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1、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。关键词：老社区、采光、导光系统1．老社区采光现状分析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
2、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。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。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
3、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。2.导光系统简介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
4、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。1光源2、4镜面反射器3玻璃5导光管6镜面反射膜7散射器8光栅9全反射棱镜膜。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。2.3.1集光器：根据集光器的工作原理不同,可以分为以下两种类型:1)被动式集光器:多为半球形透明结构
5、,内部也可设置棱镜等以提高效率;2)主动式集光器:主要有定日镜等,可自动跟踪太阳以提高采集光线的效率。被动式主动式2.3.2导光筒：1)金属反射型导光筒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2)非金属反射型导光筒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3)透镜组型导光
6、筒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4)棱镜型导光筒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。2.3.3漫射器：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
7、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。无窗空间导光效果3.建筑中的应用在建筑和环境中应用的导光管的光源可以是昼光或人工光源，下表表示了它的应用。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
