建筑采光与导光系统摘要：本文从目前国内老社区采光不足的现状出发，简要介绍利用天然光的导光系统。从导光系统的原理、分类、组成来阐述导光系统的优与弊。从国外的发展走向来分析导光系统的发展重点和未来趋势，并且与老社区的现实情况结合，希望能对老社区的采光改造起到一定的作用。

　　这种导光筒与光导纤维同理,但是由于导光筒为中空的管子,因此传统的管子不可能实现,但是当改变管壁形状后则克服了这个问题,制成了内部全反射式的导光筒。这种导光筒多用于为大空间提供照明。对于原理相同的导光纤维而言,虽然其效率较高,但是却由于它所能传输的光通有限,而同样不能适用于这种大面积场所的照明。

　　对于照明而言,不是简单的将光线引入室内,而是需要将光线合理的在室内分布,因此漫射器就需要根据配光的要求的不同,而合理的选择相应的材料制备而成。并对其光通空间分布做相应的测试从而保证照明的质量。

　　3.2导光管与遮阳篷的结合：:将导光管系统与遮阳棚结合起来，用于多层建筑中，是一种新型的多功能节能技术，如图3、图4所示。在普通的遮阳棚上，添加了光电板和一个可转动的菲涅耳透镜。遮阳棚在挡去了直射光的同时，并不妨碍居民的视野；棚内的光电板吸收天然光的光通，并将此能量输送给电网或建筑，在有采光的白天让电表倒转，夜晚无采光时电表正转；伴随着采光有大量的热量，对低温的室内，遮阳棚可以将遮阳结构内的热空气带入建筑物，解决采暖问题；采用一个圆柱形的可移动的菲涅耳透镜，将遮阳棚上的光通聚焦后，进入一条狭长的大约25 mm宽、柔软的、绝缘的波导管，然后通过一个光转换器，以最佳的角度将光引入导光管，光转换器的目的是使光在导光管中的利用效率最高。

　　1.2天然光：天然光作为大自然馈赠于人类的宝贵财富,是一种取之不竭,用之不尽的绿色能源,同时也是人类长期进化过程中最为适应的光源,但在很长的一段时间内曾被人忽视。伴随着近年来能源危机、环境恶化等问题的不断出现,才日益引起了世人的关注。而导光管技术的出现无疑为人们合理利用天然光资源开辟出新的途径,特别是近十几年伴随着导光管技术的快速发展,大量具有可推广性的导光管产品不断涌现,使得导光管在居室、商店、学校、运动场所、厂房等不同空间得到广泛应用。

　　在玻璃或塑料上镀一层高反射率的金属涂层,通过多次反射将光传送到需要的空间,适合于短距离的传输。这种导光筒虽然传输效率相对较低,但是由于其低廉的价格,而能够在一些对于效率要求不是非常高的场所得到广泛使用

　　3.1与人工照明结合：导光管将天然采光与人工照明结合是一项非常有前途的技术，可以将这种方法用于单层、多层建筑或地下室。图2是一应用示例，这是一种新型的采光方式，它不仅可以照亮整个房间、某个局部，还可以作为发光天棚的光源，主要适合于层高较高的建筑、设备拥挤的工场和游泳池等。在导光管的受光面作进一步的处理后，伴随着采光的热或紫外光可以被完全地排除在室外。计算表明，一个如图2所示的导光管，对层高在6~9m、面积为150~250m2的室内照度可达到300~400 lx。

　　为了节约照明用电和改善地下或无窗建筑的室内光环境,国外很早就开展了天然导光技术方面的研究。早在1977年,美国的D. Micheal发表了题为“有太阳跟踪器的阳光照明”(Lighting with sunlightusing sun tracking concentrators)一文,一些学者认为这篇文章标志着地下与无窗建筑天然采光方法的形成。美国、前苏联、日本、英国等国的学者在天然导光技术方面做了大量的研究工作。导光管系统在世界很多地方已实现商品化和设计标准化,在国外的许多项目中得到了应用。CIBSE的Building Journal发表的调查表明,截止到2003年9月全球已安装了大约300万套导光管产品。图5为国外若干工程应用实例。国际照明委员会CIE TC3—38 ,加拿大国家研究会,英国利物浦大学等都对这种导光管系统进行了深入的研究,并提出了较为完整的设计和计算方法,与天然采光中的采光系数相对应在导光系统管理论中提出了Daylight Penetration Factor (昼光穿透系数DPF)以表征导光管系统的采光效果。

　　1.1现状：在城市内部，居住空间多见缝插针，比较多见的是新建住宅附属于相应的单位，导致建筑局部密度过大，间距过窄，建筑采光困难。又由于城市中心各种城市职能相对集中，居住空间与其他功能空间如商业、娱乐等设施混合，以致此类社区人口密集、居住环境较差。

　　在重庆，这种80年代的旧住宅数分布广泛且数量颇多，广泛分布于重庆市主城区，目前有400余万平方米。在这样的基数之上，如需全部拆建需要耗费大量资源。

　　将导光系统引入老社区，自然光导入室内，从根本上解决老社区采光差的问题，如果这一设计实践化和推广化，将是老社区的一个福音。

　　6.1.低技性：如前面所谈到的各种导光方式，都存在价格昂贵的问题CQ9电子，要真正解决老社区的采光问题，价格是关键

　　实验表明仅仅依靠非金属材料的部分反射,其效率非常的低,但是这一点可以通过使用一种薄膜来克服,从而使得非金属反射型导光筒具有比较高的效率。但是这种装置造价却非常昂贵,目前很难得到大量推广

　　这种导光筒主要是利用光线的折射原理,它由一系列的光学透镜组成,这种导光筒需要很多价格昂贵的透镜,因此现在主要在一些光学仪器设备上使用

　　6.4.空间性：如何结合老社区居民户型、阳台等空间特色，发挥我们的专业特长，为其设计一套具有空间适应性的导光系统。

　　同时，随着我国经济的飞速发展,用电紧张问题日益受到社会各界的关注,而照明用电在电能消耗中占有相当比重,根据统计表明我国照明用电约占全国总用电量的12 % , 2004年北京市照明用电为49亿千瓦小时,也占到全市用电总量的11 %。因此照明节能具有十分重要的实际的经济、社会以及环境效益。开发节能产品、充分利用天然光资源无疑是解决能源紧张的重要途径。

　　2.1导管系统工作原理：导光系统利用室外的自然光线透过集光器导入系统内进行重新分配,再经特殊制作的导光管传输和强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效地照射到室内。

　　2.2导光系统分类：导光管系统一般有四种，分别是镜面反射型、圆柱形棱镜式、V字形棱镜式和漫反射型

　　比较：镜面反射型相当于一个裸光源，而棱镜式（圆柱形和V字形）则方向性很强，漫反射型由于在光的出口处加了一层漫射材料，射出的光比较柔和。

　　2.3导光系统组成：光管系统主要由集光器、导光筒和漫射器三部分组成。这种系统利用室外的自然光线透过集光器导入系统内进行重新分配,再经特殊制作的导光管传输和强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效地照射到室内。