一种百叶窗遮阳导光百叶片的优化设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种百叶片设计方法，更具体地说，它涉及一种百叶窗遮阳导光百叶 片的优化设计方法。
【背景技术】
[0002] 众所周知，镜面定向反射百叶片由反光部和导光部组成，反光部将照射其上的阳 光定向反射到室外，导光部将照射其上的阳光定向导入到室内，通常导光部为向上弯曲的 镜面柱面，而反光部则有两种不同横截面的柱面形式，一种是一次反射的向上弯曲的弧形 柱面，另一种是带有二次反射的横截面为锯齿形的柱面。例如德国专利DE19503293A1， DE19543812A1，DE10260711A1公开了反光部和导光部都只有一次反射的向上弯曲的弧面 百叶片，这一类百叶片的缺陷是抗风强度差、在百叶窗关闭时百叶片无法完全闭合，使得在 太阳处于低处时照射到百叶片导光部的阳光反射到上一片百叶片的背面而转入到室内， 从而未能达到室内完全黑暗的状态，为了克服这些缺陷，DE19828542A1，DE19929138A1， DE102010005054A1公布了一种Z形镜面百叶片。然而，上述专利申请公布的镜面百叶片都 有一个缺陷，即在太阳处于低处时，照射到镜面百叶片反光部的阳光都会反射到上一相邻 百叶片的背面而造成眩光以及把太阳热量留在室内，同时相当一部分阳光不被百叶片遮挡 而直接进入室内，在太阳处于高处时，照射到镜面百叶片导光部的阳光无法导入到室内纵 深处。上述镜面百叶片一般都只应用于传统的固定节距百叶窗上，一旦百叶片稍微往外翻 转，则照射到百叶片上的阳光将无法按照预设的光线路径反射与导入。为了克服这种缺陷， 中国发明专利CN102839909B、CN101818616B先后公布了几种变节距百叶窗，通过百叶片间 距的变化和百叶片的旋转微调来适应动态的阳光，使得照射到百叶片上的阳光按照预设的 光线路径反射与导入。然而将上述Z形镜面百叶片应用到变节距百叶窗时，同样会出现处 于较低太阳高度角的阳光照射到镜面百叶片时，落在百叶片反光部的阳光会反射到上一相 邻百叶片的背面而造成眩光以及把太阳热量留在室内，在太阳处于高处时，照射到镜面百 叶片导光部的阳光无法被导入到室内纵深处。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种百叶窗遮阳导光百叶片的优化设计方法，根据这种优化方法设 计出来的遮阳导光百叶片应用到固定节距百叶窗时，不论太阳处于高处或低处时，照射到 这种百叶片导光部的阳光都能被导入到室内纵深处，照射到这种百叶片反光部的阳光也都 能被反射到室外而不再被反射到上一相邻的百叶片的背面，使得百叶片背面无需进行特殊 处理就能消除眩光；而根据这种方法设计出来的遮阳导光百叶片应用到变节距百叶窗时， 可以将百叶片的导光部占整个百叶片的横截面宽度的比例提高到70%左右，使得百叶窗能 够在夏天反射更多不需要的阳光，在冬天导入更多的用于取暖的阳光，获得更好的节能效 果，另外，无论太阳处于高处还是低处，变节距百叶窗都能保持最佳的透明度。
[0004] 本发明的技术方案是：一种百叶窗遮阳导光百叶片的优化设计方法，应用于具有 高位百叶片和低位百叶片的遮阳导光百叶窗上，高位百叶片和低位百叶片均具有靠室外侧 的反光部和靠室内侧的导光部，反光部和导光部均为弧形面，该方法包括下列步骤：
[0005] A.根据百叶窗轴向尺寸及百叶片间距要求确定一设计点，设定设计点处太阳高度 角为Hd、高位百叶片横截面上反光部外端反射光线与水平面的夹角为ya、高位百叶片横截 面上反光部顶点处反射光线与水平面的夹角为Yb、高位百叶片横截面上导光部的顶点处 反射光线与水平面的夹角为0b、高位百叶片横截面上导光部的内端反射光线与水平面的 夹角为0dl、低位百叶片横截面上反光部和导光部之间的隔断平面与竖直面的夹角为S2， 低位百叶片横截面上导光部底点处反射光线与水平面的夹角为0。、低位百叶片横截面上 导光部内端反射光线与水平面的夹角为0 d2;
[0006] B.选取百叶窗百叶片处于打开状态下的水平姿态，以高位百叶片横截面上内端作 为测量原点，设定实际高位百叶片横截面上顶点至高位百叶片内端的水平距离为Lbd、测量 原点至高位百叶片外端的水平距离为L;
[0007] C.根据下列优化公式确定高位百叶片横截面上顶点和高位百叶片内端间连线形 成的弦平面与水平面的夹角ai、高位百叶片横截面上顶点和高位百叶片外端间连线形成 的弦平面与垂直平面的夹角Si、反光部弧面半径Rab、导光部弧面半径Rbd:
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[0013] D.同样方法，根据下列优化公式确定低位百叶片横截面上底点和低位百叶片内端 间连线形成的弦平面与水平面的夹角a2、低位百叶片横截面上导光部弧面半径R&:
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[0017] 百叶片的遮阳导光功能是通过反光部、导光部对阳光的反射来实现的。高位百叶 片和低位百叶片虽反光部形状相同，但整体结构有所不同，高位百叶片一般为八字形，而低 位百叶片一般为Z形，低位百叶片上导光部一束反射光线与水平面的最小夹角比高位百叶 片上导光部一束反射光线与水平面的最小夹角更大，因此反光部、高位百叶片的导光部和 低位百叶片的导光部三处的弧面半径需要分别进行优化设计，使得百叶窗能在不需要光热 时最大程度地屏蔽光线并消除眩光，而在需要光热时又最大程度地将光线导入室内并消除 眩光，倘若通过反复实验的方法逐步修正设计以达到最佳效果，无疑会耗费巨大时间及费 用，而使用本发明提供的方法，只需通过给定一些易测易控的设计参数、就能准确、方便地 确定三处的弧面半径，极大节约时间和费用，降低设计成本，缩短产品开发周期。
[0018] 作为优选，的取值范围为0.5~0.8，！^反映了百叶片光线导入量的取舍，取值 越大，光导入量越大。
[0019]作为优选，设计点处太阳高度角Hd的取值范围为35°~45°，选取此值可以让所 设计的百叶片更好地在高太阳高度角和低太阳高度角两个范围内达到优化的反光和导光 效果。
[0020] 作为优选，ya的取值范围为70°~88°，yb的取值范围为40°~50°。确定这 些取值范围是为了百叶片更好地满足实际要求，避免光线反射到上一相邻百叶片的背面。
[0021] 作为优选，的取值范围为0~20°，0dl的取值范围为55°~85°。确定这 些取值范围是为了百叶片更好地满足实际要求，避免光线反射到上一相邻百叶片的背面。
[0022] 作为优选，的取值范围为45°~55°，0d2的取值范围为80°~88°。确定这 些取值范围是为了百叶片更好地满足实际要求，避免光线反射到上一相邻百叶片的背面。
[0023] 作为优选，S2的取值范围为10°~45°。确定这些取值范围是为了百叶片更好 地满足实际要求，避免百叶片的隔断平面对光线产生干涉。
[0024] 作为优选，在完成步骤A-D后，将高位百叶片的导光部和低位百叶片的导光部作 垂直往下平移，增大导光部与反光部间的位置落差。通过这一设计变动，可以根据需要调整 高位百叶片的导光部和低位百叶片的导光部的一束反射光与水平面的最小夹角，还可增强 高位百叶片的抗弯强度。
[0025] 本发明的有益效果是：
[0026] 本发明可使百叶片得到最优化设计，这样制作出的百叶片可把需要的光线导入室 内，而把多余的光线进行有效屏蔽，从而满足人们对室内热舒适性和视觉舒适性的要求，取 得更好的节能效果。
【附图说明】
[0027] 图1百叶窗高位百叶片的横截面图与几何参数；
[0028] 图2百叶窗低位百叶片的横截面图与几何参数；
[0029] 图3单次二分变节距百叶窗高位百叶片单元横截面与几何参数；
[0030] 图4单次二分变节距百叶窗低位百叶片单元横截面与几何