Санузел — лишь начало

Доклад кандидата физико-математических наук ведущего научного сотрудника НИПТИС А. И. Кириленко "О возможности использования световодных систем и распределительных систем неизображающей оптики при решении задач энергосбережения", сделанный им 26 июня на семинаре "Опыт и перспективы комплексного решения проблем энергосбережения при строительстве и реконструкции жилого фонда", явился логическим продолжением сообщения, которое г-н Кириленко сделал 30 апреля 1997 года на научно-технической конференции "Нетрадиционные энергоэффективные системы освещения жилых, общественных и производственных зданий" (см. "СиН" N№18 от 18 мая 1997 года).

Одна из сравнительно недавних публикаций в еженедельнике "Аргументы и факты" называется "Лампочка Ильича" уходит в прошлое" и касается проблем энергосбережения в Республике Беларусь. Эксперт Могилевского филиала фонда им. Л. Сапеги, пропагандируя компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), называет их электролюминесцентными и дает советы по их использованию: "У потребителя никаких проблем: вкрутили КЭЛ в люстру, торшер или бра - и все". Многие могут повеселиться, прочитав рекомендацию. К сожалению, не все так просто. КЛЛ является источником повышенной яркости с необычной кривой силы света, и использование ее в привычных светильниках ничего, кроме ущерба для зрения, принести не может. В отличие от обычных люминесцентных ламп (ЛЛ) КЛЛ, подобно лампам накаливания, могут оказывать еще и слепящее действие.

Мы накопили опыт и вплотную подошли к практическому широкомасштабному применению необычных осветительных систем, в составе которых не только новые энергоэкономичные типы ламп, но и такие диковинки, как световоды и концентраторы, разрабатываемые на основе методов неизображающей оптики. Ситуация, складывающаяся с такими осветительными устройствами, во многом аналогична описанной выше. Как известно, светильники по характеру светораспределения разделены на 5 классов в зависимости от соотношения светового потока, направленного в нижнюю полусферу, к полному световому потоку. Поскольку световоды обладают ярко выраженной асимметрией, то светильники на их основе нельзя отнести ни к одному из известных классов.

При разработке таких систем освещения важно принять во внимание как минимум три фактора: санитарно-гигиенические нормы, световой дизайн и энергосбережение, причем именно энергосбережение технически осуществить легче всего, так как оно определяется выбором источника света. Вопрос только о степени эффективности решения, то есть о точке на кривой "эффективность-затраты". Гигиенические и дизайнерские проблемы гораздо сложнее. Они не дают прямого экономического эффекта, но необходимо иметь в виду, что создается освещение XXI века, а в будущем эстетические запросы человека несомненно возрастут.

Касаясь специфической проблемы применения световодных распределительных систем и элементов неизображающей оптики в осветительных системах, следует подчеркнуть, что, во-первых, как и в случае КЛЛ, мы имеем дело с системами со специфической кривой силы света, которая в отличие от широко употребляемых светильников имеет изрезанный характер. Поэтому возникает проблема выравнивания освещенности на объекте, которая может быть решена многими способами. Задача состоит в том, чтобы найти достаточно эффективный и дешевый.

Во-вторых, применяемые концентраторы должны иметь форму как можно более близкую к расчетной. Невыполнение этого требования приводит не только к снижению степени концентрации света на поверхности световода, что не столь существенно, но изменяет углы ввода излучения в световод, изменяет длину ввода, что резко уменьшает эффективность захвата излучения световодом.

В-третьих, требуется определенная культура при обслуживании таких систем. Необходимо регулярно удалять пыль с поверхности светильника и ограждающих конструкций, со стен и потолка помещений. При монтаже следует избегать наклонного падения света на защитные стекла, экраны, так как при этом резко снижается количество света, попадающего на концентратор.

Примером использования световодов и концентраторов в системе совмещенного освещения может служить светотехническое решение освещения санузла в здании НИПТИС, состоящего из двух комнат. В темной комнате санузла до реконструкции освещение обеспечивалось на уровне 70 лк четырьмя лампами накаливания мощностью по 100 Вт. После установки новой системы такие же средние уровни освещенности обеспечиваются двумя лампами типа КГМ 12х50 с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт. Применение концентраторов для ввода солнечного света через световод позволяет получить в темной комнате на противоположной стенке в пятне освещенность до 600 лк, и возникает проблема перераспределения светового потока. Свет, идущий от концентратора в виде набора плоских зеркал диаметром 110 мм (или от вогнутого цилиндрического зеркала диаметром 880 мм), заводится в световод не через торцы, а через продольную 90-градусную щель, служащую для выпуска излучения от искусственного источника. Внутренний диаметр труб световода 105 мм, длина световода 5 м. В целом система состоит из двух идентичных световодов.

Исследования, проведенные с разработанной осветительной системой, подтвердили первоначальные теоретические расчеты и доказали возможность использования световодных осветительных систем и вводных устройств неизображающей оптики в системах совмещенного освещения зданий и сооружений.

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ