16.3. Конструкции световых фонарей

Световые фонари состоят из несущих и ограждающих конструкций. Несущие конструкции фонарей /за исключением зенитных и иллюминаторов/ проектируют в виде стальных, железобетонных и. деревянных рам.

При железобетонных фермах и балках покрытия применяют стальные и иногда железобетонные рамы, при стальных фермах покрытия - стальные рамы, а при деревянных фермах и балках - деревянные рамы.

Несущие стальные конструкции прямоугольных фонарей включают: фонарные панели, фонарные фермы, панели торцов фонарей и связи. В зависимости от шага стропильных конструкций, типа ограждающего настила и высоты остекления фонаря в каталоге предусмотрено несколько типоразмеров указанных элементов.

На рис, 16.2 показаны схемы стальных конструкций прямоугольного фонаря при шаге стропил 6м с железобетонными плитами покрытия при высоте остекления 2 х 1250 мм.

Фонарные панели /рис. 16.2, а/ 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 /рис.16,2 б, в/ располагают 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.

Ограждения прямоугольного фонаря состоят из покрытия, бортовых элементов, остекленных поверхностей и торцовых стенок. Покрытие фонаря имеет ту же конструкцию, что и покрытие цеха /рис.16.3/. Карниз при покрытии из профилированного настила делают из стального швеллера или деревянных брусков, а при покрытии из

238

железобетонных плит - из асбестоцементных панелей. Покрытие

принимают с наружным водоотводом и уклоном 1,5% в не зависимости от уклона стропильных конструкций

Борты фонарей утепляют пенополистиролом, фибролитом или другими эффективным материалом; утеплитель прилегает к стальным листам фонарной панели. Снаружи утеплитель защищают асбестоцементным или стальным фартуком /рис. 16.3 а, б/. Торцевые стенки фонарей выполняют из профилированных настилов, стальных и асбестоцементных волнистых листов с утеплителем. Торцевые стенки целесообразно остеклять.

Остекленные поверхности прямоугольных фонарей состоят из стальных переплетов и заполнения. 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 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 клямерами.

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.

239

Рис.16.3. Конструктивные детали прямоугольных фонарей:

а – при покрытии из стального профилированного настила; б – при

покрытии из железобетонных плит; 1 – кровельная оцинкованная

сталь; 2 – швеллеры; 3 – профильный настил; 4 – фонарная ферма;

5 – фонарная панель; 6 – переплет; 7 – деревянные бруски;

8 – асбестоцемент или стальные волокнистые листы;

9 – противопожарная заглушка; 10 – железобетонная плита;

11 – асбестоцементная карнизная панель; 12 – крепежный анкер.

240

Р ис.16.4. Зенитные фонари из органического стекла:

а – точечного типа; б – панельный; 1 – плита покрытия; 2 – герметик;

3 – стальной стакан; 4 – двухслойный купол из оргстекла; 5 – колпачок; 6 – опорная деревянная рама; 7 – оцинкованная кровельная сталь;

8 – накладка из оргстекла.

241

Для ограждения глухих участков применяют железобетонные плиты или скорлупы, опирающиеся одним концом на верхний, а другим - на нижний пояс ферм. Шедовое покрытие может иметь также балочную конструкцию.

Весьма разнообразны конструкции зенитных фонарей. Их выполняют со светопропускающими элементами из органического стекла, стеклопластика, стеклопакетов, профильного стекла и стеклоблоков,

3енитные фонари с применением оргстекла подразделяют на точечные фонари с размерами светового проема 1200 х 1400 мм и панельные со световыми проемами 1400 х 6000 мм. Эти фонари состоят из металлического стакана, опорной деревянной рамы и светопропускающих элементов /рис.16.4 /. Стаканы выполняют из листовой стали толщиной 2-3 мм и крепят к железобетонным плитам покрытиям дюбелями. Боковые грани стаканов для повышения светоактивности фонарем делают наклонными и окрашивают в белый цвет. Опорные рамы, являющиеся основанием для светопропускающих элементов, изготовляют из антисептированной древесины.

Светопропускающие элементы делают из оргстекла толщиной 3-4 мм. Для лучшего самоочищения от пыли и снега и большей прочности им придают купольную форму. В панельных фонарях светопрозрачный колпак состоит 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 фонари можно устраивать из стеклопакетов.

Размеры двускатных фонарей в плане 3 х 3 м, а односкатных 1 х 1,5м. Основными элементами фонаря являются стеклопакеты, стальной стакан, нащельники и фартук /рис.16.5.а/.

Светопропускающее заполнение фонарей укладывают наклонно под углом 12° к плоскости покрытия. Стаканы изготовляют из холоднотянутых и прокатных профилей, а фартуки - из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм. Стаканы крепят к прогонам и настилу самонарезающими болтами. Соединяют стеклопакеты со стаканом

242

прижимными планками и болтами. Зазоры заделывают резиновыми уплотнителями.

Стыки между стеклопакетами нужно перекрывать алюминиевыми нащельниками. Снизу фонарей предусматривают стальную защитную сетку. Принципиально аналогичную конструкцию имеют зенитные фонари со светопрозрачным заполнением из профильного стекла.

Зенитные фонари из стеклоблоков целесообразно устраивать в зданиях с кондиционированными параметрами воздушной среды и в зданиях, располагаемых в малоснежных районах. Светопропускающие проемы в таких фонарях перекрывают стекложелезобетонными панелями.

Стекложелезобетонная панель состоит из монолитной рамы и стеклоблоков и имеет размеры 1480 х 5970 х 368 мм /рис.16.5, б/. В швы между блоками закладывают стержни диаметром 4 мм

Для повышения эксплуатационной надежности панелей торцы стеклоблоков покрывают мастикой, а в качестве крупного заполнителя бетона используют крошку крупностью 6-10 мм из базальта, гранита, известняка или мрамора. Толщину швов между блоками принимают не менее 20 мм.

На строительные конструкции панели укладывают свободно через стальные столики, а швы между панелями заделывают керамзитоизолом и прокладками из пороизола или гернита. Сверху стыки покрывают стеклотканью на мастике. Уклон панелей по скату должен быть не менее 1/I2. Панели поднимают над поверхностью кровли на 15-20 см, что облегчает очистку и способствует быстрому стоку воды.

Перспективными являются зенитные фонари из стеклопластиковых панелей /рис.16.5. в/. Панель размером 1744 х 6264 х 190 мм состоит из стальной рамы, монолитного двухслойного стеклопластика толщиной 50 мм и эффективного утеплителя, приклеенного к стенке рамы.

Такие панели опирают на железобетонные плиты покрытия и крепят к ним сваркой закладных элементов. Кровельный ковер заводят под напуски панелей и заделывают водоизоляционной мастикой.

Для заполнения проемов зенитных фонарей весьма эффективен светопрозрачный стеклопластик в виде волнистых листов. Такое ограждение обладает легкостью, достаточной прочностью и хорошими

243

Р ис.16.5. Зенитные фонари:

а – из стеклопакетов; б – из стеклоблоков; в – из стеклопластиковых панелей; г – из отдельных листов стеклопластика; 1 – прогон; 2 – профилированный настил; 3 – фартук; 4 – утеплитель; 5 – стакан фонаря; 6 – стеклопакет; 7 – резиновый уплотнитель; 8 – фольга; 9 – прижимной элемент; 10 – защитная сетка; 11 – мастика; 12 – нащельник; 13 – переплет; 14 – стеклоблок; 15 – уголок; 16 – опорный столик; 17 – стеклопластик; 18 – рама из швеллеров и уголков с ребрами; 19 – ребра через 0,5м; 20 – деревянная прокладка; 21 – крюк полосы; 22 – шуруп

244

Рис. 16.7. Незадуваемые аэрационные фонари.

а – световой фонарь с ветрозащитными панелями; б – фонарь КТИС;

в – фонарь ПСК-2; Г – фонарь Гипромеза; Д – фонарь Батурина;

(размеры на рис. в см.)

245

светотехническими качествами /равномерная, рассеянная освещенность, отсутствие бликов на рабочих плоскостях, малая инсоляция помещений/. Однако это ограждение имеет относительно невысокую огнестойкость и недостаточно стойко к атмосферным воздействиям.

Стеклопластиковые листы применяют в сочетании с волнистыми асбестоцементными, алюминиевыми или стальными кровельными листами. Ширина листов 900-1200, длина до 6000 и толщина 1,5-2,5 мм. Листы крепят к прогонам крюками, болтами или шурупами /рис.16.5,г/. Величина нахлестки в продольном направлении 150-200 мм, в поперечном - не менее ширины одной волны, Стыки листов герметизируют ленточными эластичными прокладками или мастикой.

Во избежание растрескивания листов при затяжке креплений между прогонами и листами предусматривают деревянные или пластмассовые прокладки. Стеклопластиковыми листами можно заполнять отдельные проемы или полностью все покрытие

Фонарные переплеты имеют большие размеры, значительный вес и располагают их высоко над уровнем пола.

Поэтому для их открытия предусматривают специальные устройства - механизмы рычажного типа с электрическим или ручным приводом и механизмы реечного типа / первые наиболее распространены/.

В зависимости от времени года и условий аэрации механизм можно установить на угол открывания в 25, 50 и 70⁰ . Отдельные переплеты можно открывать вручную.