[发明专利]一种全自然采光的大跨度水晶宫穹顶系统

说明书

一种全自然采光的大跨度水晶宫穹顶系统，包括穹顶主体、采光系统、蓄水减重系统和投影系统，采光系统包括开设在穹顶主体的顶部的若干个采光孔；采光孔下方嵌设有蓄水减重系统，蓄水减重系统包括若干个中空多夹层的蓄水装置，蓄水装置设有进水口和出水口，相邻蓄水装置通过软管相连；蓄水装置与供水装置连通，且其进水口、出水口分别与供水泵和排水泵连通，蓄水装置的中心孔内设有投影系统。该穹顶系统可以安全稳定地提供日间的自然采光照明需求；蓄水减重系统降低了穹顶的承重负荷，便于投影系统形成仿静动态的投影效果；控制器根据光照强度测量仪的检测信号，改变蓄水减重系统中蓄水厚度，实现对穹顶光照强度的自动化调节。

技术领域

本发明涉及灯光投影设计领域，特别是动态彩绘灯光投影设计，尤其是涉及一种全自然采光的大跨度水晶宫穹顶系统。

背景技术

目前，我国大跨度的穹顶结构的建筑越来越受设计师的青睐，穹顶结构给予室内人员宽敞舒适的感觉，而传统穹顶的美化设计主要通过在穹顶装饰各种灯具，通过灯光颜色，灯光的排列等手段营造各种视觉灯光效果，但该方法局限于光源的单调性和穹顶承重局限性，往往无法满足一些建筑的穹顶美观要求，也不足以满足不同功能性建筑的需求，且不能充分利用自然采光。

采光设计是穹顶水晶宫关键，直接通过灯具照射方式适用于比较正式的场所，对于比较商业性的场所，如游乐园，为满足一定的主题，在穹顶上布置相应的主题背景是市场趋势，相对于直接在穹顶喷涂主题背景或张贴装饰灯手段，自然采光投影主题技术更加方便美观。

其次，穹顶结构添加装饰设计的困难之一还在于穹顶的承重局限性，尤其对于大跨度的穹顶结构，由于无法承重过大，穹顶无法承受太高负荷的设计因此，急需提供一种质量轻便的投影装置，便于用于大跨度的水晶宫穹顶内大面积的投影光影。

因此，本发明突破传统的直照式的灯光穹顶设计，为穹顶结构建筑提供了更加丰富多彩的选择，市场需求高，应用前景广阔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、穹顶承重较小，观影动态效果良好、安全稳定的全自然采光的大跨度水晶宫穹顶系统，满足不同功能建筑的穹顶美观要求，同时为解决自然采光不稳定，充分利用当地自然采光资源难度大的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全自然采光的大跨度水晶宫穹顶系统，包括穹顶主体、采光系统、蓄水减重系统、和投影系统，所述采光系统包括开设在穹顶主体的顶部的若干个采光孔；所述采光孔下方嵌设有蓄水减重系统，所述蓄水减重系统包括若干个中空多夹层的蓄水装置，蓄水装置设有进水口和出水口，相邻蓄水装置通过软管相连；蓄水装置与供水装置连通，且其进水口、出水口分别与供水泵和排水泵连通，所述蓄水装置的中心孔内设有投影系统。

根据采光孔内太阳光的直射光照强度高低，调节蓄水减重系统中蓄水夹层内的蓄水厚度，如太阳光的直射光照强度达到10万勒克斯，调节蓄水减重系统内的蓄水量，使蓄水装置中4层蓄水夹层均蓄水，进而增大蓄水减重系统的蓄水厚度至4层，同样，在光照强度低时，如在太阳直射条件不佳时，则减少蓄水减重系统的蓄水厚度，如通过开大排水泵的开度，减小蓄水装置内的蓄水量，使蓄水装置中仅2层蓄水层蓄水，即蓄水厚度为2层。

蓄水为淡蓝色透明水体，蓄水装置中蓄水厚度越大，其对阳光的散射作用越强，从而调控自然采光的光照强度。

由于蓄水装置为中空多夹层的结构，蓄水减重系统还可以减小穹顶的承重压力，当出现紧急情况时，可以关闭供水泵，全部开启排水泵，使蓄水减重系统内的水快速排出，进而减小穹顶的承重压力。

所述穹顶系统还包括安全维护系统，所述安全维护系统包括安全丝网和应急快速排水断电开关，所述安全丝网铺设在穹顶主体的底部，所述应急快速排水断电开关与控制器电连接，所述应急快速排水断电开关与投影系统的驱动电机、供水泵、排水泵电连接。