Зенитные (световые) фонари

Низкий уровень инсоляции — недостаток зданий общей площадью в сотни, тысячи квадратных метров. Световой поток, проникающий в зал, цех, склад через фасадное остекление бывает недостаточным для нормальной работы персонала в дневное время. Проблему решают проектированием, изготовлением и установкой зенитных фонарей, интегрируемых в проемы кровли строения.

Зенитный фонарь — инженерная конструкция, устанавливаемая на внешнем горизонтальном ограждении, предназначенная для освещения естественным светом, проветривания, дымоудаления.

Важно: Согласно ГОСТ Р 54850-2011, противопожарные зенитные фонари состоят из опорного стакана, опирающегося на края проема, и светопрозрачного заполнения.

В дополнительной инсоляции (до 50%), аэрации нуждаются объекты:

• бассейны, спортзалы, стадионы;
• склады, заводские цеха, гаражи;
• промышленные здания компаний;
• лаборатории;
• зимние сады, веранды;
• крупные торговые центры — гипермаркеты, супермаркеты, моллы;
• общественные здания — архивы, библиотеки.

Виды зенитных фонарей

В зависимости от задач, геометрических размеров, площади фонарные композиции изготавливают:

• точечными;
• ленточными.

Точечные

В первом случае показатели ширины и длины не превышают 1,5х1,5 — 2.0х2.0 м, поскольку такой тип конструкции устанавливают над конкретным участком нижерасположенного помещения, нуждающегося в дополнительном освещении:

• рабочее место;
• путь эвакуации при пожаре, ЧП;
• сложная аппаратура;
• тонкая работа, связанная с точными манипуляциями, использованием измерительных приборов, специального инструмента;
• витрины с товаром и т.п.

Точечные зенитные конструкции одинаково эффективно работают на плоских, наклонных кровлях. Выбор вариантов светопрозрачного остекления — плоские, купольные, пирамидальные, геометрия — прямоугольная, квадратная, круглая.

Ленточные

Габариты ленточных изделий — от 1 до 6 м ширины, до 20 м длины. Общая площадь вертикального освещения не должна превышать 15% поверхности кровли. В продольном сечении фонари имеют прямоугольную, овальную форму, светопрозрачные вставки — плоские односкатные, двухскатные, пирамидальные (с 4 скатами), купольные с радиусными арками (арочные).

Вытянутые в длину конструкции располагают вдоль конька двускатной кровли, по скатам между фермами, кровельными пролетами (поперек или вдоль пролетов).

По назначению зенитные фонари бывают:

• световыми;
• аэрационными;
• противопожарными;
• комбинированными (светоаэрационные модификации).

Первый вариант предназначен для свободного проникновения естественного света внутрь здания. Прозрачное остекление — чаще всего глухое. Достоинства — простая конструкция, невысокая цена. Противопожарные зенитные фонари нужны для, освещения, вентиляции, удаления дыма, отвода нагретого воздуха. Назначение светоаэрационного аналога:

• естественное освещение жилых комнат, офисов, рабочих мест, лабораторий, залов и т.п.;
• защита от осадков, УФ-лучей;
• проветривание, т.е. поступление свежего воздуха;
• удаление нагретого воздуха с частицами пыли, копоти, агрессивными веществами, едкими запахами;
• удаление дыма, продуктов горения во время пожара или рабочего процесса (металлургия, сборка металлических конструкций, изготовление пластмасс и т.п.);
• дополнительная функция — доступ к кровле через люк в фонаре.

Таблица. Варианты материалов и креплений для конструктивных решений по зенитному фонарю.

Конструкция зенитных фонарей, материалы

Согласно ГОСТ Р 54850-2011 светопрозрачная вставка в кровле состоит из нескольких элементов:

• каркаса (стакана, рамы) высотой 30-35 см;
• светопрозрачного заполнения;
• утеплителя (опционально);
• герметизирующих материалов (герметиков, монтажной пены, резиновых, силиконовых уплотнителей);
• механизмов открывания;
• силовых приводов (электродвигателей, пневматики).

Стакан

Каркас — сборная или сварная рама из листового металла (стали, алюминия), пластика или дерева (фанеры), пропитанного огнеупорными составами, устанавливаемая на первом этапе монтажа. Отличие алюминия, используемого для строительства каркаса, от деревянных, пластиковых аналогов — более широкий перечень положительных свойств:

• холодный, теплый профиль с разными теплоизолирующими свойствами;
• прочность;
• долговечность (обеспечивает службу в течение 50-70 лет);
• возможность применения продукции для других целей после повторной переработки (остекление балконов, лоджий, мансардных окон и других сооружений);
• малого веса (по сравнению со сталью);
• быстрой установки;
• огнестойкости, высокой температуре плавления — до 600 С (противопожарные зенитные фонари);
• простоты обработки, ремонта;
• устойчивости к влаге, солнечным лучам.

Стакан оснащают элементами для фиксации к проему в крыше на несущие балки или перекрытие при установке прозрачного козырька, например, проушинами, кронштейнами. Опору в местах соприкосновения с кровлей изолируют утеплителями, битумными покрытиями.

Заполнение

Светопрозрачные части изготавливают из:

• листового стекла с твердой эмиссионной поверхностью толщиной 4-6 мм;
• закаленного, термоупрочненного стекла;
• триплекса;
• монолитного, сотового поликарбоната;
• прозрачных акрилатов.

В качестве прозрачного заполнения рамной области также используют однокамерные стеклопакеты с улучшенной способностью удерживать тепло.

Силикаты

Требования к листовому стеклу изложены в ГОСТ 111-2001, среди которых:

• соблюдение равномерности толщин листов;
• отсутствие трещин, сколов, пузырьков;
• возможность окрашивания в массе, тонировки полимерными пленками и т.п.

Преимущества стандартного силиката перед органическими аналогами — в устойчивости к абразивам, более низкой цене.

Закаленное, термоупрочненное стекло

Один из способов повысить прочность прозрачных материалов — производственная закалка в печах-автоклавах. Стеклянные полотна нагревают до 650-680 С, затем резко охлаждают воздухом с двух сторон. Получившаяся разница напряжений между наружными и внутренними слоями стекла придает материалу высокую прочность, способность выдерживать большие ударные нагрузки, удерживать пламя в течение 15-30 минут. Технические условия производства — в ГОСТ 30698-2000.

Недостаток — невозможность механической обработки после закаливания. Снятие фасок, сверление, разрезы, вырезы делают до отправки заготовок в печь. При разрушении закаленный лист “рассыпается” на сотни небольших осколков размером до 3 см2 с тупыми краями, которые не травмируют человека.

Термоупрочненное стекло — модификация закаленного: после нагрева и охлаждения повышается прочность, но при разбитии стекло ведет себя как обычный силикат. Использование — противопожарные зенитные фонари, офисные перегородки, двери, входные группы, раздвижные двери, панорамное остекление.

Триплекс

Триплекс — общее название многослойных стекол, получаемых прессованием при нагреве. Для изготовления используют два и более листов стандартного силиката, закаленного стекла в любой комбинации, в том числе — с разной толщиной. В качестве адгезива применяют фотоотверждающие жидкие полимеры или полимерные пленки с клейкими сторонами. Многослойный материал не осыпается после разбития — осколки удерживает клей. Прочность — в 6-10 раз выше, чем у стандартного оконного стекла. Виды многослойного материала, назначение, условия производства содержит российский ГОСТ Р 51136-98. Минус — в сложности производства.

Органическое стекло

В случаях, когда функции алюминиевых светоаэрационных фонарей не связаны с дымоудалением или удалением нагретого воздуха, светопрозрачное заполнение изготавливают из органических материалов:

• сотового поликарбоната;
• монолитного поликарбоната;
• прозрачных акрилатов.

Полимеры обладают различными преимуществами, из основных:

• малый вес (в несколько раз меньший, чем все модификации стекла);
• низкая цена;
• способность удерживать воздействие осадков (дождя, снега);
• высокая светопроницаемость (до 93-95%);
• механическая прочность;
• устойчивость к влаге;
• позволяет менять геометрию под нагрузкой или после термической обработки;
• простота обработки ручным инструментом.

Из наиболее заметных “минусов”:

• горючесть, способность выделять едкий дым, вредные продукты горения;
• низкая устойчивость к механическим повреждениям — царапинам, сколам.

Механизация

При изготовлении прозрачного заполнения для аэрационных, комбинированных модификаций вентиляционных, световых, противопожарных фонарей используют системы фурнитуры для получения открывающихся люков или створок распашного типа. Створки открывают вручную или одним из приводов:

• пневматическим;
• электрическим.

Автоматические приводы управляются удаленно нажатием на кнопку включения механизма или интегрируются в общую систему пожарной безопасности, регулирования состояния воздуха внутри помещения.

При задымлении, недостаточном уровне кислорода, превышении содержания углекислого газа повышении температуры выше нормы датчики подают сигнал управления устройству, которому необходимо открыть отдельные створки или люки для удаления дыма или проветривания помещения.

1. Колпак вершины пирамиды 2. Профиль полукруглый 3. Декоративная крышка наклонного ригеля 4. Профиль терморазрыва 5. Внешний уплотнитель 6. Внутренний уплотнитель 7. Профиль стойки 8. Винт + декоративная шайба 9. Прижимная планка 10. Стеклопакет

Монтаж зенитного фонаря

Монтажом современных прозрачных конструкций на кровле дома вправе заниматься организации, получившие лицензии МЧС, профильных ведомств. Особенности установки связаны с требованиями соблюдать правила пожарной безопасности, работой на высоте, в том числе — на наклонных скатах кровли. Пошаговое описание монтажных работ для точечной конструкции выглядит так:

• Составление проекта по замерам (определение максимально точных параметров -функция замерщика).
• Подготовка проема — очистка от грязи, пыли, остатков утеплителя, гидроизоляции и т.п.
• Фиксация поперечных, продольных стенок, сборка опорного стакана.
• Укладка утеплителя, герметизация стыков кровли и алюминиевой рамы.
• Монтаж специалистами каркаса для светопрозрачного заполнения, установка стекла, стеклопакетов должен проводиться с уплотнителями после утепления. При необходимости используется строительное оборудование (обустройство фонарей нестандартных форм, размеров).
• Фиксация вставок прижимными элементами (штапиками).
• Монтаж механизмов открывания, замков — осуществляется на финальной стадии.