Осветителни куполи и люкове за естествено осветление - характеристики и предимства

Естествената светлина е жизненоважен природен ресурс, който значително подобрява средата във всяка сграда. Осветителните куполи и люкове осигуряват три пъти повече светлина, отколкото вертикалното остъкляване, тъй като ефективната зона на естествено осветление от страничен прозорец достига едва до 6 м.

Също така при покривни прозорци разпределението на светлината е много по-равномерно, особено когато става въпрос за по-големи сгради. Тези факти са добре известни на хората, занимаващи се със строително проектиране, и все пак огромният потенциал на осветителните люкове и куполи не се оползотворява напълно.

В най-простата си форма осветителните люкове са със същия профил като покривните плоскости и се поставят в тяхната равнина. Когато покривът е с по-сложен профил, по-доброто решение е да се монтират изпъкнали покривни прозорци.

Предимства
Покривните прозорци могат да осигурят естествена светлина с качества, отговарящи на предназначението на сградата. Сред предимствата на покривните системи за естествено осветление е възможността за пестене на енергия. Количеството енергия, необходимо за изкуствено сградно осветление, често е по-голямо от това, използвано за отопление.

Когато сградата е и със система за автоматично изключване на осветлението, използването на покривни прозорци може да окаже значително влияние върху енергопотреблението. Осветителните люкове обикновено са много по-слабо изолирани в сравнение с ограждащата ги непрозрачна част на покрива, но това не се отразява в съществена степен върху консумацията на енергия за отопление, защото ползите от оползотворяването на пасивна слънчева енергия компенсират загубите на енергия от изолация.

Друг плюс на отварящите се покривни прозорци е, че те могат да бъдат използвани за димоотвеждане и вентилация в случай на пожар. Отвеждането на дима през покрива е ефективен начин за ограничаване на щетите и запазване на добрите противопожарни характеристики на сградата.

Покривните системи не само са най-ефективният начин за пропускане на естествена светлина в сградата, те могат да определят и вида и количеството светлина, постъпваща в нея. Директната светлина преминава през осветителните люкове без смущение или интерференция и навлиза в помещението под формата на прав лъч. Това осигурява силна светлина в една определена зона на помещението и по-слаба светлина в заобикалящата я област.

При директната светлина в слънчеви дни се стига до засенчване и поява на заслепителни отблясъци. Материалите, които могат да се използват за пропускането на директна светлина от покривни прозорци, са поликарбонат, PVC и стъкло в светъл или затъмнен вариант. В повечето производствени, търговски и спортни обекти обаче се използва дифузна светлина, която дава по-равномерна осветеност на големи сградни площи с минимални засенчвания.

Дифузна светлина могат да осигурят осветителни люкове, изработени от фибростъкло, поликарбонат PVC и стъкло. Количеството на пропусканата в помещението светлина зависи от вида на материала, дебелината му и степента на затъмняването му. Повечето светли еднокамерни осветителни люкове имат пропускливост от 80-90%.

Видове конфигурации
Разположението на покривните прозорци се определя от няколко фактора - наличието на изискване за контролирано ниво на осветеност в дадени зони на сградата, наклона и степента на поддръжка на покрива. Шахматното разположение на системите за естествено осветление на скатни покриви позволява използването както на плоски, така и на изпъкнали люкове, и осигурява най-равномерно разпределение на светлината.

Прозорците се захващат за покрива и от четирите страни и затова тази конфигурация е изключително здрава. При този дизайн броят на застъпванията на прозорците с покрива е най-голям и съответно се изисква максимално внимание от страна на изпълнителя по отношение на уплътняването.

Използването на полуцилиндрични сводести прозорци по билото на покрива предоставя естетически удовлетворяващ дизайн и относително равномерна дистрибуция на светлината само когато наклонът на покрива е малък. Основното предимство на полуцилиндричните сводове пред шахматно разположените осветителни люкове е, че при тях броят на свръзките за уплътняване между покрива и прозоречната повърхност е редуциран. От друга страна, разположението им по билото на покрива предполага подлагане на големи ветрови натоварвания.

Монтирането на плоски или полуцилиндрични прозорци от билото на покрива до стряхата също намалява броя на необходимите припокривания. Недостатък на тази конфигурация е, че ограничава съществено достъпа до покрива. Разположението на осветителни люкове в средата на скатен покрив е компромис между шахматната конфигурация и тази от билото до стряхата по отношение на светлинното разпределение и лекотата на изпълнение.

При него се избягват всички зони с големи ветрови натоварвания и се осигурява нормален достъп до покрива. Осветителните люкове, разположени по дължината на покрива, също осигуряват добри нива на осветеност, но се използват по-рядко в модерното строителство.

Материали
Освен че трябва да позволяват преминаването на светлина, материалите за осветителни люкове следва да отговарят и на изисквания за здравина, безопасност и пожаробезопасност. Най-често използваните материали са фибростъкло, поликарбонат, стъкло и в много по-малка степен PVC.

Фибростъклото е много подходящо за изработването на полуцилиндрични сводести покривни прозорци и редицата му разновидности позволяват съчетаването му с почти всички метали. Фибростъклото има отлични характеристики и осигурява високи нива на дифузна светлина в сградите.

То е предпочитано за повечето производствени, търговски и спортни обекти, тъй като свежда до минимум отблясъците и засенчванията. Листовете фибростъкло се произвеждат в почти всякакви профили, като съвременното висококачествено фибростъкло предлага и защита от ултравиолетовите лъчи.

Поликарбонатът също се прилага широко за покривни системи за естествено осветление. Той може да е плосък, изпъкнал, профилиран или многопластов. Ключовите му свойства са характерни за всичките му форми - изключителна устойчивост на удар, висока степен на светлопропускливост, добра обработваемост и пожаробезопасност.

Поликарбонатът се предлага в светли и затъмнени варианти, които осигуряват директна светлина и 99% защита от ултравиолетова радиация. Плътният поликарбонат е с добра оптична яснота и отлична обработваемост. Той може да бъде студено формован на място за изработката на осветителни куполи и пирамиди. Профилираният поликарбонат е съвместим с профилирани покривни облицовки.

Технологиите на екструзионно и вакуум формоване позволяват производството на най-различни профили. Многопластовият поликарбонат има изолационни свойства. По-дебелите листове с повече слоеве имат най-добрите термични характеристики, обикновено коефициентът на топлопреминаване на 25 мм петслоен лист поликарбонат е 1,6 W/m2K.

Този материал се използва предимно за къщи и търговски обекти. Подобно на плътния поликарбонат, и многопластовият може да бъде студено формован на място, макар и в много по-малка степен. Използва се за изработката на по-сложни покривни прозорци, например с формата на купол или пирамида.

Стъклото има отлични противопожарни характеристики, относително добра устойчивост на удар и много високи стойности на пропускливост на светлина и оптична яснота, които служат за ориентир за оценка на качествата на всички останали материали за осветителни люкове. То доказано е с много дълга продължителност на живот, като не се обезцветява с времето под действието на ултравиолетовата радиация.

Стъклото също може да бъде използвано за полуцилиндрични сводове и да бъде третирано с различни покрития за оцветяване и получаване на текстура, с цел осигуряване на дифузна светлина и UV защита. Повечето стъклени покривни стъклопакети са дву- или трикамерни със стоманена или алуминиева конструкция.

В миналото PVC е използвано широко за изпълнение на покривни системи за естествено осветление на производствени предприятия. В сравнение с другите материали, то е с по-ниска устойчивост на удар и на метеорологични условия. За да отговори на изискването за нечупливост при производството на покривни прозорци, е необходимо да се предприемат допълнителни обезопасителни мерки в конструкцията на прозореца.