导光管采光施工工法剖析.docx
《导光管采光施工工法剖析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导光管采光施工工法剖析.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
导光管采光施工工法剖析
自然导光照明系统施工工法
内容材料
二O一七年三月
目录
自然导光照明系统施工工法
1.前言
当前，能源问题已经升级为全球性的重大问题，世界各国都在开发新能源，同时在利用新技术方面也不惜余力。
人工照明在现代照明中仍然占据着举足轻重的分量，全世界的平均照明用电已占总发电量的10％～20％。
经济的快速发展使得我国能源消耗速度日益增长，用电紧张问题凸显，而照明用电又占有很大比重,根据统计表明我国照明用电约占全国总用电量的10％～12％。
充分利用天然光资源，采用被动式采光技术无疑是降低照明能耗的重要途径之一。
近年来，导光管作为一种新型高效的自然采光装置正在全国范围内迅速普及应用。
自然采光就是引用户外的天然光进入室内进行照明的过程。
太阳光是取之不尽，用之不竭的天然能源。
但是通过门窗等进入室内的仅仅是很小一部分。
为了更好地利用太阳能。
人们研究出许多新技术，光导管系统便是其中之一。
光导管系统引入的是自然光，不需要消耗非可再生资源，而且不会对环境造成污染，能够节约20％～30％的建筑用电，对节能有着重要意义。
重庆地区多云天气较多，尤其是冬季。
通过合理设计,积极采用导光管技术为各类难以直接使用自然光的建筑空间提供照明,对于节约能源、保护环境具有重要意义。
该工法经多个工程应用，大大提高了施工质量和节能效果，取得了显著的经济和社会效益。
2.工法特点
2.1、导光管结构简单、重量轻、耐腐蚀、反射率高，材料可回收利用，安装拆卸简便灵活，无需后期维护，降低了人工维护和设备更新成本。
使用寿命长，一般在25年以上。
2.2、采用三点控位技术，运用两点定线、三点控位的原理，解决导光筒垂直度的问题；使用准直仪、全站仪并结合计算机设计、建模，对导光管的安装进行准确定位，充分保证导光管的位置精确，加快了施工进度，提高了施工质量。
2.3、导光管安装时采用防水翻边的做法，利用重力原理作用，使积水、雨水顺坡自然隔绝，避免了接缝防水处理的难题。
加快了施工进度，节约了施工成本。
2.4、该节能导光系统中导光管的安装缝隙采用不燃材料进行深层封堵，保证了节能导光系统的隔热、防火性能。
2.5、可全天候照明，且安全可靠，维护费用低。
3.适用范围
本工法适用于各类新建、改建、扩建的工业与民用建筑、大型公共空间及城市道路隧道等空间的自然导光系统的安装。
4.工艺原理
4.1导光管采光系统通过室外采光装置收集室外的阳光并滤除90%以上的紫外线，将安全的阳光导入系统内部，经由特殊制作的导光管传输后，由安装与系统另一端的漫射装置把自然光线均匀发散到室内任何需要光线的地方（图4.1）。
利用该系统得到的室内光线从黎明到黄昏，甚至是阴天都十分充足。
同时，通过对采光装置和漫射装置的材料优化配置，提高系统的采光及传导效率，使采集的光量尽可能多而在导光管内的传输损失尽可能少。
图4.1节能导光系统示意图
4.2导光管采光系统的基本构造主要由集光器、导光管、漫射器等部件组成（图4.2）。
图4.2导光管采光系统构造示意图
4.3采光装置通常是半球形透明结构，内部设置棱镜等以提高效率。
放置于室外楼顶、地坪或室外墙体的侧面任何能采到光的地方；导光装置是导光管，管壁为玻璃或塑料上镀上一层高反射率的金属涂层，导光管可以旋转弯曲来改变导光角度和长度；漫射装置安装在系统底部，是将通过光导管传输的光线散射到室内使光线均匀照明的装置，同时具有避免眩光的作用。
调光装置即调光器，使室内照明强度可根据使用需求进行光照度的调整。
4.4自然光节能导光系统的安装采用结构开孔，设置混凝土反坎与结构板一次浇筑超前止水。
在安装过程中缝隙采用不燃材料进行深层封堵，保证了节能导光系统的隔热、防火性能。
在导光管安装时周边防水采用密封嵌固的处理方法和节点防水措施保证不发生渗漏。
5.施工工艺流程及操作要点
节能导光系统深化设计
深化设计经原设计单位认可
土建结构施工孔洞预留预埋
导光系统材料进场及验收
预留孔洞定位复合与处理
固定防雨板
防水处理
导光管拼装
导光管安装与调整
施工缝隙密封嵌固
采光装置安装
导光管板下口处固定
安装调光装置
室内漫射装置安装
检验与清理
调试验收
成品保护
5.1工艺流程图：
5.2操作要点：
5.2.1施工准备：
在导光照明系统施工前，根据工程实际情况编写详细的施工组织设计或相应的专项施工方案。
开工前应对施工班组进行认真细致的方案和技术交底，交底对象包括：
工长、质检员、安全员、库管员、安装班组等；交底内容包括：
施工图、施工验收规程、本工法、工艺规程、施工进度、施工安全质量要求、施工注意事项、工艺纪律等，使所有操作人员掌握操作要领，提高认识，为保证安装质量打好思想和技术基础。
5.2.2材料准备：
光导照明技术由于是属于新技术、新产品，相应的导光管、采光器、漫射器必须在定点厂家进行采购。
其产品的选择必须谨慎，对产品必须根据生产厂家提供的资料进行逐项检查与验收，必要时要进行材质的复验和相应的性能试验，所有材料经检验合格后方可投入工程施工。
5.2.3勘察现场：
根据图纸详细核查所有预留孔洞的位置、尺寸，是否与图纸标注相符合，如有误差及时与现场施工人员或甲方联系解决问题。
5.2.4节能导光系统深化设计：
在施工前，根据工程实际情况对自然光节能导光系统进行深化设计，深化设计包含导光系统的设计、导光筒穿越结构节点设计，深化设计应综合考虑结构、消防、暖通专业，避免管道交叉碰撞。
完成深化设计后报原设计单位审批认可。
几种常见需要深化设计的导光管如图5.2.4。
（a）导光管在外墙开孔结构深化设计示意图
（b）导光管在与吊顶深化设计示意图
图5.2.4.导光管深化设计图
5.2.5孔洞预留及处理：
根据图纸设计要求布设采光点，一般每个采光点照明面积为12～18m2/点布设。
在屋面平面上，结构板上预留孔洞。
在安装导光管时，首先要按图纸详细检查所有预留孔洞的位置、尺寸，是否与图纸标注相符，如有误差及时与现场施工人员或业主联系解决，及时剔凿或修补。
清理预留孔洞及其周边残余物，并清扫干净。
确保施工顺利进行以及在安装时光导照明系统各部分装置内无灰尘落入。
预先套放防雨板，下试管，检查洞壁调整是否规则。
及时进行整理使其规整，预留孔洞直径D=d+50mm（d为套管直径）。
5.2.6固定防雨板做防水处理：
先将防雨板套在预留孔上，在防雨板与预留孔洞之间粘上一圈双面防水胶胶带，压实并使其与预留孔水泥面紧粘在一起，然后在防雨板上均匀打孔一圈（5～8个）并安上膨胀螺栓使其固定在预留孔上。
在防水层外加作保温层，一般喷涂发泡聚氨酯，厚度为15～20mm。
5.2.7导光管拼装：
首先组装导光管，将第一根导光管水平放置并使其有缝的一面朝上，把其带皱褶的一端插入第二根标准管一端，用小刀在连接处划一圈，为以后撕掉内壁保护膜提供方便。
再用6个铆钉加固并用薄胶带密封接口和导管接缝处，然后用塑料薄膜将第一根导光管上口进行简单密封，防止灰尘进入。
然后撕掉第二根管内保护膜。
按此方法组装剩余的导光管，最后一根导光管两端均为标准直径，用塑料薄膜对其下口进行简单密封。
5.2.8导光管安装：
（1）直管安装：
将组装好的导光管系统从防雨板上口慢慢插入导光照明外罩内，随插随调整，使其下端对准天花洞口并伸出5～10mm。
第一根导光管在顶部允许高出防雨板上口5mm，采用激光铅垂仪在导光管上先画出标高线、十字中心线，安装时对准中心线，再调整其标高来进行准确定位以达到设计要求。
在导光管中心线、标高线上的表面选定三个以上的点作为安装的定位测量点。
用计算机辅助设计、对导光管的安装图进行建模，给指定测量点编号，并在图上列出各点的三维坐标值。
依编号找出所有选定点位，用记号笔做明显颜色标记和写明编号。
在光导管基本就位以后，使用全站仪从高处用极坐标法观测导光管上各定位测量点的三维坐标。
实测三维坐标值与图纸标注值的差，就是安装偏差，随即校正纠偏，当各点实测值与图纸标注值吻合时可以肯定光导管已经准确安装。
最后用四个15mm长的自攻螺钉和垫圈将导光管系统和防雨板固定在一起，并用硅胶密封剂或用铝箔胶带进行密封处理（图5.2.8）。
图5.2.8导光管（直管）安装
（2）弯管及水平管安装：
弯管可以有不同的弯曲角度，弯曲角度变化范围为0～90°。
水平管连接与直管连接方式相同。
在安装水平管前，应按照设计图纸，根据导光管的空间位置及土建基准线确定导光管的标高。
直径尺寸小于400mm的水平管，间距不应大于4000mm。
直径尺寸大于400mm的水平管，间距不应大于3000mm。
导光管的吊架由吊杆（采用Φ8圆钢）和U型抱箍（镀锌）组成。
水平导光管两端以及转角处必须设置吊架。
安装吊架时，应首先根据水平管的中心线找出吊杆的安装位置，然后再根据支架的间距要求，画出吊杆的具体安装位置。
最后再根据水平管的标高，确定吊杆的安装高度。
当水平管较长，需要安装很多支架时，可先把两端的吊架安装好，然后以两端的支架为基准，用拉线法确定中间各支架的标高进行安装。
抱箍支架，折角应平直，抱箍应紧贴并抱紧水平管，其圆弧应均匀，且与导光管外径相一致。
吊杆圆钢应根据水平管安装标高适当截取，不得妨碍装饰吊顶的施工。
导光管支、吊架制作完成后，应进行除锈刷漆。
5.2.9导光管施工缝隙防水处理及嵌固
导光管安装完成后，在混凝土基座阴角处用水泥砂浆抹倒角，再做涂膜防水及卷材防水层，且上翻至采光罩同一平面收口，最后抹水泥砂浆保护层。
在采光管与预留孔洞之间的安装间隙，采用不燃材料填充密实。
填料要分若干层，每层填实后方可充填下一层，层层压密实，直到不燃材料充填整个安装间隙，若有导光管穿越楼板时，参照防水套管的做法做好防水，孔洞与套管之间仍用不燃保温材料充填密实，增加其隔热性能，达到防火要求（图5.2.9）。
图5.2.9导光管施工缝隙防水处理及其节点大样图
5.2.10采光装置安装：
将顶部采光罩放在防雨板上口之前，先把第一节导光管口的塑料密封膜和管壁保护膜撕下，然后再在防雨板上口外延紧贴一圈拉绒尼龙密封条，其作用是既能防止灰尘杂物进入孔隙内，又能让导光照明系统正常通气，防止可能发生冷凝现象。
最后将预先钻有多孔的采光罩套在防雨板上用长15mm的特制异型螺钉和垫圈把采光罩与套圈或竖柱连接在一起。
5.2.11导光管下口固定：
光导管伸出天花板洞口l0mm，将固定环套入光导管，以固定环紧贴天花板为准．用3～5个自攻螺钉固定在天花板上，再用3～5个铆钉把固定环与导光管连接在一起，并用铝箔胶带将连接处密封好。
5.2.12调光装置安装：
根据项目实际情况（主要用于会议室和办公场所）及调光原理（图5.2.12），由专业电气技术员将调光装置安装在导光系统上，调光装置与导光管应固定牢靠。
调光装置安装完成后，应对其遮光叶片的开启、闭合进行调试，开闭应灵活。
（a）调光装置
（b）调光装置原理图
图5.2.12调光装置及原理图
5.2.13漫射器安装：
安装漫射器前，拆除最后一节导光管端部的密封和管壁保护膜，将与装修风格一致的漫射器扣在装饰环上，周边采用密封硅胶密封。
装饰环内部上端10mm处用拉绒尼龙密封条进行密封，将装饰环固定于固定环上（图5.2.13）。
（a）漫射器类型及原理（b）漫射器安装
（c）漫射器安装图示
图5.2.13漫射器安装及图示
5.2.14导光管采光系统检查：
（1）检查系统的防水性，采用淋水（斜面）、蓄水（平面）对导光管采光系统周边的防水性能进行检测；
（2）检查采光装置、导光装置内部是否有杂物以及影响采光的障碍物；
（3）检查漫射装置发光是否正常，发光是否均匀；
（4）检查调光装置对采光系统的调节是否有效；
5.2.15清理与成品保护：
将屋面采光筒周边及其屋面、室内做好清理工作，清除杂物。
安排专人作好成品保护，防止人为碰撞及污染。
5.2.16调试及验收：
依据设计及验收规范标准，由专业人员对整个系统进行调试验收。
验收合格后方准投入使用。
图5.2.16节能导光系统完成效果图
5.3主要材料及性能要求：
名称
性能要求
图样
系
统
主
件
采光器
厚度均匀，硬度高，表面平滑，透光率高，抗紫外线、抗老化、抗冲击性好，耐摩擦。
（a）半球形（b）平板形
防雨装置
优质铝材，重量轻，强度高，耐腐蚀，易与建筑结合。
导光管
厚度0.4mm，五层特殊膜确保光线的高度传输和稳定性，全反射率高达98%以上。
重量轻、耐腐蚀、反射率高。
漫射器
纳米材料注塑成型，具有高透光性、高扩散性。
铝制装饰环（防腐蚀），美观，耐火性能好。
系统附件
密封圈
硅胶或EPDM制造，抗老化，试用寿命长。
调光装置
通过开关或小型遥控器，控制小型电机带动遮光片旋转，对室内光照度进行调节或关闭与开启。
其
他
增光装置
增加对早晚太阳光的利用，并充分采集采光器背面的自然光。
自动追光装置
自动追踪太阳光由被动式采光变为主动式采光，增加对太阳光的利用。
5.4劳动组织：
表5.4劳动组织
人员名称
技术要求
数量（人）
备注
电气施工员
持电气安装施工员证
2
相应人员应符合国家相关规定。
质检员
持电气安装质检员证
1
管道工
/
4
普工
/
4
电气工
持电工证
3
电气检查人员
持检测人员证
1
安全员
持安全员证
1
合计
16
注
投入施工人员视工程量大小做相应调整。
6.材料与设备
6.1主要材料计划见表6.1：
表6.1主要施工材料一览表
名称
规格（mm）
主要技术指标
硅胶密封剂
SP-3010T
黏度1.5pa·s,25℃时相对密度为0.98，硫化时间24/25h/℃
自攻螺钉
45mm
GB845
焊条J422
φ3.2
符合GB/T5117-2012《焊条》规定
垫圈
—
—
硅酮密封胶
—
—
塑料膜
—
—
铝箔胶带
φ1.6、φ2.0
—
6.2主要施工机械、检验设备见表6.2：
表6.2主要施工机具一览表
名称
型号规格
单位
数量
防护眼镜
ZL.29-9159.016
付
10
防护手套
—
双
10
防护呼吸面罩
M1200-C
个
4
梯子
—
台
4
手提式砂轮机
CN61M/G10SF3
台
2
台钻
ZWG-4B
台
1
电锤
220V-6-26
把
1
电焊机
AX-300
台
1
铁皮剪
—
把
4
电动齿锯
JX01000054
台
1
收口机
LX-15
台
1
修边机
MP-FF-6
台
1
喷液枪
UT-Ⅲ
把
2
激光铅垂仪
X208-PB2
台
1
墨斗
—
个
2
全站仪
NTS-312B
台
1
其他零星工具
对讲机、螺丝刀、白线、扫帚、色笔
备注
各施工机具数量视工程量大小做相应调整。
7.质量控制
7.1工程质量控制标准：
7.1.1生产厂家提供的书面资料、安装说明；
7.1.2《导光管采光系统技术规程》JGJ/T374-2015；
7.1.2《地下防水工程质量验收规范》GB50208；
7.1.3《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303；
7.1.4《建筑采光设计标准》GB50033。
7.2质量控制要求：
7.2.1制作导光管的内壁材料，应附有阳极氧化铝层、铝物理镀层、氧化物及超反射层等特殊膜构造，必须具有高反射率，与强化光照度传输稳定的作用，铝基材应有一定的刚度；
7.2.2系统主件与附件应逐件严格检查，除检查规格、尺寸、型号等外观质量外，还应对采光器、漫射器进行透光率检查，检查合格方可使用；
7.2.3屋面结构板预留孔洞位置应正确，水平间距、误差控制在3‰-5‰范围内，且孔壁应光圆平滑；
7.2.4常见质量通病及防治措施见表7.2.4
表7.2.4常见质量通病及防治措施
序号
质量通病
预防措施
1
导光管变形
选用优质铝材，制作时应均匀施力，不能用力挤压与碰撞。
2
防雨板处渗漏
密封胶打挤不严，应清楚杂物并干净、干燥后打胶。
3
采光器固定不牢固
加强固定检查。
4
漫射器偏斜不正
调整好漫射器垫圈并紧好螺丝。
7.3质量保证措施
7.3.1建立质量保证体系和岗位责任制，完善质量管理制度，明确分工职责，责任落实到人，保证体系高效运转；
7.3.2严格方案先行和交底先行，对工程质量实施全方位、全过程控制；
7.3.3实行工序作业首检制，同时严格执行“三检制”，保证施工质量；
7.3.4工程专业技术人员，均具备相应的技术职称，并按照有关规定要求进行相关知识培训，新工人和特种工种作业人员，上岗前必须对其进行岗前培训，考核合格后方可上岗。
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，根据国家和企业的有关规定，结合工程的具体特点，建立健全以项目经理为首的安全保证体系，具体落实安全责任制。
8.2项目负责人、生产负责人、技术负责人和专职安全员应按分工负责安全技术措施和专项方案交底、过程监督、验收、检查、改进等工作。
8.3进场人员按要求进行三级教育，并做好记录，各分部分项工程施工前对实施人员进行全面、有针对性的安全技术交底，并履行签字手续。
8.4安全事项和采取的具体措施：
8.4.1.班组长上班前，进行上岗交底、上岗检查，并做好上岗的记录；
8.4.2.当机械设备处于工作状态时，操作工不准离开作业现场；
8.4.3.焊接作业时，必须保证防火安全距离。
且现场须配备符合规定的消防器材。
在需要登高焊接支架时，焊工所便用的安全带必须是防火安全带；
8.4.4屋面等高空作业应作好防护防止坠落，室内作业防止人字梯倾斜，倾倒伤人；
8.4.5用电设备加强安全控制，作好接地接零，防止静电事故发生。
电动工具应进行绝缘电压试验，严禁电缆线乱拉乱拽，防止发生触电事故；
8.4.6固定配件应作好防护，防止扎伤。
8.5安全管理方案和应急预案:
应制定防高空坠落、防物体打击、防机械伤害、防触电和中毒等安全方案和应急预案，并进行应急预案演习。
8.6建立以项目经理为首的安全检查小组，定期组织安全与巡视，防患于未然。
9.环保措施
9.1环保要求
9.1.1噪声排放限值：
昼间60分贝，夜间50分贝；
9.1.2生产、生活污水排放达到当地辖区规定的排放标准；
9.1.3固体废弃物分类集中，交环保部门处置。
9.2环保监测、措施和文明施工
9.2.1建立以项目经理为核心，由安全员具体组织实施的环境管理保证体系。
实行环境管理工作分工制，落实环境管理机制。
9.2.2加强对施工现场的环境管理措施:
1、按规定用噪声分贝仪对施工时的噪声排放进行监测。
人群密集区域施工时应安排合理的施工时间，强噪音设备宜设置在远离居民区的一侧，并应采用隔声、吸声材料搭设的防护棚或屏障。
尽量减少对周围环境的噪声干扰。
2、焊接支架时作业场所必须通风良好，配备足够的灭火器材，并在焊接前清理四周的易燃易爆物品，执行动火作业申请批准制度。
9.2.3废弃物应分类存放，对有可能造成二次污染的废弃物必须单独贮存、制定安全防范措施、设置醒目标识，减少废弃物污染。
9.2.4进出施工场地的车辆严禁鸣笛,装卸材料应轻拿轻放。
建筑垃圾的运输车辆应采用封闭式运输车辆，并对驶出施工场地的车辆进行清洗。
10.效益分析
10.1社会效益
建筑自然光节能导光系统采用工具式构造、工厂化制作，安装调试方便快捷，而且从安装使用开始后维护量小，使用寿命长，利用效率比较高，可以有效地弥补人工照明的不足。
零部件可以回收利用，实现资源的可持续利用。
导光管采光系统将阳光引入到室内，避免了人们长期在电光源下生活和工作，可减少许多疾病的产生。
另外，也减少了白天因停电引起的安全隐患和用电引起的火灾隐患（更适合于禁止用电的特殊场所）。
建筑自然光节能导光系统直接采集室外自然光、太阳光，能过滤90%以上的有害紫外线，对当今成天躲在空调房内方格子的上班族来说，避免了白天长时间在电光源下生活工作，减少了由于电照光源的电磁辐射和光污染而产生的疲劳和光眩晕，进而减少由此引起的各种疾病；直接传输自然光线，全光谱、无频闪、无眩光，使得光环境更加健康舒适，工作效率更高。
建筑自然光节能导光系统得到了业主、监理及工人等各方的一致好评，具有较好的社会效益。
10.2经济效益
建筑自然光节能导光系统是利用反射原理将室外自然光引入到室内需要照明的地方，相比传统的电力照明可以节约大量电能，同时该系统属于一次性投资，一经安装使用就不需维护，使用寿命长，可以节约定期维修与更新灯具的费用，投资回收期约为七年，经济效益好。
10.3环保节能效益
节能环保方面，建筑自然光节能导光系统最大的优点是节能。
一方面由于完全采用自然采光不需要人工能源，所以导光管可以节约20%～30%的建筑用电。
在夏季，光导管无电照明系统代替了电力照明，可以避免照明设备发出的热量，因而节省了10％左右的空调制冷能耗，减少了二氧化碳排放；在冬季，采用无电导光管采光照明系统，其发射的日光同样也能提供一定的热量，从而节省空调的制热能耗，减少了二氧化碳排放。
导光管采光技术与以往民用建筑地下室采用传统的电力照明技术相比，导光管采光不仅属于“绿色、低碳、节能、环保、清洁、健康”的新技术，而且具有一次性增加的投入少、投资回收周期短、光线柔和、采光效果好以及技术先进的优点。
在国家提倡“资源节约型，环境友好型”的大背景下，对今后的新建地下空间以及地面以上的顶层建筑或其他楼层建筑的采光照明，具有很高的技术推广价值和良好的市场发展前景。
11.应用实例
升级会员 