引言 　　

　　

　　光导管照明技术是一种利用光导管将室外自然光引入室内的装置，配以照明装置和扩散装置。用于自然采光的光管是现代绿色建筑的常见概念，适用于地下空间、走廊、办公室、工厂、车间、场馆等白天需要照明的场所。 　　

　　

　　一、光管照明系统的工作原理 　　

　　

　　光管照明系统通过室外照明设备捕捉和收集太阳光，并将其引入系统，然后通过高科技光管进行传导，甚至进行长距离或角落传输。最后，没有紫外线的光通过底部漫射材料均匀地辐射到室内。无论黎明或黄昏，阴天或雨天，该系统都能将充足、安全的自然光引入室内，完全取代白天的电力照明。 　　

　　

　　光管照明系统工作原理示意图 　　

　　

　　二、 光导管采光系统的结构 　　

　　

　　常见的光导管系统主要由三部分组成：照明部分、导光部分和散光部分。照明部分通常是透明玻璃罩。放置在室外屋顶、地板或室外墙壁的侧面；导光部分为光管，管壁为反射率接近100%的反光材料。光导管可以旋转和弯曲，以改变导光角度和长度。散光部分安装在系统底部，是将通过光导管传输的光均匀散射到室内的装置，具有避免眩光的作用。 　　

　　

　　光管系统示意图 　　

　　

　　1. 采光部分：采光罩一般采用钢化夹胶玻璃、PC或亚克力工程塑料注塑而成，透光性能好，抗冲击性能优异，硬度高，耐摩擦，耐老化。能过滤掉90%的紫外线，能有效防止紫外线对室内物品的伤害。一般按形状可分为：半球形、菱形、扁平形等类型。 　　

　　

　　半球形采光罩：采用进口PC添加抗紫外线剂注塑成型，可以收集各个角度各个方向的直射光和散射光，达到良好的照明效果。适用于雾天和雨天，具有自清洁技术。 　　

　　

　　半球形采光罩 　　

　　

　　钻石形采光罩：进口PC注入抗紫外线剂，优雅高贵，能与建筑景观完美结合。五个晶面按15度角均匀分布在顶部，或者由四个菱形面和八个折射透射镜组成菱形采光装置，可以高效收集各个方向甚至低角度的管道，采光效率更高。同时可以防止灰尘堆积，达到自洁的效果。 　　

　　

　　菱形灯罩 　　

　　

　　平板型采光罩：采用双层光学钢化夹层玻璃作为采光面，可以承载几十吨的车辆，同时保证高透光率。主要用于广场、人行道等方便行人和车辆通行的地方。 　　

　　

　　平采光罩 　　

　　

　　2. 导光部分：通常采用厚度约为0.4 mm的耐腐蚀铝制成，内壁的多层特殊反光膜具有超反射和太阳光聚光功能，保证了光线的高效透射和稳定性。反射率高达98%左右，管道传输距离15~20m。配有0-90度可调角度的弯头，可以灵活弯曲，减少建筑结构的限制，将自然光引入室内任何需要光线的地方。 　　

　　

　　光导零件 　　

　　

　　3. 散光部分：扩散片一般采用扩散镜片、PC材料或优质亚克力制成，不易破碎，具有极高的可见光透过率(不低于90%)和良好的散光性，使自然光重新分布，避免眩光和偏色。各种类型的扩散器可以满足不同的个性化照明要求。 　　

　　

　　散光 　　

　　

　　三、 光导管采光系统的技术优势 　　

　　

　　1. 绿色节能。直接利用太阳光照明，不消耗其他能源，不会对环境造成任何污染；运行时零能耗，基本无需维护，一次性安装， 　　

寿命约20~30年。

　　

2. 健康舒适。光导管采光技术引用到室内的光线，属于自然光，全光谱，滤除大部分紫外线辐射，室内光线分布均匀，无眩光，无频闪。使工作环境更加舒适，减少疲劳和灯光引起的各种疾病，提高工作效率。

　　

3. 安全可靠。采光系统无需配带电器设备和传导线路，避免了因线路老化引起的火灾隐患，且系统设计先进，具有防水、防火、防盗、防尘、隔热、隔音、保温以及防紫外线等特点。

　　

（左）某地下车库应用光导管采光系统实景

　　

（右）某场馆应用光导管采光系统实景

　　

远洋设计研究院应用光导管采光系统实景

　　

四、 光导管采光器与环境的融合

　　

光导管采光系统在室外设有采光器，在实际项目的使用中，应与景观结合合理布置。

　　

1.采光器与室外雕塑相结合。

　　

2. 在道路、广场或草坪区采用平板型采光器，避免影响人员活动。

　　

3. 在屋面或花圃内采用钻石型或球型采光器，具有更好的采光效果。

　　

4.夜晚车库或室内的光线通过光导管反射至室外，可作为景观夜间照明的组成部分。

　　

室外采光器布置实景

　　

五、光导管采光系统使用中应注意的问题

　　

1.光导管采光系统受气候与地区限制。光导管系统使用太阳光作为光源，因此采光效果直接受气候的影响，同时也受地区日照时间的长短影响，存在地区性要求。

　　

2. 光导管对采光的时段性有要求。对于屋顶和地面采光系统，正午时太阳接近直射，起采光效率最高，采光效果最好，而在早晚时，效果就会差一些；对于屋外侧墙采光系统，根据朝向不同，可能早晨或傍晚时的采光效果最好。

　　

3.初期投入较高，成本回收周期较长。除了系统造价，回收期还和当地照明的电价和地区的日照情况有关。光导管系统平均造价约40~60元/平米，对于采用普通荧光灯照明的商业车库，回收期约为3~5年；而对于住宅地下车库，因电价的不同，回收期约为7~10年。同样，南方地区光照强度高，时间长，回收期就比北方区域短一些。

　　

4. 光导管口径较大，与其他设备室内外管道易产生冲突，同时采光罩的设置应便于采光，对室外景观有一定的要求，所以设计阶段应与各专业做好详细沟通，综合考虑室内与室外管线布置，以及与室外景观设计的有效结合。

　　

5. 光导管传输距离不宜过长，最远不超过20米，一般以3-5米为宜，导光管越长，光通量衰减越多。

　　

六、 光导管采光系统的施工方案

　　

1. 结构预留安装孔洞。根据设备尺寸预留导光管设置孔，孔内安装波纹管，并与顶板一次性浇注混凝土，使波纹管周围形成的砼墩座与顶板的混凝土形成一体式结构。

　　

2. 防水处理。在顶板以及砼墩座表面做防水处理，形成土建防水层。

　　

3. 固定防雨板。将防雨板套在预留孔上，并利用双面防水胶粘带，使其与预留孔水泥面紧粘在一起，然后使用膨胀螺栓使其与基础实体有效固定。

　　

4. 组装和安装光导管。将组装好的光导管系统从防雨板上口慢慢的插入、调整；然后将光导管系统和防雨板固定在一起，并进行密封处理。

　　

5. 安装采光罩。将采光罩套放到防雨板上，使其光源采集面对正常年太阳照射方向，并利用自攻螺钉，将采光罩与套圈或管柱连接固定到一起。

　　

6. 固定室内光导管和安装漫射器。将固定环套在室内的光导管外，用自攻螺钉将固定环固定在天花板上，然后再用铆钉将固定环与光导管连接在一起，并用铝箔胶带对其连接处进行密封。最后将漫射器及装饰环扣在固定环上即可。

　　

光导管采光系统安装示意图

　　

七、结语

　　

光导管采光技术作为一种绿色的照明节能技术，使客户享受到自然光带来的舒适照明效果，避免了日间电力照明固有的能源浪费和安全隐患，符合国家及社会的政策导向及发展方向。期待随着技术的完善和市场发展，产品价格能够进一步降低，使得光导管采光这一绿色节能技术能够在工程中得以进一步的广泛应用。