基于大型車輛段的光導(dǎo)照明應(yīng)用分析

吳君乾

1 光導(dǎo)照明現(xiàn)狀

在光導(dǎo)照明出現(xiàn)之前，部分大型建筑物例如大型廠房等，大多采用天窗照明的方式進(jìn)行采光，但天窗采光有部分缺陷很難克服，例如容易出現(xiàn)局部聚光。對(duì)于采用自然光的光導(dǎo)照明，其照明效果不會(huì)隨光線入射角變化而改變。相對(duì)于天窗采光，具有照射面積大、出射光線均勻、無眩光、不會(huì)產(chǎn)生局部聚光等優(yōu)點(diǎn)。

在工程實(shí)施方面，采光天窗的施工安裝會(huì)受到室內(nèi)吊頂結(jié)構(gòu)的影響，導(dǎo)致安裝難度較大且防水不易處理。而對(duì)于光導(dǎo)照明可以使用彎管進(jìn)行光傳輸，使得系統(tǒng)的安裝更加靈活，適應(yīng)性更強(qiáng)。光導(dǎo)照明的小孔徑自然光傳輸距離可達(dá)6m，大孔徑自然光傳輸距離可達(dá)15m。

近年來，環(huán)境問題日益為人們所重視，光導(dǎo)照明系統(tǒng)采用最新型無電照明的照明方式，符合現(xiàn)今社會(huì)會(huì)與環(huán)境保護(hù)的要求，受到越來越多國內(nèi)外相關(guān)人士的關(guān)注，并逐漸的得到推廣和應(yīng)用。光導(dǎo)照明廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合，如大型體育場(chǎng)館和公共建筑以及辦公樓、住宅、商店、旅館、白天陰暗的房間或地下室、地下車庫等建筑的采光照明中。

2 光導(dǎo)照明的優(yōu)勢(shì)

節(jié)能：無需電力，利用自然光照明，同時(shí)系統(tǒng)中空密封，具有良好的隔熱保溫性能，按光源類型分類，可將其歸入“冷光源”，不會(huì)給室內(nèi)帶來熱負(fù)荷效應(yīng)。

光效好：光導(dǎo)照明系統(tǒng)所傳輸?shù)墓鉃樽匀还猓洳ㄩL范圍為380～780nm，顯色性Ra為100（白熾燈所發(fā)出的光最接近自然光，其顯色性Ra為95～97），且經(jīng)過系統(tǒng)底部的漫射裝置，進(jìn)入室內(nèi)的為光為漫射光，光線柔和，照度分布均勻。

使用年限：光導(dǎo)照明系統(tǒng)使用年限≥25年（電力照明燈具的使用年限最大10年左右，LED照明）。

光導(dǎo)照明系統(tǒng)與采光天窗的區(qū)別：

采光面積：光導(dǎo)照明系統(tǒng)采光面積僅為普通天窗的1/6、但照射面積卻更廣（普通天窗采光面積大，照明面積有限）。

采光效果：光導(dǎo)照明系統(tǒng)采光，室內(nèi)為漫射光，照度均勻，無眩光、直射光（普通天窗采光進(jìn)入室內(nèi)的光為直線光、有眩光，且照度不均勻）。

自潔性：光導(dǎo)照明系統(tǒng)采光裝置設(shè)計(jì)為半球形，且表面特殊處理，具有良好的自潔性，不需要定時(shí)清潔（普通天窗自身維護(hù)性差，需要定時(shí)清潔和維護(hù)）。

調(diào)光性：光導(dǎo)照明系統(tǒng)可裝光量調(diào)節(jié)器，根據(jù)自己的需要進(jìn)行光量調(diào)節(jié)（普通天窗調(diào)光困難）。

隔熱保溫性：光導(dǎo)照明系統(tǒng)是中空密封的，具有良好的隔熱保溫性能，熱傳導(dǎo)系數(shù)約為4.2W/m2k（普通天窗隔熱保溫性極差）。

隔音性：光導(dǎo)照明系統(tǒng)可達(dá)到RW37dB的隔音效果。

防火性：光導(dǎo)照明系統(tǒng)防火性能為B級(jí)。

安全性：光導(dǎo)照明系統(tǒng)驟冷驟熱不炸裂，適應(yīng)溫度為-40～100℃，且燃燒時(shí)無融滴，離火自熄。

使用年限：光導(dǎo)照明系統(tǒng)的壽命周期至少為25年。

3 光導(dǎo)照明的應(yīng)用范圍

主要應(yīng)用于單層建筑，對(duì)于多層建筑一般設(shè)置在的頂層或者是地下室，建筑的陰面等。其中包括大型的體育場(chǎng)館和公共建筑，廠房，車間，別墅，地下車庫，隧道，油站，易燃易爆場(chǎng)所以及無電力供應(yīng)場(chǎng)所。

4 基于大型車輛段的光導(dǎo)照明的應(yīng)用分析

根據(jù)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50033-2001）可知，廣東屬于光氣候分區(qū)第Ⅲ區(qū)，其地區(qū)全年平均照度24kLx≤Eq＜26kLx。以全年平均照度25klx進(jìn)行照度計(jì)算，得出標(biāo)準(zhǔn)照度值300lx。

注：當(dāng)室外臨界照度大于25klx時(shí)，其室內(nèi)照度就越大，照明范圍就越大，室內(nèi)也就越亮。達(dá)到以上室內(nèi)照度是按晴天的狀態(tài)下而得出，陰雨天等特殊天氣除外。

根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50034-2004）及實(shí)際建筑環(huán)境，選取如下房間表面反射比為設(shè)計(jì)計(jì)算參考值：頂棚：0.5，墻面：0.3，地面：0.1。

5 案例分析

5.1 工程概況

廣州水西停車場(chǎng)位于水西車站附近，場(chǎng)內(nèi)單體建筑有綜合樓、運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓、派出所、雙周/月檢庫、列檢庫等。本項(xiàng)目共采用53套光導(dǎo)照明系統(tǒng)，主要應(yīng)用于運(yùn)用庫、咽喉區(qū)及道路等場(chǎng)所。

項(xiàng)目投入使用后可結(jié)合智能照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣照明與光導(dǎo)照明的有機(jī)結(jié)合：在白天光照條件良好的情況，關(guān)閉光導(dǎo)照明覆蓋區(qū)域的電氣照明設(shè)施，采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)；當(dāng)白天光線不足或夜晚時(shí)采用電氣照明。

圖1 運(yùn)用庫光導(dǎo)照明設(shè)備平面布

圖2 咽喉區(qū)光導(dǎo)照明設(shè)備布置平面圖

5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）傳統(tǒng)電氣照明設(shè)計(jì)方案

在采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)前水西停車長蓋下部分區(qū)域內(nèi)燈具需24h工作方可滿足運(yùn)營要求，能耗較大，具體方案如下：

上述區(qū)域蓋下電氣照明設(shè)計(jì)方案如下：停車線及列檢庫（不含雙周/月檢庫）采用金鹵燈照明，燈具功率為150W，燈具數(shù)量為94盞；道路內(nèi)側(cè)及咽喉區(qū)采用LED燈照明，燈具照明功率為75W，覆蓋該區(qū)域的LED燈具數(shù)量為40盞。

（2）光導(dǎo)照明設(shè)計(jì)方案

為充分利用光導(dǎo)照明，本項(xiàng)目在電氣照明較密集區(qū)域設(shè)置光導(dǎo)照明，具體方案如下：

列檢庫設(shè)置21套光導(dǎo)照明燈具，咽喉區(qū)設(shè)置17套光導(dǎo)照明燈具，牽引所及污水處理站內(nèi)側(cè)道路設(shè)置10套光導(dǎo)照明燈具，材料堆場(chǎng)設(shè)置5套光導(dǎo)照明燈具。因此水西停車場(chǎng)共設(shè)置53套光導(dǎo)照明燈具。

（3）回收周期

光導(dǎo)照明概算價(jià)格為1.2萬元/套，水西停車場(chǎng)共設(shè)置53套光導(dǎo)照明裝置，工程總投資為63.6萬元。若光導(dǎo)照明平均每天的利用時(shí)間為8h，根據(jù)前面的數(shù)據(jù)可知每年可節(jié)約電量為46632kW·h，以每度電1元計(jì)算，使用光導(dǎo)照明可為水西停車場(chǎng)每年節(jié)省電費(fèi)4.6632萬元，約13.6年可回收光導(dǎo)照明燈具購置成本。

6 項(xiàng)目效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益分析

目前，我國照明能耗電量占總發(fā)電量的15%左右。2017年我國的全社會(huì)用電量達(dá)63077億kWh，年照明耗電達(dá)9462億kWh。根據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，白天照明用電占照明用電總量的50%以上，主要集中在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域。而采用光導(dǎo)照明技術(shù)可使白天用電量下降50%以上，相當(dāng)于每年節(jié)電約2366億kWh。按照每度電0.8元人民幣計(jì)算，每年可節(jié)省電費(fèi)約1893億元人民幣。

同時(shí)，依照國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，每節(jié)約1kWh電，相應(yīng)節(jié)約了0.4kg標(biāo)準(zhǔn)煤和4L凈水，因此使用光導(dǎo)照明具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）社會(huì)效益分析

出現(xiàn)電燈之前，日光決定了我們的工作作息安排，所有建筑都會(huì)受到日光照射。光導(dǎo)管發(fā)明之后，使得現(xiàn)代建筑使用自然光成為可能，特別是能源危機(jī)頻發(fā)的今天，廣泛使用自然光照明的意義顯得更加重要。

日光照明與身體健康、提高工人生產(chǎn)率以及學(xué)生學(xué)習(xí)效率有著密切的聯(lián)系，對(duì)此人們?cè)缫延辛藦V泛的認(rèn)識(shí)。不僅僅是商業(yè)公司和公共機(jī)構(gòu)在推行節(jié)能照明，城市越來越多的住戶也對(duì)自己的房子提出了“綠色”設(shè)計(jì)的要求。

光導(dǎo)照明的普及，是人們綠色生活里面提升的一種表現(xiàn)，同時(shí)也響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號(hào)召，這無疑是對(duì)社會(huì)是一種積極的影響。

（3）環(huán)境效益分析

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，每生產(chǎn)1kWh電就會(huì)釋放不同量的有害氣體，其中二氧化碳（CO2）0.997kg，二氧化硫（SO2）0.03kg，氮氧化物（NOx）0.015kg，碳粉塵 0.272kg。

7 結(jié)束語

自然光作為大自然饋贈(zèng)給人類的寶貴財(cái)富，可以說是一種取之不盡、用之不竭的綠色能源，相比電光源，天然光具有天然的優(yōu)勢(shì)。目前國內(nèi)建筑普遍采用電力照明，即采用高效節(jié)能的燈具，也會(huì)產(chǎn)生能源的大量消耗，同時(shí)排放了大量的二氧化碳，這不能從根本上解決問題。相比于傳統(tǒng)電力照明系統(tǒng)，光導(dǎo)照明系統(tǒng)更節(jié)能、更環(huán)保、更安全，其利用太陽能，減少了碳排放，減少白天的照明能耗；同時(shí)在自然光下，人會(huì)感覺更加舒適，工作效率更高。因此光導(dǎo)照明能夠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

[1]鄧樹.光導(dǎo)照明在車輛段等地鐵上蓋的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（14）：236.

[2]林濤.光導(dǎo)照明技術(shù)在城市道路隧道中的引用[J].地下工程與隧道，

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[3]徐登輝.光導(dǎo)照明系統(tǒng)的基本原理及使用概況[J].智能建筑與城市信息，2010（6）.