Светлинни тунелиНяма сграда, в която осветеността да е достатъчно добра във всички нейни функционални клетки. Колкото и иновативна да е съвременната архитектура, при разпределенията на площите винаги остават помещения – коридори, килери, бани, преходни стаи – в които няма достъп на пряка слънчева светлина. Едно модерно решение за осветяването им по естествен начин са светлините тунели.
текст инж. Вера Ангелова
Безспорно е, че тъмните и неосветени пространства в една сграда създават неприятни емоции за обитателите, а освен това могат често да повлияят на потенциалната продажна цена на един имот. Недостатъчното количество дневна светлина, често води до “злоупотребяване” с изкуствено осветление, като така способства за появата на енергиен дисбаланс в сградата, особено през топлото полугодие. Факт е също така, че дневната светлина, за разлика от изкуственото осветление, е изцяло екологична, напълно безплатна и няма никакви негативни последствия върху човешкото здраве.
Традиционните начини за пропускане на дневна светлина в помещенията на сградата, са добре известни – поставяне на прозорци и покривни куполи конкретно за подпокривния етаж. Те обаче не винаги са достатъчни, за да се осигури достатъчна осветеност във всички вътрешни помещения. Ето защо в търсенето на продукти, които могат да подобрят енергийната ефективност и икономическите качествата на имота, светлинният тунел става все по-популярен.
Светлинните тунели създават възможност за доставяне на слънчева светлина от покрива на сградата директно тъмни помещения, разположени на долни етажи и дори под земята. На практика, устройството му е сравнително просто, като се разчита на основни физични процеси като улавянето и отразяването на светлината.
Обикновено светлинния тунел се състои от прозрачен купол, плоскост или пирамида, разположен директно на покрива, система за оптично поглъщане на светлината, тръба за предаване на светлината, чиято вътрешна повърхност е с високи отразяващи свойства и дифузор. Посредством купола или пирамидата, се улавя значително количество естествена светлина, която може да се предаде чрез отражателния тунел, дори в най-тъмните и отдалечени части на помещенията и сградата. Благодарение на сравнително простото си устройство, светлинния тунел функционира нормално, независимо от атмосферните условия, дови в облачни и дъждовни дни, защото, освен пряката, улавя и предава също и дифузната слънчева светлина. Основен фактор за ефикасността й е продължителността на светлата част от денонощието.
Елементите на системата
Прозрачният елемент, който се монтира на покрива, се изработва от същите материали, които се използват за покривните осветителни куполи, ленти и прозорци. Съществува разнообразие от възможности, като единственото изискване към материала е той да бъде устойчив на атмосферни условия и да поддържа постоянно висока светлопропускливост.
Един от основните елементи в системата, който е от особено значение за 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 става възможно светлинният поток да се предава в затъмненото пространство на помещението или в централно разположено помещение 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. Самата тръба за предаване на светлинния поток притежава високи отражателни свойства и е способна да провежда светлина на голямо разстояние. Това е своеобразен отражателен тръбопровод, или “оптичен тунел”: почти 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 метална сплав, с високи технологични свойства - еластичност и здравина. Основен елемент тук е огледална лента, разположена от вътрешната страна на тръбата. Лентата трябва неизменно да притежава няколко много важни характеристики: абсолютно гладка повърхност, отражателна способност във видимия диапазон (400-700мм), без намаляване на светлинния поток.
Особено важно качество на светлинния тунел е, че той отразява само видимата част на слънчевия спектър, това изключва инфрачервеното излъчване, като по този начин се избягва акумулирането и предаването на слънчевата топлина.
Практически цялата слънчева светлинна енергия достига до дифузора (разсейвателя) с изключение на до 10% които се поглъщат от прозрачният купол и се губят при прехода на светлинния поток през цялата дължина на тръбата.
Качество на светлинния поток
По отношение на изпълнението, обаче, изграждането на светлинен тунел съвсем не е лесна работа. Точната преценка на такъв ключов фактор като качеството на светлинния пренос очевидно не е по силите на невъоръжено око. В съответната литература се твърди, че може да се постигне 90% отразителна способност и това, разбира се, изглежда впечатляващо, но съвсем не е най-доброто, което може да бъде направено. Гъвкавото свързване с тръби, например, може наистина да е сполучливо решение, но при него се пренебрегва фактът, че гофрирането на тръбите понякога засяга качеството на светлинния пренос. Ако настъпи и напукване на тръбите, качеството се влошава още повече.
При традиционните светлинни тунели се разчита на покривен купол или пирамида като най-ефективно средство за осигуряване на така нар. „улавяне на светлината”. Трябва да се имат предвид обаче и други фактори, като непрозрачността и качеството на огледалната (отразяващата) повърхност, които могат да варират в широки граници. Някои светлинни честоти преминават направо през огледална повърхност, докато при други, ако слънцето не грее директно вертикално, ъгълът на падане на лъчите влияе върху обхвата на отразяване. Качеството на светлината зависи от фактори като поляризацията, дължината на вълните и съотношението на показателите на рефракция, като същевременно светлината се отразява и от други източници като сгради в съседство, наличие на облаци и други.
Качеството на огледалното лицево покритие на тръбите оказва голямо влияние на качеството на светлинния пренос от покрива до дифузията на тавана. Светлината, пропускана през тръби, реално може да усилва естествената светлина, като позволява помещенията да останат ярко осветени дори в облачни дни.
Огледалният тунел
За постигане на оптимална огледална ефективност е необходимо да се прецени ефективността на кръговите и правоъгълни тръбни инсталации – основните, които се използват за изграждане на светлинни тунели. Поведението на светлината е предвидимо: тя се разпространява под права линия, така че при правоъгълните тръбни съоръжения ролята на ъглите е да улавят светлината. Кръговите тръбни инсталации, по правило, се нуждаят от площ с около една трета по-голяма от площта, необходима за правоъгълни такива, за преноса на еднакво количество светлина, но от технологична гледна точка производството на метални правоъгълни профили не се оказва особено практично за такива приложения. Металите са предпочитан материал, защото повърхността на алтернативните материали за изработване на тръбите не се оказва подходяща за сигурно и дълготрайно свързване на огледалното лицево покритие.
Вече, обаче, е разработено четирипластово, напречно-ламинирано огледално лицево покритие, което може да се използва с поликарбонат, като методът на ламиниране позволява да бъдат постигнати светлоотразителни нива, достигащи и дори надминаващи 99 %. Лесно за рязане, това тръбно съоръжение е с шарнирно свързване, което позволява насочването му покрай препятствията в пространството на тавана, като се избягва необходимостта от рязане на напречни греди.
Практически погледнато, процесът на монтиране на огледалния тунел не отнема много време, тъй като се избягват обичайните проблеми, свързани с рязане, огъване и наличие на остри ръбове при металните съоръжения.
Приложение
Енергоефективните системи упорито търсят и намират своето място в съвременните проекти на различни по предназначение. Макар и понякога трудно, проектантите откриват и използват предимствата на съвременните материали и технологии. Вече виждаме светлинните куполи по покривите на все повече производствени, складови и административни сгради. Благодарение на уникалните си свойства, един светлинен тунел, също може да се окаже универсално приемлив. Освен приложението му за слабоосветени помещения, той може да създаде добра осветеност и в отдалечените от прозорците части на големи салони и пространства.
Някои познати конструкции на светлинни тунели се предлагат на европейския пазар в момента като стандартни с допълнителна опция за „по-ефикасно” огледално покритие. В процеса на търсене на най-добрия продукт, информацията за качеството на светлинния пренос би трябвало да бъде основен ориентир. Технологии, които правят възможно монтирането на светлинен тунел без извършване на конструктивни работи, ще направят тези съоръжения още по-практични и достъпни.
Светлинните тунели са пример за съвременно решение, което позволява 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, която се оказва най-благодатния източник на решения за енергийна ефективност.08/02/2009 |
