Jak funguje světlovod Solatube®

Zóna zachycení světla

Vše začíná zachytáváním denního světla. Okna či světlíky využívají denní světlo směrově dle jejich orientace na objektu, tedy jen při příznivém postavení Slunce vůči těmto osvětlovacím otvorům. Tubusové světlovody jsou na tom díky tvaru kopule lépe, jelikož sluneční paprsky a oblohový jas dopadají na celý povrch kopule z celého prostoru oblohy. Zajímavým poznatkem je, že světlo dopadající z okolí zenitu (pomyslný vrchol oblohy), se podílí na osvětlování dna tubusu přímo, avšak světlo dopadající pod nízkým úhlem, které představuje většinu dne, už vstupuje do tubusu prostřednictvím vícenásobných odrazů a tak vznikají ztráty. Z těchto důvodů světlovod zakončený oknem, čirou, či designovou kopulí se světlem žádným způsobem opticky nepracuje. Naši inženýři byli pověřeni k vyvinutí takové kopule, která by automaticky usměrňovala sluneční paprsky odkudkoliv a tím zajistila stabilní světelný výkon v průběhu celého dne, roku. Zároveň jsme požadovali kopuli, která bude v horkých slunečních měsících snižovat koeficient přijatého tepla z tepelného potenciálu světla, aby nedocházelo k přehřívání světlovodu – tedy interiéru. Výsledek? Jediná opticky aktivní kopule na světovém trhu, která výrazně posílí výkon Vašeho světlovodu a zároveň odolá teplotním vlivům.

Image

1) Raybender® 3000

Patentovaná technologie Raybender® 3000, kterou je naše vysokoprofilová kopule vybavena, využívá jednoduchého a efektivního optického systému plošných výbrusů - tzv. Fresnelovy čočky. Vyklenutá Fresnelova čočka může jako jediná s paprsky pracovat celý den a usměrnit jejich lom přímo do světlovodu nehledě na to, pod jakým úhlem sluneční paprsky na plochu kopule dopadají. Výsledkem je výrazné snížení počtu následných odrazů světla uvnitř tubusu, což minimalizuje světelné ztráty. Aktivní sběrná plocha (EDCS - Effective Daylight Capture Surface / plocha efektivně zachycující světlo) naší kopule je v porovnání s oknem nebo čirou kopulí 2-5x větší. Systém Raybender® 3000 je tak jediný, který přímé sluneční záření skutečně využívá a zhodnocuje jej v plné míře. Díky technologii Raybender® 3000 dokáže naše kopule na menší ploše pohlcovat stejné nebo větší množství světla než běžná kopule o větším průměru. Světlovod vybavený kopulí Raybender® 3000 je charakteristický vyváženou světelnou distribucí v průběhu celého dne, roku.

Funkce technologie Raybender® 3000 – vyklenutá Fresnelova čočka​

Image

 

Image

Charakteristiky sběrné plochy (kolektoru) s tubusem o průměru 350mm

2) LightTracker™

Kopulové zrcátko je dalším aktivním prvkem, kterým světlovody Solatube® maximalizují množství přijatého světla. Nastavené proti sluneční straně dokáže srážet přímé sluneční paprsky rovnou do světlovodu, což zvýší výkon světlovodu. Svou roli sehrává u všech aplikací, ale i u těch kde je světlovod vyústěn na méně světelnou stranu budovy.

Image

Zóna přenosu světla

3) Spectralight® Infinity

Zóna přenosu světla je nejdůležitějším traktem tubusových světlovodů jelikož určuje množství světelných ztrát převáděného denního světla. Přenos denního světla světlovodem se řídí vícenásobnými odrazy přímých slunečních paprsků a přirozenou ztrátou difuzního světla v dané délce trubice.  To, jaký má Váš světlovod výkon, je nepochybně spjato s tím jakou odraznou plochu výrobce používá. Záleží na druhu odrazného materiálu málo nebo hodně? Rozdíly plynoucí z použití různých odrazných materiálů jsou obrovské.

Historický výzkum nezávislých odborníků ukázal, že pokaždé když se paprsek světla odráží, vzniká ztráta. Jen solidní výrobce a odborník si je vědom toho, že i malý procentuální rozdíl v hodnotě činitele odrazu může v konečném důsledku znamenat markantní pokles výkonu celého světlovodu v řádu desítek procent. Přesto, že většina výrobců užívá metalické materiály, skutečnost potvrzuje, že zdaleka nejsou dostatečně schopné zachovat světelný výkon na velké vzdálenosti ani spektrální složení světla. To je hlavní důvod, proč světlovody Solatube® už 14 let metalické materiály neužívají. Logickým krokem bylo přistoupit k vývoji takového materiálu, který by vykazoval vyšší činitel odrazu než všeobecně užívané kovy jako chrom, leštěný hliník a stříbro. Cílem bylo vynalézt takový povrch, který kovy vysoko převýší nejen v reflexních schopnostech, ale také ve schopnosti převádět denní světlo v celé spektrální šíři. Po dlouhé analýze a spolupráci s předními odborníky z firmy 3M byl v roce 2002 uveden revoluční odrazný materiál Spectralight® Infinitity, který je jako jediný materiál na světě vyroben čistě na polymerické bázi. Tento materiál kategoricky určuje vysoká kritéria pro odrazné materiály ve světlovodech, jelikož dosahuje nejvyššího povrchového činitele odrazu na světě - 99,7%.

Výrobci často zaměňují odraznost povrchu s obsahem stříbra, což je klamání spotřebitele.

Jaký je pokles světelného toku po vícenásobných odrazech od různých materiálů?

Image

Image

Odrazný materiál Spectralight® Infinity výrazně snižuje světelnou ztrátu při vedení na dlouhé vzdálenosti, což je hlavní úkol světlovodu, a proto je jeho použití pro světlovod klíčové. Výhodou polymerického odrazného materiálu, který ve světlovodech Solatube® užíváme je to, že stejným průměrem světlovodu dovedeme mnohem více světla než tubusem užívajícím kovy.
Patentovanou technologií Spectralight® Infinity je možné dosáhnout výrazně větších vzdáleností, na které lze denní světlo efektivně převádět a zároveň neměnit jeho správné barevné složení. Čím je délka světlovodu větší, tím je rozdíl výkonu našich světlovodů oproti ostatním ještě markantnější. V běžných stavbách, kde světlovody dosahují průměrné délky 1 – 4m, může u stejného průměru světlovodu rozdíl výkonu činit 35% - 120% poskytnuté intenzity.
Mnoho uživatelů potěší i fakt, že odrazný materiál Spectralight® Infinity se díky své plastové bázi nemůže okysličit, tedy korodovat a je teplotně stabilní do 125°C. Životnost materiálu se odhaduje až na 60 let. Jeho vlastnosti mají vliv dokonce i na tepelné chování celého světlovodu.

 Zóna distribuce světla

4) Ideální spektrální složení barev

V interiéru, kde na nás světlo působí, se úzce provazuje vztah barvy denního světla (chromatičnosti) a schopnost člověka vnímat správnou barvu vnitřních předmětů (kolorita). Tyto psychofyzikální pojmy nelze přehlížet, jelikož utvoří celistvý dojem vztahu světla a interiéru s člověkem. Vzhledem k tomu, že většina světlovodů nemá schopnosti k zachování komplexního barevného složení denního světla, doporučujeme sledovat druh odrazného materiálu, jelikož na jeho barvu má přímý důsledek.

Odrazný materiál Spectralight® Infinity kromě činitele odrazu převyšuje kovy právě ve schopnosti převádět denní světlo v celém rozsahu vlnových délek 380-780nm (viditelné spektrum pro člověka).

Spectralight® Infinity jako jediný materiál toto spektrum převádí celé, aniž by odděloval jednotlivé barvy a způsoboval změnu zabarvení světla na výstupu do místnosti. Díky těmto jedinečným vlastnostem nejvěrněji kopíruje barvu denního světla, což by mělo zajímat každého uživatele. Světlovody Solatube® jsou tak jediné, které je možné mít všude tam, kde chcete takové denní světlo, které by umožnilo rozjasnění Vašich interiérů ve správných barvách.

Popravdě, kdo by zabarvené denní světlo chtěl?

 

Image

Vzhled barvy světla při užití různých materiálů na jeho výstupu do místnosti.

Image

Vzhled zobrazení barev při užití různých materiálů.

Zleva nahoře – 1 – polymerická odrazná vrstva, 2 – napařované stříbro, 3 – leštěný hliník, 4 – chrom

Naše průkopnická činnost ve vývoji světlovodů se projevuje nejen v klíčové oblasti množství a kvality dovedeného denního světla, kde dosahujeme nevyšších hodnot, ale i v nabídce přídavných zařízeních, které lze začlenit do základu světlovodných systémů.

V rámci distribuce denního světla Solatube® si můžete vybrat ze široké škály moderních stropních difuzérů nebo prvků z dílny „Light Control“, které Vám nabízejí integrované noční osvětlení, stmívač nebo ventilaci. Vlajkovou lodí pro Vaše „světelné hrátky“ se může stát další inovace tzv. „Smart Led System“, která bude brzy uvedena v distribuci.

Je zřejmé, že při volbě vhodného světlovodu, je nutné sledovat veškeré detaily celé světlovodné sestavy, protože jejich technika a spolupůsobení rozhoduje o tom, zda bude světlovod zdrojem silného světelného výkonu po celý rok, nebo jen temnou dírou ve stropě za mnoho peněz.