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1、管道日光照明，光纤照明，天窗采光的分析与比较(2009-07-01 11:15:20)标签：管道式日光照明 光纤照明 天窗 自然采光比较 光导管 杂谈 随着全球能源价格上涨，各地节能减排政策出台，以及人们环保意识的加强，如何有效的减少能源消耗，提高能源利用率，降低二氧化碳排放，越来越成为我们关注的问题。以下，我就新型的完全依靠自然光来照亮房间的技术日光照明系统，做一个简单的系统概要。日光照明系统是一种将阳光通过前端捕捉，中间传输及终端漫射射原理，将外部自然光引入室内的一项技术。系统的前端采集捕捉技术的主要有两种方式，主动式和被动式，主动式则是主动的定位太阳位置，然后采集阳光，这种定位一般通过G
2、PS卫星定位、光敏传感器或依靠各地区年平均的太阳轨迹路径来定义太阳的行走路径，GPS及光敏传感器虽然相对比较准确，但却增加了运行及设备成本，依靠将平均行走路径预先设置的方法，虽然可能会与实际太阳运行的轨迹有一定的出入，但却减少了设备及运行开支；而被动式，则是被动的将阳光通过固定的路径引入，即当有光线照射到采光罩部分时，采光部分即开始将光线进行反射及折射到传输部分。被动式的采集部分，如何采光，如何将低角度非太阳直射的光采集捕捉到是一个相对的难题，各个日光照明的企业都在寻找解决方法，比较来讲，通过在迎光面装载一些较强的折光面将光线进行折弯的技术是一种行之有效的方法，这样很容易地把早晨和傍晚的光线导
3、入室内。那么主动式与被动式的区别在哪里？哪种方式对应具体的项目更合适呢？以下就两个方面对主动式与被动式进行区别和对比：首先，成本方面。主动式造价及后期维护成本相对被动较大，后期维护成本为什么会大呢？因为主动式的采集部分增加了更多的跟随太阳转动的机械结构，机械结构的引入，无形中增加了成本，也造成了日后可能出现故障及维护的几率，这样，后期维护成本自然会增大；而被动式则因采集装置中无机械部分，后期几乎不需要维护成本投入，也减少了损坏的可能性。其次，低角度光线引入方面。当光照度不强时，主动式的采集部分不能够准确搜索太阳位置，在早晨、傍晚、多云或阴天时，可能无法正常使用；而被动式则可通过引入如光线折弯技
4、术或者其他捕捉低角度阳光的技术即可在照度不大的早上或者傍晚等阳光不充足情况下使用。日光照明系统的第二个主要的组成部分是光线的传输，就传输方式来讲，根据光线采集的主动式及被动式也将传输分为两种不同的方式：光纤传输与管道传输，光纤就是以光学纤维为材料的传输介质，管道是通过将金属等介质上增加一些反射膜等增强反射的介质，而后折成圆形的空心管道。主动式的采光一般采用的是光线传输方式，被动式则是通过管道进行传输，两者最大的区别也有以下几个方面：第一，成本方面。光纤传输所采用的光纤造价几倍于管道，因此，采用光纤传输时，工程材料成本相对管道明显增加。第二，传输的光源方面。光纤传输为点光源，到达室内的点光源类似
5、一个个灯泡或LED灯，比较刺眼且覆盖面较窄，与管道传输的面光源相比时，光线传输点光源效果显得不够理想。第三，占用空间方面。光纤因体积小，普通单芯光纤的直径只有3mm，而管道直径则至少要几十甚至上百倍于光纤，因此对建筑结构要求十分严格的情况下，光纤传输相对管道则有特天独厚的优势。同时，因为光纤直径小，也十分容易安装固定，管道则无法与之相比。另外，光损耗相对管道传输也低一些，但是综合来讲，绝大多数情况下，管道传输因为其成本等因素，成为目前比较流行的传输方式选择。至于日光照明系统的第三个主要组成部分，漫射器方面，则因为是客户直接面对看的到的部分，各个制造商都在挖空心思，为客户提供较多的可选择产品类型
6、，诸如您需要晶莹剔透的阳光时可以选择fresnel（菲涅尔）透镜漫射器，而当您需要得到传统的灯具效果，则可以选择棱镜或者磨砂型漫射器等，多种的变化及外观效果满足了不同建筑及装修风格需要。日光照明系统的另外一个最重要的部分，就是智能控制方式，我们将阳光引入室内时，如何有效控制，如何在不同的场合提供不同的光照度，如何在无光线时启动电灯照明，以及如何控制平衡自然光与电灯满足室内恒定的照度等问题，这个都是智能日光照明系统与传统日光照明系统的区别。智能化的日光照明系统，可以理解为通过采光罩的工艺改造，例如，上文提到的光线折弯技术，以及通过对正午强光、高热、紫外线反射过滤，只引入适量的光等，或者通过管道内
7、的遮光板来进行简单的光线照度控制。不过我要讲的智能日光照明系统，则更多的是自然光与电灯的综合控制。我们知道，在很多对光线要求严格的场合，例如实验室，诊疗室及需要恒定光照度等的场所，如何有效的保证在自然光不足时，电灯能够逐渐提供特定的照度补充，让室内维持恒定的光照度环境，这是智能系统所要解决的问题。试验证明，人们在一个照度恒定的场合工作，效率及舒适度都比光线更替明显的场合高很多，因此，智能化的日光照明系统将是最终的发展需要。讲到这里，可能会有人说，为什么要采用日光照明系统，多开几个天窗或者侧窗不是一样可以阳光引入室内？那么我就给大家分析下为什么要采用日光照明。首先，从建筑能耗来分析，数据显示电耗
8、占到建筑年度能耗的40%，我们不得不通过各种方式来减少电能消耗，最先考虑的节能灯，于是，出现了室外阳光明媚，室内照样灯火辉煌的景象，我们可能会觉得我们已经比原来的普通照明省电了，而没有去想如何将免费充足的阳光引入室内。这时，有人便建议在建筑外立面及穹顶开更多的窗来解决照明问题，于是设立了广泛的玻璃窗，这样，我们当然可以获得更多的阳光，但是，同时引入室内的便是中午时分冗余的热、灰尘、有害的紫外线和眩目刺眼的光，这时，便又有人通过加装外遮阳系统进行屏蔽过量阳光，这样做当然起到一定的作用，也有效的解决的光与热的矛盾，但是这时那些建筑内部的区域和特殊的建筑便映入我们的视线，开窗所能引入阳光的区域仅限于
9、开窗的房间，而建筑内部的走廊，洗手间，储藏室等没有与外界直接连接的部分光线则不同通过建筑外立面的窗户引入，这时，我们需要通过例如日光照明系统来满足对光的需求。其次，对于如工厂、仓库等水平占地大的区域，在屋顶开天窗及架设遮阳系统从成本及可行性都实难通过，但是工厂照明的耗电又是极其巨大的，因此，日光照明系统便是不错的选择。另外，比如体育场馆，比赛时对灯光要求极其严格，开天窗或者侧窗时，站在迎光面的运动员则在太阳直射时会明显感到刺眼，因此有损比赛的公平，同时，如果通过射灯来照亮赛场，也会对运动员的视觉有一定的影响，所以，通过日光照明系统，在屋顶或者侧面将室外的自然光引入室内，除让运动员感觉舒服外，也
10、避免了热量和眩光的引入，同时，很大程度上也减少了电能的消耗，进而减少了二氧化碳的排放，达到了即提高室内人员舒适度的同时，也建筑节能的双重优点。通过以上关于日光照明优点的分析对比，我们可以知道日光照明系统是一种建筑节能减排的不错的新技术之一。从系统架构上，我们也有了一定的了解，那么究竟日光照明系统的原理是什么？如何实现将阳光引入室内呢？下面我们就大多数日光照明采用的架构，即光导管技术进行简要的介绍。日光照明系统光导管采光结构为通过屋顶的采集装置捕获阳光，然后通过反射管道向下改道，透过安装于天花板上不同的反射面（漫射器），将自然光均匀分布到建筑内部的区域，同时，通过智能控制，可以与日常照明系统结合
11、使用，在晚上或阴天可由日常照明系统提供光源。管道式日光照明系统基本不涉及能耗，极尽建筑节能之概念。就管道架构来讲也是通过可调的管道设计，以最小的建筑结构改变，便可满足安装需要。该系统可广泛引用于工厂、办公楼、学校、大型商场及家居等所有白天需要照明的室内区域。同时，也是我们实现建筑节能减排，促进可持续发展的一项非常值得关注并值得发展的新兴应用技术。太阳光线分类和紫外线的不同波段(2009-08-10 10:55:47)标签：紫外线波段不可见光杂谈 分类：摘录文章1、太阳光线分为X线、X光、紫外线、可视光线、红外线等五种，其中到达地球表面的光线为紫外线A，B，可视光线及红外线，但对人体最有影响、最
12、有害的是紫外线，它的简称为UV。2、紫外线的特点（1）优点：A、消毒杀菌；B、促进骨骼发育；C、对血色有益；D、偶尔可以治疗某些皮肤病（2）缺点：A、使皮肤老化产生皱纹；B、产生斑点；C、造成皮肤炎；D、造成皮肤癌紫外线的分类紫外线根据波长分为：近紫外线UVA，远紫外线UVB和超短紫外线UVC。紫外线对人体皮肤的渗透程度是不同的。紫外线的波长愈短，对人类皮肤危害越大。短波紫外线可穿过真皮，中波则可进入真皮。一、紫外线的不同波段人类对自然环境破坏的日益加重，使人们对太阳逐渐恐惧起来。有此人类为防止太阳光线对肌肤造成伤害所进行的研究也成为永恒课题。让我们先来了解一下紫外线的相关知识。紫外线是位于日
13、光高能区的不可见光线。依据紫外线自身波长的不同，可将紫外线分为三个区域。即短波紫外线、中波紫外线和长波紫外线。短波紫外线：简称UVC。是波长200NM280NM的紫外光线。短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收。不能达到地球表面，对人体产生重要作用（如：皮肤癌患者增加）。因此，对短波紫外线应引起足够的重视。（致癌）中波紫外线：简称UVB。是波长280NM320NM的紫外线。中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不能在渗入皮肤内部。但由于其阶能较高，对皮肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，皮肤可出现红肿、水泡等症状。长久照射皮肤会出现红斑、炎
14、症、皮肤老化，严重者可引起皮肤癌。中波紫外线又被称作紫外线的晒伤（红）段，是应重点预防的紫外线波段。（晒伤）长波紫外线：简称UVA。是波长320NM400NM的紫外线。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，起到了防御紫外线，保护皮肤的作用。因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但对皮肤的作用缓慢，可长期积累，是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。（晒黑、老化）由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线UVB的照射；而防止UVA紫外线，则是为了避免皮肤
15、晒黑。在欧美，人们认为皮肤黝黑是健美的象征，所以反而在化妆品中要添加晒黑剂，而不考虑对长波紫外线的防护。近年来这种观点已有改变，由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害，所以人们开始加强对长波紫外线的防护。推荐液体光纤液体, 光纤, 推荐液芯光纤是一种新型结构的光纤，不同于常规光纤由固态的芯料和皮层构 成，液芯光纤是在折射率较低的柔性透明皮层软管里填充折射率较高的透明液 体芯料，然后用硬质的透明光窗将两端封堵住。通过光窗传入的光线在芯料和 皮料的界面上发生多次全反射，最后通过另一端的光窗传出光纤。由于液芯光 纤这种不同于传统固芯光纤的特殊光纤结构，使其具有许多独有的特性。 1，液芯光纤用透明的液体作为光纤的芯料，光纤芯料的选择范围相当广泛， 针对不同需要的传输波长范围，可以选择不同的溶液体系，以达到最好的传光 效果。 2，液芯光纤内部是可以流动的溶液体系，可以很好的传输热量，具有良好的导热性，对光能量的吸收相当小，所以液芯光纤能传输高达数百瓦的大功率光能量，而不会出现普通的光纤在传输大功率的光波时有机物光学包层被大功率光能量烧坏甚至烧毁的现象。 3，普通的大口径传光光纤束都是单丝集束的光缆，是用多根光纤丝集束而成的，由于光线丝截面一般都是圆形，所以即使是紧密排列，填充率也只有80%左右，也就是说有20%不可避免的固有的填
