[实用新型]一种全阴天光照模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全阴天光照模拟装置，其用于城市规划、建筑设计、灯光设计、环境研究等领域，对全阴天光照条件及效果进行模拟。

背景技术

充分利用自然光对于节约能源、保护人眼视力、真实再现事物色彩、创造良好的视觉空间等都具有重要意义。室外自然光由太阳直射光和天空散射光组成。太阳直射光随太阳位置移动而变化，极易受到云层影响，很不稳定，且直射光在照射时会产生阴影和眩光，不利于人眼视觉工作。天空散射光，几乎与太阳位置无关，不会产生阴影且柔和稳定，是适于人眼视觉作业的光。全阴天天空条件下，室外光全部为散射光，且天空亮度呈现相当稳定的分布规律。故此，世界多数国家都以全阴天室外扩散光作为采光设计和计算的依据，并在此基础上制定采光标准。公知的光照模拟装置如1998年1月28日公告的中国专利CN2273110Y即公开一种阳光模拟装置，其主要由发光体和光源调制部分构成，发光体包括一个内径面为抛物面形状的反射罩体和设置在其内的由白炽灯、色光灯、紫外灯组成的光源体，光源调制部分则主要设置有宽占空比方波信号发生、调制电路及电子开关电路。该种光照模拟装置对于植物的生长发育具有促进作用，对光照的条件要求也不高。目前，为了进行采光的教学和研究，在城市规划、建筑设计、室内外视觉设计、环境艺术设计以及实际工程中，普遍使用了一种称为“天空半球”的模拟装置，以模拟室外稳定的扩散光环境。这种模拟装置为半球体，为砖块砌制或水泥浇制，半球底圆内周边设有光源槽道，其中等距离设置白炽灯。该种模拟装置的白炽灯为点光源，其会在半球底线附近内表面形成亮斑，导致底线附近内表面亮度分布不均，并高于半球顶部亮度，这与真实全阴天天空亮度分布是大相径庭的；当对建筑模型开窗采光进行分析时，会出现低侧窗采光效果比高侧窗或天窗采光效果好的现象，这与实际情况明显不符。因此该种模拟装置由于不能真实呈现全阴天室外光环境，使教学效果大大降低，不能用于科学研究和分析。有些单位为了改变这种缺陷，在半球顶部挂一盏白炽灯，以增加其亮度，但这无助于改善“天空半球”的亮度分布及照明效果；其次，白炽灯光色往往红光偏多，与室外自然光色温相距甚远，不能呈现自然光的光色。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种真实模拟阴天光照效果的全阴天光照模拟装置。

本实用新型解决前述技术问题所采用的技术方案是这样的：一种全阴天光照模拟装置，包括一半球形壳体及设于壳体周沿下方的沿圆周方向延伸的容置槽，所述容置槽内均匀设置若干光源，所述容置槽顶部设有散射板用于对各光源发出的光线进行散射，所述壳体内侧表布涂布有漫反射材料。

上述全阴天光照模拟装置，所述光源是节能灯。

上述全阴天光照模拟装置，所述容置槽的内侧壁上涂布有反光材料。

上述全阴天光照模拟装置，所述散射板是磨砂玻璃。

本实用新型通过采用前术技术方案所取得的有益效果：它能真实模拟全阴天的光照效果，有助于更准确地分析建筑物或构筑物布局、周围现存物遮挡、门窗开口大小等对自然光采集和利用以及光场分布的影响，使建筑的自然光环境设计和分析更为直观、准确、方便，从而使建筑(或室内)设计与采光设计能有机结合，对于充分利用自然光，少用人工照明，以节约能源和保护环境有重要意义。

附图说明

图1是实施例的剖示图；

图2是图1中I部分的放大图；

具体实施方式

参考图1、图2，实施例公开一种可以真实模拟全阴天光照效果的全阴天光照模拟装置。其包括一半球形壳体1、容置槽2、支架3、底座4、节能灯5及磨砂玻璃板6，所述半球形壳体1可以由木板拼接制得，也可以由薄铁皮、塑料板等拼接制得，所述壳体1内侧表面涂布有漫反射材料。所述支架3沿半球形壳体1下周沿间隔设置或一体设置，容置槽2设于支架3的上方，所述容置槽2为一圆环状结构且其上部径向内侧设有凹槽，所述容置槽2上部径向外侧设有用于支撑壳体1底部的圆周侧沿，凹槽底部设有反光面21，所述反光面21上表面涂布有反光材料，根据壳体1直径的大小确定多个节能灯5(如可以是20个)沿容置槽2的圆周方向均匀设于反光面21的上方，所述各节能灯5上方设有磨砂玻璃片6用于对各节能灯5所发出的光线进行散射，所述光照模拟装置的内部中央设有一底座4用于放置被研究对象如建筑物模型。

上述实施例中，所述半球型壳体是采用木板构造制成的一个半球形壳体，它与容置槽和支架是可拆卸连接的，其有利于搬运和拆卸组装。壳体内表面涂布的漫反射材料其反射系数在壳体内表面从壳体顶部到壳体周沿底部按一定规律递减分布，确保壳体内表面亮度分布符合全阴天真实天空的亮度分布，即(为壳体内表面某点亮度，该点与球心连线与壳体底面夹角为；L_z为壳体顶部亮度)。由于节能灯发光效率比白炽灯高得多，使用节能灯既节约能源，又解决壳体内部温度过高问题。在节能灯下面用反光材料，可进一部提高其向壳体内发射的光通量。设于容置槽上面的散射板用于在壳体底部形成均匀扩散的发光带，以保证壳体内表面受该发光带的直射度处处相等，同时保证壳体内表面因自身的漫反射照度处处相等，从而配合内表面材料反光系数分布，实现壳体内表面亮度分布符合全阴天真实天空的亮度分布规律。整个半球形壳体被支撑在几根立柱上，立柱高度主要考虑人员进出、分析模型搬运方便。