15 apr. 2014
2 minuten
In dichtbebouwde stadscentra over de hele wereld, wonen en werken veel mensen in schemerige en smalle straatjes. De omringende hoge gebouwen houden het meeste zonlicht tegen. En terwijl de wereldbevolking blijft groeien worden de verduisterende kantoor- en woonblokken steeds dichter op elkaar gepakt. Om licht in deze duisternis te brengen hebben Egyptische onderzoekers een gegolfd, doorschijnend paneel ontwikkeld dat het zonlicht omleidt naar smalle straatjes en steegjes. Het paneel wordt gemonteerd op daken en hangt daar in een hoek over de dakrand, vanwaar het zonlicht verspreidt over de onderliggende straat.
"We verwachten dat het paneel verlichting zal geven om alledaagse taken te kunnen uitvoeren. Het zal ook de kwaliteit van het licht en de gezondheidsomstandigheden op donkere plekken verbeteren", zegt Amr Safwat, hoogleraar elektronica en communicatie op de Ain Shams University in Caïro. Bij de donkere stadsdelen denkt men specifiek aan de stegen in ontwikkelingslanden, maar Safwat zegt dat het paneel overal kan worden gebruikt als een groener, goedkope en prettiger alternatief voor kunstlicht.
Computersimulaties
Er zijn al vensterachtige systemen te koop die licht kunnen afbuigen, maar die zijn bedoeld om het zonlicht te dimmen, om spiegeling weg te nemen of om het licht in een kamer te verhelderen – maar niet in een smalle straat. De onderzoekers besloten daarom om zelf iets te ontwerpen. Ze zochten een eenvoudige manier om natuurlijk licht te herverdelen, zonder dat daarvoor een trackingsysteem nodig is dat het opkomen en dalen van de zon volgt. Het resultaat van hun werk is een paneel van polymethyl methacrylaat (PMMA), dezelfde acryl kunststof waarvan plexiglas wordt gemaakt. De bodem van het paneel is glad en de top is bedekt met sinusvormige ribbels. De onderzoekers gebruikten computersimulaties om de grootte en de vorm van de groeven te bepalen. Uitgangspunt daarbij was dat ze de grootste hoeveelheid zonlicht bij alle mogelijke posities van de zon gedurende het hele jaar konden distribueren. Een sinusvormig patroon is bovendien eenvoudig te produceren.
400 procent
Met simulaties van zonlicht in een steegje vonden de onderzoekers dat hun panelen de verlichting met 200 procent verbeterden in de herfst, respectievelijk 400 procent in de winter als er maar beperkt zonlicht is. Ze beproefden ook een klein prototype boven een schacht van 0,4 m x 0,4 m met een diepte van 1,2 m. Dat protoype werkte precies naar verwachting.
"De volgende stap", zegt Safwat, "is het bouwen van een systeem op ware grootte om de berekeningen te controleren en een echte straat te verlichten". Daarna wil het team het paneel op de markt brengen. Safwat schat dat een vierkante meter paneel met frame $ 70 tot $100. En dat lijkt een kleine prijs voor de voordelen van zonlicht/
"Uit onderzoek blijkt dat een tekort aan natuurlijk licht ernstige fysiologische problemen kan veroorzaken, zoals stemmingswisselingen afwijkende slaappatronen en depressie", zegt Safwat.
Ook stelt hij dat het verlichten van historische plaatsen – zoals de antieke steegjes in Egype – helpt bij het behouden van de authenticiteit en het handhaven van de culturele waarde en de historische betekenis.
"Illumination of dense urban areas by light redirecting panels," S. I. El-Hanawy, et al., Optics Express, Vol. 22, Issue S3, pp. A895-A907 (2014).
.
Anderen lazen ook
