太阳能光纤导光技术在地下车库照明中的应用与研究＊

（广西建设职业技术学院，广西南宁 530007）

随着国民生活水平的提高，城市汽车数量越来越多。为解决汽车停放问题，同时节省土地资源和给生活带来便利，地下车库已经成为现代建筑必不可少的配套建筑。而地下车库的照明情况是影响其使用安全性、舒适性的重要因素。

太阳能光纤导光技术通过聚光装置将太阳光导入光纤中，再利用光纤将太阳光传导至末端的出光装置。该技术具有节能环保、健康舒适、安全防火等优点，非常适合应用于地下车库照明。

1.地下车库照明的特点

地下车库照明需要保证24h不间断，目的在于为汽车行驶和人员出入提供一个安全舒适的视觉环境。具体要求如下：

1.1 车库内部的照明要求

《车库建筑设计规范》JGJ100-2015第7.4.3条[1]规定：“车库内照明应亮度分布均匀，避免眩光，各部位照明标准值宜符合表7.4.3的规定。”具体规定见表1。

表1 《车库建筑设计规范》表7.4.3

1.2 车库出入口处的照明要求

地下车库的出入口作为室外与室内的衔接部分，如果该处明暗差别过大，会造成驾驶员视觉震荡，存在较大安全隐患。《车库建筑设计规范》JGJ100-2015第7.4.5条[1]规定：“坡道式地下车库出入口处应设过渡照明。”

2.太阳能光纤导光技术应用于地下车库照明的可行性研究

我国大部分地区太阳能资源丰富，其作为一种可再生能源如果得到充分利用可以起到节能环保的效果。同时，太阳能也是一种健康清洁的能源，对人们身体和心理健康起到不可替代的作用。此外，有研究表明，相对于电灯灯光，人们在自然光下的辨认能力更强、工作效率更高[2]。因此作为建筑照明应优先考虑自然采光。

《建筑照明设计标准》GB50034-2013第6.4.2条[3]规定：“当有条件时，宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明。”和第6.4.3条[3]规定：“宜利用太阳能作为照明能源。”

太阳能光纤导光装置即属于上文所述的利用太阳能作为照明能源的导光装置，属于规范所推荐的照明技术。

2.1 太阳能光纤导光技术可满足车库内部的照明要求

笔者针对太阳能光纤导光装置进行测试，该装置由太阳光聚光装置、导光光缆、出光装置组成，太阳光聚光装置采用4组菲涅尔透镜，导光光缆采用光纤芯数4根、光纤直径2.5mm、光纤材质为PMMA、长度14m的光缆，出光装置为4孔灯具。测试结果见表2。

表2 太阳能光纤导光装置测试数据

根据上述测试结果，当室外环境太阳光充足、太阳能光纤导光装置布置合理的情况下是可以满足地下车库内部照明要求的。

2.2 太阳能光纤导光技术可满足车库出入口处的照明要求

研究表明，光环境明亮度瞬间突变值小于35倍且基本亮度最小值不小于20lx时，不会引起不舒服的视觉震荡[4]，而太阳能光纤导光技术照明的室内光照强度与室外光照强度相关联，可以保证瞬间突变值在适宜范围内，从而解决车库出入口处的视觉不适应问题。

3.太阳能光纤导光技术应用于地下车库照明的功能设计

地下车库照明采用光纤导光技术需满足照度、亮度均匀、避免眩光3方面要求。

3.1 照度设计

为最大限度的接收太阳光，太阳能光纤导光装置需具有自动跟踪收集太阳光的功能。该功能主要有通过探测器采集太阳光强度信息对太阳进行跟踪和通过当地太阳运行轨迹数据进行装置角度变化设置两种[5]。在夜晚或阴雨太阳光缺乏时，需要设置辅助光源进行照明。

3.2 亮度均匀设计

由于有云遮挡等因素，太阳能光纤导光装置的光照强度会产生波动，从而造成亮度变化和不足，因此需要设置智能补光装置。智能补光装置可以在外界光照强度波动时，通过调整辅助光源的强度，将两种光照进行叠加后使总光照强度控制在一定范围内，保证亮度均匀[6]。

3.3 避免眩光设计

当太阳光强度较高，太阳能光纤导光装置的光照强度会高于适用范围，从而造成眩光，因此需要设置智能遮光装置。当外界光照强度较高时，智能遮光装置可根据外界光照强度调节遮光板角度，从而调整进光量，使光照强度保持在适用范围[7]。同时，车库通道上出光装置的长轴方向应和车辆行驶方向相一致，以避免行车时的眩光干扰。

4.结语

太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源，也是照明的最佳能源。而地下车库由于无外窗难以采光，导致其白天亦需要电灯照明。太阳能光纤导光技术通过增加自动跟踪收集太阳光、智能补光、智能遮光等功能可以满足地下车库照度、亮度均匀、避免眩光等方面要求，因此太阳能光纤导光技术可作为地下车库的重要照明方式，具有很好的发展前景。