광관

Light tube
이 기사는 "라이트 튜브"에 관한 것이다."라이트 튜브"라는 문구의 다른 용도는 라이트 튜브(동음이의)를 참조하십시오.
전체 외부 반사, 중공 조명 튜브
전체 내부 반사, 아크릴 블록

라이트 튜브(라이트 파이프 또는 튜브형 스카이라이트라고도 함)는 조명의 목적을 위해 자연광 또는 인공광을 전달 또는 분배하는 구조이며 광도파도의 예입니다.

채광에 대한 응용에서는 관형 채광 장치, 선 파이프, 선 스코프 또는 데이라이트 파이프라고도 합니다.그것들은 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다: 반사 표면이 있는 빛을 포함하는 중공 구조와 전체 내부 반사에 의해 빛을 포함하는 투명한 고체입니다.비이미징 광학 원리는 그것들을 [1]통과하는 빛의 흐름을 조절한다.

종류들

2012년 하계 올림픽 핸드볼 경기장인 코퍼 박스는 에너지 사용을 줄이기 위해 라이트 튜브를 사용한다.

적외선 라이트 튜브

맞춤형 적외선 광파이프, 중공 도파관 및 균질화기의 제조는 간단하지 않습니다.이는 이 튜브가 매우 광택이 나는 금 적외선 반사 코팅으로 라이닝된 튜브이기 때문에 이러한 튜브를 부식성이 높은 분위기에서 사용할 수 있을 만큼 두껍게 도포할 수 있기 때문입니다.광파이프의 특정 부분에 카본 블랙을 도포하여 적외선 빛을 흡수할 수 있습니다(포토닉스 참조).이는 파이프의 특정 영역에만 IR광을 제한하기 위해 수행됩니다.

대부분의 광파이프는 원형 단면으로 제작되지만 광파이프는 이 지오메트리에 국한되지 않습니다.정사각형 및 육각형 단면은 특수 용도에 사용됩니다.육각형 파이프는 가장 균질화된 유형의 IR 라이트를 생성하는 경향이 있습니다.파이프가 직선일 필요는 없습니다.파이프의 굴곡은 효율에 거의 영향을 미치지 않습니다.

반사재 포함 라이트 튜브

베를린 포츠다머 플라츠 지하역에 설치된 광관
지상의 햇빛을 포착하다
햇빛을 지하에 분산시키다

1850년대 런던에서 Paul Emile Chappuis가 다양한 형태의 각진 거울 디자인을 사용하여 최초의 상업용 반사경 시스템을 특허 취득하고 판매했습니다.샤푸이스사의 반사기는 1943년 [2]공장이 파괴될 때까지 계속 생산되었다.이 개념은 호주의 [3]Solatube International에 의해 1986년에 재발견되어 특허를 취득했습니다.이 시스템은 광범위한 주거 및 상업 용도로 판매되어 왔습니다.다른 채광 제품들은 "SunScope", "Solar pipe", "light pipe", "light tube", "tubular skylight"와 같은 다양한 총칭으로 시장에 나와 있다.

반사율이 높은 재질의 튜브가 지붕이나 외벽의 입구에서 시작하여 건물을 통해 빛을 이끈다.광튜브는 영상촬영을 위한 것이 아닙니다(예: 잠망경과는 대조적으로). 따라서 영상 왜곡은 문제가 없으며 "방향성" 빛의 감소로 인해 여러 가지 면에서 권장됩니다.

입구는 일반적으로 돔(큐폴라)으로 구성되어 있으며, 이 돔은 가능한 한 많은 햇빛을 모아 튜브로 반사하는 기능을 가지고 있습니다.또한 많은 장치에는 튜브를 통해 추가적인 방향광을 수집하는 데 도움이 되는 방향성 "집광기", "반사기" 또는 프레넬 렌즈 장치도 있습니다.

1994년 Lawrence Berkeley 국립연구소(LBNL)의 Windows and Daylighting Group은 수평 광파이프 프로토타입을 개발하여 4.6-9.1m 거리에서 일광 조도를 증가시키고 가변 태양 및 하늘 조건에서 실내 전체에 걸친 일광 분포와 휘도 구배를 개선했다.광파이프는 햇빛을 기존의 사이드라이트 창문이나 [4][5]천창보다 더 깊은 곳까지 반사시킴으로써 상대적으로 작은 입구 유리를 통해 채광을 수동적으로 전달하도록 설계되었다.

레이저 컷 아크릴 패널을 배치하여 햇빛을 수평 또는 수직 방향 미러 파이프로 유도하고, 빛을 실내로 확산시키는 레이저 컷 패널 삼각형 배열의 광 확산 시스템과 결합하는 설정은 [6]브리즈번 퀸즐랜드 공과대학에서 개발되었습니다.2003년, Veronica Garcia Hansen, Ken Yeang, and Ian Edmonds는 이러한 [7][8]개발로 인해 극동 경제 리뷰 혁신상을 수상했습니다.

광전송 효율은 튜브가 짧고 직선일 때 가장 높습니다.긴 튜브, 각진 튜브 또는 유연한 튜브에서는 광강도의 일부가 손실됩니다.손실을 최소화하려면 튜브 라이닝의 높은 반사율이 중요합니다. 제조업체는 가시적인 범위에서 거의 99.5%의 [9][10]반사율을 주장합니다.

엔드 포인트(사용 포인트)에서는, 디퓨저가 빛을 실내로 확산시킵니다.

최초의 본격적인 수동 수평 광파이프는 텍사스 A&M 대학의 데이라이트 랩에서 제작되었으며, 연간 주간 성능은 360도로 회전하는 6m x 10m 깊이 방에서 철저히 평가되었다.파이프는 99.3%의 경사 반사 필름으로 코팅되어 있으며, 라이트 파이프 끝에 있는 분배 요소는 가시 투과율이 87%인 4.6m 길이의 확산 방사형 필름으로 구성되어 있습니다.라이트 파이프는 7.6m에서 10m [11]사이의 거리에서 연간 300~2,500룩스 범위의 일관된 조도 수준을 제공합니다.

태양 광선의 사용을 더욱 최적화하기 위해, 태양의 움직임을 추적하는 헬리오스탯이 설치될 수 있으며, 이로 인해 주변 환경의 한계가 허락하는 한 하루 중 항상 광관으로 햇빛을 보낼 수 있으며, 아마도 광로에 영향을 미치는 추가적인 거울이나 다른 반사 소자를 사용할 수 있다.헬리오스탯은 밤에 달빛을 포착하도록 설정할 수 있습니다.

광섬유

광섬유는 채광에도 사용할 수 있습니다.플라스틱 광섬유를 기반으로 한 태양광 조명 시스템은 2004년 [12][13]Oak Ridge 국립 연구소에서 개발되었습니다.이 시스템은 2005년 [14]미국 테네시주 미국 과학 에너지 박물관에 설치됐으며 같은 해 썬라이트 [15][16]다이렉트라는 회사가 시장에 내놓았다.그러나, 이 시스템은 2009년에 시장에서 제외되었다.

일반적으로 섬유의 작은 직경을 고려하여 효율적인 채광 설정을 위해서는 태양을 추적하고 빛을 집중시키기 위한 포물선 수집기가 필요합니다.광전송용 광섬유는 코어 내에서 가능한 한 많은 빛을 전파해야 합니다.반대로 광전송용 광섬유는 피복재를 [17]통해 빛의 일부가 새도록 설계되어 있습니다.

Parans Solar Lighting AB가 판매하는 [18][19]Bjork 시스템에도 광섬유가 사용됩니다.이 시스템의 광섬유는 PMMA(PolyMethyl MethAcrylate)로 제조되며 할로겐이 없는 열가소성 수지인 메가론으로 피복됩니다.그러나 이런 시스템은 [20]꽤 비싸다.

파라스[21] 시스템은 세 부분으로 구성되어 있다.집광기, 광섬유 케이블 및 실내에 빛을 퍼트리는 조명기구.1개 이상의 수집기가 직사광선을 잘 받을 수 있는 건물 위 또는 근처에 배치되어 있습니다.수집기는 알루미늄 프로필에 장착된 렌즈와 보호 유리로 구성됩니다.이 렌즈는 광섬유 케이블에 햇빛을 집중시킵니다.

컬렉터는 모듈러형입니다.즉, 필요에 따라 4, 6, 8, 12 또는 20개의 케이블이 부속되어 있습니다.각 케이블은 개별 길이를 가질 수 있습니다.광섬유 케이블은 자연광을 100미터(30층)의 내부 및 내부로 전송하면서 높은 수준의 광질과 광강도를 유지합니다.구현의 예로는 카스트럽 공항, 애리조나 대학교, 스톡홀름 대학교 등이 있습니다.

비슷한 시스템이지만 유리 광섬유를 사용하는 것은 일찍이 일본에서 [22]연구되어 왔다.

코닝사는 파이버런스 광확산 파이버를 만든다.파이버런스는 광확산 광케이블을 통해 레이저를 비추면 동작합니다.그 케이블은 밝은 [23]빛을 발한다.

광섬유는 이미징 어플리케이션의 파이버스코프에 사용됩니다.

투명 중공 도광판

프리즘 라이트 가이드는 1981년 브리티시컬럼비아 [24][25]대학의 물리학 교수인 론 화이트헤드에 의해 개발되었으며,[26][27] 빛의 운송과 분배를 위한 태양 조명에 사용되어 왔다.2001년 [28][29][30][31][32]워싱턴 D.C. 로펌 14층 건물의 좁은 안마당에 같은 원리에 기초한 대형 태양광 파이프가 설치됐고 [33]런던에도 비슷한 제안이 나왔다.베를린에 [34]추가 시스템이 설치되었다.

3M 회사는 광학 조명[35] 필름에 기반한 시스템을 개발하고, 길이 전체에 걸쳐 [36]빛을 균일하게 분배하도록 설계된 3M 라이트 파이프에 인공 광원(예: 유황 램프)과 관련하여 시판되고 있는 현미경 프리즘을 [25]포함한 박막을 개발했습니다.

고체 코어를 가진 광섬유와는 대조적으로 프리즘 도광은 공기를 통해 빛을 인도하기 때문에 중공 도광이라고 불립니다.

유럽위원회의 부분적인 자금 지원을 받은 프로젝트 [37][38]ARTHELIO는 1998년부터 2000년까지 태양빛과 인공빛의 적응 혼합 시스템에 대한 조사였으며, 여기에는 유황 램프, 헬리오스탯 및 빛 운반 및 분배를 위한 중공 도광 장치가 포함되어 있습니다.

디즈니는 3D 인쇄를 사용하여 조명 [39]완구의 내부 도광판을 인쇄하는 실험을 했습니다.

형광 기반 시스템

Fluorosolar와 Sydney의 University of Technology가 개발한 시스템에서는 평면 패널의 두 형광 폴리머 층이 단파 햇빛, 특히 자외선을 포착하여 각각 빨간색과 녹색 빛을 발생시켜 건물 내부로 유도합니다.그곳에서 적외선과 자외선 없이 적외선과 녹색광이 인공 청색광과 섞여서 백색광을 낸다.헬리오스탯이나 포물선 수집기 등 이동식 부품이 필요 없이 빛을 모으는 이 시스템은 건물 내 어느 곳으로든 빛을 전달하기 위한 것이다.[40][41][42] 자외선을 포착함으로써 이 시스템은 밝지만 흐린 날에 특히 효과적입니다. 이는 자외선이 눈에 보이는 햇빛 성분보다 구름에 의해 덜 감소하기 때문입니다.

속성 및 응용 프로그램

태양광 및 하이브리드 조명 시스템

수집, 전송 및 분배를 보여주는 간단한 광관

태양광 파이프는 기존의 천창이나 다른 창문에 비해 단열성이 뛰어나고 내부 방에서 사용할 수 있는 유연성은 높지만 외부 환경과의 시각적 접촉은 적다.

계절적 정서 장애의 맥락에서, 광관의 추가 설치는 자연 일일 광선 노출의 양을 증가시킨다는 것을 고려할 가치가 있다.그러므로 그것은 과도한 조명 효과를 피하면서 거주자나 직원들의 복지에 기여할 수 있다.

인공 조명에 비해 광관은 자연광을 제공하고 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있다.투과광은 하루 동안 변화합니다.이것이 바람직하지 않을 경우,[26][43][44][45] 하이브리드 셋업에서 라이트 튜브와 인공광을 조합할 수 있습니다.

일부 인공 광원은 최소한 인간의 가시 스펙트럼 [46][47][48]범위 내에서 햇빛과 유사한 스펙트럼과 낮은 [48]깜박임을 가진 것으로 판매된다.이들의 스펙트럼은 하루 동안 자연광의 변화를 모방하는 것처럼 동적으로 변할 수 있다.이러한 광원의 제조업체와 판매업자들은 그들의 제품이 자연광과 [48][49][50]같거나 유사한 건강 효과를 제공할 수 있다고 주장한다.태양광 파이프의 대안으로 고려할 때, 이러한 제품은 설치 비용이 더 낮을 수 있지만 사용 중 에너지를 소비하기 때문에 전체적인 에너지 자원과 비용 측면에서 더 낭비가 많을 수 있다.

보다 실용적인 관점에서, 라이트 튜브는 전기 설치나 단열재가 필요하지 않으므로 욕실이나 수영장 같은 실내 습윤 영역에 특히 유용합니다.좀 더 예술적인 관점에서, 특히 투명 조명 튜브와 관련된 최근의 발전은 건축 조명 [citation needed]디자인에 새롭고 흥미로운 가능성을 열어줍니다.

보안 응용 프로그램

선 파이프는 비교적 작은 크기와 높은 광출력으로 인해 교도소, 경찰 감방 및 제한된 접근이 필요한 기타 장소와 같은 보안 지향적인 상황에 이상적인 응용 프로그램을 제공합니다.직경이 좁고 내부 보안 그릴의 영향을 크게 받지 않기 때문에 전기 연결이나 탈출 접근 없이 안전한 영역으로 물체를 통과시키지 않고 영역에 햇빛을 공급합니다.

전자 기기 내

성형 플라스틱 라이트 튜브는 회로 기판의 LED에서 표시기 기호 또는 버튼으로 조명을 유도하기 위해 전자 업계에서 일반적으로 사용됩니다.이 라이트 튜브는 일반적으로 광섬유와 같이 완만한 곡선을 사용하거나 각진 모서리에 반사되는 날카로운 프리즘 모양의 주름이 있는 매우 복잡한 형상을 하고 있습니다.여러 개의 라이트 튜브가 하나의 플라스틱 조각으로 성형되는 경우가 많습니다. 길고 얇은 라이트 튜브는 모두 제자리에 끼워지는 단일 강체 구성 요소의 일부이기 때문에 장치 조립이 용이합니다.

조명 튜브 표시기는 작은 램프를 조명 지점 바로 뒤에 있는 작은 소켓에 장착하는 것이 예전 방식이었기 때문에 전자 제품의 제조 비용을 절감합니다.이를 위해서는 설치 및 배선에 많은 수작업이 필요합니다.라이트 튜브를 사용하면 모든 조명을 단일 플랫 회로 기판에 장착할 수 있지만, 필요한 곳이라면 어디에서나 조명을 위로 향하게 하고 기판에서 몇 인치 정도 떨어뜨릴 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Chaves, Julio (2015). Introduction to Nonimaging Optics, Second Edition. CRC Press. ISBN 978-1482206739. Archived from the original on 2016-02-18.
  2. ^ Science & Society Picture Library 2011-06 Chappuis의 특허 리플렉터용 웨이백 머신 광고, c 1851-1870에서 아카이브.
  3. ^ Solatube International, 웨이백 머신에서 2009-09-29 이력 아카이브 완료
  4. ^ LBNL: 3가지 첨단 채광 시스템의 설계와 평가: 조명 선반, 조명 파이프 및 천창
  5. ^ LBNL: 고도의 광채광 시스템: 라이트 선반 및 라이트 파이프
  6. ^ Ken Yeang:라이트 파이프: 딥 플로어 플랜을 갖춘 건물에 자연 채광과 조명을 도입하기 위한 혁신적인 설계 장치 2009-03-05 웨이백 머신, 2003년 극동경제 리뷰 아시아 이노베이션 어워드 후보
  7. ^ 직장 조명 - 퀸즐랜드 학생용 파이프가 사무실 칸막이로 켜짐2009-01-05년 Wayback Machine에서 아카이브, 2005년 5월 9일
  8. ^ Kenneth Yeang은 World Citys Summit 2008, 2008년 6월 23~25일 싱가포르에서 Wayback Machine 2008-09-25 아카이브 완료
  9. ^ "MIRO LIGHTPIPE". Archived from the original on November 14, 2006. Retrieved 2006-08-01.{{cite web}}: CS1 maint: bot: 원래 URL 상태를 알 수 없습니다(링크).
  10. ^ (프랑스어) Tube de Lumiére Archived 2007-02-25 Wayback Machine에서 보관됨
  11. ^ LO 벨트란:혁신적인 코어 태양광 시스템의 조명성능 평가
  12. ^ 하이브리드 솔라 라이팅에 관한 기사 「Let the Sun In」, 디스커버 매거진 제25호, 제07호, 2004년 7월, 웨이백 머신에서 2006-08-09년 아카이브
  13. ^ ORNL - 2013-07-01년 Wayback Machine에서 Solar Technologies 프로그램 아카이브
  14. ^ HSL은 Wayback Machine에서 2005-12-17년에 아카이브된 Popular Science의 새로운 기능에 특집, 2005년 6월, 28페이지
  15. ^ Oak Ridge National Laboratory – 새로운 Oak Ridge 회사가 하이브리드 태양광 조명을 지도에 표시 2006-09-28 Wayback Machine에 보관
  16. ^ 태양광 다이렉트 - 아키텍처 설계 정보 2006년 8월 19일 웨이백 머신에 보관
  17. ^ 2006-09-07년 웨이백머신에서 어카이브된 플랜트 조명용 확산 광섬유 사용
  18. ^ Parans Bjork 2011-07-08 Wayback Machine 아카이브 완료
  19. ^ Wayback Machine에서의 레지던트 아카이브 2010-11-26에 의한 Parans Bjork 시스템 리뷰
  20. ^ Wayback Machine 2011-07-08부터 시작하는 표준 시스템
  21. ^ "Parans Light Guide" (PDF).
  22. ^ 하이브리드 태양광 조명: 우리 생활에 약간의 햇빛을 가져오다, NBC 뉴스, 2005년 3월
  23. ^ Corning Fibrance 공식 웹사이트
  24. ^ 불을 끄면 태양이 나옵니다. Wayback Machine Toronto Globe and Mail, 2012년 1월 28일 Archarched 2012-03-30 at the Wayback Machine Toronto Globe and Mail, 2012년 1월 28일
  25. ^ a b 프리즘 필름 사용을 통한 배광 제어 2006-09-07년 웨이백 머신에 보관
  26. ^ a b 태양광 캐노피 조명: UBC 태양광 조명 2007-09-11 Wayback Machine 아카이브 완료
  27. ^ 리서치 프레임 2005-11-03년 웨이백 머신에서 아카이브됨
  28. ^ 워싱턴 D에 있는 솔라 라이트 파이프C 웨이백 머신에서 2006-02-20 아카이브 완료
  29. ^ IDOnline.com - The International Design Magazine - 그래픽 디자인, 제품 디자인, 아키텍처 2006-09-05년 Wayback Machine에서 아카이브
  30. ^ "Archived copy" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2006-09-28. Retrieved 2006-08-03.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  31. ^ "Archived copy" (PDF) (in German). Archived (PDF) from the original on 2006-09-28. Retrieved 2006-08-03.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  32. ^ "워싱턴 D.C.의 Solar Light Pipe", Detail 4/2004, Wayback Machine에 빛과 함께 보관된 빌딩 2007-03-12
  33. ^ Apple London – Wayback Machine에 2006-06-22 특별 천장 아카이브 완료
  34. ^ (독일어) "Tageslicht aus der Tube", Faktor Licht, Nr. 4, 2003 웨이백 머신에 2006-11-05 보관(베를린 포츠다머 플래츠 광파이프 설명 포함)
  35. ^ 3M 광학 조명 필름(OLF)을 갖춘 Heliobus 2006-09-06 웨이백 머신에 보관
  36. ^ 3M 라이트 매니지먼트 솔루션(US) 2003-11-19를 웨이백 머신에 아카이브
  37. ^ "Archived copy" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2007-07-13. Retrieved 2006-08-05.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  38. ^ Mingozzi, Angelo; Bottiglioni, Sergio. "An innovative system for daylight collection and transport for long distances and mixing with artificial light coming from hollow light guides" (PDF). Archived from the original (PDF) on 30 September 2007.
  39. ^ "Disney develops 3D-printed lighting for toys". BBC News Online. 3 October 2012. Archived from the original on 4 October 2012.
  40. ^ 2007년 1월 12일 Wayback Machine에서 Fluorosolar 아카이브 완료
  41. ^ FluoroSolar - 2007-05-06년 Treehugger의 Wayback Machine에서 Sunshine Inside 아카이브 완료, 2006년 2월 5일 (2007년 1월 13일 회수)
  42. ^ 2007-02-02 Wayback Machine에서 형광 기반 시스템 상의 비디오 아카이브
  43. ^ Night Lite 2006-08-05 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  44. ^ www.natural-light-skylights.com https://web.archive.org/web/20060818184743/http://www.natural-light-skylights.com/pages/light_kit.html. Archived from the original on August 18, 2006. {{cite web}}:누락 또는 비어 있음 title=(도움말)
  45. ^ 태양광 다이렉트 - 조명 설계 정보 2006-07-21 웨이백 머신에 보관
  46. ^ True-Lite 아카이브 2002-01-08 오늘 아카이브
  47. ^ "What is SoLux?". Solux.net. Archived from the original on 2008-07-06. Retrieved 2010-09-29.
  48. ^ a b c "Archived copy" (in German). Archived from the original on 2011-05-31. Retrieved 2006-08-02.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  49. ^ "Archived copy" (in German). Archived from the original on 2006-06-25. Retrieved 2006-08-02.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  50. ^ "Villiton - Biolicht - Bio-Licht Vollspektrum-Bio-Licht Tageslicht-Röhren True-Lite Bio-Light natürliches Licht" (in German). Archived from the original on 2006-06-15. Retrieved 2006-08-02.

외부 링크

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개요

태양광 채집 및 투과에 대한 기타 접근법