Duté světlovody: co to jsou a proč jsou potřeba?

Seznam moderních světelných zdrojů je tak rozmanitý, že se zdá, že uspokojí jakýkoli požadavek na osvětlení. Jsou ale podniky, kde by elektrické světelné zdroje měly být standardně zakázány. Jedná se o vysoce nebezpečné a zvláště nebezpečné prostory. Neměli bychom si myslet, že takových podniků je málo.

Pokud vyloučíme obranný průmysl s výrobou střelného prachu, raketového paliva a dalších „nevinných“ látek, pak existuje ještě rozsáhlý seznam průmyslových podniků, které vyrábějí známé produkty za neobvyklých podmínek.

Uhelné doly se znečištěním metanem jsou na rtech každému. Ale mlýny nebo cukrovary – jaké je tam nebezpečí? Ale odborníci vědí, že suspendovaný, rozptýlený prášek z mouky nebo cukru je výbušnina, kterou by armáda záviděla. Jiskra a vakuová bomba velikosti dílny jsou připraveny.

A stále existují galvanické instalace, nabíjecí stanice baterií a mnoho dalších oblastí se speciálními požadavky na bezpečnost.Velmi vážný problém s osvětlením skladů obilných podniků: obrovské místnosti jsou osvětleny tlumenými lampami s žárovkami. Hygienické úřady přísně zakazují používání rtuťových výbojek a hasiči v prašných podmínkách používají výkonné žárovky.

Zdá se, že v těchto případech existuje pouze jedna cesta ven: použití velkého množství nevýbušných lamp při nízkém napájecím napětí. Ale neřešitelné problémy jsou v technologii vzácné. V roce 1874 elektrotechnik Vladimir Chikolev instaloval osvětlovací zařízení v továrně na střelný prach v Okhtě, vyrobené ve formě trubek s vnitřním zrcadlovým povrchem. Světlo z elektrického oblouku umístěného venku se po několika odrazech přenáší do nebezpečných oblastí.

Jednalo se o první praktický příklad nového svítidla — dutých vláken s reflexním vnitřním povlakem... Od té doby ušel design světlovodů dlouhou cestu. Dnes jsme dobře obeznámeni s optickými vedeními a světlovody s mikronovým průměrem: mnoho lidí používá internet s připojením pomocí optického kabelu. Duté světlovody znal donedávna jen úzký okruh osvětlovacích techniků.

Ale s rostoucím zájmem o energeticky úsporné technologie se dostaly do pozornosti širokého spektra inženýrů a designérů. Možnost využít sluneční světlo během dne k osvětlení nejen skladů, ale i kancelářských prostor, podněcuje výrobu světlovodů s venkovním designem vhodných do provozoven.

Navzdory jednoduchosti samotné myšlenky má design dutých vláken poměrně složité optické schéma s použitím nejmodernějších materiálů. Podívejme se na design pomocí příkladu expandovaného vlákna.Nejčastěji se používá kulatá trubka vyrobená z polymetylmetakrylátu (PMMA) nebo polykarbonátu (PC). Vysoce intenzivní světelné zdroje jsou namontovány na jedné nebo obou stranách tubusu. Poměr délky tubusu k průměru se volí od 30 pro jednostranné světlovody do 60 pro oboustrannou montáž lampy.

Na vnitřní povrch těla trubky je nanesena speciální prizmatická fólie typu SOLF. Její charakteristikou je téměř úplný odraz světla dopadajícího na povrch pod různými úhly Technologie výroby prizmatických fólií byla vyvinuta v roce 1985. Tenká (asi 0,5 mm) svitková fólie značky SOLF otevřela cestu ke vzniku světlovodů s vysokým a rovnoměrným osvětlením po celé délce trubky. Podél osy trubice je ponechána průhledná nebo matná štěrbina pro rovnoměrné vyzařování světla po délce vlákna.

Vývojem, výrobou a instalací optických vláken různých typů a účelů se dnes na světě zabývá přibližně 28 společností z 12 zemí. Průměr optických vláken se pohybuje od 250 do 1100 mm a délka je až 16 metrů. Světlovody jsou vyráběny ve formě ucelených modulů se světelnými zdroji, které lze mezi sebou snadno propojit a prodloužit tak délku osvětlovací soustavy.

Lví podíl na světovém trhu (až 80 %) zaujímají produkty Solatube z USA. V této zemi existuje vládní program na stimulaci využívání alternativních zdrojů energie, takže po odpovídajících produktech je velká poptávka. Sériovou výrobu světlovodů zvládly evropské společnosti Sunpipe (Velká Británie) a Solarspot z Itálie.Jak název společnosti napovídá, zaměřují se na výrobu žárovek, které dokážou během dne recyklovat sluneční světlo. Cena za metr takových vláken je asi 300 dolarů, protože ke koncentraci slunečních paprsků používají speciální optiku.

Neexistují žádné informace o nákladech na osvětlovací systémy založené na optických vláknech pro výbušné a jiné speciální místnosti. Důvodem je vývoj jednotlivých projektů v každém jednotlivém případě. Lze pouze předpokládat, že náklady na takové aplikace jsou velmi vysoké, ale životy lidí a bezpečnost objektů jsou dražší.

Ale neměli bychom si myslet, že pouze podniky s nebezpečnou výrobou jsou uživateli moderních optických vláken. Rozmanitost forem a struktur umožnila designérům a architektům řešit problémy původního osvětlení budov a krajiny.

V domácích svítidlech se nečekaně uplatnily světlovody malých rozměrů. Se svým velmi vysokým jasem a úzkým vyzařováním světla jsou LED lampy při samostatné instalaci v lustrech ohavnými zdroji světla. Ale v kombinaci se světlovodem, pro který jsou ideálním osvětlovacím zařízením, je dosaženo vynikajícího rozptýleného osvětlení místnosti.

Tuto vlastnost LED dobře pochopila kanadská společnost TIR Systems, která přijala nerozebíratelné osvětlovací moduly založené na výkonných barevných a bílých LED. Dekorativní barevná svítidla s výkonem do 30W a celkovým osvětlením do 50W, mají světlovody o průměru 100 a 150 mm s životností 50 000 hodin. Stylový vzhled a moderní materiály umožňují přizpůsobit svítidla modernímu interiéru bytů.

V budoucnu si světlovody získají oblibu díky své jedinečné schopnosti transformovat světlo z bodových zdrojů na rovnoměrné, rozptýlené světlo. A přestanou být exotickými osvětlovacími produkty pro úzké oblasti použití.