HOLIGILM-based simulations for a bended light guide

• Autorzy: Kocifaj, M.

Warianty tytułu

PL

Symulacje światłowodu ugiętego w oparciu o model HOLIGILM

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hollow light guides became very attractive in last decades, due to a globally recognized need for alternative light sources with low energy requirements. Light guides transport the daylight from exterior to an interior space thus making the visual conditions in more acceptable. Recent numerical tools based on flux methods enable to evaluate performance of the light guides, but these tools are inaccurate in determining the light conditions below non-lambertian diffusers. In addition, the flux methods are inapplicable for modelling the directional characteristics of light beams propagating through transparent or semi-transparent optical interfaces (usually supplying the traditional diffusers). To overcome these problems, the analytical HOLIGILM solution was originally developed for straight light pipes and now it is applied to bended pipes. The solution accepts the skylight patterns (including the sun) and after complex transformations in the bended light pipe it provides an angular distribution of light at the bottom interface of the pipe. The demonstrative results of numerical calculations based on HOLIGILM solution are presented and discussed.

PL

Światłowody tubularne stały sie bardzo atrakcyjne w ostatniej dekadzie z powodu globalnego poszukiwania alternatywnych, energooszczędnych źródeł światła. Światłowody umożliwiają wprowadzanie światła dziennego do wnętrz zapewniając pożądane warunki oświetleniowe. Stosowane dotychczas narzędzia numeryczne oparte na metodach strumieniowych umożliwiają ocenę właściwości światłowodów, nie dając jednak dokładnych wyników w zakresie warunków oświetleniowych pod światłowodem o rozsyle lambertowskim. Co więcej, metody strumieniowe nie umożliwiają modelowania charakterystyk kierunkowych strumienia świetlnego w przezroczystym lub półprzezroczystym interfejsie optycznym (zwykle wykorzystującym tradycyjny element rozpraszający światło). Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie, w badaniach światłowodów ugiętych, programu HOLIGILM, który początkowo wykorzystywano do badania prostych rur światłowodzących. Narzędzie uwzględnia nieboskłon bezchmurny (włączając bezpośrednie promieniowanie słoneczne), a po kompleksowych transformacjach promieni świetlnych w światłowodzie ugiętym umożliwia przedstawienie przestrzennego rozkładu oświetlenia w dolnym interfejsie rury. Zademonstrowano i przedyskutowano wyniki obliczeń numerycznych oparte na narzędziu HOLIGILM.

Słowa kluczowe

PL

światłowód ugięty; oświetlenia wnętrza; rozwiązanie analityczne; modelowanie numeryczne

EN

bended light-guide; indoor illuminance; analytical solution; numerical modelling

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 10
• Strony: 218-221
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kocifaj, M.

• Institute of Construction and Architecture, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská street 9, 845 03 Bratislava, Slovakia,

Bibliografia

• [1] Paroncini M., Calcagni B., Corvaro F., Monitoring of a light pipe system. Solar Energy 81 (2007), 1180-1186.
• [2] Al-Marwaee M., Carter D., Tubular guidance systems for daylight: Achieved and predicted installation performances. Applied Energy 83 (2006), 774-886.
• [3] Zhang X., Muneer T., A design guide for performance assessment of solar light pipes. Lighting Research and Technology 34 (2005), 149-169.
• [4] Jenkins D, Muneer T., Light pipe prediction methods. Applied Energy 79 (2004), 77-86.
• [5] Dutton S, Shao L., Raytracing simulation for predicting light pipe transmittance. International Journal of Low Carbon Technologies 2 (2007), 339-358.
• [6] Mohelníková J, Vajkay F., Daylight simulations and tubular light guides. International Journal of Sustainable Energy 27 (2008), 155-163.
• [7] 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), 247-259.
• [8] Darula S., Kundracik F., Kocifaj M., Kittler R., Tubular Light Guides: Estimation of Indoor Illuminance Levels. Leukos 6 (2010), 241-252.
• [9] Born M., Wolf E., Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th edition). Cambridge: Cambridge University Press (1999).
• [10] Swift P. D., Smith G. B., Franklin J., Hotspots in cylindrical mirror light pipes: description and removal. Lighting Research and Technology 38 (2006), 19-31.
• [11] Kocifaj M., Analytical solution for daylight transmission via hollow light pipes with a transparent glazing. Solar Energy 83, (2009), 186-192.
• [12] 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.
• [13] Kocifaj M, Kundracik F, Darula S, Kittler R. Theoretical solution for light transmission of a bended hollow light guide. Solar Energy (accepted for publication in 2010).
• [14] Kittler R., Darula S., Perez R., A set of standard skies, characterizing daylight conditions for computer and energy conscious design. American–Slovak grant project US–SK 92 052 (1998).
• [15] ISO,International Standard Organisation: Standard General Sky. ISO Standard 15469, (2004).