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导光照明和微波硫灯






时间:2009-01-07 12:44来源: 作者: 点击:

核心提示: 1、导光照明概述 最初,人们研究导光管主要是为了传输灯光,以后才开始研究采集太阳光的光导管系统,但现在后者已经因为节能环保的特点而受到人们更多的关注,前者在室外照明领域也开始应用。 导光(或称光导)照明系统是英国蒙诺加特公司于上世纪80年代末


1、导光照明概述

最初,人们研究导光管主要是为了传输灯光,以后才开始研究采集太阳光的光导管系统,但现在后者已经因为节能环保的特点而受到人们更多的关注,前者在室外照明领域也开始应用。
 
导光(或称光导)照明系统是英国蒙诺加特公司于上世纪80年代末率先推出的新型照明装置。光源取自室外自然光或灯光,通过导光管的传输与分配后,导入到需要的地方。白天,有的导光管采集光源照亮室内;晚上将室内的灯光通过屋顶的采光罩传出,起到美化夜景的作用。

导光管是导光照明系统的核心。

导光照明是一种绿色健康、节能、环保、安全的新型照明技术。国外已将导光照明广泛应用于体育馆照明和超市、地下、水下、隧道、道路照明等领域。

导光照明根据光源可分为自然光导光照明和电光源导光照明两大类型。

2、自然光导光照明的构成

自然光导光照明分别由采光罩、导光管以及漫射装置三部分组成,如图1所示。

(1)采光罩:安装在室外,用于采集太阳光;多为半球型或多棱体型,材料使用进口PC(聚碳酸脂)注塑或热成型;抗冲击,结实耐用,采光性能极佳。

(2)导光管:主要由光导管与弯管组成,其功能是将采集的太阳光进行传导。采用内壁涂有纯银作为高反射材料涂层的铝板,卷成管状,内壁的反射率在98%以上。具有导光效率高、导光管表面亮度均匀、漫射性能好、照明时无眩光,利于保护视力等优点。也可以旋转、弯曲、重叠来改变导光的角度和长度。

导光管表面亮度较低,不易产生眩光;形状特殊的导光管把光分配到适宜的区域,不易产生光污染;导光管发光面大,系统温度低;显色性好;使用寿命长;维护工作量小,维护费用低,节能效果显著。

导光管直径有:330mm、530mm、1000mm、1200mm等,照明面积分别为15m2、40m2、70m2、80m2等。

(3)漫射装置:由PC工程塑料经特殊加工制成,具有良好的透光性、漫射均匀性,发光面额定电压大,亮度低,不产生眩光。可把自然光均匀漫射到指定的方位。

3、自然光导光照明的分类
3.1、以传导光的方式分类

(1)有缝导光管:外表呈长圆柱形,内表面涂有镜面反射涂层,留有一条长的出光缝,使光线射到工作面上。但加工工艺复杂,光在传播的过程中损失较大,整个光导管装置效率不高,这种类型的光导管在采集太阳光的光导管系统中很少采用。

(2)棱镜导光管:棱镜薄膜卷成圆柱形管子,沿管长方向射来的一束光线可以通过光导管端面进入,经过多次反射到达管子的另一端。这是应用较多的一种导光管。

 3.2 以导光管的安装方式分类

   (1)顶部采光:应用较多。
   (2)侧面采光:尚未应用。

 4 自然光导光照明的特点

 4.1 优点

系统导入的光线是自然光,光色好,无频闪,传光距离远、照射面积大、利于保护视力,改善人长期在灯光下引起的灯光疲劳症,满足人们对自然光的心理需求。运行时不消耗能源,寿命长,免维护,安全可靠,不会引起火灾和电气故障。有的在室内得到阳光的同时,还可以保持自然通风,改善室内空气的品质。这是一种有巨大发展潜力的节能环保照明系统。

4.2 发展方向

   自然光导光照明是最节能环保的照明形式之一,应积极予以完善并大力推广。
 自然光导光照明受天气影响较大:阴天或太阳升降时光能量常常不能满足照明的要求,而且晚上不能用于照明,会造成设备闲置。因此,发展组合光源光导系统是未来的发展方向之一,在阳光不足或夜晚,由电光源满足照明要求。

5、电光源导光照明

微波硫灯、金卤灯、高压钠灯等可以作为电光源参与电光源导光照明。微波硫灯是最好的导光照明电光源。

微波硫灯可作为电光源单独使用,在泛光照明、投光照明、广场体育场馆、车站、机场、码头、地铁、隧道照明等场所得到很好的应用。

微波硫灯与导光管组合成电光源导光照明:在室外照明或市政公共设施照明中,常把电光源装置在容易维护的地方,用导光管把光传送到需要照明的地方,如楼顶、水下、侧石、栏杆、地下及易燃、易爆等场所。

5.1 微波硫灯的原理

微波硫灯是上世纪90年代在美国出现的一种新型光源。我国复旦大学从1995年开始进行研究,2004年研制出基本达到世界同类先进水平的样品。目前,我国已经有部分厂家生产微波硫灯。

微波硫灯是用2450MHz的微波能量来激发一个比乒乓球略小的石英灯泡,壳内主要为硫的发光物质,使其产生连续光谱。

微波硫灯是一种高光效节能光源。具有长寿命、光谱连续、光色好、无汞污染、瞬时启动、低紫外和红外等优点。微波硫灯的光谱与太阳光谱相近。

5.2 硫灯的特性

(1)高光效。硫灯光效约100~120lm/W,与目前室外照明高光效光源高压钠灯的光效相当,但光色和寿命远高于高压钠灯。

(2)高显色性,连续光谱,接近太阳光。硫灯光的色温为5700~7000K,显色指数在80以上。

(3)环保性能好。灯泡内无汞,无卤素元素。光线中含紫外、红外极少,是一种绿色照明光源。

(4)可瞬时启动。启动时间约为5~15s,远比气体放电灯的启动时间短。

(5)灯泡尺寸小。硫灯作为小尺寸大功率光源,十分有利于与导光管相配合,组成一个全新的照明系统。

(6)可以调光。调光范围为30%~100%,使用方便,有利节能。

(7)硫灯也有需要改进的方面。

   ①解决好电源箱和微波箱散热通风与室外防护的矛盾;
   ②减小降温风扇的噪声;
   ③降低造价。


5.3、导光管的类型

(1)缝镜面反射型:利用镜面反射进行导光,有两种管型:

①柔性导光管:用塑料膜加工制成,用芳香族树脂比普通PET聚脂膜的强度大,更耐高温。管内反射层用真空镀膜法完成。柔性导光管重量轻,可成卷运输,安装使用方便。

②刚性导光管:用PVC挤压成形,管内壁反射层用镀膜和吸附反射膜完成。刚性导光管外观整齐,表面光滑美观,但重量大,管长有限,运输安装不方便。

(2)棱镜型:利用光在棱镜中产生全反射的原理进行导光,有两种管型。

①用折射率为1.5的透明聚丙烯塑料制成,管截面为矩形。管外棱镜顶角为90°,呈等腰三角形。当入射光与管轴线夹角小于27°时,光线就可以在棱镜内产生全反射,实现光的传导。

②用PMMD塑料制成微细棱镜薄板,板厚0.5mm,幅宽960mm,长度不限。使用时把板卷起,放入圆形透明管中,在出光部分外加一层引光膜,使部分光线外射。

(3)漫反射形:应用较少。
(4)复合型:应用较少。

 5.4 导光管的特点

(1)用灯少。可以使用大功率气体放电灯,如金卤灯、高压钠灯、微波硫灯等,把光线分散输送到需要照明的地方。

(2)光效高。大功率气体放电灯,如金卤灯、高压钠灯、微波硫灯等光源光效高,整个照明系统的光效也随之提高。

(3)照度均匀,无眩光。光线在导光管内经过多次反射,以光带的形式均匀发光,照度均匀且亮度较低。

(4)安全可靠。光源与发光体分离,光源可以选择放置在妥善的地方,这一特点对有防爆、防尘等特殊要求的场所尤其重要。

(5)隔热。在光源出口采取措施,可以使光线不含紫外线,能够变色。

(6)导光管发光面不积尘,发光体耐久性能好,几乎不用维修。

(7)待解决的问题:提高系统的光利用率,降低造价。
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