光導系統技術精選(九篇)
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第1篇：光導系統技術范文
關鍵詞 光纖通道；航電總線；PCIe；數據采集
中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）11-0000-00
隨著航電系統集成化、綜合化、高速化的發展趨勢，航電總線對數據傳輸速率的要求越來越高，而傳統的總線帶寬已遠遠不能滿足通信的需求。光纖通道（Fiber Channel）是新一代航空電子高速串行總線，具有高實時性、高可靠性和高帶寬等優點，且支持多種上層協議。因此，以光纖通道數據總線來替代傳統總線將成為先進的綜合航電系統 互聯的必然選擇。
1 光纖通道在航空電子環境的應用
1.1 光纖通道技術簡介
FC定義了點對點（Point-To-Point）、仲裁環（Arbitrated Loop）和交換機（Fabric）三種基本的拓撲結構。FC的傳輸速率高達2Gbps，以后可支持10Gbps以上；支持通道傳輸和網絡傳輸兩種方式，且支持多種上層協議；它能夠實現單工、半雙工和全雙工的通信模式，并可以實現不同速率的通信聯接。光纖通道具有高可靠性、高實時性、高性價比并具有開放式網絡等特征，能夠滿足當今時代對海量數據高速傳輸的需求，其在數據延遲、帶寬、傳輸介質和距離、錯誤檢測、可靠性、優先級等方面均適用于航空電子系統。
1.2 FC-AE概述
為了在航空電子環境中應用光纖通道技術而定義了有關在航空電子環境中應用的協議子集FC-AE（Fiber Channel Avionics Environment），它規范了在航空電子環境中光纖通道交換網絡與環路拓撲連接設備的選擇。美國已經將光纖通道航電總線技術應用在其新一代戰機中。
美國國家標準委員會（ANSI）成立一個分委員會（ANST FC-AE），研究將光纖通道技術用于航空電子環境，并制定出專門的子集，即FC-AE（光纖通道航空電子環境）。
2 光纖通道航電總線采集系統設計方案
目前光纖傳輸的速率達2 Gbps甚至更高，所以對基于光纖通道的航電總線數據采集，必須設計一個實時的高速光纖通道總線數據采集系統，保證系統接收到的信號不丟失數據。設計選用標準PCIe總線作為系統的傳輸總線。系統分為硬件和軟件兩部分，硬件設計主要完成機上航電總線光纖數據到采集設備內存的傳輸，具體過程為采集系統光口接收機上航電總線的光信號，通過光電轉換器輸送到現場可編程陣列（Field Programable Gate Array，FPGA）內部，在FPGA內實現PCIe協議，通過PCIe總線傳輸到航電數據采集器內存。軟件部分主要完成對采集的數據進行完整性檢測和余度去除。系統按照配置文件要求，選擇用戶關心的數據，附加測試系統IRIG-B時間標記，生成IENA格式的網絡數據包，通過千兆以太網傳送到機載通用數據記錄器進行記錄；同時通過百兆以太網傳送到網絡交換機，與通用參數采集器送來的網絡數據包一起送往網絡數據選擇設備。網絡數據選擇設備對送來的數據包進行篩選，提取用戶關心的參數送往遙測系統進行實時監控。
圖1 系統設計方案
3 硬件設計
本系統硬件設計的關鍵是確保實時高速的數據接收。硬件的工作過程為通過光纖接收前端數據，經FPGA的硬核把串行數據恢復為并行數據，并且附加測試系統時間標記，恢復出的數據放入DDR2緩存，然后主機以直接存儲器存取（Direct Memory Access，DMA）方式讀入內存待用戶應用軟件處理。硬件設計的整體框圖，如圖2所示。
圖2 硬件設計框圖
由圖所示硬件平臺主要由FPGA、XMC模塊及光電轉換電路、PCIe端點模塊及總線邏輯、DMA控制邏輯，FLASH和DDR2高速緩存模塊，電源管理模塊，時鐘管理模塊和復位電路等組成。
3.1 FPGA
根據FC-ASM協議處理的要求，通過是否支持PCIe 4Lanes接口、是否具PowerPC處理器硬核、以及邏輯規模三個方面綜合考慮器件選型。V5系列器件的FXT系列同時具備PCIe和PowerPC硬核，對于接口的設計難度降低，同時該系列器件邏輯規模更大，可以滿足設計升級更改的需要，其采購成本從長期來成本低，綜合考慮后采用V5的FXT系列。
該系列器件具備PowerPC440的處理器硬核以及PCIe 8Lanes的硬核，在不占用邏輯資源的情況下為用戶提供高速處理的通信接口。其中PowerPC440處理器的性能主要指標如下。
兩個PowerPC核心，單核心最高主頻550MHz，處理能力1000DMIPS；7級流水線，單周期多指令以及指令亂序執行能力；具備一級數據和指令Cache，大小均為32KB；采用Switch總線結構，并集成DMA控制器；XC5VFX200T器件提供了多達960個用戶IO和24路的RocketIO，其RocketIO串行接口具備如下特性：支持150Mbps～6.5Gbps多種通信速率；支持CRC編碼生成和校驗；接收器可以根據編程實現時間均等功能；支持SATA、PCIe、RapidIO以及FC等多種高速通信接口編碼和電平特性。
3.2 PCIe總線邏輯
3.2.1 PCIe總線介紹
PC Ie總線是INTEL于1997年提出的第3代I/O互連標準。它擁有很好的靈活性，一個PC Ie使用的物理連接配置不同的鏈路來實現不同設備之間通信帶寬的要求。它采用的是點對點技術，對系統內的所有設備分配獨立的通道資源，提高數據傳輸率。PCIe總線在通信模式方面采用時鐘數據恢復同步技術，保障時鐘和數據在傳輸過程中的同步性，從而保證了數據傳輸的可靠性。
3.2.2 PCIe接口設計
本設計選用帶有硬核的V5系列的FPGA實現PC Ie總線邏輯。FC-ASM協議處理選用V5系列器件，該系列器件最多支持3個PCIe硬核，單個硬核最大可以達到8 Lanes的通信速率，同時該PCIe接口具備如下特點：最大支持PCIe 8 Lanes，帶寬可達雙向40Gbs；兼容PCIe 1.1規范；管理控制、系統以及事務接口分離，可以較大提高設計靈活性；支持消息中斷方式（MSI）；提供第三方DMA引擎設計參考，可實現Direct Slave的DMA讀寫訪問操作；兼容傳統的PCI軟件架構，具備較好的軟件兼容性；有可選的硬核用于設計，可有效降低器件邏輯規模；具備32bit、64bit的用戶邏輯訪問接口；支持PC機WinDriver等驅動開發環境，能夠減少PC上驅動開發的工作量。
PCI e硬核結構圖如圖3所示，包含傳輸層、鏈路層、物理層應用層及相應的狀態配置模塊。在該邏輯的結構的基礎上增加DMA引擎，位于事務層之上，接管到主機所有的FC幀的數據內容傳輸，局部端使用32bit接口，邏輯工作速度至少50MHz，提供至少200MB/s的主機通信帶寬。在該接口的設計中使用V5器件集成的PCIe硬核完成FIC設備主機接口的設計，通過在User Application接口（PCIe Local接口）增加DMA以及ASM協議調度收發邏輯，并掛接相應的資源完成設備控制和協議處理功能。該部分的接口需要實現如下的訪問控制功能：
1）ASM消息緩沖雙口的Burst讀寫訪問功能。
2）信息交換區的Burst讀寫訪問功能；設備控制寄存器讀寫訪問。
3）硬件DMA讀寫操作的主動發起和控制功能。
4）消息發送接收配置區的讀寫訪問操作。
5）PCIe設備配置功能。
PCIe接口的是主機和FC設備進行數據交互的接口，主機對FC所有資源的訪問都是通過PCIe接口實現的。
3.3 DMA控制器
基于PCIe總線的航電數據采集系統數據傳輸使用DMA模式。它的使用可以實現低CPU占用率、高性能、高數據傳輸率，適用于高速海量數據交互的場合。有測試表明DMA傳輸模式比簡單數據傳輸模式速率高4倍還多。本地DMA控制器是基于FPGA實現。因此，設計中采用DMA模式進行數據傳輸。
3.4 復位電路
將三個全局復位源：復位開關MR和來自板間連接器的MRSTI#，經二極管組合后送給復位芯片，該芯片是一組CMOS監控電路，能夠監控電源電壓、電池故障和微處理器（MPU）或微控制器（MCU）的工作狀態。復位信息經過復位芯片過濾后再輸入FPGA中，再由FPGA復位模塊中的FLASH、雙口等需要復位的芯片。另外在復位芯片輸入端將DONE信號和全局復位信號進行組合，確保FPGA邏輯加載在復位結束前完成。復位電路示意圖見圖4。
圖4 復位電路圖
3.5 電源
模塊采用5 V直流供電，經過電壓轉換器件產生各種所需電壓。采用DC/DC實現輸入至3.3 V、1.8 V、2.5 V、1.0 V的電源轉換，DC/DC能夠提供雙路各8A的連續電流輸出，輸入電壓范圍為0.6 V至5 V，輸出最低電壓為0.6 V，具有短路和過壓保護功能。FPGA的高速串行I/O設計的關鍵是電源的設計，高速串行I/O工作需要2個1 V（MGTAVCC和MGTAVCCPLL）和1.2 V（MGTAVTT）兩種電壓，這兩種電壓需要良好的紋波特性，要求紋波不能大于25mVpp。為此設計中選用性能良好的線性電源LDO進行供電。
4 軟件設計
系統軟件主要由硬件驅動程序和應用程序組成。應用程序包括地面監管軟件與機載任務軟件。
4.1 驅動程序的設計
設備驅動軟件主要用于實現模塊設備的驅動支持，由設備管理驅動，監控管理驅動以及時統管理驅動等模塊組成，提供標準的設備驅動控制接口以及中斷管理的支持。所有的驅動軟件采用統一的API接口形式，保證軟件具備較好的可讀性和可維護性。
設備驅動軟件接口函數都具有如下的基本結構：
indcode = ProcName （Par1， Par2， ...）
其中：
ProcName：驅動接口函數名；
Par1， Par2，...：相應函數的輸入輸出參數；
indcode：返回值，返回值表明函數的執行情況
4.2 應用程序的設計
機載任務軟件運行在光纖通道數據采集器上，采用VxWorks5.5操作系統，用于實現光纖通道數據采集器的設備管理、監控管理，以及監控數據的解包/打包等應用處理功能。光纖通道數據采集器機載系統軟件接收FC監控端口的數據，根據機載配置文件的設置，從相應的FC幀中提取用戶所關心的參數，同時附加從IRIG-B接口獲取的時標信息（標記的時間是本網絡包第一個光纖通道數據到達的時刻），以IENA網絡數據包格式組包，通過以太網接口發往記錄設備或遙測設備。
圖5 機載任務軟件流程圖
光纖通道數據采集系統地面監管軟件運行于專用編程檢查裝置上，采用百兆/千兆以太網建立與機載任務軟件的通信，應用于FC數據采集系統中。在地面綜合聯試環境下，實現對光纖通道航電總線采集器配置文件、采集格式、記錄數據格式等信息的編程設置和控制，并實現采集數據的在線監控和實時存儲功能，軟件界面友好、便于用戶操作；并為機載嵌入式任務軟件提供配置文件加載的支持。
地面監管軟件與機載任務軟件采用客戶端/服務器交互模式，通過百兆/千兆以太網建立與FC網絡數據采集器之間的通信連接，具備系統維護功能、配置功能、監視功、數據采集回放、工程管理等功能。
5 結束語
本設計實現了基于PCIe總線技術的光纖通道航電數據采集系統。在與機上航電系統聯試中得到了實際的驗證，填補了現有機載數據采集系統不能采集光纖通道航電總線數據的缺口。本系統采用PowerPC440處理器，以VxWorks5.5為操作平臺，利用FC監控成熟技術，使得該系統操作方便，擴展性好，開發周期短，用戶界面友好，可靠性高。另外本系統不但可以對光纖通道航電總線數據進行采集，而且能實現對所有基于光纖通道的總線數據進行采集。
參考文獻
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第2篇：光導系統技術范文
【關鍵詞】城市軌道交通運營技術 實訓基地 開放性 建設要求
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2017）03C-0182-03
一、廣西城市軌道交通運營技術實訓基地建設現狀
伴隨著廣西城市軌道交通的快速發展，南寧地鐵的開工建設及南寧地鐵1號線的開通運營，廣西多所學校開始了城軌運營相關專業的招生與培養工作，截至2016年12月，廣西開辦城軌運營類專業的高職學校達到8所，中職學校3所。由于高等職業教育的目的是培養面向生產、管理、經營或服務一線的高素質技能型人才，強調高職學生的“操作技能”與職業綜合素質，因此，實訓基地的建設水平，對于學生的培訓質量影響非常大。鑒于城軌運營類專業的特點，城軌運營類實訓基地一般投入都較高，在經費有限的情況下，廣西城軌運營技術實訓基地建設主要存在以下問題：
第一，設備功能單一，難以實現各系統之間的聯動，不能仿真作業現場。城市軌道交通運營是一個大“聯動機”，涉及車輛、駕駛、供電、調度、車站、施工等多個工種，在實訓時，要求能實現各崗位的聯動及綜合技能的訓練。目前，各個學校在建設過程中，往往是分模塊建設，僅僅實現單一的基本技能的訓練，很難實現多功能的綜合訓練。
第二，功能上落后于企業實際水平，難以與所在區域城軌運營企業的設備水平保持一致。城軌運營技術發展迅速，高技術設備需不斷進行更新。即使實訓基地建設時設備水平與企業一致，但經過一段時間后，在后續新線建設時往往又采用了更加先進的設備，若實訓設備更新不及時，功能上很難與企業保持同一水平。另外，地鐵設備制造企業有多家，不同的線路，設備系統不同，信號制式不同，操作功能不同，在資金有限的情況下，設備功能很難與現場保持同步。
第三，院校間實訓設備重復設置，設備利用率較低。由于職業院校間實訓基地封閉管理，缺乏溝通與合作，一方面資金來源有限，另一方面還存在實訓設備低水平重復建設，造成實訓基地建設資金的浪費。
第四，符合實訓要求的實訓指導教師數量不足、質量達不到要求。由于軌道交通行業的暴發性發展，高素質高技能人才往往優先選擇在企業就業，許多學校很難招到專業教師，而在企業發展良好的員工也多不愿到學校任教，同時本校教師由于教學任務負擔重，很難脫產到城軌運營企業深入學習，造成許多學校教師“招不進來，送不出去”。
第五，實訓基地建設資金不足，建設周期短，建設方案缺乏深入調研，校企合作不深入。當前城軌運營技g實訓基地建設資金大部分均來源政府財政投入，資金來源單一，校企缺乏深度合作，企業不愿將優質的軟硬件資源投入學校。分批次，分階段的有限的財政投入，多次招投標的限制，很難從總體上建設模擬現場綜合聯動作業的實訓基地。同時財政資金往往有著嚴格的工期限制，建設周期短，建設方案缺乏深入調研，致使實訓基地實訓功能與現場相距甚遠。
第六，實訓項目設計不合理，實訓項目的目的性不強。實訓項目多簡單停留在單項技能的訓練上，融實踐技能、創新意識和創新能力的綜合技能訓練項目缺乏，未注重學生專業素質與企業文化的培養，教學過程與實際工作過程存在較大距離。
第七，社會服務能力弱。由于設備、實訓項目等方面存在的不足，企業往往不愿意將員工的再培訓放在學校，造成所建城軌運營技術實訓基地的社會服務能力普遍較弱。
第八，實訓基地封閉式管理，不利于學生學習與院校間的交流。區內各高職院校的城軌運營技術實訓基地大部分處于封閉使用狀態，均只用于專業教學及教學過程中的實訓項目，實訓基地即不對本專業學生開放，也不對本校其他專業學生開放，更不對外校學生開放，致使設備利用率偏低，優質資源難以共享，難以實現優質專業的示范性，也難以實現相關學校教學水平的提升與學生培養質量的提高。
從以上分析可以得出，當前廣西職業院校城軌運營技術實訓基地建設亟須改變現狀，而開放性實訓基地建設則是突破傳統實訓基地建設瓶頸的必然選擇。
二、城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設的意義
所謂開放性實訓基地建設，就是面向社會、面向市場、面向企業及院校的全面開放，不僅全方位地為區域內各職業院校專業教學提供實訓服務，還要積極開展在職人員培訓、師資培訓、就業與再就業培訓和農村勞動力轉移培訓等各級各類培訓，同時還要為中小學職業普及教育、職業素質教育提供相關資源，還要為相關的科研活動開放，通過現代信息技術，充分發揮政校企研的聯合驅動能力，切實提高實訓基地實訓設備的利用率，最大化挖掘資源流動的功能空間，促進區域教育實訓資源優化配置，促進區域內中高職全面協調發展。城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設可以解決當前實訓基地建設中面臨的許多問題，其建設意義如下：
第一，城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設不僅有利于實現優質資源共享，同時也提高了學校服務社會的水平。實訓基地的開放性不僅有利于本校本專業學生技能提高，也有利于非本專業學生的專業拓展，區內中高職學校的專業實訓，城運企業員工培訓，各類運營人才的技能鑒定，技能競賽，企業與學校城軌運營技術科研以及面向小學，中學的專業普及服務。即開放實訓基地實現了中職與高職、學校與企業、職教與普教有深度合作。
第二，城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設有利于發揮示范特色專業在廣西的示范與引領作用，促進廣西中高職學校運營人才的培養質量。如前所述，在廣西多所開設城軌類專業的學校中，除柳州鐵道職業技術學院為鐵路特色學校外，其他大部分學校均是從零開始建設，既缺少師資，也缺少設備，更缺少有效的實訓項目。因此，城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設有利于對高職院校進行開放性幫扶工作，從而提高廣西城軌運營人才培養的培養質量。
第三，城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設有利于實訓基地的高質量、可持續發展。政府資金可以根據各個學校的專業優勢，區域布局，培養目標，對建設資金進行系統化管理，優化布置實訓基地建設情況，減少各學校間的低水平重復建設，節約下來的資金用于跟蹤城軌技術的發展與城軌實訓設備的更新、實訓項目的開發，從而實現實訓基地的可持續高水平發展。
三、城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設要求
建設高水平的城市軌道交通運營技術開放性實訓基地是一項系統工程，除時間、空間及相關設備的開放外，還涉及師資觀念、人員參與、資金保障、設備管理等一系列問題，需要校政企三方的通力合作，且以學校為主體，抓好各個方面的建設。本文以柳州鐵道職業技術學院“城市軌道交通運營管理專業示范特色專業及實訓基地”建設項目為例，分析建設城市軌道交通運營技術開放性實訓基地的建設要求。
（一）加強開放性實訓基地制度建設。建設開放性實訓基地，需投入大量的人力、物力、設備及資金等，同時開放性實訓基地建設也必須經過一定的遴選與認定，因此，如何提高學校建設開放性實訓基地的積極性、開放性實訓基地如何認定、如何運行管理等，都需要由相關制度進行保證。從上海市的建設經驗可知，開放實訓基地的建設需要一系列的配套制度建設。如關于開放性實訓基地認定問題，上海市專門頒發《上海市職業教育開放實訓中心行為識別手冊》，關于開放性實訓基地的運行管理，上海市制定《上海市職業教育開放實訓中心管理辦法（試行）》《上海市職業教育開放實訓中心運行指導意見》等制度，對開放實訓進行監控、激勵與評價。
由于廣西目前尚未進行開放性實訓基地建設，因此城市軌道交通運營技術開放性實訓基地建設可分為二步走。第一步，“基地”可首先試行對校內學生與教師的開放，其次學校可根據實訓基地的使用情況對外校學生、企業員工培訓，技能鑒定，科研驗證等進行開放，并制定實訓基地的使用管理制度。第二步，當廣西建設開放性實訓基地時，根據廣西的管理制度，對校級實訓管理制度進行修改。
（二）加強開放性實訓基地管理云平臺建設。開放性實訓基地的服務對象分散，基地使用頻率較高，實訓項目及需求多樣，因此管理云平臺應能根據需要對申請者的申請及時作出安排與審批。除了上述功能，云平臺還應明確實訓項目清單，清單項目作業指導書，設備維護管理要求，實訓師資配備，實訓過程要求等一系列規定。管理平臺應由實訓人員專人管理，根據實訓基地使用情況及時對相關申請作出批復。
（三）加強城市軌道交通運營技術開放性實訓基地硬件建設。開放性實訓基地應功能先進，代表當前運營企業的實際水平，能夠反映現場作業情況。即“理念上超前于企業、標準上接軌于企業、設施上同步于企業、技能上適應于企業”。基地建設應體現本專業主要崗位群的典型作業技能、主要崗位的職業資格鑒定、企業人員的培訓需求等要求。
就城市軌道交通運營技術開放性實訓基地而言，需建設站務員、客運值班員、行車值班員、值班站長、調車員、車輛段派班員、行車調度員、電客車司機等主要運營崗位實訓需要的車站綜合實訓室，調度實訓室，行車值班員實訓室，安全技能實訓室、模擬駕駛集群等實訓室，各實訓室應成系列化，聯動化，能模擬整個城市軌道交通作I過程。如客運系統實訓，應能實現車站計算機（SC）與現場客運設備，線網控制中心與全線各站SC的聯動綜合實訓。票廳應能模擬各種類型的票務故障綜合訓練。行車系統應實現車站（LATS）、調度（CATS），司機三者之間各種故障類型的聯動綜合訓練。除聯動外，還可實現信號系統故障單機演練，包括LATS與CATS單機演練。列車模擬駕駛單機演練等，即實現基礎實訓與綜合實訓的結合。安全實訓室除實現應急急救等單項技能的訓練外，還應實現火災報警系統（FAS）、環控系統（BAS）的中心級與車站級的聯動綜合操作，特別是車站就地級設備操作，應與現場設備保持一致。另外，應及時跟進城軌技術的發展，及時更新城軌運營新設備，從而實現實訓基地的可持續性發展。
（四）加強城市軌道交通運營技術開放性實訓基地師資建設。由于開放基地的同時伴隨著師資的開放，因此開放性實訓基地師資一般要求具有“雙師”素質且理論知識豐富、具有企業基層經歷、具備實訓與培訓指導能力。加強師資建設由此也成為開放性實訓基地建設中的重要一環。加強城市軌道交通運營技術開放性實訓基地師資建設，應做到“培”“引”“兼”并重，（下轉第188頁）（上接第183頁）注重制度建設，按“教師名師、技術能手”的要求，進行師資培養與引進。首先，應加強對校內實訓教師的培養力度，無論新入職教師還是老教師，學校應從制度設計上為教師提供專業學習，職業實踐的機會，經現場考核，達到現場技術能手以上水平后，方可進行相關的實訓指導工作。其次，對于“引”進教師的管理，同樣必須進行嚴格的考核。確保引進的人才專業技能突出。對于特別優秀但是引不到教師隊伍里的人才，可考慮聘用為學校的兼職教師。
（五）加強實訓項目開發。城市軌道交通運營技術的發展日新月異，必須與設備發展與企業作業標準更新保持同步，加強實訓項目的開發，才能滿足現場培訓與鑒定的需要。
總之，在廣西建設城市軌道交通運營技術開放性實訓基地是一項復雜的系統工程，但是由于其在優質資源共享，社會服務，可持續發展，示范與引領等方面的巨大優勢，必將成為下一步實訓室建設的發展趨勢。建設過程中應系統考慮開放性基地建設項目對制度建設、平臺建設，硬件建設，師資建設、實訓項目開發等各個方面的要求，努力克服建設中存在的各種問題，依托“示范特色專業及實訓基地建設項目”，將城市軌道交通運營技術實訓基地建設為開放性實訓基地，從而充分發揮示范特色專業的示范引領作用。
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第3篇：光導系統技術范文
關鍵詞：光導管 自然采光 綠色照明 節能減排
中圖分類號：TU88 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0096-01
大自然賜予的自然光是人類最寶貴的財富，它跟其他的能源相比較，其特點是取之不盡，用之不竭，同時它還存在清潔與安全的特點，人類充分的利用自然光能源，不僅可以節約很大的用電量，也可以減少有害氣體的排放以及自然資源的消耗問題，當前，在更多的現代建筑上都有利用自然光資源，已經被廣泛的應用到各個領域當中。光導管技術則是運用了太陽光資源，使得光導管照明系統可以通過太陽光傳遞到室內的房間當中，并且還可以傳遞到不適合采用電光源的易燃易爆的場所，而光導管照明技術是利用太陽光的一種有效方式[1]。
自光導管應用以來，研究學者們就沒有對它停止過研究與改進，它最初是源于自來水的聯想，最初的研究只是想通過光導管輸送人工光，直到20世紀80年代才開始對自然光進行采集。對于現在比較緊張的能源局勢來說，使得自然光成為現在光導管技術的主要支持，讓它成為現在照明領域中的熱點之一。
國外光導管技術的研究和使用相對比較成熟。由于采集太陽光的光導管照明系統結構簡單、安裝方便、成本較低、照明效果好，因此在國外發展十分迅速，應用也比較廣泛，目前國外已經有不少公司具備了生產光導管的能力。目前，我國在光導管的研制和應用領域仍然十分落后，尚不具備大規模生產的能力。主要原因是我國還沒有掌握高反射率薄膜的生產工藝，光導管的傳輸效率有待于進一步提高，在基礎理論研究、產品設計和實踐操作等方面的工作還很不夠，因此在我國光導管技術還沒有大規模進入市場[3]。
1 光導照明系統的基本結構
光導照明系統又稱自然光照明系統，是通過采光裝置聚集室外的自然光并導入系統內部，再經過導光裝置傳輸后，由系統底部的漫射裝置把自然光均勻導入到室內需要照明的地方。用光導管采集自然光是現代綠色建筑的一種比較普遍的理念[2]。
光導照明系統主要由三部分組成：采光裝置、導光裝置和漫射裝置[1～2]。
（1）采光裝置通常是一個透明的玻璃罩，按照采光方式的不同，可分為主動式和被動式。主動式是通過一個能夠跟蹤太陽的聚光器采集太陽光，由于聚光器上裝置了傳感器和反饋裝置，可以使聚光器的采光方向總是向著太陽。這種光導管采集太陽光的效果非常好，但是由于聚光器的工藝要求高、造價昂貴，目前很少在建筑中采用[3]。
目前應用得最多的是被動式采光，聚光罩和光導管本身連接在一起。這種類型的光導管主要由聚光罩、防雨板、可調光導管、延伸光導管、密封環、支撐環和散光板等組成。
（2）導光裝置也就是光導管，即把采光裝置收集的自然光導入到室內的管道，一般為鋁制結構，質量較輕。管壁為高反射材料，反射率一般在95%以上，確保了光線傳輸的高效性和穩定性。光導管可以旋轉彎曲來改變導光角度和長度。光導管是光導管可以按形狀分為直光導管和彎管兩種，彎管可以有不同的彎曲角度，彎曲角度變化范圍為0～90°。
（3）漫射裝置位于系統底部，是將光導管傳輸的光線散射到室內，使光線均勻照明的裝置，同時可避免眩光現象的發生。
2 影響因素
（1）光導照明系統的照度與光導管內壁材料的反射率高低密切相關，反射率越高，光導管產生的亮度越大。選用高反射率材料制成的光導管，其傳輸效率也較高，一般情況下光導管的反射率在97%以上，光導管的反射率不宜低于95%，否則利用價值不大。直徑有250 mm、330 mm、450 mm、530 mm和750 mm等幾種規格。
（2）光導照明系統的效率還與光導管直徑的大小和管道的長短有關。光導管直徑越大，管道長度越短，系統發光效率越高。
（3）光導管的安裝方式和彎轉次數對系統的發光效率也有影響，光線在水平光導管內反射次數增加，光損加大，系統發光效率降低，所以水平管道傳輸不宜超過3.0 m。另外，系統每增加一個彎頭，其光效降低10%～15%，所以光導管彎頭不宜超過2個。
3 光導照明系統的優點
（1）節能環保：光導管照明最大的優點就是節能。完全采用自然光照明，可以節約20%～30%的建筑用電，并且減少自然資源的消耗和有害氣體的排放[1，3]。
（2）有益健康：光導管利用太陽光，室內為漫射自然光，自然光的光譜范圍廣，無頻閃，光線柔和，照度分布均勻，無眩光現象，不會對人眼造成傷害，能夠營造舒適的光環境。另外，在聚光罩上敷設防輻射涂層，還可去除有害輻射，起到殺菌和防治多種皮膚病的功效，對人們的身體健康有利[2]。
（3）光導管結構簡單、重量輕、耐腐蝕、反射率高，材料可回收利用，安裝拆卸簡便靈活，無需后期維護，降低了人工維護和設備更新成本。使用壽命長，一般在25年以上。
4 存在問題
（1）光導照明系統只能應用于日間照明，不能儲存和轉化能量，所以在使用光導照明系統的同時必須采用電力照明措施。電力照明系統宜采用自動控制，在陰雨天照度不足時，自動啟動電力照明系統。只有這樣，各個系統才能組合構成最佳的節能方案。（2）光導照明系統的照度直接受室外天氣的影響，同時也存在地區性的差異。有的地區日照時間比較長，適宜采用光導管照明；有的地區常年光照比較少，應用光導管照明的效果就不是很好。（3）對采光的時段性也有要求：目前應用的光導照明系統幾乎全部采用頂部采光，正午時太陽接近直射，其采光率最高，采光效果最好，而在早晚太陽升降時，采光量則不能保證。因此，光導照明系統只能用于一般照明，不能用于對于照度要求恒定的場所及應急照明。（4）光導管的適用問題：在建筑設計的同時需要給光導管預留安裝位置，如果建筑已經建好再考慮安裝光導管，就會對原有的建筑結構造成一定程度的破壞。另一方面，光導管在傳導光線時，照度會隨著管路的延長而快速衰減，因此，低層用戶的采光率就會大打折扣，這也限制了光導管的使用范圍。
5 未來發展趨勢
光導管照明技術是利用太陽能的一種方式，屬于綠色照明技術，隨著人們生活水平的提高和節約建筑能耗的緊迫，該技術在現代建筑中得到了越來越多的應用，有著良好的市場前景。目前，光導管照明技術的研究和應用在國外相對比較成熟，借鑒國外的先進技術和經驗，形成我國具有自主知識產權的光導管技術和產品具有重要意義。未來的發展趨勢是將光導管和其他建筑技術相結合，將進一步拓寬光導管的應用范圍，必將得到更大的發展。
參考文獻
[1] 丁力行，歐旭峰，盧海峰，等.光導管技術及其在建筑領域中的應用[J].電氣與智能建筑，2010，39（1）：64-67.
第4篇：光導系統技術范文
關鍵詞： 光導照明系統地下空間照明節能 特點 應用
中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著城市建設的迅速發展，特別是城市廣場及綠地的需求，為充分利用土地資源，在大面積的廣場和綠地下建設地下空間，作為地下商城，地下停車場等。而且檔次越來越高，設施越來越復雜，能耗也越來越大。單以照明來講，其能耗占地下停車場運營能耗的80%左右。，在節能減排的大背景下，光導照明技術在地下空間照明的應用更為可行。光導照明系統作為一種新型的、無能耗的照明系統,已經越來越受到人們的關注和應用。
1光導照明系統
新型綠色照明設備的代表是近年來國外流行的太陽光光導照明系統。該系統無論在晴天、陰天還是下雨天，都能高效地把室外的自然光線通過采光罩采入系統內。系統內的漫射裝置均勻地將采得的光照射到室內，而且導光管道也可以任意彎轉，自然光線能到達室內任何需要光的地方。這套系統具有自然光線照明，無電力成本，采光不受朝向和窗戶開啟的影響。系統采取全封閉結構，無需清潔和維護。該系統還具有光線柔和，不產生眩光、不產生反射，系統成套供應，組裝容易，安裝簡便等諸多特點。同時，利用光導照明技術能讓人們更多的時間在自然光下工作和生活，保護視力，減少學生近視，增強人體健康等等。由此可見，光導照明系統的開發和應用將真正的起到節能減排的社會效益和經濟效益。光導照明，即管道式日光照明， 又叫日光照明、自然光照明、管道天窗照明、陽光導入照明和無電照明等。 在國外發展的比較早，2004年引入國內。
2光導照明起源
從能源應用角度，陽光取之不盡用之不竭，現在人們已經利用陽光供熱，利用陽光發電等，直接利用光普照明系統把陽光引入我們需要照明的場所，直接利用陽光減少碳排放，提升凈化生活環境；健康人居角度，溫暖舒適，回歸自然。
3光導照明的工作原理
采光裝置捕獲室外的日光，并將其導入系統內部,然后經過光普照明系統強化并高效傳輸后，由漫射器將自然光均勻導入室內需要光線的任何地方。從黎明到黃昏，甚至是陰天或雨天，該采光系統導入室內的光線仍然十分充足。室外的自然光線透過采光器，經由特殊制作的光導管傳輸至室內漫射裝置，把自然光均勻高效地照射到室內任何需要光線的地方。
光導照明系統（也稱為管道式日光照明系統）是一種新型照明裝置，其系統原理是通過采光罩高效采集自然光線導入系統內重新分配，再經過特殊制作的導光管傳輸和強化后由系統底部的漫射裝置把自然光均勻高效的照射到任何需要光線的地方， 得到由自然光帶來的特殊照明效果。光導照明系統與傳統的照明系統相比，存在著獨特的優點，有著良好的發展前景和廣闊的應用領域，是真正節能、環保、綠色的照明方式。該套裝置主要分為以下幾個部分：采光裝置、導光裝置、漫射裝置。
4光導照明的特點
4.1節能：無需電力，利用自然光照明，同時系統中空密封，具有良好的隔熱保溫性能，按光源類型分類，可將其歸入“冷光源”，不會給室內帶來熱負荷效應。節能環保，光導照明系統安裝以后，可以顯著降低建筑物內部80%以上的照明能源消耗和10%的空調制冷消耗，減少大量二氧化碳排放。系統的壽命25年以上，各部件可以回收利用，不會對環境造成任何污染。可完全取代白天的電力照明，至少可提供十小時的自然光照明，無能耗，一次性投資，無需維護，節約能源，創造效益！
4.2環保：組成光導照明系統的各部分材料均屬于綠色產品。照明光源為自然光線，采光柔和、均勻，光強可以根據需要實時調節，全頻譜、無閃爍、無眩光、無污染，并通過采光罩表面的防紫外線涂層，濾除有害輻射，能最大限度的保護您的身心健康。
4.3健康：室內為漫射自然光，無頻閃，不會對人眼造成傷害（普通日光燈的供電頻率為 50 赫茲，表示發光時每秒亮暗 100 次，屬于低頻率的頻閃光，會導致人眼視覺疲勞，從而加速眼睛近視），同時表面帶有 UV 涂層的采光裝置會隔絕大部分的紫外線，使少量的紫外線進入室內，可以清除室內霉氣，抑制微生物生長，促進體內營養物質的合成和吸收，改善居住環境。健康安全，光導照明系統安裝在建筑物內，使人們避免了白天長時間生活在電光源下面，減少了許多疾病的發生。減少了白天照明停電引起的安全隱患和用電引起的火災隱患。科學研究證明，自然光線照明具有更好的視覺效果和心理作用，并且可以清除室內霉氣，抑制微生物生長，促進體內營養物質的合成和吸收，有益于改善室內環境，增強人體健康。太陽光導入器秉承自然理念，全力打造健康和諧的娛樂、辦公、居住環境。
4.4時尚：太陽光導入器外觀時尚、大方，創造低耗能、高舒適度的健康辦公、娛樂、居住，是自然光與人工建筑的完美結合，有利于建筑裝飾藝術創作；多變的自然光，加上陽光豐富的色彩，材質感更加明顯，顯示出自然光的無窮魅力！
4.5安全：不存在電力隱患采光系統無需配帶電器設備和傳導線路，避免了因線路老化引起的火災隱患，且系統設計先進，具有防水、防火、防盜、防塵、隔熱、隔音、保溫以及防紫外線等特點。
4.6光效好：光導照明系統所傳輸的光為自然光，其波長范圍為 380nm ～ 780nm ，顯色性Ra為 100（白熾燈所發出的光最接近自然光，其顯色性Ra為 95～ 97），且經過系統底部的漫射裝置，進入室內的為光為漫射光，光線柔和，照度分布均勻。
4.7使用年限：光導照明系統使用年限≥ 25 年（電力照明燈具的使用年限 最大10 年左右，LED照明）。提高工作效率，光導照明系統直接傳輸自太陽光線，全光譜、無頻顯、無炫目；工作環境更加舒適，減少燈光和疲勞引起的各種疾病，提高工作效率。
5光導照明系統的組成
①.采光器 ②.防雨裝置 ③.標準管④.彎管 ⑤.延長管 ⑥.固定環 ⑦.漫射
⑧.裝飾環
6光導照明的應用范圍
主要應用于單層建筑，多層建筑的頂層或者是地下室，建筑的陰面，公園、廣場的地下空間等等。采光不好及白天需要照明的場所。其中包括大型的體育場館和公共建筑，廠房，車間，別墅，地下車庫，隧道，油站，易燃易爆場所以及無電力供應場所。陽光是萬物生長之源，對人的身心健康十分有利。自然光能改善室內居住環境，可以緩解視覺上的疲勞。有利于植物生長。直接傳輸自然光，全光譜，無眩光。使我們的工作環境更加舒適，有效地提高了人們的工作效率。節約能源，平均節約80%以上的白天照明。
減少對環境的污染，不同于電力照明，不存在安全隱患。一次性投入，回收期短，不用后期維護。光導照明，是一種新型的照明方式，簡單說就是把自然光通過高科技手段引入室內照明。它的工作原理是通過室外的采光裝置捕獲室外的自然光，將其導入系統內部，然后經過光傳導裝置的強化并高效傳輸后，由漫射器將自然光均勻的導入室內需要陽光的任何地方，從黎明到黃昏，甚至是陰天或雨天，該系統導入室內的光線仍十分充足。
光導照明系統分為三個部分：室外屋頂的采光裝置、光傳導部分和漫射器。采光裝置主要是收集室外的自然光線，光導管是把由采光裝置采集來的自然光導入室內的管道。漫射器是把光導管傳輸過來的光線均勻分散到室內各個需要陽光的地方。
7實體應用案例
廣場綠地采光器布置效果圖
地下空間照明效果圖
8光導照明設計依據
《建筑采光設計標準》GB/T50033-2001 《建筑照明設計標準》GB50034-2004
《地下建筑照明設計標準》CECS 45:92 《公共建筑節能設計標準》GB/50189-2005
《屋面工程技術規范》GB/50345-2005《屋面防水施工技術規程》DBJ01-93-2004
《室內燈具光分布分類和照明設計參數標準》CECS 56:94
9技術參數
10結語
光導照明系統作為地下空間照明的輔助照明部分，可以有效地減少白天的照明用電，充分利用太陽能。光導管技術為太陽能的高效傳輸和利用提供了可能的途徑，作為一項環保、可持續能源技術，光導照明系統可以廣泛應用于建筑采光中。今后我國還需加強高反射率薄膜的生產工藝的研究，爭取實現光導照明系統的完全國產化。
參考文獻
1．北京東方風光新能源技術有限公司。尚拓光導照明系統在園博園的
第5篇：光導系統技術范文
關鍵詞：光導照明；地鐵上蓋；應用
目前節能減排是國家推進可持續發展的重要宗旨，而如何減少能源的使用，盡量采用自然能源是需要重點考慮的問題。地鐵作為城市發展的一個重要標志，其設計及運營過程中更應融入“綠色環保”的理念，以響應國家“節能減排”的號召。
目前我國建筑照明用電在電能消耗中約占全國總用電量的15%，同時國內地鐵仍以電力照明為主，無法從根本上解決節能環保的問題。光導照明作為一種綠色、環保照明方式，在國內外的應用越來越普遍，但是在地鐵項目中的應用還比較少。
1 光導照明系統的概況
1.1 光導照明工作原理
光導照明系統通過室外采光裝置收集室外的自然光并導入系統內部，再經特殊制作的光導管傳輸后，由安裝與系統另一端的漫射裝置把自然光均勻的發散到室內任何需要光線的地方。利用該系統得到的室內光線從黎明到黃昏，甚至是陰天都十分充足。同時，為了提高系統的采光及傳導效率，必須從系統結構和材料兩個方面加以改進，使采光裝置采集的光亮盡可能多而在光導管內的損失盡可能少。
1.2 光導照明系統的優缺點
光導照明作為一種綠色的照明方式，在國內的應用較為普遍，其主要優勢有：節能、環保、健康、安全、光效好、采光面積小及調光性等。同時，光導照明的應用也存在一些限制，主要體現在以下幾點：前期投資成本大；受天氣因素影響；光導管系統有地區型要求；材料的要求較高；光導管的安裝問題。
1.3 光導照明的主要應用場所
光導照明系統適合于頂層和地下一層建筑，多層建筑的頂層或者是地下室，建筑的陰面等等；大型的體育場館和公共建筑，廠房，車庫，油站，易燃易爆場所以及無電力供應場所。
2 光導照明在車輛段等地鐵上蓋的適用性分析
2.1 幾種常見的自然采光系統
采光天窗：采光天窗通過在屋頂設置天窗以滿足進度或跨度大的建筑物的采光要求，從而改善室內環境。
采光隔板：采光擱板是在側窗上部安裝一個或一組反射裝置，使窗口附近的直射陽光經過一次或多次反射進入室內，以提高房間內部照度的采光系統。
導光棱鏡窗：導光棱鏡窗是利用棱鏡的折射作用改變入射光的方向，使太陽光照射到房間深處。
光纖照明：光纖照明采光系統一般也是由聚光部分、傳光部分和出光部分三部分組成。
2.2 幾種常見自然采光系統在車輛段等地鐵上蓋應用的適用性分析
上述幾種自然采光系統都是通過利用自然光以實現建筑內照明的方式，都是節能環保的照明方式，但是根據采光方式的不同，其應用場所也不同。目前地鐵車輛段均設置上蓋，因此對自然光的引入也很有必要，通過分析上述幾種自然采光系統在帶上蓋車輛段的適用性，以選擇最合適的采光系統。
（1）采光天窗在車輛段地鐵上蓋的應用：車輛段一般側面為開放式，因此設置側窗采光是沒有必要的。而天窗采光系統需在上蓋開較大的孔洞，一方面上蓋大面積開孔以實現蓋下照明不經濟，另一方面無論是對蓋上還是蓋下的人員都存在較大安全隱患。因此采光天窗在車輛段是不適用的。（2）采光隔板在車輛段的適用性分析：車輛段一般側面為開放式，因此設置采光隔板是沒有必要的。（3）導光棱鏡窗在車輛段的適用性分析：導光棱鏡窗的安裝方式也與天窗采光系統相同，只是工作原理不同，通過前面的分析可知這種類型的照明方式在車輛段中也是不可行的。（4）光纖照明在車輛段的適用性分析：纖照明系統傳光的光纖直徑一般10mm左右，這種導光方式不能大面積的采光導致其光通量較小，不能很好的滿足蓋下作業的要求。（5）光導照明在車輛段的適用性分析：相對上述幾種自然采光系統，光導照明在車輛段上蓋的開孔大小適宜，同時其光通量較大且可滿足蓋下作業要求。因此光導照明是目前比較適合用于地鐵上蓋項目的自然采光系統。
通過對比分析可知，光導照明系統相對于其他自然采光系統更加適用于車輛段等地鐵上蓋物業。
3 光導照明在車輛段等地鐵上蓋的適用性分析
（1）成本回收問題：光導照明產品的價格一般要遠遠大于電氣照明、采光天窗、光纖照明等設備。有效的解辦法就是在設計過程中合理選擇光導照明覆蓋區域，盡量選擇白天仍需照明及電氣照明密度大的區域，如車輛段運用庫等地點。同時，應合理選擇光導照明產品數量。因此必須根據場地的照度要求，通過光照計算軟件合理地選擇最佳設備數量以達到效益的最大化。（2）天氣因素問題：光導管系統使用太陽光作為光源，因此其采集的光能量受氣候影響極大，不同季節和不同天氣都對系統的性能產生影響。在車輛段等地鐵上蓋應用過程中需要在場段內設置一套電氣照明及一套光導照明。白天日照充足時，充分利用光導照明以達到節能的目的；在陰雨天，選擇性的開啟電氣照明以加強室內照度，滿足工作要求；在夜晚，開啟電氣照明；在白天全黑及極端天氣下，開啟全部電氣照明。（3）光導照明系統有地區型要求：并不是所有地區都適合使用光導照明，有的地區日照時間比較長，適宜采用光導照明；而有的地區常年光照量比較少，應用光導管照明效果就不是很好。廣州位于三等地區，屬于太陽能資源中等地區，年光照小時可達到2200～3000小時，因此在廣州地區的車輛段等上蓋物業采用光導照明系統是可行的。（4）對材料的要求較
高：由于光導管對于光路技術有很高要求，比較成熟、性能較高的光導管只有國外的某些大公司才能生產。但是隨著國內產品及技術的成熟，隨著科技的M步，這些將不在是限制光導照明產品應用的因素。（5）光導管的安裝問題：當光導管在車輛段中安裝時需要在設計過程中應與結構、通風空調、給排水等專業進行協同設計，避免管線與光導照明孔洞沖突，并在設計中給光導管的安裝預留空間。
根據前面的分析可知，光導照明系統在車輛段等地鐵上蓋物業應用是可行的。
4 工程應用當中需要注意的問題
（1）與土建配合。在設計過程中，光導照明預留孔洞應避免與蓋板結構發生沖突，應在開孔位置避免蓋板梁、柱的前提下，盡量滿足蓋下的照明需求；在施工過程中，施工單位應嚴格按照圖紙尺寸預留孔洞，錯開梁、柱以避免預留孔洞與梁、柱沖突。（2）與蓋下管線配合：因光導管會在蓋板處伸向蓋下，因此在設計過程中，應與多專業協同考慮，為光導管的安裝預留足夠空間，如應避開蓋下風管、水管等管道；同時，在施工過程中，燈具等設備管線應避免敷設在光導預留孔洞正下方，防止管線影響光導照明使用效果。（3）與上蓋物業配合：應結合上蓋物業，合理選擇不同類型的光導照明產品。如在道路等有人、車通過的路面，采用平板型導光系統，不得妨礙人、車通行；在有綠化帶處使用晶鉆型導光系統，以防止植物影響光導系統的采光效率。
5 結束語
隨著全國城市軌道交通的快速發展，大量地鐵上蓋物業馬上要開工建設，而光導照明這一節能手段必然會有其用武之地。本文的研究內容詳細地分析了光導照明系統在車輛段等地鐵上蓋應用的適用性和可行性，研究結論也證明了光導照明在車輛段等地鐵上蓋物業是適用的、可行的；最后提出了多點工程應用當中需要注意的問題。
上述研究內容為光導照明在地鐵項目中的應用起到了很好的借鑒意義，同時也為地鐵項目的節能減排提供了一把利器。
參考文獻
第6篇：光導系統技術范文
1地下建筑采光設計需要解決的問題
1.1缺少自然光封閉的地下空間缺乏自然光的照射，而且主要是以熒光燈進行照明，使得地下空間單調并且缺乏變化。為改變這些缺陷，就需要對人工光的色彩、光強、用光的方向等精心設計或者利用人工的方式導入自然光。
1.2不良的心理反應人們在地下空間中的方位感較差。人在地下空間中往往依賴于室內光線的方向和強弱的變化來確定方位，不正確的視覺信息會歪曲人的定向感，在室內失去定向感，往往會使人感覺不適。而光線充足的室內則可以彌補對黑暗的地下空間的消極聯想。
2天然采光
為了節能和改善地下和無窗建筑室內光環境，在地下建筑中，應該盡可能的透過側窗、天窗和中庭為建筑物提供自然采光，但是地下空間多為封閉空間，所以我們就要尋求一些新的地下建筑采光方法。天然采光不僅僅是為了滿足照度和節約采光能耗的要求，更重要的是滿足人們對自然陽光、空間方位感、晝夜交替等自然信息感知的心理要求。此外，在地下建筑中，天然采光的形式可使空間更加開敞，并在一定程度上改善通風效果，而且在視覺心理上大大減少了地下空間的封閉、壓抑、陰森等不良影響。因此，可以說，地下建筑天然采光對于改善地下建筑具有很多方面的作用。近年來出現了一些新的地下建筑采光方法。雖然這類建筑利用天然光照明方法曾已為人們有所研究,但是還有許多技術問題有待研究解決。我們對這一方法的發展，它與傳統采光的差異，優點，采光過程，采光系統(包括定日鏡、聚光鏡和導光管等)的組成，技術經濟價值及發展前景進行了較全面的研究。主動式太陽光系統。在很多情況下，地下空間是完全隔絕的，因此，無法利用側窗和天窗采納自然光，需要主動太陽光系統將自然光通過孔道、導管、光纖等傳遞到隔絕的地下空間中。主動太陽光系統的基本原理是根據季節、時間計算出太陽位置的變化采用定日鏡跟蹤系統作為陽光收集器，并采用高效率的光導系統將天然光送入深層地下空間。下面將介紹光導系統的兩種形式。
(1)纖維光導管系統。照明在能源及其環境污染上的嚴重性，已經引起了人們的重視，而解決問題的關鍵就是大力推廣綠色照明技術。光導管是近20年發展起來的一種新型有效的利用自然光的照明裝置。在地下空間的設計中，它可以把自然光進行重新分配，從地上傳輸到地下，以達到一定的照明效果。它不僅具有節約能源，清潔無污染的優點，還可以避免一些采用自然光照明的系統由于直接獲得太陽光存在的炫目和潛在熱不適等問題。光導照明系統是一種新型的照明系統，主要是由采光罩、光導管和漫射器三部分組成。其系統原理是通過頂部的采光罩高效采集自然光線導入系統內部進行重新分配，再經過特殊制作的光導管傳輸和強化，光導管內壁為高反射材料，反射率一般在95%以上，光導管可以旋轉彎曲重疊來改變導光角度和長度。最后由系統底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到任何需要光線的地方，并且可避免眩光現象的發生。從而得到由自然光帶來的特殊照明效果，打破了照明完全依靠電力的觀念，是一種綠色、健康、環保、無能耗的照明裝置。從采光的方式上分類，光導管有主動式和被動式兩種。主動式是通過一個能夠跟蹤太陽的聚光器來采集太陽光，這種類型的光導管采集太陽光的效果很好，但是聚光器的造價昂貴，目前很少在建筑中使用。目前使用最多的是被動式采光光導管，聚光罩和光導管本身連接在一起固定不動，聚光罩多由PC或有機玻璃注塑而成，表面有三角形全反射聚光棱。光導管可以實現白天完全或部分利用自然光照明，從而大大節省電能。自然采光能節約建筑能耗，在地下建筑中的應用將會日漸顯現。光導管技術把地上的太陽光傳輸到地下來，卻不產生過多的熱。隨著人們生活水平的提高，和節約建筑能耗的緊迫性，光導管技術必將在中國得到廣泛應用。我國目前在光導管的研制和應用領域仍然十分落后，還不具備大規模生產光導管的能力。主要原因在于光導管用的高反射率薄膜我國還沒有掌握其生產工藝，光導管的傳輸效率有待于進一步提高，在基礎理論研究和產品設計、實踐操作等方面的工作還很不夠，因此，在我國光導管技術還沒有大規模進入市場。
(2)定日鏡。定日鏡是一種對陽光進行反射定位的裝置，通過對太陽進行跟蹤，它可以將陽光精確地反射到某一固定位置，由于這一特性，它在地下空間的自然采光方面得到了很好的應用。用拋物鏡和平面鏡將定日鏡收集的陽光通過光導管送入室內的光路設計，對解決淺埋地下或無窗建筑采光問題是較合適的。定日鏡的上方設有反光鏡。定日鏡像向日葵一樣跟著太陽轉，但不完全像向日葵那樣“正視”陽光，而是將陽光折射給定日鏡上方的反光鏡子，陽光就這樣被主動搜集過來，反光鏡朝下，陽光被“輸送”到地下空間。引入主動式自然導光系統，主動收集太陽光的方式，將太陽光引入室內進行照明。與用普通的天窗玻璃直接引入太陽光的方式相比，主動式自然導光系統不僅提高了照度，延長了室內照明自然光照明時間，并且，對光線進行了散射，避免眩光的產生，改善了照度的均勻性，獲得更舒適的照明效果。主動式導光系統經過收集、反射、透射、散射等方式，將太陽光導入室內。導光系統主要由三部分組成，包括定日鏡、平面反射鏡以及5組“天窗＋漫射板”。除了定日鏡，其他的組件都是固定不動的。其中，定日鏡的作用是收集太陽光。定日鏡需根據太陽位置的改變不斷進行角度調整，以確保定日鏡收集并反射出去的光線全部被平面反射鏡接收到。平面反射鏡的作用是接收定日鏡收集的太陽光，并將其反射進天窗。從天窗射入的光經過漫射板的散射作用變成比較均勻的光對室內照明。定日鏡準確跟蹤太陽光是該系統成功的關鍵，為此，精確計算太陽在各個時刻的方位，并將其轉化為定日鏡的姿態調整數據，確保將太陽光準確反射到平面鏡上。定日鏡除了要準確跟蹤太陽，還要求出射的光線有聚光效果，為此，采用超環面面型作為定日鏡的反射鏡面，而非普通的球面反射鏡面型，前者能有效地降低光學系統像差，更集中地將光線匯聚在一個小區域。
3人工照明
地下建筑中很難完全依靠天然采光，即使可以通過自然采光，也很難使自然光到達建筑內部的空間。因此，在自然光不能完全到達的地下空間中，人工照明作為自然光的補充是必不可少的。在室內人工照明設計時，應綜合考慮照度、均勻度、色彩的適宜度以及具有視覺心理作用的光環境藝術等，從整體考慮確定光的基調以及燈具的選擇，爭取創造出適合人的視覺特點的光照環境。
3.1地下建筑人工照明的原則
(1)應該根據地下工程的用途、空間大小、建筑形式、材料光潔度、色彩以及燈具形式全面考慮。
(2)照度應該滿足工作需求。
(3)應減少單獨使用白色冷光熒光燈，使各種光源混用，以降低光色的單調程度。
(4)在出入口處，因其起著連接內外的作用，相對于內部應該有較高的照明度。從室外進入地下內部，照度降低，應該保持一個合適的梯度。
3.2人工照明的設計方法
3.2.1創造具有自然特性的人造光
人工照明具有光強比陽光小且光色不全等缺點。因此，設計人造光模擬自然光的特性是一個重要方法。人造光系統可以模擬陽光的顏色、穩定性以及在方向與強度的變化。模擬自然光的全光譜燈泡可以提供紫外線照射，以利于地下空間中人們的生理健康。將全光譜燈泡隱藏起來進行間接照明，或者至于假天窗之上，會使人誤以為是日光在照明。設計者應該在無窗的地下空間中使人造光能夠模擬陽光在一天中的規律性變化，具體的做法是根據外面一天中陽光的周期性變化來改變人工光的顏色和強度。
3.2.2變幻的光影
對于燈光設計來說，使用變幻的光線所起的作用是很重要的，這并不是簡單地為了變化而變化，而是通過變化加強對不同功能空間的限定，并反映出空間的不同功能。還可以通過在沿著過道的主要目的空間增加光的照度來引導人們的運動。用人工創造出類似自然光的、變化的光線會使空間更豐富、更有活力。
4采光與節能
節約能源、保護環境、提高照明品質是綠色照明的宗旨，在能源日益緊張的今天，充分利用天然光，把太陽光通過導光管系統方式直接傳輸到室內需要照明的地方，特別是一些地下或無窗建筑，必然是未來太陽能綜合利用很好的一種方式，更有利于實現可持續發展戰略。
4.1導光系統在節能方面的體現
采光節能的方法很多，如采用鏡面反射采光法；利用導光管導光的采光法；光纖導光采光法；棱鏡傳光的采光方法；光伏效應間接采光照明法。但無論采用什么方法都旨在降低成本和提高效率，以求在改善地下空間環境方面獲得一種節能、經濟的光照技術。導光裝置是地下采光系統中不可少的部分。選擇合適的導光方式，是設計中的關鍵。石英玻纖導光管具有高傳輸、柔韌性好和便于安裝使用等優點，是一種較理想的導光材料。目前，這種光纖在我國僅限于通信方面的應用，由于生產能力較低，市場需求量不大，所以價格特別昂貴。如果采用透鏡、平面鏡組成的幾何光路導光系統，那么購置大批光學元件所花費的資金也是相當可觀的。相比之下，選用空心導光管既經濟又實用，空心導光管具有易加工及易安裝的特點，將其內壁鍍上高反射率的材料，同樣能獲得較高的光通傳輸率和利用率。因此，有一定的使用價值。所以應該選擇合適的導光材料，達到節能標準，最大限度地利用陽光。國內目前在地下空間中運用導光管照明已有工程實踐，收到較好的節能效果，如北京奧運中心區地下車庫所采用的導光管系統。該工程安裝了19套導光管系統，單套導光管系統可為70m2車庫提供照明。導光管內徑為1.2m，導光管長度為3.35m和3.85m。按照車庫地面照度標準為75lx，工程按照設計計算效果模擬及照明控制設計完成的導光管系統工程，經工程完工后實測，全陰天時室外照度折算為2000lx時，室內平均照度達到75lx，符合標準要求。在室外照度達到95551lx時，室內照度達到670lx。在節能方面，19套導光管系統全年為車庫節能24472kW•h電。
4.2人工照明節能方法在地下空間中，最大限度地利用自然光也并不能完全滿足使用要求，在夜晚和陰天時需要借助人工方式來輔助照明。為了節省耗電量以及滿足環保節能標準，地下空間可使用LED智能燈，同樣能達到節能環保的標準。LED智能燈能根據實際需要提供適度的照明，在不降低照明品質的前提下，大幅度降低電能消耗。它具備很多優點：
(1)耗電量低。LED耗電相當低，直流驅動，超低功耗(單管0.03～0.06W)，電光功率轉換接近100%。一般來說LED的工作電壓是2～3.6V，工作電流是0.02～0.03A。這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
(2)使用壽命長。有人稱LED光源為長壽燈，它為固體冷光源，環氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部分，不存在燈絲發光易燒、熱沉積、光衰等缺點，在恰當的電流和電壓下，使用壽命可達6萬～10萬h，比傳統光源壽命長10倍以上。
(3)高亮度、低熱量。LED使用冷發光技術，發熱量比普通照明燈具低很多。
(4)環保。LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。
第7篇：光導系統技術范文
關鍵詞：地面塌陷；監測技術；研究現狀；光導纖維TDR
1引言
近年來，隨著巖溶區土地資源、水資源和礦產資源開發以及工程建設等人類活動作用的不斷增強，由此引發的巖溶塌陷災害頻繁發生，造成的損失越來越大，已成為巖溶區城市的主要地質災害，嚴重妨礙城市經濟建設與發展。巖溶塌陷的形成，通常必須具備三個條件[1]：下部有巖溶地層，有溶蝕的空間（溶洞或土洞），為地下水和塌陷物質提供存儲場所或通道；上部有一定厚度的蓋層，蓋層可以是基巖，也可以是松散土層；其三是產生巖溶塌陷的主導因素-致塌作用力。由于巖溶塌陷的產生在時間上具突發性，在空間上具隱蔽性[2]，采取地面常規監測手段來監測預報巖溶塌陷的產生非常困難。因此，選擇有效的監測方法，對于巖溶塌陷的預測預報具有重要的意義。
2塌陷監測技術
目前，巖溶土洞塌陷監測方法歸納起來可分為直接監測法和間接監測法兩類[3]。直接監測方法就是通過直接監測地下土體或地面的變形來判斷地面塌陷的方法，如監測地面沉降、地面和房屋開裂等常規方法，以及地質雷達、淺層地震、高密度電法以及光導纖維（BOTDR）等監測地下土體變形的非常規方法。
間接監測方法主要有巖溶管道系統中水（氣）壓力的動態變化傳感器自動監測技術。由于塌陷具有突發性，經過多年的研究和實踐發現，采用監測地面沉降、地面和房屋開裂的方法來監測塌陷，效果并不好，而采用地質雷達以及光導纖維等直接監測和巖溶管道系統中水（氣）壓力的動態變化傳感器自動監測的間接監測技術所取得的效果較好。
2.1直接監測方法
2.1.1地質雷達監測技術[4]
（1）監測原理
地質雷達的工作原理由發射天線向地下發射高頻電磁波，通過接收天線接收從地下不同電性界面上反射回來的信號，該方法適用于探索洞穴，不宜用來監測地面塌陷。
2.1.2淺層地震
根據利用地震波的類型不同，淺層地震基本的方法有反射波法、折射波法、面波法。淺層地震法在監測地面塌陷時用得較少，主要由于地震波場復雜，而且不能動態實時連續化監測。
2.1.3高密度電法
高密度電阻率法在國外稱為多電極電阻率法，與常規電阻率法沒有本質的區別，只是實現了野外測量數據的快速、自動和智能化采集。通過一次性布設數十根電極如圖3，進行不同方式的測量。
2.1.4 光導纖維監測技術
TDR技術監測巖溶土洞（塌陷）的原理主要是斷點測量，就是通過同軸電纜與水泥砂漿膠結，在可能發現土洞（塌陷）地段水平布置同軸電纜，在上覆土層荷載的作用下，當土洞發育到一定規模時，同軸電纜水泥砂漿將斷裂，折斷同軸電纜，通過檢測TDR電纜的特征信號，就可判斷出土洞的確切發生位置如圖1。
目前，具有分布式可用于持續監測遠程控制準確定位土洞（塌陷）位置的方法有基于同軸電纜的TDR
技術和基于光纖的傳感技術（如BOTDR、BOTDA、OTDR）[5，6]。TDR技術用于定位滑動面的方法是可靠的準確的，但其可靠性與同軸電纜類型埋設方法關系較為密切，因此，蔣小珍[7]等人組成的究小組在2006年開展了TDR技術用于巖溶塌陷監測的研究工作，主要通過室內試驗與野外試驗相結合的方法，研究同軸電纜的選型及埋設技術。
光導纖維監測技術既能對早期的土層小變形作出反應，又能對中后期土層的大變形（如垮塌）作出反應。因此，可利用光導纖維技術對土體內部的變形量進行監測來預報塌陷，尤其適用于線狀工程如巖溶區高速公路塌陷監測中。實際使用過程中根據要求沿公路將光纖按一定的深度間隔鋪設于路基以上路面以下，當公路投入使用后，即可不斷獲得路基不同位置的土層垂直變形情況，從而判斷公路可能發生塌陷的時間和位置。盡管光纖監測技術在塌陷監測應用上還不成熟，但從光纖監測技術在滑坡變形監測應用上所取得的成果看[8]，光纖監測技術在塌陷監測預報工作中運用前景應該是光明的。
2.2 巖溶塌陷間接監測方法
2.2.1基于巖溶管道裂隙水（氣）壓力監測的觸發因素監測法
室內巖溶塌陷模擬試驗表明，頻繁的地下水（氣）壓力的變化，會造成第四系土層的變形破壞。當水（氣）壓力變化或作用于第四系底部土層的水力坡度達到該地層土體的臨界值，第四系土層就會發生破壞，進而產生地面塌陷。因此，通過監測地下水（氣）壓力的變化可以對巖溶塌陷進行監測預報。
3結論
盡管巖溶塌陷的形成機理非常復雜，其發生具有突發性和隱蔽性，但根據不同的情況，選擇合理的監測方法，巖溶塌陷仍是可以監測和預報的。
（1）對于高速公路等線狀工程可采用地質雷達和光導纖維等直接監測方法對巖溶塌陷進行監測和預報。不過，由于使用費用昂貴，地質雷達適于短距離、小范圍的區域使用；而成本低廉，同時又能連續進行監測的光導纖維技術更適用于距離較長的線狀工程的巖溶塌陷監測預報，但光導纖維監測成敗的關鍵在于如何正確的埋設線網。
（2）對于巖溶管道裂隙水（氣）壓力監測經過多次實踐驗證，該方法實用性較強，監測效果顯著，在其他監測手段受限時可優先考慮該方法，但決定監測成敗的關鍵是要確定好臨界水（氣）壓力值。
（3）在實際監測過程中，一種方法可能會因為環境條件限制導致監測不能正常實施或者會導致監測結果不準確時，可以考慮采用兩種以上監測方法來輔助監測，以提高結果的準確性。
（4）淺層地震法和高密度電法由于易受周圍環境的影響，在對監測結果進行解譯分析時準確性不足，所以在選擇時可作為輔助監測。
【參考文獻】
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[2]雷明堂.巖溶塌陷預測評價系統及其應用：以唐山巖溶塌陷為例.中國巖溶，1997，16（2）：97-104
[3]李瑜，朱平，雷明堂，蔣小珍，戴建玲，蒙彥.巖溶地面塌陷監測技術與方法[J].中國巖溶，2005，24（2）：103-108.
[4]蔣小珍.線性工程路基巖溶土洞（塌陷）災害防治綜合研究[D].中國地質大學（北京）：中國地質大學（北京），2009.
[5]蔣小珍，雷明堂，顧維芳，等.線性工程路基巖溶土洞（塌陷）監測技術與方法綜述[J].中國巖溶，2008，27（2）：172-176.
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第8篇：光導系統技術范文
【關鍵詞】 通信工程施工 質量控制 措施
隨著我國科技行業的不斷發展，通信行業規模也不斷擴充，但在通信工程快速發展的過程中，也出現了一系列的問題，且由于通信工程與人們的日常生活緊密聯系，若是不能很好的控制住通信工程施工質量，不僅會阻礙通信行業的發展，更會影響到人們的正常生活、工作狀態。所以，在通信工程建設過程中，對其施工質量、進度等都應進行嚴格控制，如此，才能真正的確保通信工程的健康發展，并推動我國通信行業的可持續發展。
一、影響通信工程施工質量的主要原因
1.1施工材料設備
作為通信工程的基礎物質條件，若是材料和設備本身就存在質量問題，勢必會影響到整個工程的施工質量。在通信工程中最常見的材料便是光導纖維，若是選擇不當或是采用了劣質的光導纖維，整個工程項目竣工完成后其使用壽命與效果將會大打折扣，且無法達到標準要求。而儀器儀表作為通信工程不可或缺的設備，根據實際的工程項目要求，所采用的儀器儀表的精度等級和規格等也都不一致，若是操作不當或是將其混淆使用只會為工程施工質量帶來嚴重的損害。
1.2施工工藝方法
施工質量的關鍵在于施工工藝和方法是否選擇恰當。一般來講，在施工前就應當確定好通信工程的施工工藝方法，除非有特殊情況，否則不可擅自更改。尤其是當前的各種新材料和新技術都已逐漸融入到通信工程建設當中，若是無法協調材料、設備及其技術間的相互聯系，使其充分發揮自身的優勢，就會造成施工質量受損，所以說，施工工藝方法的合理選擇直接決定著施工質量及其工程進度。
1.3人為因素
人為因素的影響包含了整個通信工程建設中的人員，例如施工人員、設計人員及其管理人員等。在實際的工程建設當中，作為施工的主要參與者，其思想觀念、專業技術技能、身心素質等都會給通信工程施工質量帶來一定的影響。
二、通信工程施工質量控制的有效措施
2.1前期施工質量控制
一方面，應做好施工現場環境檢查的準備。明確其設備設施及其配套工具是否符合工程施工要求，并在貨物進入工地前檢查其外包裝等是否完好無損，進場后還應做好相應的驗貨清點工作及其基本的安全性措施，以便減少安全隱患；另一方面，應做好技術交底準備。根據不同的工程項目復雜度、專業技術水平等展開相應的交底工作，使各專業的配合度都相對明確，且工程設計資料皆具有合理性和科學性。
2.2控制好光導纖維
在通信工程建設中，光導纖維的架設尤其重要，更直接影響到施工的下一環節，所以應該制定好科學的質量控制策略。一方面在線路架設階段中應盡量減少其移動，主要是由于溫度變化和荷載等本就會導致光導纖維移動，繼而造成機械設備受損，傳輸性能也會遭受影響；另一方面，為了防止光導纖維下垂致使應變現象發生，還應恰當的選擇強度較大的鋼絞線，并做好三方拉線或四方拉線的處置，以保障光導纖維能夠與地面進行垂直型的契合。此外，施工人員在進行光導纖維涂覆層時，應當采取握平且快速穩定的方式，來保障光導纖維的完好不受損，在切割過程中，也應把握好力度，盡量避免斷纖或是毛刺不完好的斷面現象發生。
2.3竣工驗收控制
在通信工程竣工之后，應該進行試運營階段。因此，施工單位應當與相關的維護部門進行配合協作，以保障光導纖維的傳輸系統能夠正常進行運轉。一方面對于可能導致通信故障的問題應做好嚴格監控及其防護措施，避免出現不良機械應力作用而致使通信故障的現象；另一方面，在驗收階段，尤其要做好質量控制，并事先做好相關材料檢驗準備，以便單位的檢驗核查。而在做完相應的準備工作后，還要將驗收報告移交到維護應用部門。最后，還要細致登記好通信工程施工的隱蔽性資料，并對其進行合理的分類歸檔，登記完畢再交付具體的部門予以保存。如此，才能有效保障通信工程施工質量的安全可靠。
結束語：通信工程是一項較為復雜且系統性較強的工作，在施工過程中受多方面因素的影響，使施工質量控制的難度性增大。因此，為了促進通信行業的發展好全面提高工程質量，施工單位必須掌握好相關的安全建設規范及其工作原則，并制定出科學合理的施工質量管理策略，控制好施工的每一個環節，真正促進通信工程的健康發展。
參 考 文 獻
第9篇：光導系統技術范文
1智能綠色生態建筑理念
生態智能建筑是基于生態系統良性循環原則，以“生態”經濟為基礎“，和諧”社會為內涵“，智能”技術為支撐，“綠色”環境為標志建立的一種新型建筑體系。生態智能建筑要賦予建筑以生命，它是一個能積極地與環境相互作用的、智能型的、可調節的系統，是采用現代先進的傳輸、網絡、信息等技術，通過精密設計，優化集成，補償建筑物硬件的不足，同時運用現代科學技術成果，合理設計建筑物內外空間和能源利用，使其在系統內部進行有序循環轉換，實現建筑物的節時、節能效果，從而達到高效、節能、環保、無污染、健康、安全、舒適等特點，以滿足生態平衡。生態智能建筑它具有自己的特征:
1.1生態性：生態建筑其實就是將建筑看成一個生態系統，通過設計建筑內外空間中的各種要素，使物質、能源在建筑生態系統內部有秩序地循環轉換，獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態平衡的建筑環境。
1.2智能化：生態智能建筑以智能化技術為手段，合理的集成及運用信息化、網絡、控制技術，實現建筑的健康、舒適、環保性。
1.3多目標優化：生態智能建筑是一個大系統，需要多視角地考慮技術、管理、經濟、人文環境等因素的大系統運行目標，并目調動各種手段使系統達到最優的綜合目標。
1.4采用數字式通信網絡。這個網絡綜合了話音、數據傳輸及電信傳輸，可以為建筑內每個房間提供通信(傳真、電子郵件)和數據處理功能(文字處理、列表、會計、貯存、輔助設計)。
1.5要盡量減少廢水、廢氣、固體廢物的排放，并采用各種生態技術實現廢水、廢物的無害化和資源化，使其得到再生使用。
1.6生態建筑要控制室內空氣中各種化學污染物質的含量，使室內有良好的日照，自然通風，和一定標準的舒適度，保證健康，舒適的室內環境質量。
2生態智能建筑的設計策略
2.1充分利用場地資源。場地的選擇是一種綜合考慮,聽起來很簡單，其實有很多的問題需要我們進行考慮，像是可利用的自然地資源，空氣、風、水等等方面都需要我們進行考慮。建筑的過程其實就是能源消耗的一個過程，長期以來我們都是進行著高耗損的狀態，在不同的狀態下更多的進行當地的利用，在資源，以及運輸的多個角度進行問題的考慮，這樣能夠很大的程度上節約資源與能源。這是生態方面的一個非常重要的方面，這一方面對于開展此項工作非常的有意義。
2.2合理利用太陽能。應保證建筑室內外在合適的時間接受合適的太陽光照。合理設計建筑間距,保證每幢建筑物都能最大限度地利用太陽能。在建筑單體設計中,采用退臺處理、降低層高等方法也可有效地縮小建筑間距,這樣的建筑風格能夠最大限度的進行陽光的采集，很大的程度上利用了自然地光源，對于其他的資源起到了節約的功能。
2.3發展生態智能建筑的關鍵技術。智能生態建筑應是21世紀建筑的方向，而光學纖維技術、納米技術是發展智能生態建筑的關鍵技術之一。
2.3.1光學纖維技術。隨著計算機體積變小，運算速度和功能增強，傳感器的作用亦相應增加。除承擔建筑與外界的全部信息聯系外，光學纖維在建筑中的傳感作用日益重要。在生態智能建筑中計算機—光纖系統承擔對材料和建筑監測、控制、修復的作用。碳素纖維復合材料與光導纖維結合形成的結構，具有可以判斷內部溫度場分布情況和利用電熱效應加熱功能，形成所謂溫敏混凝土和自適應混凝土。光導纖維傳感器，微型電子芯片等形狀記憶材料或在電壓作用下能夠從液體轉變成固體而自動加固的材料，使混凝土具有自我修補功能，其中比較成熟者是玻纖環氧樹脂中埋入鎳鈦記憶合金、光導纖維等。它們可以檢測材料中受損部位，通過電腦控制的執行系統對受損部位記憶合金加熱，激發其產生相變，使結構中受力狀態自動適應原有設計要求。光導纖維傳感器、光導纖維拉格光柵傳感器和光敏管結構，可以通過光強度變化測定建筑結構受載和應力變化，也可測定混凝土的固化前后強度變化。光導纖維位移極限信號裝置可以連續可靠測定建筑沿水平和垂直方向的收縮膨脹及建筑整體移位狀態。
2.3.2納米材料。納米材料因近似大分子水平的粒徑，具有極大比表面積和很高的表面活性，故化學催化和光催化能力很強。納米建材可獲得同時憎水、憎油特性，將抗菌成份銀、銅、鋅等離子及其化合物結合于納米材料，使其依靠自身能量激活周圍水或空氣中氧產生活性，表面具有自清潔、防霧、防毒、抗菌、凈化環境等功能，有利環保和人體健康。
2.4人才問題。就現階段而言，專業型人才普遍稀缺，這個問題大大的制約行業的發展。在過去人們對于建筑行業的理解非常的簡單，更多的考慮的僅僅是人們如何的不冷，建筑怎樣更結實的問題，但是這方面的問題變成一種定式，所以人才在不斷的流失，問題在不斷的擴大化。現階段很多的企業已經看到了這方面的問題，在開展彌補的措施，通過高薪人才的聘請解決問題，但是人才流動非常大，這樣導致了很多的問題發生，十分不利于團隊的建設。開展人才的自身培養，成為了人才培養的最為主要與直接的方法。很多的企業聘請專業的人士進行培訓，對于全體員工開展工作，更多的進行理論與實踐的相結合，這樣能夠提升培訓的效果。對于優秀的學員進行進一步的深層的培養，培養的過程增加管理培訓能容，作為公司的后備人才進行儲備。企業一定加大鼓勵力度，充分的調動員工的積極性，建立嚴明的獎懲制度，這樣才能更好的促使全員參與。未來的建筑行業的發展依靠的是科學技術，科學技術的發展更多的依靠人才，人才的儲備非常的關鍵，現階段我們一定要做好這方面工作。
3結束語