導(dǎo)光管采光系統(tǒng)地下空間項目可行性分析報告

導(dǎo)光管采光系統(tǒng)可行性分析報告摘要：合理利用自然光變更室內(nèi)環(huán)境，最大限度削減白天電力照明的運用，是建筑節(jié)能的一個重要方面。2005年以來，導(dǎo)光管采光技術(shù)漸漸進(jìn)入人們的視野。本文介紹導(dǎo)光管采光技術(shù)的基本原理，適用范圍，實際效果，并結(jié)合某安裝項目運用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)技術(shù)的實際案例經(jīng)行全面分析。關(guān)鍵詞：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)建筑采光建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1、引言隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，和人類休戚相關(guān)的建筑空間越來越大，地下空間的開發(fā)也越來越多。傳統(tǒng)的側(cè)窗采光、天窗采光已經(jīng)無法滿意我們的采光要求。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展很好的解決了這個問題。2、采光技術(shù)的發(fā)展建筑采光由來已久，可以追溯到遠(yuǎn)古時代，古人對生活環(huán)境的選擇，已經(jīng)考慮了采光的需求，隨著社會發(fā)展，人們居住環(huán)境還考慮了通風(fēng)的要求。考古學(xué)家發(fā)覺4000多年前埃及人，曾采納光束和鏡面結(jié)合的方式，讓光線反射至金字塔的中心區(qū)域，奇妙的解決了室內(nèi)采光的問題。人類在建筑采光技術(shù)上，經(jīng)驗了漫長的發(fā)展階段。每個采光技術(shù)的衍變都代表著人類的不斷進(jìn)步，其目的都是為了使建筑更加合理的運用自然光。建筑采光的發(fā)展過程可以分為三個階段：傳統(tǒng)建筑采光，如天井、門、窗戶；近代建筑采光，如天窗、采光瓦、采光罩、采光頂?shù)?；現(xiàn)在建筑采光，則主要有導(dǎo)光管采光系統(tǒng)照明、光纖照明等。為實現(xiàn)建筑、城市、景觀環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)等學(xué)科起先對可持續(xù)人類聚居環(huán)境的建設(shè)進(jìn)行思索。近幾年提出的生態(tài)城市、生態(tài)建筑等都是以生態(tài)、自然為準(zhǔn)則，探究人、建筑、自然三者的關(guān)系，旨在為人類塑造一個最為合理且可持續(xù)發(fā)展的生存環(huán)境。3、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的工作原理“尚拓SUNTUBE”導(dǎo)光管采光系統(tǒng)又叫光導(dǎo)照明、日光照明、自然光照明等。系統(tǒng)主要分三個部分：一、采光區(qū)：利用透射和折射的原理通過室外的采光裝置高效采集自然光，并將其導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，其透光率高達(dá)90%以上；二、傳輸區(qū)：導(dǎo)光管內(nèi)壁反光率高達(dá)99.7%，可以保證光線長距離高效傳輸。三、漫射區(qū)：由漫射器將比較集中的自然光勻稱地分散到室內(nèi)須要光線的各個地方，其透光率同樣高達(dá)90%以上。從黎明到黃昏甚至陰天或雨天，系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍舊特別足夠。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)，是通過室外的采光裝置捕獲室外的日光，并將其導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，然后經(jīng)過導(dǎo)光裝置強化并高效傳輸后，由漫射器將自然光勻稱導(dǎo)入室內(nèi)須要光線的任何地方。4、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的型號及應(yīng)用照度介紹（1）導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的型號有多種，分別為：STGC330、STGC450、STGC530、STGC750和非標(biāo)產(chǎn)品（1000mm、1200mm、1500mm、1800mm、2000mm、2400mm)，在應(yīng)用中依據(jù)區(qū)域和照度的不同而運用不同的型號，影響導(dǎo)光管采光系統(tǒng)產(chǎn)品的區(qū)域應(yīng)用條件還有層高、屋面結(jié)構(gòu)、導(dǎo)光管長度、地面狀況等。（2）中國照明的氣候分區(qū)分為五類：一類地區(qū)照度≥28000lux，主要在中國的西南部，有西藏、廣西昆明、甘肅蘭州等地區(qū)。二類地區(qū)照度在26000和28000lux之間，主要在中國的內(nèi)蒙古和新疆等地區(qū)。三類地區(qū)照度在24000和26000lux之間，主要在廣東廣西南部、新疆北部、山東、河南、河北、遼寧、內(nèi)蒙古東部。四類地區(qū)照度在22000和24000lux之間，主要在中國的中東部和吉林等地區(qū)。五類地區(qū)照度<22000lux，主要在四川和黑龍江等地區(qū)。應(yīng)選用日照強度較高的區(qū)域運用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)5、應(yīng)用區(qū)域分析1）辦公、超市區(qū)域：環(huán)境好，照度要求高（200--500lux），辦公室高度一般在3m—5m之間，可采納450mm和530mm的型號，可采納調(diào)光裝置來調(diào)控室內(nèi)的亮度，依據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。2）倉儲、走廊區(qū)域：貨物存放、人流行走區(qū)，照度要求偏低，（100--150lux),高度一般在3m—8m不等，可采納330mm和450mm的型號，依據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。地下車庫區(qū)域：車輛停放、行駛區(qū)，照度要求偏低，（50--75lux),高度一般在3m—5m不等，可采納450mm和530mm的型號，依據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。廠房、體育場館區(qū)域：主要是大型的工業(yè)生產(chǎn)制造、體育場館，照度凹凸不等，高度一般在4m—18m不等，可采納530mm和750mm或更大的非標(biāo)產(chǎn)品型號，依據(jù)層高來確定照度分布和數(shù)量的確定。導(dǎo)光管的長度的應(yīng)用導(dǎo)光管分為標(biāo)準(zhǔn)管和延長管，標(biāo)準(zhǔn)管是系統(tǒng)本身配置的部件，長度為610mm。假如導(dǎo)光管長度不夠，則須要增加延長管來滿意導(dǎo)光的須要，延長管長度分為610mm和1200mm長度。導(dǎo)光管在應(yīng)用中≤2.4m時效果最佳，性價比也最高，延長管的增加會相對折減導(dǎo)光效率。7、適用范圍導(dǎo)光管采光系統(tǒng)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于地下空間、廠房、移動房、辦公場所、會議室、學(xué)校、醫(yī)院、療養(yǎng)中心、體育場館、展覽館、動物園、植物園、海洋館、部隊、監(jiān)獄、物流中心、港口、機場、火車站、地鐵、輕軌、商場、超市、酒店、住宅、別墅、高級會館等空間場所。圖1導(dǎo)光管采光系統(tǒng)工作原理示意圖8、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢（1）導(dǎo)光管采光技術(shù)引用到室內(nèi)的光線，屬于自然光，全光譜。且經(jīng)過漫射器的散射，光線分布勻稱，無眩光，無頻閃。圖2導(dǎo)光管采光系統(tǒng)工作原理示意圖（2）開孔面積小，是天窗采光面積的1/6，防水好處理。（3）可調(diào)整性，通過調(diào)光裝置遮光片的轉(zhuǎn)動，限制進(jìn)入室內(nèi)的光通量，可對室內(nèi)照度進(jìn)行調(diào)整。圖3導(dǎo)光管采光系統(tǒng)可調(diào)整性示意圖（4）隔熱保溫性能好。比起采光天窗，導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的導(dǎo)熱系數(shù)特別低。見下表：說明：=1\*GB3①導(dǎo)光管長為0.5m時，系統(tǒng)K值為1.70w/m2k；=2\*GB3②導(dǎo)光管長為1.0m時，系統(tǒng)K值為1.60w/m2k；=3\*GB3③導(dǎo)光管長為2.0m時，系統(tǒng)K值為1.58w/m2k；=4\*GB3④導(dǎo)光管長為3.0m時，系統(tǒng)K值為1.55w/m2k；=5\*GB3⑤導(dǎo)光管長為4.0m時，系統(tǒng)K值為1.53w/m2k；=6\*GB3⑥導(dǎo)光管長為5.0m時，系統(tǒng)K值為1.51w/m2k；表1導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的導(dǎo)熱系數(shù)表運用壽命長，不須要后期維護(hù)成本。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)運用壽命≥25年。因采光罩為半球形，且經(jīng)過特別工藝處理，具有自清潔功能，不簡單積聚灰塵節(jié)能：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)可完全取代白天的電力照明，至少可供應(yīng)8小時的自然光照明，無能耗，一次性投資，無需維護(hù)，節(jié)約能源，創(chuàng)建效益！環(huán)保：光導(dǎo)照明光源取自自然光線，采光柔軟、勻稱，光強可以依據(jù)須要進(jìn)行實時調(diào)整，全頻譜、無閃耀、無眩光、無污染，并通過采光罩表面的防紫外線涂層，濾除有害輻射，能最大限度的愛護(hù)人的身心健康。平安：采光系統(tǒng)無需配帶電器設(shè)備和傳導(dǎo)線路，消退了因線路老化引起的火災(zāi)隱患，且整個系統(tǒng)設(shè)計先進(jìn)、工藝探究、具有防水、防火、防盜、防塵、隔熱、隔音、自潔以及防紫外線等性能和特點。健康：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)秉承自然理念，全力打造健康和諧的消遣、辦公、居住環(huán)境?？茖W(xué)探討證明，自然光線照明具有更好的視覺效果和心理作用，并且可以清除室內(nèi)霉氣，抑制微生物生長，促進(jìn)體內(nèi)養(yǎng)分物質(zhì)的合成和汲取，改善居住環(huán)境等。時尚：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)外型美觀，是自然光和人工建筑的完備結(jié)合，創(chuàng)建了低耗能、高舒適度的健康消遣、辦公、居住環(huán)境，有利于建筑裝飾藝術(shù)創(chuàng)作；加上陽光豐富的色調(diào)，材質(zhì)感更加明顯，顯示出自然光的無窮魅力！隔熱：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)具有優(yōu)越的隔熱性能，因整個系統(tǒng)是密封的空氣管，所以在冬天能夠保證室內(nèi)達(dá)到最小的熱量損失，在夏天可防止室外的熱量傳入。9、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)光管采光系統(tǒng)主要分為三大部分：室外屋頂?shù)牟晒庋b置、光傳導(dǎo)部分（導(dǎo)光管）和室內(nèi)頂部的漫射器。圖4導(dǎo)光管采光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（1）采光罩：采光罩，具有極高的透光性能和折射性能，可以把自然光高效投入進(jìn)系統(tǒng)，弧線和折邊的設(shè)計一方面可以將低角度光線折射進(jìn)入系統(tǒng)，使得采光面積遠(yuǎn)大于采光罩的面積。另一方面空氣中的灰塵也不簡單附著，避開大部分紫外線，并使其具有特別好的耐侯性和抗沖擊性。圖5采光罩（2）防雨裝置確保系統(tǒng)和預(yù)留孔之間的完備連接，起到屋面和系統(tǒng)之間的防水作用，重量輕、強度高、耐腐蝕、易和建筑結(jié)合。依據(jù)不同建筑屋面要求，可敏捷選用防雨版和防雨套圈。選用優(yōu)質(zhì)鋁質(zhì)金屬制作，表面氧化、噴砂或噴塑、可任選各種顏色。圖6防雨裝置（3）導(dǎo)光管導(dǎo)光管內(nèi)壁多層特別膜確保光線的高效傳輸性和穩(wěn)定性。材料全反射率達(dá)到98%以上，最高反射率可達(dá)99.9%，使得光線在系統(tǒng)中可以長距離的傳輸，遇到障礙時也可以采納不同角度的彎管在建筑中隨意穿行。導(dǎo)光管可以按形態(tài)分為直導(dǎo)光管和彎管兩種，彎管可以有不同的彎曲角度，彎曲角度變更范圍為0～90°圖7導(dǎo)光管（4）漫射器漫射器具有極強的透射性和散光性，可以將進(jìn)入系統(tǒng)的自然光重新安排，使之勻稱分布在室內(nèi)。不同系列的漫射器可和各類空間的裝修風(fēng)格相匹配，為您供應(yīng)一個無眩光、無頻閃、全光譜、健康舒適的光環(huán)境。圖8漫射器（5）調(diào)光裝置導(dǎo)光管采光系統(tǒng)可以依據(jù)用戶需求，通過墻壁上的開關(guān)或者小型遙控器，限制小型電機帶動遮光片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對室內(nèi)光照度進(jìn)行調(diào)整甚至完全關(guān)閉。圖9調(diào)光裝置圖10遙控開光10、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的節(jié)能分析目前,我國照明耗電量占總發(fā)電量的15%左右,2009年全國發(fā)電量達(dá)到28344億千瓦時，年照明耗電量達(dá)到了28344億×15%=4251.6億千瓦時,相當(dāng)于三峽葛洲壩總發(fā)電量（685億千瓦時）的7倍左右。據(jù)專家統(tǒng)計,白天照明占總照明用電的50%以上，主要是商業(yè)和工業(yè)用電,而普及運用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)可以節(jié)約白天8到10個小時的照明用電量，即使按一半節(jié)約也相當(dāng)于每年能節(jié)電：4251.6億×50%×50%=1062.9億千瓦時。相當(dāng)于少建32個60萬千瓦的火力發(fā)電廠，還能減排溫室氣體10629萬噸。同時，以每千瓦時0.5元計算，每年可以節(jié)約電費人民幣：1062.9億×0.5=531.45億元。11、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的環(huán)保性能分析1）節(jié)電意味著減排。照明用電的快速增加，不但要增加大量的電力投資，牽制國民經(jīng)濟的發(fā)展，而且還要產(chǎn)生大量污染。我國電廠2/3為火力發(fā)電，主要為燃煤。在火力發(fā)電的狀況下，每生產(chǎn)一度電對空氣產(chǎn)生的主要污染物為：CO2：在大氣層不斷積累，汲取地面釋放的紅外輻射，形成大氣的“溫室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球氣候變暖，造成冰山溶化和海水熱膨脹，引起海平面上升，變更生態(tài)系統(tǒng)，影響人類的生產(chǎn)和生活活動。SO2：形成酸雨，使材料加速腐蝕，破壞土壤和水的質(zhì)量。人體長期生活在肯定濃度的SO2的空氣中，會產(chǎn)生呼吸道和其他疾病。每節(jié)約1度電，就相當(dāng)于節(jié)約了0.4千克煤的能耗和4升凈水，同時還削減了1千克CO2和0.03千克SO2的排放。假如運用導(dǎo)光管采光系統(tǒng),每年節(jié)電1062.9億千瓦時，就相當(dāng)于節(jié)約了：煤炭0.4千克×1062.9億千瓦時=425.2億千克,即425.2萬噸；凈水：4升×1062.9億千瓦時=4252億升；削減了：CO2排放量1千克×1062.9億千瓦時=1062.9億千克；SO2排放量0.03千克×1062.9億千瓦時=31.9億千克2）供應(yīng)健康舒適的視覺環(huán)境：人們在一天的工作學(xué)習(xí)之中，至少有60%的時間是在日光燈的照耀下渡過的。而一般日光燈的供電頻率為50赫茲，表示發(fā)光時每秒亮暗100次，屬于低頻率的頻閃光，會使人眼的調(diào)整器官，如睫狀肌、瞳孔括約肌等處于驚慌的調(diào)整狀態(tài)，導(dǎo)致視覺疲憊，從而加速人眼疲憊，降低工作、學(xué)習(xí)效率，簡單近視。光導(dǎo)照明將自然光導(dǎo)入室內(nèi)，光是萬物生長之源泉！太陽光系全光譜輻射，顯色性100%，自然光下學(xué)習(xí)，視覺效果好。試驗證明：自然光條件下的視覺對比靈敏度高于人工光5％～20％以上。同時，可使人的機體內(nèi)產(chǎn)生維生素等多種養(yǎng)分物質(zhì)，在心理上和生理上感到舒適愉悅，還能消退室內(nèi)的霉氣、抑制微生物的生長、改善室內(nèi)環(huán)境。美國科學(xué)家Bouchet在1996年提出，僅僅50lux的自然光就可顯著減輕那些在地下工作的人們的孤獨感。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)各部件所運用的材料為健康環(huán)保型材料，可充分回收利用，不會產(chǎn)生二次污染。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的壽命可長達(dá)25年以上。12、導(dǎo)光管采光系統(tǒng)和電力照明系統(tǒng)對比表格：性能對比照明方式光導(dǎo)照明電力照明照明效果好較好舒適性好差顯色性好差光源類型冷光源熱光源平安隱患無有用電費用無有維護(hù)費用無有運用壽命＞25年1年左右（燈）注：導(dǎo)光管采光系統(tǒng)是一種高效的光傳導(dǎo)裝置，系統(tǒng)中空密封，具有良好的隔熱性能，故將其歸為冷光源。自然光光導(dǎo)照明和電力照明效果對比曲線13.導(dǎo)光管采光系統(tǒng)在實際項目應(yīng)用中節(jié)能分析（地下車庫案例）131.1工程概況1.地下車庫區(qū)域運用導(dǎo)光管設(shè)備3.運用導(dǎo)光管區(qū)域面積約為10000m2131.2運用燈具狀況1.地下車庫依據(jù)國標(biāo)照度要求消耗電量為4W/m22.日間照明時間以四季綜合時間段計算，平均為10小時/日間照明。3.日間總用電量為：10000m2×4W/m2×10小時=400000W即為250KW（日間總耗電量）4.年日間總耗電量為400KW×365日=146000KW5.該地區(qū)用電單價約為1.0元/KW。6.日耗電費用為：1.0元/KW×400KW=400元7.年耗電費用為：400元×365日=146000元8.20年耗電費用為：20年×146000元=292萬元（注：未包含燈具定期修理、更換等費用）131.3節(jié)能分析1.節(jié)能性能依據(jù)上面計算得知一年日間照明總用電量約為146000KW。我國現(xiàn)在主要是以火力發(fā)電的國家，火力發(fā)電廠所運用的燃料基本上都是煤炭，全國煤炭消費總量的49%用于發(fā)電。所以，在節(jié)能分析中我們主要計算煤的消耗量。其中指出每節(jié)約1度電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤和4升凈水。此項目中，在運用煤炭發(fā)電的地區(qū)年度節(jié)約能源為：節(jié)約能源估計量（單位：噸）標(biāo)準(zhǔn)煤58.4凈水584運用煤炭發(fā)電，煤炭屬于不行再生能源，無法和清潔、綠色、自然的自然光相比。2.減排分析此項目中，運用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)一年可以節(jié)約電力能源146000KW，這樣就意味著阻擋了二氧化碳等有害氣體排放到大氣中。以下數(shù)據(jù)均依照國家標(biāo)準(zhǔn)計算，其中明確指出，每生產(chǎn)一度電就會釋放不同量的有害氣體。有害污染物排放估計量（單位：千克/千瓦·時）二氧化碳（CO2）0.997二氧化硫（SO2）0.03氮氧化物（NOX）0.015碳粉塵0.272由以上數(shù)據(jù)計算得出以下數(shù)據(jù)：采納光導(dǎo)照明系統(tǒng)削減污染物排放的估計量（單位：噸）二氧化碳（CO2）145.56噸二氧化硫（SO2）4.38噸氮氧化物（NOX）2.19噸碳粉塵39.71噸經(jīng)比較分析后，項目投入導(dǎo)光管運用期間節(jié)約了用電能源，并且節(jié)約煤炭能源（發(fā)電）運用量為58.4噸，節(jié)約用水（發(fā)電）運用量為584噸，削減碳粉塵污染的排放量約為185.27噸。20年節(jié)約效益，節(jié)約煤炭資源：1168噸節(jié)約水資源：11680噸削減二氧化碳排放量：2911.2噸二氧化硫：87.6噸氮氧化物：43.8噸碳粉塵：794.2噸所以，應(yīng)用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)是一種可持續(xù)發(fā)展的須要，是一種可見成效的投資。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)響應(yīng)了低碳號召，做到了零碳排放，削減了能源尤其是不行再生資源的消耗，是一種綠色、健康、平安的產(chǎn)品；131.4導(dǎo)光管運用狀況1.地下車庫10000m2區(qū)域預(yù)料運用85套STGC530型號導(dǎo)光管采光系統(tǒng)。2.導(dǎo)光管采光系統(tǒng)一次性投入產(chǎn)品運用費用約為：69萬元3.導(dǎo)光管采光系統(tǒng)產(chǎn)品壽命＞25年4.各部件無需維護(hù)、更換131.5節(jié)能回收期回收期=導(dǎo)光管運用費用/年耗電費用=69萬/14.6萬=4.72回收期約為4.8年工程案例賞析關(guān)聯(lián)案例關(guān)聯(lián)案例132.1工程概況（物流倉庫）中國移動華東物流基地1.1、2、3、4號庫房區(qū)域運用導(dǎo)光管設(shè)備2.運用導(dǎo)光管區(qū)域?qū)痈邽?3.5米3.運用導(dǎo)光管區(qū)域面積約為36000M2132.2耗電量狀況1.每平方米須要用電0.004KW/小時2.日間照明時間以四季綜合時間段計算，平均為10小時/日間照明。3.日間總用電量為：36000M2×0.004KW/小時×10小時=1440KW（日間總耗電量）4.年日間總耗電量為1440KW×365日=525600KW5.江蘇南京地區(qū)工業(yè)用電單價為0.10元/KW。6.日耗電費用為：0.10元/KW×1440KW=1440元7.年耗電費用為：1440元×365日=525600.00元8.20年耗電費用為：20年×315360.00元=1051.2萬元（注：未包含燈具定期修理、更換等費用）132.3節(jié)能分析1.節(jié)能性能依據(jù)上面計算得知一年日間照明總用電量約為525600KW。我國現(xiàn)在主要是以火力發(fā)電的國家，火力發(fā)電廠所運用的燃料基本上都是煤炭，全國煤炭消費總量的49%用于發(fā)電。所以，在節(jié)能分析中我們主要計算煤的消耗量。其中指出每節(jié)約1度電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤和4升凈水。此項目中，在運用煤炭發(fā)電的地區(qū)年度節(jié)約能源為：節(jié)約能源估計量（單位：噸）標(biāo)準(zhǔn)煤210.24凈水2102.40運用煤炭發(fā)電，煤炭屬于不行再生能源，無法和清潔、綠色、自然的自然光相比。2.減排分析此項目中，運用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)一年可以節(jié)約電力能源525600KW，這樣就意味著阻擋了二氧化碳等有害氣體排放到大氣中。以下數(shù)據(jù)均依照國家標(biāo)準(zhǔn)計算，其中明確指出，每生產(chǎn)一度電就會釋放不同量的有害氣體。有