Призматическое освещение
Призматическое освещение — это использование призм для улучшения распределения света в пространстве. Обычно он используется для распределения дневного света и является формой анидольного освещения .
Освещение призмами было популярно с момента их появления в 1890-х годах до 1930-х годов, когда дешевое электрическое освещение стало обычным явлением, а освещение призмами стало немодным. Хотя массовое производство призматических систем освещения закончилось примерно в 1940 году, [1] В 2010-е годы произошло возрождение с использованием новых материалов. [2]
Как это работает
[ редактировать ]Реакция человеческого глаза на свет нелинейна : уменьшение вдвое уровня освещенности не уменьшает вдвое воспринимаемую яркость пространства, а лишь делает его немного тусклее. [3] [4] Если свет перераспределяется от самых ярких частей комнаты к самым тусклым, комната в целом кажется ярче, и больше места можно получить с полезным и комфортным уровнем освещения (см. изображения до и после из статьи 1899 года ниже). Это может снизить потребность в искусственном освещении.
Преломление и полное внутреннее отражение внутри оптических призм могут искривлять лучи света. Такое искривление света позволяет перераспределить его.
Множество маленьких призм можно соединить по краям в лист. Лист призмы чем-то похож на линейную линзу Френеля , но каждый гребень может быть идентичным. В отличие от линзы Френеля, свет не предназначен для фокусировки, а используется для анидольного освещения .
-
Неравномерный свет из окна. -
Тот же свет, перераспределенный призменной плиткой в окне. -
Одиночная подвесная призма из светильника в хранилище , показывающая полное внутреннее отражение. -
Два разных рецепта призматических плиток, показывающие разное преломление света. Угол падающего света различается, но угол исходящего света один и тот же (оптимально почти горизонтальный). [5] ).
Типы
[ редактировать ]Палубные призмы пропускали свет через верхние палубы кораблей и распространяли его на нижние палубы. Точно так же на суше призмы тротуарных фонарей использовались для освещения подвалов и хранилищ.
Плитка-призма использовалась вертикально, обычно в качестве потолочного светильника над окном или дверью. [6] В них также встраивались стационарные и подвижные навесы, наклонное остекление и световые люки . Они отклоняют свет вверх, чтобы он глубже проникал в помещение, а не освещал пол возле окна. [5]
Современные призматические панели по сути представляют собой акриловую версию старых стеклянных призматических плиток. Как и стеклянную плитку, их можно монтировать на регулируемые навесы. [7] В панелях каналов используются прорези, которые отражают свет внутрь. Голографические оптические элементы также можно использовать для перенаправления света. [8] [7]
Оконная пленка, перенаправляющая дневной свет (DRF), представляет собой тонкий гибкий лист, который можно отрывать и приклеивать, оптический слой которого обычно состоит из акрила. Есть два типа пленки. Некоторые пленки состоят из крошечных призм, образуя гибкую миниатюрную призматическую панель, которую можно отрывать и приклеивать. Другая пленка имеет тонкие почти горизонтальные пустоты, выступающие в акрил или сквозь него; щели отражают свет, попадающий на их верхнюю поверхность вверх. [9] [2] Преломление сведено к минимуму, чтобы избежать окрашивания света. [2] Пленки на основе отражения более прозрачны (обе полупрозрачны) , но они, как правило, направляют свет вверх, к потолку, а не глубже в комнату. Пленки на основе преломления скорее полупрозрачные, чем прозрачные, но обеспечивают более точный контроль над направлением исходящего светового луча; Пленка может быть изготовлена в виде призм различной формы, чтобы преломлять свет под разными углами.
Производство и ремонт
[ редактировать ]Старые стеклянные элементы отливали, их можно было резать и полировать. Плитки-призмы часто изготавливались из отдельных призм, соединенных полосами цинка, свинца или электроглазурованной меди (очень похоже на методы, используемые для соединения традиционных европейских витражей ). [1] Тротуарные призмы отливались целиком в виде однопризменных или многопризменных линз и вставлялись в несущие рамы. Пленка, перенаправляющая дневной свет, изготовлена из акрила . [10]
Поврежденные плитки призм можно отремонтировать, и, поскольку они имеют стандартный дизайн, существует рынок вторичной замены. Возможен заказ на замену цельных отливок. Ослабленные призматические плитки можно укрепить скрытыми стержнями, подобно тем, которые используются для укрепления витражей. [1]
Архитектурное проектирование
[ редактировать ]
Были разработаны сложные системы освещения различных помещений призматическими плитками. Как правило, целью было направить доступный свет по комнате почти горизонтально. [5] Одна компания продавала плитку с девятью рецептами, дающими разные углы преломления . [11] [5] В разных частях одной и той же оконной фрамуги часто использовались разные рецепты: иногда для рассеивания света по вертикали, а иногда для горизонтального отклонения света вокруг препятствий, таких как столбы. [5]
Плитки-призмы иногда имеют сложные художественные узоры, вылепленные снаружи; Фрэнк Ллойд Райт создал более сорока дизайнов призматических плиток. [12]
Призматическое освещение работает более эффективно на светлых открытых пространствах. [5] Некоторые полагают, что это способствовало переходу от темных, разделенных на части викторианских интерьеров к светлым интерьерам открытой планировки. [ нужна ссылка ] Удаление или закрытие старых призматических фрамуг часто приводит к образованию характерно высоких вывесок над витринами магазинов (см. рисунки).
Оконная пленка, перенаправляющая дневной свет, изначально изготавливалась из одной перенаправляющей пленки и одной уменьшающей блики рассеивающей пленки, часто располагавшейся на разных внутренних поверхностях стеклопакета. [2] но теперь доступны интегрированные отдельные фильмы. [13] Некоторые пленки, перенаправляющие дневной свет, отражают падающий свет вверх от крошечных почти горизонтальных отражателей, поэтому при больших углах падения солнца они резко изгибают его, направляя вверх к потолку, где обычный потолок рассеивает дневной свет несколько глубже в пространство. [9] Другие пленки, перенаправляющие дневной свет, преломляют свет под любым заданным углом, в идеале направляя его почти горизонтально в комнату. Перенаправляющие пленки можно использовать вместо непрозрачных жалюзи. [2]
Галерея
[ редактировать ]-
Дневное освещение магазина с витриной с использованием фрамуг из призматической плитки -
Внешний вид такого магазина ( вид шире , вид поближе ) -
Тот же магазин до восстановления призменных светильников, демонстрирующий характерные пропорции. -
Здание с оригинальными фрамугами для магазинов -
Двухступенчатая рефракция для освещения подвала -
Система освещения торгового зала внутри полого тротуара. Потолок и стена справа — призмы. -
Схема призматического светильника для стенда. Эта система также может осветить подвал без полого тротуара. -
Призматические стеклянные навесы во дворе, направляющие почти вертикальный свет в окна. -
Схема светового колодца с призматическими навесами все большего размера внизу. -
Конический компактный светильник, хорошо разработанный для использования с призменным освещением.
См. также
[ редактировать ]- Анидольное освещение
- Дневное освещение
- Свет свода
- Литр Света
- Фильм с перенаправлением дневного света
- Восстановленная витрина магазина в Филадельфии
- Стеклянный кирпич
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Рэндл, Чад (2001). Ремонт и воспроизведение фрамуг из призматического стекла (PDF) . Служба национальных парков. OCLC 62544368 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Падиятх, Рагхунатх; Компания 3M, Сент-Пол, Миннесота (2013 г.), Daylight Redirecting Window Films , Министерство обороны США, Номер проекта ESTCP EW-201014 , получено 9 октября 2017 г.
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ В.Б. Бхатия (2001). Астрономия и астрофизика с элементами космологии . ЦРК Пресс. п. 20. ISBN 978-0-8493-1013-3 .
- ^ Цзяньхун (Джеки) Шен; Юн-Мо Юнг (2006). «Веберизованная модель Мамфорда-Шаха с фотонным шумом Бозе-Эйнштейна». Прил. Математика. Оптим . 53 (3): 331–358. CiteSeerX 10.1.1.129.1834 . дои : 10.1007/s00245-005-0850-1 . S2CID 18794171 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Генри Крю; Олин Х. Басквин, ред. (1898), «Карманный справочник по электроглазурованным призмам Люксфера, содержащий полезную информацию и таблицы, касающиеся их использования для архитекторов, инженеров и строителей». , Глассиан
- ^ Маки, Ян, «Призматическое стекло» , Глассиан
- ^ Перейти обратно: а б https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395139483932/Resumo-alargado-aluno-53255.pdf [ нужна полная цитата ]
- ^ Джеймс, PAB; Бахадж, А.С. (2005). «Голографические оптические элементы: различные принципы управления солнцем в зимних садах и соляриях». Солнечная энергия . 78 (3): 441–54. Бибкод : 2005SoEn...78..441J . doi : 10.1016/j.solener.2004.05.022 .
- ^ Перейти обратно: а б https://sweets.construction.com/swts_content_files/154130/2263001.pdf [ нужна полная цитата ]
- ^ Оконная пленка, перенаправляющая дневной свет , Новые технологии энергоэффективности.
- ^ Маки, Ян, «Luxfer Products» , Glassian
- ^ Реставрация Шелдона Манна открывает захватывающую находку Ames Tribune, среда, 28 сентября 2016 г., 10:59 и 22:17, автор Майкл Крамб
- ↑ Объект момента: фильм 3M Daylight Redirecting Film от 3M , автор Селин Ашабоглу, 2 марта 2017 г.