節(jié)能照明 的 太陽(yáng)光照明，不用電照明裝置，導(dǎo)光管照明 節(jié)能燈

 

 

摘要：隨著社會(huì)環(huán)境的惡化和能源的日益緊缺，促使人們更深一層的認(rèn)識(shí)到環(huán)境和能源的重要性，伴隨著各種能源的開(kāi)發(fā)與利用，太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而對(duì)自然光照明的研究則是其中的一個(gè)主要課題，本文介紹了自然光導(dǎo)照明系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)及其在建筑中的應(yīng)用。

 

關(guān)鍵詞：自然光；光導(dǎo)照明；光導(dǎo)管；建筑采光

 

1、 引言 全球能源日益緊張，物價(jià)飛速上漲，企業(yè)如何控制成本已迫在眉睫，在控制各項(xiàng)成本的同時(shí)，如何減少不必要的浪費(fèi)也是企業(yè)研究的一個(gè)重要課題。日間照明問(wèn)題是其中最重要一項(xiàng)。同時(shí)，在現(xiàn)在高節(jié)奏的生活中，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注工作和生活的環(huán)境舒適度，人們逐漸從物質(zhì)追求轉(zhuǎn)移到了精神追求，舒適的光環(huán)境是人們重要追求之一。

 

2、 人?建筑?自然光 陽(yáng)光是萬(wàn)物之源，是構(gòu)成宇宙的基本要素，人類(lèi)生活時(shí)時(shí)刻刻離不開(kāi)光，人從外界獲得的信息約有80％都來(lái)自光和光輻射引起的人的視覺(jué)。自然光是界定空間的要素，通過(guò)對(duì)光與建筑空間關(guān)系的研究，可以對(duì)建筑的本質(zhì)獲得更為深刻的認(rèn)識(shí)。光賦予建筑之色彩，給予人類(lèi)之生命。

 

3、 建筑采光 建筑采光的發(fā)展大概分為三個(gè)過(guò)程： （1） 傳統(tǒng)建筑采光，如門(mén)、窗； （2） 近代建筑采光，如采光天窗、采光的帶、采光罩等； （3） 現(xiàn)代建筑采光，如光導(dǎo)照明、光纖照明等。 每個(gè)采光過(guò)程的衍變都是為了解決以前采光而不能解決的問(wèn)題，使建筑更合理的運(yùn)用自然光。 3.1傳統(tǒng)建筑采光 （1） 不能解決大進(jìn)深房間采光； （2） 無(wú)法控制光強(qiáng)和光線(xiàn)角度； （3） 采光面積大，熱損大。 3.2近代建筑采光 （1） 解決大進(jìn)深建筑采光問(wèn)題； （2） 受建筑層數(shù)限制，僅能解決單層或頂層建筑采光； （3） 受室內(nèi)吊頂限制； （4） 仍無(wú)法控制光強(qiáng)和光線(xiàn)角度； （5） 增加建筑熱損。 3.3現(xiàn)代建筑采光 光導(dǎo)照明 光纖照明 （1） 解決大進(jìn)深建筑和地下建筑采光問(wèn)題。 （2） 打破建筑層數(shù)的限制； （3） 打破吊頂?shù)南拗疲?/span> （4） 可控制光強(qiáng)和光線(xiàn)方向； （5） 熱損大幅度降低。

 

4、光導(dǎo)照明系統(tǒng)介紹 4、1什么是光導(dǎo)照明 光導(dǎo)照明即利用室外自然光為室內(nèi)提供照明，又稱(chēng)自然光照明。 4、2光導(dǎo)照明工作原理 光導(dǎo)照明系統(tǒng)通過(guò)采光裝置聚集室外的自然光線(xiàn)并導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，再經(jīng)過(guò)特殊制作的導(dǎo)光裝置強(qiáng)化與高效傳輸后，由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光線(xiàn)均勻?qū)氲绞覂?nèi)任何需要光線(xiàn)的地方，如圖4-1所示。圖4-1 4.3光導(dǎo)照明系統(tǒng)的組成 光導(dǎo)照明系統(tǒng)主要有三部分組成：采光罩、光導(dǎo)管和漫射器，如圖4-2所示。 ① 采光器 ② 防雨裝置 ③ 光導(dǎo)管 ④ 彎管 ⑤ 延長(zhǎng)管 ⑥ 固定環(huán) ⑦ 漫射器 ⑧ 裝飾環(huán) 圖4-2 4.4光導(dǎo)照明系統(tǒng)的安裝方式，圖4-3。 圖4-3 光導(dǎo)照明系統(tǒng)安裝示意圖 4.5光導(dǎo)照明的應(yīng)用場(chǎng)所 光導(dǎo)照明系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種建筑場(chǎng)所，但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于大跨度的廠房、場(chǎng)館、辦公、地下空間等采光不好及白天需要照明的場(chǎng)所，都用于單層及頂層建筑。5、光導(dǎo)照明系統(tǒng)說(shuō)明     光導(dǎo)照明系統(tǒng)的光線(xiàn)傳輸原理是光線(xiàn)的反射與漫射，其光線(xiàn)的反射（傳輸）介質(zhì)是系統(tǒng)內(nèi)部的光導(dǎo)管（高反射材料），所以對(duì)光導(dǎo)管的反射率要求很高（圖5-1）。  圖5-1 材料反射率與系統(tǒng)總反射率的關(guān)系曲線(xiàn)圖（10次反射） 說(shuō)明：由上圖可以看出，系統(tǒng)的效率與反射材料反射率的n次方成正比。所以光導(dǎo)管的反射率不宜低于95%。否則利用光導(dǎo)管導(dǎo)光價(jià)值不大。光導(dǎo)照明系統(tǒng)的發(fā)光效率還與光導(dǎo)管的直徑大小和管道的長(zhǎng)短有關(guān)，如圖5-2和圖5-3所示。 說(shuō)明：上圖所示，導(dǎo)光管長(zhǎng)度為3米，采光罩透光率為88%，室內(nèi)漫射器透光率為86%，光導(dǎo)管反射率為95%。說(shuō)明：上圖所示，導(dǎo)光管直徑為0.53米，采光罩透光率為88%，室內(nèi)漫射器透光率為86%，光導(dǎo)管反射率為95%。

2 光導(dǎo)照明在建筑中的應(yīng)用

 綜上所述，光導(dǎo)管直徑越大，管道長(zhǎng)度越短，系統(tǒng)發(fā)光效率越高。此外，光導(dǎo)管的放置方式和彎轉(zhuǎn)次數(shù)也對(duì)系統(tǒng)的發(fā)光效率有影響，上述光導(dǎo)管為豎直放置。 光線(xiàn)在水平光導(dǎo)管內(nèi)反射次數(shù)增加，光損加大，系統(tǒng)發(fā)光效率降低，所以水平管道傳輸不宜超過(guò)3.0m。 另根據(jù)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)每增加一個(gè)彎頭，其光效降低10-15%，所以光導(dǎo)管彎頭不宜超過(guò)2個(gè)。光導(dǎo)照明設(shè)計(jì)光導(dǎo)照明系統(tǒng)即自然采光系統(tǒng)，該系統(tǒng)只能應(yīng)用于日間照明，它不存在與能量的儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化，所以在使用光導(dǎo)照明系統(tǒng)的同時(shí)必須采用電力照明措施，電力照明的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)遵循國(guó)家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。光導(dǎo)照明系統(tǒng)的照度值隨室外照度（天氣）情況變化而變化（圖6-1），所以該系統(tǒng)只能用于一般照明，不能用于對(duì)于照度要求恒定的及應(yīng)急照明。圖6-1  照度變化曲線(xiàn) 說(shuō)明：上圖為型號(hào)EV-gc450a的光導(dǎo)照明系統(tǒng)在8月某天和11月某天全天的照度變化情況，以及與電力照明照度的對(duì)比。同時(shí)，應(yīng)用光導(dǎo)照明系統(tǒng)時(shí)，電力照明系統(tǒng)宜采用智能自動(dòng)控制，在陰雨天照度不足時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)電力照明系統(tǒng)，反之亦然。各系統(tǒng)組合構(gòu)成最佳的節(jié)能方案。6.1光導(dǎo)照明設(shè)計(jì)一般規(guī)律（圖6-2） （1） 當(dāng)?shù)厥彝馄骄斩却_定 參考GB/T 50033—2001《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》確定當(dāng)?shù)氐氖彝馄骄斩取?/span>（2） 設(shè)計(jì)場(chǎng)所照度確定  照明設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到規(guī)定的照度。各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)可參見(jiàn)GB 50034—2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和CECS 45：92《地下建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。（3） 確定照明方式及照明種類(lèi) 根據(jù)建筑物的功能及使用要求確定合適的照明方式，配置完善的照明種類(lèi)。 （4） 選擇系統(tǒng)型號(hào)  根據(jù)使用場(chǎng)所對(duì)照度要求、照明方式、照明種類(lèi)等因素選擇合適的系統(tǒng)型號(hào)。 （5） 確定燈具布置方案  結(jié)合建筑物平面布置及柱、梁的位置并考慮與建筑物及其他公用設(shè)施的協(xié)調(diào)，進(jìn)行有規(guī)則的布置。 （6） 計(jì)算照度 （7） 檢驗(yàn)照明質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)  由上述（1）～（6），對(duì)最后確定的燈具布置方案，需對(duì)照度水平、照度均勻度、亮度分布、眩光、陰影等照明質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，如需對(duì)布燈方案進(jìn)行修改時(shí)，則上述（3）～（6）應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。這往往需反復(fù)多次，才能獲得最佳方案。說(shuō)明： ① 布置系統(tǒng)時(shí)，遠(yuǎn)離建筑采光門(mén)窗； ② 布置于坡屋頂陰面的系統(tǒng)，其采光器宜高于屋脊； ③ 采光器距女兒墻的距離不應(yīng)小于1.5m。 6.2設(shè)計(jì)注意問(wèn)題     建筑類(lèi)型、建筑結(jié)構(gòu)、使用場(chǎng)所、室外采光位置、采光層數(shù)、地下建筑采光要注意地面規(guī)劃情況、其他。6.3光導(dǎo)照明設(shè)計(jì)依據(jù) GB/T 50033—2001《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》； GB 50034—2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》； CECS 45：92《地下建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》； GB/50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》； GB/50345-2005《屋面工程技術(shù)規(guī)范》； DBJ 01-93-2004《屋面防水施工技術(shù)規(guī)程》； CECS 56:94《室內(nèi)燈具光分布分類(lèi)和照明設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；其他有關(guān)國(guó)家及地方的現(xiàn)行規(guī)程和規(guī)范。 7、光導(dǎo)照明系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) （1）節(jié)能：無(wú)電照明，節(jié)省日間電力照明費(fèi)用； （2）環(huán)保：材料可回收利用； （3）健康：自然光照明； （4）頂罩自清潔：球面設(shè)計(jì)； （5）防水易處理 （6）保溫隔熱

說(shuō)明：上圖為型號(hào)EV-GC330A的光導(dǎo)照明系統(tǒng)保溫隔熱性能圖。 （7）減少制冷消耗 （8）安裝簡(jiǎn)便：1-2小時(shí)安裝一套系統(tǒng)； （9）無(wú)需維護(hù) （10）使用壽命長(zhǎng)：使用壽命為25年以上。 8、光纖照明系統(tǒng)簡(jiǎn)介 8.1光纖照明工作原理 通過(guò)室外的集光器采集光線(xiàn)，然后由光導(dǎo)纖維傳送到室內(nèi)，最后由室內(nèi)的發(fā)光體將光線(xiàn)均勻的照射在室內(nèi)各個(gè)角落。光纖照明的工作原理與光導(dǎo)照明的工作原理相同，二者的區(qū)別是： 光纖照明系統(tǒng)與光導(dǎo)照明系統(tǒng)相輔相成，互相補(bǔ)充，光導(dǎo)照明系統(tǒng)無(wú)法解決的采光問(wèn)題，利用光纖照明系統(tǒng)均可解決，如多層、高層建筑內(nèi)的黑房間等等。8.2光纖照明系統(tǒng)的組成   目前在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有生產(chǎn)光纖照明的廠家，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的兩種光纖照明系統(tǒng)分別為瑞典的“百浪斯”光纖照明和日本的“向日葵”光纖照明，由于均為進(jìn)口產(chǎn)品，造價(jià)不扉。有待國(guó)內(nèi)人士開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品市場(chǎng)空間巨大。

 

《太陽(yáng)能光纖照明燈在武漢問(wèn)世 相當(dāng)于100W的燈泡》
     近日，一種全新的太陽(yáng)能光纖照明燈在武漢光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中心問(wèn)世。據(jù)悉，這種光纖燈是在室外安裝一個(gè)聚光鏡，先集中所有照射在鏡子上的光線(xiàn)，再通過(guò)連接聚光鏡的光纖束把光傳遞遞到室內(nèi)，利用該光束的光能進(jìn)行照明，最高可達(dá)100W燈泡的亮度。

 

    據(jù)專(zhuān)家介紹，目前我國(guó)所運(yùn)用的太陽(yáng)能等發(fā)電設(shè)備要通過(guò)多次能量轉(zhuǎn)換，這個(gè)過(guò)程大大降低了使用效率，而通過(guò)直接把太陽(yáng)光引入室內(nèi)，可大大提高太陽(yáng)能的使用率。

 

 

太陽(yáng)能光纖自貯能照明系統(tǒng)      太陽(yáng)能光纖自貯能照明系統(tǒng)是一種綠色照明系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能作為能源；利用光導(dǎo)玻璃纖維傳光束作為傳光線(xiàn)路；把太陽(yáng)能直接引入陰暗、潮濕處進(jìn)行照明；不僅節(jié)省了大量的常規(guī)電能，而且由于引入的是太陽(yáng)光，屬于自然光照明，人眼睛的適應(yīng)能力強(qiáng)，可起到保護(hù)視力和陽(yáng)光浴的作用，可使"北屋變南屋"、"地下變地上"，可以廣泛地應(yīng)用于陰暗房間、地下商場(chǎng)、人防工事、礦井、隧道、彈藥庫(kù)等處的照明，安全可靠，防火，無(wú)瓦斯爆炸等危險(xiǎn)，因而具有顯著的環(huán)境效益。 太陽(yáng)能是一種巨大的、無(wú)污染的廉價(jià)的能源，隨著常規(guī)能源的日益短缺和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，世界各國(guó)越來(lái)越重視太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用。 光導(dǎo)纖維七十年代開(kāi)始應(yīng)用于通信系統(tǒng)，八十年代開(kāi)始應(yīng)用于傳光系統(tǒng)，顯示出纖維光學(xué)的強(qiáng)大生命力。 & y: a' Y- |7 t- @, P- c      本項(xiàng)目圍繞國(guó)內(nèi)、外的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)、外首先研制出《太陽(yáng)能光纖自貯能照明系統(tǒng)》。 該系統(tǒng)是一種綠色照明系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能作為能源；利用光導(dǎo)玻璃纖維傳光束作為傳光線(xiàn)路；把太陽(yáng)能直接引入陰暗、潮濕處進(jìn)行照明；不僅節(jié)省了大量的常規(guī)電能，而且由于引入的是太陽(yáng)能，屬于自然光照明，人眼睛的適應(yīng)能力強(qiáng)，可起到保護(hù)視力和陽(yáng)光浴的作用，可使"北屋變南屋"、"地下變地上"，可以廣泛地應(yīng)用于陰暗房間、地下商場(chǎng)、人防工事、礦井、隧道、彈藥庫(kù)等處的照明，安全可靠，防火，無(wú)瓦斯爆炸等危險(xiǎn)，因而具有顯著的環(huán)境效益。 該系統(tǒng)利用太陽(yáng)能作為能源，不消耗常規(guī)電能，據(jù)測(cè)算在沈陽(yáng)市商業(yè)建筑和民用建筑中應(yīng)用，全年可節(jié)省1.5億度電能，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 該系統(tǒng)利用貯光薄膜進(jìn)行太陽(yáng)能的貯存。在有陽(yáng)光照射時(shí)，貯光材料可以吸收太陽(yáng)能，處于低能態(tài)的電子吸收了太陽(yáng)能后便躍遷到高能態(tài)，起到貯存太陽(yáng)能的目的。當(dāng)無(wú)日照時(shí)，貯能材料中處于高能態(tài)的電子就會(huì)釋放出光子而返回到低能態(tài)。從宏觀上看就有光從貯光材料中發(fā)出，這種發(fā)光時(shí)間可達(dá)8-12小時(shí)，從而達(dá)到連續(xù)照明的目的。