建筑采光新技术―― 光纤导入照明 光纤导入 — 绿色太阳光轻松引入室内 事专业精 阳光心情 山 东 润 阳 伟 业 科 技 有 限 公 司 - 1 - 目 录 前 言 - 3 - 太阳光光纤照明系统简介 - 4 - 第一节 产品概述 - 4 - 一．研发过程 - 4 - 二．目标定位 - 4 - 三．使用效果 - 5 - 四．受到普遍好评 - 5 - 第二节 结构与原理 - 5 - 一．主体结构介绍： - 5 - 二．主要工作原理： - 8 - 三．光照空间和亮度 - 10 - 第三节 作用和效果 - 11 - 第四节 系列产品 - 11 - 第五节 产品照射配件 - 13 - 第六节 室外主机安装 - 14 - 第七节 室内使用效果 - 15 - 一、绿色环保 - 15 - 二、健康品质 - 16 - 三、节能效应 - 17 - 第八节 设计、安装与维护 - 18 - 一．设计与安装 - 18 - 二．使用与维护 - 19 - 第九节 与光控系统的配合 - 19 - 一．功能与特点 - 19 - 二．应用范围 - 20 - 三．工程实例 - 21 - 四．产品配套优势 - 22 - - 2 - 前 言 太阳光光纤导入照明系统，由美、日、英、德四国合作研发于上世纪 70 年代， 80 年代产品定型投放市场， 90 年代得到快速推广。 进入本世纪， 发达国家高度重视并推行 一系列促进“绿色、生态、环保、节能、健康”的政策，太阳光光纤导入照明在大型建 筑物内的应用呈高速发展态势，它是大型建筑物内“绿色、生态、环保、节能、健康” 的重要标志。产品制造商为日本——森会社，是世界上最大的办公楼宇房地产开发商， 它在我国上海浦东建造世界第一高楼――上海环球金融中心。 太阳光光纤导入照明系统是目前国际最先进的人工室内自然光源。 是世界上替代光 能照明的、制造成本最低的新能源装置。其光谱成份与人工光源有重大区别，其导入的 阳光给生物（动物、植物）提供能量，能保证地球物种在地下空间一代代生长和繁殖。 这是其它人工光源所无法做到的。 其新能源所形成的室内绿色、生态、环保、健康、节能的独有特性，受到发达国家 政府、建筑规划和建筑设计及其它各行业的高度重视。发达国家非常重视在大型建筑中 营造绿色、生态、环保、健康、节能的高品质环境，以体现大型建筑设施的时代性、先 进性、科学性和完美性。 目前太阳光光纤导入照明系统被发达国家广泛应用于大跨度的公共建筑和地下建 筑物内。在许多公共建筑中，如：火车站、地铁站、航空港、地下通道、运动场馆、高 档宾馆、大型商场、大型停车场等场所。 在亚洲的日本、韩国、新加坡、香港、台湾等国家和地区早已应用，并且运用领域 和范围非常广阔。此产品在中国的进口推广运用已有三年。我公司具备设计、安装、使 用、维护等各项条件。 现将太阳光光纤导入照明专题方案报告并阐述如下： - 3 - 太阳光光纤照明系统简介 太阳光光纤导入照明系统 是采用最尖端科技太阳轨迹 跟踪，通过光学凸透镜将外界自然太阳光聚焦收集， 通过物 理光学原理分离过滤太阳光成分， 将过量的紫红外线和有害 射线拦截，用特殊视频光缆把阳光传送到室内和地下室等地 方，进行室内任意位置自然健康太阳光照射的一种高科技产 品。 它解决了建筑物内及大型地下设施的采光难问题。 利用自然阳光照明替代传统的室 内电灯光照明，从而完成了继火光照明、电灯照明之后人类的第三次照明革命。不但大 大节省了白天室内照明用电，而且将绿色照明、生态照明、自然照明、健康照明等理念 和谐统一，成为新时代照明的领军产品。 第一节 产品概述 一．研发过程 经美、日、英、德等发达国家延续二个世纪科学论证和研究，随着国际相关阳光频 谱、光成份乐鱼官方网站分离、阳光压缩提升、材料合成、光导纤维、光电数控、太阳与地球公自转 计算模型、 GPS 卫星定位等等产业技术突破和发展成熟， 日本莱福瑞工程股份有限公司 参与并买断所有国际先进专利集中生产，经数十年老化试验、市场投放使用、不断升级 定型、改进而来。 二．目标定位 它集世界 50 年巨资科研开发之大成，拥有 400 多项国际专利技术，是划时代、独 一无二的国际专利注册原装进口产品。它集高科技透镜集光、太阳跟踪、光导传送、安 全照具于一体，是将紫、红外线大幅拦截分离的绿色、环保、清洁的新型健康光源、新 型能源。它创造 100%的太阳光，让人类享受沐浴在阳光下的全新、高贵的生活。在国 - 4 - 外使用发展日趋扩展普及，适用已建、新建的建筑及机场、车站的控制室、候车大厅、 贵宾室，展示中心、地下街道等大型项目。 三．使用效果 将太阳光光纤导入产品集光机安装在室 外房顶、 阳台、地面、墙壁等能一年四季均照 得到太阳光的地方， 通过光缆接入室内， 这样 每天从太阳升起到落下， 室内都有固定 （可移 动）阳光的直射， 10 多个小时享受太阳光无 微不至的呵护。人们可以在室内阳光下休息、 在阳光下工作、 在阳光下看书学习、 在阳光下 用餐 ,, ，在您的卧室、厨房、客厅、书房、 办公室等，到处拥有娇嫩可人的太阳光。 它过 滤掉了大部分阳光中的有害成份——紫外线和红外线，同时对太阳中的 X 、Y 、Φ、β、 γ、 α等等具有放射性的射线也进行排除，给人类提供了安全阳光新概念，不用担心在 阳光下皮肤会变黑、缺钙、皮肤癌等等，也不用为夏天强烈的紫外线辐射而惧怕阳光。 四．受到普遍好评 “把太阳抱回家”是这一产品的浓缩写照，拥有阳光，拥有精彩居室，享受阳光， 享受魅力人生。发达国家及中国的医学、建筑、能源、照明、环保、生物等等有关专家 无不对这一产品给予非常高的评价。 第二节 结构与原理 一．主体结构介绍： 本系统主要由室外主机、石英导光光缆和室内照具三大部分组成。主机安装在阳光 充足的室外，用于跟踪、采集、分离太阳光。光缆用于高效传输主机采集的阳光进入室 内，并进行释放。室内照具主要用于固定和保护光缆出光端， 增强和控制室内出光效果。 - 5 - 透镜集光 +光导纤维传送方式——以最大的效率采集传输阳光 如上图所示，本系统各部件介绍如下： （一）主机部分 集光机是太阳光光纤导入照明系统的主体部分，主要由聚光透镜组合、传感器、亚 加力球罩、全方位机械转动装置、微电脑全自动程序控制系统、底座等组成。具有自动 快速跟踪太阳、 采集最强烈阳光， 分离阳光消除紫、 红外线，将自然阳光高度压缩 15000 倍以上，高光高热高亮度，准确进入光缆。 1．微电脑主板： 位于筒座内，具有微电脑智能芯片，将太阳的公转、地球的自转 和公转轨迹集成在内，根据特定的时间、地点的设定，即可全方位、全时段自动跟踪太 阳运行轨迹，如同向日葵一样始终将透镜组对准太阳方位。 2．传感器： 位于透镜组中央，设有感光元件和方位感应元件，在微电脑芯片控制 透镜组面向太阳的基础上进行感光微调，使太阳光精确聚焦。 3．机械传动装置： 本装置设有 X 轴和 Y 轴，分别有两个脉冲电机驱动。 X 轴可使 透镜组横向 360 度转动， Y 轴则使其进行从水平面开始的上下 130度转动。两轴结合， 就可以使透镜组全天候转动到太阳所在方位。 以最快的速度和高灵敏度自动对准并采集 最强烈阳光。 4．聚光组件： 聚光透镜以 6 个为一组，每个透镜后面精确定位一根光纤，六个镜 片导入的光汇成一个光缆，导入室内一束阳光。采用高通光率的聚焦镜片组，每片镜片 精确定位，使太阳光经聚焦压缩 15000倍，并准确达到焦点高温、高光、不偏色，并使 阳光中的红外线、紫外线、可见光分离，为光纤对阳光焦点精确定位创造条件； - 6 - 采用光学仪器测试，精确光纤定位，排除紫外线、红外线，最大量地通过可见光， 达到了第二级拦截紫外线、 红外线的目的。该产品也可根据科学实验的特殊要求及用途， 对阳光频谱实行分离， 可任意排除、 削减、部分削减、 少削减紫外线、 红外线或可见光， 提供定量光照频谱。 5．亚加力球罩： 采用特殊材质的亚加力球形圆罩，其透光率好，并大幅度第一级 紫外线过滤； 防雨雪，外观科学的弧形设计， 使积雪和灰尘可以自动脱落。 抗高温低温， 对普通冰雹也有防御作用。保护主机的长时间户外运作。确保使用寿命在 75 年以上不 变质。 6 ．电源： 采用 220V 交流电为主机跟踪芯片和转动电机供电，同时提供开关系统 的作用。12 镜主机用电低于 2W ，每个月连续使用用电 0.9 度，连续使用一年用 11度电。 而太阳能驱动型系统则没有该电源，无需外界供电，真正实现了零能耗。 （二）光缆部分 用来传送采集到太阳光的光导纤维，是由特殊专利 配方制造的高纯度大直径石英玻璃光导纤维。该产品的 制造企业目前在世界采用最先进的特种专利配方生产光 通量大、柔软性强的石英纯色光纤，外层涂有耐老化、 高反射的合成膜，引导阳光最大量地通过光纤达到输出 端。 特种专利配方的六芯光缆不到 10CM 直径，可以自由地大角度弯曲， 其柔韧性让普 通光缆望尘莫及。它与其它的用镜子反射、管道传送阳光等产品的形式相比，在设计和 安装施工上有明显和较高的自由度优势，能方便地把阳光送达室内的任何地方。在已建 和新建建筑物中都能方便安装，可使阳光可以随心所欲到达任何位置。这一专利成果使 阳光只能直射的物理定理推翻，实现了阳光导入的革命。该特殊光缆透光性能较好，能 将阳光在传送过程中的损耗降至最小。几乎能够将自然阳光原封不动送进您的房间。目 前用户最远实际使用达 167 米远，最远理论传输距离为三公里。 - 7 - 如上图所示，一根直径约 0.8cm 的光缆由六根 1mm 大直径水晶玻璃光纤组成，该 光纤制作工艺精细，具有聚合金属等多种秘密配方，经过复杂工序炼制而成，不但道光 效率极高（每百米光损耗率为 5％），而且耐高温（≥ 80 度），耐低温（≤ 40 度），防火 防潮，防老化（≥ 75 年），可抗拉伸挤压（ 1000 牛顿以下）。这些都是世界光纤史上史 无前例的。 光缆规格有 10 米、 15 米、20 米、25 米,, ，五米一档。该特殊光缆将阳光在传送 过程中的损耗降至最小。最远理论传输距离为三公里。实际施工在 100 米以内几乎无损 耗。为了降低成本，应尽量考虑光缆最短路径走线。 光缆外层有防火保护材质，可抵抗日晒雨淋，也不惧虫鼠，国外安装都直接将光缆 暴露在外，完全没有问题。为更好的保护光缆，我公司在安装时尽可能地采用 PVC 塑 料管或者钢管保护。 （三）照射器具 采用高性能、耐光照的多品种、多性能的照射器具，具有高性能增光反射膜，使阳 光照射更强，具有隔热、聚焦、散光、自射、移动、固定、远距离追射等多种功能，十 多种型号的照射器具任君选购，这些照具外形庄重典雅，朴素而实用，每种型号有不同 的功能和效果，满足不同用户的各种需求。 二．主要工作原理： （一）太阳自动跟踪原理： 为从日出到日落都能准确 捕捉太阳光， “向日葵”系统搭 载了太阳自转与地球自、 公转模 - 8 - 型自动追踪程序系统。根据处理后的数据来控制跟踪驱动马达，使集光机的聚光透镜始 终正对太阳运行。在太阳被云层遮住时也能计算太阳轨道，进行追踪，以达到气候云层 变化作出快速反应，从而保证一旦有太阳即刻自动跟踪太阳，导入阳光。只要室外有阳 光，室内就可以有自然阳光直射。夜间本系统会自动的停止运行，并自动转回到第二天 早上的位置，第二天太阳升起又开始进行自动跟踪运行。 （二）阳光折射聚焦原理： 人们小时候常常玩用放大镜聚焦阳光点燃火柴的游戏。 本系统透镜聚焦采集阳光也正是采用这一原理。 高性能凸透镜组的球面保证了大范围接收太阳光， 利用其聚焦作用将采集到的阳光 高度压缩提升阳光 15000 倍以上，聚焦点阳光提升后产生高光照及亮热量，精确送入定 位于透镜焦点上的光纤入射口，为光纤出口端高光输出奠定基础。 光导纤维将太阳光导入传输到室内， 进行充分大面积照射， 出光口的阳光亮度增强， 提供了较强的室内阳光照射。 （三）阳光分离提纯原理： 三棱镜折射原理， 太阳光因波长不同被三棱镜折射分离出红、 橙、黄、绿、青、蓝、 紫七色光等。凸透镜折射原理与三棱镜折射原理类同。凸透镜聚焦太阳光时，聚焦折射 作用使太阳光中不同波长的各类光线在光轴线上形成不同距离的聚焦焦点。 各种光在聚 焦后其焦点前后位置出现较大差异。 波长较短的紫外线焦点靠近透镜方，波长较长的红外线焦点远离透镜方，可见光 焦点在紫外、红外线之间处于距中位置。科学家利用这一差异，分离阳光有害成份。 如上图所示，光导纤维入射端精确定位在紫、红外线之间的绿色部分的可见光焦 - 9 - 点上，通过透镜以后，利用不同波长的各类光线聚焦焦点距离差异，将紫外线、部分红 外线及其它有害射线排除在进入光缆之外， 达到大幅度拦截紫外线和各类有害宇宙射线 的目的。 （四）光谱分析及作用： 根据光谱测试仪分析得出，本系统所导入的 光具有与室外自然阳光同元素、同波段的光谱。 这就证明了它所导入的是真正的阳光（如左图） 。 可以看到，其光谱曲线与自然阳光的光谱曲线基 本一致。只是照度比室外太阳光要弱一些。对人 的视觉感应和植物的吸收曲线来看，其确有阳光的效果。另外，在自然阳光的基础上， 本系统导入的光在紫外线波段明显减少，证明了其对过量紫外线的过滤作用。 导入的阳光中含有活化分子 FeBR，能够对室内有毒气体和有机污染物的净化起到 催化作用。使有毒污染物与室内空气中的氧气反应， 生成二氧化碳和水。 （五）GPS 卫星定位 本产品安装必须进行 GPS 卫星定位。高科技在 人类进步史上推波助澜，功不可没！高精度 GPS 卫星 定位使自动跟踪太阳的人造向日葵成为可能。 三．光照空间和亮度 本系统导入的阳光从光缆出射端以 58 度角向外铺张。出光端附近亮度惊人，可达 12000 勒克斯以上，是普通灯光的数十倍乃至上百倍。照射距离与照射角度对于室内受 光面积和光照亮度有相应的作用，其按距离与面积成正比原理及距离与照度成反比原 理，离光缆出射端距离越远，其照射面积可以无限扩大，但其亮度也随之相应下降。普 通房间安装该产品，平均亮度能达到普通照明要求的 10 倍以上。 不同的房间，可根据客户的不同要求进行照射器具的安装。有：垂直向下照射型安装、侧面斜 照型安装、移动照 射型安装等等方式。 - 10 - 第三节 作用和效果 发达国家开发出一系列利用太阳光采光技术，在医院、养老院、学校、博物馆、办 公楼、体育场馆、公共厕所、垃圾处理中心、机场、车站等公共设施及工业与民用建筑 中广泛应用，实现了白天完全或部分利用太阳光，大大提高了室内环境品质，并大大节 约了公共场所消耗的电能。 目前采集太阳光的方式主要有利用光导管、镜面反射搜集阳光、利用天窗等，但被 最为广泛运用的成熟产品是本 “向日葵”系统，它 GPS定位、 凸镜组聚焦提升阳光照度、 光纤导入、阳光自动跟踪系统 。本产品将阳光压缩 1.5 万倍，通过光纤导入将阳光传输 转弯，随心所欲到达任何位置。地下室、北面房都可以有阳光，使房产大幅升值，产品 安装方便， 新、老房屋都方便使用。 与利用天窗、 镜面反射等进行集光的采光系统不同， 本系统不受房间的位置、窗户的方位、太阳的高度等条件的限制，一整日都能够进行稳 定的采光。经几十年的长期运用，性能稳定可靠，受到专利保护，在各类太阳光采光导 入技术中一枝独秀，最为领先，效率最好，深受国外用户的欢迎。 毫无疑问，太阳光采光导入系统发出的阳光，具有人造光永远无可比拟的健康功 能。阳光对于人类之珍贵，犹如空气对于人之重要。人类需要阳光，需要阳光带来的健 康元素。阳光光纤导入结合室内绿色植物，营造一个生机勃勃的健康车站形象，使工作 人员和旅客们在工作、出行的疲惫中得以舒缓，对病人、老人、孕妇、小孩、近视、老 花眼、肥胖者、其它患者于不知不觉中起到自然理疗的效果。 第四节 系列产品 室外主机 （集光机）有多种型号， 有 12 镜 2 束光机， 即 12 个透镜， 连接两根光缆， 可导入两束光。它是目前最常用也是最实惠的机型，广泛应用于住宅、办公楼、医院、 地下通道和其它公共设施。另外还有 36 镜束光机、 90 镜 15 束光机、 198 镜 33 束光机。 大型机用于大型公共设施。 - 11 - 集光机规格： 12 镜二束光机 集光机型号 透镜个 光缆根 受光面积 数 数 [cm2] 851
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