[发明专利]一种作用于屋顶区域的天空环境自然光模拟生成的气凝胶装置

说明书

本发明属于照明技术领域，且公开了一种作用于屋顶区域的天空环境自然光模拟生成的气凝胶装置，包括白光光源，所述白光光源的底部放置有气凝胶层，所述气凝胶层外围的顶部涂抹有镀层一，且气凝胶层外围的两侧及底部均涂抹有镀层二，所述气凝胶层的两侧均放置有蓝光光源。本发明通过设置有白光光源、镀层一与镀层二等达到仿真效果好与处理效果好的目的，在气凝胶层的表面设置有相应的二氧化硅镀层，同时气凝胶层的内部含有非常多的纳米级散射粒子，白光光源与蓝光光源的光源穿过镀层一、镀层二进入到气凝胶层的内部，随后光源与纳米级散射粒子接触反射与折射，最终又从气凝胶层的内部发射到下方。

技术领域

本发明属于照明技术领域，具体是一种作用于屋顶区域的天空环境自然光模拟生成的气凝胶装置。

背景技术

众所周知光线昏暗会使人沮丧，明亮的自然光线更容易使人愉悦，使人在工作的时候不易产生疲惫感，所以现在很多企业给员工提供能够享受自然光的工作环境，减少员工的负面情绪，使员工更加专注和快乐的工作，以此提高员工的工作效率，自然光还可以调节人的内心情绪，例如用光疗法治疗各种焦虑症等，因此，市场中出现了一种作用于屋顶区域的天空环境自然光模拟生成的气凝胶装置，最大程度上模拟自然光环境，以此来调节工作人员的心情。

现在的建筑中经常会出现类似于地下室、洗浴中心等这类没有窗户的室内空间，这种建筑在采光上严重不足，在这种环境长期生活或者工作的人往往看不见自然光，使其健康受到影响，市面上就出现了相应的仿太阳光装置，最大程度上解决该问题，但现有的装置在具体的利用光照模拟的过程中往往会出现非常多的问题，例如常见的提供光源不真实、整体光源模拟效果差、仿真模拟设备成本高、使用寿命短等情况。

针对上述问题，本专利提出了一种能够用于生成天空环境光的气凝胶板，此气凝胶板在所述的光源照明下，能够模拟出直射日光及以瑞利散射成分为主的蓝色天空光，使所述的照明光源能够模拟真实的自然光照明的效果，具体的，所述的气凝胶板是固态透明体，内部为对于蓝光波长的尺度参数x1 空气分子，因此在所述的光源照明下可以形成较为理想的瑞利散射(Rayleigh scattering)；于是在气凝胶的外表面镀上SIO₂镀层，日光光源发出的光线射向气凝胶板，当光线射入气凝胶板时，此光线的青、蓝、紫三色光在气凝胶板内部发生色散，即产生瑞利散射现象，此过程使气凝胶板呈现蔚蓝色天空背景；日光光源的入射光穿过气凝胶板后失去了光谱中大部分的蓝色区域波段光，剩余的黄、红波段的入射光射入空气时将呈现具有太阳光相同色温的黄色光，在视觉上呈现与太阳光光照的效果，最终实现仿太阳光照的效果。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种作用于屋顶区域的天空环境自然光模拟生成的气凝胶装置，具有仿真效果好、成本低与质量轻盈安装简单的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种作用于屋顶区域的天空环境自然光模拟生成的气凝胶装置，包括白光光源，所述白光光源的底部放置有气凝胶层，所述气凝胶层外围的顶部涂抹有镀层一，且气凝胶层外围的两侧及底部均涂抹有镀层二，所述气凝胶层的两侧均放置有蓝光光源，所述气凝胶层的内部填充有纳米级散射粒子；

图1中，白光光源发出的白光照射到气凝胶板上，穿过气凝胶板的镀层，进入气凝胶层；气凝胶层内部物质为1-50nm之间纳米级散射粒子，当光照射到纳米级散射粒子时，形成瑞利散射，根据瑞利散射公式计算散射光强度W：

I(λ)＝I₀(λ)exp|-τ(λ)Δm|

I₀(λ)为白光A的光谱强度；

τ(λ)为垂直方向气凝胶层的厚度；

m为气凝胶层内部物质的质量；

α为分子的极化率；

λ为入射光的波长；