一種隧道自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明系統(tǒng)及照明方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道照明技術領域，尤其涉及一種隧道自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明系統(tǒng)及照明方法，其利用一種導光裝置將陽光導入隧道與傳統(tǒng)照明燈聯(lián)合照明。
【【背景技術】】
[0002]隨著我國經濟水平提高和公路建設的發(fā)展，公路隧道建設與日倶增，隧道照明設施的規(guī)模及數(shù)量也越來越大，隧道的運營電費和維護費用也越來越高。建立既安全又經濟節(jié)能的隧道照明系統(tǒng)，是降低隧道運營成本的關鍵。目前主要從隧道照明燈具選擇、燈具布置方式、照明控制技術和系統(tǒng)維護等方面進行設計和優(yōu)化已達到節(jié)能的目的，而目前隧道中的照明方式基本上采用的是高壓鈉燈照明，少量的采用高壓鈉燈和LED組合的方式或者直接采用LED燈進行照明。但是無論采用那種照明方式，都要消耗大量的電能，而且燈具要定期維護更換，需花費大量的人力、財力和物力。在大力提倡節(jié)能環(huán)保的時代，如果能夠充分利用太陽能，將是最理想的選擇。雖然有些學者提出利用自然光引入隧道照明的思想，但對其研究不夠深入，未能提出具體的實施裝置，而且對太陽光的利用都不夠充分、不夠合理。同時，在小型隧道，尤其是隧道長度小于100米的隧道在規(guī)范中是不要求安裝照明設施的，但是實際中，在100米長的隧道里面行車，或者行人都會感覺到內部很昏暗，讓人心理上感覺到不適，會給交通安全上帶來一定的隱患。在100-300米的隧道里面是要求必須安裝照明設施的，而如果在這樣的短隧道里面安裝隧道自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明裝置，將大大節(jié)約傳統(tǒng)照明設備的財力支出，包括傳統(tǒng)照明中的安裝費、電費、維護更換費用等都將大幅度降低。
[0003]故針對上述隧道內照明存在的問題已經目前在這方面研究的不足，提出一種利用自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明的照明系統(tǒng)及照明方法。
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【發(fā)明內容】
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[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種隧道自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明系統(tǒng)及照明方法，這將大大節(jié)約由于傳統(tǒng)照明設備造成的財力支出，包括傳統(tǒng)照明中的安裝費、電費、維護更換費用等都將大幅度降低。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:
[0006]—種隧道自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明系統(tǒng)，包括傳統(tǒng)照明部分和自然光照明部分，所述的傳統(tǒng)照明部分為電照明，所述的自然光照明部分包括用于采集自然光的采光部分、用于傳導采光部分采集的自然光的導光部分、用于將導光部分導入的自然光進行分散照明的散光部分和用于傳統(tǒng)照明部分燈具開關的控制部分，所述的采光部分設置在隧道外接收自然光，所述的散光部分設置在隧道內，所述的采光部分與散光部分通過導光部分連接，所述的控制部分與所述的傳統(tǒng)照明部分相連接，所述的散光部分設置在所述傳統(tǒng)照明部分的照明燈具處。
[0007]所述的米光部分包括米光器2和支撐結構6，所述的米光器2包括米光器外殼201，所述的采光器外殼201的上設置有第一凸透鏡202，所述的第一凸透鏡202用于透過自然光并將自然光聚集在采光器外殼201內，采光器外殼201上還開設有通光孔，該通光孔作為采光輸出部分用于將第一凸透鏡202聚集于米光器外殼201內的自然光導出，米光器外殼201的內表面上設置有反光涂層，反光涂層為太陽能薄膜反射材料;所述支撐結構6包括立柱601、固定架602和固定架控制部分，所述的立柱601固定設置，固定架控制部分與固定架602連接并控制固定架602進行旋轉，所述的固定架控制部分安裝在立柱601上，所述的采光器2固定安裝在固定架602上，通過固定架602的旋轉帶動采光器一起旋轉。
[0008]所述的米光器外殼201呈漏斗狀，所述的第一凸透鏡202鑲嵌在米光器外殼201的大端口上，第一凸透鏡202聚集的光線進入采光器外殼201的小端口，該小端口作為采光輸出部分將采光器外殼201內的自然光導出，采光器外殼201的內表面上設置有反光涂層用于，反光涂層為太陽能薄膜反射材料。
[0009]所述的導光部分包括導光管3，導光管3的一端與采光部分的采光輸出部分連接，導光管3的導光輸出部分與所述的散光部分連接。
[0010]所述的導光管3的導光輸出部分設置有若干個導光接頭，導光管3通過每個導光接頭連接若干個散光部分，所述的導光接頭的一端與導光管3連接，導光接頭的另一端與所述的散光部分連接。
[0011]所述的導光接頭為用于導光的圓管，導光接頭的一端穿過導光管3的管壁進入導光管3的內部，且導光接頭該端的端口朝向導光管3中自然光入射的方向，且該端伸入導光管3的部分與導光管3的內壁緊貼。
[0012]所述的導光管3上還設置有聚光接頭11，聚光接頭11將兩段導光管3的管端連接起來，且沿著導光管3中自然光的傳播方向，依次設置聚光接頭11和導光接頭，聚光接頭11將導光管3中的自然光整合后使導光管3中的光線在導光管3的截面上均勻分布，被聚光接頭11整合后均勻分布的光線從導光接頭的端口處被導光接頭導出;所述的聚光接頭11包括聚光接頭外殼1101和設置在聚光接頭外殼1101中的第二凸透鏡1102，所述的聚光接頭外殼1101為圓筒狀，導光管3的管端從聚光接頭外殼1101的端頭插入，所述的第二凸透鏡1102設置在兩段導光管3的管端之間，第二凸透鏡1102與聚光接頭外殼1101同軸設置。
[0013]所述的散光部分包括光散射器5，所述的光散射器5包括整光器13和光散射件，所述的光散射器5通過整光器13與所述的導光接頭，所述的整光器13與所述的光散射件連接；整光器13用于調整進入整光器13中的光線的方向，整光器13包括整光器外殼、設置在整光器外殼中的接光棱鏡1302和反光棱鏡1301，所述的整光器外殼上開設有進光孔和出光孔，整光器13的進光孔與導光接頭的導光輸出部分連接，整光器13的出光孔與光散射件連接；所述的接光棱鏡1302設置在從整光器13的進光孔進入光線的入射線路上，接光棱鏡1302將該入射光反射，所述的反光棱鏡1301設置在接光棱鏡1302反射光的反射線路向，反光棱鏡1301將光線反射后，光線經整光器13的出光孔進入光散射件;光散射件包括弧形散光罩17和凹透鏡組14，所述的凹透鏡組14設置在弧形散光罩17的頂部，凹透鏡組14與弧形散光罩17同軸設置，凹透鏡組14設置在所述的整光器13的出光孔處，整光器13的出光孔處射出的光線經過凹透鏡組14進行散射，從凹透鏡組14射出的光線進入弧形散光罩17，弧形散光罩17進一步將光線散射。
[0014]所述的控制部分包括光傳感器16和亮度自動控制器18，所述的光傳感器16與亮度自動控制器18連接，所述的亮度自動控制器18與所述的傳統(tǒng)照明部分的燈具相連接用于控制開關燈具，光傳感器16設置在隧道外，光傳感器16與所述的采光部分設置在同一光照區(qū)域。
[0015]一種隧道自然光與傳統(tǒng)燈具聯(lián)合照明方法，包括如下步驟:
[0016]步驟一:將采光部分設置在隧道外，將采光器2和支撐結構6安裝在一起并設置在隧道洞口外光線較好的位置，使采光器2的上方無遮擋物；
[0017]步驟二;布置導光部分，將導光管3的一端與采光器2進行連接，然后將導光管3延伸引入隧道內到達傳統(tǒng)照明部分的燈具安裝處，在導光管3上設置安裝聚光接頭和導光接頭;
[0018]步驟三:將散光部分設置在隧道內，將光散射器5與導光接頭連接，將光散射器5設置在傳統(tǒng)照明部分的燈具安裝處；
[0019]步驟四:安裝控制部分，將光傳感器16設置在支撐結構6的立柱601上，使光傳感器16上方五遮擋物，將光傳感器16與亮度自動控制器18連接，再將亮度自動控制器18與傳統(tǒng)照明部分的燈具連接；
[0020]步驟五:光傳感器16檢測隧道外自然光的強度，并將檢測的光強信號傳輸給亮度自動控制器18，亮度自動控制器18通過分析該光強信號來判斷隧道外自然光的強度并控制傳統(tǒng)照明部分燈具的開關來調節(jié)隧道內的亮度;根據(jù)隧道外自然光的強度，亮度自動控制器18控制燈具開關的個數(shù)來對隧道內的亮度進行調節(jié)，當隧道外的光線強度高于預設的強度值時，亮度自動控制器18關閉預先設定數(shù)量的燈具，當隧道外的光線強度低于預設的強度值時，亮度自動控制器18打開預先設定數(shù)量的燈具。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點為:
[0022]本發(fā)明依據(jù)充分利用自然光和節(jié)能環(huán)保的指導思想，在隧道外設置采光部分用于采集自