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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明提出一种具有优化室内光环境非视觉效应功能的建筑自适应表皮系统及控制方法。该系统包括安装建筑自适应表皮系统及用户输入参数；在五个光气候区内，分别实测非视觉效应指标达标时对应的照度值，划分各区光环境风险照度区间；运行系统，拍摄室内红外热图并检测光环境；使用YOLO算法处理红外热图确定人员视域，进一步结合所测光环境信息确定光环境风险网格编号及相应需调节的表皮单元、表皮类型及调节幅度，发送调节指令；双层表皮协同响应调节指令，电致变色玻璃改变雾化等级调节所需透光量，电敏记忆合金控制水基玻璃格栅改变其角度，通过菲涅尔透镜原理实现聚光。本发明能够自适应优化室内光环境，有效提升室内光环境质量与健康水平。

主权项：1.一种具有优化室内光环境非视觉效应功能的建筑自适应表皮系统，其特征在于，所述系统包括：设置模块：根据用户输入建筑空间信息，分别对室内平面与表皮做网格划分，依据每个表皮单元在不同雾化等级下照射所述平面网格的关系确定表皮编号、网格编号及雾化等级的对应关系；非视觉效应照度阈值建立模块：在五个光气候区内，分别以全光谱光源照度为自变量，照射受试者一小时，通过观察受试者褪黑素变化量以及问卷填写得出其昼夜节律刺激足量时的照度值EN1—EN5，重复大量实验得出五个光气候区的非视觉效应照度阈值；使用全天空扫描仪和全天空成像仪实测各光气候区多个地点光环境气候数据，将其接入人工天穹对缩尺模型进行模拟，通过检测室内光谱功率分布SPD并以此计算相应昼夜节律刺激CS，得出昼夜节律刺激足量时的照度值，重复大量实验得出五个光气候区的非视觉效应照度阈值EN1’—EN5’，用以验证EN1—EN5准确性；光环境检测模块：使用双目红外热成像仪记录瞬态条件下室内人员热图，使用YOLO算法识别人员面部朝向及标定其空间坐标，确定人员视域范围S，使用照度计和光谱仪分别检测各工作面及眼部垂直照度E、眼部的光谱功率分布SPD；光环境风险识别模块：以照度为指标将室内光环境划分为光环境舒适区间和多种光环境风险区间；根据测试点照度与光谱信息识别处于照度不足风险区间、昼夜节律中断风险区间或眩光风险区间的风险网格，借助其网格编号进一步确定需调节的表皮单元、表皮类型及调节幅度，并生成光环境调节指令；光环境调节模块：双层表皮协同响应调节指令，在变色玻璃表皮中，由电致变色玻璃EC改变雾化等级调节所需透光量，在动态聚光表皮中，由水基玻璃格栅改变角度调节聚光量，实现自适应调节室内光环境；其中，所述设置模块中，表皮编号、网格编号及雾化等级之间的对应关系以如下方式确定：依据用户输入的建筑空间边界条件与材质数据建立仿真模拟模型；依次单独调节透光量调节表皮单元的雾化等级进行日光照射的仿真模拟计算，循环全年时间，记录该表皮单元在不同雾化等级下，日光照射到的各所述网格的网格编号、不同等级的照度信息及相应的照射到的时间信息；建立表皮编号、网格编号、雾化等级和时间的对应关系表。

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