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光源技术光导纤维照明简介何宜生(华东电子集团公司,南京210028)摘要:该文对光纤的历史,光纤的制造方法和光纤技术在照明领域的应用方面作了介绍。
关键词:光纤;光纤光缆;投光器收稿日期:2004-01-05玻璃纤维光学系统在建筑照明和商业空间造型领域起着日益重要的作用。
在室内造型方面,它首先被采用于博物馆及商店的展品,商品陈列柜的照明上。
其次在浴室,桑拿浴室以及宾馆等建筑的门厅入口等处也得到广泛的应用,见图1、图2、图3、图4、图5。
这种不带电的0冷光0在这些场合的应用日益受到人们的青睐。
显然,这种光纤照明目前还不能替代现存的一般照明的方式,但是它可以作为极有意义的补充手段。
图1图2图3图4#41#图51光纤的历史回顾19世纪70年代,在英国开展了首批光导试验, 20世纪的20年代,美国受理了首个有关光纤技术的专利。
20世纪70年代开始合理和经济地利用玻纤光缆和光。
它们首先被采用于生产线上各个单元的控制,解决了大容量的数据传输而又无需极度增加电线的敷设,当时的传输距离约为20m。
随着各个部件效率的提高,数据传输距离也成倍地增加。
80年代出现了首批用于医疗技术的内窥镜。
90年代初不少光纤产品已经商品化,在数据技术方面,主要使用混合光缆(C U P LWL),而光学技术方面采用纯玻纤光缆,以及塑料光缆(P MMA)。
2光纤的制造在各种玻纤和塑料纤维光缆制造中,都必须有严格的质量指标。
以玻纤光缆为例,其具有多级工序的制备过程的首道工序是熔制玻璃。
由高纯度的原料按严格的熔制方法熔制,然后由高折射率的芯玻璃拉制成直径为30m m,长为1000mm的芯棒。
由低折射率的外层玻璃制成几何尺寸十分精确的玻璃管。
在一个温度约1000e的电炉中,在直至100个可分别调节温度的同一轴向的加热环中,由预制材料拉制出首级玻璃光纤束。
此处按拉制的速度,产生直径由30~100L m的单根玻璃纤维,在拉制过程之后,立即按所需光缆的直径(1~8mm)将光纤整理成束并套上防止机械损伤的塑料保护层。
浅析光导照明技术在城市地下工程的运用摘要：能源是推进国民经济进步的重要依靠，伴随着我国基础设施建设的不断完善，能源的革新也在不断进步。
可再生能源的有效利用，已经逐渐融入城市基础设施建设当中。
在许多城市地下工程施工当中，利用光导照明代替传统的电力照明，可达到相对应的照度要求。
本文根据某市政工程项目的实际情况阐述了光导照明的组成与应用。
关键字：光导照明、节能、地下工程、天然采光2005年8月，习总书记提出的“绿水青山就是金山银山”的环保理念，将节能环保提升在了一个非常重要的高度上。
随着现代基础设施建设的逐步完善，各个领域也出台各项节能减排政策，在市政工程施工建设领域，如何将既有能源充分利用，并做到行之有效的低碳环保，就是本行业从业者们重点关注和解决的事情。
在许多城市中都有地下工程，如车库、隧道、人防工程等，这类工程内部需配置充足的照明设备，方可满足正常的亮度需求，光导照明技术运用，在很大程度上缓解了地下工程内部24小时照明需求的电力压力；该项技术已经较为成熟，并且广泛的运用在了许多厂房、医院、办公楼等密闭空间。
1、光导照明系统简介以中国十七冶集团承建的西咸新区能源金贸区起步区二期路网一期市政工程1标段项目光导照明系统为例，将光导照明系统做介绍，主要由以下3个部分组成，分别为导光管、集光罩和漫射器。
1.1、导光管本项目所用导光管主要材质为铝基材增强银，为保证传输效率，管内壁表面镀有五层薄膜，管道厚度不低于0.4mm。
表面管壁材料的反射比达99%以上，现场配置0-90°弯管，根据现场实际情况，调节漫射器角度。
导光管使用寿命可达20年以上。
1.2、集光罩集光罩采用钻晶集光器，同时添加抗紫外线材质的PC材料，该材质具有轻质、高强特性，同时耐冲击、耐老化、透光率高，PC材质厚度不超过3mm，可见光透光率大于85%。
本项目所采用的集光罩具有的抗冲击效果，可抵抗1m高度范围内重物（不超过5kg）坠落给集光罩带来的冲击损伤，同时具备自清洁能力。
自然光照明系统一、原理 (3)一、原理 (3)二、结构示意图和安装示意图 (3)三、系统说明 (4)四、应用场合及安装面积 (6)五、使用寿命 (6)六、采用自然光照明系统的优点与缺点 (6)七、自然光照明系统的智能控制 (7)八、总结 (7)引言自然光无处不在，是取之不尽、用之不竭、清洁无污染的能源。
人们所使用的常规能源都存在不同程度的污染，例如造成酸雨，使地球变暖，危害了人类和动植物的生存。
据统计，全世界为清除空气污染所需的费用，大约是所有燃料费的10%左右。
但是，如果人们利用自然光就完全不存在这些问题。
因此，充分利用自然光既节约了大量的人工照明用电，又保护了环境，同时采用自然光照明，无触电危险，安全可靠。
阳光是万物生长之源泉。
人们喜欢自然光，习惯在自然光下工作、生活。
科学研究表明，人工照明可以满足人们的采光需要，但并不能满足人们的心理需求。
充分利用自然光照明，可以使工作更有效率，生活环境更加健康。
因为太阳光是全光谱辐射，可在人的机体内产生维生素等多种营养物质。
而且，人们在自然光下活动，心理和生理上都会感到舒适愉快，对人们的身心健康都十分有利。
自然光还能消除居室内的霉气，抑制微生物的生长，改善室内的居住环境。
自然光比人工照明具有更高的视觉功效。
据国外的研究报告指出，在自然光教室学习的学生成绩比人工光教室的要好，其中数学成绩平均高20%，阅读成绩高26%。
自然光与建筑相结合，创造了低能耗高舒适度的健康居住环境，有利于建筑装饰艺术的创作。
多变的自然光，加上阳光的丰富多彩，材料质感更加明显，显示出自然光的艺术魅力。
建筑采光的发展大概分为三个过程：（1）传统建筑采光，如门、窗；（2）近代建筑采光，如采光天窗、采光的带、采光罩等；（3）现代建筑采光，如光导照明、光纤照明等。
每个采光过程的衍变都是为了解决以前采光而不能解决的问题，使建筑更合理的运用自然光。
一、原理自然光照明系统又叫光导系统，是英国蒙诺加特公司80年代末研究开发出来的一种新型照明装置，其原理是室外的自然光线透过采光罩聚集入系统内，再经特殊制作的光导管高效传输到系统的漫射装置，并由漫射装置均匀的照射到室内任何需要光线的地方。
光导照明系统的介绍4、1什么是光导照明光导照明即利用室外自然光为室内提供照明，又称自然光照明。
4、2光导照明工作原理光导照明系统通过采光装置聚集室外的自然光线并导入系统内部，再经过特殊制作的导光装置强化与高效传输后，由系统底部的漫射装置把自然光线均匀导入到室内任何需要光线的地方，如图4-1所示。
图4-14.3光导照明系统的组成光导照明系统主要有三部分组成：采光罩、光导管和漫射器，如图4-2所示。
①采光器②防雨装置③光导管④弯管⑤延长管⑥固定环⑦漫射器⑧装饰环图4-24.4光导照明系统的安装方式，图4-3。
图4-3光导照明系统安装示意图4.5光导照明的应用场所光导照明系统可以应用于各种建筑场所，但现在国内主要应用于大跨度的厂房、场馆、办公、地下空间等采光不好及白天需要照明的场所，都用于单层及顶层建筑。
5、光导照明系统说明光导照明系统的光线传输原理是光线的反射与漫射，其光线的反射（传输）介质是系统内部的光导管（高反射材料），所以对光导管的反射率要求很高（图5-1）。
图5-1材料反射率与系统总反射率的关系曲线图（10次反射）说明：由上图可以看出，系统的效率与反射材料反射率的n次方成正比。
所以光导管的反射率不宜低于95%。
否则利用光导管导光价值不大。
光导照明系统的发光效率还与光导管的直径大小和管道的长短有关，如图5-2和图5-3所示。
说明：上图所示，导光管长度为3米，采光罩透光率为88%，室内漫射器透光率为86%，光导管反射率为95%。
说明：上图所示，导光管直径为0.53米，采光罩透光率为88%，室内漫射器透光率为86%，光导管反射率为95%。
综上所述，光导管直径越大，管道长度越短，系统发光效率越高。
此外，光导管的放置方式和弯转次数也对系统的发光效率有影响，上述光导管为竖直放置光线在水平光导管内反射次数增加，光损加大，系统发光效率降低，所以水平管道传输不宜超过3.0m。
另根据实验，系统每增加一个弯头，其光效降低10-15%，所以光导管弯头不宜超过2个。
自然光照明系统介绍近20年来 ,自然光导入技术在国外已成熟应用于民用、商用及工业等建筑领域.自然光照明系统工作原理室外的采光装置捕获室外的日光，并将其导入系统内部,然后经过光导装置强化并高效传输后，由漫射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方。
从黎明到黄昏，甚至是阴天或雨天，该照明系统导入室内的光线仍然十分充足。
自然光照明系统照明的优点节能：可取代白天的电力照明，无能耗，一次性投资，无需维护，节约能源，创造效益。
环保：照明光源为自然光线，采光柔和、均匀，光强可以根据需要实时调节，全频谱、无闪烁、无眩光、无污染，并可滤除有害辐射，最大限度地保护您的身心健康。
健康：科学研究证明，自然光线照明具有更好的视觉效果和心理作用，并且有益于改善室内环境，增强人体健康。
安全：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。
时尚：外观时尚、大方，创造低耗能、高舒适度的健康办公、娱乐、居住室外屋顶的采光装置、光传导部分（导光管）、室内的漫射器。
自然光照明系统组成1.采光器2.防雨装置3.标准管4.弯管5.延长管6.固定环7.漫射器8.装饰环“自然光导入系统”将天然光高效聚集、传递到室内阴暗的空间或地下建筑，可以有效地减少电能消耗，取得很好的采光照明效果，显著改善室内环境和增强人体健康，是太阳能光利用的一种有效方式，填补了此类产品的国内空白。
我公司生产的太阳光导入系统经中国建筑科学研究院权威检测，各部件及系统性能指标均处于国际领先水平。
该系统于2008年7月获得国家专利，并荣获河北省建设厅颁发的“河北省建筑节能产品认定证书”和“河北省建设新技术、新产品、新工艺、新材料推广证书”。
应用领域：可广泛应用于地下空间、厂房、移动房、体育场馆、展览馆、动物园、植物园、海洋馆、监狱、物流中心、港口、机场、火车站、地铁、超市等空间场所。
光导照明系统的介绍4、1什么是光导照明光导照明即利用室外自然光为室内提供照明，又称自然光照明。
4、2光导照明工作原理光导照明系统通过采光装置聚集室外的自然光线并导入系统内部，再经过特殊制作的导光装置强化与高效传输后，由系统底部的漫射装置把自然光线均匀导入到室内任何需要光线的地方，如图4-1所示。
图4-14.3光导照明系统的组成光导照明系统主要有三部分组成：采光罩、光导管和漫射器，如图4-2所示。
①采光器②防雨装置③光导管④弯管⑤延长管⑥固定环⑦漫射器⑧装饰环图4-24.4光导照明系统的安装方式，图4-3。
图4-3光导照明系统安装示意图4.5光导照明的应用场所光导照明系统可以应用于各种建筑场所，但现在国内主要应用于大跨度的厂房、场馆、办公、地下空间等采光不好及白天需要照明的场所，都用于单层及顶层建筑。
5、光导照明系统说明光导照明系统的光线传输原理是光线的反射与漫射，其光线的反射（传输）介质是系统内部的光导管（高反射材料），所以对光导管的反射率要求很高（图5-1）。
图5-1材料反射率与系统总反射率的关系曲线图（10次反射）说明：由上图可以看出，系统的效率与反射材料反射率的n次方成正比。
所以光导管的反射率不宜低于95%。
否则利用光导管导光价值不大。
光导照明系统的发光效率还与光导管的直径大小和管道的长短有关，如图5-2和图5-3所示。
说明：上图所示，导光管长度为3米，采光罩透光率为88%，室内漫射器透光率为86%，光导管反射率为95%。
说明：上图所示，导光管直径为0.53米，采光罩透光率为88%，室内漫射器透光率为86%，光导管反射率为95%。
综上所述，光导管直径越大，管道长度越短，系统发光效率越高。
此外，光导管的放置方式和弯转次数也对系统的发光效率有影响，上述光导管为竖直放置光线在水平光导管内反射次数增加，光损加大，系统发光效率降低，所以水平管道传输不宜超过3.0m。
另根据实验，系统每增加一个弯头，其光效降低10-15%，所以光导管弯头不宜超过2个。
自然光导光照明技术地球上的能源，除了核能之外，都源于太阳能，太阳能是地球的核心能源，利用太阳能是最有潜力的。
大约4000年前，埃及人就将光束传输和镜面结合将光线反射至金字塔的中心区域。
人们在一天的工作学习之中，至少有60%的时间是在日光灯的照射下渡过的。
而普通日光灯的供电频率为50赫兹，表示发光时每秒亮暗100次，属于低频率的频闪光，会使人眼的调节器官，如睫状肌、瞳孔括约肌等处于紧张的调节状态，导致视觉疲劳，从而加速人眼疲劳，降低工作、学习效率，容易近视。
光导照明将自然光导入室内，光是万物生长之源泉！太阳光系全光谱辐射，显色性100%，自然光下学习，视觉效果好。
试验证明：自然光条件下的视觉对比灵敏度高于人工光5％～20％以上。
同时，可使人的机体内产生维生素等多种营养物质，在心理上和生理上感到舒适愉悦，还能消除室内的霉气、抑制微生物的生长、改善室内环境。
美国科学家Bouchet在1996年提出，仅仅50lux的自然光就可显著减轻那些在地下工作的人们的孤独感。
光导照明技术是古今中外各有志之士不断研究与创新的一项自然采光技术，该照明装置无需常规能源就能提供白天室内照明，减小了由常规能源带来的环境污染。
光源取自室外自然光线，通过特殊的传输与分配后，导入到室内需要光线的地方，得到由自然光带来的特殊照明效果，是一种绿色健康、节能环保的新型照明产品,百分百的绿色照明。
20世纪70年代末期，欧美由于注重节能、健康生活方式，开始将光导照明成熟应用于民用、商用及工业等建筑。
光导照明系统是近十几年国外发展起来的一种新型照明装置，这种装置不同于以往任何灯具，它无需消耗任何能源，可以把日光源所发出的光线进行重新分配，从室外传输到室内的任何需要光线的地方，以得到由自然光带来的特殊照明效果，是利用太阳能和风能的有效的方法。
在国际能源紧张的今天，力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，有效地利用太阳能显就得尤其重要。
