光导照明的使用现状及前景

韩芳健

[摘要]介绍了光导照明技术的基本原理及光导照明系统在地下车库、公路隧道及其它地下施工场所中的应用以及对光导系统的前景展望

[关键词]自然光采集 光导照明 建筑节能

[中图分类号]P754.1 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0049-01

引言

自然界的阳光是最健康、最舒适的自然光源，取之不尽、用之不竭。但到目前为止，人们对自然光照明的利用绝大多数都停留在传统的侧窗采光、天窗采光阶段，对阳光的利用率很低，室内照明主要依靠电力照明。节约不可再生资源，保护环境，开发利用自然光照明，特别是那种不受建筑物空间限制的阳光照明系统技术意义重大。光导照明系统是利用自然光照明的一种新方式，目前这种方式在国内外已经倍受关注。

1 光导照明系统的原理和结构

光导照明系统主要由采光装置、导光装置和漫射装置三部分组成。

采光装置由聚碳酸酯（PC）材料经特殊工艺加工而成，放置于室外楼顶或室外墙体的侧面，高效采集室外的自然光线；导光装置即光导管，是把由采光装置收集的自然光导入室内的管道，可以旋转弯曲重叠来改变导光角度和长度，内壁为高反射材料，反射率一般在95%以上，光在光导管内经过多次反射，再由系统底部的漫射装置把自然光线均匀地照射到室内；漫射装置由聚碳酸酯（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、漫射均匀性、难燃性和阻燃性，并具有极好的隔热和隔音效果，且透过率可调。

2 光导照明的使用现状及应用前景

在光导照明出现前，天窗采光的方式被广泛用于大型厂房，但天窗采光有容易产生局部聚光现象等缺陷；而自然光光导照明的照明效果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，采光面积相对较大，导致安装难度较大、防水不易处理，而自然光光导照明针对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，小孔径自然光光导照明传输距离可达10m左右，大孔径自然光光导照明传输距离可达20m以上，并且还可以使用弯管，这使得系统的安装更加灵活，适应性更强。近年来，由于能源供应日趋紧张、环境问题日益为人们所重视，光导照明系统越来越多地受到国内外相关人士的关注，并且在国外得到广泛的应用。目前，国外有很多生产此类产品的公司，如蒙诺加特公司、欧德公司、Fox Lite公司等，其产品广泛应用于各种场合，如大型体育场馆和公共建筑以及办公楼、住宅、商店、旅馆、白天阴暗的房间或地下室、地下车库等建筑的采光照明中。

近几年，国务院连续出台了一系列关于建筑节能的标准和法规，如2005年的《公共建筑节能设计标准》和《中华人民共和国可再生能源法》，以及2006年国务院印发国家发改委等部门制定的《节能减排综合性工作方案》，提出政府将强化新建建筑执行能耗限额标准全过程监督管理，实施建筑能效专项测评，对达不到标准的建筑不予办理开工和竣工验收备案手续，不准销售使用。这同时也给光导照明行业的发展提供了新的契机。

从经济方面分析：

以采用了光导照明的某地铁工程为例：

光导照明系统适合于白天使用，平均每天采光照明10h左右。站厅层光导照明系统照明面积为1400 m²，单位面积用电量为12 W/m²，电费以0.9元/kWh计

一年日间照明总用电费用为约为6.1万元，电力照明设备清洁费约为：1万元/年，更换费约为：1.9万元/年。综上所述，电力照明一年的运行费用约为：6.1+1+1.9=9万元

该车站48套光导照明系统总投入费用约为：70万元（包括安装费用），光导照明比电力照明年度总省费用约为：9万元。项目静态投资回收期约为：70÷9=7.8，即约为8年。光导照明系统的使用寿命约为25年，应用光导照明系统只有首期投资的问题，它的应用范围越大，经济回收期就越短，应用效果就越明显。

从节能减排分析：

以此工程为例可见光导照明在静态投资回收以及节能方面有着巨大的发展前景。未来，光导照明的发展方向将更加倾向于同其他各种建筑环境技术相结合，为建筑节能和改善室内环境品质作出更大的贡献。开发与自然通风相结合的光导管系统将进一步拓宽光导管的应用范围，对于建筑节能具有积极意义。

结束语

光导照明系统利用太阳能，将自然光采集照明节约了电能并且也减少了二氧化碳等得排放量，在建筑采光中具有良好的经济效益和社会效益。并且与自然通风系统相结合，在满足采光的同时使室内保持良好的自然通风。

参考文献

[1]王志强·地铁工程采用光导照明系统的可行性研究，铁道工程学报，2011（9）：101-104

[2]向东，公路隧道光导照明系统研究，建筑电气，2012年第31卷第7期

[3]刘志东，光导照明系统的基本结构及工作原理，第十届中国科协年会光伏技术与照明节能技术论坛论文集

[4]徐登辉刘志东，光导照明系统的基本原理，智能建筑与城市信息，2010年第6卷第163期，及使用概况

[5]王慧李海，浅谈光导照明系统，内江科技，2011年第7期