Шведская компания Parans разработала в тесном сотрудничестве с учёными Технологического Университета систему естественного освещения любых зданий с помощью солнечного света, поступающего по оптическому волокну.

Прибор, функционирующий по принципу подсолнуха, представляет собой светоприёмник, который состоит из 36 линз Френеля, равномерно вращающихся вокруг своей оси внутри блока, следующего в течение дня за солнцем. Динамическое отслеживание световой активности осуществляется благодаря встроенному фотосенсору, микропроцессору и моторам, суммарная потребляемая мощность которых не превышает 10 Вт.

Собираемый в течение дня солнечный свет поступает по волоконно-оптическим световодам в здание, где они распределяются в разные помещения. Светоприёмник способен собрать до 6000 люмен, однако количество поступающего в здание светового потока зависит от длины кабелей — так через 10 м из-за светопотерь световой поток составит 3700 люмен. Одного прибора достаточно для освещения помещения площадью 30-40 м², внешний блок весит 30 кг и крепится на крыше, фасаде или на мачту. Внутренние осветительные приборы передают солнечный свет со всеми его утренними, дневными и вечерними вариациями цвета и интенсивности, однако невидимый спектр, включая инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, фильтруется, таким образом, исключено как выцветание вещей, так и возможность человека загореть.

Сфера применения естественного освещения по оптическому волокну шире, чем при использовании солнечных колодцев, ограниченного малоэтажностью, траекторией и наличием внутреннего свободного пространства для трубы, более громоздкой, чем тонкие и незаметные кабели оптического волокна. Кроме того, солнечное освещение по оптическому волокну можно включать или выключать с помощью простого переключателя, который позволяет повернуть линзы в сторону от попадания солнечных лучей. Солнечный свет по оптическому волокну создаёт лучшую освещённость, позволяет эффективнее использовать затемнённые помещения, доказано, что оно улучшает самочувствие людей, нормализует их биологические часы, повышает работоспособность.

Кроме того, 20% всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на искусственное освещение, в том числе в дневное время суток. Благодаря системе солнечного света по оптическому волокну использование искусственного освещения можно сократить в два раза, что на региональном и международном уровне означает сокращение выбросов СО2 и борьбу с глобальным потеплением климата. В этом году шведская компания Parans выпустила новую комплексную систему освещения, сочетающую в одном приборе дневной солнечный свет по оптическому волокну с энергосберегающим светодиодным освещением в тёмное время суток.

Как сократить количество потребляемой электроэнергии на освещение до 90%.

Возможно моя статья кому-то будет полезной, а кому-то необходимой! Производственной компании подобно нашей в РФ и СНГ нет, как и самой разрабатываемой технологии освещения.

Можно ли назвать нашу деятельность Сатрапом или инновацией, думаю, что можно. Работаем мы в области солнечного освещения с 2011 года. И только в 2016 году получили статус инновационной компании. Сами исследования начались в 2010 году, а в 2015 году мы наконец-то выпустили полностью оригинальный собственный световод со своим патентом.

После шести лет исследований в области энергосбережения с уверенностью можно сказать, что основные затраты предприятия связаны со светом; они могут быть как прямые так и косвенные. Объясню почему: любой вид деятельность человека связан только со светом, любой… для того чтобы произвести что-либо, необходимо «обеспечить» себя определенным уровнем света. Это можно сделать бесплатно (но не всегда комфортно) и платно (тогда за комфорт приходится платить). Мало кто сможет выполнить свою работу на рабочем месте без света, тогда как без тепла (не комфортно, но работать можно), без воды (протереть руки можно салфетками), без вентиляции (работа в респираторе), без кондиционирования – в отсутствии всех этих систем работать можно. Все это является частью комфортного пребывания людей на рабочем месте. Именно создание комфорта составляет большую часть расходов по зданию, но при отсутствии света - создание комфортного пребывания людей на рабочем месте вообще не имеет смысла.

Количество компаний предоставляющих данную услугу в России можно сосчитать на пальцах одной руки.

Световоды…

Решение есть всегда. Для того чтобы уменьшить затраты на отопление, кондиционирование и вентиляцию – нужно уменьшать окна.

Важно понимать, что окна являются лишь средством связи с внешним миром. Стоит только пренебречь этим пониманием, сразу начинаются проблемы, потому как прямая зависимость как уже говорилось ранее не куда не девается. И такая ситуация характерна для архитектуры.

Избавится от зависимости естественного света через окна, помогут световоды.

Световод (или световой колодец) представляет собой кольцевое зеркало (полую зеркальную трубу), передающее солнечный и естественный свет с минимальными потерями в целевое помещение. Прообраз светового колодца - отверстие в потолке.

Световоды применяются для освещения любых зданий в дневное время суток.

Многие некорректно сравнивают световоды с лампами электрического света или со светодиодами. Этот момент я хочу обрубить сразу. Световоды конечно можно сравнить с источниками искусственного света, но никому ни приходит в голову сравнивать окно с лампочкой, так и здесь нет смысла сравнивать световод с лампой, однако с уверенностью можно сравнить световод с окном.

Например, окно, установленное в кровле (мансардное окно) менее безопасно чем световод.

В летнее время под мансардным окном невозможно находится, через него проходит большое количество солнечной радиации. Помещение нагревается и в таких помещениях зачастую устанавливают еще и кондиционер, или просто зашторивают окно и включают лампу. В этом весь парадокс – люди устанавливают окно, чтобы в помещение было светло и уютно и тут же отказываются от этого освещения.

Световод в отличии от мансардного окна не способен нагреть помещение, однако динамику естественного света, т.е. то что творится на улице, можно отследить.

Окно не установить в помещения, удаленные от наружных ограждающих конструкций (стены, крыша). С помощью световода можно осветить самые удаленные уголки дома или офиса.

В световод можно инсталлировать лампу или светодиоды, и освещаться световодом в ночное время. Можно сделать световод вообще независимым от погоды, улицы, электричества.

Как говорил В. В. Маяковский

Светить всегда,

светить везде,

до дней последних донца,

светить -

и никаких гвоздей!

Вот лозунг мой -

и солнца!

Световой колодец, напоминает перископ, разница только в том, что перископ передает изображение, а световод только свет. Состоит световод из трех основных частей: светособирающего купола, зеркального тубуса (шахты) и светорассеивателя.

С точки зрения Нормативных строительных документов - Световод это точечный зенитный фонарь со светопроводной шахтой с торцевым или боковым рассеивателем. В отличии от зенитных фонарей световод не нагревает помещение, не пропускает влагу и тепло, также он не имеет под собой зоны нагрева.

Световод как термос, полностью герметичен.

Перейду непосредственно к практике.

Объект введен в 2014 году.

Ниже приведены основные технические характеристики и показатели.

Площадь освещения 250 м2

Количество световодов 8

Наименование световодов SW700 (Ф700мм)

Высота установки рассеивателя от пола 5,5 м

Освещенность на рабочей поверхности

в пасмурную погоду 240 Лк

в солнечную погоду 550 Лк

Средняя Продолжительность работы световодов

Март-сентябрь = 12 часов (2376 ч)

Сентябрь - Ноябрь = 7 часов (434)

Ноябрь - Январь = 5 часов (310 ч)

Январь - Март = 6 часов (354 ч)

Средняя продолжительность освещения естественным светом в помещении в соответствии с нормами освещения по году ~3474 ч.

Рабочее время за 2017 год (в часах)

при 40-часовой неделе - 1 973,00 ч

Количество установленных электрических светильников

Люминесцентные светильники - 18 шт

Мощность светильника 92 Вт.

Стоимость остановки одного часа производства для замены ламп.

ориентировочно 150 000 руб.

Увеличение продолжительности работы искусственных источников света более чем в 3 раза.

Общая экономическая целесообразность.

Световоды помогают сэкономить на прямых затратах электропотребления и замене ламп более 30000 тысяч рублей в год

Световоды помогают сэкономить на косвенных затратах (остановка производства для замены светильников) - более 150000 рублей в год

Итого Световоды помогут сэкономить более 180000 рублей по году

Окупаемость световодов произойдет уже на третий год.

Вывод делать Вам!

Если статья была для Вас интересной, я готов выпустить ряд таких статей с более глубоким обзором по данной теме.

Солнце - самое великое, что могут видеть глаза человека.
Давыдов Роберт Борисович

Световоды -- это очень интересное решение. Решения по инсоляции появились на российском рынке относительно недавно и еще не получили должного распространения. В настоящий момент их в основном применяют крупные продвинутые компании.

Главное преимущество световодов -- солнечный свет, и этим уже все сказано. Человеку органически требуется естественный свет, и никакие искуственные источники освещения его не заменят.

Какие помещения освещают световодами?

В дополнительном солнечном освещении нужнаются подвальные, цокольные помещения и комнаты с теневой стороны здания.

Как работает световод?

В световодах используется технология Raybender, запатентованная компанией Solatube.

Принцип работы простой: свет захватывается светособирающим куполом и передается по каналу в помещение.

Светособирающий купол (на рисунке обозначен 1) устанавливается на крыше или фасаде здания. Свет захватывается даже в сумерки или в облачную погоду. использование специальной линзы (2) позволяет увеличить площадь захвата.

Канал световода (3) - это трубчатый световод. Он способен передать свет на расстояние до 12 метров практически без потерь. при этом конфигурация канала может быть весьма причудливой.

В конце канала располагается рассеиватель (4). Он устанавливается на потолке и имеет вид светильника.

Один такой световод может осветить площадь 14 -40 м 2 .

Почему световод, а не окно?

Энергоэффективность

Основной теплообмен в доме происходит через окна. Зимой тепло через окна уходит, летом проникает жара. В любом случае, увеличиваются затраты либо на отопление, либо на кондиционирование. При использовании световодов потери тепла практически отсутствуют. Как следствие, вы серьезно экономите на поддержании комфортного климата в вашем доме.

Возможность установки

Не везде можно устанвоить окно. В подвале окно не имеет смысла, а световод -- имеет:)

Равномерность освещения больших помещений

Возможные трудности

Световой день

Первое и очевидное возражение против применения световодов -- короткий световой день в нашей полосе, осебенно зимой и осенью, когда небо затянуто облаками.

Для владельцев собственных домов относительно недавно появилось новое приспособление светопроводящие трубы, которое можно использовать как замену мансардных окон, что дешевле и требует меньше трудозатрат.

Если вы подумываете о добавлении солнечного света на кухне или в тёмном коридоре, то такое решение как солнечная труба вполне может подойти. Обойдётся всего в часть затрат от установки мансандрого окна и принесёт приятный дневной свет в нужное помещение.

Как это работает

Известная под разными названиями: солнечная труба, светопроводящая труба, свето-тоннель это металлическая труба диаметром обычно от 25 см до 35 см с отполированной внутренней поверхностью. Внутренняя поверхность действует как продолжительное зеркало, пропуская свет по всей длине и сохраняя его интенсивность. Приём лучей света происходит на крыше и затем они направляются в внутрь дома.

На крыше над трубой устанавливается пластиковая сфера для защиты от непогоды. Заканчивается труба диффузором на потолке комнаты, куда она проведена. Сфера собирает свет снаружи, диффузор распределяет его ровным белым свечением. Результат удивительный, при недавно сделанной установке, владельцы часто тянутся к выключателю, покидая комнату.

Цена

У нас такие системы только появляются и стоимость их пока достаточно большая, но снижение стоимости дело времени. В Австралии и США такие системы уже закрепились на рынке и началась конкуренция, ведущая к уменьшению стоимости. В США стоимость с установкой составляет в среднем $500, тут стоит отметить, что у них стоимость установки мансардного окна в среднем равна $2000. В результате чего светопроводящие трубы становятся всё популярнее. Для тех же кто сам вылазит на крышу для установки самостоятельно, комплект системы обходится всего от $150 до $250. И здесь всё легче по сравнению с мансардными окнами, не нужно новых вставок гипсокартона, покраски, изменений элементов каркаса.

Как много света?

Свет из трубы диаметром 25 см, самый маленький вариант, примерно равен освещению от трёх 100 ваттным ламп, что будет достаточно для освещения помещения площадью 20 кв. м. При диаметре в 35 см света будет достаточно для площади около 28 кв. м.

Системы солнечного освещения (ССО) находят все более широкое применение как за рубежом, так и в отечественной практике проектирования, строительства и эксплуатации осветительных установок естественного освещения. Системы солнечного освещения позволяют максимально увеличить количество солнечного света во внутренних помещениях жилых и общественных зданий, одновременно обеспечивая значительное снижение электроэнергии, расходуемой на освещение. CСО - это система, позволяющая улавливать солнечный свет через купол, расположенный на крыше, и направлять его вниз по системе световодов. Нанесение на внутреннюю поверхность световода многослойной полимерной пленки с высоким уровнем отражения (99,7%) видимого спектра естественного света, обеспечивает передачу света на расстояния до 20 и более метров без искажения спектральной составляющей.

1) Наименование рассматриваемого метода (технологии)

Технология передачи естественного (солнечного) света по световым каналам с помощью системы дневного (солнечного) освещения.

2) Описание предлагаемой технологии (метода) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нем, наличие программ развития

Технология передачи естественного света в помещения - этосовокупностьвысокотехнологичных светотехнических элементов, которые концентрируют дневной свет, подают его на расстояние до 20-ти метров без потерь и полностью рассеивают во внутренних помещениях здания. Данные системы обладают свойствами оптических фильтров, передавая в помещения только видимую составляющую естественного света (без УФ и ИК спектров), уменьшая при этом, передачу/потерю тепловой энергии. При этом исключаются затраты связанные с использованием электрической энергии на освещение и кондиционирование помещений. Информация о технологии широко представлена на многих Интернет - ресурсах. В течение последних лет формируется обширная дилерская сеть. Информация передана в адрес всех регионов России, начиная от губернаторов субъектов Федерации. Программа включения данной технологии в современное российское строительство, в настоящее время, отсутствует. Внедрение технологии в современное российское строительство носит «точечный» характер и выполняется наиболее профессиональными и дальновидными участниками строительного рынка.

Описание системы

Запатентованная конструкция, состоит из расположенного на крыше светособирающего купола (выполненного из устойчивого к атмосферному воздействию акрила), представляющего собой совокупность линз Френеля, осуществляющих захват прямых солнечных лучей и диффузного рассеянного света с углов приема (в том числе самых малых) для его дальнейшей передачи во внутреннее пространство помещения. Конструкция не привлекает к себе внимания и не искажает архитектурного облика здания.

Конструкция ССО состоит:

• Светособирающего купола
• Флешинга
• Световода
• Диффузора

Нанесение на внутреннюю поверхность световода многослойной полимерной пленки с высоким уровнем отражения (99,7%) видимого спектра естественного света, обеспечивает передачу света на расстояния до 20 и более метров, с несколькими поворотами световода под углом 90 0 .

Основные расходы ССО (системы солнечного освещения) приходятся на их изготовление, транспортировку и монтаж. Средняя окупаемость ССО по показателям расхода электроэнергии на цели освещения составляет от 3 до 5 лет для объектов, расположенных на 45-55 0 широты.

Назначение системы

Области применения систем дневного освещения включают в себя:

• учреждения здравоохранения и рекреационные центры;
• учреждения образования (вузы, школы, детсады и ясли);
• объекты жилищного строительства;
• бизнес-центры;
• торговые центры и супермаркеты;
• спортивные сооружения и объекты;
• производственные цеха и склады;
• животноводческие, звероводческие фермы и птичники, и мн. др.

Высокое качество всех компонентов системы обеспечивает десятилетнюю гарантию эксплуатации оборудования.

3) Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении

Массовое внедрение в практику современного строительства технологии передачи естественного света в помещения по световым каналам приведет к следующим результатам:

• положительное влияние на здоровье людей непрерывного воздействия видимого спектра естественного освещения;
• произойдет качественное изменение архитектурных форм зданий;
• световые проемы в ограждающих конструкциях (окна, световые фонари, атриумы и пр.) перестанут играть доминирующую роль в освещении внутренних пространств зданий;
• улучшится освещенность помещений естественным светом при наименьших энергозатратах;
• сократятся энергопотери/энергопритоки зданий;
• положительное влияние на экологию планеты снижением условных выбросов СО2 в атмосферу.

Вышеуказанные последствия применения технологии передачи света по световым каналам дают основание отнести ее к энергосберегающим и экологически чистым технологиям , что является актуальным и востребованным в условиях нарастающих экологического и энергетического кризисов.

4) Прогноз эффективности технологии (метода) в перспективе с учетом следующих факторов :

• роста цен на энергоресурсы
• роста благосостояния населения
• введением новых экологических требований
• других факторов

Данная энергосберегающая технология относится к категории элементов капитального строительства, которые снижают энергопотери/энергопритоки зданий, а также снижают потребление электрической энергии расходуемой на освещение помещений в дневное время. Эти системы соответствуют требованиям времени в вопросе энергоэффективного «зеленого» строительства. Рост благосостояния населения будет способствовать все большему вниманию сог стороны людей к своему здоровью, а значит - широкому применению в строительстве индивидуальных домов. Срок окупаемости оборудования при освещении крупных объектов: супермаркетов, крытых стадионов, производственных помещений от 3 до 5 лет. Системы, имея 10 лет гарантии и неограниченный срок эксплуатации, относятся к капитальным элементам сооружений и могут монтироваться на любом этапе строительства или при реконструкции

5) Существует ли необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня объектов для внедрения данной технологии?

Все исследования уже проведены. Данные системы успешно применяются во всем мире более 20-ти лет на объектах различного назначения.

6) Причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; план действий для снятия существующих барьеров

• отсутствие необходимой профессиональной подготовки дизайнеров и архитекторов;
• отсутствие устойчивой культуры энергосбережения среди населения и профессионалов;
• отсутствие экономических механизмов стимулирующих деятельность субъектов, применяющих энергосберегающие технологии;
• отсутствие нормативно-правовой базы применения и использования новых энергосберегающих технологий.

7) Существующие меры поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемой технологии (метода) и необходимость их совершенствования

Вопросы энергетической эффективности и экологической безопасности во всех сферах социальной и производственной деятельности российского общества в настоящее время приобрели особую актуальность. Это нашло свое отражение в принятии Федерального закона № 261 от 23.11.09 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в котором четко выделены направления решения задачи энергетической безопасности России. Среди этих направлений особое внимание уделяется повышению энергоэффективности зданий.

8) Наличие технических и других ограничений применения технологии (метода) на различных объектах

9) Необходимость проведения НИОКР и дополнительных испытаний

10) Наличие постановлений, правил, инструкций, нормативов, требований, запретительных мер и других документов, регламентирующих применение данной технологии (метода) и обязательных для исполнения; необходимость внесения в них изменений или необходимость изменения самих принципов формирования этих документов; наличие ранее существовавших нормативных документов, регламентов и потребность в их восстановлении

Отсутствует

11) Необходимость разработки новых или изменения существующих законов и нормативно-правовых актов

Необходима разработка новых нормативно-правовых актов, определяющих нормы энергопотребления, что будет являться стимулом к внедрению и применению новых энергосберегающих технологий в современном строительстве.

12) Наличие внедренных пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учетом накопленного опыта

В России уже реализованы ряд пилот-проектов с применением данной инновационной технологии. К наиболее значимым можно отнести:

Образование и наука:

• детский сад №229 (Ижевск) ;
• детский сад №20 (Среднеуральск);
• детский сад №15 (Славянск-на-Кубани, Краснодарского края);
• средняя школа №35 (Краснодар) ;
• физкультурно-оздоровительный комплекс (ст.Ленинградская, Краснодарского края);
• Нижегородская правовая академия (Н.Новгород) ;
• физкультурно-оздоровителый комплекс (Н.Новгород);
• Уральский Дом Науки и Техники (Екатеринбург);
• океанариум и Научно-адаптационный корпус (Владивосток, о.Русский).

Медицинские учреждения:

• больница СКЖД (Ростов-на-Дону);
• Сочинская инфекционная больница (Сочи) ;
• вет.клиника (Краснодар).

Транспортные узлы:

• Морской вокзал (Санкт-Петербург);
• Вокзальный комплекс (Анапа).

Производственные компании:

• завод "Марс" (Москва, Ульяновск);
• завод "Данон" (Московская область);
• ООО "АНТ-информ" (Краснодар).

Торговые компании:

• "ИКЕА" в ТЦ МЕГА Адыгея-Кубань (Краснодар);
• "ИКЕА" в ТЦ МЕГА Белая Дача (Москва);
• "ЮГ-Кабель" (Краснодар)
• автоцентр "АвтоГАЗ" (Краснодар) ;
• автосалон "Hyundai" (Ижевск);
• автосалон "Citroen‎" (Ярославль).

Финансовые учреждения:

• Отделение Газпромбанка (Магнитогорск);

а также офисные здания и частные дома в различных регионах России.

13) Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надежности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и т.п.)

При массовом внедрении данной технологии в современное строительство будет иметь место положительные социальные результаты: снижение утомляемости работников на рабочих местах (до16%), повышения качества усвоения материала учащимися (до 20%), повышение эффективности работы торговых предприятий (до 40%). Значительно снизится дневная нагрузка на электрические сети, особенно в летнее время, за счет уменьшения времени использования искусственных источников света и снижения потребных мощностей на кондиционирование.

14) Наличие и достаточность производственных мощностей в России и других странах для массового внедрения технологии

Производство данного оборудования в России сдерживается только ментальностью населения и руководства, и как результат, не развитостью рынка.

15) Необходимость специальной подготовки квалифицированных кадров для эксплуатации внедряемой технологии и развития производства

Данная технология имеет 10-ти летнюю гарантию и неограниченный срок эксплуатации. Для обеспечения этих характеристик необходимо исключить негативное влияние человеческого фактора. Для решения этой задачи проводится периодическая подготовка специалистов по продаже и установке систем дневного освещения.

16) Предполагаемые способы внедрения:

• введение в образовательные дисциплины проектных специальностей специального курса;
• большая просветительская работа в творческом сообществе;
• широкая рекламная компания;
• коммерческое финансирование (энергосервисные контракты);
• конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
• бюджетное финансирование для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости;
• введение запретов и обязательных требований по применению, надзор за их соблюдением.