管道式日光照明系统在金属屋面中的应用论文_霍永敏1,薛小菲2

1.中国建筑第八工程局有限公司 北京 100080

2.华润置地(北京)股份有限公司 北京 100035

摘要内容:随着绿色施工的不断发展,日光照明越来越多的应用于工程实践中来。本体育场工程中,通过布点设计及照度计算,管道式日光照明系统穿过赛场中心金属屋面,由采光罩高效采集室外自然光线并导入系统,并经内重新分配、传输和强化,实现室内场馆的充分采光照明。

关键词:体育馆 日光照明 安装

一、引言:管道式日光系统(太阳光导照明系统)主要由三部分构成:采光罩、光导管、布光器。采光罩捕捉室外光线并传输到光导管,光导管将光线由室外传输到室内至系统底部的漫反射装置,漫反射装置把自然光均匀地散布到室内。

北京化工大学体育馆中心赛场采用四坡斜金属屋面,共布置了116套光导管设备穿过金属屋面,将自然光引入室内,可满足场馆室内日间照明。采光罩和导管布置作业面分别位于金属屋面钢板和钢架结构,作业面不平整,造型特殊,施工作业面悬空,施工难度大。

二、管道式照明系统的设计

导光管与传统采光天窗、采光井均是利用自然光源进行采光,导光管的优势在于,利用管道式光线传输装置,使光线的利用率更高、同时对光线的利用具有一定的可控性,而通过专业设计软件进行计算与深化,从而使日光照明成为可设计、可调节的光源。

1、设计程序

确定空间、功能→选择方案→制作平面图→计算(软件计算、人工复核调整)→深化设计(软件防碰撞测试、防水节点细化)→预览结果→打印输出

1.1设计及技术依据

充分考虑到项目所在地光气候条件,室外照度情况,场地照明效果要求,包括照度值、照度均匀度、眩光指数等;提供选用规格光导管系统相应的配光曲线;

1.2数量、照度计算示例

导光管常用型号分类,综合考虑导光管产品的实用性、工作效率及安全性能,根据导光管管道直径来进行型号分类,见表1。

表1 常规型号如下表:

图1 导光管碰撞测试图

三、管道式日光照明系统的安装

总体流程:安装加固件→安装防水配件圆形法兰→安装防水板→组装顶管、导光管环→组装加长管→配管的安装→安装光线捕抓器和采光罩→安装漫射器

1、安装加固件

Z型龙骨与次檩间采用镀锌压型直角连接,镀锌压型直角的每边用3个钻尾螺丝固定。 Z型龙骨之间做560*560mm井字形加固。

图3 法兰安装

3、安装防水板

在防水板下边缘处粘贴密封胶带,将防水板和屋面洞口对齐粘牢,用防水板专用钉固定,内侧粘贴防水板保温套。

将防水板内部与屋面板之间采用铝板与屋面板进行满焊处理,同时上返翻边至防水板顶部,铝板与防水板相接处打上密封胶。

防水板外部边缘与屋面板相接处打密封胶,粘贴三元乙丙防水卷材,涂刷防水涂料(一布三涂)。导光管防水采用刚性防水与柔性防水相结合的方式确保金属屋面与导光管结合紧密。如图4所示。

图4 防水板安装

4、组装顶管、导光管环

导光管环与顶管连接,螺钉固定,导光管环与顶管连接处粘贴铝箔胶带,铝箔要均匀压实、密封。

注意事项:

铝箔胶带的粘贴要均匀、压实、密封,不允许透光。

顶管内壁要求清洁、无尘土、杂物。

5、组装加长管

加长管的组装按照大套小的方法一次安装,安装搭接长度为30mm。各节管道搭接处用4枚自攻钉连接固定。

铝箔在粘结缝隙时,要保证均匀、平稳、密封,不能有透光、虚压等。加长管内壁要求清洁、无尘土、杂物。

6、配管的安装

将组装好的顶管及加长管从屋面防水板插入且落到底。调整顶管平整,以方便安装采光帽。

7、安装光线捕捉器和采光罩

光线捕捉器安装在北面,反射面应用朝向南。

防水板外沿粘贴密封条,将采光罩扣在防水板上,用橡胶垫片加固拧紧螺丝固定采光帽。

8、安装漫射器

连接下部管道,达到设计长度要求。

粘贴漫射器密封条,安装漫射器,漫射器与管道之间的缝隙处粘贴O型密封条。

五、结语

1、特点

导光管照明系统的光源取自自然光,无需配带电器设备和传导线路,避免了因线路老化引起的火灾隐患,在阳光充足的时候可以替代人工光源照明,节约了电能;同时自然光线照明具有更好的视觉效果和心理作用,并且有益于改善室内环境,增强人体健康并无闪烁、无眩光、可滤除有害辐射;采用自然光源与人工照明相比产生的热量大为减少,降低了空调负荷,减少了向环境中排放的热量,减少了对环境的污染。导光管照明系统采用密闭式设计,整个系统是密闭式的空气管,具有良好的隔热效果,大大减少了能量的传输。

2、可发展空间

管道式日光照明系统技术有效的利用了自然光,节约电能、绿色环保。由于自然光源的不稳定性(例如阴天、雨雪天气),如何提高导光管照明系统的采光性能以满足不同环境下的正常使用是一个值得深入研究的问题,同时为拓展在建筑领域的应用范围,还应开发出系列化、多样化的产品以满足建筑功能及建筑美学的需要。总之,导光管照明系统作为利用自然光、节约电能、绿色环保的照明技术必将有更广阔的发展前景。

【参考文献】

(1) 建筑采光设计标准. GB50033-2013

(2) 建筑照明设计标准. GB50034-2013

(3) 体育场馆照明设计及检测标准. JGJ153-2007

论文作者:霍永敏1,薛小菲2

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第12期

论文发表时间:2017/12/12

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