光導(dǎo)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(guān)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(cè)窗采光、天窗采光已經(jīng)無法滿足我們的采光要求。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展很好的解決了這個(gè)問題。



2、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的工作原理

導(dǎo)光管采光系統(tǒng)又叫光導(dǎo)照明、日光照明、自然光照明等。系統(tǒng)主要分三個(gè)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(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，其透光率高達(dá)90%以上；二、傳輸區(qū)：導(dǎo)光管內(nèi)壁反光率高達(dá)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(gè)地方，其透光率同樣高達(dá)90%以上。從黎明到黃昏甚至陰天或雨天，系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍然十分充足。

導(dǎo)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(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，然后經(jīng)過導(dǎo)光裝置強(qiáng)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(dǎo)光管采光系統(tǒng)的型號(hào)及應(yīng)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(yīng)選用日照強(qiáng)度較高的區(qū)域使用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)

4、應(yīng)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(hào)，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(chǔ)、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(hào)，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(hào)，根據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。
廠房、體育場(chǎng)館區(qū)域：主要是大型的工業(yè)生產(chǎn)制造、體育場(chǎng)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(biāo)產(chǎn)品型號(hào)，根據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。
5、導(dǎo)光管的長度的應(yīng)用

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

導(dǎo)光管在應(yīng)用中≤2.4m時(shí)效果佳，性價(jià)比也高，延長管的增加會(huì)相對(duì)折減導(dǎo)光效率。

6、適用范圍

導(dǎo)光管采光系統(tǒng)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于地下空間、廠房、移動(dòng)房、辦公場(chǎng)所、會(huì)議室、學(xué)校、醫(yī)院、療養(yǎng)中心、體育場(chǎng)館、展覽館、動(dòng)物園、植物園、海洋館、、監(jiān)獄、物流中心、港口、機(jī)場(chǎng)、火車站、地鐵、輕軌、商場(chǎng)、超市、酒店、住宅、別墅、會(huì)館等空間場(chǎng)所。





7、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）導(dǎo)光管采光技術(shù)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(zhuǎn)動(dòng)，控制進(jìn)入室內(nèi)的光通量，可對(duì)室內(nèi)照度進(jìn)行調(diào)節(jié)。





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

說明：

①導(dǎo)光管長為0.5m時(shí)，系統(tǒng)K值為1.70 w/m2k；

②導(dǎo)光管長為1.0m時(shí)，系統(tǒng)K值為1.60 w/m2k；

③導(dǎo)光管長為2.0m時(shí)，系統(tǒng)K值為1.58 w/m2k；

④導(dǎo)光管長為3.0m時(shí)，系統(tǒng)K值為1.55w/m2k；

⑤導(dǎo)光管長為4.0m時(shí)，系統(tǒng)K值為1.53 w/m2k；

⑥導(dǎo)光管長為5.0m時(shí)，系統(tǒng)K值為1.51 w/m2k


使用壽命長，不需要后期維護(hù)成本。導(dǎo)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(dǎo)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(shí)的自然光照明，無能耗，一次性投資，無需維護(hù)，節(jié)約能源，創(chuàng)造效益！
環(huán)保：光導(dǎo)照明光源取自自然光線，采光柔和、均勻，光強(qiáng)可以根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)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(hù)人的身心健康。
安全：采光系統(tǒng)無需配帶電器設(shè)備和傳導(dǎo)線路，消除了因線路老化引起的火災(zāi)隱患，且整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(diǎn)。
健康：導(dǎo)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。科學(xué)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(jìn)體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的合成和吸收，改善居住環(huán)境等。
時(shí)尚：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)外型美觀，是自然光與人工建筑的結(jié)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(shù)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(dǎo)光管采光系統(tǒng)具有的隔熱性能，因整個(gè)系統(tǒng)是密封的空氣管，所以在冬天能夠室內(nèi)達(dá)到小的熱量損失，在夏天可防止室外的熱量傳入。
8、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

導(dǎo)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(dǎo)部分（導(dǎo)光管）和室內(nèi)頂部的漫射器。



圖4 導(dǎo)光管采光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖


9、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)與電力照明系統(tǒng)對(duì)比表格：

性能對(duì)比

照明方式

光導(dǎo)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(fèi)用

無

有

維護(hù)費(fèi)用

無

有

使用壽命

＞25年

1年左右（燈）



注：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)是一種的光傳導(dǎo)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(dǎo)光管與電力照明效果對(duì)比曲線





10.導(dǎo)光管采光系統(tǒng)在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)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(dǎo)光管設(shè)備，使用型號(hào)DS530

2.使用導(dǎo)光管區(qū)域?qū)痈邽?.5-9.0m

3.使用導(dǎo)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(fèi)用情況

1.廠房車間按照國標(biāo)照度要求消耗電量為7W/m2

2.日間照明時(shí)間以四季綜合時(shí)間段計(jì)算，平均為10小時(shí)/日間照明。

3.日間總用電量為： 20000m2×7W/m2×10小時(shí)

=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(jià)約為1.0元/KW。

6.日耗電費(fèi)用為：1.0元/KW×1400 KW=1400元

7.年耗電費(fèi)用為：1400元×365日=511000元

8.20年耗電費(fèi)用為：20年×511000元 = 1022萬元

（注：未包含燈具定期維修、更換等費(fèi)用）

10.3 節(jié)能分析

1.節(jié)能性能

根據(jù)上面計(jì)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(fèi)總量的49%用于發(fā)電。所以，在節(jié)能分析中我們主要計(jì)算煤的消耗量。其中指出每節(jié)約1度電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤和4升凈水。

此項(xiàng)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(jì)量（單位：噸）

標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目中，使用導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，其中明確指出，每生產(chǎn)一度電就會(huì)釋放不同量的有害氣體。

有害污染物排放估計(jì)量（單位：千克/千瓦·時(shí)）

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(jì)算得出以下數(shù)據(jù)：

采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)減少污染物排放的估計(jì)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(xiàng)目投入導(dǎo)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(yīng)用導(dǎo)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(dǎo)光管采光系統(tǒng)響應(yīng)了低碳號(hào)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(dǎo)光管使用情況

1.該項(xiàng)目共使用約200套DS530型號(hào)導(dǎo)光管采光系統(tǒng)。

2.導(dǎo)光管采光系統(tǒng)一次性投入使用費(fèi)用為：130萬元

3.導(dǎo)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(hù)、更換

10.5 節(jié)能回收期

回收期=導(dǎo)光管使用費(fèi)用/（年耗電費(fèi)用+消耗燈具費(fèi)）

=130萬/51.1萬

=2.54

回收期約為2.5年



11.總結(jié)

導(dǎo)光管采光技術(shù)成本不高，可施行性強(qiáng)。不僅節(jié)省了使用區(qū)域的運(yùn)營成本，自然光的引入還起到了對(duì)室內(nèi)環(huán)境改善的作用，同時(shí)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(hù)和設(shè)備更新的成本。導(dǎo)光管采光技術(shù)較之傳統(tǒng)的采光照明方式有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排理想的選擇之一。

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