References

alternative

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)

1608-8298

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

10.15518/isjaee.2024.12.036-047

alternative-2585

Research Article

I. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 1 Солнечная энергетика. 1-5-0-0 Солнечные города 1-5-1-0 Солнечный дом

Способы освещения темных и подземных помещений естественным светом

Ways to light dark and underground rooms with natural light

Лисун

Цинь

Lisong

Qin

Цинь Лисун, магистр, аспирант

Екатеринбург, ул. Мира,19

Qin Lisong, Master’s Degree, postgraduate student

Yekaterinburg, Mira st., 19

382445630@qq.com

Щеклеин

С. Е.

Shcheklein

S. E.

Щеклеин Сергей Евгеньевич, профессор, доктор технических наук

Екатеринбург, ул. Мира,19

Shcheklein Sergey Evgenievich, Professor, Doctor of Technical Sciences

Yekaterinburg, Mira st., 19

Немихин

Ю. Е.

Nemikhin

Y. E.

Немихин Юрий Евгеньевич, старший преподаватель

Екатеринбург, ул. Мира,19

Nemikhin Yurii Evgenievich, Senior Lecturer

Yekaterinburg, Mira st., 19

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the First President of Russia B. N. YeltsinRussian Federation

2024

15032025

0123647

2025

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

https://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNotice

https://www.isjaee.com/jour/article/view/2585

В данной статье рассматриваются три современных решения по обеспечению естественного освещения в затемнённых подземных зданиях. Анализируются преимущества, недостатки и факторы, влияющие на каждый из методов, включая освещение через световые люки, системы световодов и волоконно-оптические системы. В работе также описываются идеальные условия применения каждого подхода, что предоставляет базовое понимание решений по естественному освещению для подземных сооружений.

This article explores three current natural lighting solutions for dimly lit underground buildings. It analyzes the advantages, disadvantages, and influencing factors of each method, including skylight illumination, light tube systems, and fiber optic systems. The paper also outlines the ideal applications for each approach, providing a foundational understanding of natural lighting solutions for underground structures.

солнечная энергетикаподземное зданиеестественное освещениеоптическое волокноэнергосберегающее освещениеэффективность дневного освещениясветоводзенитный фонарь

solar energyunderground buildingnatural lightoptical fiberenergy-saving lightingdaylighting performancelight guideskylights

References1

Ли Сяоинь. Естественное освещение и подземные здания // Шанхай: Университет Тунцзи, 2008.

Li Xiaoyin. Natural light and underground buildings // Shanghai: Tongji University, 2008.

У Лицзюнь, Цзи Сян. Исследование стратегий энергосбережения для подземного пространства зданий // Китайская и зарубежная архитектура, 2009, 15(7):69-70.

Wu Lijun, Ji Xiang. Research on energy-saving strategies for underground building space // Chinese and Foreign architecture, 2009, 15(7):69-70.

Шао Госинь, Чжан Юань. Краткое обсуждение архитектурного освещения, методов проектирования и трансформации освещения // Строительство Цзянсу, 2010(05):80-81+96.

Shao Guoxin, Zhang Yuan. A brief discussion on architectural lighting and lighting design and transformation methods // Jiangsu Construction, 2010(05):80-81+96.

Ли Цзяньчао, Чжан Хайянь. Исследование стратегии использования естественного света в архитектурном дизайне // Энергосбережение в зданиях, 2012, 40(11):26-29.

Li Jianchao, Zhang Haiyan. Research on the use strategy of natural light in architectural design // Building energy saving, 2012, 40(11):26-29.

Лю Кэ, Бао Цзяшэн. Применение оптоволоконной системы дневного освещения и освещения в зданиях // Южная архитектура, 2006, 26(9):91-94.

Liu Ke, Bao Jiasheng. Application of optical fiber daylighting and lighting system in buildings // Southern Architecture, 2006, 26(9):91-94.

Лю Яо. Компромисс между естественным освещением и потреблением энергии на кондиционирование воздуха в общественных зонах высотных зданий железнодорожных станций // Чэнду: Юго-Западный университет Цзяотун, 2015.

Liu Yao. The trade-off between natural lighting and air-conditioning energy consumption in public areas of tall spaces in railway station buildings // Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2015.

Наг П. К., Наг П. К. Синдром больного здания и другие заболевания, связанные со зданиями // Офисные здания: здоровье, безопасность и окружающая среда, 2019:53-103.

Nag P. K., Nag P. K. Sick building syndrome and other building-related illnesses // Office Buildings: Health, Safety and Environment, 2019:53-103.

Аль-Обаиди К. М., Исмаил М., Рахман А. М. А. Обзор материалов остекления световых люков в архитектурных проектах для улучшения внутренней среды // Современная прикладная наука, 2014, 8(1):68.

Al-Obaidi K. M., Ismail M., Rahman A. M. A. A review of skylight glazing materials in architectural designs for a better indoor environment // Modern Applied Science, 2014, 8(1):68.

Акоста И., Наварро Дж., Сендра Дж. Дж. Проектирование дневного освещения с помощью световых люков: на пути к оптимизации формы в условиях пасмурного неба // Энергия и здания, 2013, 60:232-238.

Acosta I., Navarro J., Sendra J. J. Daylighting design with lightscoop skylights: Towards an optimization of shape under overcast sky conditions // Energy and buildings, 2013, 60:232-238.

Се Лина. Применение технологии естественного освещения в офисных зданиях // Дизайн и декор интерьера, 2007 (08):106-108.

Xie Lina. Application of natural lighting technology in office buildings // Interior design and decoration, 2007 (08):106-108.

У Мэйцзюань. Краткое обсуждение оптимизации дизайна естественного освещения и затенения на южном фасаде здания // Inner Mongolia Water Conservancy, 2009 (04):140-141.

Wu Meijuan. A brief discussion on the optimization design of natural lighting and shading on the south-facing facade of the building // Inner Mongolia Water Conservancy, 2009 (04):140-141.

Ян Чжида. Несколько недоразумений в архитектурном дизайне освещения // Shanxi Architecture, 2007 (13):29-30.

Yang Zhida. Several misunderstandings in architectural lighting design // Shanxi Architecture, 2007 (13):29-30.

Ли Чжэнься, Шэнь Тяньсин. Исследование изменений в фототермической среде, вызванных северным поступлением света в жилые здания // Журнал технологического университета Хэбэй, 2008 (02):111-115.

Li Zhenxia, Shen Tianxing. Research on the changes in the photothermal environment caused by the northward light intake of residential buildings // Journal of Hebei University of Technology, 2008(02):111-115.

Ван Синься. Новые технологии освещения зданий и освещения // Shanxi Architecture, 2009, 35(10):175-176.

Wang Xinxia. New technology of building lighting and lighting // Shanxi Architecture, 2009, 35(10): 175-176.

Ширзадния З., Гохариан А., Махдавинеджад М. Дизайнерский подход к конфигурации светового люка на основе производительности дневного света. На пути к новому процессу оптимизации // Энергетика и здания, 2023, 286:112970.

Shirzadnia Z., Goharian A., Mahdavinejad M. Designerly approach to skylight configuration based on daylight performance; Toward a novel optimization process // Energy and Buildings, 2023, 286:112970.

Anan-Archa A. Новая конфигурация светового люка на крыше, совмещенного с солнечной трубой / A. Anan-Archa, P. Chant-awong, J. Khedari // Journal of Engineering Research (Кувейт). – 2022. – DOI 10.36909/jer.16259. – EDN INAIFV.

Anan-Archa A. A new configuration of roof skylight combined with solar chimney / A. Anan-Archa, P. Chantawong, J. Khedari // Journal of Engineering Research (Kuwait). – 2022. – DOI 10.36909/jer.16259. – EDN INAIFV.

Canazei M., Laner M., Staggl S. et al. Влияние искусственного светового люка на помещение и освещение // Lighting Research & Technology, 2016, 48(5): 539-558.

Canazei M., Laner M., Staggl S. et al. Room- and illumination-related effects of an artificial skylight // Lighting Research & Technology, 2016, 48(5): 539-558.

Liu Xiaotu. Building Physics (Third Edition) // Building Physics (Third Edition). China Construction Industry Press, 2010.

ГОСТ Р 55710-2013 Освещение рабочих мест в помещениях. Нормы и методы измерений.

ГОСТ Р 55710-2013 Lighting of indoor work-places. Norms and methods of measuring.

СП 52.13330.2016 Дневное и искусственное освещение.

СП 52.13330.2016 Daylighting and artificial lighting.

Чжоу Син, Оуян Цзиньлун, Ван Чуньюань, Гао Цинлун. Исследование качества освещения световодных труб в зеленых зданиях // Наука и технологии и инженерия, 2023, 23(22):9599-9604.

Zhou Xing, Ouyang Jinlong, Wang Chunyuan, Gao Qinglong. Research on the lighting quality of light guide pipes in green buildings // Science and technologyand Engineering, 2023, 23(22):9599-9604.

Шрисамранрунжуан Т., Хияма К. Возможности использования световодов в зданиях // Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде. Издательство IOP, 2019, 294(1):012064.

Srisamranrungruang T., Hiyama K. Possibilities of using light pipes to buildings // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2019, 294(1):012064.

Цзинь Чэнлань. Исследование применения системы освещения световодных труб в зеленых зданиях // Технологии и инновации, 2020(06):152-153+158. DOI: 10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.062.

Jin Chenglan. Research on the application of light guide tube lighting system in green buildings // Technology and innovation, 2020(06):152-153+158. DOI: 10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.062.

Gago E. J., Muneer T., Knez M. и др. Управление естественным освещением и его направляющие в зданиях. Экономия энергии для электрического освещения, снижение нагрузки на охлаждение // Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, 2015, 41:1-13.

Gago E. J., Muneer T., Knez M. et al. Natural light controls and guides in buildings. Energy saving for electrical lighting, reduction of cooling load // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, 41:1-13.

Zhang Nuo, Wang Yincheng, Xu Chengfeng, Wei Jintao, Hao Boyi, Wang Hao. Исследование применения и экономических преимуществ технологии освещения с использованием световодных трубок в подземных гаражах в сельской местности // Источник света и освещение, 2022(03):13-15.

Zhang Nuo, Wang Yincheng, Xu Chengfeng, Wei Jintao, Hao Boyi, Wang Hao. Research on the application and economic benefits of light guide tube lighting technology in rural underground garages // Light source and lighting, 2022(03):13-15.

У Цзыцин. Исследование применения освещения с использованием световодных трубок в проектах сегмента метрополитена // Исследования инженерных технологий, 2021, 6(07): 250-251. DOI: 10.19537/j.cnki.2096-2789.2021.07.110.

Wu Ziqing. Research on the application of light guide tube lighting in subway vehicle segment projects // Engineering technology research, 2021, 6(07): 250-251. DOI: 10.19537/j.cnki.2096-2789.2021.07.110.

Чэнь Сыин. Исследование применения световодных трубок в существующих железобетонных зданиях в Гуанчжоу // Гуандунский технологический университет, 2020. DOI: 10.27029/d.cnki.ggdgu.2020.001443.

Chen Siying. Research on the application of light guide tube in existing reinforced concrete buildings in Guangzhou // Guangdong University of Technology, 2020. DOI: 10.27029/d.cnki.ggdgu.2020.001443.

Гарсия-Хансен В., Эдмондс И. Методы освещения многоуровневых зданий вертикальными световодами // Солнечная энергия, 2015, 117:74-88.

Garcia-Hansen V., Edmonds I. Methods for the illumination of multilevel buildings with vertical light pipes // Solar Energy, 2015, 117:74-88.

Василакопулу К., Колокоца Д., Сантамоурис М. и др. Анализ экспериментальных характеристик световодов // Энергия и здания, 2017, 151:242-249.

Vasilakopoulou K., Kolokotsa D., Santamouris M. et al. Analysis of the experimental performance of light pipes // Energy and buildings, 2017, 151:242-249.

У Чжаосюань. Эксперимент по проектированию и оптимизации системы освещения с концентрированной солнечной оптоволоконной проводимостью в высокогорных районах // Северо-китайский электроэнергетический университет (Пекин), 2022. DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2022.000207.

Wu Zhaoxuan. Experiment on the design and optimization of solar concentrated optical fiber conduction lighting system in high-altitude areas // North China Electric Power University (Beijing), 2022. DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2022.000207.

Gorthala R., Tidd M., Lawless S. Проектирование и разработка граненого вторичного концентратора для гибридной волоконно-оптической солнечной системы освещения // Solar Energy, 2017, 157:629-640.

Gorthala R., Tidd M., Lawless S. Design and development of a faceted secondary concentrator for a fiber-optic hybrid solar lighting system // Solar Energy, 2017, 157:629-640.

Sedki L., Maaroufi M. Проектирование параболических солнечных систем дневного освещения на основе волоконно-оптических проводов: новое устройство для фильтрации тепла // Energy and Buildings, 2017, 152:434-441.

Sedki L., Maaroufi M. Design of parabolic solar daylighting systems based on fiber optic wires: A new heat filtering device // Energy and Buildings, 2017, 152:434-441.

Kandilli C., Ulgen K., Hepbasli A. Эксергетическая оценка систем передачи концентрированной солнечной энергии через оптические волокна для зданий // Энергия и здания, 2008, 40(8):1505-1512.

Kandilli C., Ulgen K., Hepbasli A. Exergetic assessment of transmission concentrated solar energy systems via optical fibres for building applications // Energy and Buildings, 2008, 40(8):1505-1512.

Song J., Zhu Y., Tong K. et al. Заметка об оптических характеристиках системы дневного освещения через волокна PMMA // Солнечная энергия, 2016, 136:32-34.

Song J., Zhu Y., Tong K. et al. A note on the optic characteristics of daylighting system via PMMA fibers // Solar Energy, 2016, 136:32-34.

Chu Jiurong, Zhong Lisheng, Xu Chuanxiang. Влияние теплового старения на потери оптического волокна PMMA // Пластиковая промышленность, 2005, (S1):190-191+195.

Chu Jiurong, Zhong Lisheng, Xu Chuanxiang. The effect of thermal aging on the loss of PMMA plastic optical fiber // Plastics industry, 2005, (S1):190-191+195.

Ullan I., Shin S. Высококонцентрированные системы дневного освещения на основе оптического волокна для многоэтажных офисных зданий // Энергия и здания, 2014, 72:246-261.

Ullan I., Shin S. Highly concentrated optical fiber-based daylighting systems for multi-floor office buildings // Energy and Buildings, 2014, 72:246-261.

Vu N. H., Pham T. T., Shin S. Модифицированная система дневного освещения на основе оптического волокна с транспортировкой солнечного света в свободном пространстве // Opt Express, 2016, 24(26): A1528-A1545.

Vu N. H., Pham T. T., Shin S. Modified optical fiber daylighting system with sunlight transportation in free space // Opt Express, 2016, 24(26): A1528-A1545.

Tian Haitao, Yang Wenting. Применение технологии солнечного оптического волокна в освещении // Science and Technology Innovation Herald, 2020, 17(10):14+16. DOI: 10.16660/j.cnki.1674-098X.2020.10.014.

Tian Haitao, Yang Wenting. Application of solar optical fiber light guide technology in lighting // Science and Technology Innovation Herald, 2020, 17(10):14+16. DOI: 10.16660/j.cnki.1674-098X.2020.10.014.

Liu Kai, Yu Rongjin. Анализ полосы пропускания и числовой апертуры многомодового ступенчатого пластикового оптического волокна // Optoelectronics* Laser, 2001, (06):572-574.

Liu Kai, Yu Rongjin. Analysis of bandwidth and numerical aperture of multimode step refractive index plastic optical fiber // Optoelectronics* Laser, 2001, (06):572-574.

Мэн Кай, Ху Цюньхуа, Ся Цзинань и др. Исследование пластиковых оптических волокон с градиентным распределением показателя преломления // Полимерные материалы и инженерия, 2007, (01): 215-217+221.

Meng Kai, Hu Qunhua, Xia Jinan, etc. Research on gradient refractive index distributed plastic optical fibers // Polymer Materials Science and Engineering, 2007, (01): 215-217+221.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.