Небесный свет - Skylight

Эта статья про мансардные окна. Для использования в других целях см. Skylight (значения).
Мансардный люк в ротонде Centro Cultural Banco do Brasil в Рио де Жанейро.
Oculus из Пантеон, Рим, открытый световой люк.

А Небесный свет (иногда называемый свет на крыше) представляет собой светопропускающую структуру, которая образует всю или часть крыша пространство здания для дневной свет целей.

История

Открытые световые люки использовались в Древнеримская архитектура, такой как окулус из Пантеон. Застекленные «закрытые» световые люки используются с Индустриальная революция добился успехов в производство стекла изготовление. Установки массового производства с середины 20-го века принесли мансардные окна для самых разных целей и контекстов. Энергосбережение принесла новую мотивацию, инновационный дизайн, варианты передачи и системы оценки эффективности для световых фонарей.

До Индустриальная революция, именно Франция, вероятно, имела передовые технологии в архитектурное стекло. Одна из самых ранних форм стеклянного мансардного окна можно увидеть на Версальский Дворец в Galerie des Batailles, который был добавлен к существующему дворцу Луи Филипп в 1830 году. Еще одна форма, демонстрирующая технологию раннего освещения неба, - это Halle aux blés (Париж) построен в 1763–67. Эта форма естественного верхнего освещения позволяла освещать, в то время как украшение могло покрывать всю внутреннюю стену, и это вариант, которому меньше всего препятствуют другие здания. Это означает, что освещение неба в том виде, в каком мы его знаем сегодня, вероятно, впервые появилось во Франции в начале 18 или в конце 17 века. Согласно архитектурному стеклу, самые ранние функциональные световые люки были сформированы либо литье стекла, корона стекло (окно), цилиндрический выдувной лист, и лист цилиндра машинной вытяжки, или Процесс Фурко.[1]

Описание

Вентиляционный люк с питанием от бортовой солнечной панели с дистанционным управлением для отвода теплого воздуха изнутри.
Вентиляционный люк на солнечной энергии в Южной Калифорнии.[2]
Мансардный люк Мюнстер торговый центр "Аркаден ".
Фиксированный световой люк, вид на крышу.
Фиксированные мансардные окна, вид изнутри.

Типы световых люков включают мансардные окна, блочные световые люки, трубчатые осветительные приборы (TDD), наклонное остекление и нестандартные световые люки. Использование включает:

  • дневной свет элементы, используемые для пропускания прямого и / или непрямого солнечного света через верхнее освещение.
  • обеспечение визуальной связи с окружающей средой для пассажиров внутри.
  • устойчивое здание - солнечное отопление пассивное и с исправными установками; вентиляция для пассивное охлаждение и обмен свежего воздуха.
Открытый световой люк

Незастекленная дыра в крыше.

Фиксированный световой люк

Фиксированный световой люк состоит из структурной рамы по периметру, поддерживающей заполнение остекления (светопропускающая часть, которая в основном сделана из стекла или пластика). Фиксированное окно в крыше не работает, что означает отсутствие вентиляции.

Рабочий световой люк

В рабочем (вентилируемом) световом люке используется откидная створка, прикрепленная к раме и поддерживаемая ею. Когда люди находятся в пределах досягаемости, этот тип также называется мансардным окном.

Выдвижной световой люк

  • Большой (20 футов на 20 футов) выдвижной световой люк из стали и стекла, вид с крыши. Обратите внимание на стальные направляющие, по которым закатывается световой люк.

  • Такой же выдвижной световой люк, вид изнутри. Это двухстворчатый световой люк, что означает, что он открывается посередине.

  • Этот коньковый световой люк закрывает самую высокую точку крыши - гребень.

  • Это тот самый световой люк, изнутри. Сталь допускает большие пролеты без сетки из опорных труб и тросов.

Выдвижной световой люк откатывается (по рельсам) от рамы, так что внутреннее пространство объекта полностью открыто для наружного применения, то есть ему не мешает навесной световой люк. Условия выдвижной световой люк и раздвижная крыша часто используются как взаимозаменяемые, хотя Небесный свет подразумевает определенную степень прозрачности.

Трубчатое устройство дневного света
Световой люк TDD на террасе на крыше Центральная библиотека Ливерпуля

Активное дневное освещение использует трубчатое устройство дневного света (TDD). Солнечные трубки, солнечные туннели или трубчатые световые люки состоят из закрепленного на крыше фиксированного элемента светового люка, конденсирующего солнечный свет, распределяемого по оптическому каналу для передачи света к светорассеивающему элементу.[3] Благодаря небольшому диаметру, они могут использоваться для дневного освещения небольших помещений, таких как коридоры, и отражать свет в более темных углах помещения. TDD собирают дневной свет через установленный на крыше купол диаметром от 10 дюймов для жилых помещений до 22 дюймов для коммерческих зданий. Сделанный из акрила или поликарбоната, который блокирует ультрафиолетовые лучи, купол улавливает и перенаправляет световые лучи в систему алюминиевых трубок, напоминающую воздуховоды.[4]

Наклонное остекление

Наклонное остекление отличается от других «мансардных окон» тем, что одна сборка содержит несколько панелей заполнения в системе каркаса, обычно разрабатываемой для конкретного проекта и устанавливаемой секциями на месте.

Уличное освещение

Уличное освещение ходячие мансардные окна. Их устанавливают на тротуарах, открытых площадках и в хорошо освещенных внутренних полах.

Призматические огни

Призматические огни иногда используются как мансардные окна; они перенаправляют проходящий свет.

Солнечная архитектура

Мансардные окна широко используются при проектировании дневного освещения жилых, общественных и коммерческих зданий. Увеличение дневного света может привести к меньшему использованию электрического освещения и меньшего размера оконного остекления (бокового освещения), экономии энергии, снижению затрат и снижению воздействия на окружающую среду. Дневное освещение может сократить потребление энергии освещения в некоторых зданиях до 80%.[5]

Верхнее освещение (мансардные окна) хорошо сочетается с боковым освещением (окнами) для максимального увеличения дневного света:

  1. toplighting может направлять свет в централизованные области здания
  2. дневной свет доступен в течение дня как от внешнего освещения с неба, так и от прямого воздействия солнца.
  3. можно использовать современное прозрачное и / или полупрозрачное остекление, чтобы избежать бликов, помочь в улавливании солнечного света под низкими углами и рассеять свет на более широкие площади пола.

Даже в пасмурные дни верхнее освещение из мансардных окон в три-десять раз эффективнее бокового освещения.[6]

Материалы

Примеры больших стеклянных крыш 19 века

Стекло

Многие недавние достижения в системах заполнения как из стекла, так и из пластика значительно улучшили все типы световых люков. Некоторые достижения повышают тепловые характеристики, некоторые нацелены на сохранение и использование потенциала дневного света, а некоторые разработаны для повышения прочности, долговечности, огнестойкости и других показателей производительности.

В современных мансардных окнах со стеклянным заполнением (окнами) обычно используются герметичные стеклопакеты (IGU), состоящие из двух стекол. Эти типы продуктов соответствуют стандарту NFRC по пропусканию видимого света. Сборки с тремя стеклами иногда могут быть экономически оправданы в самых холодных климатических зонах, но они теряют часть света из-за добавления третьего слоя стекла.

Стеклопакеты обычно включают в себя по крайней мере одно покрытие с низким коэффициентом излучения (Low-E), нанесенное на одну или несколько стеклянных поверхностей для уменьшения U-фактора и особенно SHGC путем подавления лучистого теплового потока. Многие разновидности покрытий Low-E также в разной степени снижают потенциал дневного света. Инертный газ высокой чистоты часто используется в пространстве (ах) между стеклами, а достижения в области термически эффективных расстояний между стеклами и опорных элементов могут дополнительно улучшить тепловые характеристики стеклопакетов в сборе.

Пластик

Пластиковая заливка остекления обычно используется во многих мансардных окнах и TDD. Эти сборки обычно содержат термически сформированные купола, но литые формы не редкость. Куполообразные световые люки обычно используются на крышах с низким уклоном. Форма купола позволяет проливать воду и горящие угли.

Пластмассы, используемые в мансардных окнах, устойчивы к ультрафиолетовому излучению и могут иметь другие преимущества для улучшения тепловых свойств. Отсутствие общепринятых стандартов измерения светопропускания является недостатком для сравнения и выбора мансардных окон с пластиковым остеклением.

Акрил это наиболее распространенное пластиковое остекление, используемое для световых куполов. Однако, Поликарбонат и Сополиэстер материалы также используются в качестве остекления, где могут потребоваться дополнительные свойства, такие как ударопрочность.[7]

Рейтинговые системы

NFRC: рейтинг видимого пропускания

U-фактор: отражает теплопотери любой конструкции здания.

SHGC - коэффициент солнечного тепловыделения: измеряет передачу тепла сборкой снаружи внутрь, вызванную солнечным светом.

Эти свойства обозначаются в США десятичной дробью от нуля до единицы, а меньшие числа указывают на более низкую скорость теплопередачи. В зависимости от географического региона оптимальный коэффициент U и производительность SHGC будут различаться. В солнечных южных климатических зонах более низкий SHGC важнее, чем более низкий U-фактор. В более прохладных северных климатических зонах более низкий U-фактор более важен, и более высокий SHGC может быть оправдан.

При выборе световых люков ищется баланс между низким коэффициентом теплопередачи и оптимальными значениями SHGC, при сохранении достаточного количества дневного света для минимизации использования искусственного света. Автоматические светочувствительные элементы управления электрическим освещением обеспечивают максимальную экономию энергии.

Льготы

Исследование показало, что учащиеся имеют значительно более высокие результаты тестов в классах, которые оптимизируют дневное освещение, чем в классах, в которых его нет.[8] Другие исследования показывают, что дневной свет положительно влияет на физиологическое и психологическое благополучие, что может повысить производительность во многих контекстах, например, при продажах в торговых помещениях.[нужна цитата ]

Что касается экономии средств, Министерство энергетики США сообщило, что многие коммерческие здания могут снизить общие затраты на электроэнергию до одной трети за счет оптимального использования дневного света. В большинстве коммерческих складов и «больших складских помещений», построенных в последние годы, широко используются световые люки для экономии энергии / затрат.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Солнечный свет как прощающий архитектуру, Лам
  2. ^ "Skylight Guide". Окна в крыше Orange County. 2019-07-24. Получено 2019-08-18.
  3. ^ «Солнечная трубка». Окна в крыше Orange County. Получено 2019-08-18.
  4. ^ Лау, Ванда (6 февраля 2012 г.). "Lighten Up Трубчатые устройства дневного света превращают естественный свет в технологию развертывания". EcoBuilding Pulse. Получено 3 апреля, 2014.
  5. ^ Министерство энергетики США (DOE): Федеральная программа энергоменеджмента; toplighting_final_report
  6. ^ AAMA: информационный бюллетень о дневном свете
  7. ^ Совет AAMA Skylight
  8. ^ coe.uga.edu/sdpl/research/daylightingstudy: исследование 21000 студентов.

внешние ссылки