一种一体化LED导光混光玻璃装置及混光控制系统的制作方法

本发明属于建筑照明技术领域，涉及一种一体化LED导光混光玻璃装置及混光控制系统。

背景技术：

现代建筑中，玻璃已经应用的越来越多，成为建筑表皮的重要材料，其中玻璃幕墙成为应用最为广泛的幕墙体系之一，尤其是在商业建筑、高层办公建筑及大型公共建筑，大多采用大面积的玻璃幕墙结构。近年来，随着城市夜景亮化的趋势，以及城市夜生活的繁荣，建筑夜景成为夜间吸引人气，展现建筑风采的重要方面，因此玻璃幕墙的夜景照明越来越值得研究开发。同时，随着建筑媒体里面的趋势，可动态变换颜色的建筑媒体立面受到广大建筑业主的青睐，因其能在建筑使用期间播放不同的画面，其动态播放的特性能快速吸引人群视线，其不光具备照明功能，还能展现不同画面以传递信息起到广告宣传或者夜间美景欣赏的效果。

目前建筑玻璃幕墙立面照明一般采用亚克力或磨砂玻璃作为背光照明立面，导光板采用亚克力材料，其LED灯具采用直观型，以及为了提高幕墙画面呈现效果，将LED灯点点阵嵌入于玻璃夹层中，一面玻璃上有几十甚至上百颗LED灯点，其存在着一些问题：一面玻璃上嵌入这么多的LED灯点，如果一个LED灯点损坏，将需要更换整块玻璃面板，尤其是在高层玻璃幕墙上，更换维护将非常麻烦，同时，嵌入于玻璃夹层的LED灯点及排线均在白天可被观测到，影响玻璃立面原有的纯粹通透性及建筑效果，因此应用范围较窄。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种既不破坏建筑原有性能及效果，又具有较好的照明及画面灯光效果的一体化LED导光混光玻璃装置。

本发明的另一目的是提出了一种智能控制在玻璃幕墙上灯光呈现不同画面及智能调节画面呈现效果从而形成丰富、柔和的媒体立面效果的混光控制系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一体化LED导光混光玻璃装置，包括玻璃立面和安装在建筑墙面上的幕墙，玻璃立面其中两正对侧上分别设有至少一个灯具，所述幕墙具有一安装腔，上述灯具固定安装在安装腔内，且所述灯具内安装有单根LED灯条，LED灯条上设有多个可独立控制的LED灯珠，其特征在于：所述玻璃立面包括外层玻璃、内层玻璃以及固连在外层玻璃和内层玻璃之间的夹胶层，所述内层玻璃的内表面上均匀间隔设置有用于实现导光的釉点，上述的安装腔上设有夹持口结构，所述玻璃立面的四周被固定安装在幕墙安装腔的夹持口结构上。

在上述的一体化LED导光混光玻璃装置中，所述LED灯珠紧靠并正对上述内层玻璃的侧壁设置。

在上述的一体化LED导光混光玻璃装置中，所述灯具通过定制支架固定安装在幕墙安装腔内，所述定制支架包括相互垂直的灯具安装部和幕墙安装部，上述灯具背部通过两螺栓固定安装在灯具安装部上，所述幕墙安装部通过自攻螺栓固定安装在安装腔的底部侧壁上。

在上述的一体化LED导光混光玻璃装置中，所述幕墙的安装腔上开有开口，安装腔在开口处具有外开口端和内开口端，所述的外开口端内端上设有弹性夹持件一，内开口端处设有夹持组件，所述夹持组件内端通过固定螺栓安装在安装腔的底部侧壁上，其外端安装有弹性夹持件二，其外开口端内端、弹性夹持件一和夹持组件外端、弹性夹持件二构成了上述的夹持口结构。

在上述的一体化LED导光混光玻璃装置中，所述的外开口端内端和夹持组件外端上还均设有防水密封件。

在上述的一体化LED导光混光玻璃装置中，所述釉点的形状为菱形或圆形。釉点为均匀密集排布，但釉点大小会有微小变化。总体来说，靠近内层玻璃中间的釉点面积大，靠近内层玻璃两正对侧灯具的釉点面积小。因光在玻璃内部传导过程中会衰减，这样的釉点设置正好平衡了光线减弱的问题，使得整块玻璃的表面亮度更加均匀。

一种混光控制系统，包括多个上述一体化LED导光混光玻璃装置，其特征在于，还包括：

一个主控器；

多个分控制器，分别连接上述主控器和上述的LED灯条，用于接收上述主控器的控制指令并根据上述控制指令控制对应LED灯条上的对应LED灯珠的灯亮或灯灭，亮度调节以及色彩变换；

开关电源，用于提供电源给上述LED灯条。

在上述的一种混光控制系统中，所述的分控制器具有多口数据输出分控，每口数据输出分控通过总线连接多根LED灯条且与每根LED灯条上的每一个LED灯珠均连接。

在上述的一种混光控制系统中，所述的分控制器相邻两个之间通过超五类非屏蔽防水网线串联连接，前一个分控制器作为后一个分控制器的信号中继放大器且相互之间距离小于80米。

在上述的一种混光控制系统中，所述的主控器与第一个分控制器之间距离小于80米，且通过超五类非屏蔽防水网线连接。

在上述的一种混光控制系统中，所述的开关电源为多路，每路开关电源供电若干个LED灯条。

与现有技术相比，本一体化LED导光混光玻璃装置及混光控制系统具有如下几个优点：

1、通过内层玻璃上的釉点来承载并呈现灯光效果，相对现有技术的玻璃从实质上解决了光线承载的问题，具有较好的光线承载和灯光呈现效果，且维护更换方便；同时，因工艺要求降低，LED灯珠颗粒数减少，直接减少了初期投入，并同时降低了后期维护费用；

2、采用LED侧出面发光技术，内层玻璃替代原先的导光板，通过内层玻璃发出柔和均匀的光线，避免了直观型灯具发光表面亮度过高，对比度过明显，容易引起眩光及城市光污染的问题；同时导光板采用玻璃材质，在建筑立面的应用上比亚克力材料的导光板范围大很多，大大提高了其防火性能，耐磨耐腐蚀性能；同时，侧出面发光照明只需在玻璃两侧布置灯条，大大减少了能耗和LED灯条数量；

3、相对于亚克力或磨砂玻璃的幕墙立面，本发明采用的是外层玻璃和内层玻璃的两层结构，在内层玻璃上设置均匀间隔布局的釉点，且玻璃立面嵌入安装在原来玻璃幕墙中，不改变原有建筑立面的玻璃通透性，保证原有立面构件系统不破坏，同时不需要在背后设置空腔，大大提高了建筑经济效益，使得整个玻璃幕墙白天保持原有形象，夜间具有较好的画面发光效果；

4、LED灯条及LED灯珠通过主控器和分控制器进行模块化控制，能够对LED灯珠逐颗建立地址并能够达到单颗精确控制，采用智能控制系统对其进行光色、亮度的调节，从而使玻璃立面四周的LED灯光在玻璃立面内部进行混光，形成丰富、柔和的媒体立面效果。

附图说明

图1是一体化LED导光混光玻璃装置的结构示意图。

图2是玻璃立面的内层玻璃及其上釉点的结构示意图。

图3是混光控制系统中主控器和分控制器的结构原理图。

图4是分控制器与LED灯条及LED灯珠的结构原理图。

图5是开关电源与LED灯条的结构原理图。

图中，1、玻璃立面；11、外层玻璃；12、夹胶层；13、内层玻璃；131、釉点；2、幕墙；21、安装腔；22、外开口端；23、内开口端；3、灯具；31、LED灯条；311、LED灯珠；4、定制支架；41、灯具安装部；42、幕墙安装部；43、螺栓；5、弹性夹持件一；6、夹持组件；61、固定螺栓；62、弹性夹持件二；7、防水密封件；8、主控器；9、分控制器；10、开关电源。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本一体化LED导光混光玻璃装置，包括玻璃立面1和安装在建筑墙面上的幕墙2，玻璃立面1其中两正对侧上均设有一个灯具3，当然根据需要也可以设有多个灯具，比如，如果玻璃立面1的一侧长度为3米，而灯具3只有1米的话，可以首尾相接设置3个灯具；同时，灯具3安装位置可以是玻璃立面1的左右两正对侧，或者是上下两正对侧，当然根据需要也可以将玻璃立面1的四边侧都安装上灯具3。每个灯具3内安装有一根LED灯条31，LED灯条31上设有多个相互独立控制的LED灯珠311，当然根据需要也可以在一个灯具3内安装多根LED灯条31

幕墙2具有一安装腔21，灯具3通过定制支架4固定安装在幕墙2安装腔21内，定制支架4包括相互垂直的灯具安装部41和幕墙安装部42，灯具3背部通过两螺栓43固定安装在灯具安装部41上，幕墙安装部42通过自攻螺栓固定安装在安装腔21的底部侧壁上。

如图1和2所示，玻璃立面1为夹胶双层玻璃，包括外层玻璃11、内层玻璃13以及固连在外层玻璃11和内层玻璃13之间的夹胶层12，夹胶层12分别粘接在外层玻璃11内表面和内层玻璃13外表面上，将外层玻璃11和内层玻璃13用胶水固连粘接在一起，起到玻璃安全防破裂的效果，且具有保温隔热的作用，同时该夹胶层12为光学级夹胶层，光透性非常好，光线从内层玻璃13能够较好的穿透过夹胶层12进入到外层玻璃11中。内层玻璃13内表面上均匀间隔设置有用于实现导光的釉点131，釉点131的形状为菱形，釉点131为均匀密集排布，但釉点131大小会有微小变化。总体来说，靠近内层玻璃13中间的釉点131面积大，靠近内层玻璃13两正对侧灯具3的釉点131面积小，具体如图2所示。因光在玻璃内部传导过程中会衰减，这样的釉点131设置正好平衡了光线减弱的问题，使得整块玻璃的表面亮度更加均匀，釉点131的形状也可以为其他形状，比如圆形等，LED灯珠311紧靠并正对内层玻璃13的侧壁设置。LED灯珠311发光后通过内层玻璃13的侧壁折射发散到内层玻璃13及釉点131上，釉点131能够承载光线并发光依次折射通过内层玻璃13、夹胶层12及外层玻璃11照射出来呈现发光画面，其内层玻璃13相当于替代了现有技术的亚克力材质导光板，玻璃材质的内层玻璃13相比亚克力材质的导光板，其强度高，防火性能更好，更加耐磨耐腐蚀，从而使用寿命长，安全性高。釉点131能够很好地承载光线且密集均匀布置，从而釉点131结构呈现的画面发光效果较好且能够实现“面”的发光效果。由于釉点131具有很好的光线承载能力，因此作为照明立面的外层玻璃11无需为了改善玻璃承载光线的能力，将其表面改为磨砂材质或由亚克力材料替代，其外层玻璃11光通透性好，透光率高，光效好且能耗低。由于LED灯珠311紧靠并正对内层玻璃13的侧壁设置，LED灯珠311发光后直接通过内层玻璃13的侧壁折射发散到内层玻璃13及釉点131上，采用了LED侧出面发光技术，相对于现有技术的表面直观型，灯具3发光表面大，灯具3表面亮度较低，与立面整体亮度对比度较小，不会引起眩光以及城市光污染，同时，也无需玻璃立面1与灯具3背板之间具有一定距离的空腔，也不用预留背板维修通道，从而不会占用原本的建筑空间，不会影响原有建筑形态，保证建筑原有形态的美观。

内层玻璃13的制作工艺如下：

如图2所示，内层玻璃13经精密加工成型，超声波清洁备用，同时经光谱分析，在电脑上制成适合玻璃光学导光数码点阵，经数码模印方式制程，辅以相应精密滚涂工艺，在玻璃表层制成导光均匀数码微光聚阵形成带有釉点131的内层玻璃13，最终将折射进的光具备提升效率，柔和均匀之功能。详细来讲，内层玻璃13采用TFT-LCD背光源侧发光光导技术，以高分子精细光学塑胶材料为基材，在恒温恒湿无尘环境下，经过长期实验，结合液晶导光工艺和表层数码模印工艺和滚涂工艺，采用光谱分析原理，辅以适合玻璃光学导光数码点阵设计，采用特制纳米级耐候性玻璃油墨，在光学超白玻璃表层制成导光均匀数码微光聚阵形成带有釉点131的内层玻璃13，制成导光均匀度达到80％以上，其与普通玻璃比较，导光性能大大提高。其工艺制作简单，在保证较好地导光发光效果的同时，还降低了成本。同时，现有技术中，是采用LED灯点点阵嵌入于玻璃夹层中，一面玻璃上有几十甚至上百颗LED灯点，其中如果有一个LED灯点损坏的话，就需要更换整个玻璃面板，维护或更换非常麻烦，且成本高昂，而本发明是采用密集的釉点131作为承载光线及发光，而LED灯珠311还是安装在灯具3内，如果有一颗坏掉，只需更换所在的那根LED灯条31即可，而其他LED灯条31仍然能够正常工作不影响，维护及更换非常方便且成本很低。

进一步的，安装腔21上设有夹持口结构，幕墙2的安装腔21上开有开口，安装腔21在开口处具有外开口端22和内开口端23，外开口端22内端上设有弹性夹持件一5，内开口端23处设有夹持组件6，夹持组件6内端通过固定螺栓61安装在安装腔21的底部侧壁上，其外端安装有弹性夹持件二62，其外开口端22内端、弹性夹持件一5和夹持组件6外端、弹性夹持件二62构成了夹持口结构，玻璃立面1的四周被固定安装在幕墙2安装腔21的夹持口结构上。玻璃立面1的四周侧壁嵌入在幕墙2安装腔21中，实现与幕墙2的安装连接，灯具3也位于安装腔21内，且灯具3内的LED灯珠311紧靠并正对内层玻璃13的侧壁设置。这样无需改变幕墙2结构，与现有幕墙2方便实现安装。弹性夹持件一5和弹性夹持件二62能够对玻璃立面1即能夹持稳定又不对玻璃立面1产生破坏。外开口端22内端和夹持组件6外端上还均设有防水密封件7，防水密封件7能够保证安装腔21水密封，防止外面水进入安装腔21内。

如图3、4和5所示，本混光控制系统，包括多个一体化LED导光混光玻璃装置，还包括：

一个主控器8，存放在弱电间或消防控制室集控中心，为最高控制中心，与第一个分控制器9通过超五类非屏蔽防水网线连接且相互之间距离小于80米，发控制信号给第一个分控制器9；

多个分控制器9，分别连接主控器8和LED灯条31，安装在防水保护箱内，用于接收主控器8的控制指令并根据控制指令控制对应LED灯条31上的对应LED灯珠311的灯亮或灯灭，亮度调节以及色彩变换；能够实现单颗LED灯珠311的控制，使控制更加精准；分控制器9相邻两个之间通过超五类非屏蔽防水网线串联连接，前一个分控制器9作为后一个分控制器9的信号中继放大器且相互之间距离小于80米；分控制器9具有多口数据输出分控，每口数据输出分控通过总线连接多根LED灯条31且与每根LED灯条31上的每一个LED灯珠311均连接；

开关电源10，用于提供电源给LED灯条31，开关电源10为多路，每路开关电源10可以供电最多6米长的LED灯条31，且就近设置，即安装在供电的LED灯条31附近。

控制信号包括地址信息和指令信息，地址信息包括分控制器9地址、该分控制器9上的数据输出分控地址、该数据输出分控地址上的LED灯条31地址以及该LED灯条31上的LED灯珠311地址。

进一步的，如图3和4所示，本实施例中的分控制器9为20个，编号分别为NO1，NO2…NO20，排列成4行5列，同一列分控制器9中相邻两两串联连接，第一行分控制器9编号分别为NO1，NO5，NO9，NO13，NO17，相邻两两串联连接，位于第一行第一列的NO1分控制器9作为第一分控制器9与主控器8连接。每个分控制器9上具有16口数据输出分控，使用14口，预留2口，也就是说有14口数据输出分控可以用来连接LED灯条31，且每口数据输出分控上均连接有24根LED灯条31，编号分别为L1,L2…L24，每根灯条为1米长。当然，主控器8和分控制器9上均有电源供电，该电源为AC220V。开关电源10为350W/DC24V，多路出线，线长长度在30米内，开关电源10负载为总功率的80％内，每个开关电源10供电于6根LED灯条31，分别编号为L.1,L.2…L.6，且安装在靠近这6根LED灯条31的灯具3处的防水保护箱内或置于龙骨水槽上方干燥处，每根LED灯条31为1米长。

其LED灯条31及其上的LED灯珠311采用模块化控制，LED灯珠311为RGB灯珠，其地址可以具体上单个LED灯珠311上，从而能够实现LED灯珠311单颗控制，其单颗控制可以实现单颗LED灯珠311的灯亮或灯灭、亮度的调节以及红绿蓝色彩变换，然后配合输入到主控器8上的特定光效程序，主控器8能够控制各LED灯光在内层玻璃13上进行混光，然后通过釉点131及外层玻璃11形成丰富、柔和的不同光图案。该控制方式控制简单，能够智能控制呈现丰富多彩且光效好的光画面图案。可在玻璃面上有规律地呈现动态变换的图案，其控制程序有以下几种形式：1、玻璃立面1两条边框上的LED灯珠311分别从对角线方向的一端，向中心相对方向逐个亮起或变换颜色，在玻璃立面1中间形成混光的彩色光及柔和的图案，并因为两端不同的颜色进行混合，会形成不同颜色的混光；2、玻璃立面1两条边框上的LED灯点从两端同时逐个亮起或变换颜色，形成向心的圆圈彩色光图案，像不停吹起和变幻的泡泡。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。