浅析光导照明新技术应用

【摘要】地球上的能源，除了核能之外，都来源于太阳能。太阳能是地球的核心能源，它的能量是不可小觑的，而如今，作为一种可再生资源，太阳能不仅资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代，正在越来越多的方面被人们所使用。本文重点介绍了天然采光的新技术 ，如导光管、要光导纤维、采光搁板、反射高窗、棱镜窗等 ，以及天然采光的新材料如热敏玻璃、光敏玻璃、光触媒技术等，为最大限度地利用天然光提供了可能 。

【关键词】天然采光 ； 导光管；采光技术 ； 采光材料。

正文：

光导照明技术是古今中外不断研究与创新的一项自然采光技术，该照明装置无需常规能源就能提供白天室内照明，减小了由常规能源带来的环境污染。光源取自室外自然光线，通过特殊的传输与分配后，导入到室内需要光线的地方，得到由自然光带来的特殊照明效果，是一种绿色健康、节能环保的 新型照明产品，百分百的绿色照明。20世纪70年代末期，欧美由于注重节能、健康生活方式，开始将光导照明成熟应用于民用、商用及工业等建筑。

光导照明系统，是通过室外的采光装置捕获室外的日光，并将其导入系统内部，然后经过光导装置强化并高效传输后，由漫射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方。

一.光导照明系统的组成

1.1导光管

用于采光的导光管主要由三部分组成：集光器、管体、出光部分。集光器的作用是收集尽可能多的日光 ，并将其聚焦 ，对准管体。集光器有主动式和被动式两种，主动式集光器通过传感器的控制来跟踪太阳 ，以便最大限度地采集日光；被动式集光器则是固定不变的。管体部分主要起传输作用， 其传输方式有镜面反射、全反射等。出光部分则控制光线进入房间的方式 ，有的采用漫透射 ，有的则反射到顶棚通过间接方式进入室内。有时会将管体和出光部分合二为一 ，一边传输，一边向外分配光线。垂直方向的导光管可穿过结构复杂的屋面及楼板，把天然光引入每一层直至地下层。

1.2采光罩

采光罩多以聚碳酸酯（PC）耐力板或PMMA料或FRP玻璃纤维为基材，经高温吸塑成型采光罩由 PC 聚炭酸脂及一定量的 UV 材料注塑而成。经UV 材料处理过的采光罩表面平整光亮、硬度高、耐摩擦、抗冲击性好（局部抗冲击达三百公斤压力）、抗老化、不易出现划痕、离火自熄，且具有防水性能好、无异味、采光效率高、降低紫外线等优点。材料不存在溶剂挥发因素，是既安全又不污染环境的绿色产品。 采光罩的性能特点：①、透光性：透光性能好，在阳光下暴晒不易产生黄 变、雾化等；②、耐候性：表面有防紫外线的共挤层，可防止太阳光紫外线照射引起的变黄，表面共挤层具有化学键吸收紫外线并转化为可见光，对植物的生长有一定的好处（极适合保护贵重艺术品及展品，使其不受紫外线破坏）；③、抗冲击性：抗风压强度：正负均为一级《GB―7108》；落锤冲击性能：3000g/O不击穿、不破裂；④、阻燃性：据国家 GB8624-97 测试属阻燃B1级，无火滴，无毒气；⑤、耐温性：在-40℃―120℃温度范围内不会引起变形等品质劣化；⑥、隔音性：隔音效果好，对于建筑采光有很好的用途。

1.3漫射器

漫射器采用高透光率高扩散性的材料制作而成，外型美观、透光性强，光线柔和不产生眩光。封闭性结构可防止灰尘和飞虫进入，并具有极好的隔热和隔音功能。

二.光导照明系统的原理

光导照明系统的光线传输原理是光线的反射与漫射，其光线的反射（传输）介质是系统内部的光导管（高反射材料），所以对光导管的反射率要求很高。三.光导照明系统的特点：

1.节能 光导照明系统，通过屋顶的采集装置捕获阳光，然后通过反射管道向下改道，透过光线漫射器，将自然光分布到建筑内部的区域。该系统基本不涉及能耗，极尽建筑节能之概念，无电照明，可完全取代白天的电力照明，平均每天至少可提供10小时的自然采光照明，无需电能消耗。光导照明系统在白天采集光源照亮室内，晚上则可以将室内的灯光通过屋顶的采光罩传出，起到美化夜景的效果，也节约了夜晚城市亮化用电。

2.环保 光导照明系统直接节约了电能，有效地减少了温室气体的排放，节约用水，减少了煤、天然气、石油等不可再生资源的开采，做到了不环境保护。环保不但指系统采用阳光照明环保，还有全套系统的所有零部件全部采用可回收的材料制成，这样做到全过程的环保。

3.健康 光源取自阳光，光线柔和、均匀、显色性好，特点是全频谱、无闪烁、无眩光、无污染，并通过采光罩表面的防紫外线涂层，滤除有害辐射，能最大限度地保护人的身心健康，促进精力和活力，使人振奋，获得意想不到的效果。并且可以清除室内霉气，抑制微生物生长，改善居住环境等。

4.安全 采光系统无需配带电器设备和传导线路，避免了因线路老化引起的火灾隐患，且整个系统设计先进、工艺考究，具有防水、防火、防盗、防尘、隔热、隔音、自洁以及防紫外线等性能，其安全性好于其它照明设备。可以在断电时极大地减少业务中断的风险， 并在可能因电力供应中断引起的突发事件发生时极大地保护公众健康和安全。在用电高峰紧急状态下，消减电力负荷。光导照明在其发明之初就是用于易燃易爆的危险品的生产、加工、仓储等环节上用的照明系统。现在很多国外的石油化工、军工等行业广泛使用。

5.保温 长期以来，人们一直对天然光存在一种误解，认为天然光进入室内的同时带来的热量要多于人工光源的发热量。事实上，如果提供相同的照度，天然光带来的热量比绝大多数人工光源的发热量都少。同时，光导管中是个密封的空腔，充满空气，光导管长度至少在一米以上，因此光导照明的保温隔热性能很好，室内漫射器表面温度几乎与室内温度相同。也就是说，如果用光导照明代替人工光源照明，可以大大减少空调负荷，有利于降低建筑物能耗。这是采光带、采光天窗达不到的。

6.简便 无论是新建建筑还是已有建筑改造，无论是钢筋砼结构还是金属结构，安装十分简便，现场施工作业与各相关单位配合少，协调内容简单，施工周期短。

四、光导照明的应用范围

光导照明系统可广泛应用于地下空间、厂房、移动房、办公场所、会议室、学校、医院、疗养中心、体育场馆、展览馆、动物园、植物园、海洋馆、部队、监狱、物流中心、港口、机场、火车站、地铁、轻轨、商场、超市、酒店、住宅、别墅、高级会馆等空间场所。

五.安装光导照明系统的注意事项

在照明设计时应选择恰当的灯具、确定合适的安装位置和角度 ， 尽量避免溢出光进入周围的居民区、道路、广场等场所。在建筑物的泛光照明中，应精心计算投光灯具的投射角度 ，施工时也应尽量对准目标 ，避免光线进入周围环境中。在主要道路附近的应尽量避免采用过多的色光 ， 否则会对驾驶员或行人的视觉判断造成干扰。若发现有光干扰问题产生 ，可采取加防护罩挡光片等方法加以补救 。

参考文献：[1 ] 王长庆 ， 龙惟定等 ，译 . 绿色建筑技术手册 [M] . 武汉.

[2 ] 周萌 ， 李宝骏等 . 太阳能光导采光的设计方法 [J ] .

[3 ] 陈仲林等 . 城市光环境 [M] . 武汉 ： 中国地质大学出版社 ， 1993

[4 ] 王尔镇 . 照明器具和光触媒技术 [J ] . 中国照明电 器 ， 1999 ，5

[5 ] 沈天行 1 建筑采光的未来 [M] . 建筑学报 ，1992 （ 7） ：52～ 54

[6 ] 马誉荣 . 建筑玻璃的新品种和多功能化