Комплекс гелио-освещения

Демонстрационно-лабораторный комплекс гелио-освещения

Технические характеристики (функциональные особенности)

Комплекс включает в себя систему гелио-освещения и светотехническую установку перераспределения света внутри помещения «Зеркальная стена». Система гелио-освещения имеет 10 гелиостатов, расположенных на крышах соседних зданий. Каждый гелиостат имеет 16 зеркал и два привода. Управление дистанционное. Движение осуществляется автоматически в соответствие с заданной программой. Монитор контроля и управления находится внутри помещения.

Светотехническая установка перераспределения света внутри помещения конструктивно представляет собой систему подвижных зеркал, закрепленных шарнирно на единой раме. Зеркальные поверхности выполнены из акрилового стекла с нанесением амальгамы на тыльную сторону. Конструкция предполагает наличие возможности замены акриловых зеркал, при необходимости, на более традиционные – силикатные. Гладкий, термопластичный материал акрилового зеркала обладает уникальными оптическими и механическими свойствами, а именно – хорошая отражающая способность, в отличие от силикатных стекол, повышенная ударопрочность, сниженная степень запотевания и меньшая масса. Каждая из 25 зеркальных поверхностей имеет две оси вращения и способна повернуться на 45о в ту или иную сторону относительно нормали всей установки. Вращение зеркал обеспечивается посредством передачи и преобразования крутящего момента от электронного механического привода, связанного с электрическими миниатюрными двигателями. Поворачивающееся зеркало совместно с приводом образуют единый сегмент, многократно повторяющийся в конструкции светотехнического стенда. Все сегменты расположены в одной плоскости. Механическую прочность и жесткость устройству придает металлическая рама. Управление приводом зеркал осуществляется в автоматическом режиме, либо оператором с помощью электронной вычислительной машины. Шарнирное крепление отражающих поверхностей с четырьмя степенями свободы, большое количество однотипных сегментов, конструктивно независимых друг от друга, и централизованное электронное управление позволяет поворачивать отраженные лучи в нужном направлении, создавая различные световые эффекты и уникальный микроклимат в помещении.

Система управления комплексом и светотехническая установка перераспределения света внутри помещения имеет стандартное сетевое питание. Гелиостаты питаются электричеством от солнечных панелей или аккумуляторных батарей.

Контролируемые параметры:

1. Угол поворота, градус;

2. Скорость вращения, градус/сек.;

3. Уровень относительной освещенности;

4. Размер светового пятна.

Перечень оборудования комплекса:

1. Гелиостаты с зеркалами,

2. Светотехнический автоматизированный зеркальный сегментный стенд,

2. Персональные компьютеры,

3. Цифровой люксметр.

Назначение

Лабораторный комплекс предназначен для создания световой среды внутри помещения, посредством перенаправления светового потока, попадающего с улицы, что приведет к снижению энергозатрат на освещение в дневное время суток.

Область применения

Системы внутреннего и уличного освещения, рекламные и развлекательные светотехнические установки, профильные научно-исследовательские лаборатории.

Принцип работы

После активации системы управления гелиостаты самостоятельно (автоматически), либо с помощью дистанционного управления прицеливаются в окно. Далее гелиостат в автоматическом режиме посылает солнечные лучи постоянно в одном направлении  внутрь помещения, несмотря на движение солнца по небосводу. Световой поток с улицы попадает на зеркальную стену, которая перераспределяет отраженный солнечный свет внутри помещения, создавая уникальную световую среду. Угол поворота зеркал задает оператор с помощью электронной вычислительной машины. Текущее состояние системы отслеживается по монитору. Поворот зеркал на заданный угол может осуществляться автоматически в соответствие с заранее составленным и заложенным и машину сценарием.

Преимущества

Обеспечение высокого качества освещения и комфорта, а также энергоэффективности посредством снижения потребления электроэнергии, по сравнению с аналогами, являются главными задачами при проектировании систем управления освещением. Существующие системы искусственного освещения не отличаются экономичностью. Кроме этого, необходимо учитывать, что использование освещения в дневное время суток приводит к дополнительным не всегда оправданным затратам электроэнергии. В связи с этим применение интеллектуальных систем, позволяющих использовать преимущества комбинированного освещения, является, несомненно, актуальным. Таким образом, данная разработка направлена на решение задач экономии электроэнергии и повышения комфорта посредством создания уникальной световой среды.

Классические системы естественного освещения, представляющие собой набор оконных проемов, да и современные технические решения, предполагающие использование трубчатых полых световодов, в большинстве своем статичны и неспособны обеспечить необходимый уровень инсоляции и освещения. Зарубежные разработчики предлагают использовать в основном прозрачные крыши и стены либо трубчатые световоды в качестве систем естественного освещения. Применение подобных технических решений оправдано для больших павильонов с высокими потолками, одноэтажных зданий и цокольных помещений. Многоэтажные здания в условиях плотной застройки современных мегаполисов требуют других научных и технических подходов.

Новизна предлагаемого проекта заключается в принципиальных конструктивных отличиях от существующих аналогов. Предлагаемая нами энергосберегающая автоматизированная система в дневное время суток будет способна с помощью гелиостатов и зеркал передавать солнечное излучение внутрь помещения, что повысит степень инсоляции в условиях плотной застройки современных мегаполисов.

Для достижения поставленной цели у нас имеется необходимый научный потенциал и квалифицированный персонал.

Светотехнический демонстрационно-лабораторный комплекс на сегодняшний день не выпускается серийно. Особенности дизайна и управления, сегментная структура и современные материалы, использованные при производстве, обеспечивают преимущества перед существующими аналогами. Разработку, компоновку, сборку конструкции и системы управления осуществлял многочисленный и квалифицированный персонал.

Дополнительная информация

Гелиостат (вид сзади) Гелиостат (вид спереди)

Система перераспределения света Гелиостаты на крыше одного

(«Зеркальная стена»)                      из учебных корпусов КГЭУ