Призменное освещение - Prism lighting

Фраза призмы отклоняет свет, проходящий через верхнюю часть окна, вверх.

Призменное освещение это использование призмы для улучшения распределения света в пространстве. Обычно используется для распространения дневной свет, и является формой анидолическое освещение.

Призменное освещение было популярным с момента его появления в 1890-х до 1930-х годов, когда дешевые электрические лампы были обычным явлением, а призменное освещение стало немодным. Хотя массовое производство призматических осветительных систем закончилось примерно в 1940 году,[1] в 2010-е годы возродились новые материалы.[2]

Как это устроено

Реакция человеческого глаза на свет нелинейный: уменьшение уровня освещенности вдвое не уменьшает вдвое воспринимаемую яркость пространства, оно лишь немного делает его более тусклым.[нужна цитата ] Если свет перераспределяется от самых ярких частей комнаты к самым тусклым, комната, следовательно, кажется более яркой в ​​целом, и больше места можно получить с полезным и комфортным уровнем освещения (см. Изображения до и после из статьи 1899 года ниже). Это может снизить потребность в искусственном освещении.

Преломление и полное внутреннее отражение внутри оптические призмы может гнуть лучи света. Этот поворот света позволяет перераспределить его.

Многие маленькие призмы могут быть соединены по краям в лист. Лист призмы чем-то похож на линейный Линза Френеля, но каждый гребень может быть идентичным. В отличие от линзы Френеля, свет не предназначен для фокусировки, а используется для анидолическое освещение.

  • Ксилография? глубокой, темной комнаты со светом только у окна в дальнем конце

    Неравномерный свет из окна.

  • Ксилография? той же комнаты, но с более равномерным освещением, с рассеянным светом в прежних тенях

    Тот же свет, перераспределенный призматической плиткой в ​​окне.

  • Клин из стекла, в поперечном сечении прямоугольный треугольник, свисавший с самой короткой стороны, свет проходил вниз по самой короткой стороне, ударял по гипотенузе и отражался почти горизонтально с третьей стороны. На вершине клина есть выступы для закрепления его в раме, и часть света не попадает в клин и продолжается вниз.

    Одинарная подвесная призма из свет хранилища, показывая полное внутреннее отражение

  • Две вертикальные плитки, одна сторона каждой из которых зазубрена в призмах (два листа призм имеют разную форму)

    Два разных рецепта призматических плиток, показывая их разные преломление света. Угол падающего света отличается, но исходящий угол выходящего света тот же (оптимально, почти горизонтальный[3]).

Типы

Палубные призмы несли свет через верхние палубы кораблей и распределял его по палубам внизу. Точно так же на суше призмы в тротуарные огни использовались для освещения подвалов и сводов.

Призменные плитки использовались вертикально, обычно как транец свет над окном или дверью.[4] Они также были встроены в фиксированные и подвижные навесы, наклонное остекление и световые люки. Они изгибают свет вверх, чтобы он глубже проникал в комнату, а не освещал пол возле окна.[3]

Современные призматические панели - это, по сути, акриловая версия старых стеклянных призматических плиток. Как и стеклянная плитка, их можно установить на регулируемые навесы.[5] Панели каналов используют прорези, которые отражают свет внутрь. Голографические оптические элементы также может использоваться для перенаправления света.[6][5]

Оконная пленка, перенаправляющая дневной свет (DRF) представляет собой тонкий, гибкий лист, не подвергающийся отслаиванию и прилипанию, с оптическим слоем, обычно сделанным из акрила. Есть два типа пленки. Некоторые пленки формуются с крошечными призмами, образуя гибкую миниатюрную призматическую панель, которую можно отслаивать и приклеивать. Другая пленка формируется с тонкими почти горизонтальными пустотами, выступающими в акрил или сквозь него; прорези отражать свет падает их верхними поверхностями вверх.[7][2] Преломление сведено к минимуму, чтобы избежать окрашивания света.[2] Пленки на основе отражений более прозрачный (оба полупрозрачные), но они, как правило, направляют свет вверх в потолок, а не вглубь комнаты. Пленки на основе преломления являются полупрозрачными, а не прозрачными, но позволяют более точно управлять направлением выходящего светового луча; пленка может иметь различные формы призм, чтобы преломлять свет под разными углами.

Изготовление и ремонт

Старые стеклянные элементы были отлиты, их можно было резать и полировать. Призменные плитки часто делались из одинарных призм, соединенных цинком, свинцом или электроглазированный медные полосы (очень похожие на методы, используемые для соединения традиционных европейских витраж ).[1] Тротуарные призмы были отлиты в виде одинарных или многопризменных линз и вставлены в несущие рамки. Пленка с перенаправлением дневного света сделана из акрил.[8]

Поврежденные призматические плитки можно отремонтировать, и, поскольку они поставлялись в стандартном исполнении, существует рынок замены. Возможен ввод в эксплуатацию замены неразъемных отливок. Ослабленные призматические плитки могут быть усилены скрытыми стержнями, как те, которые используются для усиления витража.[1]

Архитектурный дизайн

Оптимальное дневное освещение помещения с помощью призматического освещения. Навесы из призматической плитки снаружи пропускают свет через потолок, так что он проникает глубоко в комнату.
Неоптимальное использование призменного освещения. Пленка, перенаправляющая дневной свет, приклеенная к внутренней стороне окон, резко отражает свет на потолок, в основном освещая область, ближайшую к окну.

Были разработаны сложные системы для освещения различных пространств призматической плиткой. Как правило, целью было направить доступный свет через комнату почти горизонтально.[3] Одна компания продавала плитку по девяти рецептам, давая разные углы преломления.[9][3] Различные предписания часто использовались в разных частях одной и той же оконной фрамуги, иногда для вертикального рассеивания света, а иногда для горизонтального отклонения света вокруг препятствий, таких как столбы.[3]

Плитки Prisms иногда имеют сложные художественные конструкции, вылепленные снаружи; Фрэнк Ллойд Райт лихо создал более сорока дизайнов призматической плитки.[10]

Призменное освещение более эффективно работает в светлых открытых пространствах.[3] Некоторые считают, что это способствовало тенденции ухода от темных, разделенных на подразделения викторианских интерьеров, к светлым интерьерам открытой планировки.[нужна цитата ] Удаление или закрытие старых призматических оконных фонарей часто оставляет характерно высокие места для вывесок над витринами магазинов (см. Рисунки).

Оконная пленка, перенаправляющая дневной свет изначально был сделан из одной перенаправляющей пленки и одной рассеивающей пленки, уменьшающей блики, часто располагавшейся на разных внутренних поверхностях стеклопакета,[2] но теперь доступны интегрированные одиночные фильмы.[11] Некоторые пленки, перенаправляющие дневной свет, отражают падающий свет вверх от крошечных почти горизонтальных отражателей, поэтому при больших углах солнечного света они резко изгибают его, отбрасывая его вверх к потолку, где обычно распространяется дневной свет несколько глубже в космос.[7] Другие пленки, перенаправляющие дневной свет, преломляют свет под любым заданным углом, в идеале направляя его почти горизонтально в комнату. Перенаправляющие пленки можно использовать как замену непрозрачным жалюзи.[2]

Галерея

  • Освещение магазина через витрину с помощью фрамуг из призматической плитки

  • Внешний вид такого магазина (более широкий взгляд, близкий вид )

  • Тот же магазин до реставрации призматических огней, показывающий характерные пропорции

  • Здание с оригинальными ригелями для магазинов

  • Двухступенчатое преломление для освещения подвала

  • Система, используемая для освещения торгового зала внутри полого тротуара. Потолок и стена справа - призмы.

  • Схема призматического света табло. Эта система может также освещать подвал без полого тротуара.

  • Навесы из призматического стекла во дворе для отражения почти вертикального света в окнах

  • Схема светового колодца с постепенно опускающимися призматическими куполами большего размера

  • Конический компактный светильник, подходящий для использования с призматическим освещением

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c Рэндл, Чад (2001). Ремонт и воспроизведение призматических стеклянных фрамуг (PDF). Служба национальных парков. OCLC  62544368.
  2. ^ а б c d е Падият, Рагхунатх; Компания 3М, Сент-Пол, Миннесота (2013 г.), Окно с перенаправлением дневного света, Министерство обороны США ESTCP Номер проекта EW-201014, получено 2017-10-09CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ а б c d е ж Генри Крю; Олин Х. Баскин, ред. (1898 г.), «Карманный справочник по электропризмам Люксфера с полезной информацией и таблицами, относящимися к их использованию для архитекторов, инженеров и строителей»., Глассиан
  4. ^ Маки, Ян, "Призменное стекло", Глассиан
  5. ^ а б https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395139483932/Resumo-alargado-aluno-53255.pdf[требуется полная цитата ]
  6. ^ Джеймс, П.А.Б .; Бахадж, А.С. (2005). «Голографические оптические элементы: различные принципы солнечного контроля зимних садов и соляриев». Солнечная энергия. 78 (3): 441–54. Bibcode:2005SoEn ... 78..441J. Дои:10.1016 / j.solener.2004.05.022.
  7. ^ а б https://sweets.construction.com/swts_content_files/154130/2263001.pdf[требуется полная цитата ]
  8. ^ Оконная пленка с перенаправлением дневного света, Новые технологии в области энергоэффективности.
  9. ^ Маки, Ян, "Luxfer Products", Глассиан
  10. ^ Ремонт Шелдона Манна открывает захватывающую находку Ames Tribune, среда, 28 сентября 2016 г., 10:59 и 22:17, Майкл Крамб
  11. ^ Объект момента: пленка 3M с перенаправлением дневного света от 3M, Селин Ашабоглу, 2 марта 2017 г.