，可以选用BloomSky智能天气监测设备，其可以防水防尘、防暴晒，能够监测温度、湿度、压力、紫外线指数和降雨量等参数，从而感知阴晴变化、降雨量的大小，实时实地提供天气信息。当天气变化时，比如下雨或刮风，控制单元可根据具体的天气数据判断晴天、刮风、或是雨量情况，控制音频播放设备500播放内部存储的对应各种天气情况的音频文件，音频穿过前面板110传入室内，在室内听到的声音就像外部环境中的声音直接传入室内一样，从而模拟外部下雨或刮风的声音效果，使室内的人可以实时感知外部天气环境，提升模拟的真实效果，有利于保持良好的心情。天气好时音频播放设备500可以播放内部存储的音乐以愉悦心情。当然，在其他一些实施例中，可以采用不同型号的天气探测部件，此处不作限制。

在一些实施例中，还包括拾音器及音频播放设备500，拾音器设于室外，音频播放设备500设于中空墙体100内，拾音器及音频播放设备500分别与控制单元通讯连接。拾音器可拾取外部的声音信息，当天气变化时，比如下雨或刮风，发出的声音会传至控制单元，经控制单元处理后将声音通过音频播放设备500播放出来，音频穿过前面板110传入室内，在室内听到的声音就像外部环境中的声音直接传入室内一样，从而实时传输外部环境的声音，使室内的人可以实时感知外部天气环境，更有利于保持良好的心情。

优选的，音频播放设备500设于中空墙体100的底板140上。

以上实施例的光照检测部件600、天气探测部件700、拾音器可直接通过电连接线连接至控制单元，也可与控制单元无线通讯连接以方便施工安装，本实用新型不作限制。例如，光照检测部件600可选用Lutron无线阳光感应器，该型号的无线阳光感应器采用ClearConnect无线技术，可将监测到的照度值变化送给无线接收装置，然后在处理器控制单元中汇总。

在一些实施例中，还包括遮光帘(图中未示出)，遮光帘可升降地悬垂至窗体200表面，用于部分遮挡透过窗体200向中空墙体100外发射的光线。

具体的，遮光帘可卷绕于固定轴，固定轴设于窗体200的上边沿，遮光帘可通过电机驱动遮光帘的固定轴旋转实现驱动遮光帘升降以改变悬垂的长度，可预先在电机中设置升降移动参数以根据时间推移改变遮光帘遮挡窗体200的面积，从而改变窗体200的透光量，可模拟实际情况下屋檐对窗户带来的时间光影变化，形成更加真实的光照效果，提高了人体舒适度。

在一些实施例中，窗体200表面设有透明导光板，透明导光板可以使得穿过其表面的光线均匀分布，从而保证到达窗体200表面的光线分布均匀。本实施例中，射灯组件300、灯管组件400与导光板配合可以保证光效均匀。

优选的，中空墙体100为龙骨结构。龙骨结构结构强度好，能够保证中空墙体100使用状态时的稳定性。

在一些实施例中，窗体200可移动地设于前面板110。根据需要改变窗体200的位置，调节光线的明暗，满足多样的使用需求。

优选的，窗体200包括磨砂玻璃窗。磨砂玻璃窗具有散射的功能，灯管组件400发出的光照射到窗体200后更容易均布在窗体200表面，使得窗体200表面的光分布均匀，更有利于与射灯单元310配合形成真实的光影效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种模拟窗墙系统，其特征在于，包括：

中空墙体；

窗体，设于所述中空墙体的前面板；

射灯组件，置于所述中空墙体内且包括多个射灯单元，多个所述射灯单元围绕所述窗体的周向设置且与所述前面板保持间距，多个所述射灯单元的照射方向朝向所述窗体以使各个所述射灯单元发出的光线穿过所述窗体并与水平面形成不同的夹角；

灯管组件，置于所述中空墙体内且沿所述窗体的窗框设置。

2.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，多个所述射灯单元的照射方向皆朝向所述窗体表面的中间区域。

3.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，

还包括光照检测部件及控制单元，所述光照检测部件设于室外用于检测光照数据，所述控制单元分别与光照检测部件、射灯组件及灯管组件通讯连接从而根据所述光照检测部件检测的光照数据调节所述射灯组件及所述灯管组件的照明参数。

4.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，所述中空墙体可移动地设于地面。

5.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，多个所述射灯单元对称安装于所述中空墙体的后面板及两侧的侧板。

6.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，所述灯管组件包括多根灯管，所述灯管固定于所述窗框朝向所述中空墙体内部的一侧表面。

7.根据权利要求3所述的模拟窗墙系统，其特征在于，还包括天气探测部件及音频播放设备，所述天气探测部件设于室外，所述音频播放设备设于所述中空墙体内，所述天气探测部件及所述音频播放设备分别与所述控制单元通讯连接。

8.根据权利要求3所述的模拟窗墙系统，其特征在于，还包括拾音器及音频播放设备，所述拾音器设于室外，所述音频播放设备设于所述中空墙体内，所述拾音器及所述音频播放设备分别与所述控制单元通讯连接。

9.根据权利要求7-8任一所述的模拟窗墙系统，其特征在于，所述音频播放设备设于所述中空墙体的底板上。

10.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，还包括遮光帘，可升降地悬垂至所述窗体表面，用于部分遮挡透过所述窗体向所述中空墙体外发射的光线。

11.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，所述窗体表面设有透明导光板。

12.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，所述窗体可移动地设于所述前面板。

13.根据权利要求1所述的模拟窗墙系统，其特征在于，所述窗体包括磨砂玻璃窗。

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