目前,城市建筑普遍使用的电照明来营造光环境。由于地下空间难以直接利用自然光,因此其照明用电量更高,增加了建筑能耗。光导管（Tubular daylighting devices,TDDs）可以作为电照明的替代品,在不消耗电能的情况下提供高效的自然光照明,但光导管所导入的自然光也会对室内热环境及人员热舒适产生影响。本课题从实际应用的角度出发,旨在设计并建造一个由光导管和发光二极管（light emitting diode,LED）组成的复合照明系统,实现对地下无窗空间的全时域稳定照明,同时利用氧化锑锡（Antimony tin oxide,ATO）纳米流体对太阳光谱的选择性吸收来实现光热解耦,保证照明的情况下减少冷负荷（夏季工况）,从而解决现在地下空间照明耗电量大及天然光照明增加冷负荷的问题,提高光导管的整体节能效益。本课题研究内容涵盖以下五个方面:首先,基于纳米颗粒的等离激元共振效应,遴选合适种类和浓度的纳米流体,设计承载容器以将纳米流体与光导管相结合,实现对太阳光谱的分波段利用。同时,使用单片机、照明控制器和照度传感器控制LED灯,使其与光导管的照明互为补充,实现测点全时域内照度保持恒定。最终完成全时域光导-LED灯复合照明系统的设计与建造;其次,根据国家相关规范,选取合适的室内照度测点,测试了不同纳米流体浓度下复合照明系统的照明效果,并与常见地下场所的照度要求进行对比,发现低浓度的纳米流体（≤25 ppm）照明效果衰减较小,比较适合设备房和车站站台这些对照度要求更高的场所;而更高浓度的纳米流体（25-100 ppm）的照明则存在一定程度的衰减,比较适合地下停车场或人行道等对照度要求更低的场所。总而言之,需要根据应用场所来选择合适的纳米流体浓度;再次,在两个照度设定值（100和200 lx）下测试了恒照度控制系统的照明稳定性和照明节能性。整个照明周期可以分为三个时段:黑夜、日出/日落、白天,而实验数据表明恒照度控制系统可以在整个照明周期内保证稳定的照明。此外,根据实验数据所进行的计算表明,光导管的应用为复合照明系统带来了超过50%的节能率,证明光导管在照明方面的巨大节能潜力;第四,从室内辐照度、室内空气温升和皮肤温升三个方面分析了光导管的热效应,量化了光导管对室内热环境和人员热舒适带来的影响,证明了应用纳米流体的必要性。分析了纳米流体浓度对于系统光照度效率、辐照度效率以及发光效率的影响,发现纳米流体的引入显著降低了热效应,使得复合照明系统能够在提供相同照明效果的情况下导入更少的热量;最后,使用实验数据以及气象参数,推广计算了复合照明系统在四个主要城市应用后的节能效益和环境效益,发现纳米流体的引入不仅可以提高约10%的总能量输出,并且在夏季降低建筑制冷能耗,还可以调整照明与生活热水两种能量之间的比例,使其更加接近实际居住建筑的能量需求。然而在冬季,导入的热量对室内供暖起到补充作用,且考虑到冬季室外照度较低,导致复合照明系统照明效果较差,因此建议在冬季移除纳米流体。除此之外,单位接收面积的全时域光导-LED灯复合照明系统全年能够节省1638 kg的二氧化碳排放,5.83 kg的二氧化硫排放,4.82kg的二氧化氮排放。