一種隧道自然光與傳統燈具聯合照明系統及照明方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發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燈具聯合照明系統及照明方法，其利用一種導光裝置將陽光導入隧道與傳統照明燈聯合照明。
【【背景技術】】
[0002]隨著我國經濟水平提高和公路建設的發展，公路隧道建設與日倶增，隧道照明設施的規模及數量也越來越大，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能的隧道照明系統，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維護等方面進行設計和優化已達到節能的目的，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。在大力提倡節能環保的時代，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燈具聯合照明裝置，將大大節約傳統照明設備的財力支出，包括傳統照明中的安裝費、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燈具聯合照明的照明系統及照明方法。
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【發明內容】
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[0004]針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種隧道自然光與傳統燈具聯合照明系統及照明方法，這將大大節約由于傳統照明設備造成的財力支出，包括傳統照明中的安裝費、電費、維護更換費用等都將大幅度降低。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案為:
[0006]—種隧道自然光與傳統燈具聯合照明系統，包括傳統照明部分和自然光照明部分，所述的傳統照明部分為電照明，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照明部分相連接，所述的散光部分設置在所述傳統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域。
[0015]一種隧道自然光與傳統燈具聯合照明方法，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照明部分燈具的開關來調節隧道內的亮度;根據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來對隧道內的亮度進行調節，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打開預先設定數量的燈具。
[0021]與現有技術相比，本發明的優點為:
[0022]本發明依據充分利用自然光和節能環保的指導思想，在隧道外設置采光部分用于采集自