[發明專利]一種作用于屋頂區域的天空環境自然光模擬生成的氣凝膠裝置

在審

• 申請號: 202110397273.4
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112963803A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 張軍
• 申請（專利權）人: 吉林省遠大光學檢測技術有限公司
• 主分類號: F21V9/02
• 分類號: F21V9/02
• 代理公司: 北京市浩東律師事務所 11499
• 代理人: 李雁

本發明屬于照明技術領域，且公開了一種作用于屋頂區域的天空環境自然光模擬生成的氣凝膠裝置，包括白光光源，所述白光光源的底部放置有氣凝膠層，所述氣凝膠層外圍的頂部涂抹有鍍層一，且氣凝膠層外圍的兩側及底部均涂抹有鍍層二，所述氣凝膠層的兩側均放置有藍光光源。本發明通過設置有白光光源、鍍層一與鍍層二等達到仿真效果好與處理效果好的目的，在氣凝膠層的表面設置有相應的二氧化硅鍍層，同時氣凝膠層的內部含有非常多的納米級散射粒子，白光光源與藍光光源的光源穿過鍍層一、鍍層二進入到氣凝膠層的內部，隨后光源與納米級散射粒子接觸反射與折射，最終又從氣凝膠層的內部發射到下方。

技術領域

本發明屬于照明技術領域，具體是一種作用于屋頂區域的天空環境自然光模擬生成的氣凝膠裝置。

背景技術

眾所周知光線昏暗會使人沮喪，明亮的自然光線更容易使人愉悅，使人在工作的時候不易產生疲憊感，所以現在很多企業給員工提供能夠享受自然光的工作環境，減少員工的負面情緒，使員工更加專注和快樂的工作，以此提高員工的工作效率，自然光還可以調節人的內心情緒，例如用光療法治療各種焦慮癥等，因此，市場中出現了一種作用于屋頂區域的天空環境自然光模擬生成的氣凝膠裝置，最大程度上模擬自然光環境，以此來調節工作人員的心情。

現在的建筑中經常會出現類似于地下室、洗浴中心等這類沒有窗戶的室內空間，這種建筑在采光上嚴重不足，在這種環境長期生活或者工作的人往往看不見自然光，使其健康受到影響，市面上就出現了相應的仿太陽光裝置，最大程度上解決該問題，但現有的裝置在具體的利用光照模擬的過程中往往會出現非常多的問題，例如常見的提供光源不真實、整體光源模擬效果差、仿真模擬設備成本高、使用壽命短等情況。

針對上述問題，本專利提出了一種能夠用于生成天空環境光的氣凝膠板，此氣凝膠板在所述的光源照明下，能夠模擬出直射日光及以瑞利散射成分為主的藍色天空光，使所述的照明光源能夠模擬真實的自然光照明的效果，具體的，所述的氣凝膠板是固態透明體，內部為對于藍光波長的尺度參數x1 空氣分子，因此在所述的光源照明下可以形成較為理想的瑞利散射(Rayleigh scattering)；于是在氣凝膠的外表面鍍上SIO₂鍍層，日光光源發出的光線射向氣凝膠板，當光線射入氣凝膠板時，此光線的青、藍、紫三色光在氣凝膠板內部發生色散，即產生瑞利散射現象，此過程使氣凝膠板呈現蔚藍色天空背景；日光光源的入射光穿過氣凝膠板后失去了光譜中大部分的藍色區域波段光，剩余的黃、紅波段的入射光射入空氣時將呈現具有太陽光相同色溫的黃色光，在視覺上呈現與太陽光光照的效果，最終實現仿太陽光照的效果。

發明內容

本發明的目的是針對以上問題，本發明提供了一種作用于屋頂區域的天空環境自然光模擬生成的氣凝膠裝置，具有仿真效果好、成本低與質量輕盈安裝簡單的優點。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種作用于屋頂區域的天空環境自然光模擬生成的氣凝膠裝置，包括白光光源，所述白光光源的底部放置有氣凝膠層，所述氣凝膠層外圍的頂部涂抹有鍍層一，且氣凝膠層外圍的兩側及底部均涂抹有鍍層二，所述氣凝膠層的兩側均放置有藍光光源，所述氣凝膠層的內部填充有納米級散射粒子；

圖1中，白光光源發出的白光照射到氣凝膠板上，穿過氣凝膠板的鍍層，進入氣凝膠層；氣凝膠層內部物質為1-50nm之間納米級散射粒子，當光照射到納米級散射粒子時，形成瑞利散射，根據瑞利散射公式計算散射光強度W：

I(λ)＝I₀(λ)exp|-τ(λ)Δm|

I₀(λ)為白光A的光譜強度；

τ(λ)為垂直方向氣凝膠層的厚度；

m為氣凝膠層內部物質的質量；

α為分子的極化率；

λ為入射光的波長；