專利名稱：用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡的制作方法
用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡1技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及太陽光利用領(lǐng)域，尤其是學(xué)校幼兒園的教室或家庭等 室內(nèi)的采光。 {背聚技術(shù)國家關(guān)于中小學(xué)校教室采光標(biāo)準(zhǔn)GB 7793-87中設(shè)定教室玻地比 不應(yīng)低于l: 6，教室課桌面上的釆光系數(shù)最低值不應(yīng)低于1.5%。但 學(xué)校及幼兒園教室和家庭目前的自然釆光效果普遍較弱，自人類開始 在建筑物的室內(nèi)生活及進行各種社會活動的歷史以來，太陽光進入室 內(nèi)都是通過向陽墻面的透光門窗或屋頂面的透明瓦以傾斜的角度從 上往下射入室內(nèi)，從透光門窗射入的太陽光局限在門窗附近，在學(xué)校 幼兒園教室里面向陽墻面附近被陽光照射的課桌面過亮，在下午的西 向入射陽光是從學(xué)生的左前上方射入，對臨南窗的學(xué)生會產(chǎn)生直射強 眩光和桌面上書本面的反射眩光對眼極為不利，有的教室以窗簾遮擋 它，不利的是明顯降低了教室內(nèi)的光照度。在我國許多教室的南墻外 有走廊，有的教室南墻只在高處設(shè)采光小窗，這些教室特別是南墻內(nèi) 側(cè)課桌面上光照嚴(yán)重不足。陽光對人類的健康生存發(fā)展作用是巨大 的，無疑對人類視覺功能的健康發(fā)展更是非常重要的。但到目前為止， 教室對陽光的利用包括更多的建筑物對陽光的利用顯得很被動，很有 限。二十多年來，我國學(xué)生大量患近視眼病。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)在近視
眼致病因素上第一位的是光線，我們要抓主要矛盾。近年來，許多動 物近視眼實驗，為我們探索學(xué)生近視眼防詒方法提供了有益參考。動 物實驗發(fā)現(xiàn)形覺剝奪會造成幼小動物患上近視眼，實驗眼的眼軸長 度屈光度都發(fā)生了近視病理改變。形覺剝奪的實驗方法有:縫合眼瞼; 混濁角膜或晶狀體；更多的是采用半透明薄膜遮蓋(北京醫(yī)科大學(xué)現(xiàn) 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部第一醫(yī)院朱小松等《實驗性近視眼研究》國外醫(yī)學(xué)眼 科學(xué)分冊1993.17.2: 91-94)。形覺剝奪實驗眼在正常光照條件下均產(chǎn) 生近視眼。把形覺剝奪實驗眼放在全黑條件下，發(fā)現(xiàn)這些眼沒有發(fā)生 近視眼(徐廣第《眼科屈光學(xué)》修訂版.北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社 2001丄ISBN7-80121-344-0; 52)。眼科已有的理論認(rèn)為形覺剝奪是指視網(wǎng)膜上得不到清晰的形覺 光線刺激，并解釋我國學(xué)生除極少數(shù)有角膜或晶狀體混濁、眼上瞼下 垂外沒有形覺剝奪現(xiàn)象。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)由于光覺是形覺的基礎(chǔ)，形覺是光覺的綜合反映(閻 洪祿《眼生理學(xué)》北京人民衛(wèi)生出版社2001.ISBN7-117-04549-3; 253.260)。所以，形覺剝奪的實質(zhì)就是光覺的削弱，經(jīng)半透明薄膜遮 蓋后的效果是進入眼內(nèi)的光線強度小了，直射光變?yōu)樯⑸涔?，視網(wǎng)膜 上的視細(xì)膜得不到正常充足的光刺激，視錐細(xì)胞得不到完全的興奮。 由于光刺激不足，眼的供血系統(tǒng)供過于求，因此脈絡(luò)膜只需少量供血 即可，這樣導(dǎo)致視網(wǎng)膜后的脈絡(luò)膜組織蔞縮變薄，而緊貼其上的視網(wǎng) 膜也隨之主動后延，且會造成眼的后極部的鞏膜發(fā)生向后擴張。這樣 眼的前后徑就延長了，擴大了眼球體積(許軍等《實驗性形覺剝奪 性近視研究的進展》國外醫(yī)學(xué)眼科學(xué)分冊2004.2.99-100)。眼球前后徑 的增加使眼球橢圓化，導(dǎo)致角膜屈光度也增加。以上變化提示我們在弱光入眼狀態(tài)下會導(dǎo)致眼前后徑增加。因 此，預(yù)防和治療近視眼就必須排除弱光入眼，就必須提供充足光線。還有一個事實是長期以來大量統(tǒng)計資料都顯示無論城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村 的學(xué)生患近視眼人數(shù)都是女生多于男生。甚至在同一個班也是如此。 觀察發(fā)現(xiàn)在課間休息時多數(shù)的男生喜歡到室外活動，在課后，球場 上活躍的大多數(shù)都是男生。但是，在室外活動的男生并不是經(jīng)常地看 遠(yuǎn)處，他們的視線往往交替在環(huán)境、同學(xué)和球類活動上。與室內(nèi)不同 的是室外的光線，比教室內(nèi)強得多的光線，經(jīng)測定白天室外光照非太 陽直射下也有3千至5千bc(照度單位勒克斯)，太陽光下有1萬至 2萬以上lx。顯然充足的光線給了這些男生的眼睛以良好的剌激。視 錐細(xì)胞只有在充足的光剌激下才會充分興奮，研究得出的結(jié)論是要給學(xué)生適宜充足的光剌激是防治近視眼的 關(guān)鍵和必須。之所以眾多物理治療方法會引起眼睛遠(yuǎn)視功能的短時提 高，都是給眼睛增加了少量的光刺激促使增加了一些血流量的結(jié)果。無疑，光照不足是產(chǎn)生大量學(xué)生近視眼的最重要病因。其表現(xiàn)就 是在少年兒童所處的家庭幼兒園學(xué)校教室環(huán)境光照不足。過去的學(xué) 生課業(yè)負(fù)擔(dān)不重，電視也未出現(xiàn)。每天課后有充裕的時間到室外玩耍， 眼睛接受到充足的自然光線，所以近視眼發(fā)病率不高。遺憾的是我 們研究出這個結(jié)果卻不可能更多地為學(xué)生課業(yè)"減負(fù)"，也不可能讓 少年兒童少看多少電視。動物近視眼實驗證明用形覺剝奪和凹透鏡
兩種方法均會導(dǎo)致動物產(chǎn)生近視眼。即削弱入眼光線和使物象焦點向 視網(wǎng)膜后部延長均造成近視眼?，F(xiàn)在經(jīng)過研究已知用看遠(yuǎn)或給眼充 足光線都能使已患近視的動物的遠(yuǎn)視力得到恢復(fù)。而學(xué)生看遠(yuǎn)的時 間、看遠(yuǎn)的距離，在課業(yè)負(fù)擔(dān)重的情況下是很有限的。盡管再加上避 免用眼太近，仍然不足以克服遠(yuǎn)視力下降的因素。因此，唯一可行的 辦法就是提高用眼環(huán)境的光照度。由于學(xué)生大部分的時間是處在室 內(nèi)，而在白天又主要是在教室內(nèi)。所以，提高教室的光照度對防治學(xué) 生近視眼至關(guān)重要。中國專利申請86205932號太陽房反光鏡照明裝置提出的方案， 其目的是"在現(xiàn)有房屋建筑物的基礎(chǔ)上進行少量投資，使陰面室、地 下室或樓道等陰喑室內(nèi)有足夠的陽光照明，以提高室內(nèi)的亮度、溫度 和干燥程度"。其提出的技術(shù)方案是"將反光鏡照明裝置安裝在房屋 建筑物陰面室、地下室、樓道等窗戶對面適當(dāng)位置上"其特點是"反 光鏡面表面形狀呈平面形，多棱柱面形，或圓柱面形，或拋物面形"。 顯然陰面室即非向陽面的房間，這類房間確實光照不足，但要在這類 陰面房間的"窗戶對面適當(dāng)位置"安裝太陽光反射鏡必須是有陽光的 位置，樓層越高有陽光的位置越遠(yuǎn)，在較遠(yuǎn)的位置安裝太陽光反射鏡 其有效時間短光強度弱因距離長反射光線移動幅度大，且安裝空間易 受限制，中國專利申請00256953。 1號，公開號CN2504565公開的一種 太陽能采光鏡通過安裝在裝置上的鏡面把太陽光線從不同角度反射 于設(shè)定的方向，其特征是跟蹤太陽光線的機電一體化裝置主要由五
部分組成，即鏡面、縱向驅(qū)動系統(tǒng)、橫向驅(qū)動系統(tǒng)、探頭電路驅(qū)動 系統(tǒng)、支撐底座系統(tǒng)。顯然用于教室的太陽光反射鏡不需要如此復(fù)雜 的結(jié)構(gòu)和高成本的投入。 I發(fā)明內(nèi)容l本發(fā)明的目的是為了邦助學(xué)生和少年兒童防治近視眼，設(shè)法增加 學(xué)校教室幼兒園家庭內(nèi)的光照度，也為了使需要增加自然采光的其它 房屋獲得充足光照。本發(fā)明采取一種用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，由反光鏡及 其支撐裝置構(gòu)成，其特點在于太陽光反射鏡設(shè)在幼兒園、學(xué)校的教室 或家庭及普通房屋的向陽墻面透光窗或透光墻的室外部位或室內(nèi)側(cè)， 將鏡面反射的太陽光射入室內(nèi)上半部。太陽光反射鏡的支架定位設(shè)在學(xué)?；蛴變簣@的教室及家庭等室 內(nèi)需要增加照明的房屋的向陽墻面透光窗或透光墻的室內(nèi)倒或室外 朝向太陽的墻上或室外朝向太陽的陽臺、走廊的上部或外側(cè)及室外朝 向太陽的空地上或相鄰的建筑物上。太陽光反射鏡的鏡面由2塊至若千塊平面鏡構(gòu)成。 設(shè)在室內(nèi)側(cè)或室外陽臺、走廊上部的太陽光反射鏡包括支架的基 底面離該室地面的高度在2米以上。兩塊相鄰的平面鏡鏡面東西方向上的夾角在140度至170度之間。太陽光反射鏡中的平面鏡可由反面貼膠玻璃鏡或打不碎玻璃鏡 及金屬基質(zhì)鏡制成。
在太陽光反射鏡的支架上設(shè)有鏡片托架傾斜角度調(diào)節(jié)及定位的 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采取在每塊鏡片小托架及整個太陽光反射鏡全部鏡片整 體大托架的下部重心設(shè)有縱橫兩個方向的轉(zhuǎn)軸及鰾桿定位結(jié)構(gòu)。在太陽光反射鏡的支架上設(shè)有的鏡片小托架傾斜角度調(diào)節(jié)及 定位的結(jié)構(gòu)為分別調(diào)節(jié)每塊鏡片的反光角度。在太陽光反射鏡的支架上設(shè)有的鏡片大托架傾斜角度調(diào)節(jié)及定 位的結(jié)構(gòu)為調(diào)節(jié)整個太陽光反射鏡全部鏡片的反光角度。本發(fā)明的有益效果是改變了以往人類在室內(nèi)被動地有限獲得太陽光照明的模式，把陽光引入教室上部可明顯提高教室內(nèi)光照度。試驗證明效果良好，且避免了入眼眩光，實現(xiàn)了以較少的投入增加教室光照的目的。學(xué)生白天主要處在教室內(nèi)，白天也是人眼接受充足光線的主要時段?，F(xiàn)在多數(shù)的幼兒園和學(xué)校的教室及家庭的室內(nèi)白天光照 強度距學(xué)生少年兒童視覺健康要求相差較大。學(xué)生少年兒童在課業(yè)負(fù)擔(dān)重和看電視多的情況下，到室外活動的時間少。因此，必須提高室 內(nèi)光照度，特別是白天學(xué)生少年兒童所處環(huán)境的室內(nèi)光照度。充分利 用太陽光應(yīng)是最佳選擇。節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保、實用，效果好。我國幼 兒園和學(xué)校的教室及家庭的絕大多數(shù)都有向陽的南墻面，可行性好。 提高室內(nèi)的光照度將有利于防治學(xué)生近視眼。對師生的身心健康都是 非常有益的。


1附圖1是設(shè)在教室南墻窗外和地面上的太陽光反射鏡裝置示意圖。
附圖2是設(shè)在教室南墻窗外陽臺、走廊外側(cè)和地面上的太陽光反 射鏡裝置示意圖。具體實施方案l在房屋特別是大中小學(xué)校和幼兒園的教室及家庭的向陽墻面的 透光墻或透光窗的室外部位或室內(nèi)側(cè)設(shè)置可將鏡面反射的太陽光射 入室內(nèi)上半部的太陽光反射鏡1。為了便利引入太陽光對房屋南墻透 光窗太小的應(yīng)作改進，擴大透光面。在不影響教學(xué)樓承重安全的前提 下，應(yīng)盡可能增加教室采光面，設(shè)大面積玻璃窗或玻璃墻。為了使太 陽光反射鏡的反射光能到達(dá)教室上半部，南窗上部應(yīng)盡可能接近天花 板。太陽光反射鏡l的鏡面是南高北低。太陽光反射鏡1由反光鏡面及其支架2構(gòu)成。太陽光反射鏡1的支 架2定位設(shè)在學(xué)校或幼兒園的教室及家庭等室內(nèi)需要增加照明的房 屋的向陽墻面透光窗或透光墻的室外朝向太陽的墻上(見附圖1)，或 室外朝向太陽的陽臺、走廊的上部或外側(cè)(見附圖2)，一樓可設(shè)在南 墻外對應(yīng)窗戶朝向太陽的空地上(見附圖1、 2),或相鄰的建筑物上或 室內(nèi)側(cè)。太陽光反射鏡1的鏡面是由2塊若干塊平面鏡排列構(gòu)成?？扇? 或4或6或8塊及更多塊(依透光墻或窗的面積大小，可安裝的距離、 空間，教室內(nèi)對增加光照J(rèn)t的需求及經(jīng)濟條件來選擇)。設(shè)在室內(nèi)側(cè)或室外陽臺、走廊上部的太陽光反射鏡1包括支架2的基底面離該室地面的高度在2米以上。兩塊相鄰的平面鏡鏡面東西方向上的夾角在140度至170度之間。太陽光反射鏡1中的平面鏡可由反面貼膠玻璃鏡或打不碎玻璃 鏡及金屬基質(zhì)鏡制成。在太陽光反射鏡l的支架2上設(shè)有鏡片托架傾斜角度調(diào)節(jié)及定位 的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采取在每塊鏡片小托架及整個太陽光反射鏡1全部鏡 片整體大托架的下部重心設(shè)有縱橫兩個方向的轉(zhuǎn)軸及蠊桿定位結(jié)構(gòu)。 在太陽光反射鏡l的支架2上設(shè)有的鏡片小托架傾斜角度調(diào)節(jié) 及定位的結(jié)構(gòu)為分別調(diào)節(jié)每塊鏡片的反光角度。在太陽光反射鏡l的支架2上設(shè)有的鏡片大托架傾斜角度調(diào)節(jié) 及定位的結(jié)構(gòu)為調(diào)節(jié)整個太陽光反射鏡1全部鏡片的反光角度。因為樓層和地理位置及季節(jié)的不同，還有安裝位置的區(qū)別，太陽 光反射鏡1的俯仰角和左右傾角應(yīng)在安裝后實地調(diào)節(jié)才能獲得最佳 效果?？v橫兩個方向的轉(zhuǎn)軸是指鏡面托架既可東西方向也可南北方向 繞軸轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)畫定，這必須在使用現(xiàn)場用1至2天時間根據(jù)太陽光的 實際反射效果來調(diào)整。要注意的是教室用的太陽光反射鏡1裝置應(yīng)適應(yīng)開學(xué)期時段的 太陽光，而不考慮寒署假時段的太陽光。太陽光反射鏡1中的每塊平面鏡為長方形或在大塊矩形鏡面上 裁出的放射狀分片形，放射狀類似扇骨架形，前者需較大的透光窗或透光墻面積，但結(jié)構(gòu)簡單；后者加工及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可適應(yīng)那些不便 或不能擴大窗戶的情況。在太陽光反射鏡1中各鏡片之間無須連接。 單塊鏡片的長方向為南北方向。所排列的平面鏡的長邊相鄰，兩塊長 邊相鄰的平面鏡鏡面東西方向上的夾角在140度至170度之間，具體 由現(xiàn)場調(diào)節(jié)確定。由于地球自轉(zhuǎn)，太陽在人類面前每天東升西落。陽光經(jīng)太陽光反 射鏡1反射后也會在室內(nèi)天花板區(qū)域形成自西向東成一弧線形移動 過程。在4月份的北京， 一平面鏡反射的太陽光在室內(nèi)天花板上自西 向東移動的時間約4小時。如果只在為學(xué)校教室設(shè)置的太陽光反射鏡 1中安裝一塊大平面鏡，那么它的有效使用時段在一定的反射角度狀 態(tài)下為上午10點至下午14點，而學(xué)生一般在中午ll: 30至14: 0 0之間要放學(xué)，在中午這段時間是不需要增加教室光照的。因此設(shè)置一 塊平面鏡是不妥當(dāng)?shù)?。依不同情況選擇。相鄰兩平面鏡的夾角也要在 安裝后調(diào)節(jié)確定。太陽光反射鏡1中部的平面鏡片的寬方向延長線與 水平線相交。即在反射鏡中部相鄰的兩片平面鏡之間的夾角不是180 度。為了讓學(xué)生獲得更理想的光照時段，要避免前述中午產(chǎn)生無用的 太陽反射光，讓學(xué)生在上下午上課時段內(nèi)獲得有效時間更長，光照效 果更好的太陽反射光。當(dāng)透光窗或透光墻足夠大能滿足反射太陽光的 需要時，最佳方案是設(shè)兩塊平面鏡， 一塊反射的陽光供上午另一塊供 下午使用。根據(jù)太陽輻射角度的變化一般一個月調(diào)節(jié)1 2次。這就需 要專人負(fù)責(zé)。當(dāng)然，設(shè)置4塊以上的平面鏡，只要角度調(diào)節(jié)得當(dāng)也行。 陽光經(jīng)太陽光反射鏡1反射到教室天花板區(qū)域后，由于天花板 的散射使光線向整個教室散射，使教室內(nèi)的光照強度明顯提高。在教 室內(nèi)為避免太陽直射或反射眩光，在必要時在窗內(nèi)或窗外安裝(不影 響太陽光反射鏡1反射陽光到教室天花板)淺色遮陽裝置。這樣在既
不影響反射光進入教室，又不使學(xué)生遭受眩光入眼的雙重要求下選擇 適當(dāng)?shù)恼陉柗桨?。不?yīng)顧此失彼。
設(shè)在室內(nèi)側(cè)的太陽光反射鏡1是考慮避免陽光從透光窗或透光 墻的上部射入教室內(nèi)的課桌面上。在室外陽臺、走廊上部設(shè)置的太陽 光反射鏡1是既要考慮前述因素，又要考慮安全因素，所以要設(shè)在距該室地面2米以上。
設(shè)在家庭或普通房屋的太陽光反射鏡1可參照上述方案并結(jié)合 使用要求因地制宜的設(shè)置即可。
對處在教學(xué)樓北面的教室，增加光照的要求更高。建議把南北相 對的教室的南北墻(必須是非承重墻)的上半部都改造成大窗或透光 墻，依靠設(shè)在南墻外的太陽光反射鏡1將陽光反射到北面教室的上 部，必要時北面教室的天花板上可設(shè)置迎光漫散射裝置。只不過采用 此方案的效果比南面教室要差些，因為經(jīng)反射后的光線距離和輻射面 增加了，北面教室的受光時段要短些，但比沒有要強多了。
對于本方案所述該領(lǐng)域的技術(shù)人員是不難實施的。
權(quán)利要求
1.一種用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，由反光鏡及其支撐裝置構(gòu)成，其特征是太陽光反射鏡(1)設(shè)在幼兒園、學(xué)校的教室或家庭及普通房屋的向陽墻面透光窗或透光墻的室外部位或室內(nèi)側(cè)，將鏡面反射的太陽光射入室內(nèi)上半部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡， 其特征是太陽光反射鏡(l)的支架(2)定位設(shè)在學(xué)?；蛴變簣@的教 室及家庭等室內(nèi)需要增加照明的房屋的向陽墻面透光窗或透光墻的 室內(nèi)側(cè)或室外朝向太陽的墻上或室外朝向太陽的陽臺、走廊的上部或 外側(cè)及室外朝向太陽的空地上或相鄰的建筑物上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡， 其特征是太陽光反射鏡(1)的鏡面由2塊至若干塊平面鏡構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，其特征是設(shè)在室內(nèi)側(cè)或室外陽臺、走廊上部的太陽光反射鏡(l)包括支架(2)的基底面離該室地面的高度在2米以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，其 特征是兩塊相鄰的平面鏡鏡面東西方向上的夾角在140度至170度 之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，其 特征是太陽光反射鏡(l)中的平面鏡可由反面貼膠玻璃鏡或打不碎玻璃鏡及金屬基質(zhì)鏡制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，其 特征是在太陽光反射鏡(l)的支架(2)上設(shè)有鏡片托架傾斜角度調(diào) 節(jié)及定位的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采取在每塊鏡片小托架及整個太陽光反射鏡 (1 )全部鏡片整體大托架的下部重心設(shè)有縱橫兩個方向的轉(zhuǎn)軸及螺 桿定位結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，其特征是在太陽光反射鏡(l)的支架(2)上設(shè)有的鏡片小托架傾斜角度調(diào)節(jié)及定位的結(jié)構(gòu)為分別調(diào)節(jié)每塊鏡片的反光角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡， 其特征是在太陽光反射鏡(l)的支架(2)上設(shè)有的鏡片大托架傾斜 角度調(diào)節(jié)及定位的結(jié)構(gòu)為調(diào)節(jié)整個太陽光反射鏡(l)全部鏡片的反 光角度。
全文摘要
一種用于增加室內(nèi)照明的太陽光反射鏡，涉及太陽光利用領(lǐng)域。學(xué)校及幼兒園教室和家庭目前的自然采光效果普遍較弱，這不利于學(xué)生少年兒童的視覺發(fā)育和防治學(xué)生近視眼。本方案將太陽光反射鏡設(shè)在幼兒園、學(xué)校的教室或家庭及普通房屋的向陽墻面透光窗或透光墻的室外部位或室內(nèi)側(cè)，將鏡面反射的太陽光射入室內(nèi)上半部以提高室內(nèi)光照度。
文檔編號G02B5/08GK101158728SQ20061015975
公開日2008年4月9日 申請日期2006年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月7日
發(fā)明者憲 陳 申請人:憲 陳