نورگیر در حال حاضر یک سیستم رایج است که برای وارد کردن نور روز به فضاهای داخلی استفاده می شود. این دستگاه ها در مصارف مسکونی، تجاری و صنعتی کاربرد دارند. 

نورگیر سقفی از چند جهت با نورگیری جانبی متفاوت است. پتانسیل تابش خیره کننده کمتری در مقایسه با نور جانبی وجود دارد، به خصوص در زوایای کم خورشید. نورگیر سقفی همچنین نور بیشتری را در واحد سطح دهانه نسبت به نور جانبی فراهم می کند. 

منافذ برای  نورگیری بالا می توانند به طور مستقل از جهت ساختمان جهت گیری شوند و می توانند نور را عمیقاً در فضای یک طبقه توزیع کنند. این باعث می شود تا نورگیری بسیار کارآمد باشد. به عنوان مثال، دهانه های سقف می توانند سه برابر سطح نور منافذ نورگیری جانبی با اندازه یکسان را فراهم کنند. با قرار دادن دهانه ها در جایی که مورد نیاز است، بهترین توزیع را می توان بدون روشنایی بیش از حد و تأثیر منفی همراه بر گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع به دست آورد.

اشکال، بازتاب‌های سطحی و نسبت‌های فضاهای با نور بالا بسیار مهم هستند. افزایش ارتفاع سقف توزیع نور را بهبود می بخشد بنابراین بازشوهای کمتری مورد نیاز خواهد بود.

نور بهتر است به طور مستقیم استفاده شود. برای نورگیری بالا، سقف ها معمولاً بهترین سطوح دریافت کننده نور هستند. سهولت نورگیری دیوارها با نور بالا توضیح می دهد که چرا اغلب برای نورگیری آثار هنری استفاده می شود. در برخی موارد، نور حاصل از نورگیری بالا را می توان مانند موزه هنر کیمبل به سقف بازتاب داد. 

طراحی نورگیر سقفی

زاویه نورگیر سقفی

شیب نورگیر را مطابق با نیازهای نور فصلی تنظیم کرد. افزایش گرمای مرتبط را می توان با سایه بیرونی تنظیم کرد. نورگیرهای افقی حداکثر نور و گرما را زمانی که زاویه خورشید زیاد است و کمترین مقدار را در زمانی که زاویه خورشید کم است دریافت می کنند. آسمان با بیشتر آنها دیده می شود، بنابراین آنها برای شرایط آسمان ابری بهترین هستند. 

جهت نورگیر سقفی

جهت نورگیر برای کمیت و کیفیت نور بهینه تنظیم می شود. گیره های عمودی مانند پنجره عمل می کنند زیرا به شدت به جهت لعاب بستگی دارند. نورگیرهای رو به شرق نور صبحگاهی را جمع آوری می کنند. رو به غرب جمع آوری نور بعد از ظهرانجام می شود. نورگیرهایی که رو به جنوب قرار دارند، نور بیشتری را از زوایای کم خورشید نسبت به زوایای بالای خورشید جمع آوری می کنند. این نور به رنگ گرم، شدید و متغیر می باشد. نورگیرهای رو به شمال به حداقل سایه نیاز دارند زیرا نور بیشتری نسبت به نور خورشید جمع آوری می کنند. این نور به رنگ سرد و متغیر است.

نورگیرها برای شرایط آسمان ابری بهترین هستند. نورگیرهای عمودی زوایای کم خورشید را ترجیح می دهند و برای نور خورشید و نور منعکس شده بهترین کار را دارند. 

نورگیرهای بزرگ نیمه شفاف می توانند آسمان های ابری تاریک را بدون توجه به شرایط آب و هوایی شبیه سازی کنند، استفاده از چند ناحیه کوچک از شیشه های شفاف با قرار گرفته می تواند توزیع نور را بهبود بخشد. 

استفاده از سقف های بلند نیز می تواند توزیع نور را بهبود بخشد. 

استفاده از سقف شیب دار تا دهانه می تواند توزیع را بهبود بخشد و کنتراست را کاهش دهد. 

قرار دادن دهانه هایی برای هدایت نور به دیوارها یا سایر سطوح هدایت کننده نور مانند چاه های نور به کنترل تابش خیره کننده با دور نگه داشتن نور مستقیم از سطوح کار کمک می کند.

اجزا نورگیر

نورگیر حداقل از سه جزء تشکیل شده است: 

1. یک سطح لعاب دار با قاب

2. یک حاشیه یا دیوار مانع

3. یک چاهک برای عبور نور از سقف 

برخی از نورگیرها یک سطح نیمه شفاف یا یک عدسی پراکنده را در پایه چاه نور ارائه می کنند تا با ایجاد یک مانع اضافی بین فضای مطبوع و محیط بیرونی، تأثیر حرارتی نورگیرها را کاهش دهد.

نورگیرهای پیشرفته

نورگیرهای پیشرفته به عنوان نورگیرهایی تعریف می شوند که دارای فناوری هستند که امکان هدایت نوری نور خورشید با زاویه کم به داخل ساختمان و نور خورشید با زاویه بالا را به دور از ساختمان می دهد. نورگیرهای پیشرفته از فناوری "فعال" یا "غیرفعال" استفاده می کنند. نورگیر پیشرفته با فناوری فعال از قطعات متحرک مانند آینه های چرخان در داخل گنبد نورگیر استفاده می کند، در حالی که نورگیر با فناوری غیرفعال هیچ قسمت متحرکی ندارد و از اپتیک پیشرفته در سطح گنبد نورگیر استفاده می کند. هر دو نوع نورگیر پیشرفته با افزایش میزان نور روز در ساعاتی با نور خورشید با زاویه کم، و کاهش بارهای خنک کننده HVAC در ساعات با نور خورشید با زاویه بالا، عملکرد کلی بهتری در نور روز دارند.

انواع نورگیرهای پیشرفته

بسته به طراحی، نورگیرهای پیشرفته می توانند یک سیستم "فعال" یا "منفعل" باشند. یک سیستم فعال از عناصر تغییر جهت نور مانند آینه هایی که بر روی یک یا چند محور می چرخند برای ردیابی موقعیت خورشید استفاده می کند. یک سیستم غیرفعال از اپتیک های پیشرفته در سطح گنبد نورگیر برای هدایت مجدد نور خورشید استفاده می کند و از هیچ قسمت متحرکی استفاده نمی کند. ما تولید کنندگان زیر را در بازار یافتیم که در هر کدام نورگیرهای پیشرفته را می فروشند.

نورگیر سقفی فعال  Active skylight

نورگیرهای فعال شامل اجزای متحرکی مانند لوورها، بازتابنده ها، آینه ها یا سایر وسایل مکانیکی برای کمک یا تغییر مسیر انتقال نور طبیعی به فضاهای داخلی هستند. 

این دستگاه ها ممکن است وسیله ای برای ردیابی مسیر جهت خورشید نیز داشته باشند. گاهی اوقات این ردیابی خورشید با استفاده از یک سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) با انرژی خورشیدی به دست می آید. صرف نظر از روش ردیابی مورد استفاده، این اجزای ردیابی جهت معمولاً از موتورهای خورشیدی کوچک برای قرار دادن عناصر مکانیکی ذکر شده در بالا برای به حداکثر رساندن تابش نور خورشید استفاده می کنند. 

نورگیرهای فعال همچنین ممکن است توانایی کاهش یا حذف مقدار نور طبیعی مجاز به فضا را ارائه دهند. این ویژگی زمانی که با حسگرهای سطح نور که اجزای الکتریکی و/یا نور روز را تنظیم می‌کنند تا سطح مشخصی از نور را در فضا حفظ کنند، می‌تواند مفید باشد. این نوع کنترل همچنین به کاربر این امکان را می دهد که در صورت نیاز به تاریک شدن فضا برای ارائه، کنفرانس یا فیلم، نور روز را خاموش کند. 

علاوه بر تأثیر بر سطوح روشنایی در یک فضا، کاهش و افزایش نور روز از طریق کنترل نورگیرهای فعال می تواند به محدود کردن اثرات حرارتی نور روز در فضا کمک کند. با استفاده از سنسورهای دما یا کنترل‌های دستی، می‌توان مقدار نور منتقل شده توسط نورگیرهای فعال را افزایش یا کاهش داد تا سطح حرارتی مورد نظر حفظ شود. از این نوع کنترل می توان برای کاهش تاثیر حرارتی نورگیرها با قطع کردن آنها در نقاط انتقال حرارت بالا استفاده کرد. این می تواند به کاهش استفاده از سیستم های HVAC کمک کند. برعکس، در مواقعی که نقاط حرارتی داخلی پایین است، میزان انتقال نور و گرمای ارسال شده توسط نورگیرهای فعال را می توان افزایش داد تا دمای داخلی بدون استفاده از سیستم های HVAC افزایش یابد. بدیهی است که این نوع تنظیمات می تواند با استفاده مناسب از این سیستم ها و عدم نیاز به گرمایش یا سرمایش اضافی فضاها، به کاهش مصرف برق HVAC کمک کند، که می تواند هر گونه کاهش مصرف برق را که با معرفی روشنایی روز مشاهده می شود، جبران کند.

نورگیرهای فعال

انواعی از نورگیر های سقفی فعال در بازار

1.  Solar Tracking Skylights Inc

2. Sundolier Inc

3. Ciralight Inc

 Solar Tracking Skylights  

نورگیرهای ردیابی خورشیدی شامل پانل های آینه ای بسیار بازتابنده در یک محفظه پلاستیکی شفاف هستند که به طور مداوم حرکت می کنند تا موقعیت خورشید در آسمان را دنبال کنند.

آینه ها با همسو شدن با موقعیت دقیق خورشید، نور را به فضایی منعکس می کنند که در غیر این صورت به دلیل زاویه برخورد کم خورشید در بیشتر ساعات روز از بین می رود.

سال‌ها تحقیق و توسعه منجر به ثبت اختراع ردیابی خورشیدی و سیستم نوری انعکاسی برای گرفتن حداکثر مقدار نور خورشید در زمانی که خورشید در زوایای پایین در آسمان قرار دارد، شده است. این امر به ویژه در نزدیکی طلوع و غروب خورشید، در طول روز در ماه های زمستان و در تمام طول سال در عرض های جغرافیایی شمالی مشاهده می شود.

Sundolier

Sunflower Daylighting یک سیستم نور روز جدید را توسعه داده است که این ویژگی ها را در یک سیستم "بسته ای" ساده تر که نیازی به طراحی ساختمان خاصی ندارد، با مزیت اضافی انتقال حرارت کمتر رسانا به دلیل مناطق شیشه ای کوچکتر ارائه می دهد. می توان آن را به راحتی به یک ساختمان موجود اضافه کرد یا با کمی تلاش در یک طرح جدید گنجانید. در حال حاضر فقط برای ساختمان های یک طبقه یا طبقه بالای ساختمان های چند طبقه در دسترس است، اما دو مشکل مهم سیستم های جایگزین را حل می کند. روشنایی نور روز ارائه شده در تمام طول روز نسبتاً ثابت است، با زوایای خورشید کم و زیاد کار می کند و اساساً بدون تابش خیره کننده است. Sundolier® این اهداف را بدون هزینه آینه های ظرف بزرگ با کیفیت بالا، سیستم های ردیابی دو محوره و سیستم های لوله کشی نور پیچیده و ناکارآمد انجام می دهد.

Ciralight

یک سیستم فعال است که از 3 آینه در زوایای ثابت برای تغییر جهت نور روز استفاده می کند که روی یک محور چرخان نصب شده اند. این محور برای ردیابی آزیموت خورشید می چرخد. یک کنترلر GPS با انرژی فتوولتائیک هر ده دقیقه حرکت خورشید را تنظیم می کند. به گفته سازنده، سیستم ردیابی زمانی شروع به کار می کند که خورشید ده درجه بالاتر از افق باشد. سپس این سیستم سه آینه را می‌چرخاند که نور خورشید را از طریق چاه نور به داخل ساختمان منعکس می‌کنند

نورگیر سقفی غیرفعال  Passive skylights

نورگیرهای غیرفعال با فعال متفاوت هستند زیرا از هیچ قطعه متحرک یا مکانیکی دیگری برای کمک به رساندن نور بیرونی به فضا استفاده نمی کنند. طراحی ساده تر آنها به این معنی نیست که آنها یک دستگاه ساده هستند که خرید، نصب و فراموش می شود. 

در کاربردهای تجاری، نورگیرهای غیرفعال معمولاً به طراحی های سفارشی توسط متخصصان برای استفاده کامل از مزایای نور روز نیاز دارند. این راه‌حل‌های سفارشی می‌توانند شامل انواع گزینه‌های رنگ، ویژگی‌های حرارتی، و معمولاً تنظیم در اندازه و شکل فیزیکی برای استفاده کامل از نور روز موجود در یک مکان خاص باشد. مصرف کنندگانی که به دنبال نورگیر برای تأسیسات مسکونی هستند، معمولاً می توانند نیازهای نورگیر خود را با واحدهای پیش ساخته برآورده کنند. اخیراً پیشرفت‌های زیادی برای بهبود نورگیرهای غیرفعال صورت گرفته است. خرید و نصب نورگیرها با واحدهای پیش ساخته موجود و معاملات بسته که شامل کنترل روشنایی، روشنایی برقی، و نورگیرهای سقفی با هم فروخته می شود، آسانتر شده است. 

این شیشه ها با استفاده از لعاب های بهبود یافته، طراحی های چند جداره و حتی توزیع روشنایی کارآمدتر از همیشه هستند. استحکام ساختاری مواد نیز بهبود یافته است تا مقاومت بالایی در برابر آب و هوای بد ناشی از طوفان، رعد و برق و گردباد ایجاد کند.

تهیه کننده مطلب. سرکار خانم مهندس مریم شرکا - دانشگاه حکیم سبزواری