Světlovod je zařízení spočívající v zrcadlovém tubusu zakončeném nad střechou čočkou a v interiéru zasklením. Může do něj být integrované i osvětlení.
Výhod tohoto zařízení je několik. Jednak umí přivést světlo ze střechy do interiéru, a to i přes několik podlaží, dále má menší plochu než střešní okno či světlík při dodávce stejného množství světla do interiéru, tedy má i menší tepelnou ztrátu. Významné může být i to, že sice světlo je světlovodem vedeno do interiéru, ale obrácený směr, tedy z interiéru do exteriéru je výrazně menší, dochází tedy k menšímu zamoření světelným smogem.
Světlovod šetří energii jednak menší plochou o vysokém součiniteli prostupu tepla i tím, že přivádí do interiéru světlo, a tudíž v takto osvětlených prostorách není nutné používat elektrické osvětlení.
Světlovody pro úsporu osvětlení.
Orientační měrné náklady na světlovod |
6 000 - 10 000 Kč/ks pro malé místnosti typu WC (průměr tubusu do 300 mm)
světlovody průměru 300-400mm s délkou tubusu do 1,5 je cena 10-20 tis. Kč/kus Pro větší průměry nad 400mm s delším tubusem je cena mezi 20-60 tis. Kč Montáž světlovodů se pohybuje mezi 5000-10000 Kč |
Tepelně izolační vlastnosti (součinitel prostupu tepla) |
|
běžná návratnost instalace | 10 – 50 let |
Na čem závisí návratnost | Na čase osvětlování interiéru, na ceně elektřiny, na vzdálenosti prostor od střechy |
Silné stránky
Příležitosti
Slabé stránky
Mýty
Výměna střešních světlíků
Výměna zasklení střešních světlíků
Co jsou světlovody a jak fungují?
Světlovody jsou pokročilé systémy určené k efektivnímu přivádění přirozeného slunečního světla do vnitřních prostor budov, které by jinak byly tmavé nebo vyžadovaly umělé osvětlení. Jejich fungování je založeno na principu vícenásobného odrazu světla. Systém se skládá z průhledného kolektoru (kopule) na střeše, který zachytává a koncentruje sluneční světlo. Toto světlo je následně vedeno vysoce reflexním tubusem (potrubím) do interiéru, kde je difuzérem rovnoměrně rozptýleno do celé místnosti, čímž se eliminuje oslnění a ostré stíny. Klíčem k vysoké účinnosti je extrémně vysoká odrazivost vnitřního povrchu tubusu, která u špičkových produktů dosahuje až 99,8 %, což umožňuje přenos denního světla na vzdálenost až 80 metrů s minimálními ztrátami.
Jaké materiály se používají při výrobě světlovodů a jaké jsou jejich vlastnosti?
Komponenty světlovodů jsou navrženy z materiálů, které maximalizují přenos světla a zajišťují dlouhou životnost.
Kolektor (kopule): Nejčastěji se používá akrylát (PMMA) nebo polykarbonát (PC). Polykarbonát je preferován pro svou výjimečnou odolnost proti rozbití, vyšší propustnost světla než sklo, lepší tepelně-izolační vlastnosti, UV filtr zajišťující stálobarevnost, odolnost vůči extrémním teplotám (-100 až +120 °C) a krupobití, a nízkou hmotnost. Někteří výrobci používají také Plexiglass se samočisticími vlastnostmi. Sférický tvar kopule maximalizuje absorpci světla i za oblačného počasí.
Světlovodné potrubí (tubus): Rozlišujeme pevné a měkké (flexibilní) tubusy. Pevné tubusy jsou obvykle z tenkostěnného válcovaného hliníku s vysoce odrazivou vrstvou (až 99,8 %), často z pravého stříbra a oxidů křemíku, nanesených chemickým napařováním ve vakuu. Tato vrstva je odolná vůči změnám teplot a vlhkosti a nepraská. Měkké tubusy mají vlnitou odrazivou plochu a jsou vhodné pro obejití překážek.
Difuzér: Koncový prvek rozptylující světlo do místnosti, vyrobený ze skla (např. Krizet, tvrzené bezpečnostní sklo ESG) nebo plastu (Plexiglass). Důraz je kladen na vysokou propustnost světla, rovnoměrný rozptyl a odolnost proti žloutnutí a poškrábání. Difuzéry jsou dostupné v různých tvarech a s dekorativními kryty, často s možností integrace LED osvětlení.
Jaké jsou hlavní výhody a kde se světlovody nejčastěji uplatňují?
Světlovody přinášejí řadu benefitů a mají široké uplatnění:
Energetická efektivita a úspora financí: Využívají zdarma dostupnou sluneční energii, snižují náklady na elektřinu a provoz. Investice se obvykle vrátí do 5-10 let.
Zlepšení kvality vnitřního prostředí a zdraví: Přirozené denní světlo pozitivně ovlivňuje náladu, koncentraci, produktivitu, snižuje únavu, podporuje tvorbu vitaminu D a celkově zlepšuje pohodu. Zachovává reálné barvy a opticky zvětšuje místnosti.
Flexibilita a snadná instalace: Jsou vhodné pro ploché i šikmé střechy s různými krytinami. Instalace je rychlá (několik hodin), nevyžaduje stavební povolení a lze je instalovat dodatečně do stávajících staveb. Modulární konstrukce a flexibilní tubusy umožňují přizpůsobení dispozici.
Estetika a design: Na střeše je viditelná jen nenápadná kopule. Interiérový difuzér se podobá běžnému svítidlu a lze ho esteticky začlenit. Možnost integrace LED diod poskytuje noční osvětlení.
Nízká údržba a dlouhá životnost: Díky samočisticím vlastnostem kopule a odolným materiálům vyžadují minimální údržbu a mají životnost desítky let (min. 45 let, záruka na tubus až 25 let).
Konkrétní aplikace:
Obytné budovy: Šatny, koupelny, chodby, schodiště, předsíně, garáže, studovny, kuchyňské kouty – zejména místnosti bez oken.
Komerční a veřejné budovy: Kanceláře, sportovní objekty, prodejny, sklady, výrobní haly pro zlepšení pracovního prostředí a snížení nákladů.
Historické budovy: Nenápadné řešení pro muzea, galerie a administrativní prostory bez narušení architektonického vzhledu.
Speciální aplikace: Např. domovy pro zrakově postižené pro zlepšení kvality života.
Jaká jsou potenciální omezení a nevýhody světlovodů?
Přestože světlovody nabízejí mnoho výhod, je důležité zvážit i jejich omezení:
Pořizovací náklady: Počáteční investice může být vyšší než u umělého osvětlení (orientačně kolem 20 000 Kč za jeden světlovod), nicméně je často kompenzována dlouhodobými úsporami na provozních nákladech.
Závislost na denním světle: Výkon je závislý na dostupnosti denního světla. Při zatažené obloze nebo v zimě může být intenzita nižší. Účinnost klesá s prodlužující se délkou tubusu. Řešením je integrace LED osvětlení do difuzéru pro noční nebo špatné počasí.
Prostorové nároky: Tubus zabírá určitý prostor v podkroví nebo při průchodu patrem, což je třeba zohlednit při návrhu stavby.
Možné problémy při nekvalitní instalaci/výrobě: Nesprávná instalace nebo nekvalitní komponenty mohou vést ke kondenzaci (pokud není systém správně utěsněn a zateplen), tepelným mostům (úniky tepla), zatékání (špatné utěsnění na střeše), zažloutnutí kopule (nedostatečný UV filtr) nebo nedostatečnému světelnému výkonu (poddimenzování). Těmto problémům lze předejít výběrem certifikovaných výrobků a profesionální montáží.
Nedostatek vizuálního kontaktu s exteriérem: Na rozdíl od oken neposkytují světlovody přímý výhled ven.
Jak světlovody řeší tepelně-technické otázky a kondenzaci?
Tepelně-technické vlastnosti jsou klíčové pro integraci světlovodů do energeticky úsporných budov.
Tepelná izolace: Moderní světlovody minimalizují tepelné ztráty i zisky. Přispívají k tomu polykarbonátové kopule, izolační dvojskla nebo trojskla (s argonem, U až 0,4 W/m²K) v difuzéru či střešní základně. Speciální izolační prvky (např. THERMIZER™ s U_t = 0,497 W/(m²K)) se instalují přímo do tubusu, eliminují tepelné mosty a brání vzniku rosného bodu. Doporučuje se zateplit celý tubus tepelnou izolací. Oproti oknům mají světlovody minimální plochu prostupu, což výrazně snižuje celkové tepelné ztráty/zisky.
Solární zisky a přehřívání: Světlovody jsou navrženy tak, aby přiváděly denní světlo s minimálním přenosem tepla. Technologie jako "Cool Tube" a UVC filtry eliminují infračervené záření. Hodnoty koeficientu solárního zisku (SHGC) jsou nízké (0,2–0,34). Světlovod efektivně odděluje světelnou a tepelnou složku slunečního záření, čímž zabraňuje přehřívání interiéru, které je časté u tradičních oken.
Kondenzace a parotěsnost: Pro zamezení kondenzace je nezbytné bezchybné utěsnění všech spojů parotěsnou páskou, zateplení tubusu po celé délce a použití izolačních přepážek, které brání vzniku rosného bodu. Některé kopule mají jednosměrně propustnou membránu pro odvod vlhkosti. Dodržení těchto zásad zajišťuje suchost a funkčnost systému.
Jaké normy a certifikace se vztahují na světlovody?
Světlovody musí splňovat řadu norem a certifikací, které zajišťují jejich bezpečnost a funkčnost:
Označení CE: Světlovody prodávané v EU musí být certifikovány dle požadavků EU norem a označeny CE.
Normy pro osvětlení pracovišť:ČSN EN 12464-1 (Vnitřní pracoviště): Stanovuje požadavky na osvětlení vnitřních pracovišť s ohledem na zrakový výkon a pohodu, včetně kvantitativních a kvalitativních charakteristik dobrého světelného prostředí. Umožňuje použití denního světla, umělých zdrojů nebo jejich kombinace.
ČSN EN 12464-2 (Venkovní pracovní prostory): Podobné požadavky pro venkovní pracoviště.
ČSN EN 1838 (Nouzové osvětlení): Definuje minimální hodnoty pro nouzové a bezpečnostní osvětlení.
Hygienické předpisy: Světlovody pomáhají splňovat hygienické předpisy týkající se činitele denního osvětlení. Někteří dodavatelé nabízejí nezávislé měření pro účely kolaudace.
Požární odolnost: Pro moderní stavby existují specializované protipožární světlovody (např. SUNIZER PYRO), které zvyšují požární odolnost konstrukce až o 30 minut nebo dosahují hodnot EI 30-60 a REI 45-60. Tyto systémy využívají požárně ochranné sklo (např. PROMAGLAS®) v ocelovém rámu a vyžadují profesionální montáž dle pokynů výrobce.
Jaké jsou budoucí trendy a inovace v oblasti světlovodů?
Oblast světlovodů se neustále vyvíjí, s důrazem na zvýšení efektivity, flexibility a integrace:
Integrace s inteligentními systémy a hybridní osvětlení: Trendem je kombinace světlovodů s integrovaným LED osvětlením pro plynulý přechod mezi denním a umělým světlem. Některé systémy využívají fotovoltaické panely pro napájení LED diod v noci. Možná je také regulace množství světla elektronicky ovládanými klapkami a integrace do chytrých domácích systémů.
Pokročilé materiály a design: Vývoj směřuje k vyšší odrazivosti tubusů (až 99,8 %) a odolnějším materiálům pro kopule, které si zachovají vlastnosti po desítky let. Design difuzérů je stále sofistikovanější, s nabídkou mnoha tvarů a barev, včetně plochých skleněných kopulí s lepšími tepelně-izolačními vlastnostmi.
Optimalizace sběru světla: Nové technologie, jako jsou Fresnelovy čočky a odrazná zrcátka v kolektorech, maximalizují příjem světla i z nízkých úhlů slunce nebo za zatažené oblohy.
Rozšíření délky tubusů: Schopnost efektivně přenášet denní světlo na delší vzdálenosti (až 50-80 metrů) otevírá nové možnosti pro osvětlení hlubokých dispozic v komerčních a průmyslových budovách.
Důraz na udržitelnost a ekologii: Světlovody jsou v souladu s rostoucím důrazem na udržitelnost, snižují spotřebu elektrické energie a mají dlouhou životnost, což z nich činí ekologicky přínosné řešení.
Požární odolnost: Pokračuje vývoj systémů s požární odolností, což rozšiřuje jejich uplatnění do staveb s přísnými požárními předpisy.
Jaká jsou doporučení pro efektivní instalaci a výběr světlovodů?
Pro optimální využití potenciálu světlovodů a minimalizaci problémů je důležité dodržet následující doporučení:
Integrace do fáze návrhu: Zvážení instalace světlovodů již ve fázi návrhu stavby umožňuje efektivní plánování jejich umístění, průměru a délky tubusů s ohledem na dispozici, orientaci ke světovým stranám a nosné konstrukce.
Výběr kvalitních systémů: Klíčová je investice do produktů od renomovaných a certifikovaných výrobců. Kvalitní materiály a precizní zpracování zajišťují vysokou odrazivost, odolnost proti degradaci a spolehlivé tepelně-technické vlastnosti.
Profesionální instalace: Montáž světlovodů by měla být svěřena zkušeným a vyškoleným pracovníkům. Správné utěsnění spojů a zateplení tubusu jsou zásadní pro prevenci kondenzace a tepelných mostů.
Konzultace s odborníky: V případě složitějších projektů nebo specifických požadavků (např. pro pasivní domy, historické budovy, nebo objekty s požárními předpisy) je vhodné konzultovat s výrobci nebo specialisty na denní osvětlení. Ti mohou poskytnout podrobný návrh a výpočet osvětlení dle hygienických norem.
Proč jsou světlovody považovány za klíčový prvek budoucích osvětlovacích systémů?
Světlovody představují robustní a efektivní řešení pro přirozené osvětlení vnitřních prostor, které je plně v souladu s požadavky moderního a udržitelného stavebnictví. Jsou považovány za klíčový prvek budoucích osvětlovacích systémů z několika důvodů:
Multifunkční přínos: Kromě samotného osvětlení přinášejí významné energetické úspory, zlepšují psychickou pohodu a produktivitu uživatelů a podporují zdravé vnitřní prostředí. Tím přispívají k celkovému syndromu "zdravých budov".
Materiálová a konstrukční kvalita: Díky neustálému vývoji materiálů (polykarbonátové kopule s UV filtry, vysoce reflexní tubusy s vrstvou stříbra) dosahují světlovody optimálního přenosu světla a dlouhodobé odolnosti. Flexibilita konstrukce umožňuje jejich adaptaci do různých architektonických řešení.
Tepelně-technická optimalizace: Moderní systémy jsou navrženy s důrazem na minimalizaci tepelných ztrát a zisků a jsou vybaveny integrovanými izolačními prvky. To je činí vhodnými i pro nízkoenergetické a pasivní domy, kde se významně podílejí na energetické bilanci budovy.
Regulační soulad a bezpečnost: Splňují relevantní české a evropské normy pro osvětlení a jsou k dispozici i ve variantách s požární odolností, což rozšiřuje jejich bezpečné uplatnění v široké škále stavebních objektů, včetně těch s přísnými požárními předpisy.
Inovace a adaptabilita: Neustálý vývoj v oblasti inteligentních systémů (integrace s LED, fotovoltaika, regulace), pokročilých materiálů, optimalizace sběru světla a prodlužování efektivní délky tubusů zajišťuje, že světlovody budou i nadále relevantní a přínosné.
Tyto faktory naznačují, že světlovody nejsou pouhým dočasným trendem, ale stávají se nedílnou součástí architektury zaměřené na energetickou účinnost, udržitelnost a zlepšování kvality života v interiérech.
Rodinné domy | Obvykle jde pouze o designové řešení interiéru |
Bytové domy | Obvykle jde pouze o designové řešení interiéru |
Školská zařízení | Může nahradit osvětlení ve vnitřních prostorách, jako jsou chodby, schodiště apod. |
Administrativní budovy | Může nahradit osvětlení chodeb a dalších prostor uvnitř interiéru |
Hotely | Může nahradit osvětlení chodeb a dalších prostor uvnitř interiéru |
Výrobní podnik | Možnost získání dotace z Operačního programu podnikání inovace pro konkurence schopnost |
Nejpoužívanější pojmy | popis | jednotka |
---|---|---|
Difuzér | Stará se o rovnoměrné rozptýlení světla do místnosti, aby se netvořily nepříjemné svazky paprsků a stíny. Účinnost a dobrý rozptyl záleží na použitém materiálu (sklo, akrylát) a konstrukci, například světelný tok mohou transformovat optické čočky. Tvar difuzéru může být kruhový nebo čtvercový. V difuzéru může být zabudováno osvětlení, například LED diody. | |
Difuzní světlo | Rozptýlené světlo, cizím slovem difúzní světlo, je světlo, které přichází ze všech směrů a stejnoměrně osvětluje povrch celého objektu, takže nevznikají žádné tvrdé stíny, odrazy nebo reflexy. U denního světla je to světlo při zcela zatažené obloze („Slunce v mléku“). | |
Intenzita osvětlení | Značí se "E" a vyjadřuje se v luxech. Udává jaký světelný tok dopadá na m2. Požadavky na intenzitu osvětlení udávají různé hygienické předpisy. Běžný rozsah je 100 až 1000 luxů. | lx |