Системы солнечного освещения Solatube®. Принцип работы и сферы применения световодного освещения Основные элементы светового тоннеля

Солнце - самое великое, что могут видеть глаза человека.
Давыдов Роберт Борисович

Световоды -- это очень интересное решение. Решения по инсоляции появились на российском рынке относительно недавно и еще не получили должного распространения. В настоящий момент их в основном применяют крупные продвинутые компании.

Главное преимущество световодов -- солнечный свет, и этим уже все сказано. Человеку органически требуется естественный свет, и никакие искуственные источники освещения его не заменят.

Какие помещения освещают световодами?

В дополнительном солнечном освещении нужнаются подвальные, цокольные помещения и комнаты с теневой стороны здания.

Как работает световод?

В световодах используется технология Raybender, запатентованная компанией Solatube.

Принцип работы простой: свет захватывается светособирающим куполом и передается по каналу в помещение.

Светособирающий купол (на рисунке обозначен 1) устанавливается на крыше или фасаде здания. Свет захватывается даже в сумерки или в облачную погоду. использование специальной линзы (2) позволяет увеличить площадь захвата.

Канал световода (3) - это трубчатый световод. Он способен передать свет на расстояние до 12 метров практически без потерь. при этом конфигурация канала может быть весьма причудливой.

В конце канала располагается рассеиватель (4). Он устанавливается на потолке и имеет вид светильника.

Один такой световод может осветить площадь 14 -40 м 2 .

Почему световод, а не окно?

Энергоэффективность

Основной теплообмен в доме происходит через окна. Зимой тепло через окна уходит, летом проникает жара. В любом случае, увеличиваются затраты либо на отопление, либо на кондиционирование. При использовании световодов потери тепла практически отсутствуют. Как следствие, вы серьезно экономите на поддержании комфортного климата в вашем доме.

Возможность установки

Не везде можно устанвоить окно. В подвале окно не имеет смысла, а световод -- имеет:)

Равномерность освещения больших помещений

Возможные трудности

Световой день

Первое и очевидное возражение против применения световодов -- короткий световой день в нашей полосе, осебенно зимой и осенью, когда небо затянуто облаками.

Способны превратить мрачный темный чердак в хорошо освещенное помещение. Использование мансардных окон — это отличное решение для того, чтобы уменьшить издержки на электрическое освещение мансарды. Однако в доме имеются помещения, где невозможно установить какие-либо окна. В этом случае проблему решают трубчатые световоды .

Система трубчатых световодов была изобретена в Австралии в 1991 году. Она состоит из трех частей: прозрачный купол-концентратор солнечного света, световод, диффузор. Солнечный свет проходит через прозрачный купол из ударопрочного поликарбоната, установленного на крыше здания, и направляется в помещение по трубе, являющейся световодом. С помощью диффузора, установленного на потолке, помещение освещается удивительно мягким рассеянным естественным светом . Доказано, что дневное освещение оказывает положительное воздействие на здоровье человека и повышает производительность труда.

Купол является концентратором света и позволяет собрать свет даже в случае низкого расположения солнца в утренние или вечерние часы. Световоды, длина которых составляет от 1,5 до 3 м, устанавливаются в промежутках стропильных конструкций и потолочных балок. Разработаны два вида световодов: гибкий световод и жесткая труба с отражательной способностью до 98%. Через диффузный рассеиватель естественный свет направляется в проблемные зоны: прихожую, ванную комнату, кухню, шкафы. Система Solatube задерживает до 99% ультрафиолетового излучения, которое неблагоприятно влияет на здоровье человека.

Производитель рекомендует использовать гибкие световоды длиной до 3 м, а жесткие световоды – до 6 м. Однако следует знать, что с увеличением длины трубы уменьшается коэффициент пропускания света, независимо от используемых материалов.

Рассеиватель диаметром 25 см, установленный в помещении 14 кв.м., дает освещение, эквивалентное трем 100 — ваттным лампам накаливания, модель диаметром 36 см может обеспечить достаточным освещением помещение в два раза большего размера. Рассеиватель выглядит как обычный потолочный светильник.

Модели с пультом дистанционного управления позволяют изменять освещенность, например, в таких помещених, как спальня. Есть системы, оснащенные дополнительно электрической лампой, которая включается в темное время суток.

Некоторые модели оснащены вентилятором, установленным в ответвление световода.

Эффективность работы системы Solatube зависит от времени года, времени суток, диаметра и длины световода, от ориентации расположения купола-концентратора на крыше.

Система легко монтируется буквально за 2 часа на любой кровле. Стоимость монтажа одного сведовода порядка 15 тыс. рублей.

Системы солнечного освещения (ССО) находят все более широкое применение как за рубежом, так и в отечественной практике проектирования, строительства и эксплуатации осветительных установок естественного освещения. Системы солнечного освещения позволяют максимально увеличить количество солнечного света во внутренних помещениях жилых и общественных зданий, одновременно обеспечивая значительное снижение электроэнергии, расходуемой на освещение. CСО - это система, позволяющая улавливать солнечный свет через купол, расположенный на крыше, и направлять его вниз по системе световодов. Нанесение на внутреннюю поверхность световода многослойной полимерной пленки с высоким уровнем отражения (99,7%) видимого спектра естественного света, обеспечивает передачу света на расстояния до 20 и более метров без искажения спектральной составляющей.

1) Наименование рассматриваемого метода (технологии)

Технология передачи естественного (солнечного) света по световым каналам с помощью системы дневного (солнечного) освещения.

2) Описание предлагаемой технологии (метода) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нем, наличие программ развития

Технология передачи естественного света в помещения - этосовокупностьвысокотехнологичных светотехнических элементов, которые концентрируют дневной свет, подают его на расстояние до 20-ти метров без потерь и полностью рассеивают во внутренних помещениях здания. Данные системы обладают свойствами оптических фильтров, передавая в помещения только видимую составляющую естественного света (без УФ и ИК спектров), уменьшая при этом, передачу/потерю тепловой энергии. При этом исключаются затраты связанные с использованием электрической энергии на освещение и кондиционирование помещений. Информация о технологии широко представлена на многих Интернет - ресурсах. В течение последних лет формируется обширная дилерская сеть. Информация передана в адрес всех регионов России, начиная от губернаторов субъектов Федерации. Программа включения данной технологии в современное российское строительство, в настоящее время, отсутствует. Внедрение технологии в современное российское строительство носит «точечный» характер и выполняется наиболее профессиональными и дальновидными участниками строительного рынка.

Описание системы

Запатентованная конструкция, состоит из расположенного на крыше светособирающего купола (выполненного из устойчивого к атмосферному воздействию акрила), представляющего собой совокупность линз Френеля, осуществляющих захват прямых солнечных лучей и диффузного рассеянного света с углов приема (в том числе самых малых) для его дальнейшей передачи во внутреннее пространство помещения. Конструкция не привлекает к себе внимания и не искажает архитектурного облика здания.

Конструкция ССО состоит:

Светособирающего купола
Флешинга
Световода
Диффузора

Нанесение на внутреннюю поверхность световода многослойной полимерной пленки с высоким уровнем отражения (99,7%) видимого спектра естественного света, обеспечивает передачу света на расстояния до 20 и более метров, с несколькими поворотами световода под углом 90 0 .

Основные расходы ССО (системы солнечного освещения) приходятся на их изготовление, транспортировку и монтаж. Средняя окупаемость ССО по показателям расхода электроэнергии на цели освещения составляет от 3 до 5 лет для объектов, расположенных на 45-55 0 широты.

Назначение системы

Области применения систем дневного освещения включают в себя:

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 мн. др.

Высокое качество всех компонентов системы обеспечивает десятилетнюю гарантию эксплуатации оборудования.

3) Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении

Массовое внедрение в практику современного строительства технологии передачи естественного света в помещения по световым каналам приведет к следующим результатам:

положительное влияние на здоровье людей непрерывного воздействия видимого спектра естественного освещения;
произойдет качественное изменение архитектурных форм зданий;
световые проемы в ограждающих конструкциях (окна, световые фонари, атриумы и пр.) перестанут играть доминирующую роль в освещении внутренних пространств зданий;
улучшится освещенность помещений естественным светом при наименьших энергозатратах;
сократятся энергопотери/энергопритоки зданий;
положительное влияние на экологию планеты снижением условных выбросов СО2 в атмосферу.

Вышеуказанные последствия применения технологии передачи света по световым каналам дают основание отнести ее к энергосберегающим и экологически чистым технологиям , что является актуальным и востребованным в условиях нарастающих экологического и энергетического кризисов.

4) Прогноз эффективности технологии (метода) в перспективе с учетом следующих факторов :

роста цен на энергоресурсы
роста благосостояния населения
введением новых экологических требований
других факторов

Данная энергосберегающая технология относится к категории элементов капитального строительства, которые снижают энергопотери/энергопритоки зданий, а также снижают потребление электрической энергии расходуемой на освещение помещений в дневное время. Эти системы соответствуют требованиям времени в вопросе энергоэффективного «зеленого» строительства. Рост благосостояния населения будет способствовать все большему вниманию сог стороны людей к своему здоровью, а значит - широкому применению в строительстве индивидуальных домов. Срок окупаемости оборудования при освещении крупных объектов: супермаркетов, крытых стадионов, производственных помещений от 3 до 5 лет. Системы, имея 10 лет гарантии и неограниченный срок эксплуатации, относятся к капитальным элементам сооружений и могут монтироваться на любом этапе строительства или при реконструкции

5) Существует ли необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня объектов для внедрения данной технологии?

Все исследования уже проведены. Данные системы успешно применяются во всем мире более 20-ти лет на объектах различного назначения.

6) Причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; план действий для снятия существующих барьеров

отсутствие необходимой профессиональной подготовки дизайнеров и архитекторов;
отсутствие устойчивой культуры энергосбережения среди населения и профессионалов;
отсутствие экономических механизмов стимулирующих деятельность субъектов, применяющих энергосберегающие технологии;
отсутствие нормативно-правовой базы применения и использования новых энергосберегающих технологий.

7) Существующие меры поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемой технологии (метода) и необходимость их совершенствования

Вопросы энергетической эффективности и экологической безопасности во всех сферах социальной и производственной деятельности российского общества в настоящее время приобрели особую актуальность. Это нашло свое отражение в принятии Федерального закона № 261 от 23.11.09 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в котором четко выделены направления решения задачи энергетической безопасности России. Среди этих направлений особое внимание уделяется повышению энергоэффективности зданий.

8) Наличие технических и других ограничений применения технологии (метода) на различных объектах

9) Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний

10) Наличие постановлений, правил, инструкций, нормативов, требований, запретительных мер и других документов, регламентирующих применение данной технологии (метода) и обязательных для исполнения; необходимость внесения в них изменений или необходимость изменения самих принципов формирования этих документов; наличие ранее существовавших нормативных документов, регламентов и потребность в их восстановлении

Отсутствует

11) Необходимость разработки новых или изменения существующих законов и нормативно-правовых актов

Необходима разработка новых нормативно-правовых актов, определяющих нормы энергопотребления, что будет являться стимулом к внедрению и применению новых энергосберегающих технологий в современном строительстве.

12) Наличие внедренных пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учетом накопленного опыта

В России уже реализованы ряд пилот-проектов с применением данной инновационной технологии. К наиболее значимым можно отнести:

Образование и наука:

детский сад №229 (Ижевск) ;
детский сад №20 (Среднеуральск);
детский сад №15 (Славянск-на-Кубани, Краснодарского края);
средняя школа №35 (Краснодар) ;
физкультурно-оздоровительный комплекс (ст.Ленинградская, Краснодарского края);
Нижегородская правовая академия (Н.Новгород) ;
физкультурно-оздоровителый комплекс (Н.Новгород);
Уральский Дом Науки и Техники (Екатеринбург);
океанариум и Научно-адаптационный корпус (Владивосток, о.Русский).

Медицинские учреждения:

больница СКЖД (Ростов-на-Дону);
Сочинская инфекционная больница (Сочи) ;
вет.клиника (Краснодар).

Транспортные узлы:

Морской вокзал (Санкт-Петербург);
Вокзальный комплекс (Анапа).

Производственные компании:

завод "Марс" (Москва, Ульяновск);
завод "Данон" (Московская область);
ООО "АНТ-информ" (Краснодар).

Торговые компании:

"ИКЕА" в ТЦ МЕГА Адыгея-Кубань (Краснодар);
"ИКЕА" в ТЦ МЕГА Белая Дача (Москва);
"ЮГ-Кабель" (Краснодар)
автоцентр "АвтоГАЗ" (Краснодар) ;
автосалон "Hyundai" (Ижевск);
автосалон "Citroen‎" (Ярославль).

Финансовые учреждения:

Отделение Газпромбанка (Магнитогорск);

а также офисные здания и частные дома в различных регионах России.

13) Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надежности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и т.п.)

При массовом внедрении данной технологии в современное строительство будет иметь место положительные социальные результаты: снижение утомляемости работников на рабочих местах (до16%), повышения качества усвоения материала учащимися (до 20%), повышение эффективности работы торговых предприятий (до 40%). Значительно снизится дневная нагрузка на электрические сети, особенно в летнее время, за счет уменьшения времени использования искусственных источников света и снижения потребных мощностей на кондиционирование.

14) Наличие и достаточность производственных мощностей в России и других странах для массового внедрения технологии

Производство данного оборудования в России сдерживается только ментальностью населения и руководства, и как результат, не развитостью рынка.

15) Необходимость специальной подготовки квалифицированных кадров для эксплуатации внедряемой технологии и развития производства

Данная технология имеет 10-ти летнюю гарантию и неограниченный срок эксплуатации. Для обеспечения этих характеристик необходимо исключить негативное влияние человеческого фактора. Для решения этой задачи проводится периодическая подготовка специалистов по продаже и установке систем дневного освещения.

16) Предполагаемые способы внедрения:

введение в образовательные дисциплины проектных специальностей специального курса;
большая просветительская работа в творческом сообществе;
широкая рекламная компания;
коммерческое финансирование (энергосервисные контракты);
конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
бюджетное финансирование для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости;
введение запретов и обязательных требований по применению, надзор за их соблюдением.

Для владельцев собственных домов относительно недавно появилось новое приспособление светопроводящие трубы, которое можно использовать как замену мансардных окон, что дешевле и требует меньше трудозатрат.

Если вы подумываете о добавлении солнечного света на кухне или в тёмном коридоре, то такое решение как солнечная труба вполне может подойти. Обойдётся всего в часть затрат от установки мансандрого окна и принесёт приятный дневной свет в нужное помещение.

Как это работает

Известная под разными названиями: солнечная труба, светопроводящая труба, свето-тоннель это металлическая труба диаметром обычно от 25 см до 35 см с отполированной внутренней поверхностью. Внутренняя поверхность действует как продолжительное зеркало, пропуская свет по всей длине и сохраняя его интенсивность. Приём лучей света происходит на крыше и затем они направляются в внутрь дома.

На крыше над трубой устанавливается пластиковая сфера для защиты от непогоды. Заканчивается труба диффузором на потолке комнаты, куда она проведена. Сфера собирает свет снаружи, диффузор распределяет его ровным белым свечением. Результат удивительный, при недавно сделанной установке, владельцы часто тянутся к выключателю, покидая комнату.

Цена

У нас такие системы только появляются и стоимость их пока достаточно большая, но снижение стоимости дело времени. В Австралии и США такие системы уже закрепились на рынке и началась конкуренция, ведущая к уменьшению стоимости. В США стоимость с установкой составляет в среднем $500, тут стоит отметить, что у них стоимость установки мансардного окна в среднем равна $2000. В результате чего светопроводящие трубы становятся всё популярнее. Для тех же кто сам вылазит на крышу для установки самостоятельно, комплект системы обходится всего от $150 до $250. И здесь всё легче по сравнению с мансардными окнами, не нужно новых вставок гипсокартона, покраски, изменений элементов каркаса.

Как много света?

Свет из трубы диаметром 25 см, самый маленький вариант, примерно равен освещению от трёх 100 ваттным ламп, что будет достаточно для освещения помещения площадью 20 кв. м. При диаметре в 35 см света будет достаточно для площади около 28 кв. м.

В парилке очень сложно спроектировать и оформить освещение. Ведь повышенная влажность, изобилие пара и высокой температуры не совсем благоприятны для использования электричества. Несмотря на это, все большей популярностью стала пользоваться подсветка оптоволокном. Ее применение актуально не только для бани, оптический жгут применяется даже в квартире и доме. Это объясняется тем, что такой свет гораздо экономичнее и безопаснее стандартных источников света, к тому же позволяет сделать декоративную подсветку комнаты. В этой статье мы расскажем вам, как сделать оптоволоконное освещение своими руками, предоставив схему подключения системы, а также инструкцию по монтажу.

Из чего состоит система?

Как правило, такие системы продаются набором, в которое все необходимое уже входит. Но помимо основных компонентов можно добавить дополнительные элементы, которые помогут создать индивидуальный интерьер. Это, например, специальная подсветка с помощью светодиодной ленты или специальными линзами или кристаллами.

Оптоволоконное освещение включает следующие компоненты:

Проектор. Из всей системы только он подключается к электричеству. От того какая мощность устройства зависит количество выделяемого света.
Волокна. Благодаря этим элементам можно также регулировать количество света, что выделяется и распределять его по всему периметру бани на свое усмотрение. При выборе жгута предпочтение лучше отдать стеклянной модели, так как она больше выдерживает перепады температуры. Жгуты бывают двух видов: бокового свечения (создание световых рисунков с помощью переплетений волокон) и торцевого свечения (создается звездное небо).
Линзы и светильники. Оптоволоконное освещение с помощью таких элементов приобретает направленное свечение. Ведь именно такие линзы и кристаллы регулируют рассеивание и направление светового потока.

При выборе комплектации оптоволоконной системы следует обратить внимание не только на длину и количество волокон, но и на то, какая лампа применяется. Для галогенной и газоразрядной лампы требуется охлаждение, а так как некоторые системы охлаждения обладают шумными вентиляторами, то это может испортить отдых.

Метод бокового свечения

Такое освещение можно сделать своими руками, так как оно не требует сложных составлений электронных схем. Установка проста: достаточно установить проектор вне сауны. Делается это следующим образом:

В комнате перед баней устанавливается проектор. Место, где он монтируется, должно быть рядом с парилкой (иметь общую стену). Если проектор устанавливается в одном помещении, то должен находиться на расстоянии от источника тепла.
Если есть желание, то на устройство можно установить дополнительные аксессуары, например, цветовые диски.
Согласно схеме, пометить места, где будет размещаться оптоволокно.
Устанавливаем оптоволоконное освещение.
Если есть желание, то можно установить цветовые насадки (линзы или кристаллы). Подключение этого эффекта может быть как автоматическим, так и в ручном режиме.

Важно! При установке оптоволокна необходимо учитывать допустимый перегиб каждого светопровода. Он зависит от диаметра. Поэтому фокусное расстояние изделий должно составлять больше 85%. Все это продумывается, когда составляется схема системы.

Метод торцевого свечения

Осуществлять монтаж такого света лучше до проведения внутренней отделки. Предварительно следует составить точную схему расположения точечных элементов.

Монтаж оптоволоконной подсветки следует делать в следующем порядке:

Нарезать жгуты необходимой длины. А для того чтобы узнать длину, следует замерить дистанцию от проектора до всех пунктов свечения.
Уложить волокна на места, закрепить сначала их скотчем.
Для того чтобы сохранить узор и вертикально зафиксировать жгуты, нужно в определенных местах установить дюбеля к которым с содействием проволоки прикрепляются волокна. Чтобы прикреплять было удобно дюбеля должны выступать на три сантиметра наружу.
Поверхность обшивается и удаляется весь ненужный скотч и дюбеля.
Затем необходимо обрезать оптоволоконный жгут. Делается это по уровню обшивки. Далее следует зашлифовать концы жгута с помощью мелкозернистой бумагой для шлифовки.
Другие концы волокна соединяются в коннектор и подключаются к проектору.

В ходе установки надобно хорошо следить за изгибами светопроводов. По завершении монтажа, по желанию, можно добавить в систему различные линзы и кристаллы.

Такая схема подключения оптоволоконного освещения подойдет и для моечного отделения. Особенно, если там есть бассейн, то такая подсветка будет очень хорошо смотреться на его дне. В комнате для отдыха, в гостиной или спальной комнате светильники с оптоволокном можно совмещать со стандартными осветительными приборами. Созданная таким образом атмосфера поможет расслабиться.