自然光光导照明技术原理及在建筑上的应用

建筑节能 自然采光 照明 光导照明

自然光光导照明技术原理及在建筑上的应用


［来源：中国节能住宅网 作者：刘利楠 时间：2010-11-24］ 直达节能吧[字体: ]
　　阅读提示：能源与环境是保证人类社会可持续发展的基础和关键。目前，我国照明耗电量占总发电量的10～12%，据有关资料显示2004年我国总发电量为21870亿千瓦小时，年照明耗电达3280.5亿度，相当于三峡水利发电工程年发电量(840亿)的四倍左右。



　　概述

　　能源与环境是保证人类社会可持续发展的基础和关键。目前，我国照明耗电量占总发电量的10～12%，据有关资料显示2004年我国总发电量为21870亿千瓦小时，年照明耗电达3280.5亿度，相当于三峡水利发电工程年发电量(840亿)的四倍左右。随着人们生活水平的提高，用电量迅速增加，于是必须加大电力投资，这不仅牵制了国民经济的发展，而且还造成了大量污染。所以，寻找新能源，发展可持续再生能源技术，减少能源消耗给环境带来的污染，改善我们的生存环境迫在眉睫!

　　经过大量的实验检测和数据分析，自然光光导照明技术应用于建筑采光中可以取得良好的视觉照明效果和经济效益，既可以有效地减少白天的照明电耗，又因引进自然光对建筑采光有积极意义，是一种绿色健康、节能环保的照明产品。

　　原理及结构

　　原理

　　将室外的自然光线透过采光罩导入系统内进行重新分配，再经特殊制作的光导管传输和强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效地照射到室内任何需要光线的地方，得到由自然光带来的特殊照明效果。

　　结构

　　从采光的方式上分，光导管有主动式和被动式两种。主动式是通过一个能够跟踪太阳的聚光器来采集太阳光，这种类型的光导管采集太阳光的效果很好，但是聚光器的造价相当昂贵，从而限制了其在建筑业中的推广应用。目前用得最多的是被动式采光光导管，聚光罩和光导管本身连接在一起固定不动，聚光罩多由PC或有机玻璃注塑而成，表面有三角形全反射聚光棱。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，如图1、图2所示。

　　特点

　　1.与传统的照明方式相比，光导照明有以下优势：节能、环保、健康、安全、防
火、防盗、隔音、隔热，光线均匀、柔和、色彩富于变化，改善室内的视觉环境。夏季阴天时，一套标准管φ300mm的系统照明面积约为15㎡。

　　2.与传统的采光天窗或采光板的区别：分为五个方面：一是传统的采光结构采光面积大，破坏建筑结构;二是采光效果不理想，存在光效差、眩光等问题;三是自

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身维护性差，需要定时清洁和维护;四是没有光量调节装置，无法在光线变化时提供稳定的照明输出效果;五是热传导系数高，增加额外的采暖和制冷能耗;此外在防水、防火、隔音等方面也存在明显的缺陷。

　　3.有关参数：从材料节约、加工方便、便于运输等方面考虑，标准光导管长度主要有610mm和1200mm，标准管每米的传输衰减是6%～8%，弯管的传输衰减约在10%左右。

　　4.系统的密封、防尘，屋面防水：光导管易于固定和连接，接口处完全密封，使整个系统拥有良好的密闭性，避免了因灰尘和飞虫的进入对采光效果的影响。针对不同的安装屋面和防水等级，系统可以采用特制的防雨装置来满足建筑对防水的要求。

　　5.系统的照明面积及主要适合场合：一般来说，照明面积的大小取决于产品的型号，应用的场合，光导管的长度和吊顶的高度。举例来说，一套加装标准管φ300mm的系统照明面积约为15㎡。光导照明系统更适用于单层建筑，多层建筑的顶层或者是地下室，建筑的阴面等等。其中包括大型的体育场馆和公共建筑，厂房，车库，油站，易燃易爆场所以及无电力供应场所。

　　光导管技术在奥运场馆中成功的应用

　　奥林匹克森林公园选用光导采光

　　森林公园位于北京城市中轴线的北端，是奥林匹克公园的重要组成部分。它位于奥林匹克公园北部，北至清河、南至辛店村路、东至安立路，西至白庙村路，总规划用地约680公顷，以北五环为界，分为南北两个区域。公园南区约380公顷，以“山形水系”为主，其“主山主湖”是森林公园的标志性工程;北区约300公顷，是以生态保护与恢复功能为主的生态种源地。这个区域内分布着国家体育场等2008年奥运会的重要场馆。森林公园是一个绿色生态地带，成为北京市区与外围边缘区域之间绿色屏障的一部分，以改善城市环境和气候，供广大市民娱乐和休闲。奥林匹克中心区的景观设计主要着眼于中轴线两侧的城市公共空间，既满足奥运会要求，又适于奥运会后运营管理的环境优美的市民活动场所。光导照明450mm、530mm系统广泛应用于公园内的各个地下场所，充分体现了“绿色奥运”精神。

　　结论

　　随着人们对生活质量要求的不断提高，绿色住宅
成为众望所归。真正意义上的绿色住宅，不但有赖建筑、装饰材料的绿色化，家具产品的绿色化，施工过程的绿色化，还必须注意住宅与环境的和谐统一，合理安排并组织住宅建筑与其它相关因素之间的关系，使住宅和环境等成为一个有机的结合体。绿色住宅不仅仅是居住的“机器”，还要提供有益于人们健康的居住空间，它

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首先要有益于人的身心健康，首先有充足的自然光照这一条就必不可少。电灯照明可以满足人类的采光需要，但满足不了人们的心理需求。电照明器具是无法取代自然采光的某些作用的，譬如清晨当你起床时，透过玻璃窗，眺望蔚蓝的天空的舒适感受。

　　人们的身体健康与接触阳光的多少密切相关，自然光可以提高人的情绪，给生活带来快乐。医学证明缺少光照的人易患“冬季忧郁症”。太阳光是取之不尽的源泉，太阳光无时无刻不在改变之中，并将变化的天空色彩、光层和气候传送到它所照亮的表面和形体上去。白天太阳光作为室内采光，通过墙面上的窗户进入房间，投落在房间的表面上，使色彩增辉、质感明朗。由太阳光而产生的光影图案变化使房间的空间活跃，清晰明朗地表达了室内的形体。光和影，对于家居装饰有润色作用，使室内充盈艺术韵味和生活情趣。

　　总之，随着人们生活水平的提高和节约建筑能耗的紧迫性,光导管技术必将在建筑采光中得到广泛应用

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