新能源其在建筑照明上的应用

摘 要：近年来,随着能源危机与环境恶化问题的严重,新能源的开发和利用已日益引起世界瞩目.而新能源的使用可以减少照明能耗,这项照明技术成为目前主要的研究课题.在2009年,中国在可再生能源领域的投资达到了360亿美元.通过新能源的介绍,对其在建筑照明上的应用进行了讨论.

关 键 词：能源；建筑照明；天然光；导光管

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）16019301

新能源是在传统的基础上的新技术和新材料,是可再生能源.其具有取之不尽,用之不竭的特点.对于环境有污染的传统能源,新型能源完全可以取代其地位成为供应人类需要的能源.新型能源对于环境不仅没有污染,还会对生态的良性循环有促进作用.作为可再生的新型能源,包括了太阳能、水能风能等,其可被回收和不断产生的特点被人类所青睐,相比煤炭石油这些需要数亿年才能产生的化石能源,新型能源要占据明显的优势.

1新能源的开发

1.1新能源的特点

新能源具有取之不尽,用之不竭的特点.其不受交通的限制,而且分布广泛,便于分散使用；不污染环境,不破坏生态；可以一遍又一遍的再生使用.

1.2能源的开发与利用

上世纪70年代的两次石油危机让人们开始重视对于新能源的开发和利用,从而减少对传统能源的依赖.对于目前人类掌握的新能源如太阳能生物能等,研究开发速度正逐年加快.到现在为止,以建有10万千瓦的光电站,10000千瓦的风力试验场,190000千瓦的地热发电厂和240000千瓦的潮汐电站这些新能源设备.对于世界各国,已开始进行新能源战略.如美国的新能源法案的提出到2050年减少中东石油进口达到75%；而作为新能源开发最为快速的欧盟,建立了2050年新能源占能源使用一半以上的目标；德国在风能发电小有成绩后开始了太阳能的开发；日本将新型能源的发电占有量定位2030年国内发电量20%.而我国也在加大对于新能源的开发利用,2009年于哥本哈根气候大会上确定了中国新型能源的发展目标.

2新能源和天然光资源

2.1太阳能资源

若要更好的开发并利用太阳能资源,需要对太阳能的总辐射量进行分析,我国太阳能资源主要分布在内蒙古的中西部和青藏高原地区,太阳能在地球的辐射自1990年后开始呈现增强的趋势,太阳能资源的利用开始出现鼎盛时期.

2.2阳辐射与天然光照度

在我国太阳能资源根据太阳辐射可分为四个阶段,即资源最丰富,资源很丰富,资源较丰富和资源一般地区.根据各个地区的太阳辐射的不同,可进行室内照明的灵活调节,以增加天然照明度的时间和利用程度.如采光系数较高时可减少室内的照明,降低照明费用,反之亦然.

3天然光在建筑上的应用与节能

3.1照明新材料

近年来低辐射镀膜玻璃被越来越多的建筑使用.玻璃是建筑进行采光和门窗设计的常用材料,而将普通玻璃换成底辐射镀膜玻璃不仅可以增加玻璃的透明度,而且对于建筑的室内采光度有所增强,更能降低热辐射对舍内的影响,调高室内色彩度；导光棱镜也是目前使用较多的天然能源透光材料,导光棱镜可以对建筑内的光线进行有效地分配,并能够窗户出现眩光现象；透光膜材包括PTFE半透材料和ETFE透明材料和PVC织物,这些材料在近几年的建筑中开始大量使用,对室内采光的有效度做出了巨大贡献.其中ETFE透明材料有着优秀的透光性,高达96%,还可以在材料上进行喷涂花样图案也调整透明度,而多层ETFE在叠加使用时还可以防止热散播,隔热效果很好.

3.2采光的新型形式

随着新型能源的广泛应用,越来越多的新型采光材料被应用在建筑中,目前较为流行的采光新型形式有膜结构、导光管系统以及新型遮阳装置和控光系统.

“膜”一词来源于拉丁语,为轻且有张力的意思.随着高分子科学的突破,膜结构在采光方面有着无可替代的作用,如以上介绍的PTFE材料等,在体育馆等这样对于采光较为严格的地区有较多的使用；导光管系统因其节能、环保和舒适的特点被越来越多的建筑设计者接受,对温室气体的排放起到了抑制作用,其主要由集光器、导光管和照明器三部分组成；新型遮阳装置和控光系统可以对自然光线进行引导从而进入室内,减少室内的光线直射和太阳辐射,减少对室内能源的消耗,防止眩光.一个好的阴影和光线控制系统可以改善室内的光线分布,提供了高质量的照明条件.

3.3高性能设计计算软件

对于建筑设计的采光设计,可以通过软件Radiance进行计算从而对建筑实现采光合理性的调整,“水立方”在建筑是便是采用了这款软件进行的自然光线模拟计算,其高精度的计算可以正确的反映实际情况下建筑对于采光的需求,减少对照明设备的依赖.

4结语

自然光下的建筑采光要求在逐年升级,对于节能型的采光材料和能源进行研究的进程从未停歇.特别是膜结构的加入,再燃采光在普通的办公大楼内的应用可使其达到40%以上的节能效果.在购物中心或者酒店产所,同样能达到25%～30%的节能效果.新能源和新材料在照明上有着巨大的节能潜力.