Естественото осветление

нови модерни решения

Добре осветеното работно или жилищно помещение е предпоставка за по-висока производителност и добро настроение. Естественото осветление има едно основно преимущество - то не изисква допълнителни средства. В този материал ще ви запознаем с две модерни решения, които ни предлага съвременната индустрия.

Освен че е напълно безплатно, естественото осветление в сградите води до реализиране и на значителни енергийни икономии. В продължение на много години, нежеланието да се приемат явните му предимства е причина за появата на различни аномалии. Недостатъчното количество дневна светлина, “злоупотребяването” с изкуствено осветление способства за появата на енергиен дисбаланс, особено през летните месеци от годината. Тогава възниква естествената необходимост от охлаждане на работните и жилищни помещения. Освен че консумират електрическа енергия, осветителните тела отделят и топлина. Така електрическата инсталация в сградата допълнително се натоварва, при това и от климатичната инсталация, която трябва да работи непрекъснато, за да осигури охлаждането в помещенията, допълнително загрети от изкуствени осветителни източници. През последните няколко години станахме свидетели на няколко енергийни кризи, които парализираха работата в мегаполиси като Ню Йорк и Токио. За да не се претоварва енергийната система, а и за осигуряване на алтернативни източници на енергия, хората все повече се стремят да усвояват и разработват вече не просто модерните, а необходими възобновяеми енергийни източници - ВЕИ.
Често наличните прозорци в помещенията не могат да осигурят достатъчно осветление. При съвременното масово строителство на високи сгради, разположени близо една до друга, дори и панорамните прозорци с големи размери в по-ниските етажи не могат да осигурят достъпа на достатъчно дневна светлина. Едно от възможните решения в подобни случаи е светлината да прониква отгоре - директно от слънцето, без да се поглъща и намалява от обкръжаващите сгради и конструкции.
И така, сега ще ви представим две модерни решения за осигуряване на естествено осветление както в помещенията, така и в подземните етажи на сградата.

Покривни куполи и ленти за осветление
Покривните куполи и ленти за осветление отдавна са се доказали като ефективно средство за естествено осветление на подпокривни помещения с плосък покрив. Освен че осветяват безплатно вътрешните пространства, при необходимост могат да бъдат използвани и за проветряване или димоотвеждане в случай на пожар. По правило разходите по вграждането им, само от икономията на електроенергия за осветление, се откупува едва за няколко години.
Производителите на осветителни куполи могат да ви предложат различни варианти и модели - с различно отваряне, остъкление, форма и цвят. Материалите, които се използват за изработването им, са акрил, поликарбонат или РЕТ. Покривните куполи се монтират върху специални постаменти с различни форма и профил, съобразени с конкретното приложение.
Осветителните ленти представляват поликарбонатни листове, които са подходящи за архитектурно и таванско осветление на големи вътрешни пространства. Листовете се нареждат и закрепят върху специални профили. Подобни конструкции намират приложение предимно в индустриалната сфера, но се вписват естетично и в жилищни и административни сгради, особено когато са с оцветена повърхност.
Ако сте решили да използвате този модерен и ефективен начин за осигуряване на естествено осветление, трябва да знаете обаче и някои подробности. Изборът ви трябва да е насочен не само към формата и цвета на куполите и лентите, но и съобразен с предназначението и големината на помещението, където ще се монтират. Всеки специалист в тази област ще ви посочи няколко параметъра, на които трябва да се обърне специално внимание.

Степен на пропускане на енергията
При пасивно използване на соларната енергия, слънчевото лъчение действа в целия видим светлинен спектър, който се състои от видимо светлинно лъчение, невидимо ултравиолетово лъчение и инфрачервено топлинно излъчване. Мерната единица, с която се измерва степента на преминаване на енергия, се обозначава с g. Величината й при покривните осветителни куполи и ленти силно се влияе от качеството и дебелината на материала и оцветяването на пропускащата повърхност.
Степен на пропускане на светлината
При проектиране на осветително оборудване (куполи и ленти) от съставните елементи на дневната светлина, се взима под внимание само преминаването на видимата светлина - степен на преминаване t. Това свойство зависи от качеството на избрания материал, както и от дебелината и оцветяването на повърхността, през която преминава светлината.
Коефициент на топлопреминаване
Коефициентът на топлопреминаване k се определя от дебелината и топлопроводимостта на избраните материали, от разстоянието между външните и вътрешните плоскости, както и от тяхната собствена стойност k.

Комбинации
Поради характера на материалите, от които се изработват покривните куполи и ленти, горепосочените характеристики си оказват взаимно влияние. Голямото пропускане на светлина води както до много силно осветление, дори до заслепяване, така и до голямо преминаване на енергия. Трансмисионната загуба на светлина е много голяма, поради което стойността на коефициента k е неблагоприятна. През зимата, ако грее слънце, може да се оползотвори много енергия, но през лятото това ще доведе до нежелано силно нагряване. За разлика от този случай, една конструкция със светлопропускаща повърхност с нисък коефициент на топлопроводимост, при еднаква степен на пропускане на светлината, ще има по правило по-ниска степен на преминаване на топлина и светлина. Ето и какви са възможните теоретични комбинации.
Голямо пропускане на светлина - слаба изолация. В този случай трябва да се разчита на големи отварящи се повърхности. Дори смятаната за добра изолационна стойност на един елемент от k=2Kcal/m²K има стойност над k=0,2Kcal/m²K при непропускащите светлината плоскости. Тази голяма разлика трябва да се компенсира в цялата сграда, а това е свързано с големи разходи.
Слабо пропускане на светлина - добра изолация. Освен малката горна осветителна повърхност, добре изолираният, не пропускащ друга светлина, покрив компенсира ниската изолационна стойност на осветителния прорез. От гледна точка на осветителната техника, обаче, се появява само едно точкообразно дневно осветление. Освен това се появяват условия за образуване на роса (пара) и с това - щети от влага, натрупваща се върху осветителното тяло.
Средно пропускане на светлината - средна изолация. Вероятно “златната” среда е подходяща при повечето приложения. Освен подобрено пропускане на светлината, със средни по размери отварящи се плоскости може да се постигне и добро осветление.
Светлинното пропускане е в достатъчни граници, а съотношението между повърхностите с различна топлоизолация е значително по-благоприятно. Целият топлинен баланс може да се окачестви като положителен, защото се включва и спечеленото от слънчевата енергия от гледна точка на икономията на изкуствена светлина.
Правилното решение при всички случаи е компромис, при който се цели така да се комбинират различните характеристики, че да се получи максимално икономично използване.

Енергийно-технически стойности
Силата на светлината в помещенията варира в зависимост от големината и разпределението на отделните осветителни плоскости, а качеството на осветлението зависи не само от размерите на осветителното тяло, но и от неравностите по пътя на светлината.
Не трябва да забравяме също, че при лошо разпределени осветителни плоскости е налице рязко разделение на светлината - появяват се светли и тъмни зони. Това води до незадоволително осветление на помещенията и е причина за появата на остри контрасти и заслепяване. За постигане на оптимално осветление с дневна светлина, общата осветена площ трябва да се разпредели равномерно, доколкото това е възможно.
Степента на равномерно разпределение на светлината представлява съотношението между минималната и средната осветеност, т.е. трябва да се стремим към такова съотношение между най-осветената и най-тъмната зона на дадено помещение, което да бъде от 1:1,1 до 1:1,5. От гледна точка на равномерността на осветлението, от решаващо значение са осовото раздалечение на отделните осветителни плоскости и височината на помещението. При ниски помещения са нужни повече на брой и близко разположени една до друга осветителни плоскости, а при високите - разположени сравнително далеч една от друга по-големи повърхности.

Екоправило
Ширината на осветителната лента не трябва да бъде по-голяма от половината от височината на осветяваното помещение. Разстоянието между отделните осветителни ленти трябва да бъде равно най-малко на половината от ширината на осветителната лента.
Друго модерно решение за осигуряване на естествено осветление и доставяне на повече дневна светлина в помещенията е използването на една сравнително нова технология.
Система за естествено осветление
Чрез нея е възможно доставяне на слънчева светлина от покрива на сградата директно към подземни и тъмни помещения. Всъщност, устройството й е сравнително просто, без наличие на някакви свръхмодерни технологии.
Тази система за естествено осветление се състои от прозрачен купол, система за оптично поглъщане на светлина, тръба за предаване на светлината с високи отразяващи свойства и дифузор. Подобна система е способна да “улавя” голямо количество естествена светлина и да я предава в най-тъмните участъци на помещенията. Тя работи и в сняг, и в дъжд, от сутрин до вечер.
Елементите
Прозрачният купол, който се монтира на покрива, се изработва от същите материали, както вече разгледаните по-горе осветителни куполи и ленти. В този случай обаче формата му е строго определена - задължително е кръгла.
Един от основните елементи в системата, гарантиращ ефективната й работа, е устройство за оптично поглъщане на светлината. Неговата работа е базирана на действието на призматичната леща. То съдържа механизъм за пренасочване на светлинния поток и се монтира на покрива посредством специален покривен капак в подходящо положение спрямо зенита на слънцето. Чрез това устройство е възможно светлинният поток да се предава в затъмненото пространство на помещението през цялата светла част от денонощието. Наличието на този компонент е необходимо за улавяне и пренасочване на светлинните лъчи, идващи от всяка точка на хоризонта, в тръбата провеждаща светлината, притежаваща високи отражателни свойства.
Тръбата за предаване на светлинния поток е способна да провежда светлина на голямо разстояние. Това е своеобразен отражателен тръбопровод, или “оптичен тунел”: всички светлинни лъчи, преминаващи през прозрачния купол, се отразяват по продължение на цялата му дължина, като дневната светлина се доставя до помещението почти без загуби. По принцип отражателният тръбопровод се изработва от валцувана алуминиева сплав, с високи технологични свойства - еластичност и здравина. Основен елемент тук е огледална лента, разположена от вътрешната страна на тръбата. Лентата притежава няколко много важни характеристики: абсолютно гладка повърхност, отражателна способност във видимия диапазон (400-700мм), без намаляване на светлинния поток. Освен това тръбопроводът не отразява инфрачервеното излъчване и по този начин не акумулира и не предава слънчевата топлина.
Практически цялата слънчева светлинна енергия достига до дифузора (разсейвателя) с изключение на 7-8%, които се поглъщат от прозрачният купол и 0,5%, които се губят при прехода на светлината през всяка извивка на тръбата.
Действително тези модерни решения позволяват по-пълно и надеждно използване на дневната светлина. Чрез тях на потребителя се предоставя още една възможност да се възползва от неизчерпаемата енергия на слънцето, както и да реализира енергийни икономии от това.