书城科普读物新编科技知识全书:衣食住行与科学知识
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第51章 向日葵与无窗楼房

你见过没有窗户的楼房吗?

1988年,在日本东京耸立起一幢别致的六层楼房。奇怪的是,这座楼房却没有一扇窗户,而且每个房间都是“封闭式”的。然而,当你走进楼房中的每个房间时,竟是阳光明媚,一片生机盎然的景象,在各个房间里养殖的各种鱼类和植物都生长在阳光普照之中……

那么,楼房的主人为何将房子设计成这种怪模怪样?而灿烂的阳光又是如何进入到楼房里的呢?

原来,这座古怪的楼房是日本一家公司的董事长、太阳能利用专家茂利的杰作。

茂利从多年的设计研究中认识到,不安玻璃窗户的密闭式房间最易保持昼夜温度平稳,不大起大落,而且易于保温。但不安窗户,白天也会“黑灯瞎火”,安电灯又太耗电。

作为太阳能利用专家的茂利,自然会想到利用太阳能为房间照明取暖。但他对通常的太阳能利用方式很不满意,认为以往的太阳房阳光利用率低,与竖立在许多楼顶上的太阳能热水器一样,“死板”的很,只是在中午12点左右能使阳光正对着太阳房。这时,他想到了向日葵这种植物。向日葵正如它的名字一样,从早到晚总是弯着腰面对太阳,吸收着光和热。茂利从向日葵与太阳形影不离的伴随中受到启发,就在楼房顶上安装了一个像向日葵那样能跟着太阳转动的太阳能收集器。

这种太阳能收集器由19面平面镜组成,它的每面镜子(叫做“向日镜”)能紧随着太阳转动,让阳光始终对着镜子,一刻不停地收集着阳光。太阳能收集器的向日镜之所以能跟着太阳不断转动,是因为每面向日镜用一台电脑控制着两台马达与太阳同步转动。当太阳被云彩遮住时,向日镜就依靠一个钟表装置来操纵带动。因此,只要太阳一露出云彩,向日镜就能立即对着太阳,做到“寸步不离”。日落之后,电脑又将太阳能收集器的向日镜转向东方,等待第二天黎明时迎接升起的旭日。

有了向日葵式的太阳能收集器后,如何使阳光投射到没有窗户的楼房内呢?

茂利这位现代科技专家,很善于利用先进技术尤其是现代高新技术。他采用了一个巧妙的办法,即在楼房的每个房间里安装了由37条光导纤维组成的光缆,而光缆另一端的开口和楼顶上太阳能收集器的向日镜聚光点重合起来。这样,光纤就能把楼顶上向日镜所收集的阳光通过曲里拐弯的线路像电线导电一样传送到楼内各个房间,将房间照亮。

这种向日葵式太阳能利用装置,采用长约40米的光导纤维将阳光传送到每个房间里,其亮度相当于一个100瓦的灯泡,完全可满足室内照明的需要。由于这种光导纤维只传送可见光,而阳光中的大部分不可见光,如紫外线和红外线在通过聚光镜时被过滤掉了,不会进入光导纤维传送到房间里,因而既减少了热量的传送(因为没有了红外线),又减少了紫外线对生物组织的破坏和表皮的伤害,从而对动植物生长较为有利,适合在房间内养鱼和种花等。

目前,这种利用光导纤维传送太阳能的装置已经被应用到各种地下设施和军事中。例如,美国建造的地下军事指挥所已用这种装置采光照明,既节省了电站,又利于隐蔽保密。