光導照明采光井 地下室別墅節(jié)能采光燈

1、引言

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，與人類息息相關的建筑空間越來越大，地下空間的開發(fā)也越來越多。傳統(tǒng)的側窗采光、天窗采光已經(jīng)無法滿足我們的采光要求。導光管采光系統(tǒng)技術的發(fā)展很好的解決了這個問題。



2、導光管采光系統(tǒng)的工作原理

導光管采光系統(tǒng)又叫光導照明、日光照明、自然光照明等。系統(tǒng)主要分三個部分：一、采光區(qū)：利用透射和折射的原理通過室外的采光裝置采集自然光，并將其導入系統(tǒng)內(nèi)部，其透光率高達90%以上；二、傳輸區(qū)：導光管內(nèi)壁反光率高達99.7%，可以光線長距離傳輸。三、漫射區(qū)：由漫射器將比較集中的自然光均勻地分散到室內(nèi)需要光線的各個地方，其透光率同樣高達90%以上。從黎明到黃昏甚至陰天或雨天，系統(tǒng)導入室內(nèi)的光線仍然十分充足。

導光管采光系統(tǒng)，是通過室外的采光裝置捕獲室外的日光，并將其導入系統(tǒng)內(nèi)部，然后經(jīng)過導光裝置強化并傳輸后，由漫射器將自然光均勻?qū)胧覂?nèi)需要光線的任何地方。

3、導光管采光系統(tǒng)的型號及應用照度介紹

（1）中國照明的氣候分區(qū)分為五類：

一類地區(qū)照度≥45000lux，主要在中國的西南部，有西藏、廣西昆明、甘肅蘭州等地區(qū)。

二類地區(qū)照度在40000和45000lux之間，主要在中國的內(nèi)蒙古和新疆等地區(qū)。

三類地區(qū)照度在35000和40000lux之間，主要在廣東廣西南部、新疆北部、山東、河南、河北、遼寧、內(nèi)蒙古東部。

四類地區(qū)照度在30000和35000lux之間，主要在中國的中東部和吉林等地區(qū)。

五類地區(qū)照度<30000lux，主要在四川和黑龍江等地區(qū)。

應選用日照強度較高的區(qū)域使用導光管采光系統(tǒng)

4、應用區(qū)域分析

1）辦公、超市區(qū)域：環(huán)境好，照度要求高（200--500lux），辦公室高度一般在3m—5m之間，可采用DS530的型號，可采用調(diào)光裝置來調(diào)控室內(nèi)的亮度，根據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。

2）倉儲、走廊區(qū)域：貨物存放、人流行走區(qū)，照度要求偏低，（100--150lux),高度一般在3m—8m不等，可采用DS530和DS750的型號，根據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。

地下車庫區(qū)域：車輛停放、行駛區(qū)，照度要求偏低，（30--75lux),高度一般在3m—5m不等，可采用DS530和DS750的型號，根據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。
廠房、體育場館區(qū)域：主要是大型的工業(yè)生產(chǎn)制造、體育場館，照度高低不等，高度一般在4m—18m不等，可采用DS530和DS750或更大的非標產(chǎn)品型號，根據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。
5、導光管的長度的應用

導光管分為標準管和延長管，標準管是系統(tǒng)本身配置的部件，長度為610mm。如果導光管長度不夠，則需要增加延長管來滿足導光的需要，延長管長度分為610mm和1200mm長度。

導光管在應用中≤2.4m時效果佳，性價比也高，延長管的增加會相對折減導光效率。

6、適用范圍

導光管采光系統(tǒng)系統(tǒng)可廣泛應用于地下空間、廠房、移動房、辦公場所、會議室、學校、醫(yī)院、療養(yǎng)中心、體育場館、展覽館、動物園、植物園、海洋館、、監(jiān)獄、物流中心、港口、機場、火車站、地鐵、輕軌、商場、超市、酒店、住宅、別墅、會館等空間場所。





7、導光管采光系統(tǒng)的技術優(yōu)勢

（1）導光管采光技術引用到室內(nèi)的光線，屬于自然光，全光譜。且經(jīng)過漫射器的散射，光線分布均勻，無眩光，無頻閃。

（2）開孔面積小，是天窗采光面積的1/6，防水好處理。

（3）可調(diào)節(jié)性，通過調(diào)光裝置遮光片的轉動，控制進入室內(nèi)的光通量，可對室內(nèi)照度進行調(diào)節(jié)。





（4）隔熱保溫性能好。比起采光天窗，導光管采光系統(tǒng)的導熱系數(shù)非常低。見下表：

說明：

①導光管長為0.5m時，系統(tǒng)K值為1.70 w/m2k；

②導光管長為1.0m時，系統(tǒng)K值為1.60 w/m2k；

③導光管長為2.0m時，系統(tǒng)K值為1.58 w/m2k；

④導光管長為3.0m時，系統(tǒng)K值為1.55w/m2k；

⑤導光管長為4.0m時，系統(tǒng)K值為1.53 w/m2k；

⑥導光管長為5.0m時，系統(tǒng)K值為1.51 w/m2k


使用壽命長，不需要后期維護成本。導光管采光系統(tǒng)使用壽命≥25年。因采光罩為半球形，且經(jīng)過特殊工藝處理，具有自清潔功能，不容易積聚灰塵
節(jié)能：導光管采光系統(tǒng)可完全取代白天的電力照明，至少可提供10小時的自然光照明，無能耗，一次性投資，無需維護，節(jié)約能源，創(chuàng)造效益！
環(huán)保：光導照明光源取自自然光線，采光柔和、均勻，光強可以根據(jù)需要進行實時調(diào)節(jié)，全頻譜、無閃爍、無眩光、，并通過采光罩表面的防紫外線涂層，濾除有害輻射，能大限度的保護人的身心健康。
安全：采光系統(tǒng)無需配帶電器設備和傳導線路，消除了因線路老化引起的火災隱患，且整個系統(tǒng)設計、工藝考究、具有防水、防火、防盜、防塵、隔熱、隔音、自潔以及防紫外線等性能和特點。
健康：導光管采光系統(tǒng)秉承自然理念，全力打造健康和諧的娛樂、辦公、居住環(huán)境?？茖W研究證明，自然光線照明具有更好的視覺效果和心理作用，并且可以清除室內(nèi)霉氣，抑制微生物生長，促進體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的合成和吸收，改善居住環(huán)境等。
時尚：導光管采光系統(tǒng)外型美觀，是自然光與人工建筑的結合，創(chuàng)造了低耗能、高舒適度的健康娛樂、辦公、居住環(huán)境，有利于建筑裝飾藝術創(chuàng)作；加上陽光豐富的色彩，材質(zhì)感更加明顯，顯示出自然光的無窮魅力！
隔熱：導光管采光系統(tǒng)具有的隔熱性能，因整個系統(tǒng)是密封的空氣管，所以在冬天能夠室內(nèi)達到小的熱量損失，在夏天可防止室外的熱量傳入。
8、導光管采光系統(tǒng)的結構

導光管采光系統(tǒng)主要分為三大部分：室外屋頂?shù)牟晒庋b置、光傳導部分（導光管）和室內(nèi)頂部的漫射器。



圖4 導光管采光系統(tǒng)結構示意圖


9、導光管采光系統(tǒng)與電力照明系統(tǒng)對比表格：

性能對比

照明方式

光導照明

電力照明

照明效果

好

較好

舒適性

好

差

顯色性

好

差

光源類型

冷光源

熱光源

安全隱患

無

有

用電費用

無

有

維護費用

無

有

使用壽命

＞25年

1年左右（燈）



注：導光管采光系統(tǒng)是一種的光傳導裝置，系統(tǒng)中空密封，具有良好的隔熱性能，故將其歸為冷光源。



導光管與電力照明效果對比曲線





10.導光管采光系統(tǒng)在實際項目應用中節(jié)能分析（廠房類）

10.1 工程概況

1.廠房車間區(qū)域使用導光管設備，使用型號DS530

2.使用導光管區(qū)域?qū)痈邽?.5-9.0m

3.使用導光管區(qū)域面積約為20000m2

4.照度要求在100-150lux之間

10.2 電量消耗及費用情況

1.廠房車間按照國標照度要求消耗電量為7W/m2

2.日間照明時間以四季綜合時間段計算，平均為10小時/日間照明。

3.日間總用電量為： 20000m2×7W/m2×10小時

=1400000W 即為 1400 KW（日間總耗電量）

4.年日間總耗電量為 1400 KW × 365日= 511000 KW

5.擬該地區(qū)用電單價約為1.0元/KW。

6.日耗電費用為：1.0元/KW×1400 KW=1400元

7.年耗電費用為：1400元×365日=511000元

8.20年耗電費用為：20年×511000元 = 1022萬元

（注：未包含燈具定期維修、更換等費用）

10.3 節(jié)能分析

1.節(jié)能性能

根據(jù)上面計算得知一年日間照明總用電量約為511000 KW。

我國現(xiàn)在主要是以火力發(fā)電的國家，火力發(fā)電廠所使用的燃料基本上都是煤炭，全國煤炭消費總量的49%用于發(fā)電。所以，在節(jié)能分析中我們主要計算煤的消耗量。其中指出每節(jié)約1度電，就相應節(jié)約了0.4千克標準煤和4升凈水。

此項目中，在使用煤炭發(fā)電的地區(qū)年度節(jié)約能源為：

節(jié)約能源估計量（單位：噸）

標準煤

204.4

凈水

2044

使用煤炭發(fā)電，煤炭屬于能源，無法與清潔、綠色、自然的自然光相比。

2.減排分析

此項目中，使用導光管采光系統(tǒng)一年可以節(jié)約電力能源511000 KW，這樣就意味著阻止了二氧化碳等有害氣體排放到大氣中。以下數(shù)據(jù)均依照國家標準計算，其中明確指出，每生產(chǎn)一度電就會釋放不同量的有害氣體。

有害污染物排放估計量（單位：千克/千瓦·時）

二氧化碳（CO2）

0.997

二氧化硫（SO2）

0.03

氮氧化物（NOX）

0.015

碳粉塵

0.272

由以上數(shù)據(jù)計算得出以下數(shù)據(jù)：

采用光導照明系統(tǒng)減少污染物排放的估計量（單位：噸）

二氧化碳（CO2）

509.46噸

二氧化硫（SO2）

15.3噸

氮氧化物（NOX）

7.66噸

碳粉塵

138.99噸

經(jīng)比較分析后，項目投入導光管使用期間節(jié)約了用電能源，并且節(jié)約煤炭能源（發(fā)電）使用量為204.4噸，節(jié)約用水（發(fā)電）使用量為2044噸，減少碳粉塵污染的排放量約為138.99噸。

所以，應用導光管采光系統(tǒng)是一種可持續(xù)發(fā)展的需要，是一種可見成效的投資。導光管采光系統(tǒng)響應了低碳號召，做到了零碳排放，減少了能源尤其是資源的消耗，是一種綠色、健康、安全的產(chǎn)品；

10.4 導光管使用情況

1.該項目共使用約200套DS530型號導光管采光系統(tǒng)。

2.導光管采光系統(tǒng)一次性投入使用費用為：130萬元

3.導光管采光系統(tǒng)產(chǎn)品壽命＞25年

4.產(chǎn)品各部件無需維護、更換

10.5 節(jié)能回收期

回收期=導光管使用費用/（年耗電費用+消耗燈具費）

=130萬/51.1萬

=2.54

回收期約為2.5年



11.總結

導光管采光技術成本不高，可施行性強。不僅節(jié)省了使用區(qū)域的運營成本，自然光的引入還起到了對室內(nèi)環(huán)境改善的作用，同時也避免了日間電力照明的安全隱患，延長了燈具的使用壽命，還降低了人工維護和設備更新的成本。導光管采光技術較之傳統(tǒng)的采光照明方式有比較明顯的優(yōu)勢，是實現(xiàn)節(jié)能減排理想的選擇之一。