低能耗建筑物的制作方法

本发明一般涉及在低能耗建筑物照明系统中的低能耗建筑物。本发明特别适用于诸如具有大量分布式灯的工厂和办公楼等商业建筑物。

背景技术：

在本说明书中对任何现有技术的引用不是、也不应该被认为是对现有技术形成公知常识的一部分的认可或任何形式的暗示。

荧光管是使用荧光物质产生可见光的低压汞蒸汽气体放电灯。

诸如工厂和办公楼的商业建筑物通常填充有消耗电力的动力式荧光管。为保证安全，这些建筑物常在下班时间保持至少部分照明，或协助诸如清洁工和警卫等下班时间的人员履行职责。在电力中断的情况下，备用发电机通常确保建筑物保持照明。

不合要求的是，商业建筑物的分布式(例如110v，240v等)功耗很高。在实践中，灯下班时间常常不必要地保持被激活，这不仅是不必要的花费，而且还对环境有害。地球一小时(earthhour)是对地球的全球范围内的一个活动，鼓励业主在三月的最后一个星期六在下午8:30至9:30之间关掉非必要的灯一小时，作为他们对环境承诺的象征。虽然一年一个小时是一个开始，可以做更多的事情。

申请人已经认识到需要用于下班时间的照明的可替代的低能耗建筑物。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供了一种建筑物，该建筑物包括：

分布式电源；和

由分布式电源供电的照明系统，所述系统包括：

用于联接到分布式电源的分布式灯；

用于覆盖各个灯的罩；和

由每个罩承载的光致发光物质。

有利的是，灯对由罩承载的光致发光物质进行充电。进而，罩借助光致发光物质在黑暗中无源放电并提供无源照明。建筑物照明系统在所述灯关闭之后为建筑物内的下班时间的人员提供照明，或者在不存在备用发电机时电力中断的情况下提供照明。光致发光物质可以在罩内。

分布式电源可以包括电网电源(例如240v)、电池和/或太阳能电池。

建筑物可以包括致动器，该致动器用于灯的循环致动，由此一些灯被同时致动，而其它灯不被同时致动，但是灯最终被全部致动。

灯可以布置在建筑物内的区域中。建筑物可以包括致动器，致动器用于间隔地致动区域中的灯。在一个实施方案中，在区域的致动期间，一些区域被同时致动，而其它区域不被同时致动，但是这些区域最终被全部致动。在可选的实施方案中，在每个区域的同时致动期间，一些灯被同时致动，而其它灯不被同时致动，但是灯最终被全部致动。每个区域可以涉及相应的楼层。每个区域可以涉及相应的房间或走廊。

建筑物可以包括用于感测区域中的运动的运动传感器，和用于响应于感测到的运动致动区域中的灯的致动器。

灯可以以组进行布置，由此一些组被同时致动，其它组不被同时致动，但组最终被全部致动。

建筑物可以是商业建筑物。建筑物可以是工厂。建筑物可以是办公楼。

根据本发明的另一方面，提供了一种建筑物照明系统，该系统包括：

用于联接到分布式电源的灯；

用于覆盖灯的罩；和

由罩承载的光致发光物质。

该系统还可以包括用于给灯供电的分布式电源。电源可以包括用于间隔地致动灯的致动器。致动器可以包括定时器。定时器可以是可变的。间隔可以是固定的间隔(例如每小时)。电源的占空比可以小于10％(即一小时不到6分钟开启)。

灯可以包括荧光管。灯可以包括一个或多个发光二极管(led)。该系统可以被成形为像荧光管并保持led。在一个实施方案中，led包括led的带。在另一个实施方案中，led被包括在面板中。面板可以是平面的。

灯可以发出更高强度的白光。灯可以发出较低强度的紫外线。灯可以发出更高强度和更低强度的光。可以从各个光源发出较高强度和较低强度的光。

罩可以包括扩散器。罩可以包括管。管的尺寸可以被设计成接收荧光管。罩可以包括面板。面板可以是平面的。

灯可以包括含有光源的基座。基座可以包括螺纹或卡口配件。罩可以包括用于封盖基座的帽。帽可以是平的、圆顶形的或弧形的。

该系统还可以包括用于将罩和灯连接在一起的连接器。连接器可以包括用于界定灯的框架。照明系统可以是便携式的。罩可以是半透明的。

优选地，光致发光物质不是涂层，而是分散在整个罩中。光致发光物质可以在整个罩中混合。罩可以包括在0.25％和35％之间的整体光致发光物质。

光致发光物质可以采取可以含有5％至65％之间的光致发光化合物的光致发光颜料“母料”的形式。母料可以掺入到与形成罩的预期基础材料相匹配的塑料载体内。

罩可以包括聚合物材料。罩可以包括聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或其它类似的硬聚合物材料。罩可以被成型。罩可以被注射成型。

根据本发明的另一方面，提供了一种建筑物灯罩，用于覆盖将要联接到分布式电源的灯，并且包括光致发光物质。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造建筑物灯罩的方法，该建筑物灯罩用于覆盖由分布式电源供电的灯，所述方法包括：

在聚合物内添加光致发光物质。

添加步骤可包括将光致发光物质分散在整个聚合物中。所述分散可以包括在整个聚合物中混合光致发光物质。混合可以在形成(例如挤出，成型等)罩之前进行。可选地，添加可以在形成罩的过程中进行。

该方法可以包括加热聚合物和/或光致发光物质的步骤。罩可以用加热到200至250℃之间的聚合物和/或光致发光物质注射成型。罩可以用加热到190至220℃之间的聚合物和/或光致发光物质挤出。

该方法可以包括冷却聚合物和/或光致发光物质。冷却可以被控制。

本说明书还公开了建筑物照明系统，该系统包括：

用于联接到分布式电源的紫外(uv)灯；和

包括光致发光物质和用于被灯充电的发射器。

根据本发明的另一方面，提供了一种建筑物照明系统，该系统包括：

用于联接到分布式电源并且能够发出更高强度的光和更低强度的光的灯；和

包括光致发光物质和用于被灯充电的发射器。

根据本发明的另一方面，提供了一种灯布置，该装置包括：

包括至少一个白光发光二极管(led)和至少一个紫外(uv)led的灯；和

包括光致发光物质和用于覆盖灯的罩。

有利的是，led吸收低功率。白光led可以通常连续运行以对光致发光物质进行充电。白光led可以在下班时间关闭。然后光致发光物质在黑暗中无源放电，并为下班时间的人员提供无源照明。紫外led可以被激活以对光致发光物质再充电，而对于下班时间的人员来说，这比不然致动白光led具有更少的麻烦。

灯布置可以包括用于为紫外led供电的电池。电池可以是可再充电的。电池可以是长寿命的磷酸铁锂(lifepo4)电池。灯布置可以包括用于给电池再充电的充电器。充电器可以由电网或太阳能供电。

灯布置可以包括用于致动led的致动器。灯布置可以包括用于感测运动的运动传感器，所述致动器可以响应于感测到的运动致动led中的一个或两个。致动器可以包括定时器。定时器可以是可编程的并且是可变化的，以改变紫外led的占空比(例如5秒开启，5分钟关闭)来控制光致发光物质的无源亮度。

led可以在沿着罩延伸的带中。可选地或另外地，led可以安装在灯的一端或两端。灯布置可以包括至少一个用于在罩内反射光的反射器。反射器可以位于罩的中心。灯布置可以包括至少一个用于将光聚焦在罩中的透镜。

紫外led可以具有约365nm的波长以最大限度地对光致发光物质充电。罩可以包括诸如聚丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的热塑性塑料。光致发光物质可以分散在整个罩中。灯布置可以是用于改造代替传统的荧光管的替换件。该替换件可以从单端供电。

在本发明的范围内，本文中所描述的任何特征可以与本文中所描述的任何一个或多个其它特征的任何组合进行组合。

附图说明

本发明的优选特征、实施方案和变型可以从下面的为本领域技术人员提供了完成本发明的足够的信息的具体实施方式中看出。具体实施方式不被视为以任何方式限制本发明的前述发明内容的范围。具体实施方式将参考以下若干附图：

图1a是根据本发明实施方案的低能耗办公楼的侧面示意图；

图1b是图1a的办公楼的楼层的平面图，示出了照明区域；

图2是根据另一实施方案的工厂建筑物的立体剖视图；

图3是根据本发明实施方案的建筑物照明系统的透视图；

图4a是图1的照明系统的框图；

图4b是示出灯组的循环致动的示意图；

图5是根据本发明另一实施方案的未组装的建筑物照明系统的透视图；

图6是根据本发明另一实施方案的未组装的建筑物照明系统的透视图；

图7是图6的组装的建筑物照明系统的又一透视图；

图8是根据本发明另一实施方案的建筑物照明系统的透视图；

图9a是根据本发明实施方案的家用灯具的透视图；

图9b是根据本发明另一实施方案的家用灯具的透视图；

图9c是根据本发明另一实施方案的家用灯具的透视图；

图10是根据本发明另一实施方案的建筑物照明系统的透视图；

图11是示出包括图10的照明系统的灯替换件的框图；

图12是图11所示的灯替换件的示意图；和

图13示出了图12的灯替换件的各种端帽的前视图。

具体实施方式

根据本发明的一个实施方案，提供了如图1所示的低能耗办公楼2。多层建筑物2包括分布式电源，该分布式电源为遍布建筑物2的灯提供电网电压。分布式电源包括电网电源(例如115v或240v)、电池存储系统和安装在建筑物2的屋顶上以对电池充电的太阳能电池。建筑物2还包括用于由分布式电源供电并且如下进行详细描述的照明系统100。

转到图1b，照明系统100包括布置在建筑物2内的区域4、6、8中的许多分布式灯。每个区域4、6、8涉及建筑物2的给定的楼层10(图1a)的一部分。建筑物2包括致动器202，在下面详细描述，致动器202用于间隔地致动区域4、6、8中的灯102。

如图2所示，本发明的另一实施方案涉及也包括分布式灯22的大型阵列的工厂或仓库建筑物20。

图3中示出了建筑物照明系统100的单个灯22。照明系统100包括内部荧光管102(即，电力灯)和用于覆盖管102的u形扩散器104(即，罩)。扩散器104卡接到用于保持管102的管保持器106上。光致发光物质包含在扩散器104内。

有利地，当在正常使用中被致动时，管102对扩散器104中的光致发光物质进行充电。当管102被去激活时，扩散器104借助于光致发光物质在黑暗中无源放电，并提供无源照明。建筑物照明系统100为建筑物2中的下班时间的人员提供足够的无源照明以在灯关闭之后或者在不存在备用发电机时的电力中断的情况下履行职责。

转向图4a，系统100还包括用于为建筑物2中的每个管102供电的可编程电源200。电源200包括用于间隔地致动每个灯管102的可变定时器致动器202。间隔通常是固定的间隔(例如每小时)。每个管102的电源200的占空比通常小于10％，这相当于在一小时内小于6分钟的管致动，并且仍然在扩散器104中提供足够的光致发光物质的充电以在该小时的剩余的时间对建筑物进行无源照明。因此，在整个小时内每个管102的功耗非常少。间隔和定时器致动器202的占空比可以被变化，进而改变功耗和无源照明。

致动器202被配置成低能耗模式以循环致动灯102，由此一些灯102被同时致动，而其它灯102不被同时致动，但是灯102最终被全部致动。

在一个实施方案中，在区域性区域4、6、8的致动期间，一些区域(例如4)同时被致动(即，所有的灯都开启)和其它区域(例如6、8)不被同时致动(即，所有的灯都关闭)，但区域4、6、8通过循环最终被全部致动。

如图4b所示，灯可以布置在单独的组80a、80b、80c中，由此一些组(例如80a)被同时致动，而其它组(例如80b，80c)不被同时致动，但是在循环过程中，组80a、80b、80c最终被全部致动。可以以这种方式在不同的区域4、6、8中同时致动组80，使得在每个区域4、6、8同时致动期间，一些灯同时被致动，而另一些灯不被同时致动，但是灯通过循环最终被全部致动。对于每个区域4、6、8，在重复之前，这些组按照80a、80b、80c的顺序被随时致动。

每个区域4、6、8可以涉及楼层10的一部分、相应的楼层10、相应的房间或走廊。

在一个实施方案中，致动器202的致动也可以在检测到讨论中的区域4、6、8中的运动时发生，致动经由运动检测传感器或可以不同地安装在区域4、6、8内的运动检测传感器的切换而发生。即使在正常使用期间，也可以使用这种运动感测致动，其中灯可以被去激活直到感测到运动，借助于光致发光物质而提供无源照明，并且因此在区域4、6、8中根据运动检测提供动力照明。

转到图5，可选的照明系统300包括内部荧光管102(即，灯)以及尺寸被设计成接收和覆盖管102的管状罩302。罩302包含如前所述的提供无源照明的光致发光物质。照明系统300还包括电源200。

转到图6，可选的照明系统400包括发光二极管(led)404(即，集合地灯)的内部带402。提供管状罩406用于覆盖和容纳带402。罩406包含如前所述的提供无源照明的光致发光物质。照明系统300还包括电源200。

转到图7，系统400可以被成形为像荧光管102，使得系统400可以容易地被替换为保持器106中的荧光管102。罩406包括两个半部，下半部408由反射材料(例如铝)形成，上半部410由包括光致发光物质的半透明聚合物材料形成。

罩104、302、406、410可以被挤出、铸造或成型。光致发光物质不是以涂层的形式，相反是均匀分散在整个罩104、302、406、410中，并且罩104、302、406、410包括在0.25％和35％之间的光致发光物质，这是可以变化的以改变照明强度和改变又取决于光致发光物质的相对高的成本的产品的成本。光致发光物质可以采用us8801967中公开的材料的形式。

粉状的光致发光物质在母料中提供以添加到载体中，并且具有小于80微米、小于60微米、小于40微米或小于20微米的粒度。较小的粒度促进光致发光物质在整个聚合物中的分散，导致更明亮和更持久的无源光。较小的粒度适合透明和半透明的聚合物。较大的颗粒在更不透明的聚合物中是有利的，由此颗粒被吸引至表面而增强无源照明。

罩104、302、406、410由通常最初造粒的塑料化合物形成。塑料化合物可以包括聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和/或其它类似的硬聚合物材料。光致发光物质是粒状材料，并在注射成型或挤出所得的混合物之前通过塑料化合物混合。

现在简要描述用于制造罩104、302、406、410的方法。

首先，光致发光物质被添加并在整个聚合物中混合，以均匀分散在所得混合物中。

接下来，将混合物加热到200至250℃之间以用pp注射成型，并且加热到190至220℃之间用于挤出。

接下来，罩104、302、406、410形成。罩104、302、406、410通过挤出或注射成型加热的混合物形成。

接下来，以受控的方式冷却包括聚合物和光致发光物质的罩104、302、406、410，使得罩104、302、406、410硬化。

在使用光致发光掺和加热的混合物的热塑性塑料形成过程中，必须谨慎控制温度。罩形成过程中的过高温度或过快的冷却速率(在周围环境中)会导致罩发展不良，从而导致材料和性能缺陷。然而，通常需要快速冷却来提供清洁的注射成型表面处理，所以需要平衡。挤出冷却往往是一个渐进的过程。

建筑物通常将包括数百个上面详述的照明系统。如上所述，无源照明取代了灯的连续有源照明，大大降低了系统的功耗和运行成本。在白天，正常人员的照明灯全部激活。到了晚上，这些灯或者被完全去激活，在这种情况下提供无源照明几个小时，或者间歇地开启以对光致发光物质再充电。光致发光物质的量可以变化，进而改变用于特定应用的无源照明的强度和持续时间。

图8示出了根据本发明另一实施方案的建筑物照明系统500。薄系统500包括扁平led基座502，平面led基座502具有以平面面板的形式提供的一个或多个led。此外，系统500包括平面面板罩504，进而包括光致发光物质。罩504位于led基座502附近。矩形框架506界定led基座502(即灯)，并起到用于将罩504和led基座502连接在一起的连接器的作用。有利地，系统500是扁平的和平面的，使其适合于安装到建筑物的天花板或墙壁。

图9a-c示出了用于联接到住宅建筑物照明系统中的分布式电源的三个家用灯具900a、900b、900c。每个灯具900包括灯902，进而包括含有内部光源(未示出)的螺纹基座904。每个灯具900还包括用于覆盖灯902的含有光致发光物质的罩906。罩906是用于封盖基座904的帽的形式。罩906可以是圆顶形的(图9a)、扁平的(图9b)或略呈弧形的(图9c)。在一个实施方案中，基座904可以包括卡口配件。

转到图10，可选地照明系统1000包括内部双灯1002。灯1002具有用于发出更高强度白光的白光led1004的带，并且还具有用于发出较低强度的紫外光(例如蓝色或紫色)的紫外led1006的带。提供管状罩406以覆盖并容纳灯1002。罩406包含如前所述提供无源照明的光致发光物质。照明系统1000还包括电源200。

在正常使用中，白光led1004被致动以照亮建筑物区域。然而，实际上，使高强度白光led1004循环开启和关闭以对管状罩406进行充电给下班时间的工作人员带来了视觉上的麻烦并且使人分心。因此，白光led1004在下班时间永久关闭，而紫外(uv)led1006反而循环开启和关闭以给管状罩406充电。以这种方式，较低强度的uv循环对下班时间的工作人员来说较不易察觉，管状罩406迅速被充电。

当对罩406进行充电时，紫外led1006比白光led1004消耗较少的电力。紫外led1006也更快地对罩406充电。因此，在一些应用中，仅提供紫外led1006。

此外，罩406可以被任何其它类型的光致发光发射器替代。例如，灯1002可以环绕光致发光面板的边缘。

图11示出了包括照明系统1000的整体式灯替换件1100。灯替换件1100是用于改造代替传统的荧光管的替换件。如前所述，照明系统100包括含有至少一个白光发光二极管(led)1004和至少一个紫外(uv)led1006的灯1002。管状罩406包括光致发光物质并覆盖灯1002。

有利地，led1004、1006吸收低功率。白光led1004通常连续工作以对光致发光物质进行充电。白光led1004在下班时间关闭。光致发光物质然后在黑暗中无源放电，并为下班时间的工作人员提供无源照明。紫外led1006被有利地激活以对光致发光物质再充电，对于下班时间的工作人员来说，这比不然致动白光led具有更少的麻烦。

灯替换件1100包括用于为紫外led1006供电的长寿命磷酸铁锂(lifepo4)可再充电电池1102。灯替换件1100包括用于给电池1102再充电的充电器1104。充电器1104由电网电源1106或太阳能电源1108供电。

灯替换件1100包括用于致动led1004、1006的致动器1110。致动器1110包括电压调节器、控制器和用于驱动灯1002的驱动器电路。灯替换件1100还包括用于感测运动的运动传感器1112。致动器1110响应感测到的运动致动led1004、1006中的一个或两个。

致动器1110还包括定时器1114。定时器1114包括软件1116并且可编程为可变地改变紫外led1006的占空比(例如5秒开启，5分钟关闭)以控制光致发光物质的无源亮度。

如图10所示，led1004、1006通常在沿着管状罩406延伸的带中。可选地或另外地，如图12所示，led1004、1006可以安装在在端帽1200中的灯替换件1100的一端或两端。灯替换件1100包括用于在罩406内反射光的中央反射镜1202。

转到图13，多种端帽配置是可能的。每个端帽1200包括led1004、1006，led1004、1006被安装使得光沿着罩406传输。led1004、1006可以是成角度的并且是方向性的。扩散器也可以用于扩散透射光。每个端帽1200可以包括用于将光聚焦在罩406中的至少一个透镜。

紫外led1006具有约365nm的波长以最大程度地对光致发光物质充电。罩406优选地包括诸如聚丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的热塑性塑料，光致发光物质通过罩分散，所述罩如前所述地形成。与标准荧光管相比，灯替换件1100可以从单端供电。

本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出许多实施方案和变型。

在一个实施方案中，光致发光物质采取光致发光颜料“母料”的形式，光致发光颜料“母料”含有5％至65％之间的光致发光化合物。母料被掺入到聚合物(或塑料)载体内，该载体与基础聚合物材料相匹配并被添加到基础聚合物材料中以形成罩的主体。

可以理解的是，如参照图4所描述的，所有的实施方案利用定时器电路可以如上所述周期性地开启和关闭。

根据法规，已经用或多或少具体针对结构或方法特征的语言描述了本发明。应该理解的是，本发明不限于所示出或描述的具体特征，因为这里描述的手段包括实施本发明的优选形式。

整个说明书中对“一个实施方案”或“实施方案”的引用意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在整个本说明书各处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定都指同一实施方案。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式以一种或多种组合进行组合。