光导照明系统概述.docx

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光导照明系统概述本文介绍了光导管照明技术的发展历史及研究现状，阐述了光导管照明系统的基本结构和影响照明效率的因素，分析了光导照明系统的优越性和存在的问题，并指出了该技术的未来发展趋势。大自然赐予的自然光是人类最宝贵的财富，它跟其他的能源相比较，其特点是取之不尽，用之不竭，同时它还存在清洁与安全的特点，人类充分的利用自然光能源，不仅可以节约很大的用电量，也可以减少有害气体的排放以及自然资源的消耗问题，当前，在更多的现代建筑上都有利用自然光资源，已经被广泛的应用到各个领域当中。光导管技术则是运用了太阳光资源，使得光导管照明系统可以通过太阳光传递到室内的房间当中，并且还可以传递到不适合采用电光源的易燃易爆的场所，而光导管照明技术是利用太阳光的一种有效方式。自光导管应用以来，研究学者们就没有对它停止过研究与改进，它最初是源于自来水的联想，最初的研究只是想通过光导管输送人工光，直到20世纪80年代才开始对自然光进行采集。对于现在比较紧张的能源局势来说，使得自然光成为现在光导管技术的主要支持，让它成为现在照明领域中的热点之一。国外光导管技术的研究和使用相对比较成熟。由于采集太阳光的光导管照明系统结构简单、安装方便、成本较低、照明效果好，因此在国外发展十分迅速，应用也比较广泛，目前国外已经有不少公司具备了生产光导管的能力。目前，我国在光导管的研制和应用领域仍然十分落后，尚不具备大规模生产的能力。主要原因是我国还没有掌握高反射率薄膜的生产工艺，光导管的传输效率有待于进一步提高，在基础理论研究、产品设计和实践操作等方面的工作还很不够，因此在我国光导管技术还没有大规模进入市场。1光导照明系统的基本结构光导照明系统又称自然光照明系统，是通过采光装置聚集室外的自然光并导入系统内部，再经过导光装置传输后，由系统底部的漫射装置把自然光均匀导入到室内需要照明的地方。用光导管采集自然光是现代绿色建筑的一种比较普遍的理念。光导照明系统主要由三部分组成：采光装置、导光装置和漫射装置。（1）采光装置通常是一个透明的玻璃罩，按照采光方式的不同，可分为主动式和被动式。主动式是通过一个能够跟踪太阳的聚光器采集太阳光，由于聚光器上装置了传感器和反馈装置，可以使聚光器的采光方向总是向着太阳。这种光导管采集太阳光的效果非常好，但是由于聚光器的工艺要求高、造价昂贵，目前很少在建筑中采用。目前应用得最多的是被动式采光，聚光罩和光导管本身连接在一起。这种类型的光导管主要由聚光罩、防雨板、可调光导管、延伸光导管、密封环、支撑环和散光板等组成。（2）导光装置也就是光导管，即把采光装置收集的自然光导入到室内的管道，一般为铝制结构，质量较轻。管壁为高反射材料，反射率一般在95%以上，确保了光线传输的高效性和稳定性。光导管可以旋转弯曲来改变导光角度和长度。光导管是光导管可以按形状分为直光导管和弯管两种，弯管可以有不同的弯曲角度，弯曲角度变化范围为0～90°。（3）漫射装置位于系统底部，是将光导管传输的光线散射到室内，使光线均匀照明的装置，同时可避免眩光现象的发生。2影响因素（1）光导照明系统的照度与光导管内壁材料的反射率高低密切相关，反射率越高，光导管产生的亮度越大。选用高反射率材料制成的光导管，其传输效率也较高，一般情况下光导管的反射率在97%以上，光导管的反射率不宜低于95%，否则利用价值不大。直径有250mm、330mm、450mm、530mm和750mm等几种规格。（2）光导照明系统的效率还与光导管直径的大小和管道的长短有关。光导管直径越大，管道长度越短，系统发光效率越高。（3）光导管的安装方式和弯转次数对系统的发光效率也有影响，光线在水平光导管内反射次数增加，光损加大，系统发光效率降低，所以水平管道传输不宜超过3.0m。另外，系统每增加一个弯头，其光效降低10%～15%，所以光导管弯头不宜超过2个。3光导照明系统的优点（1）节能环保：光导管照明最大的优点就是节能。完全采用自然光照明，可以节约20%～30%的建筑用电，并且减少自然资源的消耗和有害气体的排放。（2）有益健康：光导管利用太阳光，室内为漫射自然光，自然光的光谱范围广，无频闪，光线柔和，照度分布均匀，无眩光现象，不会对人眼造成伤害，能够营造舒适的光环境。另外，在聚光罩上敷设防辐射涂层，还可去除有害辐射，起到杀菌和防治多种皮肤病的功效，对人们的身体健康有利。（3）光导管结构简单、重量轻、耐腐蚀、反射率高，材料可回收利用，安装拆卸简便灵活，无需后期维护，降低了人工维护和设备更新成本。使用寿命长，一般在25年以上。4存在问题（1）光导照明系统只能应用于日间照明，不能储存和转化能量，所以在使用光导照明系统的同时必须采用电力照明措施。电力照明系统宜采用自动控制，在阴雨天照度不足时，自动启动电力照明系统。只有这样，各个系统才能组合构成最佳的节能方案。（2）光导照明系统的照度直接受室外天气的影响，同时也存在地区性的差异。有的地区日照时间比较长，适宜采用光导管照明；有的地区常年光照比较少，应用光导管照明的效果就不是很好。（3）对采光的时段性也有要求：目前应用的光导照明系统几乎全部采用顶部采光，正午时太阳接近直射，其采光率最高，采光效果最好，而在早晚太阳升降时，采光量则不能保证。因此，光导照明系统只能用于一般照明，不能用于对于照度要求恒定的场所及应急照明。（4）光导管的适用问题：在建筑设计的同时需要给光导管预留安装位置，如果建筑已经建好再考虑安装光导管，就会对原有的建筑结构造成一定程度的破坏。另一方面，光导管在传导光线时，照度会随着管路的延长而快速衰减，因此，低层用户的采光率就会大打折扣，这也限制了光导管的使用范围。5未来发展趋势光导管照明技术是利用太阳能的一种方式，属于绿色照明技术，随着人们生活水平的提高和节约建筑能耗的紧迫，该技术在现代建筑中得到了越来越多的应用，有着良好的市场前景。目前，光导管照明技术的研究和应用在国外相对比较成熟，借鉴国外的先进技术和经验，形成我国具有自主知识产权的光导管技术和产品具有重要意义。未来的发展趋势是将光导管和其他建筑技术相结合，将进一步拓宽光导管的应用范围，必将得到更大的发展。