表1 研究的光导结构宽高比。
表2 在CIE标准阴天天空、类型1、ρ=0.93条件下的光管效率Eff
在类型12标准CIE晴空条件下，室内光导表面的照度分布也发生了显著的改变。外部照度Gv是在Dv/Ev=0.2、Tv=4和前面例子中提到的太阳高度的条件
20?40?60?GGGvvv下计算的。应用（7）中，确定=24.81 klx， =63.73 klx和=97.82
klx。
传播在较高的海拔高度，并通过短管传输的太阳光线产生非常高水平照度（图2a-c）的清晰可辨的斑点。如果太阳盘的高度角较低时，太阳光线经过许多管子的反射。这种光束如果经历了漫长的圆柱管引导，就没有首选的方向，因此它们以几乎相等的概率散布或集中。这个过程的最终结果显示在图2g-i中。在记录于表1中的纵横比的条件下，类似的现象也可以在光导中观察到。
在晴朗的天气条件下的照度分布，考虑为同一个光导的几何形状，则Eff变得很依赖于太阳高度（见表3）。光管的效率是关于管长和管子的横截面积的函数，但它也会随着太阳高度发生改变。例如，如果太阳高度范围从
?s= 20°到?s=
60°，L=0.5 m和D =0.72m的管子的效率Eff在11％范围内发生波动。如果需要考虑更长的管L = 4m和D= 0.32 m，不同太阳高度会导致效率Eff发生戏剧性的变化。然后，效率浮动?Eff约为±70％。
表3 在CIE标准晴朗天空、类型12、ρ=0.93条件下的光管效率Eff
很多传统的方法使用效率Eff来估算日光管引导系统的照度条件。然而，太阳高度及在天空中的亮度分布也是非常必要的参数，在本研究中可以看出。数值结果清楚地表明，效率Eff是关于宽高比的减函数，且不受考虑阴天（图3）或晴空条件下（图4）的影响。
将式（9）代入式（8），并使用简单的数学运算， 输出光通量?OUTPUT可以很容易地预先确定。式（10）可用于在没有阳光的情况下，而式（11）反映阳光明媚的情况。
总结所有调查结果，根据HOLIGILM模拟显示的结果如下：
-如果是一个具有小横截面积的光导，那么内表面的反射率ρ应该非常高。在实际情况下，它意味着，当只有考虑到一个具有较小横截面的长管时，光通量效率会随着ρ迅速发生变化。
图3 在标准阴天天空、类型1条件下，光管效率作为宽高比的函数
图4 在标准晴朗天空、类型12条件下，光管效率作为宽高比的函数 -当时的太阳高度也在日光管引导系统的设计中起到重要的作用。显而易见的是，更高的太阳高度会导致在室内管子表面上的更高照度。
-从海拔较高的太阳光线进入日光管引导系统中，因为在内表面上显著减少的反射数量，使光线传输损失达到最小。
-如果一个长的光导管不得不被安装，其直径必须适当地选择，以满足照度要求。例如，直径为0.32m和长为0.5m的光导的照度水平，比得上直径为0.72m和长为1m的光导所取得的。在太阳高度角为40°的阳光明媚的情况下，如果二者内在的反射率为0.93，D=0.32m、L= 2m的光导和D=0.72m、L=4m的光导具有同样的效率。
-在晴朗的天空条件下，日光管引导系统给出了较高的照度，但它在整个输出周界上的分布并不是均匀的。光通量能量集中在散布的热点上，热点的位置随着太阳光线高程、直径和管道长度的变化而变化。随着管道长度的增加，热点的数量和它们的强度迅速减少。
4.结论
基于计算机仿真的HOLIGILM项目是为各种典型的天气条件下的直管光导设备制成的。直径、长度和光管内反射被认为是影响光管的整体透光率和照度水平及其室内表面的照度分布的关键因素。此外，在阴天和晴朗天气的条件下，这些光学效应是不相等的。阳光直接照射的晴朗天空是从日光管光导采光利用的最佳户外条件。
该模型的计算表明，在阴天天气条件下的光管效率比在晴朗天气的略高。但是，在阴天的低照度意味着室内的低照度。因此，阴天的天空是利用管状光导系统的最不利的自然光源。
总之，对于频繁的晴天和在每年的气候变化中密集的太阳耀斑的气候，并对于具有像赤道区较高的太阳高度的地理区域，日光管引导系统的应用是非常方便的。在温和气候条件下，日光管引导系统将产生在一年中低水平的室内照度。尽管有这些缺点，直管提供了自然光线传输到建筑物更深入和没有窗户地方的独特的可能性。
光管效率绘制出长宽比的函数，可以很容易地帮助用户确定光导系统下的最佳光通量。这对于采光和建筑物能源效率的评估尤为重要。
标准阴晴条件下光导光效与照度分布 - 图文
