Светопрозрачные конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности, а так же жизнедеятельности человека. Из общего объема информации человек получает через зрительный канал около 80%. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Нерациональное освещение может, кроме того, являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывает полную потерю ориентировки. При неудовлетворительном освещении, кроме того, снижается производительность труда и ухудшается самочувствие людей. Человек проводит в помещениях и на работе большую часть своего времени. Вот почему необходимо выполнять все требования к освещению производственных и жилых помещений.

Современные окна и элементы фасадного остекления -- это высокотехнологичные строительные изделия, обеспечивающие выполнение широкого спектра архитектурно-композиционных и конструктивных задач и интегрируемые с системами автоматического управления микроклиматом здания, противопожарной безопасности и антикриминальной защиты.

Разработка конструктивных узлов и деталей современных оконных конструкций на стадии архитектурно-строительного проектирования требует от проектировщика не только традицион-ных общестроительных знаний, но и принципиально нового понимания возможностей и требований современных технологий в области производства светопрозрачных конструкций

1. Светопрозрачные конструкции

Светопрозрамчные (светопропускающие) конструкции относятся к группе ограждающих конструкций. Предназначены для обеспечения теплоизоляции, необходимой естественной освещённости и возможности визуального контакта с окружающей средой.

Светопрозрачная конструкция может быть отдельно стоящим самостоятельным сооружением, примыкающим к зданию или элементом здания. Светопропускающие конструкции зданий классифицируются на наружные - ограждающие и внутренние.

Наружные ограждающие конструкции (наружные ограждения) образуют замкнутую оболочку, отделяющую внутреннее пространство от окружающей среды.

К наружным светопрозрачным ограждающим конструкциям относятся: окна и остеклённые двери (входные и балконные);светопрозрачные фасады;зимние сады; витражи и витрины; зенитные фонари и элементы остекления крыш; атриумы; навесы; остекление балконов и лоджий; теплицы; остекление лифтовых шахт.

Внутренние ограждающие конструкции (внутренние ограждения) предназначены для разделения внутреннего пространства здания на отдельные самостоятельные объёмы (помещения).

Внутренние светопрозрачные ограждающие конструкции предназначены для образования внутренних объёмов здания, воспринимаемых зрительно как единое целое, но разделённых при этом функционально на несколько частей. Кроме того, внутренние светопрозрачные ограждения применяются для освещения естественным светом путей эвакуации и подсобных помещений в случаях, когда планировочное решение не позволяет их прямого примыкания к наружным стенам со светопроёмами, или наружных светопроёмов недостаточно (например длинный коридор многоэтажного административного здания может быть освещен одним наружным окном в торце и по бокам за счёт окон, через которые проникает вторичный естественный свет из примыкающих комнат).

К внутренним светопрозрачным ограждающим конструкциям относятся: внутренние окна в стенах, устраиваемые для естественного освещения путей эвакуации или подсобных помещений; остеклённые внутренние двери; остеклённые внутренние перегородки; элементы междуэтажных перекрытий и лестничных площадок.

Естественное освещение производственных и жилых помещений может осуществляться светом неба или прямым солнечным светом через световые прорезы (окна) во внешних стенах или через фонари (аэрационные, зенитные), что установленные на кровлях производственных зданий. Естественное освещение помещений обеспечивается через вертикальные и горизонтальные проемы в стенах и покрытиях. Путем расчета естественной освещенности помещений, а также по СНиПам определяют размеры окон и их расположение. Так, для жилых зданий площадь окон должна быть в пределах от 1/8 до 1/5 от площади пола помещения.

В зависимости от назначения здания, требований технологического процесса и т.д. могут быть примененные такие виды естественного освещения:

1. Боковое одностороннее или двустороннее, когда световые отверстия (окна) находятся в одной или в двух внешних стенах.

2. Верхнее, когда световые отверстия (фонари) находятся в верхнем перекрытии здания.

3. Комбинированное, когда применяется одновременно боковое и верхнее освещения.

2. Светопрозрачные конструкции используемые при боковом освещении

Конструктивные решения окон. Окна являются основными вертикальными конструкциями для обеспечения естественной освещенности помещений. Конструкции остекления являются, кроме того, важным элементом, влияющим как на внешний облик здания, так и на интерьер помещений. Необходимым требованием, которому должны удовлетворять окна, являются их теплозащитные свойства, что позволяет избежать потерь теплоты и обеспечить звукоизоляцию помещений. Оконные блоки состоят из оконных коробок, остекленных переплетов и подоконных досок. Оконные блоки снабжаются оконными приборами - петли навески, задвижки (шпингалеты), ручки, форточные завертки, приборы для открывания фрамуг и др. Оконные проемы могут быть заполнены несколькими оконными блоками в различных комбинациях, в том числе совместно с балконной дверью. Зазоры между блоками конопатят и зашивают досками с обеих сторон. Друг с другом блоки скрепляют болтами. При больших проемах между отдельными блоками вставляют сквозные деревянные брусья (ветровые импосты), которые воспринимают ветровую нагрузку от блоков и передают ее на стены.

3. Классификация окон

светопрозрачный конструкция окно витраж

По материалу конструкций окон их делят на :деревянные, металлические, железобетонные и пластмассовые.

По способу открывания и конструктивному решению окна делятся на : створчатые (одно-, двух-, трехстворчатые), глухие, раздвижные, верхне-подвесные, нижне-подвесные, жалюзийные и др..

По числу стекол окна бывают: с одинарным, двойным и тройным остеклением. Окна с одинарным остеклением применяют в южных районах и неотапливаемых зданиях. Для районов с умеренным климатом для гражданских зданий применяют окна с двойным остеклением с воздушной прослойкой между стеклами. В районах с суровым климатом делают окна с тройным остеклением.

4. Типы переплетов

Переплеты подразделяют на деревянные, металлические и железобетонные. Деревянные переплеты рекомендуется применять в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом. В настоящее время деревянные переплеты изготовляют в виде блоков, состоящих из коробок и створок (одинзрных или спаренных).

При открывании створок наружу блоки не имеют наплава (рис. 95, а, в, г), при открывании внутрь -- имеют (рис. 95, б, д). Номинальные размеры оконных блоков: ширина 1461, 2966, 4490, 1445, 2693 и 2943 мм; высота 1164, 1764, 1182 и 1782 мм.

Блоки устанавливают в один или несколько ярусов, и через 3 м по ширине проема предусматривают деревянные импосты, необходимые для восприятия ветровых усилий. При высоте проема более 7,2 м между ярусами блоков устанавливают деревянные ригели, являющиеся дополнительными элементами жесткости заполнения. Крепят оконные блоки к откосам, перемычкам, ригелям и импостам гвоздями или ершами, стыки конопатят паклей и закрывают нащельниками.

Деревянные переплеты нетрудоёмкий в изготовлении, имеют небольшой вес, но они возгораемы, подвергаются короблению и загниванию и по сравнению с другими переплетами менее прочны и светоактивны.

Стальные переплеты применяют в зданиях повышенной капитальности, в горячих цехах, з также в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом и с повышенной влажностью воздуха. Переплеты эти имеют несколько типоразмеров (рис. 96, з) и изготовляют их из специальных прокатных профилей.

Номинальные размеры стальных переплетов: ширина 1395 и 1860 мм, высота 1176 и 2352 мм. Стальные переплеты обладают достаточной прочностью и хорошей светоактивностью, но они подвергаются коррозии.

В настоящее время все больше применяют пластиковые и металлопластиковые окна, которые в отличие от деревянных не загнивают и не рассыхаются, долговечны, не требуют регулярной окраски и имеют эстетичный вид. Сварные конструкции оконных рам изготавливают на основе многокамерных профилей (полых внутри) из ПХВ. Эти окна можно применять в мокрой и коррозирующей среде, они длительное время сохраняют свои физико-механические свойства, выдерживают температуру в пределах +45 С, не требуют окраски; цвет рам одинаковый по всей толщине профиля.

Конструктивные решения витражей. В практике все большее распространение получают витражи. Они могут быть с одинарным, двойным и тройным остеклением. Витражи и витрины могут заменять целую стену и объединяться в ленточные горизонтальные и вертикальные полосы. Витражи бывают встроенными и приставными. Наружное остекление может быть вертикальным и наклонным (не более 10-15% от вертикали). Витрины и витражи из металлических или деревянных конструкций можно выполнять на месте строительства из заранее нарезанных отдельных элементов каркаса и переплетов или собирать из изготовленных коробок и рам переплетов.

Теплозащитные качества витражей обеспечивают устройством воздушных прослоек между двойным или тройным остеклением, а также применением стеклопакетов. Благодаря своей конструкции и использованию стеклопакетов окна не нуждаются в трудоемкой разборке. Их внутренние плоскости не надо очищать от пыли и грязи. Внутреннее пространство окон полностью герметично и не подвержено воздействию внешней среды. Использованием одно- и двухкамерных вакуумных стеклопакетов различной конфигурации с возможностью заполнения их инертным газом (аргоном), с применением отечественного и импортного стекла, низкоэмиссионного теплого стекла, стекла триплекс, защитных пленок разной толщины и класса защиты добиваются максимальной тепло- и звукозащиты. Стекла могут быть разные: зеркальные, тонированные, с цветовыми оттенками, декорированные различными цветовыми рамками, более теплые, более прохладные и т.д. От качества стекла, из которого изготовлены стеклопакеты, зависит защита от ультрафиолетового и инфракрасного излучения.

6. Светопрозрачные конструкции используемые при верхнем освещении

Фонари. 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.

В трапециевидных фонарях остекление расположено под углом 70-800 к горизонту. 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 450 к горизонту. Их проектируют только с глухими переплетами

М-образные светоаэрационные фонари устраивают как с вертикальным, так и с наклонным остеклением. Применяют их в зданиях, где требуется интенсивный воздухообмен.

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.

Основным недостатком рассмотренных фонарей является накопление снега рядом с ними, т.е. образование, так называемых, «снеговых мешков» на кровле здания. В этом смысле более совершенной является конструкция зенитного фонаря.

Рис.1.Фонари надстроечного типа:1- треугольный; 2 - прямоугольный; 3 - трапециевидный; 4 - М-образный; 5 - шедовый

Рис. 2. Общий вид фонаря с кровлей по стальному профилированному настилу

7. Световоды

Световод представляет собой закрытое устройство для направленной передачи света. Свет, попадающий на торец световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счёт полного внутреннего отражения от боковых поверхностей. Использование световодов позволяет значительно уменьшить потери световой энергии при её передаче на расстояния, а также использовать криволинейные трассы. Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой.

Системы полых трубчатых световодов состоят из трех основных узлов: светопринимающий, транс-портирующий свет и свето-распределяющий (светорассеивающий). Светоприемное устройство в виде прозрачного акрилового купола располагается вне здания, на крыше или фасаде, в его конструкцию входит специальный оптический элемент принимающий прямой поток от солнца и диффузный свет небесной полусферы и перенаправляющий их внутрь световода, работая одновременно рефрактором для северного бокового света и рефлектором для южного прямого света.

Список источников информации

1 .ДБН. Державні будівельні норми України. Природне і штучне освітлення. - Київ, 2006.

2. СНиП 23-05-95. ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

4 .Н.И. Дятков. Промышленные здания и и их конструктивные элементы. - М.: Архитектура-С, 2006.

5. Мешков В.В. Основы светотехники. - М.: Энергия, 1973.

6. http://bankpatentov.ru/node/390898

7. http://www.lendesproekt.ru/blog/stat/stat60/stat77.htm

8. http://stroy-spravka.ru/fonari-promyshlennykh-zdanii

Размещено на Allbest.ru