專利名稱：增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法
專利說(shuō)明增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園 家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法 本發(fā)明涉及房屋太陽(yáng)光利用領(lǐng)域，尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)的采光。國(guó)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1∶6，教室課桌面上的采光系數(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采光效果普遍較弱，自人類有學(xué)校教室的歷史以來(lái)，太陽(yáng)光進(jìn)入教室都是通過(guò)向陽(yáng)墻面的透光門窗透明瓦直射進(jìn)入，受照射的室內(nèi)面積是受門窗透明瓦透光面積約束的，且射入的太陽(yáng)光局限在門窗附近，在室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生太陽(yáng)光下過(guò)亮其余部位較暗的現(xiàn)象。在教室里面被陽(yáng)光照射的課桌面過(guò)亮，在下午的入射陽(yáng)光是從學(xué)生的左前上方射入，對(duì)臨南窗的學(xué)生會(huì)產(chǎn)生直射強(qiáng)眩光和桌面上書(shū)本面的反射眩光對(duì)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(guó)許多教室的南墻外有走廊，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)課桌上光照嚴(yán)重不足。陽(yáng)光對(duì)人類的健康生存發(fā)展作用是巨大的，無(wú)疑對(duì)人類視覺(jué)功能的健康更是非常重要的。但到目前為止，教室對(duì)陽(yáng)光的利用包括更多的建筑物對(duì)陽(yáng)光的利用顯得很被動(dòng)，很有限。
二十多年來(lái)，我國(guó)學(xué)生大量患近視眼病。研究發(fā)現(xiàn)在致病因素上第一位的是光線，我們要抓主要矛盾。近年來(lái)，許多動(dòng)物近視眼實(shí)驗(yàn)，為我們探索學(xué)生近視眼防詒方法提供了有益參考。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)形覺(jué)剝奪會(huì)造成幼小動(dòng)物患上近視眼，實(shí)驗(yàn)眼的眼軸長(zhǎng)屈光度都發(fā)生了近視病理改變。形覺(jué)剝奪的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)性近視眼研究《國(guó)外醫(yī)學(xué)眼科學(xué)分冊(cè)》1993.17.291-94)。形覺(jué)剝奪實(shí)驗(yàn)眼在正常光照條件下均產(chǎn)生近視眼。把形覺(jué)剝奪實(shí)驗(yàn)眼放在全黑條件下，發(fā)現(xiàn)這些眼沒(méi)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2001.1.ISBN7-80121-344-0；52)。
現(xiàn)有的理論認(rèn)為形覺(jué)剝奪是指視網(wǎng)膜上得不到清晰的形覺(jué)光線刺激，并解釋我國(guó)學(xué)生除極少數(shù)有角膜或晶狀體混濁、眼上瞼下垂外沒(méi)有形覺(jué)剝奪現(xiàn)象。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)由于光覺(jué)是形覺(jué)的基礎(chǔ)，形覺(jué)是光覺(jué)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(jué)剝奪的實(shí)質(zhì)就是光覺(jué)的削弱，經(jīng)半透明薄膜遮蓋后的效果是進(jìn)入眼內(nèi)的光線強(qiáng)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(guò)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)膜組織萎縮變薄，而緊貼其上的視網(wǎng)膜也隨之后延，眼的前后徑就延長(zhǎng)了，脈絡(luò)膜后的鞏膜也相應(yīng)的主動(dòng)后延，擴(kuò)大了眼球體積(許軍等 實(shí)驗(yàn)性形覺(jué)剝奪性近視研究的進(jìn)展《國(guó)外醫(yī)學(xué)眼科學(xué)分冊(cè)》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?cè)谌豕馊胙蹱顟B(tài)下會(huì)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。
還有一個(gè)事實(shí)是長(zhǎng)期以來(lái)大量統(tǒng)計(jì)資料都顯示無(wú)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(gè)班也是如此。觀察發(fā)現(xiàn)在課間休息時(shí)多數(shù)的男生喜歡到室外活動(dòng)，在課后，球場(chǎng)上活躍的大多數(shù)都是男生。在室外活動(dòng)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(dòng)上。與室內(nèi)不同的是室外的光線，比教室內(nèi)強(qiáng)得多的光線，經(jīng)測(cè)定白天室外光照非太陽(yáng)直射下也有3千至5千lx(照度單位勒克斯)，太陽(yáng)光下有1萬(wàn)至2萬(wàn)以上lx。顯然充足的光線給了這些男生的眼睛以良好的刺激。視錐細(xì)胞只有在充足的光刺激下才會(huì)充分興奮，我們得出的結(jié)論是要給學(xué)生適宜充足的光刺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(huì)引起眼睛遠(yuǎn)視功能的短時(shí)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(wú)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(guò)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(shí)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(gè)結(jié)果卻不可能更多地為學(xué)生“減負(fù)”，不可能讓少年兒童少看多少電視。唯一可行的辦法就是提高室內(nèi)光照度。
目前，由浙江五金礦產(chǎn)進(jìn)出口有限公司代理銷售的日本產(chǎn)太陽(yáng)光導(dǎo)入器產(chǎn)品可將太陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，使用了聚光器、光導(dǎo)纖維等部件，據(jù)了解每一束光可照亮室內(nèi)七、八平方米，但價(jià)格在五萬(wàn)元(人民幣)左右。顯然，目前的經(jīng)濟(jì)水平在學(xué)校幼兒園及大多數(shù)家庭無(wú)力使用這類產(chǎn)品。
中國(guó)專利申請(qǐng)86205932號(hào)太陽(yáng)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(jìn)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(yáng)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(duì)面適當(dāng)位置上”其特點(diǎn)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(yáng)面的房間，這類房間確實(shí)光照不足，但要在這類房間的“窗戶對(duì)面適當(dāng)位置”安裝太陽(yáng)光反射鏡必須是有陽(yáng)光的位置，樓層越高有陽(yáng)光的位置越遠(yuǎn)，在較遠(yuǎn)的位置安裝太陽(yáng)光反射鏡其有效時(shí)間短光強(qiáng)度弱，且安裝空間易受限制，因此，該方案只適合樓層少的房屋陰面室。本發(fā)明的目的是增加房屋內(nèi)的自然采光照明強(qiáng)度，特別是在目前學(xué)生還不能太多地減少課業(yè)負(fù)擔(dān)，減少看電視時(shí)間，還沒(méi)有更多的時(shí)間到室外接受太陽(yáng)光的情況下。為了邦助少年兒童防治近視眼我們可以設(shè)法增加學(xué)校教室幼兒園家庭內(nèi)的光照，邦助少年兒童多接受太陽(yáng)光的充足光照，促進(jìn)她們眼睛及身心健康成長(zhǎng)。
本發(fā)明采取一種增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特點(diǎn)是在房屋向陽(yáng)墻面的透光窗或透光墻外設(shè)置可將鏡面反射光射入室內(nèi)上半部的太陽(yáng)光反射鏡裝置。
太陽(yáng)光反射鏡裝置由鏡面及其支架構(gòu)成。
反射鏡裝置中的支架下部定位設(shè)在南墻上或陽(yáng)臺(tái)、走廊的外側(cè)及南墻外的空地上。
反射鏡鏡面由若干片平面鏡排列構(gòu)成。
平面鏡由2片至8片小鏡片排列成反射鏡鏡面。
平面鏡的南北方向上長(zhǎng)邊相鄰，兩塊長(zhǎng)邊相鄰的平面鏡鏡面夾角在140度至170度之間。
反射鏡中的平面鏡可由貼膠玻璃鏡或打不碎玻璃鏡或塑料基質(zhì)鏡及金屬基質(zhì)鏡制成。
本發(fā)明的有益效果是改變了以往人類在室內(nèi)被動(dòng)地有限獲得太陽(yáng)光照明的模式，把陽(yáng)光引入教室上部可明顯提高教室內(nèi)光照度和均勻度。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(shí)段，事實(shí)證明現(xiàn)在多數(shù)的學(xué)校教室幼兒園家庭的室內(nèi)光照強(qiáng)度距少年兒童視覺(jué)健康要求相差較大，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(dòng)的時(shí)間少。因此，必須提高室內(nèi)光照度，特別是白天少年兒童所處環(huán)境的室內(nèi)光照度。利用太陽(yáng)光應(yīng)是最佳選擇。節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、實(shí)用，效果好。我國(guó)學(xué)校教室幼兒園家庭的絕大多數(shù)都有向陽(yáng)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(duì)師生的身心健康都是非常有益的。附
圖1是設(shè)在教室南墻窗外和地面上的太陽(yáng)光反射鏡裝置示意圖。
附圖2是設(shè)在教室南墻窗外走廊外側(cè)和地面上的太陽(yáng)光反射鏡裝置示意圖。在房屋特別是大中小學(xué)校教室、幼兒園、家庭的向陽(yáng)墻面的透光墻或透光窗外設(shè)置可將鏡面反射光射入室內(nèi)上半部的太陽(yáng)光反射鏡1裝置。為了便利引入太陽(yáng)光對(duì)房屋南墻透光窗太小的應(yīng)作改進(jìn)，擴(kuò)大采光面。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(yáng)光反射鏡的反射光能到達(dá)教室上部，南窗上部應(yīng)盡可能接近天花板。太陽(yáng)光反射鏡的姿勢(shì)是南高北低，鏡面最低處應(yīng)距所照樓層的教室地面高1.5米以上。
太陽(yáng)光反射鏡1裝置由鏡面及其支架2構(gòu)成。支架2下部定位設(shè)在南墻上樓層窗戶外周邊的墻上(見(jiàn)附圖1)，或?qū)?yīng)窗戶的陽(yáng)臺(tái)、走廊的外側(cè)(見(jiàn)附圖2)，一樓可設(shè)在南墻外對(duì)應(yīng)窗戶的空地上(見(jiàn)附圖1、2)。因?yàn)闃菍雍偷乩砦恢眉凹竟?jié)的不同，還有安裝位置的區(qū)別，反射鏡1的俯仰角和左右傾角應(yīng)在安裝后實(shí)地調(diào)節(jié)才能獲得最佳效果。所以，反射鏡1的鏡面托架應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)定位裝置，這是指鏡面托架既可東西方向也可南北方向調(diào)節(jié)，這必須在使用現(xiàn)場(chǎng)用1至2天時(shí)間根據(jù)太陽(yáng)光的實(shí)際反射效果來(lái)調(diào)整。
為了降低成本和自重，在同一城市同樣房屋朝向及同樣的樓層高、窗高的情況下，可以在安裝后并調(diào)節(jié)好的支架2上獲取數(shù)據(jù)，制作出不需調(diào)節(jié)或只需適應(yīng)季節(jié)變化進(jìn)行簡(jiǎn)單微調(diào)的低成本支架2。因?yàn)榉瓷溏R1鏡面是由若干片平面鏡排列構(gòu)成?？扇?片至8片小平面鏡排列成反射鏡1鏡面。(依透光墻或窗的面積大小，可安裝的距離、空間，室內(nèi)對(duì)增加光照度的需求及經(jīng)濟(jì)條件來(lái)選擇)。要注意的是教室用的太陽(yáng)光反射鏡1裝置應(yīng)適應(yīng)學(xué)期時(shí)段的太陽(yáng)光，而不考慮寒署假時(shí)段的太陽(yáng)光。而少年兒童家庭使用的太陽(yáng)光反射鏡1裝置則正好相反，以適應(yīng)寒署假時(shí)段的太陽(yáng)光為選擇。
反射鏡1中的每片平面鏡為長(zhǎng)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(jiǎn)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(kuò)大窗戶的情況。在反射鏡1中各鏡片之間無(wú)須連接。平面鏡的長(zhǎng)方向?yàn)槟媳狈较?，所排列的平面鏡的長(zhǎng)邊相鄰，兩塊長(zhǎng)邊相鄰的平面鏡鏡面夾角在140度至170度之間。
由于地球自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)在人類面前每天東升西落。太陽(yáng)光經(jīng)反射鏡1反射后也會(huì)在室內(nèi)天花板區(qū)域形成自西向東成一弧線形移動(dòng)過(guò)程。在4月份的北京，一平面鏡反射的太陽(yáng)光在室內(nèi)天花板上自西向東移動(dòng)的時(shí)間約4小時(shí)。如果只在為學(xué)校教室設(shè)置的太陽(yáng)光反射鏡1裝置中安裝一塊大平面鏡，那么它的有效使用時(shí)段為上午10點(diǎn)至下午14點(diǎn)，而學(xué)生一般在中午11:30至13:30之間要放學(xué)，在中午這段時(shí)間是不需要增加教室光照的。因此設(shè)置一片平面鏡是不妥當(dāng)?shù)摹榱俗寣W(xué)生獲得更理想的光照時(shí)段，在太陽(yáng)光反射鏡1上就應(yīng)設(shè)置若干片平面鏡，可以是2至8片，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。反射鏡1中部的平面鏡片的寬方向延長(zhǎng)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，要避免前述中午產(chǎn)生無(wú)用的太陽(yáng)反射光，讓學(xué)生在上下午上課時(shí)段內(nèi)獲得有效時(shí)間更長(zhǎng)光照效果更好的太陽(yáng)反射光。反射鏡1中的平面鏡由貼膠玻璃鏡或打不碎玻璃鏡或塑料、金屬基質(zhì)鏡制成。
太陽(yáng)光經(jīng)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(gè)教室散射，使教室內(nèi)的光照強(qiáng)度均勻度更好。在教室內(nèi)為避免太陽(yáng)直射或反射眩光，可在必要時(shí)安裝一定高度的淺色窗簾。在既不影響反射光進(jìn)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?yáng)方案。不應(yīng)顧此失彼。
權(quán)利要求
1.一種增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是在房屋向陽(yáng)墻面的透光窗或透光墻外設(shè)置可將鏡面反射光射入室內(nèi)上半部的太陽(yáng)光反射鏡(1)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是太陽(yáng)光反射鏡(1)裝置由鏡面及其支架(2)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是反射鏡(1)裝置中的支架(2)下部定位設(shè)在南墻上或陽(yáng)臺(tái)、走廊的外側(cè)及南墻外的空地上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是反射鏡(1)鏡面由若干片平面鏡排列構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是平面鏡由2片至8片小鏡片排列成反射鏡(1)鏡面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是平面鏡的南北方向上長(zhǎng)邊相鄰，兩塊長(zhǎng)邊相鄰的平面鏡鏡面夾角在140度至170度之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法，其特征是反射鏡(1)中的平面鏡可由貼膠玻璃鏡或打不碎玻璃鏡或塑料基質(zhì)鏡及金屬基質(zhì)鏡制成。
全文摘要
一種增加房屋尤其是學(xué)校幼兒園家庭室內(nèi)太陽(yáng)光照明的方法。屬太陽(yáng)光利用領(lǐng)域。由于有的房屋室內(nèi)自然采光不足，特別是學(xué)校及幼兒園教室采光效果較弱。更由于我國(guó)學(xué)生近視眼嚴(yán)重，研究發(fā)現(xiàn)光線因素是第一位的致病原因，少年兒童在家看電視多，學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)重，缺少到室外活動(dòng)的時(shí)間，眼接受到的光照不足，僅男生課間或課外多在室外活動(dòng)的區(qū)別，就使同一環(huán)境同樣課業(yè)負(fù)擔(dān)的女生近視眼患病率高于男生，且城鄉(xiāng)相同。因此，能否讓少年兒童感受充足光線對(duì)視功能健康至關(guān)重要。本發(fā)明采取在房屋向陽(yáng)墻面的透光窗或透光墻外設(shè)置可將鏡面反射光射入室內(nèi)上半部的太陽(yáng)光反射鏡裝置。讓室內(nèi)高處獲得部分太陽(yáng)光增加照度。
文檔編號(hào)F21V7/00GK1862086SQ20061007688
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者陳憲 申請(qǐng)人:陳憲