光導(dǎo)照明在建筑采光中的應(yīng)用

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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發(fā)與利用，太陽能的利用越來越受到人們的關(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，本文介紹了光導(dǎo)照明系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)采光相比的優(yōu)勢(shì)，及其在建筑中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自然光照明；光導(dǎo)照明；建筑采光；節(jié)能環(huán)保 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。光導(dǎo)照明是上世紀(jì)80年代末在國外普遍流行的一種新型照明裝置，該照明裝置無需常規(guī)能源就能提供白天室內(nèi)照明，減小了由常規(guī)能源帶來的環(huán)境污染，光源取自室外自然光線，通過特殊的傳輸與分配后，導(dǎo)入到室內(nèi)需要光線的地方，從而得到由自然光帶來的特殊照明效果，是一種綠色健康、節(jié)能環(huán)保的新型照明產(chǎn)品。2008年，中國節(jié)能環(huán)保集團(tuán)公司與美國索樂圖國際公司共同投資成立-蘇州中節(jié)能索樂圖日光科技有限公司，集生產(chǎn)、市場(chǎng)、銷售、產(chǎn)品開發(fā)為一體，致力于把國際領(lǐng)先的管道式日光照明技術(shù)帶入中國市場(chǎng)，并為中國提供本地化的解決方案，讓更多的人們能享受自然、健康、節(jié)能、環(huán)保的日光照明。 2．光導(dǎo)照明系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu) 2.1 系統(tǒng)工作原理 光導(dǎo)照明是一種無電照明系統(tǒng)，采用這種系統(tǒng)的建筑物白天可以利用太陽光進(jìn)行室內(nèi)照明。其基本原理是，通過采光罩高效采集室外自然光線并導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)重新分配，再經(jīng)過特殊制作的導(dǎo)光管進(jìn)行傳輸，最后強(qiáng)化后由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光均勻高效的照射到任何需要光線的地方。從黎明到黃昏，甚至陰天、雨天，光導(dǎo)照明導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍然很充足。幾乎所有的空間，例如，學(xué)校、圖書館、零售商店、餐廳、辦公室、工業(yè)場(chǎng)所（倉庫和生產(chǎn)車間）、醫(yī)療中心及機(jī)構(gòu)設(shè)施，通過應(yīng)用索樂圖日光照明系統(tǒng)，都可以獲得自然光照明。該裝置主要由三部分組成：采光裝置、導(dǎo)光裝置、漫射裝置。 2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 光導(dǎo)照明系統(tǒng)主要由三部分組成：采光裝置、導(dǎo)光裝置、漫射裝置。 2.2.1 采光裝置 索樂圖采光罩中所使用的專利技術(shù)Raybender3000 和LightTracker ，使其有效日光采集表面面積(EDCS)比普通透明采光罩增加了近一倍。當(dāng)太陽直射時(shí)， 索樂圖日光照明系統(tǒng)減少了傳統(tǒng)的頂部照明方案中常見的視覺不適感。通過在管道內(nèi)調(diào)和閃爍，混合光線，確保了產(chǎn)品持續(xù)明亮，以及最重要的—舒適的采光。索樂圖日光照明系統(tǒng)自上而下采用了光線折彎技術(shù)，從而可以在冬天捕捉到更多的低角度陽光，通過收集早晨和傍晚陽光，延長(zhǎng)了光導(dǎo)照明系統(tǒng)春秋兩季的白天時(shí)間。對(duì)于光線過于充足的正午陽光，尤其在夏季各月，索樂圖日光照明系統(tǒng)消除了眩光和聚熱點(diǎn)，光線折彎技術(shù)同時(shí)還可以減少日光熱獲得系數(shù)，從而大大提升了能源利用效率，原因在于不必在一天中最熱的時(shí)候增加暖通空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。索樂圖日光照明系統(tǒng)內(nèi)含紫外線阻止劑，能阻止100%的UVB（戶外紫外線）與95%以上的UVA（生活紫外線）進(jìn)入室內(nèi)，從而有效的保護(hù)人體皮膚，有效地防止紫外線對(duì)室內(nèi)物品的破壞。 2.2.2 導(dǎo)光裝置 獨(dú)有的光線導(dǎo)光管道，使用了七彩無極限導(dǎo)光管，這種由革命性的多層聚合材料所制的反射材料能反射更多的光線，是目前世界上最高效的反射材料。七彩無極限光導(dǎo)管以“冷管”為顯著特色，該項(xiàng)專利使得管道所吸收的熱量可以通過管道外壁得到釋放。即使管道折彎至90度，索樂圖日光照明系統(tǒng)仍可為任何空間提供清潔、均衡的自然光照明。即便通過閣樓的拐角處，繞過障礙物，深入至難以接觸到的地方時(shí)也不受影響。有些日光照明產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生奇怪而沉悶的藍(lán)、綠色光線，而七彩無極限管道只反射可見光譜，從而使純凈的色彩演繹成為可能。使用索樂圖日光照明系統(tǒng)保證了室內(nèi)光線顏色艷麗，并準(zhǔn)確如常。 光導(dǎo)照明的核心部件：導(dǎo)光管，主要用來傳輸光線。本項(xiàng)目采用具有國際專利技術(shù)的七彩無極限@導(dǎo)光管，其光的一次反射率為99.7%已超過物理極限的反射率98%，可最有效地傳輸太陽光,并可吸收100%紅外線,不會(huì)將太陽熱輻射傳到室內(nèi), 減少室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，真正做到建筑節(jié)能。 注：采用反射率99.7%的導(dǎo)光管與98%的導(dǎo)光管相比，當(dāng)管道長(zhǎng)為1米時(shí)，采光效率相差13%；當(dāng)管道長(zhǎng)為3米，相差1.51倍；導(dǎo)光管最大可達(dá)15米，差距可想而知。 2.2.3 漫射裝置 使用了光學(xué)透鏡的漫射器以前所未有的方式傳遞日光，使光線更加柔和、均勻，不會(huì)產(chǎn)生眩光。索樂圖日光照明系統(tǒng)的漫射器，配備了吸引眼球的新型裝飾環(huán)和造型設(shè)計(jì)，可為任何房間提供風(fēng)格獨(dú)特的設(shè)計(jì)元素。 漫射器：采用菲尼爾透鏡技術(shù)，將光線均勻地漫射到室內(nèi)，使房間內(nèi)無論早晚、中午都可沐浴在柔和的自然光中。 3. 光導(dǎo)照明在建筑采光中的應(yīng)用 目前，光導(dǎo)照明在國內(nèi)外很受歡迎，應(yīng)用于建筑采光中的白天照明產(chǎn)品更是倍受關(guān)注。作為日光照明行業(yè)的創(chuàng)始者，索樂圖目前擁有絕對(duì)領(lǐng)先的技術(shù)水平和項(xiàng)目業(yè)績(jī)。其產(chǎn)品具有十幾項(xiàng)國際專利技術(shù)，每年全球銷售數(shù)量在十五萬套以上，從1991年第一套產(chǎn)品上市至今已逾18年，在國外已廣泛應(yīng)用于各種建筑設(shè)施上。其產(chǎn)品種類繁多，型號(hào)齊全，可很好地滿足不同的客戶需求。 光導(dǎo)照明相對(duì)于側(cè)窗采光、天窗以及電力照明，都有很大優(yōu)勢(shì)。下面主要從與電力照明、側(cè)窗采光和采光天窗的照明效果對(duì)比上，來說明光導(dǎo)照明在建筑采光中的應(yīng)用與前景。 3.1 光導(dǎo)照明與電力照明  經(jīng)實(shí)踐證明，從黎明到黃昏，甚至是陰天或雨天，光導(dǎo)照明系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍然十分充足，可以提供8小時(shí)以上的白天室內(nèi)照明，減少白天室內(nèi)電耗，有效緩解電力照明用電的緊張局面。而電力照明卻會(huì)給室內(nèi)帶來一定的熱負(fù)荷效應(yīng)，提高能源消耗。另外，光導(dǎo)照明出射光為全色光，光線柔和，照度分布均勻，顯色性好且屬于低頻率的頻閃光，光譜連續(xù)分布在人眼可見范圍內(nèi)，所以不僅視覺效果好，而且長(zhǎng)時(shí)間觀察不易疲勞。大量的實(shí)驗(yàn)證明：自然光照明條件下的視覺對(duì)比靈敏度高于電力照明5％一20％以上。 3.2 光導(dǎo)照明與側(cè)窗采光  側(cè)窗采光受周圍建筑的影響很大，且過大的采光面積會(huì)對(duì)室內(nèi)溫度造成一定的影響，還不易調(diào)光。而光導(dǎo)照明就不會(huì)出現(xiàn)上述情況，采光裝置大量采集自然光線，經(jīng)導(dǎo)光裝置強(qiáng)化并高效傳輸光線，漫射裝置均勻漫射光線。使照明系統(tǒng)出射光線均勻無眩光且亮度大。另外光導(dǎo)照明系統(tǒng)配置了光線調(diào)解器，可根據(jù)用戶需求很方便地進(jìn)行光線強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。 3.3 光導(dǎo)照明與采光天窗比較  采光天窗受光線入射角的影響很大，隨著光線入射角的變化，照射面大小及位置相應(yīng)改變，且易產(chǎn)生局部聚光現(xiàn)象；而光導(dǎo)照明不會(huì)因光線入射角的變化而改變，且照射面積大，出射光線均勻，無眩光，不會(huì)產(chǎn)生局部聚光現(xiàn)象。采光天窗受室內(nèi)吊頂結(jié)構(gòu)及傳輸距離的限制，采光面積相對(duì)比較大，導(dǎo)致安裝和防水不易處理；而光導(dǎo)照明根據(jù)不同的屋面有不同的安裝方法及防水措施，不受室內(nèi)吊頂結(jié)構(gòu)等的影響。在光線傳輸方面，小孔徑光導(dǎo)照明傳輸距離可達(dá)lOm左右，大孔徑的自然光光導(dǎo)照明傳輸距離可達(dá)15m以上。 4. 節(jié)能環(huán)保、改善工作環(huán)境 日光照明取代電力照明，減少了二氧化碳等有害物質(zhì)的排放，節(jié)約能耗，減少對(duì)空氣的污染。構(gòu)建了一個(gè)和諧健康節(jié)能環(huán)保的光照方式。 研究結(jié)果建議，不變的電力光照將引起低水平的感官剝奪，進(jìn)而可以導(dǎo)致對(duì)有組織思維的傷害、沮喪、迷惑或一般性煩躁。相反的，光線的變幻對(duì)員工績(jī)效有著正面的影響。對(duì)換班工人在天窗模擬日光照明的環(huán)境中的表現(xiàn)進(jìn)行的研究表明，這樣試驗(yàn)環(huán)境中的換班工人腦力喚起水平高，對(duì)認(rèn)知能力具有挑戰(zhàn)性的工作具有更好的表現(xiàn)，因此，人在日光照射下，可提高員工生產(chǎn)積極性，并且人在自然光的照射下，可以調(diào)節(jié)人體生物鐘，在有日光的環(huán)境中工作，使人感覺更加舒適。改善了工作環(huán)境，使人心情愉悅。 綜上所述，日光照明在建筑中使用，不但達(dá)成了節(jié)能的目的，減少了CO2，更提升了員工的工作環(huán)境。光導(dǎo)照明具有廣闊的運(yùn)用前景，符合國家節(jié)能減排的基本政策。