目前我国建筑能耗已经占到社会能源消耗的30%左右,其中照明能耗约占建筑能耗的20%~40%。建筑的地下空间因长时间处于无自然光照的环境下,照明耗电量更大。利用太阳光照明是建筑节能的一个重要发展方向。目前地下建筑利用太阳光进行照明分为间接方式(光—电—光)和直接方式(光—光)两种。间接方式就是通过光—电—光能量转换来进行照明的光伏照明系统,它具有照明效果稳定,不受日照时间限制等优点,但其系统成本很高且能量转换效率低。直接方式又分为如开设采光天窗这类传统采光照明方式和利用光的反射、折射等光学原理传输太阳光到达地下空间进行照明的方式两种,传统采光照明方式投资成本低,易实现,维护费用低,但其照明效果差,而后者光能利用率较高,但成本也相对较高。所以目前还没有任何一种利用太阳光能照明的方式能在成本、能量利用率、和照明效果等多方面都取得满意的结果。本文所设计的照明系统是一种综合太阳光直接照明和电光源照明为一体的互补型照明系统,该系统以太阳光直接照明为主,电光源照明为辅,且能根据实际的情况相互补充与自动调节,以便能获得更好的照明效果和满足更多的照明场合。同时,系统力求在满足建筑照明设计要求的情况下,降低设计成本,提高光能利用率。本文的主要工作可总结为如下几个方面:(1)完成地下建筑太阳光照明系统的总体方案设计。太阳光直接照明部分主要解决地下空间白天的照明需求,是该系统的主要部分,包括集光器、导光器、反光镜、光导管、漫射照明终端和相应的自动控制系统。集光器(聚调光器)是用于实现在环境光照不足的情况下,使系统能收集更多的太阳光,属于系统可选部分。导光器和反光镜是用于实现把不同方向的太阳光定向输送到光导管内,是系统实现太阳光照明的重要组成部分。导光管是嵌于建筑内的光传输通道,漫射终端是实现让照明空间无眩光且照度均匀的装置,自动控制系统负责整个系统的正常运作和照明方式的切换,包括信号采集与处理,装置的驱动控制等。(2)完成系统主要装置的机械结构设计和调试。实现集光器汇聚和调整太阳光的功能,重点实现导光器与反光镜配合能有效的定向传输平行太阳光,使得太阳光在光导管内能最大程度减少在传输路径中的损耗。(3)完成相应控制系统的软硬件设计。导光器与反光镜的配合传光、智能调光都需要由相应的控制系统控制实现,整个控制系统包括各模块的软硬件设计,使之能实现准确的采集太阳光信号并处理,实现驱动电机完成相应机械装置动作的光电型跟踪过程和视日轨迹跟踪过程,实现监测与显示,智能调光等等功能。最终实现系统在地下建筑内具有良好照明效果的目的。