Новый способ освещения помещений дневным светом

Введение

Природный солнечный свет жизненно необходим для обеспечения физического и психологического здоровья человека. Если в помещениях недостаточно естественного солнечного света, то излишнее применение искусственного освещения может вызвать серьезный дисбаланс в потреблении электроэнергии, вызванный необходимостью охлаждать служебные и бытовые помещения и без того уже перегруженные теплом, излучаемым традиционными лампами.

Традиционно используется боковое освещение помещений солнечным светом через стандартные светопроемы (окна, фонари верхнего света, атриумы), но это решение имеет серьезный недостаток: в широких и больших по площади помещениях общественных зданий и сооружений при удалении от окон наблюдается экспоненциальный спад освещенности, вынуждающий использовать для освещения отдаленных зон искусственные источники света.

Вертикальные окна могут обеспечивать нормальное дневное освещение на расстояниях приблизительно 6 м от окна. Поскольку уровень дневного освещения уменьшается с возрастанием расстояния от окна, необходимо увеличение количества солнечного света поступающего через окно, находящееся в передней части комнаты. Добиться этого можно увеличением площади оконного проема. Это позволит добиться незначительного увеличения освещения задней части комнаты. Подобное решение приводит к сбережению электрической энергии из-за уменьшения электрического освещения. Однако увеличение светового проема приведет, одновременно, к увеличению теплопритоков в летнее время и теплопотерь - в зимнее, что на нет сведет полученную экономию электрической энергии по освещению. Атриумы, окна верхнего света на крыше и фонари верхнего света, размещенные на крыше, могут освещать области, удаленные от вертикальных окон, но они не могут использоваться при освещении глубоких основных областей.  

Инновационная система освещения помещений дневным светом

Устранение существующего противоречия при организации естественного освещения крупных общественных объектов возможно применением инновационной технологии передачи естественного света.

Эта технология была создана в Австралии около 20 лет назад. Первоначально, целью использования полых световодов было отдаление источника излучения – слишком яркого, горячего, пожароопасного, от освещаемого объекта без потери интенсивности излучения. По сути, цель осталась прежней, только, если раньше под источником света понимали исключительно рукотворный объект, например, электрическую дугу, то для того чтобы применить эту идею по отношению к далекой «звезде по имени Солнце» должно было пройти несколько долгих лет. После этого романтичная идея доставки света по трубам – будто бы воду или газ! – в умах архитекторов и строителей заиграла новыми гранями. Оказалось, что с ее помощью можно организовать идеальное экологически безупречное жизненное пространство под «зеленой» (и не только!) кровлей.

Основными составляющими данной системы естественного освещения являются  светопринимающий элемент, устройство для «транспортировки» света на требуемое расстояние и светораспределяющий (светорассеивающий) узел. Светоприемное устройство имеет вид прозрачного купола, расположенного вне здания: на крыше или  фасаде. Оно концентрирует даже мельчайшие потоки солнечного света (прямые или отраженные) и служит своеобразной «оптической воронкой», заполняющей световод естественным светом. Купол интегрирован в общую конструкцию кровли, элемент сопряжения с кровлей (флешинг) предохраняет его от попадания влаги и не нарушает гармоничности общего облика здания. Световод представляет собой набор стыкуемых алюминиевых труб прямолинейной или же изогнутой формы, покрытых изнутри пленкой полимера, состоящей из более, чем  четырехсот оптических слоев, что обеспечивает коэффициент отражения близкий к единице даже при повороте солнечного луча на 90 градусов, а также практически полное поглощение его инфракрасной  составляющей алюминиевой основой. Потери световой энергии при длине пути в 12-20 м не превышают 0,03%. Зимой, в условиях идеально ясного небосвода, через световод теряется приблизительно в 3 раза меньше тепла, чем через светопроем при том же уровне светового потока. Выход света в освещаемое помещение осуществляется через устройство светорассеивания – диффузор, который выполнен из полимерного материала и имеет круглую либо квадратную формы, различные структуру и типоразмеры, однако, главные его свойства – это 100% безбликовая светорассеивающая способность и бриллиантовая неслепящая яркость.

Данная система дневного освещения имеет дополнительные опции (регулирование интенсивности светового потока – диммер, световой комплект для ночного времени суток, вентиляционный комплект), использование которых значительно расширяет практику ее применения в инновационном строительстве.  
Области применения систем дневного освещения  широки и разнообразны: 

• учреждения здравоохранения и рекреационные центры;
• учреждения образования (ВУЗы, школы, детсады и ясли);
• объекты жилищного строительства;
• бизнес-центры;
• торговые центры и супермаркеты;
• спортивные сооружения и объекты;
• производственные цеха и склады;
• животноводческие, звероводческие фермы и птичники;
• и многое, многое другое.

Примеры внедрения

В Европе уже установлено более 100 тыс. систем с использованием полых световодов и спрос на них неизменно растет, поскольку создание более комфортных условий для людей и экономия электроэнергии в дневное время, очевидны. В России же такого рода решения – пока еще эксклюзив. Первым крупным общественным объектом, освещение которого доверено системам дневного освещения, стал краснодарский автоцентр ГАЗ.

Типовые архитектурные решения современных автоцентров не позволяют традиционным способом, через остекление стен, осветить естественным светом зоны, где находятся сотрудники и клиенты. С помощью энергосберегающей системы дневного освещения удалось добиться освещения зон, ранее недоступных солнечному свету, а также снижения энергопотребления и тепловой нагрузки на здание. Система передает свет без теплопритоков, а значит, уменьшает потребную мощность кондиционирования. Интенсивность освещения одинакова в течение всего светового дня и не зависит от ориентации здания по сторонам света.

Системы дневного освещения, прочно войдя в мировую архитектурную практику, нашли применение и для оснащения олимпийских объектов в Пекине. Спортивный зал, принадлежащий Пекинскому научно-технологическому университету, оборудован 148 системами (21 дюйм или 530 мм в диаметре), которые отлично справляются с обеспечением дневным светом 2400-метровой спортивной арены, вмещающей более 8000 зрителей. Высокая светопередача материала световода позволила обойти чердачные преграды и обеспечить передачу светового потока более чем на 8 м. Входящие в состав систем диффузоры, равномерно рассеивают свет внутри помещения. Все 148 систем оснащены диммерами, которые  позволяют регулировать естественную освещенность сооружения, обеспечивая требуемые режимы  комфорта зрителей и сценария проводимых мероприятий.   

Благодаря своим техническим свойствам, системы дневного освещения создают в помещениях атмосферу комфорта, а также существенно снижают энергетические затраты на освещение, отопление  и кондиционирование зданий, в которых они установлены. 
Срок их окупаемости при освещении крупных объектов: супермаркетов, крытых стадионов, производственных помещений от 3 до 5 лет. 
Системы дневного освещения, имея 10 лет гарантии и неограниченный срок эксплуатации, относятся к капитальным элементам сооружений и могут монтироваться на любом этапе строительства или реконструкции.                                        
 

____________________