光导照明在车辆段等地铁上盖的应用研究

邓树

摘 要：文章介绍了光导照明的工作原理，研究了光导照明在车辆段等地铁上盖的适用性，分析光导照明在车辆段等地铁上盖应用的可行性，并结合工程实际案例总结光导照明在车辆段等地铁上盖应用中需要注意的问题。

关键词：光导照明；地铁上盖；应用

目前节能减排是国家推进可持续发展的重要宗旨，而如何减少能源的使用，尽量采用自然能源是需要重点考虑的问题。地铁作为城市发展的一个重要标志，其设计及运营过程中更应融入“绿色环保”的理念，以响应国家“节能减排”的号召。

目前我国建筑照明用电在电能消耗中约占全国总用电量的15%，同时国内地铁仍以电力照明为主，无法从根本上解决节能环保的问题。光导照明作为一种绿色、环保照明方式，在国内外的应用越来越普遍，但是在地铁项目中的应用还比较少。

1 光导照明系统的概况

1.1 光导照明工作原理

光导照明系统通过室外采光装置收集室外的自然光并导入系统内部，再经特殊制作的光导管传输后，由安装与系统另一端的漫射装置把自然光均匀的发散到室内任何需要光线的地方。利用该系统得到的室内光线从黎明到黄昏，甚至是阴天都十分充足。同时，为了提高系统的采光及传导效率，必须从系统结构和材料两个方面加以改进，使采光装置采集的光亮尽可能多而在光导管内的损失尽可能少。

1.2 光导照明系统的优缺点

光导照明作为一种绿色的照明方式，在国内的应用较为普遍，其主要优势有：节能、环保、健康、安全、光效好、采光面积小及调光性等。同时，光导照明的应用也存在一些限制，主要体现在以下几点：前期投资成本大；受天气因素影响；光导管系统有地区型要求；材料的要求较高；光导管的安装问题。

1.3 光导照明的主要应用场所

光导照明系统适合于顶层和地下一层建筑，多层建筑的顶层或者是地下室，建筑的阴面等等；大型的体育场馆和公共建筑，厂房，车库，油站，易燃易爆场所以及无电力供应场所。

2 光导照明在车辆段等地铁上盖的适用性分析

2.1 几种常见的自然采光系统

采光天窗：采光天窗通过在屋顶设置天窗以满足进度或跨度大的建筑物的采光要求，从而改善室内环境。

采光隔板：采光搁板是在侧窗上部安装一个或一组反射装置，使窗口附近的直射阳光经过一次或多次反射进入室内，以提高房间内部照度的采光系统。

导光棱镜窗：导光棱镜窗是利用棱镜的折射作用改变入射光的方向，使太阳光照射到房间深处。

光纤照明：光纤照明采光系统一般也是由聚光部分、传光部分和出光部分三部分组成。

2.2 几种常见自然采光系统在车辆段等地铁上盖应用的适用性分析

上述几种自然采光系统都是通过利用自然光以实现建筑内照明的方式，都是节能环保的照明方式，但是根据采光方式的不同，其应用场所也不同。目前地铁车辆段均设置上盖，因此对自然光的引入也很有必要，通过分析上述几种自然采光系统在带上盖车辆段的适用性，以选择最合适的采光系统。

（1）采光天窗在车辆段地铁上盖的应用：车辆段一般侧面为开放式，因此设置侧窗采光是没有必要的。而天窗采光系统需在上盖开较大的孔洞，一方面上盖大面积开孔以实现盖下照明不经济，另一方面无论是对盖上还是盖下的人员都存在较大安全隐患。因此采光天窗在车辆段是不适用的。（2）采光隔板在车辆段的适用性分析：车辆段一般侧面为开放式，因此设置采光隔板是没有必要的。（3）导光棱镜窗在车辆段的适用性分析：导光棱镜窗的安装方式也与天窗采光系统相同，只是工作原理不同，通过前面的分析可知这种类型的照明方式在车辆段中也是不可行的。（4）光纤照明在车辆段的适用性分析：纤照明系统传光的光纤直径一般10mm左右，这种导光方式不能大面积的采光导致其光通量较小，不能很好的满足盖下作业的要求。（5）光导照明在车辆段的适用性分析：相对上述几种自然采光系统，光导照明在车辆段上盖的开孔大小适宜，同时其光通量较大且可满足盖下作业要求。因此光导照明是目前比较适合用于地铁上盖项目的自然采光系统。

通过对比分析可知，光导照明系统相对于其他自然采光系统更加适用于车辆段等地铁上盖物业。

3 光导照明在车辆段等地铁上盖的适用性分析

（1）成本回收问题：光导照明产品的价格一般要远远大于电气照明、采光天窗、光纤照明等设备。有效的解办法就是在设计过程中合理选择光导照明覆盖区域，尽量选择白天仍需照明及电气照明密度大的区域，如车辆段运用库等地点。同时，应合理选择光导照明产品数量。因此必须根据场地的照度要求，通过光照计算软件合理地选择最佳设备数量以达到效益的最大化。（2）天气因素问题：光导管系统使用太阳光作为光源，因此其采集的光能量受气候影响极大，不同季节和不同天气都对系统的性能产生影响。在车辆段等地铁上盖应用过程中需要在场段内设置一套电气照明及一套光导照明。白天日照充足时，充分利用光导照明以达到节能的目的；在阴雨天，选择性的开启电气照明以加强室内照度，满足工作要求；在夜晚，开启电气照明；在白天全黑及极端天气下，开启全部电气照明。（3）光导照明系统有地区型要求：并不是所有地区都适合使用光导照明，有的地区日照时间比较长，适宜采用光导照明；而有的地区常年光照量比较少，应用光导管照明效果就不是很好。广州位于三等地区，属于太阳能资源中等地区，年光照小时可达到2200～3000小时，因此在广州地区的车辆段等上盖物业采用光导照明系统是可行的。（4）对材料的要求较

高：由于光导管对于光路技术有很高要求，比较成熟、性能较高的光导管只有国外的某些大公司才能生产。但是随着国内产品及技术的成熟，随着科技的進步，这些将不在是限制光导照明产品应用的因素。（5）光导管的安装问题：当光导管在车辆段中安装时需要在设计过程中应与结构、通风空调、给排水等专业进行协同设计，避免管线与光导照明孔洞冲突，并在设计中给光导管的安装预留空间。

根据前面的分析可知，光导照明系统在车辆段等地铁上盖物业应用是可行的。

4 工程应用当中需要注意的问题

（1）与土建配合。在设计过程中，光导照明预留孔洞应避免与盖板结构发生冲突，应在开孔位置避免盖板梁、柱的前提下，尽量满足盖下的照明需求；在施工过程中，施工单位应严格按照图纸尺寸预留孔洞，错开梁、柱以避免预留孔洞与梁、柱冲突。（2）与盖下管线配合：因光导管会在盖板处伸向盖下，因此在设计过程中，应与多专业协同考虑，为光导管的安装预留足够空间，如应避开盖下风管、水管等管道；同时，在施工过程中，灯具等设备管线应避免敷设在光导预留孔洞正下方，防止管线影响光导照明使用效果。（3）与上盖物业配合：应结合上盖物业，合理选择不同类型的光导照明产品。如在道路等有人、车通过的路面，采用平板型导光系统，不得妨碍人、车通行；在有绿化带处使用晶钻型导光系统，以防止植物影响光导系统的采光效率。

5 结束语

随着全国城市轨道交通的快速发展，大量地铁上盖物业马上要开工建设，而光导照明这一节能手段必然会有其用武之地。本文的研究内容详细地分析了光导照明系统在车辆段等地铁上盖应用的适用性和可行性，研究结论也证明了光导照明在车辆段等地铁上盖物业是适用的、可行的；最后提出了多点工程应用当中需要注意的问题。

上述研究内容为光导照明在地铁项目中的应用起到了很好的借鉴意义，同时也为地铁项目的节能减排提供了一把利器。

参考文献

[1]林涛.光导照明技术在城市道路隧道中的引用[J].地下工程与隧道，2011（3）.

[2]王志强.地铁工程采用光导照明系统的可行性研究[J].地铁工程学报，2011（9）.