Солнечные светильники для крыши

Принцип работы и сферы применения световодного освещения

Недостаток света в помещениях компенсируется по-разному – дополнительные окна, устройства, лампы и подобное. Одним из инновационных решений последнего времени стали световоды для освещения. Небольшие устройства устанавливаются на крыше или стенах, аккумулируя и доставляя лучи внутрь.

История возникновения световодного освещения

Освещение дома при помощи световодов

Первые попытки создать световод для освещения помещений проводились еще в 1874 году. Российский электротехник Чиколев Владимир изготовил трубу с зеркальной поверхностью внутри, с помощью которой проводил освещение в опасные производственные комнаты порохового завода.

Современный способ появился на рынке относительно недавно. Первые устройства, проводящие дневной свет, появились в 2005 году. Приборы прошли несколько стадий усовершенствования. Окончательный вариант был представлен потребителям в 2011 году.

Световод – это механизм закрытого типа для направленной передачи дневного света. Другое название – оптический волновод. Устройства спроектированы таким образом, что могут иметь любую кривую направленность, но при этом доставляют максимум освещения. Позволяют сэкономить на электричестве и стандартных лампочках.

Принцип работы светового туннеля

Устройства монтируются через крышу, сверху располагается сферическое стекло (форма приближена к типу мансардного окна). Внутренняя поверхность зазеркалена. Благодаря отражающим элементам свет проходит через трубу. Длина может быть разной. Главное – чтобы прошла сквозь перекрытия в комнату.

Снизу (со стороны помещения) установлено стекло с рассеивающим эффектом. Внешне световой туннель напоминает обычный светильник. В некоторых моделях встроена лампочка для работы в ночное время суток. Монтаж по времени и стоимости остается в разумных пределах. При этом устройство позволяет сэкономить на электроэнергии и приборах.

Метод бокового свечения

Система представляет собой светоприемный купол с линзами, которые улавливают и перенаправляют лучи в световод

Подобный способ не требует сложных технических схем, установка занимает немного времени, можно обойтись своими силами без привлечения профессиональных монтажников. Отличие – установка проектора вне помещения, наличие светодиодных волокон.

Рядом с установкой не должны располагаться источники тепла. Диффузор устанавливают с боковых стен. Подобное расположение позволяет осветить комнату так, чтобы не потребовалось дополнительных источников в течение дня. Это актуально для помещений без окон (гардеробные, ванны, кладовки, подвал). Световоды для светодиодов можно изготовить своими руками.

Метод торцевого свечения

Такой способ позволяет создать эффект «звездного неба». Небольшие устройства устанавливаются под потолком, по типу точечных светильников. Солнечное оптоволоконное освещение получается естественным и плавным. Дополнительный плюс – получается необычный дизайн.

Туннели со светодиодными кабелями проводят сквозь покрытия и могут быть как одиночными, так и «расползающимися». Последние требуют точных расчетов, стоимость получается выше стандартных.

Из чего состоят световые фонари

Строение светового фонаря

Световоды работают по такому принципу: свет аккумулируется в верхней сферической части, затем по отражающим поверхностям подается внутрь. Потери составляют от 10 до 40% на каждом метре трубы, до 40% на изгибах. Классический вариант светового туннеля состоит из таких частей:

• купол (круглое стекло, устанавливается со стороны крыши);
• кровельная часть;
• отражающая труба (непосредственно световод);
• рассеиватель;
• дополнительные детали – угловые адаптеры, лампы для ночного освещения, другое.

Внешние части фонарей выполняют из прочных материалов – поликарбонат, оргстекло. Очистки не требует – достаточно дождя. Сбор световых волн больше всего в пасмурную погоду, вечером и утром.

Преимущества

При правильной эксплуатации такие фонари имеют длительный срок службы

Устройства с каждым годом применяются все чаще. Дополнительное естественное освещение устанавливают в производственных помещениях и частных домах. Можно установить световод своими руками в домашних условиях. Монтаж занимает мало времени и сил.

Туннели позволяют сэкономить электроэнергию – по средним данным световоды позволяют тратить до 60% меньше. При правильной установке световодный фонарь служит 10 лет и более – гарантия производителя не менее 5 лет. Устройства теплоизолированы – летом не пропускает тепло, зимой холод (важно для жилых помещений, цветоводства и других).

Световые туннели просты в обслуживании. Есть возможность регуляции освещения. Из дополнительных функций – проветривание, классический светильник (зависит от модели).

Недостатки

При покрытии световода снегом его работоспособность может снизиться до нуля

При всех очевидных достоинствах подобные механизмы имеют несколько минусов, с которыми следует ознакомиться перед установкой. Световод – это устройство, аккумулирующее естественный свет. Поэтому для нормальной работы требуется достаточное количество времени – туннели не подходят для использования в местах с коротким световым днем.

Зимой также могут возникнуть сложности. Если купол будет покрыт снегом, работоспособность и светопропускаемость снизятся, иногда до нуля. Поэтому нужно либо устанавливать другой источник, либо своевременно очищать стекло.

Первоначальная установка имеет высокую цену. Хотя этот недостаток временный – обычный срок окупаемости 2-3 года, а время эксплуатации – более 10 лет.

Применение световодов при освещении частного дома

Использование светового фонаря для освещения коридора

Загородные дома часто оснащают независимыми источниками питания, освещения. Световые тоннели подходят для использования в разных комнатах и помещениях, позволяют экономить денежные средства, поэтому с каждым годом становятся популярнее.

Освещение кухни

Кухня является местом, где готовят еду и собирается семья. Некоторые проводят здесь большую часть времени. Обычно центральным источником света становится потолочная лампа или люстра. Назвать подобный источник идеальным нельзя – отсутствует равномерность освещения, мерцающий искусственный свет вредит глазам.

Световоды создают рассеянный естественный свет, который не раздражает глаза и более привычен глазу. Можно установить один тоннель или несколько маленьких по потолку.

Освещение ванной комнаты

Главное отличие светильников в ванной – требования к безопасности. Высокая влажность создает условия, в которых можно использовать не любой источник. В световодах не используется электричество, нет нагревательных или других элементов. Поэтому туннели считаются наиболее подходящими осветительными устройствами.

Оптимальный вариант – проведение нескольких световых фонарей. Яркое освещение требуется у зеркала, где проводятся многие процедуры: нанесение макияжа, бритье и другие.

Освещение комнаты

Если в комнате отсутствует окно, грамотно подобрать светильники практически невозможно. Ни одна лампа не заменит естественный дневной свет. Решением станут световые туннели. Несколько фонарей позволят в достаточной степени осветить комнату, при этом не перенагружая глаза.

Освещение гостиной

Освещение гостиной световодом

Это помещение считается самым многофункциональным в доме. Хорошее освещение крайне необходимо. Общие источники важны не менее локальных. Если нет возможности прорубить большие окна, можно воспользоваться световодами. Правильный диапазон волн привычного глазу освещения поможет создать уютную атмосферу и сэкономить.

Экономическая эффективность внедрения световодов

Главное преимущество световых тоннелей – экономия финансовых средств за счет моментального снижения затрат и окупаемости. Это заметно в помещениях производственного назначения. Например, в зданиях площадью свыше 100 кв.м. средний расход на 1 кв.м составляет 1500 руб. После установки световодов – сумма сокращается до 600-700 руб. Склады, производства окупают установку системы за 2-3 года (средний показатель).

Выбор источников света зависит от типа помещения, возможностей и предпочтений владельцев. Световоды – это альтернативный способ освещения, который подходит любой комнате.

Источник

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).

Световоды в последнее время набирают популярность, так как обладают не сложной конструкцией и достаточно высокой эффективностью. Так, световой туннель VELUX (Lovegrove) в пасмурную погоду пропускает через себя до 440 люмен (430 люмен – 40Вт лампа накаливания), а в солнечную погоду – 2800 люмен, фото 2. Один световой фонарь туннельного типа может освещать помещение площадью 9 м 2 .

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:

• внешний элемент – располагается на поверхности крыши (обычно наклонной) и собирает лучи дневного света. Внешний элемент представляет собой полусферу или сферический купол, собирающий лучи света с помощью установленных линз Фринеля. Габариты верхнего элемента круглой формы диаметром 0,25 м, 0,35 м и 0,53 м (бывают и другие размеры), вся внешняя часть обычно имеет размер 0,47×0,47 м и больше. Выше приведенные круглые внешние элементы способны осветить площадь помещения в 14, 24 и 40 м 2 соответственно (при высоте помещения 2,4 м);
• внутренний элемент – рассеивает и равномерно распределяет солнечные лучи в помещении.

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:

• на каждом изгибе потери составляют 10…40%;
• на каждом метре трубы потери составляют 20…40%.

Для получения максимального эффекта освещения с помощью туннельного фонаря необходимо устанавливать туннельную трубу следующей длины:

• жёсткая труба в пределах 0,9…6,0 м;
• гофрированная труба 0,4…2,0 м (гофрированную трубу невозможно удлинить).

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):

• купола (приемника светового излучения);
• кровельного блока;
• зеркальной трубы или световода (светопроводящий канал, который передает световые лучи за счет их отражения от поверхности трубы;
• рассеивателя (светораспределяющее устройство).
• дополнительных компонентов (фото 6).

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.

• особая форма и материал купола позволяет не проводить дополнительной очистки поверхности. Для очистки поверхности достаточно дождя.
• максимальный сбор солнечных лучей происходит утром и вечером, а также в пасмурную погоду.
• купол является защитой от УФ-лучей.

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:

• световод ALLUX Plus (материал алюминиевый, жесткий, внутри серебренное напыление), фото 5в;
• световод ALLUX Flexi (в виде гофры, мягкий), фото 5г.

Преимущества применения разного типа световода:

ALLUX Flexi

Максимальная светоотдача (отражение) – до 98,2 %

Относительно дешевые по стоимости

Гибкие, помогают с легкостью огибать препятствия при монтаже

Рекомендуется монтировать световоды длиною не более 3 м

Маркировка светового туннеля

Световой туннель VELUX имеет несколько разновидностей, которые маркируются так, фото 7:

• TWF – световой туннель с гофрированной трубой, имеет также встроенный гидроизоляционный оклад для монтажа в профилированное кровельное покрытие (металлочерепица, композитная черепица);
• TLF – световой туннель с гофрированной трубой, имеет также встроенный гидроизоляционный оклад для монтажа в плоское кровельное покрытие (битумная черепица, фальцевая кровля);
• TWR – световой туннель с жесткой туннельной трубой, для профилированных кровельных покрытий (металлочерепица, композитная черепица);
• TLR – световой туннель с жесткой туннельной трубой, для плоских кровельных покрытий (битумная черепица, фальцевая кровля).

Фото 7. Разновидности световодов туннельного типа: для профилированных кровельных покрытий (слева) и для плоских кровельных покрытий (справа)

Преимущества применения световых туннельных фонарей

1. Простота установки и небольшой объем работ по монтажу.
2. Экономия электроэнергии, которая расходуется на дополнительное освещение помещения (до 60% на освещение помещений дома).
3. Возможность обеспечения дневным освещением помещения без окон.
4. Высокая долговечность (гарантия производителя 5 лет).
5. Световые окна фонаря не пропускают тепло в помещение летом и холод зимой.
6. Не потребляет электроэнергии в ходе эксплуатации (при прямом назначении, без дополнительных функций),
7. Простота в обслуживании.
8. Возможность регуляции освещения.
9. С помощью фирменных аксессуаров доукомплектации световой туннель может иметь функцию проветривания, а также использоваться в качестве светильника в ночное время.

Недостатки применения световых туннелей

1. Не очень высокая эффективность в районах с коротким световым днем.
2. В зимних условия возможна вероятность покрытия снежным покровом, что на время приводит к прекращению подачи световых лучей в помещение.

На фото 8 представлены примеры световых туннелей, которые успешно эксплуатируются.

Фото 8. Примеры использования световых туннелей

Источник