98 Osvětlování světlovody Pro porovnání Jenkins-Muneerovy and Zhang-Muneerovy metody lze zavést substituci vztahu (6.2.5) do vztahu (6.2.10), (Jenkins a kol., 2005) ,
(6.2.15)
kterou lze ještě rozepsat použitím vztahu (6.2.6) .
(6.2.16)
Tsangrassoulisova metoda (publikováno v Jenkins a Muneer, 2004) Model využívá hodnotu světelné propustnosti světlovodem pro stanovení jasu difuzoru a předpokládá dokonalý rozptyl světla směrem do interiéru. Pro stanovení jasu difuzoru byl odvozen následující vztah , kde
(6.2.17) je jas difuzoru [cd.m-2], je vnější osvětlenost v místě světlovodu [lx], je propustnost světla světlovodem.
L Eext τT
Pro určení osvětlenosti E v libovolném bodě přímo pod difuzorem byla odvozena rovnice . kde
(6.2.18)
r
je poloměr světlovodu [m].
Pokud posuzovaný bod na srovnávací rovině není přímo pod difuzorem (v ose světlovodu), ale je posunutý o vzdálenost x, použije se vztah ,
kde
(6.2.19)
E
je osvětlenost v bodě mimo osu světlovodu [lx], ,
(6.2.20)
,
.
Osvětlování světlovody.indd 98
(6.2.21)
(6.2.22)
7.4.2009 21:48:18
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS181153
Modelování šíření světla světlovody
99
Výpočtová a tabulková metoda CIE Význam využití denního světla vedl již v minulosti k hledání možnosti jeho transportu do vnitřních částí budov. V rámci aktivit Mezinárodní komise pro osvětlování CIE (http://www. cie.co.at/index_ie.html) byl vytvořen tím expertů, kteří v skupině CIE TC 3 – 30 připravili technickou zprávu CIE 164 – 2005 obsahující terminologii a také první informace o vedení světla tubusovými světlovody. V návaznosti na tyto první aktivity členové CIE TC 3 – 38 „Tubular Daylight Guidance Systems (Tubusové systémy pro vedení denního světla)“ vypracovali technickou zprávu CIE 173 – 2006 poskytující základní informace o funkci, konstrukci a údržbě světlovodů a uvedli též aproximativní metody výpočtu účinnosti přenosu světla. Je potřeba poznamenat, že tímto postupem získané výsledky jsou pouze orientační a poskytují základní informace o příspěvku světlovodu na osvětlenost ve vnitřním prostoru. Postup hodnocení tubusových světlovodů přímých i s ohyby podle doporučení CIE obsahuje čtyři kroky: a) Vypočte se poměr délky světlovodu l k jeho průměru d, tj. l/d. V případě světlovodu s ohyby se podle tabulky z CIE 173 – 2006 vybere hodnota činitele členění M pro tvar příslušného ohybu. Vlivy délek Σ(l/d) a ohybů ΣMse navzájem sčítají do celkové hodnoty Aspect Ratio AR. b) Zjistí se hodnota činitele prostupu světla kopulí a difuzorem. Předpokládá se, že tato hodnota nebude vyšší než 0,63. Dle funkce místnosti a vnitřního i venkovního znečištění ovzduší se vybere z tabulky hodnota udržovacího činitele MF. Stanoví se světelná účinnost tubusem světlovodu TTE podle vztahu ,
kde
θ ρ l d
(6.2.23)
je úhel výseku oblohy [˚], je činitel odrazu světla na vnitřním povrchu tubusu, je délka světlovodu, je průměr tubusu světlovodu.
Potom celková účinnost světlovodu se zjistí následovně , kde
EG TTE τC τD
Osvětlování světlovody.indd 99
(6.2.24) je celková účinnosti světlovodu, je činitel účinnosti přenosu světla tubusem, je činitel prostupu světla kopulí, je činitel prostupu světla difuzorem.
7.4.2009 21:48:19
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS181153
100 Osvětlování světlovody Dle CIE 173 – 2006 lze ve výpočtu uvažovat s hodnotou τC · τD = 0,63, takže .
(6.2.25)
Pokud je známá plocha průřezu tubusu a hodnota globální venkovní osvětlenosti, potom hodnota světelného toku vstupujícího do tubusu světlovodu lze stanovit dle vztahu , kde
(6.2.26)
Φext Eext A
je tok světla vstupující do tubusu světlovodu [lm], globální venkovní osvětlenost [lx], je plocha průřezu tubusu [m2].
Po zohlednění všech ztrát světla jednotlivými prvky světlovodu je možné očekávat v místnosti na výstupu z difuzoru světelný tok , kde
(6.2.27)
Φi
je světelný tok vystupující z difuzoru [lm].
c) Metoda stanovení světelné účinnosti světlovodem je založena na předpokladu, že difuzor osazený na stropě má křivku svítivosti blízkou ke kosinové funkci (předpokládá se ideálně rozptylný difuzor). Pokud jsou zadány rozměry místnosti a hodnoty činitele odrazu světla od stropu, podlahy a stěn, je možné pro počet N instalovaných světlovodů stanovit hodnotu činitele dostupnosti denního světla DPF, který reprezentuje průměrnou osvětlenost v místnosti na celé zvolené srovnávací rovině. , kde
DPF UF
je činitel dostupnosti denního světla [%], je činitel využití, stanovuje se z tabulky v dokumentu CIE 173 – 2006 dle hodnot indexu místnosti k a činitelů odrazů světla jejich ohraničujících povrchů, hodnoty v tabulce možno interpolovat, je počet, je globální osvětlenost [lx].
N GV ,
kde
ar br V k
Osvětlování světlovody.indd 100
(6.2.28)
(6.2.29)
je šířka místnosti [m], je hloubka místnosti [m], je svislá vzdálenost mezi stropním difuzorem a srovnávací rovinou [m], je index místnosti.
7.4.2009 21:48:20
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS181153