Hohllichtleiter: Was sind sie und warum werden sie benötigt?

Die Liste moderner Lichtquellen ist so vielfältig, dass sie scheinbar jedem Beleuchtungsbedarf gerecht wird. Es gibt jedoch Unternehmen, in denen elektrische Lichtquellen grundsätzlich verboten sein sollten. Dabei handelt es sich um hochgefährliche und besonders gefährliche Räumlichkeiten. Man sollte nicht glauben, dass es nur wenige solcher Unternehmen gibt.

Wenn wir die Verteidigungsindustrie mit der Herstellung von Schießpulver, Raketentreibstoff und anderen „unschuldigen“ Stoffen ausschließen, gibt es immer noch eine umfangreiche Liste von Industrieunternehmen, die bekannte Produkte unter ungewöhnlichen Bedingungen herstellen.

Kohlengruben mit Methanverschmutzung sind in aller Munde. Aber die Mühlen oder die Zuckerfabriken – welche Gefahr besteht dort? Aber Experten wissen, dass ein suspendiertes, verteiltes Mehl- oder Zuckerpulver ein Sprengstoff ist, um den das Militär beneiden würde. Ein Funke und eine Vakuumbombe in der Größe einer Werkstatt liegen bereit.

Und es gibt noch immer galvanische Anlagen, Batterieladeräume und viele andere Bereiche mit besonderen Sicherheitsanforderungen.Ein sehr ernstes Problem bei der Beleuchtung von Lagerhallen von Getreidebetrieben: Riesige Räume werden durch gedimmte Lampen mit Glühlampen beleuchtet. Die Gesundheitsbehörden verbieten die Verwendung von Quecksilberlampen strengstens und Feuerwehrleute verwenden in staubigen Umgebungen leistungsstarke Glühlampen.

Es scheint, dass es in diesen Fällen nur einen Ausweg gibt: den Einsatz einer großen Anzahl explosionsgeschützter Lampen bei niedriger Versorgungsspannung. Doch unlösbare Probleme sind in der Technik selten. Im Jahr 1874 installierte der Elektroingenieur Vladimir Chikolev in der Schießpulverfabrik in Okhta eine Beleuchtungsanlage in Form von Röhren mit einer inneren Spiegeloberfläche. Licht eines im Freien befindlichen Lichtbogens wird nach mehrfacher Reflexion in gefährliche Bereiche übertragen.

Dies war das erste praktische Beispiel eines neuen Beleuchtungskörpers – Hohlfasern mit reflektierender Innenbeschichtung... Seitdem hat die Entwicklung von Lichtleitern große Fortschritte gemacht. Optische Leitungen und Lichtleiter im Mikrometer-Durchmesser sind uns heute bestens bekannt: Viele Menschen nutzen das Internet über einen Glasfaserkabelanschluss. Bis vor Kurzem waren Hohllichtleiter nur einem schmalen Kreis von Lichttechnikern bekannt.

Doch mit dem wachsenden Interesse an energiesparenden Technologien sind sie in die Aufmerksamkeit einer breiten Palette von Ingenieuren und Designern gerückt. Die Möglichkeit, Sonnenlicht tagsüber zur Beleuchtung nicht nur von Lagerhallen, sondern auch von Büroräumen zu nutzen, regt die Produktion von Lichtleitern mit einem für Geschäftsräume geeigneten Außendesign an.

Trotz der Einfachheit der Idee selbst weist das Hohlfaserdesign aufgrund der Verwendung modernster Materialien ein recht komplexes optisches Schema auf. Schauen wir uns das Design am Beispiel der expandierten Faser an.Das am häufigsten verwendete Rundrohr besteht aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC). Auf einer oder beiden Seiten der Röhre sind hochintensive Lichtquellen angebracht. Das Verhältnis von Rohrlänge zu Durchmesser wird von 30 für einseitige Lichtleiter bis 60 für doppelseitige Lampenmontage gewählt.

Auf der Innenfläche des Tubenkörpers ist eine spezielle Prismenfolie vom Typ SOLF aufgebracht. Ihr Merkmal ist die nahezu vollständige Reflexion des in verschiedenen Winkeln auf die Oberfläche fallenden Lichts. Die Technologie zur Herstellung prismatischer Folien wurde 1985 entwickelt. Der dünne (ca. 0,5 mm) Rollfilm der Marke SOLF ebnete den Weg für die Entstehung aus Lichtleitern mit hoher und gleichmäßiger Ausleuchtung über die gesamte Rohrlänge. Entlang der Achse der Röhre ist ein transparenter oder mattierter Schlitz vorgesehen, der eine gleichmäßige Lichtemission entlang der Länge der Faser gewährleistet.

Heute beschäftigen sich weltweit rund 28 Unternehmen aus 12 Ländern mit der Entwicklung, Produktion und Installation von Lichtwellenleitern unterschiedlicher Art und Verwendungszweck. Der Durchmesser optischer Fasern variiert zwischen 250 und 1100 mm und die Länge beträgt bis zu 16 Meter. Die Lichtleiter werden in Form kompletter Module mit Lichtquellen hergestellt, die einfach miteinander verbunden werden können, um die Länge des Beleuchtungssystems zu verlängern.

Den Löwenanteil des Weltmarktes (bis zu 80 %) nehmen Solatube-Produkte aus den USA ein. Hierzulande gibt es ein Regierungsprogramm zur Förderung der Nutzung alternativer Energiequellen, sodass eine große Nachfrage nach entsprechenden Produkten besteht. Die Serienproduktion von Lichtleitern beherrschen die europäischen Unternehmen Sunpipe (Großbritannien) und Solarspot aus Italien.Wie der Name des Unternehmens vermuten lässt, konzentrieren sie sich auf die Herstellung von Glühbirnen, die tagsüber Sonnenlicht recyceln können. Der Preis pro Meter solcher Fasern liegt bei etwa 300 Dollar, da sie eine spezielle Optik nutzen, um die Sonnenstrahlen zu bündeln.

Über die Kosten von Beleuchtungssystemen auf Basis von Lichtwellenleitern für Spreng- und andere Sonderräume liegen keine Angaben vor. Der Grund dafür liegt in der Entwicklung individueller Projekte im Einzelfall. Es kann nur davon ausgegangen werden, dass die Kosten für solche Anwendungen sehr hoch sind, das Leben von Menschen und die Sicherheit von Objekten jedoch teurer sind.

Man sollte jedoch nicht glauben, dass nur Unternehmen mit gefährlicher Produktion moderne Glasfasern nutzen. Die Vielfalt an Formen und Strukturen ermöglichte es Designern und Architekten, die Probleme der originellen Beleuchtung von Gebäuden und Landschaften zu lösen.

Lichtleiter mit kleinen Abmessungen wurden überraschenderweise in Haushaltsbeleuchtungskörpern verwendet. Mit ihrer sehr hohen Helligkeit und schmalen Lichtabstrahlung sind LED-Lampen bei separatem Einbau in Kronleuchtern abscheuliche Lichtquellen. Aber in Kombination mit einem Lichtleiter, für den sie das ideale Beleuchtungsgerät sind, wird eine hervorragende diffuse Beleuchtung des Raumes erreicht.

Diese Eigenschaft von LEDs wurde von der kanadischen Firma TIR Systems gut verstanden, die nicht abnehmbare Beleuchtungsmodule auf Basis leistungsstarker farbiger und weißer LEDs einführte. Die dekorativen farbigen Beleuchtungskörper mit einer Leistung von bis zu 30 W und einer Allgemeinbeleuchtung von bis zu 50 W verfügen über Lichtleiter mit einem Durchmesser von 100 und 150 mm und einer Lebensdauer von 50.000 Stunden. Stilvolles Aussehen und moderne Materialien ermöglichen die Anpassung der Lichtlampen an das moderne Interieur der Wohnungen.

In Zukunft werden Lichtleiter aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeit, Licht von Punktquellen in gleichmäßiges, diffuses Licht umzuwandeln, immer beliebter. Und sie werden keine exotischen Beleuchtungsprodukte für enge Anwendungsbereiche mehr sein.