Искусственное естественное освещение

Необходимость использования искусственного освещения в офисных и других крупных общественных зданиях даже днем заставила неординарно мыслящих проектировщиков искать новые способы получения "естественного света". Действительно, между тем как свет из окон с трудом добирается внутрь большого строения, над нашими головами сияет самый что ни на есть бесплатный его источник, нужно просто использовать его умело.

Именно такую задачу поставили перед собой специалисты канадской компании SunCentral. Результатом их работы над проблемой стала оригинальная система "искусственного естественного освещения", которая уже готовится к выходу на рынок. Собственно сама SunCentral была создана для коммерциализации одной любопытной разработки лаборатории физики структурированной поверхности университета Британской Колумбии. Последняя специализируется на создании и тестировании новых материалов, способных по-разному отражать, поглощать и преломлять свет. Иначе говоря, конек лаборатории — световоды и зеркала, экзотические по составу и строению линзы, а также различные технические устройства на базе таких элементов. Стремление как можно шире внедрять современные зеленые технологии порой доходит до абсурда: установленные на крыше солнечные батареи вырабатывают ток, который идет на освещение внутри зданий, работающее и днем. КПД такого двойного преобразования ужасающе низок. Специалисты SunCentral сравнивают это с загаром в солярии, работающем на солнечной энергии.

Один из самых ярких проектов лаборатории – система "Солнечный тент" (Solar Canopy). В ее основе лежит рама с набором небольших легких зеркал, которые при помощи крошечных актуаторов (управляемых дешевой электронной схемой) отклоняются по горизонтали и вертикали, чтобы следить за солнцем. Этакая собирающая солнечный свет решетка. Подвижные зеркала в наборе соединены между собой струнами, так что синхронно смещаются силой всего нескольких небольших приводов. Они направляют свет на две пары параболических зеркал, которые сжимают световой поток и отбрасывают его в жерло светового короба, покрытого изнутри зеркальной пленкой. Нижняя часть короба оснащена тонким призматическим рассеивателем, который эффективно переправляет свет вниз по коробу, в комнату.

Внутри короба также монтируются лампы дневного света для освещения ночью или в пасмурную погоду. Ведь система Solar Canopy занимает на фальшпотолке офиса место традиционных светильников. При этом автоматика оперативно подстраивает число включенных элементов в обратной зависимости от естественного светового потока, поддерживая суммарное освещение на одном уровне.

По информации компании, система способна доставлять солнечный свет на расстояние более 20 метров от внешней стены здания без существенных потерь.

Канадские специалисты полагают, что такое сложное, на первый взгляд, решение, может оказаться выгоднее других методов решения поставленной задачи. А ведь наличие следящих приводов и системы зеркал вроде бы делает конструкцию дороже. Может, есть более привлекательные альтернативы? При сравнительно коротких расстояниях транспортировки солнечного света может пригодиться простая система вроде "солнечного трубопровода". Но если лучи нужно перебрасывать метров на 10 и больше, следует подумать о других вариантах.

Множество компаний из разных стран уже предлагают на рынке разного рода "транспортировщики лучей", но все они наряду с очевидными достоинствами обладают и недостатками. К одним есть вопросы относительно границ применения, вторые просто дороги, третьи не слишком эффективны.

Набор улавливающих свет линз на крыше и пучки оптоволокна – еще один возможный способ транспортировки солнечного света во внутренние помещения. Однако высокая цена подобных систем существенно ограничивает область их применения.

А ведь, казалось бы, что может быть проще? Даже людям, далеким от техники, ясно, что свет внутрь дома вполне может направлять самая банальная система зеркал. Но почему-то такие установки распространения так и не получили.

SunCentral объясняет, в чем тут дело. Применяющиеся в подобных случаях недорогие материалы обладают не самой лучшей отражающей способностью – 90- 95 процентов. Это значит, что при каждом отражении теряется около 10 процентов светового потока. После нескольких же поворотов внутри системы пучок весьма заметно слабеет – установка оказывается неэффективной.

Основой же для Solar Canopy послужили исследования канадской лаборатории в области покрытий с отражающей способностью в 99 процентов, причем разработанные SSP материалы остаются совсем недорогими – это важное условие для применения их в довольно протяженных световых "трубах". Справедливости ради следует сказать, что некоторые оригинальные способы доставки естественного света в затененную глубину офисов были реализованы. Так, стеклянные стены небоскреба The New York Times Building оснащены мириадами белоснежных керамических трубок. Они, с одной стороны, блокируют прямые солнечные лучи, сокращая затраты на кондиционирование, а с другой, благодаря нескольким отражениям, дают мягкий и рассеянный белый свет, проникающий весьма далеко от окон. Таким образом, сокращаются расходы на освещение внутренних частей здания. Но это, так сказать, все больше эксклюзивные решения.

Разработка же SunCentral в перспективе может быть поставлена на промышленную основу. Первый рабочий прототип зеркальной ловушки SSP, что вполне логично, появился на территории объединенного кампуса трех университетов и одного института, базирующихся в Ванкувере. В том числе – университета Британской Колумбии, родителя Solar Canopy, и технологического института Британской Колумбии (BCIT) – партнера по данному проекту. А в 2008 году SSP смонтировала пять своих светоулавливающих установок на третьем этаже одного из зданий BCIT в Бернаби. Эксперимент показал, что в ясный полдень освещенность от "солнечной ловушки" в глубине помещения может быть сопоставима со степенью освещения от полностью включенных потолочных люминесцентных ламп.

Сейчас SunCentral занимается доводкой и шлифовкой технологии. В планах на ближайшее время значится монтаж Solar Canopy еще на шести зданиях. Причем это будут строения разного дизайна. Одна из задач тестов – разработать новые модификации установки, позволяющие встраивать себя не столь заметно, как получилось в случае с BCIT, то есть в толщу стен.

После такой масштабной проверки можно будет подумать и о начале серийного производства модулей-ловушек и их широкой продаже. Но никаких сроков канадцы не называют.

Павел СУДОМА