световые каналы в крыше
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).
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:
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:
Для получения максимального эффекта освещения с помощью туннельного фонаря необходимо устанавливать туннельную трубу следующей длины:
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):
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.
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:
Преимущества применения разного типа световода:
ALLUX Plus
ALLUX Flexi
Максимальная светоотдача (отражение) – до 98,2 %
Относительно дешевые по стоимости
Гибкие, помогают с легкостью огибать препятствия при монтаже
Длина световода до 20 м
Рекомендуется монтировать световоды длиною не более 3 м
Маркировка светового туннеля
Световой туннель VELUX имеет несколько разновидностей, которые маркируются так, фото 7:
Фото 7. Разновидности световодов туннельного типа: для профилированных кровельных покрытий (слева) и для плоских кровельных покрытий (справа)
Преимущества применения световых туннельных фонарей
Недостатки применения световых туннелей
На фото 8 представлены примеры световых туннелей, которые успешно эксплуатируются.
Фото 8. Примеры использования световых туннелей
Освещение загородного дома без электричества
Свет — одно из самых важных условий для создания комфорта в среде обитания человека. Поскольку масштаб потребления электроэнергии во многом зависит именно от света, начинать энергосбережение также целесообразно с модернизации системы освещения. Сегодня нам на помощь приходят передовые разработки из области энергосберегающих технологий, которые предлагают новый путь решения проблемы освещения.
Солнце – основной источник жизни на Земле, его свет внушает оптимизм и придает новые силы. Каким бы совершенным не было искусственное освещение, ему не заменить лучей нашего родного светила – ведь только естественный солнечный свет обеспечивает человеку должный визуальный комфорт, запускает сложный механизм биоритмов, спасает от депрессий.
История возникновения световодного освещения
В 1874 году инженер-электротехник Владимир Чиколев установил на Охтинском заводе пороха осветительную установку, выполненную в виде труб с внутренней зеркальной поверхностью. Свет от электрической дуги, расположенной снаружи, передавался после многократных отражений в опасные помещения.
Чиколев Владимир Николаевич
23 июля (4 августа) 1845 – 22 февраля (5 марта) 1898
Чиколев Владимир Николаевич Русский электротехник, изобретатель и пропагандист применения электричества; автор первого проекта освещения Невского проспекта; автор, совместно с Р.Э. Классоном, проекта центральной электростанции трехфазного тока высокого напряжения на Охтинском пороховом заводе; первый редактор журнала «Электричество».
Это был первый практический пример применения нового осветительного прибора – полого световода с отражающим внутренним покрытием. С тех пор конструкция световодов ушла далеко вперед. С волоконно-оптическими линиями и световодами микронного диаметра мы сегодня знакомы довольно близко: многие пользуются Интернетом с подключением через оптический кабель. А вот полые световоды до последнего времени были известны только узкому кругу специалистов-светотехников.
Но с ростом интереса к энергосберегающим технологиям, они попали в поле зрения широкого круга инженеров и дизайнеров. Возможность использования солнечного света днем для освещения не только складов, но и офисных помещений, стимулировала выпуск световодов, с внешним дизайном, пригодным для деловых помещений.
При простоте самой идеи конструкция полого световода имеет довольно сложную оптическую схему, при этом применяются самые современные материалы. Рассмотрим конструкцию на примере щелевых протяженных световодов. Чаще всего используется труба круглого сечения из полиметилметакрилата (ПММА) или поликарбоната (ПК). С одного или двух сторон трубы монтируются высокоинтенсивные источники света. Соотношение длины трубы к диаметру выбирается от 30 для односторонних световодов до 60 при двухсторонней установке ламп.
На внутреннюю поверхность трубчатого корпуса наносится специальная призматическая пленка типа SOLF. Ее особенностью является практически полное отражение света, падающего на поверхность под разными углами. Технология изготовления призматической пленки была разработана в 1985 году. Тонкая (около 0,5 мм) рулонная пленка марки SOLF открыла путь к созданию световодов с высокой и равномерной светимостью по длине трубы. Вдоль оси трубы оставляют прозрачную или матированную щель для равномерного выхода света по длине световода.
Классические окна обеспечат нормальное естественное освещение на расстояниях максимум до 6 м от окна: это известно. При этом в окно должно зайти избыточное для ближайших рабочих мест количество света (что тоже некомфортно), а связанный с этим перегрев помещений вызывает потребность в кондиционировании воздуха. Чтобы решить проблему, архитекторы организуют атриумы, окна верхнего света и зенитные фонари, но когда речь идёт о доставке света в отдалённые помещения (не говоря уже о заглубленных или подземных помещениях), единственной альтернативой искусственному свету остаются световоды.
Типов конструкций световодов существует множество, но массовыми по технологическим и экономическим причинам оказались полые трубчатые световоды. Они состоят из трёх главных частей: коллектора для «сбора» естественного света, диффузора для распределения света в помещения, между которыми и находится собственно сам световод, длина которого может достигать многих метров.
Естественное освещение помещений
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).
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).
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).
Туннельные световые фонари разных производителей могут отличаться в некоторых элементах конструкции, но в целом состоят из:
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:
Для получения максимального эффекта освещения с помощью туннельного фонаря необходимо устанавливать туннельную трубу следующей длины:
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):
Купол выполнен из поликарбоната или закаленного стекла, которые обладает неизменными светопроводящими свойствами и высокой ударной прочностью, фото 4б.
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:
Преимущества применения разного типа световода:
Максимальная светоотдача (отражение) – до 98,2 %
Как добавить света в темные помещения и подвал, но при этом не платить за электроэнергию?
В любом загородном доме найдутся помещения, которым «не досталось» солнечного света — чердаки, санузлы, кладовые, подвалы и т. п. А ведь естественное освещение — это не только фактор комфорта для человека, но еще и существенная экономия электроэнергии. Расскажем о том, какое техническое решение поможет организовать инсоляцию помещений без окон или с недостаточным дневным освещением
Речь пойдет о световых туннелях (иначе — солнечных колодцах или фонарях туннельного типа). Конструктивно это несложные устройства, состоящие из внешнего и внутреннего элементов и соединяющего их светопроводящего канала.
Внешний элемент представляет собой квадратный модуль, который устанавливают в плоскую или скатную крышу, в ограждающие стены, а в случае подземного этажа — в плиту, перекрывающую приямок. Модуль имеет круглое светоприемное отверстие диаметром от 190 до 740 мм или более и снабжен полиуретановым или алюминиевым окладом для герметичного монтажа. Обратите внимание: светоприемные узлы с металлическим основанием допускают резку и гибку для подгонки к конкретным условиям установки. Отверстие может быть защищено съемной крышкой из закаленного 4-миллиметрового стекла (прозрачного или матового, с грязеотталкивающим покрытием) либо куполом из ударопрочного акрила или поликарбоната.
Внешние блоки с крышкой предназначены исключительно для крыш с уклоном от 15 до 60º и встраиваются в одной плоскости с кровлей. Оклады таких модулей специально адаптируют под профилированные или непрофилированные кровельные материалы, комплектуют их водоотводящим желобом, особыми щеточными уплотнителями, препятствующими замерзанию конденсата, а также паро- и гидроизоляционным контурами для соединения со слоями в «пироге» крыши.
Блоки купольного типа с оголовком, возвышающимся над плоскостью основания, допускают монтаж как в наклонные, так и в вертикальные и горизонтальные ограждающие конструкции. Сферическая форма светоуловителя повышает эффективность устройства в пасмурную погоду, при снеге и дожде (осадки не скапливаются на куполе), а особенно — в утренние и вечерние часы, когда солнце стоит низко над горизонтом. Кроме того, поликарбонатные полусферы служат в качестве фильтров, отсекающих УФ-излучение, что предотвращает его воздействие на другие компоненты системы, а также выгорание предметов интерьера. Двойные стенки улучшают теплоизолирующие свойства купола, не снижая его светопропускающей способности.
Замеры уровня освещенности показывают, что кровельные туннели диаметром 350 мм даже в хмурый зимний день освещают помещение так же, как это сделала бы 60-ваттная лампочка накаливания
Нормативы искусственного освещения в жилых помещениях по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03
Норма освещенности, Lx
Библиотека, бильярдная, кабинет
Кухня, гостиная, спальня и другие жилые комнаты
Холл, коридор, санузел
Лестница, подвал, чердак
Внутренний элемент системы — это устанавливаемый в помещении плафон-диффузор — как правило, круглый или квадратный, но на заказ может быть изготовлено изделие и других форм. Плафон равномерно распространяет мягкий свет (угол рассеивания 150-170º), который не слепит глаза и не искажает цвет предметов. Рассеиватели оснащают декоративными рамками, делают их из двух слоев поликарбоната или из матового двойного стекла с аргоновой прослойкой (как в стеклопакете), что препятствует потерям тепла и образованию конденсата на световом диффузоре.
Связующим звеном между встраиваемыми блоками системы является собственно световой туннель — канал, передающий свет на расстояние с минимальными потерями за счет отражающих свойств своих стенок. Это может быть как жесткая алюминиевая труба (тубус), так и гофрированный рукав из стекловолокна, на внутреннюю поверхность которых нанесено зеркальное покрытие с содержанием серебра. Трубы обеспечивают коэффициент отражения 98% и более, у рукавов он немного ниже.
Гибкие трубы выпускаются длиной до 2 м и наращиванию не подлежат, обычно их применяют, если требуется обойти какое-либо препятствие на пути туннеля. Базовая длина металлических труб составляет от 0,8 до 1,7 м. При необходимости каналы можно удлинить за счет дополнительных сегментов, имеющих простую систему фиксации на защелках. Для соединения элементов используют переходники — колена с регулировкой наклона от 0 до 45º. Для нужд частного дома, как правило, достаточно световодов Ø 250–350 мм с максимальной длиной до 6 или 9 м, способных обслуживать помещения площадью до 10 и 20 м² соответственно (ванные, кухни, лестницы, прихожие, коридоры, гардеробные). Для полноценного освещения просторных гостиных, комнат с высокими потолками и пр. понадобятся каналы Ø 400–550 мм с возможной протяженностью до 15 м, рассчитанные на площадь до 35 м². При этом важно учитывать, что каждый добавочный погонный метр трубы, а также изгиб туннеля оборачиваются потерей 10% и более от объема светопередачи, заметно снижая эффективность системы.
Правильно выбрать световой туннель для конкретного помещения помогут специальные калькуляторы.
Солнечные колодцы — оптимальный вариант для освещения тех помещений, где использование электрических приборов может быть потенциально опасно, например топливохранилищ, газовых котельных, душевых и т. п.
Инсоляция подвального помещения
Чтобы в помещения подвального этажа мог проникать солнечный свет, в зоне цоколя делают окошки (как правило, это широкие, но совсем невысокие конструкции, оказывающиеся почти под потолком подвала). Бывает, что размер цоколя недостаточен и для таких окон, и тогда их частично приходится опускать ниже поверхности земли, а в зоне проемов создавать приямки — ограждения из армированного бетона, накрываемые сверху решетками. Дно приямка выполняют на расстоянии 20 см от нижнего края окна и придают ему уклон для стока воды в дренажную сеть.
Обеспечить инсоляцию подвала можно также с помощью туннелей дневного света. Установив в стену трубу (гибкий рукав), в бетонный приямок (обязательно с водоотводом) насыпают гравий и накрывают его монолитной или стальной плитой с выведенным на поверхность светоприемным куполом.
Дополнительные функции
На российском рынке представлены системы солнечного освещения марок Solargy, ALLUX, VELUX, FAKRO, Solatube®, Sunway и др. Производители адаптируют свою продукцию к особенностям нашего климата и расширяют ее функционал, делая максимально комфортной в эксплуатации. Так, VELUX предлагает устройство для дополнительной вентиляции помещений через световод и LED-подсветку в рассеивателе для организации освещения в темное время суток. Sunway, помимо светодиодных ламп, может комплектовать туннели диммером, создающим затенение вплоть до перекрытия светового потока, и защитой от проникновения (для каналов Ø 560 и 780 мм). Разработка Solatube® — система гибридного освещения на основе светочувствительного датчика и датчика движения, позволяющая экономить до 94% электроэнергии. А компания Solargy обладает уникальной технологией «Пересвет», использующей гелиостат. Он представляет собой неподвижную панель, которая «собирает» падающие под малым углом (до 15°) лучи восходящего и заходящего солнца и направляет их в световод.
Туннель с вентиляционным клапаном для установки в ванных комнатах и санузлах
В туннеле установлен прибор ночного освещения, аккумулирующий свет в течение дня
Преимущества использования световых туннелей
Недостатки использования световых туннелей
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Уникальная технология «солнечный колодец», которую изобрели еще в 90-х годах прошлого столетия, способна без энергопотерь и в любую погоду доставить естественный свет в самые темные углы. Даже помещения без окон смогут получить свою порцию солнечного света, если установить особые трубчатые световоды с фантастическим уровнем отражения, достигающим отметки 99,5%!
В последние десятилетия человечество осваивает новые технологии транспортировки энергии, ярким примером таких разработок стало изобретение системы «солнечного колодца». Эта технология позволяет не только свести к минимуму использование энергоресурсов, которые вырабатывают электростанции, но и сохранить здоровье людей, ведь всем известно о негативном воздействии искусственного освещения на человеческий организм.
Начиная с 1990-х годов прошлого века некоторые страны активно внедряют эти технологии, тем самым снижая энергопотребление на 40%.
Что же такое «солнечный колодец», как он работает и какую пользу приносит людям?
Благодаря такой технологии эта установка позволяет доставлять естественный свет в дневное время суток практически без потерь и любую погоду, в даже самую темную дальнюю комнату.
Основными компонентами этой уникальной системы являются:
— прозрачный купол, встраиваемый в кровлю (фасад);
— система светоперехвата с оптическими светоотражающими устройствами,
изменяющими направление светового потока;
— кровельный адаптер, который обеспечивает герметичность крыши (фасада);
— световод и диффузор, позволяющий рассеивать поток света.
Принцип работы этой своеобразной оптической воронки заключается в следующем: свет, проходя через прозрачный купол, отражается от стенок световода и продвигается до рассеивателя. Для того чтобы снизить количество отражений, светоотражающее устройство установлено под особым, наиболее благоприятным углом. Благодаря такой конструкции, естественный свет имеет возможность попадать в световод при любой погоде в дневное время суток, улавливая поток световых лучей с самого низкого угла горизонта.
Монтаж системы на крыше или фасаде здания производится с помощью кровельного адаптера, который монтируется в перекрытие или стену и предупреждает попадание внутрь помещения влаги. Длина трубчатого световода может регулироваться, что позволяет поставлять свет не только в помещение, находящееся непосредственно под самой крышей, но и в комнаты на нижних уровнях, вплоть до подвальных площадей. Ширина также может варьироваться, в зависимости от нужд потребления энергии.
Такой вариант освещения имеет множество преимуществ, начиная от простоты установки и самой эксплуатации системы (в ней нечему ломаться и энергозатраты составляют 0%), и заканчивая снижением потребления электроэнергии практически на 40%.
Действие такой конструкции положительно сказывается не только на экономии денежных средств и сохранности окружающей среды, но и позволяет существенно снизить пагубное влияние искусственного освещения на здоровье людей.
Механик Альфредо Мозер (Alfredo Moser) из Бразилии в 2002 году на основе этой технологии создал простейшую конструкцию «солнечного колодца», используя обычную пластиковую бутылку, наполненную водой.
Идея абсолютно проста – в кровле нужно просверлить отверстие нужного диаметра, в нее установить двухлитровую пластиковую бутылку с водой, соблюдая условия полной герметизации, чтобы избежать попадания влаги в помещение.
Вот и все – светильник для гаража, дачи или подвала готов! Кстати, такой солнечный прожектор может заменить 40-60-ваттную лампу накаливания.
Приходящие счета за электроэнергию являются головной болью для большинства потребителей, ведь за блага цивилизации надо платить. Всем нам совсем не хочется отказываться от микроволновки, водонагревателя или от кондиционера. Оказывается есть много хитростей, которые помогут сократить коммунальные расходы без необходимости отказываться от комфортной жизни и использования любимой электроники.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми: