Measurement of tubular light guide efficiency under the artificial sky

• Autorzy: Darula, S. , Rybar, P. , Mohelnikova, L. , Popelis, M.

Warianty tytułu

PL

Pomiary sprawności światłowodu tubularnego w warunkach nieboskłonu sztucznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tubular light guides are building elements transmitting daylight from exterior into building interiors. After installation they exploit daylight under various conditions during the whole year. The light guide efficiency depends mainly on the light reflectance of the inner duct surface and its length as well as on the light transmittance of the cupola and diffuser. A lot of authors have published in situ measurements of illuminances under light guides and light guide efficacy in the real buildings. It seems that these measurements cannot be compared without difficulties when daylight exterior conditions are not precisely documented. Daylight continually varies and it is difficult to find identical conditions for light measurements and their evaluations. Comparable measuring conditions can be created in the laboratories under an artificial sky. In this case, it is necessary to expect restrictions of the sample dimensions and of the modelling of the sky luminance distribution. It seems that artificial skies calibrated for the CIE overcast sky model can be used for measurements of the light guide efficiency. The trustworthy information about diffuse light transmission through tube with very high reflected inner surface is missing. A discussion about measurement under artificial skies and about method of the light guide efficiency determination under standard overcast sky is presented.

PL

Światłowody tubularne są elementami budynków wprowadzającymi światło dzienne do pomieszczeń. Po zainstalowaniu umożliwiają wytwarzanie zmiennych warunków oświetleniowych w ciągu całego roku. Sprawność systemu światłowodzącego zależy przede wszystkim od współczynnika odbicia powierzchni wewnętrznej i długości tubusa oraz stopnia przepuszczania światła przez kopułę i element rozpraszający. Wielu autorów publikowało wyniki pomiarów natężenia oświetlenia pod światłowodem oraz sprawności światłowodu w warunkach polowych, w budynkach. Pojawiają się trudności w porównywaniu tych wyników ze względu na niedostateczne udokumentowanie warunków zewnętrznych. Światło dzienne nieustannie zmienia się i trudno jest ustalić identyczne warunki do pomiarów i oceny parametrów świetlnych. Porównywalne warunki pomiarowe można wytworzyć w laboratorium, wykorzystując sztuczny nieboskłon. W tym przypadku, należy oczekiwać ograniczeń wynikających z gabarytów próbki i modelowanego rozkładu luminancji nieboskłonu. Wydaje się, że sztuczny nieboskłon, skalibrowany jako nieboskłon pokryty CIE, może zostać wykorzystany do pomiarów sprawności świetlnej światłowodów. Brak jest dokładnych informacji dotyczących transmisji światła rozproszonego przez tubus światłowodu z wewnętrzną powierzchnią o wysokim współczynniku odbicia. Zaprezentowano rozważania dotyczące pomiarów i określenia sprawności światłowodu w warunkach nieboskłonu sztucznego symulującego nieboskłon standardowy pokryty.

Słowa kluczowe

PL

oświetlenie dzienne; pomiary przewodzenia światła; światłowód tubularny; nieboskłon sztuczny

EN

daylighting; measurements of light transmittance; tubular light guide; artificial sky

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 10
• Strony: 177-180
• Opis fizyczny: Bibiliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Darula, S.

autor

Rybar, P.

autor

Mohelnikova, L.

autor

Popelis, M.

• Institute of Construction and Architecture, Slovak Academy of Sciences, ul. Dubravska cesta 9, 845 03 Bratislava, Slovakia,

Bibliografia

• [1] Bracale, G., Mongozzi, A., Bottiglioni, S., Performance and daylighting applications of Solatube, the tubular skylight. Proc. 9th European Lighting Conf. Lux Europa 2001, Reykjavik, p. 360-384
• [2] Plch, J., Mohelníková, J., Suchánek, P. Osvětlení neosvetlitelných prostor (Illuminantion of non-iluminated spaces). ERA group s.r.o. Brno 2004, 129p. In Czech
• [3] Darula, S., Kittler, R., Kocifaj, M., Plch, J., Mohelníková, J., Vajkay, F. Osvětlování světlovody (Light guide illumination). Grada Publishing, Praha, 2009, 160p. In Czech
• [4] Carter, D.J., AI-Marwaee, M., User attitudes toward tubular daylight guidance systems, Lighting Res. Technol., 41 (2009), 71–88
• [5] Swift P.D., Smith G.B., Cylindrical mirror light pipes. Solar Energy Materials and Solar Cells, 36, (1995), No. 2, 159-168
• [6] Jenkins, D., Muneer, T., Modelling light pipe performances–a natural daylighting solution. Building and Environment, 38, (2003), No. 7, 965-972
• [7] Jenkins, D., Zhang, X., Muneer, T., Formulation of semi-empirical models for predicting the illuminance of the light pipes. Energy Conversion and Management, 46, (2005), 2288-2300
• [8] CIE 173:2006. Tubular daylight guidance systems. Technical Report. CIE Central Bureau
• [9] Al-Marwaee, M., Carter, D., Tubular guidance systems for daylight:achieved and predicted installation performances, Applied Energy, 83 (2006), 774-788
• [10] Mohelnikova, J., Tubular light guide evaluation. Building and Environment, 44, (2009), No. 10, 2193-2200
• [11] Mohelnikova, J., Vajkay, F., Study of tubular light guides illuminance simulations. LEUKOS, vol. V. (2009), No. IV.
• [12] Hraška J., Janák M., Maňková L., Climate-based evaluation and design of cylindrical light tubes. Proc. Int. Conf. CISBAT 2009, Lausanne, p. 201-206
• [13] Gupta, A., Lee, J., Koshel, R. J., Design of efficient lightpipes for illumination by an analytical approach,. Applied Optics, 40 (2001), 3640-3648
• [14] Kocifaj, M., Darula, S., Kittler, R., HOLIGILM: Hollow Light Guide Interior Illumination Method – an analytic calculation approach for cylindrical light-tubes. Solar Energy, 82, (2008), No. 3, 247-259
• [15] Carter, D.J., The Measured and Predicted Performance of Passive Solar Light Pipe Systems, Lighting Res. Technol., 33 (2002) 39-52
• [16] Darula, S., Kittler, R., Measurements of optical properties of hollow light guide components using Sky, Proc. Int. Conf. SVETLO – LIGHT 2009, Jasná, p. 74-77
• [17] Swift, P.D., Smith, G.B., Franklin, J., Hotspots in cylindrical mirror light pipes: description and removal, Lighting Res. Technol. 38, (2006), No. 1, 19–31
• [18] Kittler, R., A new artificial ´Overcast and Clear Sky´ with an Artificial Sun for Daylight Research, Light. Res. and Technol., 6, (1974), No.4, 227–229
• [19] Darula, S., Artificial sky: Possibilities to evaluate daylight in models. Proc. Int. Conf. Indoor Climate of Buildings 1998. Health and Comfort vs. Intelligent Technology, Štrbské Pleso, p. 79-82
• [20] Calibration Certificate No. 412/27/41/08, SMU Bratislava Evaluation of photobiological effects of fluorescent lamps used for general lighting purposes