Меню

Дневной свет по трубе

Свет по трубам

Экология потребления. Технологии: Работа систем Solatube® основана на современных технологиях передачи максимального количества солнечного света, падающего на крышу здания, во внутренние помещения, с целью увеличения их естественной освещённости от восхода до заката.

Во все времена перед архитекторами стояла задача грамотного освещения естественным светом внутренних пространств зданий. И это неудивительно, т.к. одной из важных составляющих комфорта дома, как среды обитания человека, является наличие солнечного света.

Несмотря на стремление спроектировать здание максимально наполненным солнечным светом, мы не можем увеличивать количество и размеры окон ввиду необходимости сохранения теплофизических свойств ограждающих конструкций и обеспечения комфорта людей, находящихся в этом здании. Но и отказаться от окон и естественного света нельзя.

Технология передачи солнечного света по световодам

Именно поэтому появляются уникальные технологии, позволяющие наполнить здание естественным светом, и, как результат, меняющие архитектуру в целом. Речь идёт о технологии передачи солнечного света через кровлю по световодам Solatube®.

Работа систем Solatube® основана на современных технологиях передачи максимального количества солнечного света, падающего на крышу здания, во внутренние помещения, с целью увеличения их естественной освещённости от восхода до заката.

Система Solatube® состоит из нескольких элементов: ударопрочный купол с линзами собирает солнечный свет практически с любого угла нахождения солнца в светлое время суток, отсеивая негативные составляющие (УФ и ИК) лучи и направляя энергию света в светоотражающую трубу.

Световод может достигать длины до 20 и более метров. И все благодаря специальному покрытию световода с отражающей способность 99,7% — то есть свет передаётся практически без потерь. Многократно отражаясь, он попадает на диффузор, который равномерно его рассеивает, обеспечивая мягкое освещение пространства.

В современном энергоэффективном и комфортном здании окна должны нести основную функцию визуального контакта с окружающим миром.

Функцию качественного освещения берут на себя специальные инженерные системы передачи солнечного света: такие как Solatube®. Применяя системы Solatube®, можно наполнить внутренние помещения мягким солнечным светом независимо от их расположения и ориентации здания.

Это принципиально новый подход к строительству и проектированию зданий и сооружений. Это возможность сделать кровлю любого типа светопрозрачной без снижения её теплопроводных свойств и без нарушения конструктива, чего не могут дать традиционные световые проёмы (зенитные фонари и мансардные окна). опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Источник

Туннельный фонарь — освещаем темные места дома с помощью световодов

Световые фонари – строительные элементы здания, который предназначенный для освещения помещений солнечными лучами и снижения зависимости от искусственного освещения.

Особенно световые фонари применяют в тех помещениях, где естественное освещение через окна минимальное (или отсутствует), и есть возможность прокладки через нежилой чердак светового туннеля. С помощью светового фонаря туннельного типа можно обеспечить естественное освещение комнат и помещений внутри дома, которые не имеют окон (например, ванна, туалет, гардеробная, кладовка, коридор, фото 1).

Фото 1. Световоды туннельного типа

Световой фонарь: где применяют, принцип работы, из чего состоит, маркировка

Световые фонари называют по разному – «световоды», «световые колодцы», «световые туннели», система SDS (Solatube Daylighting System).

Световоды в последнее время набирают популярность, так как обладают не сложной конструкцией и достаточно высокой эффективностью. Так, световой туннель VELUX (Lovegrove) в пасмурную погоду пропускает через себя до 440 люмен (430 люмен – 40Вт лампа накаливания), а в солнечную погоду – 2800 люмен, фото 2. Один световой фонарь туннельного типа может освещать помещение площадью 9 м 2 .

Фото 2. Световой туннель производства VELUX

В наше время световоды представляются такими производителями: ALLUX, VELUX, Fakro, Solarspot и пр.

Световоды могут устанавливаться как в вертикальном, наклоном положениях (кровля с углом от 15° до 60°), так и в горизонтальном положении (стены).

На фото 3 представлены варианты установки световых туннельных фонарей.

Фото 3. Варианты установки светового туннеля

Туннельные световые фонари разных производителей могут отличаться в некоторых элементах конструкции, но в целом состоят из:

  • внешний элемент – располагается на поверхности крыши (обычно наклонной) и собирает лучи дневного света. Внешний элемент представляет собой полусферу или сферический купол, собирающий лучи света с помощью установленных линз Фринеля. Габариты верхнего элемента круглой формы диаметром 0,25 м, 0,35 м и 0,53 м (бывают и другие размеры), вся внешняя часть обычно имеет размер 0,47×0,47 м и больше. Выше приведенные круглые внешние элементы способны осветить площадь помещения в 14, 24 и 40 м 2 соответственно (при высоте помещения 2,4 м);
  • внутренний элемент – рассеивает и равномерно распределяет солнечные лучи в помещении.

Внешние и внутренние элементы соединяются туннельными трубами, которые бывают жесткими или эластичными (обычно диаметр 0,35 м, длиной до 2 м, при использовании дополнительных соединительных элементов можно удлинить до 6 м).

Принцип работы светового туннеля

Принцип работы светового фонаря туннельного типа очень простой: внешний элемент собирает солнечные лучи и по отражающим внутренним поверхностям туннельной трубы передает их на внутренний элемент, который и рассеивает в комнате лучи света. Внутренняя поверхность труб покрыта слоем алюминия и дополнительно состоит из 400 слоев специальной отражающей пленки (отражающая способность – 99,7%). Такая поверхность способна собирать огромное количество лучей не только в пасмурную погоду, но и даже ночью от излучения Луны и городского освещения.

При прокладке фонаря следует помнить, что чем длиннее туннельная труба и чем больше изгибов, тем больше светопотерь:

  • на каждом изгибе потери составляют 10…40%;
  • на каждом метре трубы потери составляют 20…40%.

Для получения максимального эффекта освещения с помощью туннельного фонаря необходимо устанавливать туннельную трубу следующей длины:

  • жёсткая труба в пределах 0,9…6,0 м;
  • гофрированная труба 0,4…2,0 м (гофрированную трубу невозможно удлинить).

Из чего состоят световые фонари?

Более подробную структуру световодов рассмотрим на примере системы световодов ALLUX и VELUX. Световод системы ALLUX состоит из (фото 4 и 5):

  • купола (приемника светового излучения);
  • кровельного блока;
  • зеркальной трубы или световода (светопроводящий канал, который передает световые лучи за счет их отражения от поверхности трубы;
  • рассеивателя (светораспределяющее устройство).
  • дополнительных компонентов (фото 6).

Фото 4. Устройство световода туннельного типа производства ALLUX: а) общая схема; б) купол

Фото 5. Конструкция световода ALLUX: а) кровельный блок; б) рассеиватель; в) жесткая туннельная труба; г) гофрированная туннельная труба

Фото 6. Дополнительные компоненты туннельного световода: а) стеклопакет, с повышенными теплоизоляционными свойствами; б) колено световой трубы; в) светильник электрический (дополнительная функция); г) диммер («Выключатель» — затемняющая шторка, которая устанавливается внутри световой трубы); д) защитная крестовина «Антивор»

Купол выполнен из поликарбоната или закаленного стекла, которые обладает неизменными светопроводящими свойствами и высокой ударной прочностью, фото 4б.

  • особая форма и материал купола позволяет не проводить дополнительной очистки поверхности. Для очистки поверхности достаточно дождя.
  • максимальный сбор солнечных лучей происходит утром и вечером, а также в пасмурную погоду.
  • купол является защитой от УФ-лучей.

Кровельный блок – это алюминиевая деталь световода, предназначенный для соединения купола до кровли и обеспечения надежной гидроизоляции, фото 5а.

Рассеиватель, еще называют световой диффузор – предназначенный для равномерного распределения и мягкого рассеивания солнечных лучей по всему помещению. Рассеиватель изготовленный из двойного поликарбоната, фото 5б.

Световод ALLUX (зеркальная труба) предназначен перенаправлять попадающие лучи на купол к рассеивателю, а затем и в помещение, фото 5, в, г. Такая рассеивающая способность световода обеспечивается за счет зеркальной внутренней поверхности. Производителем ALLUX выпускается в двух вариантах:

  • световод ALLUX Plus (материал алюминиевый, жесткий, внутри серебренное напыление), фото 5в;
  • световод ALLUX Flexi (в виде гофры, мягкий), фото 5г.

Преимущества применения разного типа световода:

Читайте также:  Углы для труб из сшитого полиэтилена

ALLUX Flexi

Максимальная светоотдача (отражение) – до 98,2 %

Относительно дешевые по стоимости

Гибкие, помогают с легкостью огибать препятствия при монтаже

Рекомендуется монтировать световоды длиною не более 3 м

Маркировка светового туннеля

Световой туннель VELUX имеет несколько разновидностей, которые маркируются так, фото 7:

  • TWF – световой туннель с гофрированной трубой, имеет также встроенный гидроизоляционный оклад для монтажа в профилированное кровельное покрытие (металлочерепица, композитная черепица);
  • TLF – световой туннель с гофрированной трубой, имеет также встроенный гидроизоляционный оклад для монтажа в плоское кровельное покрытие (битумная черепица, фальцевая кровля);
  • TWR – световой туннель с жесткой туннельной трубой, для профилированных кровельных покрытий (металлочерепица, композитная черепица);
  • TLR – световой туннель с жесткой туннельной трубой, для плоских кровельных покрытий (битумная черепица, фальцевая кровля).

Фото 7. Разновидности световодов туннельного типа: для профилированных кровельных покрытий (слева) и для плоских кровельных покрытий (справа)

Преимущества применения световых туннельных фонарей

  1. Простота установки и небольшой объем работ по монтажу.
  2. Экономия электроэнергии, которая расходуется на дополнительное освещение помещения (до 60% на освещение помещений дома).
  3. Возможность обеспечения дневным освещением помещения без окон.
  4. Высокая долговечность (гарантия производителя 5 лет).
  5. Световые окна фонаря не пропускают тепло в помещение летом и холод зимой.
  6. Не потребляет электроэнергии в ходе эксплуатации (при прямом назначении, без дополнительных функций),
  7. Простота в обслуживании.
  8. Возможность регуляции освещения.
  9. С помощью фирменных аксессуаров доукомплектации световой туннель может иметь функцию проветривания, а также использоваться в качестве светильника в ночное время.

Недостатки применения световых туннелей

  1. Не очень высокая эффективность в районах с коротким световым днем.
  2. В зимних условия возможна вероятность покрытия снежным покровом, что на время приводит к прекращению подачи световых лучей в помещение.

На фото 8 представлены примеры световых туннелей, которые успешно эксплуатируются.

Фото 8. Примеры использования световых туннелей

Источник

ПОЛЫЕ СВЕТОВОДЫ, ИЛИ СВЕТ ПО ТРУБАМ

Отечественной науке принадлежитодно из немногих за прошедшее уже столетие пионерских изобретений в области световых приборов — создание и исследование осветительных устройств с полыми световодами, их разработка и внедрение в серийное производство и практику применения. Сегодня около 30 фирм в 12 странах мира работают в этом чрезвычайно эффективном направлении.Число этих фирм и фронт работ непрерывно расширяются.И только в нашей стране — родине изобретения — все научные и прикладные работы в последнее десятилетие практически свернуты. В который раз многократно повторяется известнаяиз истории техники ситуация —нет пророка в своем отечестве.Теряя лидирующие позиции в этом новом направлении науки и техники, Россия не только терпит экономические убытки, ввозя изделия из-за рубежа, но и лишает себя перспективы, так как все новое,что появляется в этой области,немедленно патентуется. И если первые два десятка международных патентов по полым световодам 1970—1980 годов принадлежат нашей стране, то за последние 10 лет мы не получили ни одногопатента, общее число которыхсегодня свыше ста. Рассказу о сути изобретения, его значимости, состоянии делаи перспективах развития полых световодов посвящена настоящая статья.

Развитие человечества неразрывно связано со светопотреблением — не меньше, чем с потреблением металла, нефти, угля, электричества. Степень развитости общества характеризуется световой энергией в Мегалюменчасах (Млм.ч), вырабатываемой в год на одного человека. Для России это около 43 Млм.ч, для США — в 4—5 раз больше. Свет несут более миллиарда его источников, расположенных повсюду, то есть на каждого человека в нашей стране приходится почти по шесть светильников. При этом мы еще далеко не достигли физиологического оптимума необходимой человеку световой энергии, который в большинстве случаев должен быть в 5—10 раз выше имеющегося. Это означает, что надо дальше наращивать парк действующих светильников, применять источники света еще большей мощности и эффективности, еще больше расходовать материальных средств на выпуск и монтаж изделий, а главное — на их эксплуатацию. Ведь как бы долго ни служили лампы, в конце концов их приходится заменять. Во время работы светильники загрязняются, их необходимо систематически чистить. И часто это приходится делать на большой высоте, в местах, куда затруднен доступ. При этом совсем плохо обстоит дело там, где в помещениях выделяется много пыли, влаги, химически активных веществ и особенно в пожарои взрывоопасных помещениях. В таких условиях характеристики приборов из-за плохого обслуживания быстро ухудшаются, светильники в основном не светят, а греют грязь, потребляя столько же электроэнергии, как и в начале работы, а любое их повреждение чревато аварией, пожаром или взрывом.

Где же выход? Каким образом снизить число устанавливаемых светильников, уменьшить протяженность электрических сетей и потерь мощности в них, как приостановить лавинообразный рост расходов на освещение и т.д.?

Ни одним из традиционных методов возникшую проблему решить не удается. Чем меньше мы хотим применять ламп, тем больше должна быть их мощность, а значит, и яркость, и тем реже они должны устанавливаться. А это приводит к резкому снижению качества и эффективности освещения: повышается слепящее действие источников света, ухудшается равномерность освещения, падает надежность работы осветительных установок, сокращается срок службы ламп.

В принципе ясно, в каком направлении искать выход из положения. Надо добиться, чтобы световые потоки от небольшого количества мощных ламп определенным образом перераспределялись в пространстве и обеспечивали равномерное не слепящее глаз освещение. Поэтому новые устройства должны иметь большие светящие поверхности малой яркости, а лампы надо сконцентрировать в небольшом количестве точек, которые легко обслуживать.

Нетрадиционное решение требовало создания новых источников света, новых материалов и технологий.

Как ни парадоксально, ближе всех к решению проблемы еще в XIX веке подошел русский ученый-электротехник В.Н. Чиколев и ряд американских исследователей того же времени.

Из истории развития полых световодов

Идея создания и использования полых световодов, позволяющих отдалить источник излучения (часто имеющий недопустимо высокую температуру, яркость, нерациональное светораспределение и пожаровзрывои электроопасность) от освещаемого объекта, имеет более чем столетнюю историю. В последней четверти XIX века, особенно в начале 1880-х годов, исследователи в России и США рассматривали в теоретическом плане, а некоторые реализовали на практике идею транспортирования светового потока от мощных электрических дуг по зеркализованным изнутри металлическим трубам.

Такой подъем работ в этом направлении практически одновременно в разных странах показал, насколько назрела задача транспортирования и перераспределения в пространстве световых потоков от единственных в то время источников — мощных электрических дуг.

Однако пути технического прогресса после создания ламп накаливания и распределительных электрических сетей пошли по другому направлению, и полые световоды как средство транспортирования излучения на большие расстояния от источников были забыты на долгие годы. Краткая история изобретений в этой сфере представлена ниже.

1874 Известный изобретатель В.Н. Чиколев на Охтинском пороховом заводе под Санкт-Петербургом оборудовал осветительную установку (рис. 1) с полыми торцевыми световодами в виде зеркализованных изнутри труб, по которым во взрывоопасные помещения передавался свет от электрической дуги, установленной вне здания на специальной вышке. 1878 В США Нил и Лэйк получили патенты на свои устройства. М.Т. Нил предложил не только способы транспортирования, деления и перераспределения светового потока источников света с помощью зеркал, линз и светорассеивающих элементов, но и высказал мысль об использовании выделяемого мощными лампами тепла.

В.Р. Лэйк предлагал использовать свое устройство для освещения шахт, подземных многоярусных туннелей и многоэтажных зданий. В его патенте речь шла о формировании параллельных пучков света от оптической системы с мощным источником с введением света в торцы труб при полной взрывои пожаробезопасности устройства.

1879 Молера и Кебриан опубликовали свои идеи в калифорнийском научно-техническом журнале и описали осветительную установку многоэтажного конторского здания, освещаемого с помощью мощной дуги (со стоящими под углом электродами) и несколькими линзами Френеля, направляющими в трубы световодов весь свет, генерируемый дугой (рис. 2).

Читайте также:  Углы для пайки медных труб

1881 Сложное комбинированное осветительное устройство В.Виллера решало проблемы максимально полного использования светового потока источника (направляя его в одну или две стороны и транспортируя по трубам торцевых световодов, разбивая поток на много частей) при помощи излучателей с применением сферических и эллиптических зеркал, конденсорных линз, призм, светорассеивающих элементов.

1965 Г.Б. Бухман (г. Киев, СССР) развил идею полых световодов как средства не только транспортирования света, но и его использования для освещения по всей длине полого световода: свет от мощного источника вводился в торец зеркализованной изнутри трубы, а выходил равномерно по всей длине трубы через часть ее боковой поверхности, не покрытой зеркально отражающим слоем (рис. 3). В последующем такие световоды получили название щелевых световодов, а боковая поверхность, через которую свет выходит в освещаемое пространство, — оптической щели. Бухман впервые разработал методы расчета щелевых световодов.

1975 Ю.Б. Айзенберг и Г.Б. Бухман (СССР) патентуют два фундаментальных для развития полых световодов изобретения новых систем, позволяющих транспортировать с помощью щелевых световодов как солнечный свет, так и свет искусственных источников, а также использовать тепловую энергию, выделяемую мощными лампами (рис. 4). Протяженные полые световоды было предложено изготавливать из тонкой и прочной пленки из специальной пластмассы.

1978 Ю.Б. Айзенберг, Г.Б. Бухман и В.М. Пятигорский предложили, запатентовали и реализовали на практике принципиально отличающуюся конструкцию плоских протяженных световодов клинообразной формы, позволяющих создавать большие светящие поверхности (рис. 5(в, д)).

1980 Начало серийного выпуска осветительных устройств с полыми световодами производственным объединением “Ватра” (г. Тернополь, Украина) и Московским опытным светотехническим заводом.

А.А. Коробко, О.Г. Кущ впервые сформулировали теоретические методы компьютерных расчетов щелевых световодов и осветительных установок с ними. Разработаны и внедрены в производство новые специальные материалы (полиэтилентерефталатные пленки) и источники света с пускорегулирующей аппаратурой (металлогалогенные зеркальные лампы), принципы конструирования систем с протяженными полыми световодами и приборы для их фотометрирования, а также специальное технологическое оборудование для их серийного производства.

1981 Изобретение Л.Уайтхедом (Университет Британской Колумбии, Ванкувер, Канада) призматических световодов, в которых использовался эффект полного внутреннего отражения света в продольных по отношению к оси световода призмах с углами 90° при вершинах. Призматические световоды, отличаясь малыми потерями и высокой равномерностью светимости по длине, обеспечивали высокоэффективное транспортирование света от вводного до выходного торца световода (рис. 7).

1985 Создание Р.Аппельдорном и С.Коббом (фирма 3М, США) технологии изготовления рулонной призматической пленки марки SOLF (Scotch Optical Light Film) толщиной 0,5 мм на одном из предприятий фирмы 3М. Этот технологический процесс получил название микрорепликация и сыграл больую роль в дальнейшем развитии полых световодов. Фирма TIR Systems, созданная Л. Уайтхедом и Р. Нодвелом в Ванкувере (Канада), приступила к производству призматических полых световодов (с использованием SOLF).

1994 Организация Технического Комитета ТК 3.30 “Полые световоды” в Международной Комиссии по Освещению (первоначально работавшего — с 1992 г. — в качестве репортерской группы R 3.07).

Результаты всех исследований и открытий российских и украинских ученых в свое время были опубликованы более чем в 70 статьях и 20 патентах США, Германии, Японии, Великобритании, Франции, Италии и других стран, доложены на конгрессах МКО в Лондоне (1975), Венеции (1987), Мельбурне (1991), Дели (1999), Сан-Диего (2003) и на конференциях Lux Europa (1997), Lux Pacifica (1998), Licht (1998), а также на общеамериканских конференциях в Балтиморе (1990) и Сиэтле (1998). Специальный выпуск журнала “Светотехника” (1981, № 11) был посвящен комплексу выполненных работ по световодам. В обобщении накопленного опыта, систематизации материала (терминологии, классификации, библиографии) и популяризации этого нового направления светотехники сыграла большую роль организация в 1994 году — по нашей инициативе, поддержанной фирмами 3М и TIR Systems, — специального Технического Комитета ТК 3.30 “Полые световоды” в Международной Комиссии по Освещению. 18 экспертов из 12 стран провели заседания в Нойссе (Германия), Стокгольме (1994), Вашингтоне (1995), Трондхайме (1997), Нагое (1998) и Ванкувере (1999) и подготовили проект публикации МКО по полым световодам и их применению.

В настоящее время сложилось два основных направления разработки и применения полых протяженных световодов: зеркальные щелевые световоды на основе использования металлического отражения от большей части внутренней поверхности световода (цилиндрические и плоские клиновидные световоды — рис. 5 б, в) и призматические световоды, основанные на использовании эффекта полного внутреннего отражения в призмах, покрывающих всю их наружную поверхность (рис. 5 г).

Зеркальные щелевые световоды выпускают 11 фирм (в России, Украине, Германии — 3, Испании, Бельгии, Великобритании). Призматические световоды производятся 17 фирмами (Канады, США, Германии, Италии — 2, Японии, Нидерландов, Швейцарии, Польши), при этом больая часть этих фирм — дочерние компании концерна 3М или непосредственно связанны с 3М, выпускающим призматическую пленку SOLF. Сегодня три фирмы в мире используют полые световоды из диффузноили направленно-рассеянно пропускающего материала (с больей долей рассеянного света) — в основном для создания архитектурно-декоративных установок (рис. 5 а).

В разных странах оборудованы сотни новых осветительных установок с полыми световодами как для внутреннего, так и для наружного освещения. Световоды успешно применены для освещения туннелей, мостов, улиц и площадей, аэрои метровокзалов, в производственных помещениях, надземных пешеходных переходах (рис. 8, 9). В московском метро оборудованы оригинальные осветительные установки не только с прямолинейными, но и с арочными щелевыми световодами, принципиально изменившими эксплуатацию установок (рис. 8).

По сравнению с протяженными круглоцилиндрическими световодами плоские клиновидные конструкции имеют целый ряд особенностей, а в ряде случаев и преимуществ. Не отличаясь большой длиной (как правило, не более 5—9 м при одностороннем вводе света), осветительные устройства с клиновидными световодами базируются на использовании коробчатых конструкций из металлических поверхностей тонколистового алюминия с высоким коэффициентом зеркального отражения, перекрытых с одной стороны (выходное отверстие световода — оптическая щель) светорассеивающей или прозрачной призматической пластмассой. Клиновидные жесткие световоды имеют более высокий КПД и при серийном производстве более дешевы. С помощью клиновидных световодов с прямоугольным поперечным сечением могут набираться поверхности большой площади (светящие потолки), легко варьироваться форма и архитектурное решение светящей поверхности.

Такие фирмы, как Schreder (Бельгия), Socelec (Испания) и Wheitcroft (Великобритания) серийно производят клиновидные световоды с размером оптической щели от 3,3 до 5,1 м (по длине) и 0,274 м (по ширине) с лампами МГЛ 250, 400 Вт или НЛВД 150—4 000 Вт.

Как правило, клиновидные световоды применяются для внутреннего освещения (спортивные залы, бассейны и др.). Единственный известный случай применения клиновидных световодов для наружного освещения — крупная осветительная установка (около 500 устройств) на одном из центральных проспектов Барселоны, выполненная фирмой Socelec (рис. 10). Цилиндрические и клиновидные световоды успешно сочетаются в установках ввода и перераспределения в здания солнечного и искусственного света.

Опорные осветительные устройства с полыми протяженными световодами представляют отдельную группу и предназначены для наружного освещения. Опора выполняет функции транспортирующего свет полого световода с низко расположенным ВУ, удобным для эксплуатации, а светораспределение обеспечивается отдельным отражателем, положение которого может регулироваться и который может иметь гладкую или фацетную зеркальную поверхность или быть диффузным (рис. 11), рассеивающим свет, выходящий из опоры-световода в виде узко коллимированного пучка. Для оживления вида подобных опор в их боковой поверхности выполняются декоративные пролифовки (отверстия различной формы и размера).

Неожиданное решение нестационарных осветительных устройств с эластичными диффузными каналами нашла итальянская фирма OVA. Конструкция этих световых колонн высотой 5 м и диаметром около 400 мм функционирует при непрерывном поддуве внутреннего объема световода с помощью вентилятора, питаемого от автомобильного аккумулятора. Мобильность, простота и относительная дешевизна устройства позволяют использовать его в аварийных ситуациях. Это изделие освоено в России фирмой “Световые Технологии”.

Простейшие диффузные относительно короткие световоды широко применяются как для наружного — в виде вертикально или наклонно установленных светильников, — так и для внутреннего освещения, в том числе декоративного. Фирма Space Cannon (Италия) широко использует такие устройства в виде различных пространственных композиций, применяя в ВУ управляемые кассеты с различными цветными фильтрами. На многих выставках и празднествах эта фирма устраивала с помощью световодов спектакли света, цвета и музыки Декоративные вертикальные светящие колонны, столбики и торшеры с призматической пленкой SOLF и МГЛ малой мощности в ВУ также находят все большее распространение — как правило, они применяются с внутренними объемными экстракторами.

Читайте также:  Пластиковая труба нпвх 125 мм

Последняя разработка новых серийно выпускаемых устройств со световодами фирмы Se’lux показана на рис. 12.

Интегральные системы освещения солнечным и искусственным светом

Интегральное (совмещенное) освещение помещений, в которые дневной свет не проникает или его недостаточно, прежде всего в многоэтажных зданиях, — одна из наиболее интересных и перспективных областей применения полых световодов. Их использование также весьма целесообразно в высоких одноэтажных зданиях с большой плотностью расположения оборудования и трудностью обслуживания (супермаркеты, выставки, большие цеха) и в подвальных и заглубленных помещениях (подземные гаражи, метрополитены и др.).

Исследования во ВНИСИ на моделях таких установок показали их высокую комфортность, экономичность и удивительную способность создавать динамичное, постоянно изменяющееся в соответствии с обстановкой естественное освещение помещений. В первой уникальной крупной осветительной установке Heliobus четырехэтажной школы в St. Gallen (Швейцария) удалось в два раза снизить установленную мощность, в 3,5—5 раз уменьшить расход электроэнергии (благодаря сокращению времени использования искусственного освещения) при качественном улучшении световой среды. Установка спроектирована в России во ВНИСИ и реализована совместно с фирмами Buhler/Scherler и Signer (рис. 13).

Подобное решение было реализовано и в осветительной установке двухэтажной школы в горном поселке Schiers (Швейцария). Отличие этих двух установок — в использовании гелиостатов двух принципиально разных конструкций. В Heliobus — стационарный гелиостат полностью герметичной конструкции. В установке школы в Schiers применялись открытые зеркальные гелиостаты, имеющие две оси вращения и постоянно ориентированные на солнце, а источники света располагались внизу, в основании световода, и их световой поток ночью частично уходил в небо.

В обоих случаях внутренняя поверхность световодов была покрыта призматической пленкой SOLF фирмы 3M.

Перспективность интегральных систем совмещенного освещения зданий глубокого заложения и других сооружений без достаточного солнечного освещения не вызывает сомнений. При этом особо важно подчеркнуть возможность серийного промышленного изготовления основных узлов и элементов таких установок, из которые могут собираться различные варианты интегральных осветительных установок относительно небольшой стоимости.

Подтверждением того факта, сколь большое значение архитекторы придают взаимосвязи изолированных от естественного света помещений с внешним пространством, определяемой наличием солнечного света и его динамикой, служит дорогостоящая установка с полыми протяженными световодами, установленная на Potsdamer Platz в Берлине. Эти наклонные световоды (рис. 14) позволяют ввести солнечные зайчики в подземное помещение крупного супермаркета. Световоды высотой 14, 18 и 21 м имеют стальную трубу в качестве оси конструкции, стеклянную трубу-оболочку диаметром 1 м и два слоя призматической пленки SOLF — один на внутренней поверхности стеклянной, другой на наружной поверхности стальной трубы.

Неиспользованные возможности и перспективы

Возможность передачи света и его распределения с помощью полых протяженных световодов вызвала к жизни ряд интересных научных и инженерных идей.

Поскольку световод представляет собой трубу довольно большого диаметра (до 1 м), то очевидно, что такие каналы могут служить для транспортирования не только света, но, скажем, и очищенного воздуха. В этом случае световод становится одновременно воздуховодом. Один из экспериментов ВНИСИ для проверки этой идеи и определения области применения совмещенных инженерных систем показал их жизнеспособность.

Новый подход к созданию интегральных осветительных установок представляют три идеи интегральных устройств: для высоких одноэтажных зданий, для подземных помещений и широких зданий с периметральным остекленением.

Во всех случаях реализации этих предложений необходимо: — использование простейших герметизированных гелиостатов, требующихся для всех случаев освещения зданий в зоне индустриальных городов (без открытых оптических систем);

— использование одних и тех же устройств для транспортирования и перераспределения солнечного света и света ламп;

— вынесение из освещаемых помещений электрических сетей и всех узлов, требующих обслуживания в процессе эксплуатации;

— исключение выделения тепла (поступающего от солнца и ламп) в освещаемое помещение для снижения мощности систем кондиционирования воздуха;

— уменьшение размера отверстий в ограждающих конструкциях для ввода солнечного света.

На рис. 15 представлены схематические решения указанных задач.

На первом из них — интегральная система освещения высоких помещений одноэтажных зданий, включающая гелиостаты, переходные устройства (с источниками света) через ограждающие конструкции и плоские световоды — светоперераспределяющие устройства в виде светящихся дисков, прямоугольников, квадратов или полос (вид снизу). По расчетам, одно такое устройство (рис. 15 а) в помещении высотой 8—10 м может обеспечить освещенность 200—300 лк на площади 100— 200 м2 при географическом размещении зданий в Центральной Европе (и при различных размерах гелиостатов и разном числе используемых ламп или светильников).

Для подземных помещений эта система дополняется вертикальным световодом нужной высоты и диаметра (рис. 15 б, пунктир).

На рис. 15 в — решение освещения помещений длиной более 10 м (10—20 м от окон).

Однако в двух последних случаях возможно лишь частичное улучение дневного освещения в дальних от окон зонах. В предлагаемом нами (совместно с А.А. Коробко и В.М. Пятигорским) варианте солнечное и искусственное освещение совмещены с выполнением почти всех указанных выше требований. Расчеты показывают, что вариант установки с плоским световодом (рис. 15 в) обеспечивает, например, в офисном помещении длиной 17 м освещенность 300 лк при минимальном использовании объема (высоты) помещения.

Световоды с жесткой или полужесткой оболочкой можно встраивать в конструкции зданий, что позволяет отказаться от сооружения в них технических этажей. Сейчас вспомогательные помещения двухметровой высоты, расположенные между основными этажами, используются главным образом для обслуживания сотен и тысяч встраиваемых светильников.

В отдельное направление могут быть выделены работы по созданию высокоэффективных плоских клиновидных световодов для имитации естественного освещения от светящегося небосвода, что весьма благоприятно сказывается на выращивании сельскохозяйственных культур. Эксперименты, проведенные ВНИСИ в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева и в Гипрониисельпроме (г. Орел), показали, что урожайность, например, огурцов в теплице при таком освещении увеличивается в 1,3—1,6 раза.

Применение новых устройств в северных и дальневосточных районах страны значительно улучшило бы снабжение населения свежими овощами и фруктами (рис. 16). И в заключение еще об одной идее. За последние годы весьма популярными стали надувные сооружения — стадионы, производственные помещения, склады, госпитали и др. Эластичная оболочка сохраняет заданную форму благодаря избыточному давлению воздуха внутри здания. Но возникают проблемы с их освещением. Ведь крепить провода к оболочке и подвешивать к ней светильники непросто и небезопасно. Однако здесь в качестве несущих и формообразующих конструкций могут использоваться надувные арочные световоды, являющиеся частью оболочки этих сооружений (рис. 17).

Более чем 30-летний опыт работы в этом направлении показывает, что постоянно появляются все новые области эффективного использования полых протяженных световодов.

Внимание к проблеме в 1980’е годы стимулировало создание, производство и крупномасштабное применение первых в мире систем освещения полыми световодами. В последующий период, когда распался СССР и развалилась система централизованного планирования и снабжения, это производство, как и исследовательские работы, были практически прекращены.

Зато за рубежом “эстафета” была подхвачена, и работы в области полых световодов все эти годы бурно развивались.

Это новое направление далеко не исчерпано. Большая часть идей даже того времени еще не реализована. Что уж говорить об идеях нового поколения!

Источник

Adblock
detector