Зенитные фонари: особенности, использование, плюсы и минусы
Зенитные или световые фонари, несмотря на название, вовсе не являются электрическими приборами. Хотя, освещение — это действительно одна из их основных функций. Давайте рассмотрим особенности зенитных фонарей, их виды, использование, достоинства и возможные недостатки.
Под зенитными фонарями понимаются световые проёмы, которые устанавливаются непосредственно на кровле здания, на плоскости покрытия. Некоторые разновидности зенитных фонарей в целом схожи с мансардными окнами, но есть и совершенно особые конструкции, которые не спутаешь ни с чем другим.
Каким бы ни был зенитный фонарь, он будет состоять из двух частей: каркаса, опоры, которая устанавливается на балки или плиты перекрытия, а также светопропускающей части, остеклённой, состоящей из отдельных панелей, купола или многогранных сводов.
Каркасом зенитных фонарей сейчас чаще всего выступает алюминиевый профиль, сталь или ПВХ, деревянные конструкции постепенно остаются в прошлом. В качестве остекления в последнее время используется не обычное оконное стекло, а более надёжное и крепкое акриловое стекло или поликарбонат. Они заметно снизили риск разрушения конструкции, например, под воздействием слоя снега или сильного ветра.
По особенности устройства световые фонари принято делить на глухие, то есть не открывающиеся, и с системой открытия. Она может быть механической, то есть ручной, а может представлять собой автоматизированную систему с электроприводом.
Открывающиеся зенитные фонари не только обеспечивают доступ естественного света в помещение под крышей, но и служат дополнительным источником свежего воздуха, выступая частью системы вентиляции.
Дополнительная функция световых фонарей — отведение дыма в случае возникновения пожара. В таком случае устанавливается специальная система, открывающая световой проём в случае пожара с помощью пневматического или электрического механизма. В этом случае зенитный фонарь становится важным сегментом системы противопожарной безопасности.
Согласно ГОСТ З 54850–2011, зенитные фонари не могут занимать более чем 15% всей поверхности кровли. Главные требования к таким световым конструкциям:
Монтируются зенитные фонари на скатной, плоской и мягкой кровлях, а монтажный шов принято выполнять по типу «вечный стык».
Основные типы зенитных фонарей: точечные и ленточные. Ленточные принято устанавливать на крышах с наклоном порядка 5 градусов, на мягких кровлях. Короба-каркасы в таких случаях располагаются параллельно. Лючок для удаления дыма легко встроить именно в ленточные световые фонари, размеры которых могут быть самыми разными, в зависимости от конфигурации самого здания.
Точечные зенитные фонари могут быть купольными, пирамидальными, арочными, многогранными. Чаще всего они применяются для создания зимнего сада или оранжереи на верхнем этаже, однако могут просто служить главным источником света.
Преимущества установки зенитных фонарей:
Благодаря таким достоинствам, зенитные фонари применяются и в жилых, и в промышленных, коммерческих зданиях.
К недостаткам световых фонарей можно отнести:
Резюмируем: зенитные фонари выступают не только источником света и свежего воздуха, это активная часть обустройства экстерьера здания и дизайна помещения под кровлей.
Особенности светоаэрационных фонарей
При строительстве современных зданий и сооружений зачастую предусматривают специальные проемы, оснащенные остекленными надстройками. Их называют светоаэрационными фонарями. Эти устройства имеют свои особенности и определенные функции, которые в обязательном порядке необходимо учитывать при проведении монтажных работ.
Что это такое?
Светоаэрационные фонари — это устройства, отвечающие не только за освещение, но и за воздухообмен в помещении. Такие фонари принято разделять на несколько категорий по форме.
Отдельно следует сказать о зенитных фонарях, поскольку они имеют светопрозрачные поверхности. У них довольно высокая светоактивность. Такие фонари не требуют много места, но при этом обеспечивают равномерное освещение всей территории.
Существенный недостаток заключается в чрезмерной загрязняемости пылью. Но если фонари имеют сводчатые и купольные прозрачные элементы, то перечисленные недостатки становятся менее существенными.
Отличие от аэрационных фонарей
Не нужно путать светоаэрационные фонари с аэрационными, поскольку эти сооружения имеют между собой значительные отличия. Главные расхождения заключаются в их устройствах, функциях и принципах работы.
Так, аэрационные фонари предназначены для установки в помещениях со значительным выделением тепла, газа и пыли. Воздухообмен осуществляется за счет того, что теплый воздух в помещении поднимается, а уже потом через отверстия выходит наружу. Разрежение воздуха провоцирует поступление новых масс через открытые окна или форточки.
Светоаэрационные объединяют в себе две функции — освещение и воздухообмен. В этом случае воздух меняется по тому же принципу, что и при аэрационных фонарях, но при этом одновременно в помещение подается свет.
Основные функции
Таким образом, светоаэрационные фонари выполняют несколько функций, две из которых являются главными: освещение и воздухообмен. Можно сказать, что такие бесхитростные устройства создают благоприятный климат в помещении за счет проветривания и освещения.
Чтобы фонари хорошо справлялись с поставленными задачами, при монтаже необходимо учитывать некоторые моменты. В частности, нужно правильно подобрать форму и рассчитать достаточное количество отдельных составляющих конструкции на имеющуюся территорию.
Размеры
В зависимости от площади и габаритов помещения необходимо правильно определить размер светоаэрационных фонарей. Ширина фонарей может варьироваться от 6 до 12 метров. Но при этом любую конструкцию можно оборудовать двумя ярусами открывающихся створок или переплетов. Примечательно, что в первом случае длина створок будет 1,8 метра, а во втором чуть меньше — 1,2 метра.
Устройства, ширина которых составляет 6 метров, монтируют над пролетами 18 метров. Если ширина пролета превышает 24 метра, то в этом случае берут уже 12-метровые устройства.
Советы по монтажу
При монтаже светоаэрационных фонарей необходимо считаться с нюансами технического, дизайнерского и иного рода.
Существенную помощь в процессе работы могут оказать советы специалистов.
Если смонтировать все правильно, то в помещении будет не только благоприятный микроклимат, но и достаточно хорошее освещение. При этом светопропускающее заполнение может содержать интегрированные системы естественной вентиляции или быть глухим.
Подробнее о светоаэрационных фонарях смотрите в видео ниже.
Фонари промышленных зданий
Назначение и типы световых фонарей
В покрытиях зданий предусматривают специальные проемы с остекленными надстройками, называемыми световыми фонарями.
Наряду с освещением эти фонари служат целям воздухообмена в помещениях, в следствии чего их называют светоаэрационными.
Фонари подразделяют на :
Прямоугольные фонари, имеющие вертикальное остекление, отличаются незначительной инсоляцией и загрязняемостью; они более водонепроницаемы и удобны в очистке, нежели фонари с наклонным остеклением.
Такие фонари просты в устройстве и надежны в эксплуатации.
Так, для удовлетворения заданной освещенности площадь остекления в прямоугольных фонарях должна быть примерно в 1,6 раза больше, чем в фонарях с наклонным остеклением.
В трапециевидных фонарях остекление расположено к горизонту под углом 70-80°, поэтому они обладают хорошей светоактивностыо.
Однако значительная инсоляция, повышенная загрязняемость, возможность протекания при открытых переплетах и усложненное конструктивное решение ограничивают применение трапециевидных фонарей.
Треугольные фонари имеют профили треугольников с наклоном остекленных поверхностей к горизонту в 45°.
Их применяют лишь для целей освещения, т. е. устраивают с глухим остеклением.
Несмотря на хорошие светотехнические качества, эти фонари устанавливают редко, что объясняется их значительной инсолирующей способностью, сложностью конструкции и трудностью очистки.
Фонари М-образные устраивают с вертикальным и наклонным остеклением и для них характерны преимущества и недостатки фонарей, рассмотренных выше.
Их применяют преимущественно в зданиях с производствами, требующими интенсивного воздухообмена.
Шедовые фонари как и М-образные, устраивают с вертикальным или наклонным остеклением, как правило, ориентированным на северную часть небосвода.
Такие фонари изолируют помещения от прямых солнечных лучей, создают равномерное и рассеянное освещение, однако для устройства их требуются сложные и трудно поддающиеся типизации конструкции.
Рассмотренные традиционные типы фонарей существенные недостатки.
В частности, они недостаточно светоактивны, многодельны, отличаются большой металлоемкостью, имеют негерметичную конструкцию и неэкономичны в эксплуатации.
Кроме того, такие фонари задерживают много снега на крышах зданий.
Более совершенная конструкция зенитных фонарей имеющих светопрозрачные поверхности в плоскости покрытия.
Светопрозрачные ограждения выполняют из стеклоблоков, стеклопластика и органического стекла.
Зенитные фонари обладают высокой светоактивностью, по сравнению с прямоугольными фонарями требуют в 2 раза меньшую площадь световых проемов, обеспечивают равномерное освещение рабочих мест, имеют небольшой вес и хорошие эксплуатационные качества.
В фонарях со сводчатыми и купольными прозрачными элементами, обладающими хорошими аэродинамическими свойствами, эти недостатки проявляются незначительно.
Конструкции световых фонарей
Световые (светоаэрационные) фонари монтируют из несущих и ограждающих конструкций.
Основные типы световых (светоаэрационных) фонарей:
а – прямоугольный; б, в – трапециевидные; г – треугольный; д – М-образный; е – шедовый; ж – и – зенитные.
Конструкции прямоугольных фонарей
К несущим стальным конструкциям прямоугольных фонарей относятся фонарные панели, фонарные фермы, панели торцов фонарей и связи.
Унифицированные прямоугольные фонари приняты шириной 6 м для пролетов 12 и 18 м и шириной 12 м для пролетов 24, 30 и 36 м.
Длина фонарей, как правило, не превышает 84 м.
Расстояние между торцами фонарей и от торцов до стен здания принимают равным шагу стропильных конструкций.
Фонарные панели состоят из стоек, горизонтальных элементов и листовой обшивки, предусматриваемой в пределах высоты борта фонаря.
Панели располагают в плоскостях остекления фонаря и опирают на стропильные конструкции; верхними горизонтальными опорами служат фонарные фермы и панели торцов фонарей.
Вне зависимости от шага стропильных конструкций (6 или 12 м) номинальная длина панелей принята равной 12 м.
Фонарные фермы и панели торцов фонарей устанавливают над стропильными конструкциями.
Они имеют ширину 6 и 12 м и состоят из системы стоек, горизонтальных элементов и раскосов.
Несущие конструкции фонарей изготовляют из холодногнутых или горячекатаных швеллеров и уголков.
Крепят их к фермам и балкам покрытия болтами и сваркой.
Ограждение прямоугольных фонарей состоит из покрытия, бортовых элементов, остекленных поверхностей и торцовых стенок.
Покрытие фонаря имеет конструкцию, аналогичную покрытию цеха.
Покрытие принимают с наружным водоотводом и уклоном 1,5% вне зависимости от уклона стропильных конструкций.
Борты фонарей утепляют фибролитом или другим эффективным материалом.
Снаружи утеплитель защищают асбестоцементными или стальными волнистыми листами или же водоизоляционным ковром и стальным фартуком.
Торцовые стенки фонарей выполняют из профилированных настилов, стальных и асбестоцементных волнистых листов с утеплителем.
Торцовые стенки целесообразно остеклять.
Остекление прямоугольных фонарей монтируют в стальные переплеты, которые имеют длину 5944 мм, ширину 1195, 1445 и 1693 мм.
Переплеты навешивают на фонарные панели с помощью шарниров, допускающих открывание на угол до 70°.
Открывают переплеты с помощью специальных механизмов.
Заполняют переплеты обычным или армированным стеклом толщиной 4-8 мм и шириной 575 мм.
В зданиях с мостовыми кранами тяжелого режима работы для остекления применяют армированное стекло, а при заполнении обычным стеклом под ним предусматривают горизонтальные металлические сетки (для удержания стекол от падения вниз).
Стекла ставят на замазке или резиновых прокладках и крепят кляммерами.
Схемы стальных конструкций прямоугольного фонаря:
Конструктивные детали прямоугольных фонарей:
а – при покрытии из стального профилированного настила; б – то же, из желегобетоных плит; 1 – кровельная оцинкованная сталь; 2 – швеллеры; 3 – профилированный настил; 4 – фонарная ферма; 5 – панель; 6 – переплет; 7 – деревянные бруски; 8 – асбестоцементные или стальные волнистые листы; 9 – противопожарная заглушка; 10 – железобетонная плита; 11 – асбестоцементная карнизная панель; 12 – анкер.
Пространственную устойчивость фонарей обеспечивают горизонтальные связи по верху фонарей, воспринимающие продольные усилия от ветровой нагрузки, и вертикальные связи между фонарными фермами, передающие усилия с горизонтальных связей на диск покрытия по стропильным фермам.
Конструкции трапециевидных и треугольных фонарей мало отличаются от прямоугольных, но имеют более сложные сопряжения отдельных элементов.
Шедовые фонари, как правило, входят в основную конструкцию покрытия, образуя его зубчатый профиль.
Несущими конструкциями шедовых фонарей являются стропильные фермы, размещаемые в плоскостях вертикального или наклонного остекления.
Конструкции зенитных фонарей
Они весьма разнообразны, их выполняют со светопропускающими элементами из органического стекла, стеклопластика, стеклопакетов, профильного стекла и стеклоблоков.
Зенитные фонари с применением оргстекла толщиной 3-4 мм подразделяют на точечные с размерами светового проема 1200×1400 мм и панельные со световыми проемами 1400×6000 мм.
Фонарь состоит из металлического стакана, опорной деревянной рамы и светопропускающих элементов.
Стаканы выполняют из листовой стали толщиной 2-3 мм и крепят к железобетонным плитам покрытия дюбелями.
Боковые грани стаканов для повышения светоактивности фонарей устанавливают наклонно и окрашивают в белый цвет.
Опорные рамы, являющиеся основанием для светопропускающих элементов, изготовляют из антисептированной древесины.
Для лучшего самоочищения от пыли и снега и большей прочности остекленным поверхностям придают купольную форму.
В панельных фонарях светопрозрачный колпак монтируют из рядовых и торцовых секций, соединенных между собой с помощью накладок из оргстекла.
В зависимости от теплотехнических условий купола могут быть одно-, двух- и трехслойными.
Крепят купола к опорной раме шурупами с колпачками через уплотняющие прокладки.
Места примыкания кровельного ковра к фонарям защищают оцинкованной сталью.
Если необходимо использовать зенитные фонари для аэрации, купола устраивают открывающимися.
В отапливаемых зданиях с покрытием из стального профилированного настила зенитные фонари можно устраивать из стеклопакетов.
Размеры двухскатных фонарей в плане 3х3 м, а односкатных- 1х1,5 м.
Основными элементами фонаря являются стеклопакеты, стальной стакан, нащельники и фартук.
Светопропускающее заполнение фонарей укладывают наклонно под углом 12° к плоскости покрытия.
Стаканы крепят к прогонам и настилу самонарезающими болтами.
Зенитные фонари из органического стекла:
а – точечного типа; б – панельный; 1 – плита покрытия; 2 – герметик; стальной стакан; 4 – двухслойный купол из оргстекла; 5 – колпачок; 6 – опорная деревянная рама; 7 – оцинкованная кровельная сталь; 8 – накладка из оргстекла.
Детали зенитных фонарей:
а – фонарь из стеклопакетов; б – то же, из стеклоблоков; в – стеклопластиковые панели; г – из отдельных листов стеклопластика; 1 – прогон; 2 – профилированный настил; 3 – фартук; 4 – утеп- литель; 5 – стакан фонаря; 6 – стеклопакет; 7 – резиновый уплотнитель; 8 – фольга; 9 – при- жимной элемент; 10 – защитная сетка; 11 – мастика; 12 – нащельщик; 13 – переплет; 14 – стек- лоблок; 15 – уголок; 16 – опорный столик; 17 – стеклопластик; 18 – рама из швеллеров и уголков с ребрами; 19 – ребра через 0,5 м; 20 – деревянная площадка; 21 – крюк из полосы; 22 – шуруп.