Световод прямоугольный, трубчатый

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Оптическое волокно
Свет трубы

Световод прямоугольный, трубчатый — физические структуры, используемые для транспортировки или распределения природного или искусственного света в целях освещения на приведенных примерах оптических волноводов. Их применение — это практика размещения окон или других отверстий и отражающей поверхности такое, что в течение дня естественный свет обеспечивает эффективное внутреннее освещение, их также часто называют трубчатые практическими устройствами, солнцем, трубами, террасой областей, или переходом на летнее время с дневными трубми. Легкие трубы могут быть разделены на две широкие категории: полые структуры, содержащие свет с отражающей подкладкой и прозрачными твердыми телами, содержащих свет с полным внутренним отражением.

Говоря вообще, свет труба или трубка свет может относиться к:

  • трубы или трубы для транспортировки света в другое место, сводя к минимуму потери света;
  • прозрачная трубка или труба для распределения света по его длине, либо для равномерности освещения по всей длине (см. также серные лампы) или на контролируемых участках утечки света.

Оба имеют целью освещения, например, в архитектуре.

Типы световых трубок[править]

Инфракрасный свет полых труб[править]

Шестигранная трубка отражает свет лазерного луча

Только некоторые производители могут нестандартной конструкцией труб отражать инфракрасный полыми Волноводами и Гомогенизаторами. Это потому, что эти трубы облицованы полированной ИК-отражающим покрытием из золота при проведении лазера, которое можно наносить достаточно толстым слоем, чтобы разрешить этим трубам использоваться в высоко агрессивных средах. Покрытие "чёрного" цвета, когда лазерный луч "черный" образуется в определенных частях труб, где поглощается ИК-свет (см. photonics) en:Photonics. Это сделано, чтобы ограничить ИК свет только в определенных участках трубы.

В то время как самые легкие трубы выпускаются с круглым сечением, света труб не ограничивается этой геометрии. Квадратных и шестигранных сечений используются в специальных приложениях. Шестигранные трубы, как правило, производят наиболее гомогенизировали Тип инфракрасного света. Трубы не должны быть прямыми. Изгибов в трубе мало влияют на эффективность.

Свет трубки со светоотражающим материалом[править]

Свет трубки, установленной в подземный железнодорожный вокзал на Potsdamer Platz, Berlin, видел сверху ...
… и под землей. (Несколько изображений на викисклад (Wikimedia Commons).
(More images on Wikimedia Commons)

Также известен как “трубчатый skylight” или “трубчатый daylighting устройства”, это самый старый и наиболее распространенный вид световой трубки, используемые для daylighting. Концепция первоначально была разработана древними египтянами. Первый коммерческий рефлектор системы были запатентованы и продавался в 1850-е годы Поль Эмиль Chappuis в Лондоне, используя различные формы под углом конструкций зеркала. "Chappuis ООО"" отражатели были в непрерывном производстве до тех пор, пока завод был разрушен в 1943 году.[1]Концепция была вновь открыта и запатентована в 1986 году Solatube International Австралии.[2] Эта система позиционируется для широкого бытового и коммерческого применения. Другие daylighting (система размещения окон и отражаюх свет устройств) продукты на рынке под разными родовыми названиями, такие как “SunScope”, “солнечные трубы”, “световод”, “светлая” и “трубчатые skylight”.

Трубка выстлана из высоко светоотражающего материала и приводит лучи света через здание, начиная от входа-точки, расположенные на крыше или один из его внешних стен. Свет пробка не предназначена для обработки изображений (в отличие от перископа, например), таким образом, искажения изображения не представляют никаких проблем и связаны во многом с рекомендациями снижения “направленного” света.

Точке входа, как правило, состоит из купола (купол), который имеет функцию сбора и отражения большого количества солнечного света , как это возможно в трубку. Многие из них также имеют направленные “коллекционеры”, “рефлектор” или даже устройства линз Френеля, которые помогают в сборе дополнительного направленного света вниз трубы.

Set-up, в которой расположена лазерная акриловая панель, устроена для перенаправления солнечного света в горизонтально или вертикально ориентированные зеркальные трубы, в сочетании с легким распространением системы с треугольным расположением лазерного устройства панелей, что даёт распространение света в комнату. Лазерная система была разработана технологическим университетом Квинсленда в Брисбене.[3] В 2003 году, Вероника Гарсиа Хансен, Ken Yeang, и Иан Эдмондс были награждены Far East Economic Review Innovation Award в бронзе для этого развития.[4][5]

Эффективность светопропускания наибольшая, если труба короткая и прямая. В более длинны, угловых, или гибких шлангах, часть интенсивности света теряется. Чтобы минимизировать потери, высокая отражательная способность прокладки трубы имеет решающее значение; производители утверждают, что коэффициенты отражения материалов, в видимом диапазоне составляют до почти 99,5 процента.[6]

В конечной точке (в момент использования), диффузор распространяет свет в комнату.

Для дальнейшей оптимизации использования солнечного света, может быть установлен heliostat, который отслеживает движение солнца, тем самым направляя солнечный свет в свет трубки в любое время дня. При определённых ограничениях в некоторых окрестностях возможно воспользоваться дополнительными зеркалами или другими светоотражающими элементами, которые влияют на светлый путь. В heliostat может быть установлен захват света луны ночью.

Светопроводящее оптическое волокно[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Волновод (оптика)
Принципиальная схема эндоскопов

Оптические волокна известны как эндоскопы на базе гибкой волоконно-оптической световодной связи в области медицыны и механики) для приложений визуализации и как световоды для широкого круга non-imaging приложений. В последнем контексте, они могут также использоваться для работ на крышах: солнечная система освещения на основе пластиковых оптических волокон была продвинута в развитии этой области в Oak Ridge National Laboratory в 2004 году;[7][8] система была установлена в американском музее науки и энергетики, Теннесси, США, в 2005 году,[9] и система выведена на рынок в том же году компанией прямых солнечных лучей.[10][11] Однако, эта система была снята с рынка в 2009 году.

Оптические волокна используются также в Бьорк системе продавца Parans солнечного освещения AB.[12][13]Оптические волокна этой системы изготовлены из ПММА (Полиметилметакрилата) и она обшита с Megolon, не содержащего галогенов термопластичных смол. Такие системы, как это, однако, довольно дороги.[14]

Аналогичная система, но с помощью оптического волокна стекла исследована ранее в Японии.[15] На "медь" поле, место для игры в гандбол на летних Олимпийских играх-2012, использованы лампы дневного света, чтобы сократить потребление энергии.

Ввиду, как правило, малого диаметра волокон, эффективный daylighting set-up (световодная система для отражения и доставки света в помещения) требует параболического коллектора, чтобы следить за солнцем и концентрировать свет. Оптические волокна, предназначенные для переноса света нужно распространить возможностью конструкций, что бы как можно больше проходило света в ядре; в отличие от оптических волокон, предназначены для того, чтобы часть света утечки проходила через их облицовки.[16]

Прозрачные полые световоды[править]

В призме путеводителя света был разработан в 1981 году Лорн Уайтхед, профессором физики в университете Британской Колумбии[17][18] и был использован при солнечном освещении для транспорта и распределения света.[19][20] Большая солнечная труба, основана на том же принципе и была создана в узком дворе 14-этажного здания в Вашингтоне, округ Колумбия, Юридическая фирма в 2001 году,[21][22][23][24][25] и аналогичное предложение было сделано в Лондоне.[26] В дальнейшем система была установлена в Берлине.[27]

3M компания разработала систему, основанную на оптических осветительных плёнках [28] и разработала 3M light трубы,[29] что является руководителем свет, призванное распространять свет равномерно по его длине, с тонкой пленкой включения микроскопических призм,[18] которая была на рынке в связи с искусственными источниками света, например, серными лампами.

В отличие от оптического волокна, которое имеет твердое ядро, призмы световода приводит свет через воздух, и поэтому называются полого световода.

Проект ARTHELIO,[30][31] частично финансируется Европейской комиссией, было расследование в 1998-2000 годы при помощи адаптивной системы для смешивания солнечного и искусственного света, в который входит сера лампы, heliostat, и полые световоды для легкой транспортировки и распределения.

Disney экспериментировал в использовании 3D-печати для печати внутреннего света, с подсветкой, направляющие для игрушек.[32]

Флуоресценция на основе системы[править]

В системе, разработанной Fluorosolar и University of Technology, Sydney, два люминесцентных полимерных слоёв участвуют в плоском захвате коротких волн солнечного света, особенно ультрафиолетового излучения. Системы генерирующие красный и зеленый свет, соответственно, руководствуются передачей света с интерьером здания. Там, красный и зеленый свет смешивается с искусственным синим светом, создавая белый свет, без инфракрасного или ультрафиолетового. Эта система, которая собирает свет, не требуя подвижных частей, таких как heliostat или параболического коллектора, предназначена для передачи света в любое место в пределах здания.[33][34][35] Путем захвата ультрафиолетового света система может быть особенно эффективной в яркие, но пасмурные дни, так как ультрафиолетовое излучение уменьшается меньше при облачном покрове, чем видимые компоненты солнечного света (видимый свет).

Свойства и применение[править]

Солнечные и гибридные системы освещения[править]

Солнечный свет труб, по сравнению с обычными мансардными окнами и другими окнами, предлагают лучшие теплоизоляционные свойства и большую гибкость для использования во внутренних помещениях, но менее визуальный контакт с внешней средой.

В контексте сезонное аффективное расстройство, может быть, стоит учитывать, что дополнительную установку световых трубок увеличивает количество природной ежедневной освещенности. Таким образом, это возможно, содействовать жителям или сотрудникам благополучия, избегая чрезмерные от освещенности эффекты.

По сравнению с искусственным освещением, лампы дневного света имеют то преимущество, обеспечивая естественное освещение и экономии энергии. Проходящий свет меняется в течение дня; если это не желаемо, свет пробки может быть в сочетании с искусственным светом в гибридных установках.[19][36][37][38]

Некоторые искусственные источники света продаются, которые имеют спектр, аналогичный солнечному свету, по крайней мере, в диапазоне человеческого видимого спектрального диапазона,[39][40][41] а также с низким мерцанием.[42][41] Их спектр может производиться с динамически меняющимся режимом, таким как происходят изменения естественного света в течение дня. Производители и продавцы таких источников света, утверждают, что их продукты могут обеспечить такой же или аналогичные последствия для здоровья как естественный свет.[41][42][43] Если рассматривать в качестве альтернативы трубы солнечного света, то такие продукты могут иметь более низкие затраты на установку, но потребляют энергию во время использования, поэтому они могут быть более расточительными в плане общих энергетических ресурсов и затрат.

На более практическом внимание, что свет лампы не требуют электропроводки и изоляции, и поэтому особенно полезно для влажных помещений, таких как ванные комнаты и бассейны. С точки зрения художественной, последние события, особенно те, которые касаются прозрачных световых трубок, открывают новые и интересные возможности для архитектурного дизайна.

Безопасность приложений[править]

Из-за относительно малых размеров и высокой светоотдачей солнца свтопроводящими трубами, они имеют идеальное приложение для безопасности, ориентированных ситуаций, таких как тюрьмы, полиция клетках и в других местах, где доступ ограничен. Будучи узкого диаметра, и не в значительной степени подвержены внутренней безопасности грили, что обеспечивает дневной свет в районы без обеспечения электрических связей или защиты доступа, не требуя передач объектов в защищенной зоне.

Лампы дневного света в электронных устройствах[править]

Литая пластиковая лампа широко используются в электронной промышленности для прямой подсветки из светодиодов на плате индикатора символов или кнопки. Эти лампы, как правило, претендуют на очень сложную форму, которая использует либо нежно изогнутость на поворотах, как в оптических волокнах или имеют острые призматические складки, которые отражаются от косых углов. Несколько световых трубок часто отлитые из цельного куска пластика, который позволяет легко применить устройство в сборе с длинными тонкими лампами дневного света — все это часть единого жесткого компонента, который встанет на место.

Показатели света трубки составляет электроника, которая дешевле в изготовлении, поскольку старый способ требует крепление крошечной Лампы в небольшие розетки непосредственно за местом, чтобы быть с подсветкой. Это часто требует интенсивного ручного труда на установку и подключение. Световые трубки на передачу всех огней должны быть смонтированы на единой плоской печатной плате, но подсветка может быть направлена вверх или в сторону от доски на несколько сантиметров, там, где это требуется.

См. также[править]

Примчания[править]

  1. Science & Society Picture Library Advertisement for Chappuis’ patent reflectors, c 1851-1870.
  2. Solatube International, history
  3. Ken Yeang:Light Pipes: An Innovative Design Device for Bringing Natural Daylight and Illumination into Buildings with Deep Floor Plan, Nomination for the Far East Economic Review Asian Innovation Awards 2003
  4. Lighting up your workplace — Queensland student pipes light to your office cubicle, May 9, 2005
  5. Kenneth Yeang, World Cities Summit 2008, June 23—25, 2008, Singapore
  6. (French) http://www.acoram.biz/frtubelumiere.htm
  7. Article on Hybrid Solar Lighting "Let the Sun Shine in", Discover Magazine, Vol. 25, No. 07, July 2004
  8. ORNL - Solar Technologies Program
  9. HSL Featured in Popular Science's What's New Section June 2005, Page 28
  10. Oak Ridge National Laboratory - New Oak Ridge company putting hybrid solar lighting on map
  11. Sunlight Direct- Architectural Design Information
  12. Parans Bjork
  13. Parans Bjork system review by Inhabitat
  14. Typical system starting at $10,000
  15. Hybrid Solar Lighting: Bringing a little sunshine into our lives, MSNBC, March 2005
  16. Use Of Diffusive Optical Fibers For Plant Lighting
  17. Switch off the lights, here comes the sun Toronto Globe and Mail, 2012 January 28
  18. а б Use Of Prismatic Films To Control Light Distribution
  19. а б Solar Canopy Illumination: Solar Lighting at UBC
  20. research frame
  21. Solar Light Pipe in Washington, D.C
  22. IDOnline.com - The International Design Magazine - Graphic Design, Product Design, Architecture
  23. http://www.bomin-solar.de/Acrobat/Heliostat/H-4158-USA-Washington-SLP-2001.pdf
  24. (German) http://www.bomin-solar.de/Acrobat/Press/DETAIL_4-04_SLP-Washington.pdf
  25. "Solar Light Pipe in Washington, D.C.", DETAIL 4/2004, Building with light
  26. Apple London - Special Ceiling
  27. (German) "Tageslicht aus der Tube", Faktor Licht, Nr. 4, 2003 (with a description of the light pipe on Potsdamer Platz, Berlin)
  28. Heliobus with 3M Optical Lighting Film (OLF)
  29. 3M Light Management Solutions (US)
  30. http://erg.ucd.ie/enerbuild/pdfs/ARTHELIO.pdf
  31. Mingozzi, Angelo; Bottiglioni, Sergio. "An innovative system for daylight collection and transport for long distances and mixing with artificial light coming from hollow light guides" (PDF). Archived from the original (PDF) on 30 September 2009. 
  32. Disney develops 3D-printed lighting for toys, BBC News Online, 3 October 2012.
  33. Fluorosolar
  34. FluoroSolar - Bringing the Sunshine Inside, Treehugger, February 5, 2006 (retrieved on January 13, 2007)
  35. Video on fluorescence based system
  36. Night Lite
  37. [1](недоступная ссылка)
  38. Sunlight Direct- Lighting Design Information
  39. True-Lite
  40. "What is SoLux?". Solux.net. Retrieved 2010-09-29. 
  41. а б в (German) http://www.e-wenzl.at/lichtliteratur/vollspektrum_001.html
  42. (German) http://www.j-lorber.de/shm/licht/vollspektrum-bedeutg.htm
  43. (German) http://www.villiton.ch/vollspektrumlicht.php

Внешние ссылки[править]

Обзор[править]

Другие подходы к солнечным лучам захвата и передачи[править]

  • Японский подход "depthscraper" : вращающееся зеркало планировало бросить солнечный свет глубоко вниз, во двор.
  • Двор фасад гелиостатов в Карл-Scharnagl-кольцевая улица в Мюнхене, Германия, PDF, HTML.
  • Гелиостатов в Нью-Йорке, США.
  • Описание, среди других тем, 3М светотехнических изделий дневного освещения панели.
  • Список патентных публикациях в КТК класс F21S11/00 (“осветительных приборов или систем с использованием дневного света”), некоторые из которых относятся к световым трубкам, например:
Патент США 4761716
Патент США 6502950
Патент США 6840645