Фонари промышленных зданий реферат
Обновлено: 05.07.2024
В промышленных зданиях большой ширины и длины обеспечить нормативную освещенность через боковые светопроемы (в наружных стенах) не представляется возможным. Поэтому в таких зданиях предусматривают специальные проемы с остекленными надстройками в покрытии, которые называются фонарями. Если фонари служат не только для освещения, но и для проветривания помещения, то они называются светоаэрационными.
По очертанию фонари надстроечного типа подразделяют на прямоугольные, трапециевидные, треугольные, М-образные, шедовые (рис.1).
Прямоугольные фонари просты в устройстве и надежны в эксплуатации. Они имеют вертикально расположенные остекленные поверхности в связи, с чем менее подвержены загрязнению, инсоляции и более водонепроницаемы. Они удобны в очистке. Недостатком их является малая светоактивность: при одной и той же освещенности их площадь должна быть в 1,5 раза больше, нежели площадь фонарей с наклонным остеклением (рис.1б).
В трапециевидных фонарях остекление расположено под углом 70-80 0 к горизонту (рис.1в). Эти фонари отличаются хорошей светоактивностью. Но повышенная инсоляция, загрязняемость, а также протекание при открытых переплетах и сложное конструктивное решение ограничивают их использование.
В треугольных фонарях плоскость остекления располагается под углом 45 0 к горизонту. Их проектируют только с глухими переплетами (рис.1а).
М-образные светоаэрационные фонари устраивают как с вертикальным, так и с наклонным остеклением. Применяют их в зданиях, где требуется интенсивный воздухообмен (рис.1г).
Шедовые фонари имеют вертикальное остекление и наклонное покрытие. Они хорошо изолируют помещение от прямых солнечных лучей, создают рассеянное, равномерное освещение, но сложны в устройстве и менее экономичны по сравнению с вышеприведенными фонарями (рис.1д).
Рис. 1. Фонари надстроечного типа: а – треугольный;
б – прямоугольный; в – трапециевидный;
г – М–образный; д – шедовый
В этом смысле более совершенной является конструкция зенитного фонаря. Зенитные фонари имеют светопрозрачные поверхности в плоскости покрытия. Светопрозрачные ограждения устраивают из стеклоблоков, стеклопластика и органического стекла. Зенитные фонари высокосветоактивны (по сравнению с прямоугольными надстроечного типа фонарями требуют в 2 раза меньшую площадь); обеспечивают равномерную освещенность; имеют небольшой вес и хорошие эксплуатационные качества. К их недостаткам относят повышенную загрязняемость и заносимость снегом.
Фонари надстроечного типа проектируют незадуваемыми. Длина их составляет 84 -120 м. Расстояние от торца фонаря до наружной стены, а также между торцами фонарей не должно быть менее 6 м.
На рис. 2 приведен общий вид фонаря в стальном каркасе с кровлей по стальному профилированному настилу.
Размеры и количество фонарей определяют на основе светотехнического расчета.
Унифицированные светоаэрационные фонари прямоугольного типа имеют ширину 6 м для пролетов 12 и 18 м и ширину 12 м – для пролетов 24, 30 и 36 м. Номинальная высота остекления в них принята:
- при ширине фонаря 6 м – 1х1500; 1х1750; 2х1250 мм;
- при ширине фонаря 12 м – 1х1750; 2х1250; 2х1500 мм.
Для обеспечения равномерного освещения расстояние между осями смежных фонарей должно быть:
- при прямоугольных фонарях - ≤ 3,5 Нф;
- при других типах фонарей, в том числе и зенитных - ≤ 3,5 Нф, где Нф – расстояние от рабочей плоскости до низа остекления фонаря.
Под остеклением фонарей следует предусматривать защитные металлические сетки.
Новый сервис - Строительные калькуляторы online
Назначение и типы световых фонарей
В покрытиях зданий предусматривают специальные проемы с остекленными надстройками, называемыми световыми фонарями.
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.
Недостаток прямоугольных фонарей - относительно малая светоактивность.
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.
Недостаток зенитной конструкции фонарей - повышенная загрязняемост пылью.
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.
Несущие конструкции фонарей (за исключением зенитных) имеют вид 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.
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.
Номинальную высоту остекления принимают для фонарей шириной 6 м - 1500, 1750 и 2х1250 мм, а для фонарей шириной 12 м - 1750, 2х1250 и 2х1500 мм.
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.
В зависимости от высоты остекления высоту фонарных элементов принимают: при железобетонных плитах покрытия - 2720, 3430 и 3930 мм, при стальном профилированном настиле - 2635, 3345 и 3845 мм. (соответственно для высоты остекления 1750, 2х1250 или 2x1500 мм).
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.
Карниз при покрытии из профилированного настила делают из стального швеллера или деревянных брусков, а при покрытии из железобетонных плит - из асбестоцементных панелей.
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:
а – панель фонаря; б – фермы фонаря; в – панель торцов; г –переплет; 1 – ось узла стропильной фермы; 2 – панель; 3 – монорельс; 4 – резиновый профиль; 5 – таврик № 4,5; 6 - клямера
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.
Для ограждения глухих участков применяют железобетонные плиты или скорлупы, опирающиеся одним концом на верхний, а другим - на нижний пояс ферм.
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 1200x1400 мм и панельные со световыми проемами 1400x6000 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 изготовляют из холоднотянутых и прокатных профилей, а фартуки - из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм.
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.
Новый сервис - Строительные калькуляторы online
Фонари - специальные конструкции в покрытии зданий, способные пропускать внутрь помещений лучистую энергию видимой части солнечного спектра и предназначенные для естественного освещения и аэрации.
По назначению фонари классифицируют на световые, светоаэрационные и аэрационные.
Световые фонари призваны обеспечивать естественное освещение помещений в соответствии с требованиями производственно-технологического процесса и условиями зрительной работы людей, а аэрационные - воздухообмен в соответствии с требованиями к микроклимату помещений. Световые фонари могут быть использованы для аэрационных целей, если в них предусмотреть открывающиеся переплеты, отверстия и т.п.
Световые – зенитные - фонари (рис. 1) позволяют равномерно и активно освещать естественным светом расположенные под ними помещения. Светопроницаемые купола устанавливаются над отверстиями в плитах покрытия; своды – над отверстием, образованным пропуском плиты.
Фонари состоят из стального стакана трапециевидного сечения, установленного над отверстием в покрытии; деревянной опорной рамы, заведенной в верхнюю часть стакана, и светопроницаемого ограждения в виде двуслойных куполов или сводов.
Рис. 1. Зенитный фонарь:
а – купольный (разрез и вид сверху)
Cветоаэрационные фонари(рис. 2)предназначены для устройства продольных фонарей с вертикальным остеклением, устраиваемых в утепленных и неутепленных покрытиях промышленных зданий пролетами от 18 до 36 м с рулонной кровлей при любых типовых несущих конструкциях (стальных или железобетонных) и любом уклоне кровли.
Конструкции фонарей состоят из несущих и ограждающих элементов и связей. Несущими элементами фонарей являются поперечные фонарные фермы, фонарные панели и панели торца.
Рис. 2. Светоарационный фонарь
По форме профиля, конструктивной схеме и характеру поступления естественного света световые и светоаэрационные фонари можно разделить на: прямоугольные, трапециевидные, треугольные, М-образные; шедовые и зенитные (рис. 3). Каждый из этих типов фонарей обладает определенной светоактивностью, удобством в эксплуатации и конструктивными особенностями.
Так, трапециевидные, треугольные и зенитные фонари обладают высокой светоактивностью, но не исключают значительной инсоляции, в них усложняется устройство открывающихся переплетов, они подвержены загрязняемости. М-образные фонари имеют хорошие аэрационные качества, а шедовые, при ориентации на северную часть небосвода, защищают помещения от прямых солнечных лучей. Прямоугольные фонари, благодаря вертикальному остеклению, отличаются незначительной инсоляцией и загрязняемостью. По сравнению с фонарями с наклонным остеклением они конструктивно более просты и надежны в эксплуатации. В них несложно устройство открывающихся переплетов.
Зенитные фонари по сравнению с прямоугольными обладают значительно большей световой активностью, обеспечивают равномерное освещение рабочих мест. Их конструкции имеют небольшой вес, обеспечивают более надежную теплозащиту. Они более удобны в эксплуатации, на них значительно меньшая вероятность образования снеговых мешков в зимний период. Зенитные фонари могут выполнять и аэрационные функции.
Рис. 3. Основные типы световых и светоаэрационных фонарей:
а - прямоугольные; б, в - трапециевидные; г - треугольные; д - М-образные; е -шедовые; ж - зенитные (панельный и точечный)
Аэрационные фонари (рис. 4)устраивают в производственных зданиях с большими выделениями тепла и пыли источниками, равномерно расположенными по площади помещения. При неравномерном расположении источников используют аэрационные шахты.
Они предусмотрены для покрытий с шагом стропильных ферм 12 м, перекрытых стальными щитами шириной 3 и 0,75 м. Основными элементами конструкции являются фонарные панели и фонарные фермы. Фонари имеют П-образное сечение. Они располагаются по середине пролетов вдоль конька, а в двухпролетных зданиях – и вдоль среднего ряда колонн.
Рис. 4. Аэрационный фонарь
Светопропускающие ограждения фонарей выполняют одно-, двух-, трех- и даже четырехслойными, что определяется теплотехническими условиями, исключающими появление конденсата на внутренних поверхностях стекол в холодное время года. Фонари с одинарным остеклением имеют место в зданиях с пониженными требованиями к температурному режиму, в районах с теплым климатом, а также в промышленных зданиях, в которых производственные процессы связаны с большим выделением теплоты. В зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом фонари выполняют в основном с двойным остеклением. В зданиях, где требуется соблюдение постоянной температуры и влажности воздуха, а также возводимых в районах с температурами ниже —30 °С, фонари остекляют в 3 - 4 слоя.
Алматы 2021
Световые фонари предназначаются для естественного освещения помещений и устраиваются только после тщательной проверки невозможности добиться нормальной освещенности рабочих мест при помощи бокового освещения через оконные проемы, поскольку сооружение фонарной надстройки усложняет устройство покрытия и увеличивает стоимость здания.
Фонари по своему назначению подразделяются на световые, аэрационные и светоаэрационные.
Аэрационные фонари находят применение во многих промышленных зданиях и особенно в горячих цехах. Преимуществом аэрации являются сравнительно небольшие затраты на строительство и эксплуатацию по сравнению с затратами на сооружение и эксплуатацию механической вентиляции.
Аэрация зданий в большинстве случаев осуществляется за счет притока воздуха через проемы в нижней части наружных стен и вытяжки через аэрационные фонари.
Светоаэрационные фонари устраиваются для целей освещения и аэрации одновременно.
Все виды фонарей по расположению на кровле подразделяются на продольные и поперечные; вследствие сложности устройства и эксплуатационных неудобств поперечные фонари почти не применяются.
Продольные фонари бывают различного профиля: треугольные, А-образные, трапециевидные, прямоугольные, М-образные и др.
В последнее время в практике промышленного строительства в основном для целей освещения начали применяться специальные фонари и светопроницаемые устройства из прозрачных светопроницаемых пластиков (стеклопластики, оргстекло, поливинилхлорид, полистирол и др.).
Применение пластмасс для устройства верхнего освещения имеет преимущество перед стеклом благодаря их большей прочности, меньшему удельному весу и способности пропускать ультрафиолетовые лучи.
Светопропускная способность пластмасс (за исключением оргстекла) несколько ниже обычного стекла. Коэффициент светопропускаемости стекла — 0,9, а стеклопластиков — 0,85, оргстекла — 0,92, полиамидных и полиэтиленовых пленок — 0,80—0,85. Однако возможность устройства больших по размеру проемов и исключение затемняющего влияния переплетов полностью компенсирует потери из-за меньшей светопроницаемости пластмасс.
Пластмассы применяются для устройства зенитных фонарей, выполняемых в плоскости покрытия, для устройства специальных панелей, а также для волнистых светопроницаемых листов по типу асбестоцементных.
Читайте также: