光導(dǎo)照明在車輛段等地鐵上蓋的應(yīng)用研究

鄧樹

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

關(guān)鍵詞：光導(dǎo)照明；地鐵上蓋；應(yīng)用

目前節(jié)能減排是國家推進(jìn)可持續(xù)發(fā)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(diǎn)考慮的問題。地鐵作為城市發(fā)展的一個重要標(biāo)志，其設(shè)計(jì)及運(yùn)營過程中更應(yīng)融入“綠色環(huán)?！钡睦砟?，以響應(yīng)國家“節(jié)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(nèi)地鐵仍以電力照明為主，無法從根本上解決節(jié)能環(huán)保的問題。光導(dǎo)照明作為一種綠色、環(huán)保照明方式，在國內(nèi)外的應(yīng)用越來越普遍，但是在地鐵項(xiàng)目中的應(yīng)用還比較少。

1 光導(dǎo)照明系統(tǒng)的概況

1.1 光導(dǎo)照明工作原理

光導(dǎo)照明系統(tǒng)通過室外采光裝置收集室外的自然光并導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，再經(jīng)特殊制作的光導(dǎo)管傳輸后，由安裝與系統(tǒng)另一端的漫射裝置把自然光均勻的發(fā)散到室內(nèi)任何需要光線的地方。利用該系統(tǒng)得到的室內(nèi)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(tǒng)的采光及傳導(dǎo)效率，必須從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和材料兩個方面加以改進(jìn)，使采光裝置采集的光亮盡可能多而在光導(dǎo)管內(nèi)的損失盡可能少。

1.2 光導(dǎo)照明系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

光導(dǎo)照明作為一種綠色的照明方式，在國內(nèi)的應(yīng)用較為普遍，其主要優(yōu)勢有：節(jié)能、環(huán)保、健康、安全、光效好、采光面積小及調(diào)光性等。同時，光導(dǎo)照明的應(yīng)用也存在一些限制，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：前期投資成本大；受天氣因素影響；光導(dǎo)管系統(tǒng)有地區(qū)型要求；材料的要求較高；光導(dǎo)管的安裝問題。

1.3 光導(dǎo)照明的主要應(yīng)用場所

光導(dǎo)照明系統(tǒng)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(yīng)場所。

2 光導(dǎo)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(tǒng)

采光天窗：采光天窗通過在屋頂設(shè)置天窗以滿足進(jìn)度或跨度大的建筑物的采光要求，從而改善室內(nèi)環(huán)境。

采光隔板：采光擱板是在側(cè)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(jīng)過一次或多次反射進(jìn)入室內(nèi)，以提高房間內(nèi)部照度的采光系統(tǒng)。

導(dǎo)光棱鏡窗：導(dǎo)光棱鏡窗是利用棱鏡的折射作用改變?nèi)肷涔獾姆较?，使太陽光照射到房間深處。

光纖照明：光纖照明采光系統(tǒng)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(tǒng)在車輛段等地鐵上蓋應(yīng)用的適用性分析

上述幾種自然采光系統(tǒng)都是通過利用自然光以實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)照明的方式，都是節(jié)能環(huán)保的照明方式，但是根據(jù)采光方式的不同，其應(yīng)用場所也不同。目前地鐵車輛段均設(shè)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(tǒng)在帶上蓋車輛段的適用性，以選擇最合適的采光系統(tǒng)。

（1）采光天窗在車輛段地鐵上蓋的應(yīng)用：車輛段一般側(cè)面為開放式，因此設(shè)置側(cè)窗采光是沒有必要的。而天窗采光系統(tǒng)需在上蓋開較大的孔洞，一方面上蓋大面積開孔以實(shí)現(xiàn)蓋下照明不經(jīng)濟(jì)，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(cè)面為開放式，因此設(shè)置采光隔板是沒有必要的。（3）導(dǎo)光棱鏡窗在車輛段的適用性分析：導(dǎo)光棱鏡窗的安裝方式也與天窗采光系統(tǒng)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(tǒng)傳光的光纖直徑一般10mm左右，這種導(dǎo)光方式不能大面積的采光導(dǎo)致其光通量較小，不能很好的滿足蓋下作業(yè)的要求。（5）光導(dǎo)照明在車輛段的適用性分析：相對上述幾種自然采光系統(tǒng)，光導(dǎo)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(yè)要求。因此光導(dǎo)照明是目前比較適合用于地鐵上蓋項(xiàng)目的自然采光系統(tǒng)。

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

3 光導(dǎo)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(dǎo)照明產(chǎn)品的價格一般要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電氣照明、采光天窗、光纖照明等設(shè)備。有效的解辦法就是在設(shè)計(jì)過程中合理選擇光導(dǎo)照明覆蓋區(qū)域，盡量選擇白天仍需照明及電氣照明密度大的區(qū)域，如車輛段運(yùn)用庫等地點(diǎn)。同時，應(yīng)合理選擇光導(dǎo)照明產(chǎn)品數(shù)量。因此必須根據(jù)場地的照度要求，通過光照計(jì)算軟件合理地選擇最佳設(shè)備數(shù)量以達(dá)到效益的最大化。（2）天氣因素問題：光導(dǎo)管系統(tǒng)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(jié)和不同天氣都對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響。在車輛段等地鐵上蓋應(yīng)用過程中需要在場段內(nèi)設(shè)置一套電氣照明及一套光導(dǎo)照明。白天日照充足時，充分利用光導(dǎo)照明以達(dá)到節(jié)能的目的；在陰雨天，選擇性的開啟電氣照明以加強(qiáng)室內(nèi)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(dǎo)照明系統(tǒng)有地區(qū)型要求：并不是所有地區(qū)都適合使用光導(dǎo)照明，有的地區(qū)日照時間比較長，適宜采用光導(dǎo)照明；而有的地區(qū)常年光照量比較少，應(yīng)用光導(dǎo)管照明效果就不是很好。廣州位于三等地區(qū)，屬于太陽能資源中等地區(qū)，年光照小時可達(dá)到2200～3000小時，因此在廣州地區(qū)的車輛段等上蓋物業(yè)采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)是可行的。（4）對材料的要求較

高：由于光導(dǎo)管對于光路技術(shù)有很高要求，比較成熟、性能較高的光導(dǎo)管只有國外的某些大公司才能生產(chǎn)。但是隨著國內(nèi)產(chǎn)品及技術(shù)的成熟，隨著科技的進(jìn)步，這些將不在是限制光導(dǎo)照明產(chǎn)品應(yīng)用的因素。（5）光導(dǎo)管的安裝問題：當(dāng)光導(dǎo)管在車輛段中安裝時需要在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)與結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給排水等專業(yè)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，避免管線與光導(dǎo)照明孔洞沖突，并在設(shè)計(jì)中給光導(dǎo)管的安裝預(yù)留空間。

根據(jù)前面的分析可知，光導(dǎo)照明系統(tǒng)在車輛段等地鐵上蓋物業(yè)應(yīng)用是可行的。

4 工程應(yīng)用當(dāng)中需要注意的問題

（1）與土建配合。在設(shè)計(jì)過程中，光導(dǎo)照明預(yù)留孔洞應(yīng)避免與蓋板結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突，應(yīng)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(yīng)嚴(yán)格按照圖紙尺寸預(yù)留孔洞，錯開梁、柱以避免預(yù)留孔洞與梁、柱沖突。（2）與蓋下管線配合：因光導(dǎo)管會在蓋板處伸向蓋下，因此在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)與多專業(yè)協(xié)同考慮，為光導(dǎo)管的安裝預(yù)留足夠空間，如應(yīng)避開蓋下風(fēng)管、水管等管道；同時，在施工過程中，燈具等設(shè)備管線應(yīng)避免敷設(shè)在光導(dǎo)預(yù)留孔洞正下方，防止管線影響光導(dǎo)照明使用效果。（3）與上蓋物業(yè)配合：應(yīng)結(jié)合上蓋物業(yè)，合理選擇不同類型的光導(dǎo)照明產(chǎn)品。如在道路等有人、車通過的路面，采用平板型導(dǎo)光系統(tǒng)，不得妨礙人、車通行；在有綠化帶處使用晶鉆型導(dǎo)光系統(tǒng)，以防止植物影響光導(dǎo)系統(tǒng)的采光效率。

5 結(jié)束語

隨著全國城市軌道交通的快速發(fā)展，大量地鐵上蓋物業(yè)馬上要開工建設(shè)，而光導(dǎo)照明這一節(jié)能手段必然會有其用武之地。本文的研究內(nèi)容詳細(xì)地分析了光導(dǎo)照明系統(tǒng)在車輛段等地鐵上蓋應(yīng)用的適用性和可行性，研究結(jié)論也證明了光導(dǎo)照明在車輛段等地鐵上蓋物業(yè)是適用的、可行的；最后提出了多點(diǎn)工程應(yīng)用當(dāng)中需要注意的問題。

上述研究內(nèi)容為光導(dǎo)照明在地鐵項(xiàng)目中的應(yīng)用起到了很好的借鑒意義，同時也為地鐵項(xiàng)目的節(jié)能減排提供了一把利器。

參考文獻(xiàn)

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