太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)在地下車庫照明中的應(yīng)用與研究＊

（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧 530007）

隨著國民生活水平的提高，城市汽車數(shù)量越來越多。為解決汽車停放問題，同時(shí)節(jié)省土地資源和給生活帶來便利，地下車庫已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑必不可少的配套建筑。而地下車庫的照明情況是影響其使用安全性、舒適性的重要因素。

太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)通過聚光裝置將太陽光導(dǎo)入光纖中，再利用光纖將太陽光傳導(dǎo)至末端的出光裝置。該技術(shù)具有節(jié)能環(huán)保、健康舒適、安全防火等優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于地下車庫照明。

1.地下車庫照明的特點(diǎn)

地下車庫照明需要保證24h不間斷，目的在于為汽車行駛和人員出入提供一個(gè)安全舒適的視覺環(huán)境。具體要求如下：

1.1 車庫內(nèi)部的照明要求

《車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ100-2015第7.4.3條[1]規(guī)定：“車庫內(nèi)照明應(yīng)亮度分布均勻，避免眩光，各部位照明標(biāo)準(zhǔn)值宜符合表7.4.3的規(guī)定。”具體規(guī)定見表1。

表1 《車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》表7.4.3

1.2 車庫出入口處的照明要求

地下車庫的出入口作為室外與室內(nèi)的銜接部分，如果該處明暗差別過大，會造成駕駛員視覺震蕩，存在較大安全隱患。《車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ100-2015第7.4.5條[1]規(guī)定：“坡道式地下車庫出入口處應(yīng)設(shè)過渡照明。”

2.太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)應(yīng)用于地下車庫照明的可行性研究

我國大部分地區(qū)太陽能資源豐富，其作為一種可再生能源如果得到充分利用可以起到節(jié)能環(huán)保的效果。同時(shí)，太陽能也是一種健康清潔的能源，對人們身體和心理健康起到不可替代的作用。此外，有研究表明，相對于電燈燈光，人們在自然光下的辨認(rèn)能力更強(qiáng)、工作效率更高[2]。因此作為建筑照明應(yīng)優(yōu)先考慮自然采光。

《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013第6.4.2條[3]規(guī)定：“當(dāng)有條件時(shí)，宜利用各種導(dǎo)光和反光裝置將天然光引入室內(nèi)進(jìn)行照明。”和第6.4.3條[3]規(guī)定：“宜利用太陽能作為照明能源。”

太陽能光纖導(dǎo)光裝置即屬于上文所述的利用太陽能作為照明能源的導(dǎo)光裝置，屬于規(guī)范所推薦的照明技術(shù)。

2.1 太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)可滿足車庫內(nèi)部的照明要求

筆者針對太陽能光纖導(dǎo)光裝置進(jìn)行測試，該裝置由太陽光聚光裝置、導(dǎo)光光纜、出光裝置組成，太陽光聚光裝置采用4組菲涅爾透鏡，導(dǎo)光光纜采用光纖芯數(shù)4根、光纖直徑2.5mm、光纖材質(zhì)為PMMA、長度14m的光纜，出光裝置為4孔燈具。測試結(jié)果見表2。

表2 太陽能光纖導(dǎo)光裝置測試數(shù)據(jù)

根據(jù)上述測試結(jié)果，當(dāng)室外環(huán)境太陽光充足、太陽能光纖導(dǎo)光裝置布置合理的情況下是可以滿足地下車庫內(nèi)部照明要求的。

2.2 太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)可滿足車庫出入口處的照明要求

研究表明，光環(huán)境明亮度瞬間突變值小于35倍且基本亮度最小值不小于20lx時(shí)，不會引起不舒服的視覺震蕩[4]，而太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)照明的室內(nèi)光照強(qiáng)度與室外光照強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)，可以保證瞬間突變值在適宜范圍內(nèi)，從而解決車庫出入口處的視覺不適應(yīng)問題。

3.太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)應(yīng)用于地下車庫照明的功能設(shè)計(jì)

地下車庫照明采用光纖導(dǎo)光技術(shù)需滿足照度、亮度均勻、避免眩光3方面要求。

3.1 照度設(shè)計(jì)

為最大限度的接收太陽光，太陽能光纖導(dǎo)光裝置需具有自動跟蹤收集太陽光的功能。該功能主要有通過探測器采集太陽光強(qiáng)度信息對太陽進(jìn)行跟蹤和通過當(dāng)?shù)靥栠\(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行裝置角度變化設(shè)置兩種[5]。在夜晚或陰雨太陽光缺乏時(shí)，需要設(shè)置輔助光源進(jìn)行照明。

3.2 亮度均勻設(shè)計(jì)

由于有云遮擋等因素，太陽能光纖導(dǎo)光裝置的光照強(qiáng)度會產(chǎn)生波動，從而造成亮度變化和不足，因此需要設(shè)置智能補(bǔ)光裝置。智能補(bǔ)光裝置可以在外界光照強(qiáng)度波動時(shí)，通過調(diào)整輔助光源的強(qiáng)度，將兩種光照進(jìn)行疊加后使總光照強(qiáng)度控制在一定范圍內(nèi)，保證亮度均勻[6]。

3.3 避免眩光設(shè)計(jì)

當(dāng)太陽光強(qiáng)度較高，太陽能光纖導(dǎo)光裝置的光照強(qiáng)度會高于適用范圍，從而造成眩光，因此需要設(shè)置智能遮光裝置。當(dāng)外界光照強(qiáng)度較高時(shí)，智能遮光裝置可根據(jù)外界光照強(qiáng)度調(diào)節(jié)遮光板角度，從而調(diào)整進(jìn)光量，使光照強(qiáng)度保持在適用范圍[7]。同時(shí)，車庫通道上出光裝置的長軸方向應(yīng)和車輛行駛方向相一致，以避免行車時(shí)的眩光干擾。

4.結(jié)語

太陽能是取之不盡、用之不竭的綠色能源，也是照明的最佳能源。而地下車庫由于無外窗難以采光，導(dǎo)致其白天亦需要電燈照明。太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)通過增加自動跟蹤收集太陽光、智能補(bǔ)光、智能遮光等功能可以滿足地下車庫照度、亮度均勻、避免眩光等方面要求，因此太陽能光纖導(dǎo)光技術(shù)可作為地下車庫的重要照明方式，具有很好的發(fā)展前景。