開發主動式集光器-導光管的背景，導光管應用現狀
圖1、圖2這兩款是國外品牌，也代表了現有市場上導光管集光器較高水平，圖3是我們國內常見的一款產品。實測證明，相比純透明式采光罩或是平板式還是有一定的折光效率。 其原理就是利用三棱鏡光折射原理（圖4）改變（減小）陽光與導光筒的入射角度從而減少在筒內的反射次數，提高到這個產品的采光-傳輸效率的目的。
現有產品技術之不足之處：
1、三棱鏡折射技術效率較低。有機材質的透光率較低：PC≤88%，PMMA≤92%。采光罩厚度要求≥3mm，因此實際透光率只會低于以上數據。再加上材料加工工藝的精度問題（注塑和壓膜都達不到光學級平整度和光潔度），光線照射到三棱鏡的進入端面和出光端面都會有10%以上的損失，材料本身對光的吸收率在8%—12%，三棱鏡光線折射原理（見附圖3），實際綜合有效利用（折射）到導光筒里面的將＜70%。
2、注塑和壓膜制造出固定角度的三棱鏡，不能適應一年四季當中太陽所處的位置（方位角和高度角）的巨大差異，對于某些季節的陽光采光反而不利 。
3、由于現有的導光管采光系統的采光裝置效率低，導致整個系統里面作為陽光傳輸的導光筒尺寸偏大，限制了導光管在建筑領域的應用范圍，特別是在民用住宅方面。
基本構造：
集光器外罩：
注塑成型，帶有防結露防起霧設計。透光率PMMA＞92%，PC＞88%，紫外線透過率＜0.02%。質保十年。
集光器：采用德國原廠進口安鋁加工成型，一次性反射率99.1%。導光格柵片塔式結構布局、主動靈活調整導光角度，傾角鏡面導光原理，可以極大改善10°—45°低角度陽光的采集效率，減少陽光在導光筒內的反射次數，大幅提高導光效率。實踐證明，采用了主動式激光器的陽光導入系統相比普通光導管每天可以多為室內多提供2小時的陽光照明。
防雨帽/防水帽：
應用于地下空間采用防水帽（防水構造設計），系統對接眾帆科技平板式自然光導入系統，做防水模式，減去泛水高度200mm。降低系統外露高度； 屋面應用采用防雨帽（排水防雨設計），系統對接通用系統減輕重量。（圖示為應用于屋面結構的防雨帽）
漫射器：采用PMMA或是菲尼爾透鏡。透光率最高達到93%。
深藍系列主動式【集光器】陽光導入系統
采用德國進口鏡面鋁設計集光塔，能提高現有導光管采光系統1倍以上的采集陽光效率。用φ380mm的導光管即可達到原有的φ530mm導光管采光量。
更小的導光管意味著可以用更少的土建材料、更少的成本、更小的結構破壞；
更小的導光管意味著可以應用到更廣泛的狹小空間；
更高的陽光采集利用率意味著同樣的空間可以采用更少的數量；
深藍3號【半主動式】集光器
——在深藍1號主動式集光器的基礎上優化版，不需要調整導光管格柵角度
主要目的是提高早晚低角度陽光的利用率，實踐證明采用深藍3號集光器的陽光導入系統每天可以多采集2小時的陽光利用。
型號：ZFJG-530DS-TY /ZFJG-380DS-TY
中國 上海夏至日和冬至日太陽方位角和高度角表
深藍1號基本構造圖
產品主要由東西南三面導光格柵組件按一定角度組成金字塔形，格柵組件由一片片格柵片有序排布，格柵片采用導光管同樣的高反射材質，一次最高反射率99.1%，綜合反射率98%；
東 / 西面格柵片是活動可調整角度以適應不同季節不同的太陽位置（方位角和高度角），東 / 西面導光格柵組件分別負責上午和下午的陽光導入；
南面格柵片組件是固定角度，南面導光格柵組件只負責中午時段的陽光導入，北面導光板是配合中午時間陽光的更有效利用。
導光格柵片之間折射陽光的互相遮擋問題、已經利用導光格柵組件與水平面形成夾角和優化格柵片尺寸及間距予以解決。
基本原理
主動式集光器設計依據太陽一年四季的運行軌跡數據，計算出最佳的導光格柵片反射利用角度，以比較簡單易行的措施來調整格柵片的角度適用不同季節的太陽運行規律，一年只需要調整一次角度即可得到全年四季陽光的高效利用。
工作過程演示
上午的陽光主要經由東面導光格柵組件折射到導光筒里面；中午時分的陽光主要經由南面導光格柵組件折射到導光筒里面；下午的陽光經由西面導光格柵組件折射到導光筒里面。
陽光不僅僅從導光格柵片折射優化后進入導光筒內，不同的季節不同的時間段還有陽光從集光器導光格柵片之間的空隙以自然的太陽光角度直接進入到導光筒內。詳情如下：
工作演示過程詳情如下：
春/夏/秋三季上午8:00-11:00（或下午13:00-16:00）的太陽高度角在25°—50°—75°之間，此三個季節東/西面導光格柵片調整為與水平面成60°夾角，經導光格柵組件折射后所獲得的進入導光筒1的入射角分別為為：5°—20°—15°(15°是75°陽光直接進入導光筒的入射角90-75=15°)；高度角＜60°的太陽光經過60°導光格柵折射后與導光筒1會形成了更小的夾角，減少陽光入筒后的反射次數，大幅提高傳輸效；高度角＞60°的直接進入導光筒，有部分陽光會被導光格柵遮擋。在上午時段高度角大于60°以上的陽光只會在夏季才會出現，夏季陽光已經過于強烈，適當的阻隔不影響室內采光效果。太陽方位角及高度角參考上海氣象數據，詳見附表1。
冬至日上午8:00—11:00（或下午13:00-16:00）的太陽高度角在12°—29°—34°之間，本季節東西面導光格柵片（3/5）需要調整為與水平面成50°夾角，經導光格柵組件折射后所獲得的進入導光筒的入射角分別為為：2°—19°—24°，大部分太陽光折射后與導光筒1形成了更小的夾角，減少陽光入筒1后的反射次數，大幅提高傳輸效率。太陽方位角及高度角詳見附表1。
中午時分太陽高度角在35°——82°（冬至日35°、春分/秋分59°、夏至82°），方位角在179°—187°基本在正南面，為此南面導光格柵片6設計為與水平面60°夾角。高度角低于60°的陽光經由導光格柵片6折射后以更小的入射角進入導光筒2；高度角大于60°的陽光直接從導光格柵片6之間空隙和集光器2頂端空腔進入導光筒，太陽光高度角＞60°進入導光筒的入射角＜30°，效率比較高，有部分陽光會被導光格柵遮擋。高度角大于60°以上的陽光只會在夏季才會出現，夏季陽光已經過于強烈，適當的阻隔過于強烈的陽光有利于室內更好的采光效果。
比較優勢
1. 采用新型鏡面高反射材料大幅提高了集光器光線采集效率。金屬鏡面導光格柵片反射導光效率明顯高于PC及亞克力制造的三棱鏡，采用現階段成熟技術的銀鏡面反射材料一次折射得光率＞98%，依靠三棱鏡折射陽光一次折射得光率＜80%。
2. 集光器設計的導光格柵片角度（與水平面夾角）依據太陽運行軌跡大幅優化了陽光行進路徑，減小了進入導光筒的入射角，大幅提高了不同時間段太陽光的采集率。
3. 解決了因不同季節的太陽高度角相差太大（夏至日早8：00高度角是38°，冬至日早8:00高度角是12°）固定式角度模式無法適用的問題。本發明集光器采光裝置設計了活動式導光格柵組件，通過角度調整裝置靈活調整導光格柵片組件到最佳匹配角度，大幅提高了不同季節太陽光的采集率。一年只需調整一次（冬至日調到50°，春分日調回60°），滿足全年四季陽光的高效利用，簡單方便。
4. 由于導光格柵組件改良了原有的陽光進入導光筒路徑，大幅減少了光線在筒內的反射次數就大幅降低了光線行進之中的衰減。（理論上的光線在導光筒內是沿軸線向直行的，實際上由于太陽光的方位不斷的變化而導光筒本身結構是固定的，光線在筒內實際反射的次數和路徑遠超理想狀態，反射次數愈多，衰減越大，最后的得光率差距越大）。
5. 大傾斜角凸起設計（70°）大幅增加了采光器的有效采光面積。
6. 綜上所述，采集陽光效率大幅提高了，相對而言可以把導光管尺寸做小，可以應用到更廣泛的建筑里面，比如層高只有3米的采光較差的老舊住宅。
7. 結構簡單，模塊化設計角度調整裝置，可自由更換成手動——電動遙控。加工容易制作成本低，使用方便免維護，運營成本低
大金空調應用場景
從廠房二樓頂穿過2樓培訓道場2個90°拐彎到一樓車間辦公室，總長度13米，導光管φ380mm
大金蘇州機電有限公司
主動式集光器應用于制造部辦公區，平均照度300 lux；
由于是后期改造，需要在鋼結構屋面現場開孔安裝導光管。采用的是ZFJG3-530DS-TY 4套，吊頂里面需要避讓管線。
尤妮佳（上海）家具用品有限公司
主動式集光器應用于設備保障部辦公區，平均照度300 lux；由于是后期改造，需要在鋼結構屋面現場開孔安裝，型號：ZFJG3-530DS-TY
