
传统建筑采光主要依靠窗户、天窗和采光井,但对于地下室、建筑深层、北向房间以及部分无窗空间,自然阳光往往难以直接到达。
YUJU 智能阳光导入解决方案采用主动式自然采光思路,通过 太阳自动追踪、光学聚光、光纤导光和室内散光, 将室外自然阳光采集后传输至建筑内部需要自然采光的位置。
可以把智能阳光导入系统理解为一扇“能够主动寻找太阳的窗户”。
普通窗户只能被动接受某一方向的自然光,而主动式阳光导入系统可将采光装置安装在屋顶、露台、建筑外立面或其他具有良好日照条件的位置,根据太阳方位变化主动调整采光方向。
采集到的太阳光经过光学系统汇聚并耦合进入导光介质,再通过光纤或其他导光路径输送至建筑内部,使地下室、北向空间、衣帽间、暗卫以及建筑内部区域获得更多自然光。
从系统工程角度来看,一套主动式阳光导入系统主要可以分为三个部分:
太阳从日出到日落的位置持续发生变化。如果采光装置始终固定在一个方向,能够有效利用的直射阳光时间会受到限制。
因此,主动式阳光导入系统的重要技术之一,就是太阳自动追踪。
系统可通过光照传感、太阳位置算法、控制器、驱动机构及执行电机等组件,对采光装置方向进行调整,使光学采集端根据太阳位置变化保持合理的入射角度。
理想的控制过程可以实现:
这也是主动式阳光导入系统与传统固定式采光管、采光井之间的重要技术区别之一。
追踪太阳只是第一步。真正决定自然光能否进入光纤,还需要解决光学聚光与耦合问题。
采光端通过光学透镜或聚光组件收集一定面积范围内的太阳光,并将其汇聚至适合进入导光介质的位置。
随后,经过光学匹配的自然光被耦合进入光纤,实现从“自由空间传播”向“光纤内部传播”的转换。
光纤导光利用光在导光介质中的传播特性,将采光端获得的自然光输送到其他位置。
与传统窗户必须依赖建筑外立面不同,光纤具有线路布置相对灵活的特点,因此可以根据建筑结构设计传输路径。
在实际系统设计中,需要重点考虑:
自然光到达房间后,并不能简单让光纤末端直接裸露使用,还需要通过室内光学终端进行固定、保护和光线分配。
根据不同空间需求,室内终端可以设计为筒灯式、射灯式、散射式或其他建筑一体化形式。
对于需要全天稳定照明的空间,还可以研究自然光 + LED辅助照明的混合模式:日照条件良好时优先利用自然光,当室外光照不足时,再由LED提供必要的照度补偿。
用于自然采光的导光系统与普通照明电缆完全不同。其核心任务不是输送电能,而是尽可能有效地传输采集到的光。
因此在方案设计中,需要综合考虑光纤材料、有效导光口径、数值孔径、光谱传输特性、单位长度损耗、允许弯曲半径以及环境适应能力。
对于较长距离或复杂路径的自然光传输,不能只关注“光纤能不能弯”,还要计算整个光路的综合损耗,才能判断到达室内后的实际采光效果。
传统自然采光受到墙体、楼板、房间位置和建筑进深的限制,而光纤导光线路可以在满足技术要求的前提下,根据建筑结构进行路径规划。
这使主动式自然采光具备进入传统窗户难以覆盖区域的可能性,例如建筑中部、地下空间以及部分封闭功能区域。
阳光导入系统最终面对用户的是室内采光终端,因此除了光学性能之外,还需要考虑建筑美学与空间设计。
终端可以结合吊顶、墙面或建筑装饰进行设计,让自然采光系统尽可能融入室内环境,而不是成为突兀的机电设备。
| 应用空间 | 主要需求 |
| 别墅地下室 | 改善长期缺少自然光的问题 |
| 地下健身房 / 娱乐空间 | 增加白天自然采光体验 |
| 衣帽间 / 暗卫 | 解决无窗或采光不足 |
| 北向房间 | 补充直接自然采光不足 |
| 大型建筑内部区域 | 改善建筑进深区域白天采光条件 |
真正的工程设计还需要回答几个问题:
因此,智能阳光导入不是单一设备,而是光学、机械控制、导光技术、建筑设计与智能控制共同组成的系统工程。