Pasivní světlovodné systémy

8. 7. 2014

Systém pasivního tubusového světlovodu sestává z těchto částí: nástřešní kopule, světlovodný tubus, stropní kryt (většinou difuzor), doplňkové prvky jako těsnění, popř. přídavné elektrické osvětlení apod, (Bracale a kol., 2001).

Nástřešní kopule sbírá oblohové světlo a umožňuje vstup slunečního záření do světlovodu. Existují také levnější řešení bez nástřešní kopule, ve kterých je tubus zakryt plochým sklem. Získávání světla může být realizováno ze střechy nebo i z fasády. Fasádní instalace ale nejsou příliš obvyklé z důvodu menších světelných zisků v porovnání se střešními instalacemi. Kopule bývá zhotovena ze skla nebo plastu (PC nebo PMMA) s vysokou světelnou propustností. Kopule může být čirá nebo s optickou čočkou umožňující koncentraci slunečních paprsků. Některé druhy kopulí jsou vybaveny nástřešním parabolickým zrcadlem otočeným směrem kjihu. Toto zrcadlo odráží světlo do tubusu a zvyšuje účinnost celého systému během slunečných dnů. Pokud je zrcadlo natáčeno, lze světlovod řadit již k aktivním osvětlovacím systémům. Na obrázku 3.3.1 je zobrazeno schéma popisující základní prvky světlovodu. Obrázek 3.3.2 prezentuje některé druhy nástřešních kopulí světlovodů.
Obr. 3.3.1: Grada - Osvětlování světlovody: Prvky dutého světlovodu
1) nástřešní kopule; 2) světlovodný tubus; 3) stropní kryt; 4) přechodový prvek

Tubus světlovodu dopravuje světlo do požadovaného prostoru v místnosti, ve speciálních případech až na konkrétní místo. Tubusy bývají nejčastěji kruhového průřezu, ale existují i instalace tubusů průřezu čtvercového nebo obdélníkového. Tyto jsou však méně účinné, neboť tvoří kouty, ve kterých se plně nevyužije světelného odrazu. Kruhové tubusy se vyrábí v různých průměrech, běžně od 250 do 1000 mm. Světlovody velkých rozměrů (průměr 1000 mm i více) a světlovodné šachty se využívají spíše pro aktivní osvětlovací systémy s nástřešními otočnými zrcadly a heliostaty, stejně jako světlovody velmi malých průměrů a systémy optických vláken.
Obr. 3.3.2: Grada - Osvětlování světlovody: Druhy nástřešních kopulí
a) čirá, hladká;, b) skleněná, tvarovaná; c) skleněná, částečně prizmatická

Světlovodné tubusy se vyrábí z různých materiálů se speciálními povrchovými úpravami, nejčastěji z neprůhledných kovových plechů se zrcadlovým povrchem. Většinou jsou vy- robeny z eloxovaného hliníku a na vnitřním povrchu jsou opatřeny speciálními odraznými filmy, které zajistí vysokou odraznost dopadajícího světla, čímž se dosáhne přenosu světla na větší vzdálenosti s minimálními ztrátami. Zrcadlové tubusy mohou být pevné (rovné nebo uhýbané, sestavené z teleskopických částí) anebo ohebné (článkované). Srovnáním obou variant je zřejmé, že ohebné tubusy umožňují jednodušší instalaci, ovšem u nich dochází k větším světelným ztrátám, protože vlivem nerovného vnitřního povrchu se část dopadajícího světelného toku odráží směrem ven. Mezi pasivní světlovodné systémy se řadí také tubusy štěrbinové, u kterých světlo vchází do prostoru místnosti ze štěrbin v tubusu.

Moderní světlovodné systémy velmi často používají transparentní tubusy. Je to výhodné zvláště v případě, že světlovody procházejí přes několik podlaží. Tyto tubusy jsou vyrobeny z plastických hmot, přičemž jejich vnitřní plocha je pokryta tenkým mikro-prizmatickým filmem, který umožňuje vysokou odraznost vedeného světla. Bez této povrchové úpravy by se světlo dostávalo přes transparentní trubici v největší intenzitě při horním vstupu a na dolním konci by byla jeho intenzita značně omezená. Mikroprizmatický film způsobí, že se světlo v maximální míře odráží od vnitřních povrchů stěn a zůstává tak uvnitř transparentního tubusu, který tvoří po celé své výšce svítící sloup (Littlefair, 1996). Uvnitř jsou umístěny světelné rozptylovače a na koncových částech jsou osazeny zrcadlové plochy. Tyto speciální tubusy se uplatňují spíše v aktivních osvětlovacích systémech.

Tubusy ze skla nebo transparentních plastů bez povrchové odrazné úpravy se pro denní světlo většinou nepoužívají, neboť nemají schopnost vést světlo na větší vzdálenosti. Existují ale tzv. světelné sloupy, které se navrhují jako interiérová dekorace s instalovanými žárovkami nebo zářivkami. Pokud jsou tyto sloupy propojeny s venkovním prostředím, denní světlo zde hraje pouze doplňkovou roli. Jednotlivé typy světlovodných tubusů jsou zobrazeny na obrázku 3.3.3.

V současné době se nejvíce realizují světlovody sestávající z netransparentních tubusových částí se zrcadlovou vnitřní úpravou. Právě těmto světlovodům bude v dalších částech knihy věnována pozornost. Světlovodná trubice se skládá z rovných částí a přechodových kusů (většinou pod úhlem 30° a 45°), které umožní trubici natáčet, a tak rozvádět světlo do libovolných míst i vzdáleností v interiéru. Jednotlivé přímé části světlovodu lze libovolně nastavovat, překrytí ve spojích je přibližně 25 mm. Svislé spojení se těsní silikonovým těsněním. Všechny spoje se přelepují hliníkovou páskou, která zabraňuje přístupu vlhkosti a prachu do prostoru světlovodu. Tubusy jsou v interiéru ukončeny transparentním krytem nejčastěji v úrovni stropních podhledů. Stropní kryt světlovodu většinou tvoří difuzor popř. skleněná tabule nebo podhledový kryt s reflexní mřížkou.
Obr. 3.3.3: Grada - Osvětlování světlovody: Typy světlovodných tubusů
a) zrcadlový; b) transparentní s mikroprizmatickým filmem; c) zrcadlový štěrbinový; d) transparentní
1- zrcadlový povrch, 1´- štěrbina; 2 - stropní difuzor; 3 - polopropustný tubus (s vnitřní mikroprizmatickým filmem); 4 - zrcadlový kryt; 5 - transparentní tubus; 6 - prvek rozptylující světlo

Pro vedení světla do vnitřních částí budov se mohou také použít speciální světlovodné podhledy (anido/ic cei/ings) a světlo odrazné či rozptylné panely (laser cut pane/s), (Little- fair, 1996).

Autor článku: Stanislav Darula, Richard Kittler, Miroslav Kocifaj, Jiří Plch, Jitka Mohelníková, František Vajkay; zdroj: Publikace Osvětlování světlovody, edice stavitel, vydavatelství Grada

Vydavatelství Grada, Stavebnictví a architektura