光导-通风一体化系统在高校教学建筑中应用.docVIP

光导-通风一体化系统在高校教学建筑中的应用 　　 摘要：光导-通风一体化系统是在光导技术基础上，将其与通风技术整合，达到为室内建筑提供良好的光照与通风环境的目的。本文简要介绍了光导技术的起源与发展、一体化系统的工作原理，并通过针对系统主要构件的材料、尺寸等具体参数的选择阐述系统在高校教学建筑中的具体应用方法。 　　 关键词：光导技术 辅助通风 工作原理 应用 　　引言： 　　 自然光在建筑中一直都扮演着重要的角色。在建筑的发展史中，自然光所表现的艺术和造型魅力一度成为建筑师关注的焦点。如今，自然光的高效利用与绿色照明成为众多倡导可持续发展思想的建筑师研究的主题，并引起国际建筑界和照明界的高度重视。光导技术正是在这样的大背景下得到了飞速的发展。 　　1.光导技术起源与发展 　　 光导技术最早起源于19世纪的美国，经过近百年的发展，技术与材料选型已日臻成熟，大孔径光线的有效传输距离高至20米，有效传输率最高可达99%。简单来说，光导技术是利用光纤或管道将室外自然光引入室内为室内提供日光照明，故光导照明可被称为自然光照明。其为采光不利的室内空间提供利用自然采光的可能性、使得自然光线在室内的高效传输成为可能、减少人工照明的比例且在传输过程不产生过多的热量。现在国内外得到广泛应用，可为地下空间、办公建筑、走廊、会议室、商品陈列室、接待室等建筑室内空间提供良好的自然光照明光环境。 　　光导技术并不仅局限于照明方面，它可以与通风换气设备整合，在采光的同时使室内获得良好的自然通风，使光导管的功能更加完善，对改善建筑室内物理环境、节约人工照明与通风换气的能耗具有积极意义。 　　2.光导-通风一体化系统的工作原理 　　 光导采光原理：应用于建筑光导照明系统有是最主要的三部分：采光罩、光导管和漫射器。室外采光罩收集太阳光后聚拢导入内壁材料具有较好自然光全光谱高反射性能的光导管，光线在光导管与弯管中经过多次反射后经由漫射器发散入室内（如图1所示），光线较柔和，不易产生眩光。 　　光导辅助通风原理：在传统光导管外增设一层与室外空气连通的管道（如图2所示），借助系统自身高度优势与室内外风压差、温度差，采用热压与风压两种方式加强管道内空气与室内外自由空气的交换：夏季室外风速较小时，采光罩吸收太阳辐射，加热管道上部空气，使得上下两部分空气产生温度差促成热压通风；夏季室外风速达到2m/s以上时，在系统进出风口处形成风压，新鲜空气压入导管内部，浑浊空气排出，达到通风换气效果；冬季室内外温差本身较大，室内热空气上升形成热压通风，同时可设置通风控制阀，防止室外冷空气倒灌的现象产生。 　　3.高校教学建筑光环境现状与要求 　　 高校教学建筑是教与学的场所，教室和阅览室对室内光环境的要求较高，首先要保证基本的照度，同时要避免因室内照度不均及眩光引起的眼睛疲劳和损伤。2004年新颁布的《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）提升了中小学教学建筑内的照度水平，由原来的150lx提高到3001x，其照度均匀度不应低于0.7，；教室黑板应设局部照明灯，照度均匀度不应低于0.7；高校教学建筑与其功能类似，适用此标准要求。采光设计中除应满足照度限值外，还应按标准和规范计算采光系数最低值，《建筑采光设计标准》中规定学校建筑的采光系数最低值为2.0%。 　　 在高校教学建筑室内的天然采光除中庭和顶层空间可利用顶光作为采光源外，普遍依靠侧窗采光。不同采光窗形式的照度均匀度有所差别：顶部采光照度分布较均匀；侧窗采光照度分布不均，一般近窗处照度高，远窗处照度低，而且相差很大。对于较常见8m进深的中廊式单侧窗采光的教室类型，近窗与远窗处实际桌面照度相差10倍以上，而在冬季或雨、雾的早晨远窗桌面的照度往往降到30lx以下。可见，在教学建筑中保证教学用房的采光均匀，照度均匀分布至关重要。 　　光导-通风一体化系统在教学建筑的应用就是以提高室内照度均匀度为前提，为进深较大的室内空间提供采光，改善室内光环境与空气质量，减少人工照明的能源消耗。 　　4.系统在教学建筑中的应用 　　 光导-通风一体化系统在教学建筑中的效率会受到室外气候情况和室内空间状况、采光罩的形式和倾斜角度、导光管内壁材料的光反射率、管道的直径形状与长度、漫射器的光透射率以及弯管数量等的约束，在应用中应综合考虑与设置。 　　1.采光罩的形式与倾斜角度 　　 系统的采光罩由PC工程塑料特殊加工制成，外表面用UV涂料紫外线上光工艺处理。具有耐磨、隔热、隔音性能，透光性较强、采光效率高、质量轻且不易破碎，有很好的自洁自净能力。外观样式可选择钻石型、半球形和方形三种。 　　采光罩按照采集太阳光方式不同可分为主动式与被动式，主动式即在采光罩处设置自动捕捉太阳光线装置，可以随太阳高度角的变化调整倾斜