Thermal and spectral impact of building integrated Mirrored Light Pipe to human circadian rhythms and thermal environment

Abstract

Light holds an important place in the way of life of humans. The first type of lighting which could be exploited was daylight. Tubular Daylight Guidance Systems (TDGS) transport and distribute this daylight inside a building. This article focuses on one of the best known: the Mirrored Light Pipe. MLPs are multiple specular reflectance transporters. This paper presents (i) state of the art on thermal and spectral studies on light pipes from 1998 to 2021 and (ii) proposes an experimental analysis on MLP in the climatic environment with a high solar resource for different spectral bands of the daylight spectrum. The results show that the thermal impact of the light pipe is limited. Moreover, it is demonstrated that this device promotes natural circadian rhythms. A comparison with artificial lighting highlights this device as an ideal solution for bioclimatic building design.

Lighting and visual comfort performance of commercially available tubular daylight devices

“…Malet-Damour et al (Malet-Damour et al, 2019) show spatial and temporal illuminance distributions for clear and overcast sky on Reunion Island, also studying the effects of adding and varying the position of a reflector inside the dome and of adding a cyclone-resistant subdome under the main dome. Recently, several researchers have investigated the circadian impacts of the light provided by TDDs (Jain et al, 2019;Malet-Damour and Fakra, 2021).…”

Análise da performance lumínica de tubos de luz natural em ambientes de cozinha

“…Os tubos de luz natural são dispositivos de captação e condução da luz solar por pequenas ou grandes distâncias e são utilizados na construção civil com vistas a uma melhor eficiência energética. Geralmente instalados em ambientes que recebem pouca ou nenhuma luz natural, estes dispositivos podem provocar impactos positivos tanto econômicos, quanto para a saúde e bem-estar dos usuários (MALET-DAMOUR et al, 2022;MALET-DAMOUR et al, 2020).…”

“…Quanto aos impactos econômicos, estudos demonstram que os tubos de luz natural aliam um menor ganho de calor com uma boa capacidade de disponibilizar iluminação natural para os ambientes internos, diminuindo assim os custos demandados por carga de resfriamento, assim como por iluminação artificial (PLESHKOV et al, 2020;HENG et al, 2020: SERN et al, 2022MALET-DAMOUR et al, 2022).…”

“…A respeito dos benefícios para a saúde e bem-estar dos usuários, pesquisas confirmam que estes dispositivos não alteram o espectro da luz visível, permitindo ainda a percepção da variação climática externa trazendo benefícios psicofisiológicos ligados aos sistemas circadiano e cognitivo (WIRZ-JUSTICE, et al, 2021;KNOOP, et al, 2020;MÜNCH, et al, 2020;MALET-DAMOUR et al, 2022).…”