Глава 9. Световые и аэрационные фонари

§ 27. Классификация и конструкция световых фонарей

Одним из существенных факторов, влияющих на здоровье рабочих и повышение производительности труда, является надлежащая освещенность рабочих мест, устанавливаем СНиП ІІ – 4-79^**,и своевременное удаление из помещений производственных вредностей и избыточных выделений тепла.

Для верхнего освещения производственных площадей, удаленных от оконных светопроемов и для естественной вентиляции (аэрации) цехов устраива­ют фонари - остекленные надстройки над покрытием.

Недостатки фонарей, которые привели к их ограниченному применению:

1. высокая стоимость,

2. сложность эксплуатации,

3. значительные эксплуатационные расходы на ре­монт и очистку и, особенно на восполнение в холодное время теплопотерь,

4. фонари не всегда обеспечивают, требуемемое естественное освещение вследствие загрязнения стекол или больших снеговых отложений в межфонарных зонах.

Но как показали исследования - искусственное освещение это пока еще не естественное - нет тех положительных действий. Поэтому пока еще ог­раничивают использование бесфонарного типа.

Тип фонаря назначают в соответствии с технологическими и сан. гигиеническими требованиями и климатическими условиями р-на строительства.

Типы фонарей: Световые(только), аэрационные, комбинированные.

Чаще - продольные фонари (не доходят до торцов на 6м).

В зависимости от поперечного профиля:

- П - образные с вертикальным остеклением,

- трапециевидные,

- треугольные - с наклонным остеклением,

- зубчатого профиля (шеды).

СНиП рекомендует - продольные П-образные.

Д ля защиты от попадания прямых солнечных лучей применяют шедовые фонари с остеклением, обращенным на север. В многопролетных зданиях комбинированные фонари следует устанавливать по возможности одинако­вой высоты во всех пролетах.

Фонари верхнего света

Фонари верхнего света могут быть самых разных типов: прямоугольный, трапециевидный, пилообразный с вертикальным и наклонным остеклением (шедовые), зенитный (рис. 1). Соответственно, направление света может быть: двустороннее, одностороннее, зенитное.

Прямоугольные фонари достаточно сложны в изготовлении, имеют, как правило, низкие теплотехнические характеристики, быстро загрязняются, при эксплуатации часто не могут обеспечить требуемый уровень и равномерность освещения на рабочих местах. В зимнее время между фонарями могут образовываться значительные отложения снега, что создает дополнительную нагрузку на несущие конструкции покрытия, и затрудняет эксплуатацию здания.

В настоящее время наибольшее распространение получили зенитные фонари. Это обусловлено следующими причинами: простотой решения покрытия при их применении, исключением снеговых мешков в зимний период, а, главным образом, благодаря тому, что освещенность при их использовании в два раза больше, чем фонарей с вертикально расположенным остеклением.

Общими элементами для всех видов зенитных фонарей являются Основание (сборное или железобетонное), остекление и механизмы открывания (для открывающихся конструкций).

Основание может быть круглое, квадратное, прямоугольное, большой протяженности, а также со специальной вытяжкой.

Остекление выполняется как из свегопрозрачных самонесущих элементов, так и на основе профильных систем с заполнением из стекла/стеклопакетов или полимерных материалов.

Зенитные фонари обычно выполняют сухими. Возможно также устройство и открывающихся фонарей, которые используют для вентиляции помещений. Конструктивное решение зенитных фонарей предусматривает возможность их устройства в различных видах покрытий, в том числе выполняемых из монолитного или сборного железобетона и профилированного стального настила.

Теплотехнические характеристики зенитных фонарей должны отвечать требованиям, обеспечивающим необходимый температурно-влажностный режим в помещениях. Для предотвращения образования конденсата на внутренних поверхностях зенитных фонарей необходимо, чтобы температура поверхности светопропускающего заполнения со стороны помещения была не ниже точки росы

Расстояние между остеклением фонаря и параллельное фонарю стеной должно быть >1,5Н фонаря. Н стены<2Н фонаря.

Нижняя грань остекления фонаря должна быть выше на 300мм уровня прилегающей кровли.

В световых фонарях - разрывы по длине не реже чем через 84м, шириной - 6м.

Отвод воды - наружный и внутренний.

при ширине покрытия фонаря до 12м. при вертикальном остеклении;

- до 6 м-при наклонном остеклении.

Кровлю надо защитить от стекающей воды гравийной засыпкой по кровельной мастике или бетонными плитами.

Конструкция фонаря может быть различной, но она должна обязательно включать в себя несущий каркас + ограждающую конструкцию.

Наиболее простой каркас - ряд стоек, установленных по верхнему поясу стропильных конструкций на монтажных болтах. Для жесткости (поперечной) в контуре рамы - раскосы, торцевые стенки усиливают элементами фахверка.

С ветоаэрационный фонарь шириной 6м со стальным каркасом. Каркас состоит из поперечных рам и продольных элементов: бортовые плиты, прогоны для крепления створок или переплетов, плиты покрытия и связи.

Для заполнения фонарных проемов в большинстве случаев применяют сталь­ные переплеты.

Ограждающие конструкции фонарей в большинстве случаев состоят из глухой бортовой части, фонарных переплетов, и конструкций покрытия фона­ря, аналогичной покрытиям остальных участков цеха.

По длине фонарного проема - переплеты образуют обычно ленточное остекление.

В большинстве случаев фонарные переплеты оборудуют устройствами для механического открывания всей ленты переплетов или отдельных бло­ков (открывание - до 70 %).

В последние годы - зенитные фонари - световые проемы в покрытии, заполненные эффективными светопропускающими материалами и изделиями.

Они имеют ряд преимуществ:

• индустриальность изготовления,

• незначительная масса,

• высокая удельная ударная прочность,

• простота монтажа, и удобство эксплуатации,

• наибольшая светоактивность.

Применяют следующие типы: секционные панельного типа, точечные.

Основные детали: опорный стакан, элементы светопропускающего заполнения.

С оединение со стаканом плиты служат основанием для стакана. Верхний слой - из

оболочек двоякой кривизны нижний – из //- //-//, но изогнутых в од­ной плоскости.

Размер купола 1400x1600, панели - 1600x6200мм, оргстекло δ=3÷4мм.

Разработаны конструкции фонарей (зенитных) из плоских цельноформованных панелей, включая стакан, опорную раму и светопропускающее заполнение.

Разработаны фонари с использованием панелей из стеклопластика, из стекложелезобетонных панелей с эластичным слоем.

Общая площадь зенитных фонарей ≤ 15% S пола.

Зенитные фонари и световые конструкции для крыш могут быть как глухими таки открываемые. Открываемые зенитные фонари могут использоваться как для естественной вентиляции, так и для дымоудаления.

Электроприводы конструктивно выполнены таким образом, что исключают возможность силового механического воздействия для несанкционированного открывания окна.

Аэрационные фонари

Для цехов со значительными газо- и тепловыделениями применяют аэрационные фонари. Выбор вида и размеров аэрационных фонарей производится исходя из аэрационной схемы производственного здания. Аэрационная схема здания состоит из системы приточных и вытяжных отверстий, допускающих регулирование поступающего и удаляемого воздуха.

Действие аэрации основывается на тепловом подпоре, возникающем вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха. Теплый внутренний воздух поднимается вверх и выходит через вытяжные отверстия, а на смену ему через нижние (приточные) отверстия проникает в помещение холодный наружный воздух. Аэрация происходит также за счет высотного перепада между вытяжными и приточными отверстиями. Действие аэрации усиливает ветер, который, обдувая здание, создает на подветренной стороне разряжение воздуха.

В качестве приточных отверстий используются открывающиеся створки оконных переплетов или специальные каналы, а в качестве вытяжных - створки аэрационных или комбинированных фонарей.

Недостатком аэрационных фонарей является необходимость закрывать переплеты с наветренной стороны, так как иначе может происходить задувание ветром загрязненного воздуха обратно в здание. Поэтому одним из основных требований к аэрационным фонарям является незадуваемость, т.е. возможность одновременного использования вытяжных отверстий с обеих сторон фонаря при любом направлении ветра.

Для целей аэрации - можно и зенитные фонари.

Для естественного воздухообмена в зданиях с большим выделением тепла ус­траивают специальные не задуваемые фонари: системы КТИС (контора тип. пр-тов и исследов.) только для аэрации;

Лен ПСП - только для аэрации;

Г ипромеза - только для аэрации; Батурина - светоаэрационный фонарь.

Рамы - из металлических профилей, опирают на несущие конструкции покрытия. Ветрозащитные панели - шарнирно к консолям рам - как и покрытие цеха.