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《地下空間采光及導光系統(tǒng)的現(xiàn)狀及應用展望》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、地下空間采光及導光系統(tǒng)的現(xiàn)狀及應用展望 前 言中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 天然光作為大自然饋贈于人類的寶貴財富，是一種取之不竭，用之不盡的綠色能源，同時也是人類長期進化過程中最為適應的光源，但在很長的一段時間內(nèi)曾被人忽視。伴隨著近年來能源危機、環(huán)境惡化等問題的不斷出現(xiàn)，才日益引起了世人的關注。而導光管技術的出現(xiàn)無疑為人們合理利用天然光資源開辟出新的途徑，特別是近十幾年伴隨著導光管技術的快速發(fā)展，大量具有可推廣性的導光管產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，使得導光管在居室、商店、學校、運動場所、廠房等不同空間得到廣泛應用。據(jù)CIBSE的Buil
2、dingJournal（2003年9月）發(fā)表的調(diào)查表明，截止到文章發(fā)表之日全球已安裝了大約三百萬套導光管產(chǎn)品。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，用電緊張問題日益受到社會各界的關注，而照明用電在電能消耗中占有相當比重，根據(jù)統(tǒng)計表明我國照明用電約占全國總用電量的12％，2004年北京市照明用電為49億千瓦小時，也占到全市用電總量的11％。因此照明節(jié)能具有十分重要的實際的經(jīng)濟、社會以及環(huán)境效益。開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品、充分利用天然光資源無疑是解決能源緊張的重要途徑。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 目前導光管在我國使用非常
3、有限。因此通過合理設計，積極采用導光管技術為各類難以直接使用采光的建筑空間提供照明，對于節(jié)約能源、保護環(huán)境具有重要意義。1導光管系統(tǒng)簡介中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 導光管系統(tǒng)主要由集光器、導光筒和漫射器三部分組成（如圖1所示）。這種系統(tǒng)利用室外的自然光線透過集光器導入系統(tǒng)內(nèi)進行重新分配，再經(jīng)特殊制作的導光管傳輸和強化后由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到室內(nèi)。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 1.1集光器中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 根據(jù)集光器的工作原理不同，可以分為以下兩種類型：中國照明網(wǎng)
4、技術論文·電光源 1）被動式集光器：多為半球形透明結構，內(nèi)部也可設置棱鏡等以提高效率； 2）主動式集光器：主要有定日鏡等，可自動跟蹤太陽以提高采集光線的效率。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 1.2導光筒中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 導光筒主要有以下四種類型：中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 1）金屬反射型導光筒中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 在玻璃或塑料上鍍一層高反射率的金屬涂層，通過多次反射將光傳送到需要的空間，適合于短距離的傳輸。這種導光筒雖然傳輸效率相對較低，但是由于其低廉的價格，而能夠在一些對于效率要求不是非常高的場所
5、得到廣泛使用（如圖2所示）。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 2）非金屬反射型導光筒中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 實驗表明僅僅依靠非金屬材料的部分反射，其效率非常的低，但是這一點可以通過使用一種薄膜來克服，從而使得非金屬反射型導光筒具有比較高的效率。但是這種裝置造價卻非常昂貴，目前很難得到大量推廣。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源3）透鏡組型導光筒中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 這種導光筒主要是利用的光線的折射原理，它由一系列的光學透鏡組成（如圖3所示），這種導光筒需要很多價格昂貴的透鏡，因此現(xiàn)在主要在一些光
6、學儀器設備上使用；中國照明網(wǎng)技術論文·電光源中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 4）棱鏡型導光筒中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 這種導光筒主要是利用的光線由密介質(zhì)進入疏介質(zhì)時出現(xiàn)的內(nèi)部全反射原理（與光導纖維同理），但是由于導光筒為中空的管子，因此傳統(tǒng)的管子不可能實現(xiàn)（如圖4所示），但是當改變管壁形狀后則克服了這個問題，制成了內(nèi)部全反射式的導光筒。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 這種導光筒在反射的過程中幾乎不發(fā)生吸收，因此效率非常的高。但是由于光線發(fā)生內(nèi)部全反射對于光線入射角要求較高，只有當光線入射角大于臨界
7、角的時候才會發(fā)生，而就天然光而言一般來說很難滿足此要求，因此這種導光筒多用于為大空間提供照明。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 另外補充一下，對于原理相同的導光纖維而言，雖然其效率較高，但是卻由于它所能傳輸?shù)墓馔ㄓ邢?，而同樣不能適用于這種大面積場所的照明。中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 1.3漫射器中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 對于照明而言，不是簡單的將光線引入室內(nèi)，而是需要將光線合理的在室內(nèi)分布，因此漫射器就需要根據(jù)配光的要求的不同，而合理的選擇相應的材料制備而成。并對其光通空間分布做相應的測試從而保證照明的質(zhì)量。2國內(nèi)外目前
8、研究及應用現(xiàn)狀中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 2.1國外中國照明網(wǎng)技術論文·電光源 為了節(jié)約照明用電和改善地下或無窗建筑的室內(nèi)光環(huán)境，國外很早就開展了天然導光技術方面的研究。早在1977年，美國的D.Micheal發(fā)表了題為“有太陽跟蹤器的陽光照明”（Lightingwithsunlightusings
