光導(dǎo)照明的使用現(xiàn)狀及前景

韓芳健

[摘要]介紹了光導(dǎo)照明技術(shù)的基本原理及光導(dǎo)照明系統(tǒng)在地下車庫(kù)、公路隧道及其它地下施工場(chǎng)所中的應(yīng)用以及對(duì)光導(dǎo)系統(tǒng)的前景展望

[關(guān)鍵詞]自然光采集 光導(dǎo)照明 建筑節(jié)能

[中圖分類號(hào)]P754.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0049-01

引言

自然界的陽(yáng)光是最健康、最舒適的自然光源，取之不盡、用之不竭。但到目前為止，人們對(duì)自然光照明的利用絕大多數(shù)都停留在傳統(tǒng)的側(cè)窗采光、天窗采光階段，對(duì)陽(yáng)光的利用率很低，室內(nèi)照明主要依靠電力照明。節(jié)約不可再生資源，保護(hù)環(huán)境，開發(fā)利用自然光照明，特別是那種不受建筑物空間限制的陽(yáng)光照明系統(tǒng)技術(shù)意義重大。光導(dǎo)照明系統(tǒng)是利用自然光照明的一種新方式，目前這種方式在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)倍受關(guān)注。

1 光導(dǎo)照明系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)

光導(dǎo)照明系統(tǒng)主要由采光裝置、導(dǎo)光裝置和漫射裝置三部分組成。

采光裝置由聚碳酸酯（PC）材料經(jīng)特殊工藝加工而成，放置于室外樓頂或室外墻體的側(cè)面，高效采集室外的自然光線；導(dǎo)光裝置即光導(dǎo)管，是把由采光裝置收集的自然光導(dǎo)入室內(nèi)的管道，可以旋轉(zhuǎn)彎曲重疊來(lái)改變導(dǎo)光角度和長(zhǎng)度，內(nèi)壁為高反射材料，反射率一般在95%以上，光在光導(dǎo)管內(nèi)經(jīng)過多次反射，再由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光線均勻地照射到室內(nèi)；漫射裝置由聚碳酸酯（PC）材料或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料制成，具有良好的透光性、漫射均勻性、難燃性和阻燃性，并具有極好的隔熱和隔音效果，且透過率可調(diào)。

2 光導(dǎo)照明的使用現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

在光導(dǎo)照明出現(xiàn)前，天窗采光的方式被廣泛用于大型廠房，但天窗采光有容易產(chǎn)生局部聚光現(xiàn)象等缺陷；而自然光光導(dǎo)照明的照明效果不會(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(wú)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)較大，導(dǎo)致安裝難度較大、防水不易處理，而自然光光導(dǎo)照明針對(duì)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，小孔徑自然光光導(dǎo)照明傳輸距離可達(dá)10m左右，大孔徑自然光光導(dǎo)照明傳輸距離可達(dá)20m以上，并且還可以使用彎管，這使得系統(tǒng)的安裝更加靈活，適應(yīng)性更強(qiáng)。近年來(lái)，由于能源供應(yīng)日趨緊張、環(huán)境問題日益為人們所重視，光導(dǎo)照明系統(tǒng)越來(lái)越多地受到國(guó)內(nèi)外相關(guān)人士的關(guān)注，并且在國(guó)外得到廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)外有很多生產(chǎn)此類產(chǎn)品的公司，如蒙諾加特公司、歐德公司、Fox Lite公司等，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合，如大型體育場(chǎng)館和公共建筑以及辦公樓、住宅、商店、旅館、白天陰暗的房間或地下室、地下車庫(kù)等建筑的采光照明中。

近幾年，國(guó)務(wù)院連續(xù)出臺(tái)了一系列關(guān)于建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，如2005年的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《中華人民共和國(guó)可再生能源法》，以及2006年國(guó)務(wù)院印發(fā)國(guó)家發(fā)改委等部門制定的《節(jié)能減排綜合性工作方案》，提出政府將強(qiáng)化新建建筑執(zhí)行能耗限額標(biāo)準(zhǔn)全過程監(jiān)督管理，實(shí)施建筑能效專項(xiàng)測(cè)評(píng)，對(duì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的建筑不予辦理開工和竣工驗(yàn)收備案手續(xù)，不準(zhǔn)銷售使用。這同時(shí)也給光導(dǎo)照明行業(yè)的發(fā)展提供了新的契機(jī)。

從經(jīng)濟(jì)方面分析：

以采用了光導(dǎo)照明的某地鐵工程為例：

光導(dǎo)照明系統(tǒng)適合于白天使用，平均每天采光照明10h左右。站廳層光導(dǎo)照明系統(tǒng)照明面積為1400 m²，單位面積用電量為12 W/m²，電費(fèi)以0.9元/kWh計(jì)

一年日間照明總用電費(fèi)用為約為6.1萬(wàn)元，電力照明設(shè)備清潔費(fèi)約為：1萬(wàn)元/年，更換費(fèi)約為：1.9萬(wàn)元/年。綜上所述，電力照明一年的運(yùn)行費(fèi)用約為：6.1+1+1.9=9萬(wàn)元

該車站48套光導(dǎo)照明系統(tǒng)總投入費(fèi)用約為：70萬(wàn)元（包括安裝費(fèi)用），光導(dǎo)照明比電力照明年度總省費(fèi)用約為：9萬(wàn)元。項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期約為：70÷9=7.8，即約為8年。光導(dǎo)照明系統(tǒng)的使用壽命約為25年，應(yīng)用光導(dǎo)照明系統(tǒng)只有首期投資的問題，它的應(yīng)用范圍越大，經(jīng)濟(jì)回收期就越短，應(yīng)用效果就越明顯。

從節(jié)能減排分析：

以此工程為例可見光導(dǎo)照明在靜態(tài)投資回收以及節(jié)能方面有著巨大的發(fā)展前景。未來(lái)，光導(dǎo)照明的發(fā)展方向?qū)⒏觾A向于同其他各種建筑環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，為建筑節(jié)能和改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)作出更大的貢獻(xiàn)。開發(fā)與自然通風(fēng)相結(jié)合的光導(dǎo)管系統(tǒng)將進(jìn)一步拓寬光導(dǎo)管的應(yīng)用范圍，對(duì)于建筑節(jié)能具有積極意義。

結(jié)束語(yǔ)

光導(dǎo)照明系統(tǒng)利用太陽(yáng)能，將自然光采集照明節(jié)約了電能并且也減少了二氧化碳等得排放量，在建筑采光中具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。并且與自然通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，在滿足采光的同時(shí)使室內(nèi)保持良好的自然通風(fēng)。

參考文獻(xiàn)

[1]王志強(qiáng)·地鐵工程采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)的可行性研究，鐵道工程學(xué)報(bào)，2011（9）：101-104

[2]向東，公路隧道光導(dǎo)照明系統(tǒng)研究，建筑電氣，2012年第31卷第7期

[3]劉志東，光導(dǎo)照明系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，第十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)光伏技術(shù)與照明節(jié)能技術(shù)論壇論文集

[4]徐登輝劉志東，光導(dǎo)照明系統(tǒng)的基本原理，智能建筑與城市信息，2010年第6卷第163期，及使用概況

[5]王慧李海，淺談光導(dǎo)照明系統(tǒng)，內(nèi)江科技，2011年第7期