自然光源照明

上一篇 / 下一篇 2007-03-09 19:05:08

澳洲科学家巧妙利用自然光

　　在今天的节目中我们要为大家介绍两种利用阳光的好方法。一种办法是用一种被称作光管的管道将阳光送到住宅楼，办公楼或车间的里面，以及那些阳光无法直接照射到的地方。这是布里斯班一个研究小组所取得的成果。另外悉尼的一个研究小组也发明了一种非常聪明的方法，将阳光送进住宅的每个角落。这两项发明可以取代电源照明从而节约能源，换句话说可以减少二氧化碳的排放。

　　对于很多从事所谓“白领”工作的人来说，他们一天中的大部分时间都会呆在办公室内，而几乎所有的办公室在自然采光方面都存在着缺陷。

　　这就是说我们的工作场所即使在白天也要依靠电源来照明。统计数字表明，澳洲的办公楼每天开灯的时间超过十二个小时。换句话说，照明用电占整个大楼用电量的五分之一。这些电需要消耗很多能源，很多矿物燃料才能产生。

　　澳大利亚的两个研究小组发明了非常独特的办法，用光管将阳光送到昏暗的地方，以节约能源，使生活变得更加光明。

　　学建筑设计的博士生汉森是这项发明的参与者之一。

　　“我来自阿根廷。那里的电费很贵，因此在设计房子的时候总是要考虑怎样才能节省能源。”

　　汉森的计划就是用里面装有镜子的大型光管来改革多层楼面的照明。

　　其实那种直筒式采集自然光的天窗早就有了。这种天窗的结构比较简单，光线从顶端进来，通过屋顶，然后从底部出来，进入房间。

　　然而汉森的发明远远要比这种结构复杂。

　　“我们要做的就是将自然光送到间隔二十米远的地方。”

　　很多人也许会觉得这并不困难，只要将采集自然光的光管加长就行了。可是研究人员从他们制作的雏形产品中发现了一个问题，那就是光管越长就需要越多的反射镜。

　　“但问题是光线每次折射时它的强度就会损失，会减弱。”

　　物理学家埃德曼兹为此发明了一种看上去简单，但有奇特功效的塑料控制板。

　　“这块控制板上有数以千计的由激光切割而成的小镜片。这些小镜片可以按照我们的要求来折射光线。”

　　当研究人员将埃德曼兹发明的激光切割控制板安装到光管里之后光线得到了加强，并能穿越整个光管的长度。

　　“我们现在在光管尾端获得的光线比原先强十倍”

　　可是即便到了这一步了工作还没有做完。研究人员还要将光线从光管中请出来，最后将它投射到房间里。

　　正如汉森向我们展示的，所有的镜片都截获一部分光线，因此办公室的每一个角落都能获得同等的阳光。汉森认为，她的设计可以使办公楼的耗电量减半。

　　“自然光照亮了整个建筑。你可以看到建筑的空间显得更加美好。另外，它还可以节省能源并为楼内的人们扩展了更多的健康环境。”

　　那么这种光管技术是否可以用在家庭住宅呢？富兰克林和他的研究小组准备在悉尼南部测试一项创新，那就是用彩色荧光塑料来捕捉阳光。

　　那么富兰克林和他的研究小组为什么不用透明的塑料来捕捉阳光呢？

　　“因为如果我们用一块透明的塑料来捕捉阳光的话，阳光就会马上透过去。你根本就不可能将阳光留在塑料板内。我们所做的是用特殊的荧光颜料来捕捉阳光，每次一种颜色。当阳光照射到塑料板上的时候阳光被吸收了，然后往后移动，一直移动到塑料板的另一端。如果在阳光下，这一端会非常亮，亮到我们眼睛不能直视的程度。”

　　使用不同颜色层的这种想法出自于光学的基本原理。白光是由红、绿和蓝三元色组合而成的。

　　“我们有采集阳光的多层塑料板，这些塑料板上涂了红、绿和蓝的三元色，我们将它们叠在一起，放入一个装置里。”

　　由于他们没有蓝色的颜料，因此他们用紫色颜料来代替。但是，富兰克林说，紫色的效果差，而且时间不能持续。

　　“这就是为什么我们采用一些细小的以太阳能为能源的发光二极管的原因。当光从这个系统的底端出来时我们再加入捕捉阳光的塑料板里储存的红色和绿色。光源将它们混合在一起，于是我们就获得了白色的光能。”

　　这就是富兰克林设计的安置在住宅外面，捕捉阳光的新产品。

　　“你可以将这一装置安装在墙上，也可以安置在屋顶上，只要能捕捉阳光就行了。这些塑料板捕捉红色和绿色的原色光，太阳能驱动的发光二极管会发出蓝色的原色光，然后光线导向器会将日光输送到我们希望它们去的地方。阳光会通过墙壁进入屋顶内，进入建筑的中心位置，也就是说你可以将阳光送到任何你设想的地方。”

　　测试的效果非常不错。虽说这听起来很难让人相信，但事实是一个光源采集口提供的光线相当于两只七十五瓦灯泡所发出的亮度。

　　“我认为今后每家都应该有两、三个或甚至更多这一类的荧光太阳能采集装置，因为这是唯一可以将阳光送到建筑物中心地带的方法。这种装置能节省能源，而节能对减缓全球气候变暖是至关重要的。”

　　如果这些科学家的研究投入使用的话，我们可以在不久的将来就不用在白天再使用电灯，而是让阳光来为我们照明了。