Flat light guide: a sustainable and creative light source

Abstract

La luz siempre se ha utilizado como un medio de comunicación. Ya en el siglo cuarto a. C. los griegos habían desarrollado un telégrafo hidráulico que se utilizaba en combinación con fuego. En 1821 Carl Friedrich Gauss inventó el heliotropo, un instrumento que utiliza un espejo para reflejar la luz del sol sobre grandes distancias. Hoy en día, los impulsos de luz viajan sobre el principio de la reflexión total entre materiales de diferente densidad, dentro de fibras acrílicas de sección transversal circular –guías de luz- y están protegidos de las inclemencias del tiempo y otras perturbaciones de los alrededores. El resultado de dicho transporte de luz puede ser indirecta (de transmisión de datos) o directa (con propósitos de iluminación). La Luz que sale en el extremo de una fibra óptica normalmente se forma como un punto, una línea o, como en nuestro caso, una superficie luminosa. La luz también puede ser interceptada en su camino a través de una guía de luz plana, a través de un tratamiento especial de la superficie. Las texturas sobre la superficie de láminas de cristal acrílico forman paneles de brillo ya sea uniforme o diverso. Estos paneles pueden asumir el papel de los elementos de un ambiente luminoso arquitectónico. La transmisión y la reflectividad también se investiga de forma teórica y práctica, utilizando mediciones de luz en un modelo físico a fin de mostrar que los paneles luminosos también se pueden utilizar como pisos / techos en edificios de varias plantas para mejorar la iluminación natural y de esta forma reducir el costo de la iluminación eléctrica. Los hallazgos en el documento pueden aportar información útil para arquitectos, diseñadores de iluminación e ingenieros estructurales.

La llum sempre s’ha utilitzat com un medi de comunicació. Ja en el segle quart a.C. els grecs havien desenvolupat un telègraf hidràulic que s’utilitzava en combinació amb el foc. El 1821 Carl Friedrich Gauss va inventar l’heliòtrop, un instrument que utilitza un mirall per reflectir la llum del sol sobre grans distàncies. Avui en dia, els impulsos de llum viatgen sobre el principide la reflexió total entre materials de diferent densitat, dins de fibres acríliques de secció transversal circular –guies de llum- i estan protegits de les inclemències del temps i altres pertorbacions dels voltants. Els resultat d’aquest transport de llum potser indirecta (de transmissió de dades) o directa (amb propòsits d’il·luminació). La llum que surt a l’extrem d’una fibra òptica normalment es forma com un punt, una línia o, com en el nostre cas, una superfície lluminosa. La llum també pot ésser interceptada en el seu camí a través d’una guia de llum plana, a través d’un tractament especial de la superfície. Les textures sobre la superfície de làmines de vidre acrílic formen panells brillants, ja sigui uniforme o diversa. Aquests poden assumir el paper dels elements d’un ambient lluminós arquitectònic. La transmissió i reflectivitat també s’investiga de forma teòrica i pràctica, utilitzant mesures de llum en un model físic a fi de mostrar que els panells lluminosos també es poden utilitzar com pisos/sostres en edificis de vàries plantes per millorar la il·luminació natural i, d’aquesta forma, reduir el cost de la il·luminació elèctrica. Les troballes en el document poden aportar informació útil per arquitectes, dissenyadors d¡il·luminació i enginyers estructurals.

Light has always been used as a means of communication. As early as in the 4th century B.C. a hydraulic telegraph that was used in combination with fires has been developed by the Greeks. In 1821 Carl Friedrich Gauss invented heliotrope – an instrument that uses a mirror to reflect sunlight over great distances. Nowadays, light impulses travel on the principle of total reflection between materials of different density, inside round cross-section acrylic fibers—light guides—and are protected from inclement weather conditions and other disturbances from the surroundings. The result of such light "transportation" can be indirect – a transmission of data, or direct – a transmission of light with the purpose of illumination. Light that exits at the end of an optic fiber is usually formed as a point, as a line or, in our case, as a luminous surface. Light can also be intercepted on its way through a flat light guide, through a special surface treatment. Textures on the surface of sheets of acrylic glass form panels of either uniform or various brightness. Such panels can assume the role of the elements of an architectural luminous ambience. Transmission and reflectivity is also investigated, theoretical and practical, using light measurements on a physical model in order to show that luminous panels can also be used as floors/ceilings in multi-storey buildings in order to improve natural illumination and thus to reduce the cost of electrical lighting. Findings in the paper can bring useful information for architects, lighting designers and structural engineers.