Duté svetlovody: čo sú a prečo sú potrebné?

Zoznam moderných svetelných zdrojov je taký rozmanitý, že sa zdá, že uspokojí akúkoľvek požiadavku na osvetlenie. Existujú však podniky, kde by mali byť elektrické svetelné zdroje štandardne zakázané. Ide o vysoko nebezpečné a obzvlášť nebezpečné priestory. Netreba si myslieť, že takýchto podnikov je málo.

Ak vylúčime obranný priemysel s výrobou pušného prachu, raketového paliva a iných „nevinných“ látok, tak ešte stále existuje rozsiahly zoznam priemyselných podnikov, ktoré vyrábajú známe produkty za neobvyklých podmienok.

Uhoľné bane so znečistením metánom sú na perách každého. Ale mlyny alebo cukrovary — aké je tam nebezpečenstvo? Odborníci však vedia, že suspendovaný, rozptýlený prášok z múky alebo cukru je výbušnina, ktorú by im armáda závidela. Pripravená je iskra a vákuová bomba veľkosti dielne.

A stále existujú galvanické inštalácie, nabíjačky batérií a mnohé ďalšie oblasti so špeciálnymi bezpečnostnými požiadavkami.Veľmi vážny problém s osvetlením skladov obilných podnikov: obrovské miestnosti sú osvetlené tlmenými lampami so žiarovkami. Hygienické úrady prísne zakazujú používanie ortuťových výbojok a hasiči v prašných podmienkach používajú výkonné žiarovky.

Zdá sa, že v týchto prípadoch existuje len jedna cesta von: použitie veľkého počtu žiaroviek odolných voči výbuchu pri nízkom napájacom napätí. Ale neriešiteľné problémy sú v technike zriedkavé. V roku 1874 elektrotechnik Vladimir Chikolev nainštaloval osvetľovaciu inštaláciu v továrni na pušný prach v Okhte, vyrobenú vo forme rúrok s vnútorným zrkadlovým povrchom. Svetlo z elektrického oblúka umiestneného vonku sa po viacnásobných odrazoch prenáša do nebezpečných oblastí.

Išlo o prvý praktický príklad nového svietidla — dutých vlákien s reflexnou vnútornou vrstvou... Odvtedy prešiel dizajn svetlovodov dlhú cestu. Dnes sme dobre oboznámení s optickými vedeniami a svetlovodmi s mikrónovým priemerom: veľa ľudí používa internet s pripojením cez optický kábel. Donedávna boli duté svetlovody známe len úzkemu okruhu osvetľovacích technikov.

Ale s rastúcim záujmom o technológie šetriace energiu sa dostali do pozornosti širokého spektra inžinierov a dizajnérov. Možnosť využiť slnečné svetlo počas dňa na osvetlenie nielen skladov, ale aj kancelárskych priestorov, podnecuje výrobu svetlovodov s vonkajším dizajnom vhodných do obchodných priestorov.

Napriek jednoduchosti samotnej myšlienky má dizajn dutých vlákien pomerne zložitú optickú schému s použitím najmodernejších materiálov. Pozrime sa na dizajn pomocou príkladu expandovaného vlákna.Najčastejšie používaná kruhová trubica vyrobená z polymetylmetakrylátu (PMMA) alebo polykarbonátu (PC). Svetelné zdroje vysokej intenzity sú namontované na jednej alebo oboch stranách tubusu. Pomer dĺžky trubice k priemeru sa volí od 30 pre jednostranné svetlovody po 60 pre obojstrannú montáž svietidla.

Na vnútorný povrch tela rúrky je nanesená špeciálna prizmatická fólia typu SOLF. Jeho charakteristikou je takmer úplný odraz svetla dopadajúceho na povrch pod rôznymi uhlami.Technológia na výrobu prizmatických fólií bola vyvinutá v roku 1985. Tenká (asi 0,5 mm) zvitková fólia značky SOLF vydláždila cestu k vzniku svetlovodov s vysokým a rovnomerným osvetlením po celej dĺžke potrubia. Priehľadná alebo matná štrbina je ponechaná pozdĺž osi trubice na rovnomerné vyžarovanie svetla pozdĺž dĺžky vlákna.

Vývojom, výrobou a inštaláciou optických vlákien rôznych typov a účelov sa dnes na svete zaoberá približne 28 spoločností z 12 krajín. Priemer optických vlákien sa pohybuje od 250 do 1100 mm a dĺžka je až 16 metrov. Svetlovody sú vyrábané vo forme ucelených modulov so svetelnými zdrojmi, ktoré je možné navzájom jednoducho spájať a predĺžiť tak dĺžku osvetľovacej sústavy.

Leví podiel na svetovom trhu (až 80 %) zaujímajú produkty Solatube z USA. V tejto krajine existuje vládny program na stimuláciu využívania alternatívnych zdrojov energie, preto je po zodpovedajúcich produktoch veľký dopyt. Sériovú výrobu svetlovodov zvládli európske spoločnosti Sunpipe (Veľká Británia) a Solarspot z Talianska.Ako naznačuje názov spoločnosti, zameriavajú sa na výrobu žiaroviek, ktoré dokážu recyklovať slnečné svetlo počas dňa. Cena za meter takýchto vlákien je asi 300 dolárov, pretože na sústredenie slnečných lúčov používajú špeciálnu optiku.

Neexistujú žiadne informácie o nákladoch na osvetľovacie systémy založené na optických vláknach pre výbušné a iné špeciálne miestnosti. Dôvodom je vývoj jednotlivých projektov v každom jednotlivom prípade. Dá sa len predpokladať, že náklady na takéto aplikácie sú veľmi vysoké, ale drahšie sú životy ľudí a bezpečnosť predmetov.

Nemali by sme si však myslieť, že iba podniky s nebezpečnou výrobou sú používateľmi moderných optických vlákien. Rozmanitosť foriem a štruktúr umožnila dizajnérom a architektom vyriešiť problémy pôvodného osvetlenia budov a krajiny.

Svetlovody s malými rozmermi sa nečakane dostali do domácich svietidiel. Vďaka veľmi vysokému jasu a úzkemu vyžarovaniu svetla sú LED lampy pri samostatnej inštalácii v lustroch ohavnými zdrojmi svetla. Ale v kombinácii so svetlovodom, pre ktorý sú ideálnym osvetľovacím zariadením, sa dosiahne vynikajúce rozptýlené osvetlenie miestnosti.

Túto charakteristiku LED diód dobre pochopila kanadská spoločnosť TIR Systems, ktorá prijala neodnímateľné osvetľovacie moduly založené na výkonných farebných a bielych LED diódach. Dekoratívne farebné svietidlá s výkonom do 30W a celkovým osvetlením do 50W, majú svetlovody s priemerom 100 a 150 mm so životnosťou 50 000 hodín. Štýlový vzhľad a moderné materiály umožňujú prispôsobiť svietidlá modernému interiéru bytov.

V budúcnosti si svetlovody získajú obľubu vďaka svojej jedinečnej schopnosti transformovať svetlo z bodových zdrojov na rovnomerné, rozptýlené svetlo. A prestanú byť exotickými osvetľovacími produktmi pre úzke oblasti použitia.