روش های جایگزینی روشنایی مصنوعی با روشنایی خورشید در ساختمان ها

چكيده: 
با محدودیت های ایجاد شده در مصرف انرژی های فسیلی، استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع گرما در آب-گرمکنهای خورشیدی و یا تولید انرژی الکتریکی توسط صفحات فتوولتاییک در دهه های اخیرمورد توجه روز افزون قرارگرفته است. استفاده از روشنایی خورشید نیز برای روشن کردن فضاهای کم نور در طول روز با تجهیزات نسبتا ساده و کم هزینه از کاربرد های جدید این انرژی است که تا کنون به اندازه دیگر موارد توسعه نیافته است. در این مقاله سعی می شود با بررسی و مرور منابع و ماخذ مختلف، پیشرفت ها و نوآوری های انجام شده در این مسیر مورد بررسی قرار گیرد. ابتدا موارد استفاده، اثرات و مزایای استفاده از این منبع بزرگ انرژی با تکیه بر منابع موجود مورد بررسی قرار می گیرد و سپس به روش های انتقال نور پرداخته می شود. در نهایت روش انتقال با لوله نور به عنوان يك راه حل مورد توجه قرار گرفته و براي انتقال نور طبيعي روز به داخل ساختمان ها و فضاهای بسته بررسی می شود.
اين روش روشنايي علاوه بر کاهش مصرف انرژی الکتریکی برای روشنایی، فاقد تشعشعات فرابنفش و فروسرخ و مولفه هاي مخرب و الكترومغناطيسی و يونيزه كننده بوده و ايمني صددرصددر رابطه با عوامل خطر آفرين مانند انفجار، حريق، برق گرفتگي و غیره را  فراهم می کند.

فهرست مطالب

مروری بر روشهای جایگزینی روشنایی مصنوعی با روشنایی خورشید در ساختمان ها    1
چكيده:    1
1- مقدمه    2
شکل 1 - میزان آفتابگیری در نقاط مختلف کره زمین    4
2- نور خورشید و اهمیت استفاده از آن در روشنایی ساختمانها    4
2-1- دلایل استفاده از نور روز در ساختمانها    4
2-2- مشکل ساختمانهای با طراحی گسترده    6
شکل 2 - نواحی غیرفعال در ساختمان    7
شکل 3 - اتاقهای پیرامون و محدودیت ورود روشنایی طبیعی به مرکز ساختمان    7
3- سیستمهای هدایت نور    7
المانهای عمودی    7
المانهای افقی    8
المانهای سهموی    9
شکل 4-  سیستمهای هدایت نور: الف)المان عمودی، ب)المان افقی و ج)جمعکننده سهموی    10
4- انتقال نور به عمق داخلی ساختمان    10
شکل 5 - طرح کلی سیستم انتقال نور    11
جمعآوری نور برای سیستمهای انتقال نور    12
سیستمهای جمع آوری غیرفعال    12
شکل 6 -  الف) مقطع عرضی یک جمع کننده آنادولیک، ب)پانل برش لیزری    13
سیستمهای جمعآوری فعال    14
شکل 7- طراحی شماتیک هلیوستات تخت، لنز فرزنل متمرکزکننده و بازتابنده سهموی 15
انواع سیستمهای انتقال نور    15
فیبرهای نوری    15
شکل 8-  جمعکننده نور خورشید برای سیستم فیبر نوری    16
هدایت کنندههای شفاف PMMA    16
شکل 9- میله هدایت نور 17
لوله های منشوری    17
شکل 10- لولههای منشوری توخالی    18
آرایشی از عدسیها و آینهها    18
شکل 11 - آرایش عدسیها و آینهها برای انتقال نور روز    18
لوله نور    18
الف- لولهی نور افقی    19
شکل 13: لولههای نور افقی    19
شکل 14- برش عرضی لوله نور افقی    20
ب - لولهی نور عمودی    20
شکل 15 - طرح لوله نور عمودی    20
شکل 16 - طرح سیستم پخش مخروطی نور لوله نور عمودی    21
شکل 17-  طرح حلقه های فلورسنت برای استخراج نور    22
توزیع نورِ سیستمهای انتقال نور    22
شکل 18 - استخراج نور در لولههای نور[3]    23
شکل 19-  انتقال نور از میان لوله نور برای پرتوهای منحرف شده و منحرف نشده نور در زمانهای مختلف روز[3]    23
ترکیب انتقال و پخش    23
شکل 20 - استفاده از هادی منشوری توخالی برای پخش نور    24
پخش کننده های مجزا    24
شکل 21 - پخش کننده نور    25
5- نتیجه گیری    25
شکل 12- لوله نور آیینهای در ترکیب با سیستم تهویه طبیعی[5]    27
مراجع    27
مراجعی برای مطالعه بیشتر    2