2010年注册建筑师经验交流-采集太阳光的光导管绿色照明技术在建筑中的应用

　　从光导管的安装方式上来分，又分为顶部采光和侧面采光两种。目前国外应用的采集太阳光的光导管系统几乎全部采用顶部采光，侧面采光还未见有文献报道。
　　3 光导管技术的国内外研究现状
　　光导管自出现以来，人们一直没有停止对它的研究和改进，最初人们研究光导管主要是为了传输灯光，到了上个世纪80年代以后才开始研究采集太阳光的光导管系统。
　　国外光导管技术的研究相对比较成熟。俄罗斯和美国在这个领域里都取得了可喜的成绩。1880年，俄国的Chikoleve、Wheeler、Molera和美国的Cebrian分别公开了他们有关光导管的发明。1881年Wheeler 在美国申请了第一个光导管专利。由于材料和工艺水平的限制，早期的光导管效果并不理想，因而导致其发展在一段时间内处于停顿状态。随着光学纤维技术的发展，很多研究者开始意识到光纤可以输送光能并在医学方面得到了应用，但它的缺点是尺寸太小，用于输送大的光通量用于建筑照明是不经济的。1963年前苏联工程师Gennady Bukhman提出用空心圆柱形管道输送光，并沿着光导管连续输出光通量的新思想，并于1965年制成第一个大尺寸的光导管。1981年加拿大的Whitehead公司与美国3M公司合作，利用完全内反射原理开发出棱镜导光管。1999年，英国诺丁汉大学的G..Oakley等考察了已经商业化的光导管的采光性能。美国、瑞典也开展了相应的研究工作。由于采集太阳光的光导管绿色照明系统结构简单，安装方便，成本较低，实际照明效果很好，因此在国外发展十分迅速，应用也比较广泛，许多跨国公司生产这种产品，目前英国Monodraught公司、日本共荣株式会社、美国ODL公司等多家公司都具有一定的光导管生产能力。
　　我国目前在光导管的研制和应用领域仍然十分落后，还不具备大规模生产光导管的能力。主要原因在于光导管用的高反射率薄膜我国还没有掌握其生产工艺，光导管的传输效率有待于进一步提高，在基础理论研究和产品设计、实践操作等方面的工作还很不够，因此在我国光导管技术还没有大规模进入市场。
　　4 建筑用光导管技术的应用实例
　　建筑用光导管结构简单、安装拆卸灵活、造价低廉，能够造成舒适的建筑光环境，在欧美等国家得到广泛应用。图2和图3是国外的一所住宅在同一个房间安装光导管前后室内光环境对比。国外的经验证明，安装光导管后的住宅室内的光环境质量显著改善，在晴天的白天完全可以不再使用电光源照明，光导管导入的自然光完全可以满足人们的日常活动的照明和采光需求，而且对人们的身体健康有利，安装采集太阳光的光导管的住宅大大地减少了“季节综合症”的发病率。
　　5 建筑用光导管技术的未来发展
　　开发应用采集太阳光的光导管绿色照明技术的目的就是要把光导管变成一种节约能源、保护环境的绿色产品。这就需要从绿色照明的角度来研究整个光导管采光照明系统，即从光导管的制造、使用前后和使用中这个全过程去考虑如何节约能源和保护环境，不但要考虑照明时不产生光污染，而且在系统寿命终结后便于分解和回收利用。导光装置是整个照明系统的核心部分，光导管的性能是直接关系到装置本身是否属于绿色产品的关键问题。因此光导管的采光性能还需要进一步的提高。
　　采集太阳光的光导管绿色照明技术是绿色能源科技的一部分，属于可持续发展能源技术。由于国外光导管技术相对比较成熟，借鉴国外的先进技术和经验，形成我国自主知识产权的光导管技术和产品是有可能的。光导管技术为高效的光能传输提供了一种有效的途径，目前国内外的研究还大多集中于光导管本身的性能研究，未来的发展趋势将更偏重于光导管和其他建筑环境技术的结合，从而为建筑节能和改善室内环境品质发挥更大的作用。随着人们对可再生能源的兴趣不断增加，自然通风和自然采光技术越来越多地运用到现代建筑中，然而直到今天自然光照明和自然通风技术一直是各自发展自成体系。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，满足建筑物对自然采光和自然通风的要求，可以使光导管的功能更加完善，在采光的同时使室内保持良好的自然通风，对于建筑节能和改善室内空气品质具有积极意义，必将得到更大的发展。

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