Световод для темного помещения сделать сам. Солнечное освещение дома по оптическим волокнам. Маркировка светового туннеля

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.

Это уникальное энергосберегающее осветительное оборудование, которое является полноценной зелёной технологией и проводит натуральный солнечный свет по трубе-световоду через крышу во внутренние пространства, где нет возможности поставить окна или недостаточно дневного света. Системы Solatube® являются зенитными фонарями и мансардными окнами нового поколения.

Традиционные способы организации естественного освещения часто не позволяют наполнять помещения комфортным и равномерным освещением без слепящей яркости, а также без нарушения теплофизических свойств ограждающих конструкций. Окна всегда привязаны к сторонам света: так, окно с северной стороны не позволит получить достаточное количество солнечного света, а с южной стороны – мы получим слепящую яркость и высокий теплоприток.

Напротив, световоды Solatube® дают энергоэффективное, равномерное и комфортное освещение помещений естественным солнечным светом в течение всего дня. Особенно, когда диффузор расположен по центру потолка. Системы Solatube® не проводят тепло и холод в помещение, нет протечек и конденсата.

Кроме того, обеспечение в помещении большего количества естественного света благотворно влияет на самочувствие и здоровье находящихся в помещении людей. Ведь мы получаем 90% информации через органы зрения, и солнечный свет играет в этом процессе огромную роль. Поэтому улучшение организации естественного освещения, способствует повышению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия.

Более того, санитарными нормами (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03) предусмотрено наличие полноценного естественного освещения рабочих мест, на которых человек находится более 4 часов в день. Проведенные за рубежом оценки эффективности применения ССО Solatube® показали увеличение производительности труда персонала на 16%. У работников, которые находятся в условиях естественной освещенности, на 20% меньше проявляются симптомы различных заболеваний и улучшается самочувствие. То есть помимо энергосбережения применение данной технологии освещения позволяет обеспечить такие характеристики экологического строительства, как комфорт и экологичность (так как данное оборудование не оказывает негативного воздействия на окружающую среду).

Элементы системы

Система представляет собой светоприемный купол с линзами, которые улавливают и перенаправляют лучи вниз в световод, который проходит по подкрышному пространству. Многократно отражаясь, свет выходит в помещение через потолочный светильник-рассеиватель и равномерно освещает помещение.

Эффективность

Купол системы способен улавливать не только прямые солнечные лучи, но и собирать свет всей полусферой, обеспечивая исключительное освещение помещений даже в облачные дни, зимние месяцы, раннее утро и к концу дня, когда солнце низко над горизонтом, на что не способны традиционные световые проемы. Установка систем возможна на любом этапе строительства и эксплуатации здания.

Светопередача

Системы освещения Solatube® передают свет на расстояние более 20-ти метров без смещения спектра в диапазоне 400 нм ÷ 830 нм с энергетическими потерями не более 17%. В настоящее время это самый высокий показатель в мире.

Энергосбережение

Системы Solatube® обладают энергосберегающими свойствами, не проводят тепло и холод в помещение и являются элементами капитального строительства. Благодаря своим техническим свойствам, системы Solatube® снижают до 70% энергетические затраты на освещение и кондиционирование зданий, в которых они установлены.

Теплопроводность

Система Solatube® обеспечивает хорошую теплоизоляцию. Ее уникальные характеристики, такие как система двойного купола, технология преломления лучей Raybender® 3000 и покрытие световода Spectralight® Infinity в совокупности дают самую энергоэффективную систему дневного освещения, существующую сегодня на мировом рынке, имеющую коэффициент теплопроводности менее 0,2 Вт/м*С.

Гарантия и срок эксплуатации

Системы Solatube®, благодаря применению современных высоких технологий при их изготовлении, имеют 10-ти летний срок гарантии и неограниченный срок эксплуатации. При установке в любое сооружение они становятся элементами капитального строительства и не подлежат замене в течение всего срока эксплуатации здания.

Применение

Система устанавливается на любые виды кровли в помещения любого назначение (от частного до промышленного и коммерческого). Системы Solatube® успешно работают уже более десяти лет во многих российских городах в зданиях различного назначения. К наиболее значимым пилот-проектам с применением систем Solatube® можно отнести:
* Детские сады (Краснодар, Славянск-на-Кубани, Ижевск, Среднеуральск);
* Средняя школа №35 (Краснодар);
* Нижегородская правовая академия (Нижний Новгород);
* Уральский дом науки и техники (Екатеринбург);
* Лечебно-оздоровительный комплекс «Витязь» (Анапа);
* Больница СКЖД (Ростов-на-Дону);
* Сочинская инфекционная больница (Сочи);
* Вокзальный комплекс «Анапа» (Анапа);
* Здание Морского вокзала (С-Петербург);
* Научно-адаптационный корпус и Океанариум (Владивосток, о.Русский);
* Административное здание и цеха завода «Марс» (Москва, Ульяновск);
* Офисы «ИКЕА» в ТЦ МЕГА (Краснодар, Москва);
* Офисы «Данон» (Московская область);
* Офисы «FASION HOUSE Аутлет Центр» (Московская область);
а также другие объекты в различных регионах России.

Шведская компания Parans разработала в тесном сотрудничестве с учёными Технологического Университета систему естественного освещения любых зданий с помощью солнечного света, поступающего по оптическому волокну.

Прибор, функционирующий по принципу подсолнуха, представляет собой светоприёмник, который состоит из 36 линз Френеля, равномерно вращающихся вокруг своей оси внутри блока, следующего в течение дня за солнцем. Динамическое отслеживание световой активности осуществляется благодаря встроенному фотосенсору, микропроцессору и моторам, суммарная потребляемая мощность которых не превышает 10 Вт.

Собираемый в течение дня солнечный свет поступает по волоконно-оптическим световодам в здание, где они распределяются в разные помещения. Светоприёмник способен собрать до 6000 люмен, однако количество поступающего в здание светового потока зависит от длины кабелей — так через 10 м из-за светопотерь световой поток составит 3700 люмен. Одного прибора достаточно для освещения помещения площадью 30-40 м², внешний блок весит 30 кг и крепится на крыше, фасаде или на мачту. Внутренние осветительные приборы передают солнечный свет со всеми его утренними, дневными и вечерними вариациями цвета и интенсивности, однако невидимый спектр, включая инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, фильтруется, таким образом, исключено как выцветание вещей, так и возможность человека загореть.

Сфера применения естественного освещения по оптическому волокну шире, чем при использовании солнечных колодцев, ограниченного малоэтажностью, траекторией и наличием внутреннего свободного пространства для трубы, более громоздкой, чем тонкие и незаметные кабели оптического волокна. Кроме того, солнечное освещение по оптическому волокну можно включать или выключать с помощью простого переключателя, который позволяет повернуть линзы в сторону от попадания солнечных лучей. Солнечный свет по оптическому волокну создаёт лучшую освещённость, позволяет эффективнее использовать затемнённые помещения, доказано, что оно улучшает самочувствие людей, нормализует их биологические часы, повышает работоспособность.

Кроме того, 20% всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на искусственное освещение, в том числе в дневное время суток. Благодаря системе солнечного света по оптическому волокну использование искусственного освещения можно сократить в два раза, что на региональном и международном уровне означает сокращение выбросов СО2 и борьбу с глобальным потеплением климата. В этом году шведская компания Parans выпустила новую комплексную систему освещения, сочетающую в одном приборе дневной солнечный свет по оптическому волокну с энергосберегающим светодиодным освещением в тёмное время суток.

Как сократить количество потребляемой электроэнергии на освещение до 90%.

Возможно моя статья кому-то будет полезной, а кому-то необходимой! Производственной компании подобно нашей в РФ и СНГ нет, как и самой разрабатываемой технологии освещения.

Можно ли назвать нашу деятельность Сатрапом или инновацией, думаю, что можно. Работаем мы в области солнечного освещения с 2011 года. И только в 2016 году получили статус инновационной компании. Сами исследования начались в 2010 году, а в 2015 году мы наконец-то выпустили полностью оригинальный собственный световод со своим патентом.

После шести лет исследований в области энергосбережения с уверенностью можно сказать, что основные затраты предприятия связаны со светом; они могут быть как прямые так и косвенные. Объясню почему: любой вид деятельность человека связан только со светом, любой… для того чтобы произвести что-либо, необходимо «обеспечить» себя определенным уровнем света. Это можно сделать бесплатно (но не всегда комфортно) и платно (тогда за комфорт приходится платить). Мало кто сможет выполнить свою работу на рабочем месте без света, тогда как без тепла (не комфортно, но работать можно), без воды (протереть руки можно салфетками), без вентиляции (работа в респираторе), без кондиционирования – в отсутствии всех этих систем работать можно. Все это является частью комфортного пребывания людей на рабочем месте. Именно создание комфорта составляет большую часть расходов по зданию, но при отсутствии света - создание комфортного пребывания людей на рабочем месте вообще не имеет смысла.

Количество компаний предоставляющих данную услугу в России можно сосчитать на пальцах одной руки.

Световоды…

Решение есть всегда. Для того чтобы уменьшить затраты на отопление, кондиционирование и вентиляцию – нужно уменьшать окна.

Важно понимать, что окна являются лишь средством связи с внешним миром. Стоит только пренебречь этим пониманием, сразу начинаются проблемы, потому как прямая зависимость как уже говорилось ранее не куда не девается. И такая ситуация характерна для архитектуры.

Избавится от зависимости естественного света через окна, помогут световоды.

Световод (или световой колодец) представляет собой кольцевое зеркало (полую зеркальную трубу), передающее солнечный и естественный свет с минимальными потерями в целевое помещение. Прообраз светового колодца - отверстие в потолке.

Световоды применяются для освещения любых зданий в дневное время суток.

Многие некорректно сравнивают световоды с лампами электрического света или со светодиодами. Этот момент я хочу обрубить сразу. Световоды конечно можно сравнить с источниками искусственного света, но никому ни приходит в голову сравнивать окно с лампочкой, так и здесь нет смысла сравнивать световод с лампой, однако с уверенностью можно сравнить световод с окном.

Например, окно, установленное в кровле (мансардное окно) менее безопасно чем световод.

В летнее время под мансардным окном невозможно находится, через него проходит большое количество солнечной радиации. Помещение нагревается и в таких помещениях зачастую устанавливают еще и кондиционер, или просто зашторивают окно и включают лампу. В этом весь парадокс – люди устанавливают окно, чтобы в помещение было светло и уютно и тут же отказываются от этого освещения.

Световод в отличии от мансардного окна не способен нагреть помещение, однако динамику естественного света, т.е. то что творится на улице, можно отследить.

Окно не установить в помещения, удаленные от наружных ограждающих конструкций (стены, крыша). С помощью световода можно осветить самые удаленные уголки дома или офиса.

В световод можно инсталлировать лампу или светодиоды, и освещаться световодом в ночное время. Можно сделать световод вообще независимым от погоды, улицы, электричества.

Как говорил В. В. Маяковский

Светить всегда,

светить везде,

до дней последних донца,

светить -

и никаких гвоздей!

Вот лозунг мой -

и солнца!

Световой колодец, напоминает перископ, разница только в том, что перископ передает изображение, а световод только свет. Состоит световод из трех основных частей: светособирающего купола, зеркального тубуса (шахты) и светорассеивателя.

С точки зрения Нормативных строительных документов - Световод это точечный зенитный фонарь со светопроводной шахтой с торцевым или боковым рассеивателем. В отличии от зенитных фонарей световод не нагревает помещение, не пропускает влагу и тепло, также он не имеет под собой зоны нагрева.

Световод как термос, полностью герметичен.

Перейду непосредственно к практике.

Объект введен в 2014 году.

Ниже приведены основные технические характеристики и показатели.

Площадь освещения 250 м2

Количество световодов 8

Наименование световодов SW700 (Ф700мм)

Высота установки рассеивателя от пола 5,5 м

Освещенность на рабочей поверхности

в пасмурную погоду 240 Лк

в солнечную погоду 550 Лк

Средняя Продолжительность работы световодов

Март-сентябрь = 12 часов (2376 ч)

Сентябрь - Ноябрь = 7 часов (434)

Ноябрь - Январь = 5 часов (310 ч)

Январь - Март = 6 часов (354 ч)

Средняя продолжительность освещения естественным светом в помещении в соответствии с нормами освещения по году ~3474 ч.

Рабочее время за 2017 год (в часах)

при 40-часовой неделе - 1 973,00 ч

Количество установленных электрических светильников

Люминесцентные светильники - 18 шт

Мощность светильника 92 Вт.

Стоимость остановки одного часа производства для замены ламп.

ориентировочно 150 000 руб.

Увеличение продолжительности работы искусственных источников света более чем в 3 раза.

Общая экономическая целесообразность.

Световоды помогают сэкономить на прямых затратах электропотребления и замене ламп более 30000 тысяч рублей в год

Световоды помогают сэкономить на косвенных затратах (остановка производства для замены светильников) - более 150000 рублей в год

Итого Световоды помогут сэкономить более 180000 рублей по году

Окупаемость световодов произойдет уже на третий год.

Вывод делать Вам!

Если статья была для Вас интересной, я готов выпустить ряд таких статей с более глубоким обзором по данной теме.

Что сделана своими руками стоит около $ 200, а по виду намного лучше! Кроме того люстра управляется пультом дистанционного управления и может быть успешно использована для информационного оповещения.

Примечание : Иногда фотографии не совсем совпадают с тем, что описано в шаге.

Шаг 1: Оборудование и инструменты

Листы черного плексигласа размерами 50*50 см и толщиной 4-6 мм .
200 стеклянных шариков диаметром 1,7см ;

3 Вт RGB светодиоды с дистанционным управлением;
Пластиковый контейнер;

Термоусадочные трубки;
ИК-приемник;
Эпоксидный клей;

Цепь;
Переходной патрубок;
120 м волоконно-оптического кабеля;

Провода;
Клейкая лента;
Чёрная краска;

Винты;
Трёх контактная электрическая вилка/розетка;
Цоколь от лампы.

Инструменты :

Шлифовальный диск;
Дрель и свёрла;
Горячий клеевой пистолет;
Гравёр с насадкой;
Пила;
Электролобзик;
Лак и кисти для краски;
Ножовка;
Рубанок;
Циркуль;
Тиски;
Пластилин;

Шаг 2: Деревянное основание верхней части — часть 1

С помощью циркуля начертим круг радиусом 225 мм . Затем с помощью ножовки вырежем его.

Края круга отшлифуем дисковой шлифовальной машинкой.

Для завершения декорирования, окрасим верхнюю сторону в чёрный цвет (в три слоя).

Электроника :

Вырежем отверстие достаточно большого диаметра для размещения трёхконтактной розетки.

Затем закрепим её саморезами.

Установим пластиковую коробку на деревянный круг. Просверлим отверстия для четырех коротких 7 мм винтов.

Соединим провода от блока питания с цоколем лампы.

На фото не учтен тот факт, что лампа светильника находится в пластиковой коробке. Так как эти фотографии были сделаны после того, как проект был закончен.

Шаг 3: Деревянное основание верхней части — часть 2

Возьмём цепочку и разрежем её на три секции, каждая из них в длину составляет 25 см.

В деревянном основании, просверлим три отверстия в 20 см от центра. Эти отверстия, если правильно просверлить, то получится равносторонний треугольник.

Вставим шпильку с ушком (с шайбой на верхней и нижней части) в просверленное отверстие и затянем гайкой.

Расположим концы цепей в каждой петле.

Противоположные концы установим в карабины.

Подвесной механизм готов.

Опорные стойки будут поддерживать пластины из оргстекла.

Используем рубанок и наждачную бумагу, чтобы сделать поверхность бруска гладкой.

Нанесём лак на опорные части для их дальнейшей защиты их от влаги.

Сделаем отметки на бруске через каждые 7 см (в общей сложности 42 см), а затем разрежем заготовку на 6 частей.

Теперь расположим по линиям шесть брусочков в форме шестиугольника на пластинах плексигласа между 3 и 4 кольцом.

Последнее фото единственная картина, которая точно показывает, как все опоры должны выглядеть в конце всех проделанных операций.

Шаг 4: Пластина плексигласа — часть 1

Начертим циркулем круг радиусом 225 мм .

Используем лобзик, чтобы вырезать круг и шлифовальный станок для зачистки кромок.

Теперь необходимо разделить заготовку на пять колец. Они разделят люстру, создавая многоуровневые переходы.

Разметка заготовки:

Начертим первый круг диаметром 205 мм , слегка поцарапав окружность, затем наведём контур карандашом;
Второй круг – радиусом 160 мм;
Третий круг – радиусом 115 мм;
Четвертый круг – радиусом 70 мм ;
Пятый круг – диаметром 50 мм.

Ширина между отметками на кругах составляет 20 мм .

Шаг 5: Пластина плексигласа — часть 2

Окружность пятого кольца = диаметр (5 см) х π = 15.7 см. (Округляем число, чтобы избежать какой-либо ошибки при работе с инструментами).

Диаметр каждого стеклянного шарика 1.7 см . Поэтому: 15.0 / 1.7 = 8 шт . В кольце использовалось 7 шариков для создания небольшого зазор между каждым элементом.

Повторяем подобную процедуру для каждого кольца, убедившись, что оставляем необходимый зазор между шарами.

Настало время, чтобы сделать отметки на кольцах, где будет располагаться шарики.

Для этого (в качестве примера рассматривается пятое кольцо) возьмём 7 стеклянных шариков, пластилин и прикрепим шарики к заготовке. После этого обведём их контур карандашом.

Убедимся, что карандаш находился перпендикулярно основе. После этого отметим центры, будущих отверстий.

Повторим эту процедуру для остальных четырех колец.

После того, как все места отмечены, с помощью сверла 0,5 мм просверлим отверстие.

Шаг 6: Световая коробка

Источник света и приемник находятся внутри коробки.

Отметим центр в торце пластиковой коробки. Просверлим отверстие такого же сечения, как диаметр цоколя. Установим трубный переходник на противоположный конец коробки.

Теперь установим ИК-датчик на предварительно существующий терминал. (Прошу прощения нет фотографии).

Нарежем три провода длиной по 20 см каждый.

Зачистим концы проводов.

Подключим один провод к отведению на уже существующий ИК-датчик

Закроем соединение термоусадочной трубкой, а затем закрутим проволокой (не требуется пайка).

Прикрепим соответствующие провода на ИК-датчик и применим термоусадочные трубки.

Установим лампу в световой короб и закроем его. Теперь можем прикрутить световой ящик на деревянную основу с помощью винтов и направляющих отверстий, которые были сделаны ранее.

Шаг 7: Монтируем шарики

В этом шаге будем использовать гравёр с шаровидной насадкой.

Изготовим кондуктор, который будет удерживать шарики (два зажима крепятся к древесине). Вся конструкция очень устойчивая, кроме того позволяет свободно работать с инструментами.

Повторим процедуру 180 раз!!! Да, я знаю, что это займет больше всего времени, но будьте терпеливы, даже когда некоторые из них будут ломаться …

Шаг 8: Режем оптоволокно

Существует 5 уровней оптоволокна.

Используя сантиметр и ножницы, нарежем волокно в соответствии с таблицей:

7x — 75 см нити + 10 см = 85см каждый;
21x — 60см нити + 15см = 75см;
35x — 45см нити + 20 см = 65 см;
50x — 30см нити + 25см = 55см;
64x — 15см нити + 30см = 45см.

ВНИМАНИЕ!: Это длина каждого волокна вместе с шариком. Для того чтобы каждый слой подключался к световой коробке вы должны добавить дополнительную длину к оптоволокну для монтажа его систему.

Шаг 9: Устанавливаем нити

Соберём пучки. Например, 7х 85 см или 50x 55cm соединим с помощью термоусадочной трубки, чтобы держать их вместе. Повторим эти действия для всех остальных групп.

Возьмём 7x 85см нити и каждую прядь пропустим через отверстие на внутреннем кольце нижней пластины.

Вы должны протянуть все нити через одно отверстие! Это позволит гораздо лучше пропускать свет и монтировать нити в закрытый корпус.

Чтобы сделать равномерный срез торца, нагреем шпатель паяльной лампой до тех пор, пока он не будет достаточно горячий для плавки волокон.

Шаг 10: Устанавливаем шарики

Для крепления необходимо использовать эпоксидную смолу, а не супер клей.

Установим волокна в отверстие и прижмём всё лентой, чтобы сделать маленькую колыбель для шарика. Колыбель должна «обнять» шарик и принимая на себя вес стекла, давая, таким образом клею высохнуть. Рекомендую обмотать вторым слоем ленты, чтобы избежать шанса потери жесткости.