光导照明在建筑采光中的应用

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

摘要：随着社会环境的恶化和能源的日益紧缺，促使人们更深一层的认识到环境和能源的重要性，伴随着各种能源的开发与利用，太阳能的利用越来越受到人们的关注，而对自然光照明的研究则是其中的一个主要课题，本文介绍了光导照明系统的原理与结构，与传统采光相比的优势，及其在建筑中的应用。

关键词：自然光照明；光导照明；建筑采光；节能环保 1. 引言  全球能源日益紧张，物价飞速上涨，企业如何控制成本已迫在眉睫，在控制各项成本的同时，如何减少不必要的浪费也是企业研究的一个重要课题。光导照明是上世纪80年代末在国外普遍流行的一种新型照明装置，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，从而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。2008年，中国节能环保集团公司与美国索乐图国际公司共同投资成立-苏州中节能索乐图日光科技有限公司，集生产、市场、销售、产品开发为一体，致力于把国际领先的管道式日光照明技术带入中国市场，并为中国提供本地化的解决方案，让更多的人们能享受自然、健康、节能、环保的日光照明。 2．光导照明系统的原理与结构 2.1 系统工作原理 光导照明是一种无电照明系统，采用这种系统的建筑物白天可以利用太阳光进行室内照明。其基本原理是，通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，再经过特殊制作的导光管进行传输，最后强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效的照射到任何需要光线的地方。从黎明到黄昏，甚至阴天、雨天，光导照明导入室内的光线仍然很充足。几乎所有的空间，例如，学校、图书馆、零售商店、餐厅、办公室、工业场所（仓库和生产车间）、医疗中心及机构设施，通过应用索乐图日光照明系统，都可以获得自然光照明。该装置主要由三部分组成：采光装置、导光装置、漫射装置。 2.2 系统结构 光导照明系统主要由三部分组成：采光装置、导光装置、漫射装置。 2.2.1 采光装置 索乐图采光罩中所使用的专利技术Raybender3000 和LightTracker ，使其有效日光采集表面面积(EDCS)比普通透明采光罩增加了近一倍。当太阳直射时， 索乐图日光照明系统减少了传统的顶部照明方案中常见的视觉不适感。通过在管道内调和闪烁，混合光线，确保了产品持续明亮，以及最重要的—舒适的采光。索乐图日光照明系统自上而下采用了光线折弯技术，从而可以在冬天捕捉到更多的低角度阳光，通过收集早晨和傍晚阳光，延长了光导照明系统春秋两季的白天时间。对于光线过于充足的正午阳光，尤其在夏季各月，索乐图日光照明系统消除了眩光和聚热点，光线折弯技术同时还可以减少日光热获得系数，从而大大提升了能源利用效率，原因在于不必在一天中最热的时候增加暖通空调系统的负担。索乐图日光照明系统内含紫外线阻止剂，能阻止100%的UVB（户外紫外线）与95%以上的UVA（生活紫外线）进入室内，从而有效的保护人体皮肤，有效地防止紫外线对室内物品的破坏。 2.2.2 导光装置 独有的光线导光管道，使用了七彩无极限导光管，这种由革命性的多层聚合材料所制的反射材料能反射更多的光线，是目前世界上最高效的反射材料。七彩无极限光导管以“冷管”为显著特色，该项专利使得管道所吸收的热量可以通过管道外壁得到释放。即使管道折弯至90度，索乐图日光照明系统仍可为任何空间提供清洁、均衡的自然光照明。即便通过阁楼的拐角处，绕过障碍物，深入至难以接触到的地方时也不受影响。有些日光照明产品会产生奇怪而沉闷的蓝、绿色光线，而七彩无极限管道只反射可见光谱，从而使纯净的色彩演绎成为可能。使用索乐图日光照明系统保证了室内光线颜色艳丽，并准确如常。 光导照明的核心部件：导光管，主要用来传输光线。本项目采用具有国际专利技术的七彩无极限@导光管，其光的一次反射率为99.7%已超过物理极限的反射率98%，可最有效地传输太阳光,并可吸收100%红外线,不会将太阳热辐射传到室内, 减少室内空调负荷，真正做到建筑节能。 注：采用反射率99.7%的导光管与98%的导光管相比，当管道长为1米时，采光效率相差13%；当管道长为3米，相差1.51倍；导光管最大可达15米，差距可想而知。 2.2.3 漫射装置 使用了光学透镜的漫射器以前所未有的方式传递日光，使光线更加柔和、均匀，不会产生眩光。索乐图日光照明系统的漫射器，配备了吸引眼球的新型装饰环和造型设计，可为任何房间提供风格独特的设计元素。 漫射器：采用菲尼尔透镜技术，将光线均匀地漫射到室内，使房间内无论早晚、中午都可沐浴在柔和的自然光中。 3. 光导照明在建筑采光中的应用 目前，光导照明在国内外很受欢迎，应用于建筑采光中的白天照明产品更是倍受关注。作为日光照明行业的创始者，索乐图目前拥有绝对领先的技术水平和项目业绩。其产品具有十几项国际专利技术，每年全球销售数量在十五万套以上，从1991年第一套产品上市至今已逾18年，在国外已广泛应用于各种建筑设施上。其产品种类繁多，型号齐全，可很好地满足不同的客户需求。 光导照明相对于侧窗采光、天窗以及电力照明，都有很大优势。下面主要从与电力照明、侧窗采光和采光天窗的照明效果对比上，来说明光导照明在建筑采光中的应用与前景。 3.1 光导照明与电力照明  经实践证明，从黎明到黄昏，甚至是阴天或雨天，光导照明系统导入室内的光线仍然十分充足，可以提供8小时以上的白天室内照明，减少白天室内电耗，有效缓解电力照明用电的紧张局面。而电力照明却会给室内带来一定的热负荷效应，提高能源消耗。另外，光导照明出射光为全色光，光线柔和，照度分布均匀，显色性好且属于低频率的频闪光，光谱连续分布在人眼可见范围内，所以不仅视觉效果好，而且长时间观察不易疲劳。大量的实验证明：自然光照明条件下的视觉对比灵敏度高于电力照明5％一20％以上。 3.2 光导照明与侧窗采光  侧窗采光受周围建筑的影响很大，且过大的采光面积会对室内温度造成一定的影响，还不易调光。而光导照明就不会出现上述情况，采光装置大量采集自然光线，经导光装置强化并高效传输光线，漫射装置均匀漫射光线。使照明系统出射光线均匀无眩光且亮度大。另外光导照明系统配置了光线调解器，可根据用户需求很方便地进行光线强度的调节。 3.3 光导照明与采光天窗比较  采光天窗受光线入射角的影响很大，随着光线入射角的变化，照射面大小及位置相应改变，且易产生局部聚光现象；而光导照明不会因光线入射角的变化而改变，且照射面积大，出射光线均匀，无眩光，不会产生局部聚光现象。采光天窗受室内吊顶结构及传输距离的限制，采光面积相对比较大，导致安装和防水不易处理；而光导照明根据不同的屋面有不同的安装方法及防水措施，不受室内吊顶结构等的影响。在光线传输方面，小孔径光导照明传输距离可达lOm左右，大孔径的自然光光导照明传输距离可达15m以上。 4. 节能环保、改善工作环境 日光照明取代电力照明，减少了二氧化碳等有害物质的排放，节约能耗，减少对空气的污染。构建了一个和谐健康节能环保的光照方式。 研究结果建议，不变的电力光照将引起低水平的感官剥夺，进而可以导致对有组织思维的伤害、沮丧、迷惑或一般性烦躁。相反的，光线的变幻对员工绩效有着正面的影响。对换班工人在天窗模拟日光照明的环境中的表现进行的研究表明，这样试验环境中的换班工人脑力唤起水平高，对认知能力具有挑战性的工作具有更好的表现，因此，人在日光照射下，可提高员工生产积极性，并且人在自然光的照射下，可以调节人体生物钟，在有日光的环境中工作，使人感觉更加舒适。改善了工作环境，使人心情愉悦。 综上所述，日光照明在建筑中使用，不但达成了节能的目的，减少了CO2，更提升了员工的工作环境。光导照明具有广阔的运用前景，符合国家节能减排的基本政策。