Естественное освещение. Световоды на крыше крупных общественных объектов

Солнце – основной источник жизни на Земле, его свет внушает оптимизм и придает новые силы. Каким бы совершенным не было искусственное освещение, ему не заменить лучей нашего родного светила – ведь только естественный солнечный свет обеспечивает человеку должный визуальный комфорт, запускает сложный механизм биоритмов, спасает от депрессий.

Природный солнечный свет жизненно необходим для обеспечения физического и психологического здоровья человека. Если в помещениях недостаточно естественного солнечного света, то излишнее применение искусственного освещения может вызвать серьезный дисбаланс в потреблении электроэнергии, вызванный необходимостью охлаждать служебные и бытовые помещения и без того уже перегруженные теплом, излучаемым традиционными лампами.

Можно, конечно, использовать боковое освещение помещений солнечным светом через стандартные стенные светопроемы, но это решение имеет серьезный недостаток: в широких и больших по площади помещениях общественных зданий и сооружений при удалении от окон наблюдается экспоненциальный спад освещенности, вынуждающий использовать для освещения отдаленных зон искусственные источники света.

Одним из решений проблемы обеспечения естественного освещения крупных общественных объектов является новая технология, основанная на установке специальных полых световодов.

Эта технология была создана в Австралии около 20 лет назад. Первоначально, целью использования полых световодов было отдаление источника излучения – слишком яркого, горячего, пожароопасного, от освещаемого объекта без потери интенсивности излучения. По сути, цель осталась прежней, только если раньше под источником света понимали исключительно рукотворный объект, например, электрическую дугу, то для того чтобы применить эту идею по отношению к далекой «звезде по имени Солнце» должно было пройти несколько долгих лет.

После этого романтичная идея доставки света по трубам – будто бы воду или газ! – в умах архитекторов и строителей заиграла новыми гранями, оказалось, что с ее помощью можно организовать идеальное экологически безупречное жизненное пространство под «зеленой» (и не только!) кровлей.  Особенно хорошо системы естественного освещения зарекомендовали себя в коттеджном и малоэтажном строительстве, учебных заведениях, офисах, на подземных автостоянках, в крупных производственных, складских, спортивных и торгово-развлекательных комплексах.

В Европе уже установлено более 100 тысяч систем с использованием полых световодов и спрос на них неизменно растет, поскольку экономия электроэнергии в дневное время и создание более комфортных условий для людей, очевидны. В России же такого рода решения — пока еще эксклюзив. Первым крупным общественным объектом, освещение которого доверено системам естественного солнечного освещения Solatube®, стал краснодарский автоцентр. Монтаж систем осуществляла компания «ЭлитКомфортСервис».

Типовые архитектурные решения современных автоцентров не позволяют традиционным способом, через остекление стен, осветить солнечным светом зоны, где находятся сотрудники и клиенты. С помощью энергосберегающаей системы световодов Solartube® удалось добиться освещения зон, ранее недоступных солнечному свету, а также снижения энергопотребления и тепловой нагрузки на здание. Система Solartube® передает свет без теплопритоков, а значит, уменьшает потребную мощность кондиционирования. Интенсивность освещения одинакова в течение всего светового дня и не зависит от ориентации здания по сторонам света.

Основными составляющими системы естественного освещения с полыми трубчатыми световодами являются светопринимающий элемент, устройство для «транспортировки» света на требуемое расстояние и светораспределяющий (светорассеивающий) узел. Светоприемное устройство выглядит как прозрачный купол и расположено вне здания – на крыше или на фасаде. Оно концентрирует мельчайшие потоки солнечного света, как прямые, так и боковые или отраженные, и служит своеобразной «оптической воронкой», заполняющей световод естественным светом. Купол интегрирован в общую конструкцию кровли, элементы сопряжения с кровлей (флешинги) предохраняют его от попадания влаги и не нарушают гармоничности общего облика здания.

Световод представляет собой набор стыкуемых алюминиевых труб прямолинейной или же изогнутой формы, покрытых изнутри пленкой полимера, имеющего коэффициент отражения близкий к единице. Потери световой энергии при длине пути в 10-12 м не превышают 0,3%. В условиях идеально ясного небосвода через световод теряется приблизительно в 3 раза меньше тепла, чем через светопроем при том же уровне светового потока. Выход света в освещаемое помещение осуществляется через устройство светорассеивания – диффузор, который может быть выполнен из различных материалов, иметь совершенно разную форму и размер, однако, главные его свойства – светорассеивающая поверхность и неслепящая яркость — должны быть неизменными.

Использование систем естественного освещения с полыми световодами является отличным примером комплексного подхода в строительстве, когда отдельные, проверенные временем технические решения, объединяясь в систему, приобретают новые уникальные свойства, не свойственные составляющим ее отдельным компонентам.

Системы Solatube® уже прочно вошли в мировую архитектурную практику, использовались они и для возведения олимпийских объектов в Пекине. Спортивный зал, находящийся в Пекинском научно-техническом университете, оборудован 148 системами Solatube 750 DS (21 дюйм или 530 мм в диаметре), которые отлично справляются с обеспечением дневным светом 2400-метровой спортивной арены, вмещающей более 8000 зрителей. Высокая светопередача материала световода – Spectralight® Infinity позволила обойти чердачные преграды и обеспечить передачу светового потока более чем на 8 метров. Входящие в состав системы диффузоры OptiView® равномерно рассеивают свет внутри помещения, а диммеры Daylight Dimmer позволяют регулировать освещенность помещения для большей энергоэффективности и комфорта.

Системы с полыми световодами успешно применяются также и для передачи на некоторое расстояние света искусственного происхождения. Особенно это актуально для нейтрализации слепящего действия света при использовании ламп большой мощности в низких помещениях и помещениях с малым уровнем освещенности. Вредные ультрафиолетовые и инфракрасные лучи не попадают в освещаемое помещение, отфильтровываются и электромагнитные помехи. Эти и другие достоинства полых световодов позволяют резко уменьшить число применяемых источников света и эксплуатационные расходы; снизить протяженность электрических сетей, потери мощности, расход электроэнергии и тепловые нагрузки в помещениях, а также обеспечить взрыво-, пожаро- и электробезопасность.

Один из показательных примеров — выставочный зал в Москве площадью 15000 м2, длиной 108, шириной 24 и высотой 26 м. Это огромное пространство освещено 10 линиями щелевых световодов длиной 36 м и диаметром 0,65 м каждый (средняя освещенность 300 лк, установленная мощность 185 кВт). Вводные устройства с четырьмя зеркальными металлогалогенными лампами мощностью по 700 Вт размещены на четырех специальных арочных мостках, расположенных поперек помещений.

Оригинальное архитектурное решение сочетается с исключительной равномерностью бестеневого освещения, гибким управлением, удобством обслуживания и возможностью резервирования источников света (включение только части ламп или части линий) без изменения вида установки.

Подобные решения могут с успехом применяться как в высоких и больших по площади помещениях (ангары, спортивные залы, выставки, бассейны и пр.), так и в низких, длинных и узких (туннели, коллекторы, переходы и др.). Интересная система освещения, выполненная с помощью полых световодов, реализована также на станциях московского метрополитена — Серпуховской и Чкаловской.


Полина Барбашова
Статья подготовлена по материалам компаний
«Солар» и «ЭлитКомфортСервис»