光导管系统在隧道中应用的设计方法

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1、地球地球太阳能太阳能建筑光导管系统在隧道中应用的设计方法北京工业大学吴延鹏$马重芳摘要本文论述了建筑采光用光导管系统的基本结构、特点，提出了光导管系统在隧道中应用的设计方法。关键词光导管天然采光隧道%&’()*+&,-./’.01()-,2(3&’4’&/(*56**&7’()*+),-./0.12)-.3)4-)567.18-.189’,:;<,96:;)/-/0<)3:;=+;;0;)>60)=7?/7.0.>;)-.3)=6-<-=>0<:;>:=;)78)@:16>)/:/0，/<7A:30;)>60)30;:1.)?0

2、>673;)78)@:16>)/:/0;)+;03):.)>+..0@B=&>?.:/’C:16>)/:/0D-(@:16>:.19+..0@!引言保、安全、节能的照明方式。光导管系统可应用在平屋顶上，也光导管技术是近年来国外发展起来的一项建筑采光照明可以应用在坡屋顶上，图&为应用在坡屋顶上的示意图。应用新技术，是太阳能光利用的有效方式。多年来在太阳能的利用在坡屋顶上的光导管需要专门制作弯头，以适应屋顶的结构。方面，人们更多地集中在太阳能的热利用，对于太阳能的光利#光导管系统的特点用重视程度还不够。随着人们对可再生能源的日益关注

3、，太阳国外的许多能的光利用也开始引起人们的注意。在欧美及日本等发达国研究表明，电光源家，已开发出一系列光导管照明系统，并在住宅、学校、博物馆、照明可能产生光办公楼、体育场馆、公共厕所、隧道、地下室、易燃易爆车间等工污染，电光源发出业与民用建筑及公共设施中广泛应用，实现了白天完全或部的多为单色光，很分利用光导管天然光照明，从而大大节省了电能，提高了室内容易造成频闪现环境品质。象，长期在这种光"光导管系统的基本结构环境下工作和学刊月!建筑采光用光导管照明系统主要分!部分，一是采光部习容易造成视觉$年分；二是导光部分，一般由!段导光管

4、组合而成，导光管内壁为疲劳，影响人们的#""!高反射材料，反射率可达"#$%""$，导光管可以旋转弯曲重工作和学习效率。源能叠来改变导光角度和长度；三是散光部分，为了使室内光线分光导管系统采用图&坡屋顶上安装的光导管系统光阳布均匀，系统底部装有散光部件，可避免眩光现象的发生。由于这种自然光光导管照明系统结构简单，安装方便，成本较低，实2吴延鹏，&"E#年&#月生，博士际照明效果好，因此在国外发展迅速，应用也比较广泛。这种产电话：F&FGH"H#!III!%JG?-:@：K+(-./0.1L>;:.16+-B7<1B=.品的应用提

5、升了人们的生活品质，为人们提供了一种健康、环太阳能建筑地球地球太阳能自然光照明，不会产生光污染。光导管系统还具有环保、节能的特点。节能是指光导管不需要用电，完全采用天然光，可以节省电能的消耗。环保是指光导管系统不但采用天然光照明，清洁无污染，而且整个系统的所有零部件全部采用可回收的材料制成，能做到全生命周期的环保。另外，光导管系统不会有电器故障隐患。!光导管技术在隧道中的应用图%光导管系统在隧道中的应用光导管技术应用于隧道或地下室走廊在国外已有很多成功的案例。这种光导管基本上都是垂直安装，垂直方向的光导管可穿过结构复杂的地面，把

6、天然光引入地下。为了输送较大的光通量，这种导光管直径一般都大于!""#$$，如图%、图&。图&是德国柏林波茨坦广场地下隧道使用的光导管，直径约为’""#$$，顶部装有可随日光方向自动调整角度的反光镜，管体采用传输效率较高的棱镜薄膜制作，可将天然光高效地传输到地下空间，同时也成为广场景观的一部分。图&德国柏林波茨坦广场上使用的光导管"光导管系统在隧道中应用设计方法从照明观点来看，一条隧道分为(个区：入口区、过渡区、隧道区和出口区，见图(。人们在白天从明亮的环境接近，进入和通过隧道过程中与行驶在一般道路上很不一样，因为这个过程将发生

7、种种视觉问题。()!入口区入口区的光导管系统的设计是隧道中应用光导管系统设计的关键。白天隧道内外的亮度差别是很大的，从隧道外部看上去，对于长度比较长的隧道来说，隧道的入口处会有一个黑图(隧道照明的基本构成洞，即使隧道比较短，也会有一个黑框，所以入口区的设计关键是消除黑洞现象。要在入口处使路面达到必要的亮度水平，必/$"#.-须在入口处设置光导管系统。在这一区域设置光导管系统，由+,*)(于是隧道外亮度极大和隧道内亮度极暗的过渡，所以光导管’%&$$"#系统只要达到基本的照明要求即可。入口区的亮度应该由“等!!!价适应亮度确定”，

8、即从隧道的入口处到一个驾驶员的安全制动距离来确定的。图’为进入隧道的注视时间*与入口部分的路面亮度+%的关系曲线，只要知道从外部进入隧道到人眼能!"够看清隧道内部情况的注视时间之后，即可从图上查出入口图’进入隧道的注视时间*与入口部分的路面亮度+%的关系地球地球