修建电气规划 导光管照明体系的规划运用 导光管照度核算
发布时间:2022-12-03 23:42:29

  光导照明又名管道式日光照明,体系经过采光罩高效搜集天然光线导入体系内重新分配,再经过特别制造的导光管传输和强化后,由体系底部的漫射设备把天然光均匀高效地照射到任何需求光线的当地,得到由天然光带来的特别照明作用。体系由采光区、传输区、输出区构成。

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  节能环保:下降了修建物内部白日照明的能耗和部分空调制冷的能耗,因为运用的是天然太阳光,也削减了因火力发电而发生的很多二氧化碳和其它污染物的排放。

  健康安全:把室外天然光源引进室内,避免了人们长时刻在电光源环境下日子和作业引起的心思和生理上的不适,一起因为不运用电能,避免了因用电线路老化而引起电气火灾的安全危险(特别是关于油库、弹药库等放置易燃易爆物品的场所)。

  天然光光照时刻长,能够极大地科削减电能耗费,然后下降照明本钱,尤其是关于我国东南滨海一带和西北区域天然光照资源十分丰厚的区域,光导体系运用的时刻能够到达均匀每天12h以上,甚至在阴天也能够运用,其节能和经济效益是十分显着的。

  现阶段遍及规划和运用的从修建物房顶引进室外天然光的办法,首要是经过在修建物房顶设置天窗进行采光,而新式光导照明技能较前者有如下技能优势:

  ①一般天窗采光的采光面积和其开孔面积比仅为1∶1,这就意味着假如想得到更多的室外光线就要添加开孔面积,开孔面积的增大又会加大修建物的结构规划和施工设备的难度,导致动力的很多耗散,故功率较低,而光导体系采光区面积是开孔面积的2倍以上,采光面积大。

  ②天窗采光方法引进的光线会跟着太阳方位的移动而频频发生偏移,不能实现精确固定的照明,而光导体系的采光角可达180°,经过光导管和漫射器把搜集到的光线精确投射到指定空间区域,光线均匀,无眩光,不会呈现部分聚光现象。

  ③假如仅为采光而运用天窗,其土建及设备本钱较高,天窗的透光率衰减较快,且定时需求清洁保护,而其所发生的节能作用与经济价值却无法估量。

  ④现在的光导照明体系设备具有较好的隔热和防水功用,而天窗采光的方法因其开洞面积的增大,隔热作用会显着下降且漏水危险也会增多。

  1986年光导管日光照明体系被创造,直到2000年左右这项技能被引进我国。我国光导体系技能尽管比较国外起步较晚,但开展速度较快,因其具有巨大的经济和社会效益,在国内的推行和运用也开端逐渐遍及。经过多年的开展完善,现有光导照明体系构成的部件设备,其技能功用和功用多样化都得到了很大前进。

  采光设备标准多样,外形漂亮,选用光学级PC或亚克力原料,罩外外表喷涂UV光固化硬质涂层,润滑耐磨,并具有杰出的隔热、隔音功用,透光性强,采光功率高,经过采光罩外表的防紫外线涂层,滤除部分有害的光线辐射,遇火不延燃,且焚烧时不会开释有毒有害物质。现在市场上有些产品添加了自清洁功用,并经过在采光罩内设备太阳传感器等部件,操控聚光组件一直对向太阳所在方位,极大地前进了太阳光线的搜集和运用功率。

  由特别原料制造的光导管具有超强反射日光的作用,一般为铝制结构,其厚度仅约为0.4mm,重量轻,设备便利,多选用上下插接式衔接,全体密封性好,可防止尘埃和飞虫进入,使光线传导的高功率功用坚持长时刻安稳。跟着光导管资料制造工艺的不断前进,经过在管内壁镀高反射率薄膜(反射率达98%以上)的方法,可极大前进光导管的传输功率,而且经过加装导光弯管,也可使体系的光线传输间隔增大,现在市场上常见的弯管首要有:30°、60°和90°弯管,并设有反光镜。弯管的运用使得小尺度光导管的最大传输间隔到达8m,大尺度的光导管最大传输间隔可达20m。

  一般由PC资料或PMMA资料制成,具有杰出的透光性和漫射性,不易着火且离火自熄。面罩进行了防静电喷涂技能处理,外表防雾不吸尘,易清洁。为了使光导管传输的光线均匀涣散照射到室内,在漫射设备中选用了发散光线用的薄透镜,透镜越薄其透光性和光散性也会越好。漫射设备除有磨砂型、圆型和方型等多种款式,可调配室内装饰与安置风分外,也兼具了杰出的隔热和隔音作用。

  近年来,跟着社会的快速开展,动力耗费的需求有了巨大的添加,但是面临越来越严峻的动力供应严重问题,国家及当地政府把节能减排的要求提高到了新的高度。除相继出台或更新国家及当地有关公共修建节能规划的标准和技能导则文件外,也对公共修建绿色节能等级的鉴定提出了愈加详尽的要求。如江苏省住宅和城乡建设厅出台的DGJ32/J96-2010《公共修建节能规划标准》当地标准中,关于电气照明节能方面,除了要求照明功率密度值选用目标值外,对灯具功率及照明操控方法也提出了更高的要求。光诱导体系作为可再生动力运用的重要节能办法之一,也在该标准第7.0.1条和第7.0.4条中被提及,其间第7.0.4条详细清晰:依据归纳评价,甲类修建屋面所能设备的太阳能光伏电池容量大约在变压器装机容量的2‰~5‰,因为屋面还有其它机械设备,故归纳考虑取约好值2‰,其间太阳能光伏发电体系的设置应契合相关标准的要求。光诱导体系的容量折算可按每个采光孔150W功率核算。

  现在,我国照明耗电量约占总发电量的10%,2016年我国总的发电量约为5.99×1012kWh,由此预算年照明耗电量达5.99×1011kWh。据相关核算,白日照明用电占照明总用电量的50%以上,如能大规模遍及和运用光导照明体系,能使白日照明用电量下降50%以上,相当于每年节电约1.5×1011kWh[7]。电价依照0.8元/kWh核算,每年至少可节约电费约为1200亿元。由此可见,光导照明体系等可再生动力运用新技能对社会节能效益和经济效益方面的奉献将是十分巨大的。一起因为我国大部分的发电量仍是依托煤炭火力发电,每节约1kWh用电,就相当于节约了0.4kg标准煤炭和4L清水,一起也削减了因煤炭焚烧所排放的1kg二氧化碳和0.03kg二氧化硫。新技能的运用具有严重的绿色环保含义。

  因为光导照明体系需求设置室外采光罩以搜集室外光线,在修建物规划阶段,规划蝙糟楝撬计人员就需对工程所建方位区域的采光条件作必定的剖析,依据采光环境,确认体系设备在修建物设置的区域,比方修建物房顶、外立面或修建主体以外的地下室区域等。在结合光效和漂亮的要素下,选定的区域需求考虑光导照明体系开洞的方位和距离,土建规划人员要为体系的后期设备做好相应的预留、预埋规划作业,并对施工设备人员提出如密封、防水等技能办法要求。为确保体系的高光效和杰出实践作用,这一环节是不可或缺的。

  因为光导照明体系的设备要归纳考虑修建物外立面的漂亮、保温、密封防水等问题,加之现在国内运用光导照明体系的本钱较高,大多数投资方运用此体系仅是从满意国家或当地相关标准最低限值考虑,而且大多只选用在修建屋面设置采光孔的方法(首要是因为现在市场上的光导管尺度较大,在修建内跨楼层敷设或在修建物立面开洞对修建的运用面积和外立面漂亮影响较大),使得导光照明体系往往只能为单层修建或修建物屋面下的楼层部分区域服务。

  关于内部空间巨大的修建物,特别是体育场馆修建为了营建绿色健康的运动气氛,让运用者具有回归天然的精力感触,天然光线的引进显得尤为重要。但其房顶一般是选用带有弧度的球面桁架结构,屋面选用金属板拼接方法,光导照明体系采光孔的设置相对一般修建物在规划上杂乱程度较大,需求依据屋架和屋面金属板的详细结构来均匀合理地安置点位。在满意施工设备的条件下,使光导设备导入室内的光照愈加均匀和舒适。需求指出的是因为光导照明体系的规划照度一般为75~150lx,而天然光具有动态的不确认性,关于正式的体育竞赛而言(特别是有电视转播要求的竞赛),其对竞赛空间水平照度、笔直照度、照明的均匀度、眩光指数和显色指数等目标的高要求,光导照显着然是无法满意的。此刻为了确保竞赛的正常举办,需求经过设备在屋面上的日光电动调节阀封闭光导照明体系,选用人工照明体系。关于照明要求不高的日常体育教学作业或许学生课外体育活动照明,可选用在光导照明的基础上添加人工照明的办法来弥补照度的缺乏,这种状况需求体育馆人工照明体系依据光导照明照度值规模作出几种常用的灯具补光操控方法,以人工照明结合光导照明的方法满意需求。

  而关于赛会预备期间或赛前打扫等日常办理状况可仅运用光导照明来满意视觉需求。光导照明与人工照明相结合的照明方法在体育馆中的运用如图1所示,光导照明体系在游泳馆中的实践运用如图2所示。

  依据GB50033-2013《修建采光规划标准》,导光管体系采光规划可按下列公式进行天然光照度核算:

  以修建物的内走廊采光为参阅,预算单个导光管(即n=1)的采光效益;依据GB50034-2013《修建照明规划标准》的要求,一般走廊的照度要求为50lx(即Eav=50lx);依据GB50033-2013《修建采光规划标准》中供给的数据,CU值暂取1.04;Es值以成都区域作为参阅,取12000lx;导光管的有用采光面积(At)以现在市场上最常见的直径为530mm的圆形导光管核算,At=0.22m2;导光管采光体系的功率,结合多个厂家样本归纳考虑,η=0.8×0.98×0.86≈0.674;关于新建修建,保护系数(MF)十分接近于1,本文考虑到日常状况,MF暂取0.85。

  依据以上取值及公式(2)核算可得φu=1779.36lm,再结合公式(1)核算可得l·b≈31.46m2,l·b即为导光管体系实践服务的走廊面积。依据GB50034-2013《修建照明规划标准》中一般走廊的照明功率密度限值为≤2.0W/m2(目标值)来核算,单个导光管服务的走廊面积所需求的照明功率为31.46m2×2.0W/m2≈63W,公共走廊是人员活动的首要通道,其照明比内部房间的运用时刻长,均匀每个作业日可达12h,瑌按一年250个作业日核算,单个导光管每年节约的照明耗电量约为190kWh,电价依照0.8元/kWh核算,每年至少可节约电费152元。加之我国绝大部分区域都归于Ⅴ类以上光气候区(即Es值12000lx),按以上预算,假如能在室外天然光照资源丰厚的区域大规模遍及运用光导照明体系,将会带来巨大的节能效益和经济效益。在节约火力发电所耗费煤炭资源和水资源的一起,因煤炭焚烧发电所排放的二氧化碳和二氧化硫等污染环境的气体也将得到有用的操控和削减,然后表现了光导照明体系可观的环保价值。

  本文介绍了光导照明体系的构成与原理,对该技能的开展现状、修建工程实践运用的优势及现在存在的局限性进行了简析,经过对光导照明体系运用的简略核算剖析可见该技能遍及运用带来的巨大经济效益和节能环保价值。在国家活跃大力推进可再生资源运用和节能环保新技能运用的大布景下,跟着科学技能的不断创新与前进,信任现阶段光导照明体系运用中呈现的问题也会逐渐得到解决且技能愈加老练和完善,然后得到国家和社会高度认可和遍及运用。