Устройство для моделирования светового излучения небосвода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.04.80 (21) 2909563/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (51) М.К .

G 09 В 25/04

Государственный кемнтет (53) УДК 721.021..23 (088.8) ло делам нэебретеннй н открытий!

В. А. Дроздов, В. Е. Боленок, В. В. Карпухин, 3ьк;, тЭ5й.»,;

А. П. Кротов и Н. В. Оболенский

- =- x-- .--.,".

lj ья ; у„" фт" : p g

Научно-исследовательский институт строительной физики Госстроя СССР (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НЕБОСВОДА

Изобретение относится к строительной светотехнике и может быть использовано при исследованиях в области нормирования и проектирования естественного и совмещенного освещения зданий и сооружений. Кроме того, оно может найти применение при исследованиях субъективного восприятия архитектурных объектов и форм.

Известно устройство под названием «зеркальный небосвод» для исследования световой среды внутри моделей различных помещений и интерьеров, представляющее собой прямоугольную световую камеру, примыкающую к световому проему исследуемой модели. Моделируемое освещение небосвода создается светильниками с люминесцентными лампами одного типа, например ЛБ смонтированными в верхней части камеры и перекрытыми молочным стеклом. Боковые поверхности камеры выполнены зеркальными. Управление освещением ведется с одного пульта, позволяюшего включать раздельно каждый светильник. Установка позволяет создавать определенный уровень 20 освещенности внутри камеры, при этом исследуется относительное распределение освещенности внутри модели помещения, а также проводятся измерения относительного изменения коэффициентов естественной освещенности (1) .

Недостатками известного устройства являются ограниченность применения, невозможность настройки светораспределения устройства в соответствии со светораспределением реального облачного неба, сравнительно невысокий и нестабильный уровень создаваемой освещенности, нерегулируемый спектр излучения устройства и невозможность плавного регулирования светового потока устройства.

Указанные недостатки обусловлены тем, что устройство не позволяет проводить исследования световой среды на макетах зданий, сооружений и кварталов городской застройки. Невозможность настройки светораспределения устройства, соответствующего реальному небу, плавного регулирования светового потока и спектра излучения обусловлена конструктивными особенностями как самого устройства, так и его схемы управления. Невысокий и нестабильный уровень создаваемой освещенности обусловлен особенностями люминесцентных ламп, све896676

5 !

0 !

Зо

55 товой поток которых с течением времени уменьшается.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для исследования световой среды на моделях здани и и сооружений, моделирующее естественное освещение облачного небосвода при помощи светового потока, отраженного от внутренней поверхности купола. Устройство включает полусферический купол, рабочую площадку, размещенную в центре основания купола, и источники света, расположенные в кольцевом промежутке между стенками купола и рабочей площадкой ниже уровня рабочей площадки. Световой поток источников направлен на внутреннюю поверхность купола, за счет чего создается имитация естественного освещения (2).

Недостатками известного устройства являются невозможность глубокого и плавного регулирования яркости и спектра излучения светящей поверхности в различных зонах, недостаточно высокие уровни яркости небосвода, невозможность проведения исследований на макетах высотных зданий и сооружений.

Указанные недостатки обусловлены тем, что источники света расположены ниже рабочей площадки по периметру купола и при исследовании макетов высотных зданий часть макета оказывается под воздействием прямых лучей источников света, светораспределение которых не соответствует светораспределению небосвода, вследствие чего вносится большая погрешность в проводимые измерения. Недостаточно высокие уровни яркости небосвода обусловлены тем, что при подобной конструкции не представляется возможным установить достаточное количество источников света, создающих отраженный от купола световой поток. Кроме того, значительная часть потока поглощается светоотражающим покрытием купола. В таком устройстве не представляется возможным изменять яркость покрытия небосвода в отдельных его зонах и тем самым создавать различное распределение яркости по поверхности купола.

Цель изобретения — расширение возможностей моделирования и исследования световой среды на макетах зданий, сооружений и кварталов городской застройки, повышение точности проводимых измерений, повышение яркости поверхности купола и получение распределения яркости по любому необходимому закону.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования светового излучения небосвода, включающем полусферический купол, рабочую площадку, размещенную в центре основания купола, и источники света, полусферический купол выполнен с внутренней стороны со световыми ячейками, расположенными равномерно по поверхности полусферического купола, ппичем оптические оси источников света направлены на рабочую площадку.

Кроме того, в каждой световой ячейке расположено два или более источников света, имеющих различный спектральный состав излучения.

В другом варианте выполнения устройство снабжено регуляторами, позволяющими изменять световой поток и спектральный состав излучения каждого источника света в отдельности или всех вместе.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 — блок-схема электрической части устройства.

Устройство состоит из наружной оболочки 1, предохраняющей внутреннюю часть от атмосферных осадков и прямого солнечного света. Внутренний купол 2 состоит из металлического каркаса, который делит весь купол на отдельные ячейки, На наружной стороне каркаса укрепляют источники света 3 и 4. располагаемые таким образом, чтобы в центре каждой из ячеек находились два или более источников света с преимущественным излучением в различных областях спектра. На внутренней части купола расположено светорассеивающее покрытие 5. Исследуемые макеты 6 располагают на рабочей площадке 7. Измерение освещенности производят при помощи приемников светового излучения, которые размещают внутри или снаружи макетов. Источники света включают в сеть через индивидуальные или групповые регуляторы, благодаря чему яркость покрытия каждой ячейки и спектр ее излучения может изменяться по заданному закону.

Источники света 3 с излучением преимущественно в длинноволновой области спектра, включают через регулятор 8 при помощи которого производят регулирование светового потока отдельного источника или отдельных групп источников. Аналогично источники 4 с излучением в коротковолновой области спектра включают через регулятор 9. Для получения необходимого закона распределения яркости на куполе служат программные устройства 10 и 11. Необходимое соотношение потоков излучения задается программным регулятором 12.

Устройство работает следующим образом.

Макеты устанавливают на рабочую площадку 7, Внутрь макетов устанавливают приемники светового излучения, например фотоэлементы фотосопротивления и т. и.

Источники света 3 и 4 включают таким образом, чтобы по поверхности купола 2 было достигнуто распределение яркости, соответствующее распределению яркости естественного неба при определенной облачности и при определенном нахождении солнца над горизонтом.

896676

В предпочтительной форме выполнения устройства предусмотрено использование в качестве источников света зеркальных ламп накаливания и газоразрядных дуговых ламп высокого давления. В качестве регуляторов предусмотрено использование тиристорных регуляторов света.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известными устройствами обеспечивает возможность проведения исследований на макетах зданий и сооружений, имеющих любое соотношение габаритных размеров, более высокие уровни яркости и освещенности на рабочей плошадке, возможность получения распределения яркости небосовода по любому закону и проведение экспериментов при любом спектральном составе излучения.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования светового излучения небосвода, включающее полусферический купол, рабочую плошадку, размещенную в центре основания купола, и источники света, отличающееся тем, что, с целью расширения возможностей моделирования и исследования световой среды н. макетах зданий, сооружений и кварталов городской застройки, повышения точности измерений, полусферический купол выполнен с внутренней стороны со световыми ячейк»ми, расположенными равномерно по поверхности купола, причем оптические оси ис-< Iников света направлены на рабочую п.1 щадку.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в каждой световой ячейке расположено два или более источников света, имеющих различный спектральный состав излучения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено регуляторами светового потока и спектрального состава излучения источников света.

Источники информации„ принятые во внимание при экспертизе

1. Гусев Н. М. Основы строительной физики. М., Стройиздат, 1975, с. 21 — 22.

2. Там же, с. 22, рис. 1.14.

896676

Составитель Е. Чернявская

Редактор А.Маковская Тех ред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Заказ 11712/40 Тираж ф fp Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4