增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法

专利名称：增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法
专利说明增加房屋尤其是学校幼儿园 家庭室内太阳光照明的方法 本发明涉及房屋太阳光利用领域，尤其是学校幼儿园家庭室内的采光。国家关于中小学校教室采光标准GB 7793-87中设定教室玻地比不应低于1∶6，教室课桌面上的采光系数最低值不应低于1.5％。但学校及幼儿园教室和家庭目前采光效果普遍较弱，自人类有学校教室的历史以来，太阳光进入教室都是通过向阳墙面的透光门窗透明瓦直射进入，受照射的室内面积是受门窗透明瓦透光面积约束的，且射入的太阳光局限在门窗附近，在室内会产生太阳光下过亮其余部位较暗的现象。在教室里面被阳光照射的课桌面过亮，在下午的入射阳光是从学生的左前上方射入，对临南窗的学生会产生直射强眩光和桌面上书本面的反射眩光对眼极为不利，有的教室以窗帘遮挡它，不利的是明显降低了教室内的光照度。在我国许多教室的南墙外有走廊，教室南墙只在高处设采光小窗，这些教室特别是南墙内侧课桌上光照严重不足。阳光对人类的健康生存发展作用是巨大的，无疑对人类视觉功能的健康更是非常重要的。但到目前为止，教室对阳光的利用包括更多的建筑物对阳光的利用显得很被动，很有限。
二十多年来，我国学生大量患近视眼病。研究发现在致病因素上第一位的是光线，我们要抓主要矛盾。近年来，许多动物近视眼实验，为我们探索学生近视眼防诒方法提供了有益参考。动物实验发现形觉剥夺会造成幼小动物患上近视眼，实验眼的眼轴长屈光度都发生了近视病理改变。形觉剥夺的实验方法有缝合眼睑；混浊角膜或晶状体；更多的是采用半透明薄膜遮盖(北京医科大学(现北京大学医学部)第一医院朱小松等实验性近视眼研究《国外医学眼科学分册》1993.17.291-94)。形觉剥夺实验眼在正常光照条件下均产生近视眼。把形觉剥夺实验眼放在全黑条件下，发现这些眼没有发生近视眼(徐广第《眼科屈光学》修订版.北京军事医学科学出版社2001.1.ISBN7-80121-344-0；52)。
现有的理论认为形觉剥夺是指视网膜上得不到清晰的形觉光线刺激，并解释我国学生除极少数有角膜或晶状体混浊、眼上睑下垂外没有形觉剥夺现象。
经研究发现由于光觉是形觉的基础，形觉是光觉的综合反映(阎洪禄《眼生理学》北京人民卫生出版社2001.ISBN7-117-04549-3；253.260)。所以，形觉剥夺的实质就是光觉的削弱，经半透明薄膜遮盖后的效果是进入眼内的光线强度小了，直射光变为散射光，视网膜上的视细膜得不到正常充足的光刺激，视锥细胞得不到完全的兴奋。由于光刺激不足，眼的供血系统供过于求，因此脉络膜只需少量供血即可，这样导致视网膜后的脉络膜组织萎缩变薄，而紧贴其上的视网膜也随之后延，眼的前后径就延长了，脉络膜后的巩膜也相应的主动后延，扩大了眼球体积(许军等 实验性形觉剥夺性近视研究的进展《国外医学眼科学分册》2004.2.99-100)。眼球前后径的增加使眼球椭圆化，导致角膜屈光度也增加。
以上变化提示我们在弱光入眼状态下会导致眼前后径增加。因此，预防和治疗近视眼就必须排除弱光入眼。
还有一个事实是长期以来大量统计资料都显示无论城镇或乡村的学生患近视眼人数都是女生多于男生。甚至在同一个班也是如此。观察发现在课间休息时多数的男生喜欢到室外活动，在课后，球场上活跃的大多数都是男生。在室外活动的男生并不是经常地看远处，他们的视线往往交替在环境、同学和球类活动上。与室内不同的是室外的光线，比教室内强得多的光线，经测定白天室外光照非太阳直射下也有3千至5千lx(照度单位勒克斯)，太阳光下有1万至2万以上lx。显然充足的光线给了这些男生的眼睛以良好的刺激。视锥细胞只有在充足的光刺激下才会充分兴奋，我们得出的结论是要给学生适宜充足的光刺激是防治近视眼的关键和必须。之所以众多物理治疗方法会引起眼睛远视功能的短时提高，都是给眼睛增加了少量的光刺激促使增加了一些血流量的结果。
无疑，光照不足是产生大量学生近视眼的最重要病因。其表现就是在少年儿童所处的家庭幼儿园学校教室环境光照不足。过去的学生课业负担不重，电视也未出现。每天课后有充裕的时间到室外玩耍，眼睛接受到充足的自然光线，所以近视眼发病率不高。遗憾的是我们研究出这个结果却不可能更多地为学生“减负”，不可能让少年儿童少看多少电视。唯一可行的办法就是提高室内光照度。
目前，由浙江五金矿产进出口有限公司代理销售的日本产太阳光导入器产品可将太阳光导入室内，使用了聚光器、光导纤维等部件，据了解每一束光可照亮室内七、八平方米，但价格在五万元(人民币)左右。显然，目前的经济水平在学校幼儿园及大多数家庭无力使用这类产品。
中国专利申请86205932号太阳房反光镜照明装置提出的方案，其目的是“在现有房屋建筑物的基础上进行少量投资，使阴面室、地下室或楼道等阴喑室内有足够的阳光照明，以提高室内的亮度、温度和干燥程度”。其提出的技术方案是“将反光镜照明装置安装在房屋建筑物阴面室、地下室、楼道等窗户对面适当位置上”其特点是“反光镜面表面形状呈平面形，多棱柱面形，或圆柱面形，或抛物面形”。显然阴面室即非向阳面的房间，这类房间确实光照不足，但要在这类房间的“窗户对面适当位置”安装太阳光反射镜必须是有阳光的位置，楼层越高有阳光的位置越远，在较远的位置安装太阳光反射镜其有效时间短光强度弱，且安装空间易受限制，因此，该方案只适合楼层少的房屋阴面室。本发明的目的是增加房屋内的自然采光照明强度，特别是在目前学生还不能太多地减少课业负担，减少看电视时间，还没有更多的时间到室外接受太阳光的情况下。为了邦助少年儿童防治近视眼我们可以设法增加学校教室幼儿园家庭内的光照，邦助少年儿童多接受太阳光的充足光照，促进她们眼睛及身心健康成长。
本发明采取一种增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特点是在房屋向阳墙面的透光窗或透光墙外设置可将镜面反射光射入室内上半部的太阳光反射镜装置。
太阳光反射镜装置由镜面及其支架构成。
反射镜装置中的支架下部定位设在南墙上或阳台、走廊的外侧及南墙外的空地上。
反射镜镜面由若干片平面镜排列构成。
平面镜由2片至8片小镜片排列成反射镜镜面。
平面镜的南北方向上长边相邻，两块长边相邻的平面镜镜面夹角在140度至170度之间。
反射镜中的平面镜可由贴胶玻璃镜或打不碎玻璃镜或塑料基质镜及金属基质镜制成。
本发明的有益效果是改变了以往人类在室内被动地有限获得太阳光照明的模式，把阳光引入教室上部可明显提高教室内光照度和均匀度。学生白天主要处在教室内，白天也是人眼接受充足光线的主要时段，事实证明现在多数的学校教室幼儿园家庭的室内光照强度距少年儿童视觉健康要求相差较大，少年儿童在课业负担重和看电视多的情况下，到室外活动的时间少。因此，必须提高室内光照度，特别是白天少年儿童所处环境的室内光照度。利用太阳光应是最佳选择。节能、经济、环保、实用，效果好。我国学校教室幼儿园家庭的绝大多数都有向阳的南墙面，可行性好。提高室内的光照度将有利于防治学生近视眼。对师生的身心健康都是非常有益的。附

图1是设在教室南墙窗外和地面上的太阳光反射镜装置示意图。
附图2是设在教室南墙窗外走廊外侧和地面上的太阳光反射镜装置示意图。在房屋特别是大中小学校教室、幼儿园、家庭的向阳墙面的透光墙或透光窗外设置可将镜面反射光射入室内上半部的太阳光反射镜1装置。为了便利引入太阳光对房屋南墙透光窗太小的应作改进，扩大采光面。在不影响教学楼承重安全的前提下，应尽可能增加教室采光面，设大面积玻璃窗或玻璃墙。为了使太阳光反射镜的反射光能到达教室上部，南窗上部应尽可能接近天花板。太阳光反射镜的姿势是南高北低，镜面最低处应距所照楼层的教室地面高1.5米以上。
太阳光反射镜1装置由镜面及其支架2构成。支架2下部定位设在南墙上楼层窗户外周边的墙上(见附图1)，或对应窗户的阳台、走廊的外侧(见附图2)，一楼可设在南墙外对应窗户的空地上(见附图1、2)。因为楼层和地理位置及季节的不同，还有安装位置的区别，反射镜1的俯仰角和左右倾角应在安装后实地调节才能获得最佳效果。所以，反射镜1的镜面托架应设调节定位装置，这是指镜面托架既可东西方向也可南北方向调节，这必须在使用现场用1至2天时间根据太阳光的实际反射效果来调整。
为了降低成本和自重，在同一城市同样房屋朝向及同样的楼层高、窗高的情况下，可以在安装后并调节好的支架2上获取数据，制作出不需调节或只需适应季节变化进行简单微调的低成本支架2。因为反射镜1镜面是由若干片平面镜排列构成。可取2片至8片小平面镜排列成反射镜1镜面。(依透光墙或窗的面积大小，可安装的距离、空间，室内对增加光照度的需求及经济条件来选择)。要注意的是教室用的太阳光反射镜1装置应适应学期时段的太阳光，而不考虑寒署假时段的太阳光。而少年儿童家庭使用的太阳光反射镜1装置则正好相反，以适应寒署假时段的太阳光为选择。
反射镜1中的每片平面镜为长方形或在大块矩形镜面上裁出的放射状分片形，放射状类似扇骨架形，前者需较大的透光窗或透光墙面积，但结构简单；后者加工及结构复杂，但可适应那些不便或不能扩大窗户的情况。在反射镜1中各镜片之间无须连接。平面镜的长方向为南北方向，所排列的平面镜的长边相邻，两块长边相邻的平面镜镜面夹角在140度至170度之间。
由于地球自转，太阳在人类面前每天东升西落。太阳光经反射镜1反射后也会在室内天花板区域形成自西向东成一弧线形移动过程。在4月份的北京，一平面镜反射的太阳光在室内天花板上自西向东移动的时间约4小时。如果只在为学校教室设置的太阳光反射镜1装置中安装一块大平面镜，那么它的有效使用时段为上午10点至下午14点，而学生一般在中午11:30至13:30之间要放学，在中午这段时间是不需要增加教室光照的。因此设置一片平面镜是不妥当的。为了让学生获得更理想的光照时段，在太阳光反射镜1上就应设置若干片平面镜，可以是2至8片，依不同情况选择。相邻两平面镜的夹角也要在安装后调节确定。反射镜1中部的平面镜片的宽方向延长线与水平线相交。即在反射镜中部相邻的两片平面镜之间的夹角不是180度，要避免前述中午产生无用的太阳反射光，让学生在上下午上课时段内获得有效时间更长光照效果更好的太阳反射光。反射镜1中的平面镜由贴胶玻璃镜或打不碎玻璃镜或塑料、金属基质镜制成。
太阳光经反射镜1反射到教室天花板区域后，由于天花板的散射使光线向整个教室散射，使教室内的光照强度均匀度更好。在教室内为避免太阳直射或反射眩光，可在必要时安装一定高度的浅色窗帘。在既不影响反射光进入教室，又不使学生遭受眩光入眼的双重要求下选择适当的遮阳方案。不应顾此失彼。
权利要求
1.一种增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是在房屋向阳墙面的透光窗或透光墙外设置可将镜面反射光射入室内上半部的太阳光反射镜(1)装置。
2.根据权利要求1所述的增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是太阳光反射镜(1)装置由镜面及其支架(2)构成。
3.根据权利要求2所述的增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是反射镜(1)装置中的支架(2)下部定位设在南墻上或阳台、走廊的外侧及南墙外的空地上。
4.根据权利要求2所述的增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是反射镜(1)镜面由若干片平面镜排列构成。
5.根据权利要求4所述的增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是平面镜由2片至8片小镜片排列成反射镜(1)镜面。
6.根据权利要求5所述的增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是平面镜的南北方向上长边相邻，两块长边相邻的平面镜镜面夹角在140度至170度之间。
7.根据权利要求6所述的增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法，其特征是反射镜(1)中的平面镜可由贴胶玻璃镜或打不碎玻璃镜或塑料基质镜及金属基质镜制成。
全文摘要
一种增加房屋尤其是学校幼儿园家庭室内太阳光照明的方法。属太阳光利用领域。由于有的房屋室内自然采光不足，特别是学校及幼儿园教室采光效果较弱。更由于我国学生近视眼严重，研究发现光线因素是第一位的致病原因，少年儿童在家看电视多，学生课业负担重，缺少到室外活动的时间，眼接受到的光照不足，仅男生课间或课外多在室外活动的区别，就使同一环境同样课业负担的女生近视眼患病率高于男生，且城乡相同。因此，能否让少年儿童感受充足光线对视功能健康至关重要。本发明采取在房屋向阳墙面的透光窗或透光墙外设置可将镜面反射光射入室内上半部的太阳光反射镜装置。让室内高处获得部分太阳光增加照度。
文档编号F21V7/00GK1862086SQ20061007688
公开日2006年11月15日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者陈宪 申请人:陈宪