光導照明在車輛段等地鐵上蓋的應用研究

鄧樹

摘 要：文章介紹了光導照明的工作原理，研究了光導照明在車輛段等地鐵上蓋的適用性，分析光導照明在車輛段等地鐵上蓋應用的可行性，并結合工程實際案例總結光導照明在車輛段等地鐵上蓋應用中需要注意的問題。

關鍵詞：光導照明；地鐵上蓋；應用

目前節能減排是國家推進可持續發展的重要宗旨，而如何減少能源的使用，盡量采用自然能源是需要重點考慮的問題。地鐵作為城市發展的一個重要標志，其設計及運營過程中更應融入“綠色環保”的理念，以響應國家“節能減排”的號召。

目前我國建筑照明用電在電能消耗中約占全國總用電量的15%，同時國內地鐵仍以電力照明為主，無法從根本上解決節能環保的問題。光導照明作為一種綠色、環保照明方式，在國內外的應用越來越普遍，但是在地鐵項目中的應用還比較少。

1 光導照明系統的概況

1.1 光導照明工作原理

光導照明系統通過室外采光裝置收集室外的自然光并導入系統內部，再經特殊制作的光導管傳輸后，由安裝與系統另一端的漫射裝置把自然光均勻的發散到室內任何需要光線的地方。利用該系統得到的室內光線從黎明到黃昏，甚至是陰天都十分充足。同時，為了提高系統的采光及傳導效率，必須從系統結構和材料兩個方面加以改進，使采光裝置采集的光亮盡可能多而在光導管內的損失盡可能少。

1.2 光導照明系統的優缺點

光導照明作為一種綠色的照明方式，在國內的應用較為普遍，其主要優勢有：節能、環保、健康、安全、光效好、采光面積小及調光性等。同時，光導照明的應用也存在一些限制，主要體現在以下幾點：前期投資成本大；受天氣因素影響；光導管系統有地區型要求；材料的要求較高；光導管的安裝問題。

1.3 光導照明的主要應用場所

光導照明系統適合于頂層和地下一層建筑，多層建筑的頂層或者是地下室，建筑的陰面等等；大型的體育場館和公共建筑，廠房，車庫，油站，易燃易爆場所以及無電力供應場所。

2 光導照明在車輛段等地鐵上蓋的適用性分析

2.1 幾種常見的自然采光系統

采光天窗：采光天窗通過在屋頂設置天窗以滿足進度或跨度大的建筑物的采光要求，從而改善室內環境。

采光隔板：采光擱板是在側窗上部安裝一個或一組反射裝置，使窗口附近的直射陽光經過一次或多次反射進入室內，以提高房間內部照度的采光系統。

導光棱鏡窗：導光棱鏡窗是利用棱鏡的折射作用改變入射光的方向，使太陽光照射到房間深處。

光纖照明：光纖照明采光系統一般也是由聚光部分、傳光部分和出光部分三部分組成。

2.2 幾種常見自然采光系統在車輛段等地鐵上蓋應用的適用性分析

上述幾種自然采光系統都是通過利用自然光以實現建筑內照明的方式，都是節能環保的照明方式，但是根據采光方式的不同，其應用場所也不同。目前地鐵車輛段均設置上蓋，因此對自然光的引入也很有必要，通過分析上述幾種自然采光系統在帶上蓋車輛段的適用性，以選擇最合適的采光系統。

（1）采光天窗在車輛段地鐵上蓋的應用：車輛段一般側面為開放式，因此設置側窗采光是沒有必要的。而天窗采光系統需在上蓋開較大的孔洞，一方面上蓋大面積開孔以實現蓋下照明不經濟，另一方面無論是對蓋上還是蓋下的人員都存在較大安全隱患。因此采光天窗在車輛段是不適用的。（2）采光隔板在車輛段的適用性分析：車輛段一般側面為開放式，因此設置采光隔板是沒有必要的。（3）導光棱鏡窗在車輛段的適用性分析：導光棱鏡窗的安裝方式也與天窗采光系統相同，只是工作原理不同，通過前面的分析可知這種類型的照明方式在車輛段中也是不可行的。（4）光纖照明在車輛段的適用性分析：纖照明系統傳光的光纖直徑一般10mm左右，這種導光方式不能大面積的采光導致其光通量較小，不能很好的滿足蓋下作業的要求。（5）光導照明在車輛段的適用性分析：相對上述幾種自然采光系統，光導照明在車輛段上蓋的開孔大小適宜，同時其光通量較大且可滿足蓋下作業要求。因此光導照明是目前比較適合用于地鐵上蓋項目的自然采光系統。

通過對比分析可知，光導照明系統相對于其他自然采光系統更加適用于車輛段等地鐵上蓋物業。

3 光導照明在車輛段等地鐵上蓋的適用性分析

（1）成本回收問題：光導照明產品的價格一般要遠遠大于電氣照明、采光天窗、光纖照明等設備。有效的解辦法就是在設計過程中合理選擇光導照明覆蓋區域，盡量選擇白天仍需照明及電氣照明密度大的區域，如車輛段運用庫等地點。同時，應合理選擇光導照明產品數量。因此必須根據場地的照度要求，通過光照計算軟件合理地選擇最佳設備數量以達到效益的最大化。（2）天氣因素問題：光導管系統使用太陽光作為光源，因此其采集的光能量受氣候影響極大，不同季節和不同天氣都對系統的性能產生影響。在車輛段等地鐵上蓋應用過程中需要在場段內設置一套電氣照明及一套光導照明。白天日照充足時，充分利用光導照明以達到節能的目的；在陰雨天，選擇性的開啟電氣照明以加強室內照度，滿足工作要求；在夜晚，開啟電氣照明；在白天全黑及極端天氣下，開啟全部電氣照明。（3）光導照明系統有地區型要求：并不是所有地區都適合使用光導照明，有的地區日照時間比較長，適宜采用光導照明；而有的地區常年光照量比較少，應用光導管照明效果就不是很好。廣州位于三等地區，屬于太陽能資源中等地區，年光照小時可達到2200～3000小時，因此在廣州地區的車輛段等上蓋物業采用光導照明系統是可行的。（4）對材料的要求較

高：由于光導管對于光路技術有很高要求，比較成熟、性能較高的光導管只有國外的某些大公司才能生產。但是隨著國內產品及技術的成熟，隨著科技的進步，這些將不在是限制光導照明產品應用的因素。（5）光導管的安裝問題：當光導管在車輛段中安裝時需要在設計過程中應與結構、通風空調、給排水等專業進行協同設計，避免管線與光導照明孔洞沖突，并在設計中給光導管的安裝預留空間。

根據前面的分析可知，光導照明系統在車輛段等地鐵上蓋物業應用是可行的。

4 工程應用當中需要注意的問題

（1）與土建配合。在設計過程中，光導照明預留孔洞應避免與蓋板結構發生沖突，應在開孔位置避免蓋板梁、柱的前提下，盡量滿足蓋下的照明需求；在施工過程中，施工單位應嚴格按照圖紙尺寸預留孔洞，錯開梁、柱以避免預留孔洞與梁、柱沖突。（2）與蓋下管線配合：因光導管會在蓋板處伸向蓋下，因此在設計過程中，應與多專業協同考慮，為光導管的安裝預留足夠空間，如應避開蓋下風管、水管等管道；同時，在施工過程中，燈具等設備管線應避免敷設在光導預留孔洞正下方，防止管線影響光導照明使用效果。（3）與上蓋物業配合：應結合上蓋物業，合理選擇不同類型的光導照明產品。如在道路等有人、車通過的路面，采用平板型導光系統，不得妨礙人、車通行；在有綠化帶處使用晶鉆型導光系統，以防止植物影響光導系統的采光效率。

5 結束語

隨著全國城市軌道交通的快速發展，大量地鐵上蓋物業馬上要開工建設，而光導照明這一節能手段必然會有其用武之地。本文的研究內容詳細地分析了光導照明系統在車輛段等地鐵上蓋應用的適用性和可行性，研究結論也證明了光導照明在車輛段等地鐵上蓋物業是適用的、可行的；最后提出了多點工程應用當中需要注意的問題。

上述研究內容為光導照明在地鐵項目中的應用起到了很好的借鑒意義，同時也為地鐵項目的節能減排提供了一把利器。

參考文獻

[1]林濤.光導照明技術在城市道路隧道中的引用[J].地下工程與隧道，2011（3）.

[2]王志強.地鐵工程采用光導照明系統的可行性研究[J].地鐵工程學報，2011（9）.