Зенитные фонари: расчёт, монтаж, ремонт

Человек чувствует себя комфортнее при дневном свете. Поэтому в домах для дополнительного естественного освещения применяется остекление стен с использованием множества нестандартных стеклопакетов. Но бывают случаи, когда конструкция здания не позволяет установить окна больших размеров. Вот тогда отличным выходом является установка на крыше зенитных фонарей.

Что такое зенитные фонари, для чего и где они используются

Зенитный или световой купол (эркер) относится к необычным архитектурным решениям. Его название связано с тем, что через такую конструкцию можно наблюдать солнце в зените. Дизайнерские зенитные фонари помогают удлинять световой день в доме и значительно экономить электроэнергию. Эти конструкции сейчас активно используются не только при создании промышленных зданий, но и в зарубежном частном строительстве. Ведь они также становятся оригинальным декоративным элементом, выгодно выделяющим строение на фоне других построек.

В России многие владельцы частных домов либо не знают об этих конструкциях, либо не доверяют им. Есть заблуждение, что зимой такой фонарь покрывается снегом и становится бесполезным, но это не так. Зенитный фонарь выступает над поверхностью крыши минимум на 30–60 см, поэтому снег с него хорошо сдувается. Также этому способствует его наклонная или сферическая поверхность.

Зенитные фонари изготавливаются разных форм и размеров, исходя из габаритов здания и требуемого уровня его освещения

Область применения прозрачных конструкций:

• производственные помещения;
• склады;
• торговые центры;
• развлекательные и спортивные сооружения;
• частное домостроение.

Зенитные фонари устанавливаются на крышах как промышленных зданий, торговых и развлекательных заведений, так и частных домов

Для изготовления зенитных фонарей используются прочные материалы и ударостойкое стекло. Хотя их установка довольно сложна и проводится только профессионалами, но популярность среди владельцев частных домов тоже растёт. Это объясняется рядом преимуществ:

• увеличивают естественное освещение помещения, что актуально в короткие зимние дни, позволяют экономить электроэнергию;
• украшают здание;
• прочны и долговечны;
• обладают высоким уровнем безопасности (защита от проникновения извне);
• на них не скапливается снег (в отличие от мансардных окон, выполняющих похожие функции);
• герметичность конструкции предотвращает образование конденсата;
• воздушная прослойка между слоями купола обеспечивает тепло- и звукоизоляцию.

Алюминиевый каркас позволяет возвести достаточно большой по размеру зенитный фонарь на крыше частного дома

Основание зенитных фонарей, примыкающее к крыше, делается любой формы. Для остекления купола используются стеклопакеты или одинарные стёкла. Обычно такие конструкции делаются глухими, но для обеспечения вентиляции снабжаются специальными приспособлениями.

Зенитные фонари устанавливаются на всех видах крыш и отлично вписываются в разные архитектурные ансамбли.

Требования к конструкции

Зенитный фонарь — это купол, прикреплённый к основанию. Нижняя часть конструкции врезается под кровельный пирог и монтируется на основание крыши. Общая схема устройства зенитного фонаря включает в себя:

• основание;
• раму — устанавливается в проём крыши, имеет окантовку из пластикового или алюминиевого профиля;
• прозрачное покрытие — пропускает свет (стекло, обычный или ячеистый поликарбонат, акрил, полиэфирные плиты);
• устройства открывания/закрывания — глухой фонарь используется только для освещения помещения, а открывающиеся обеспечивают ещё и вентиляцию; способ открывания фонаря бывает ручным или электроприводным.

Удобнее использовать зенитный фонарь с автоматическим открыванием и закрыванием люков

Исследования показали, что для человека эффективнее и комфортнее потолочный свет, идущий сквозь зенитные фонари, чем боковой, поступающий через окна. Но такие элементы важно правильно разместить, и тогда они обеспечат равномерную освещённость всего помещения или отдельной его зоны. При определении места установки зенитных фонарей и их размеров необходимо учитывать особенности вентиляционной и противопожарной системы в здании.

Для человека естественнее воспринимается дневной свет, поступающий сверху здания, а не сбоку

Разновидности зенитных фонарей

Главное в зенитном фонаре — его форма. Он изготавливается в виде призмы, пирамиды, купола, кристалла и т. д. Форма влияет и на внешний вид конструкции, и на её светопропускную способность. Если боковые стенки поднять выше, то в помещение будет попадать больше света в утренние и вечерние часы. А куполообразная конструкция окажется более устойчивой к снеговым и ветровым нагрузкам.

Форма зенитного фонаря может быть разной: всё зависит от дизайна здания и требований к данному устройству

Можно изготовить зенитный фонарь практически любой формы, но если стандартные модели прошли испытания в конкретном климате, то при создании экспериментальных вариантов не всегда есть возможность точно рассчитать нагрузку, которую способна выдержать конструкция.

Зенитные фонари могут быть глухими или с открывающимися люками, что позволяет осуществлять дымоотведение и вентиляцию в здании

По типу конструкции зенитный фонарь бывает:

• точечным;
• ленточным (длинные полосы);
• панельным (короткие полосы).

По функциональным возможностям фонари подразделяются на:

• противопожарные;
• осветительные;
• вентиляционные;
• декоративные;
• комбинированные.

Дополнительно существует разделение на глухие и открывающиеся модели.

Автоматический фонарь дымоудаления

Основная функция зенитного фонаря дымоудаления — быстрое устранение дыма из помещения с автоматическим проветриванием. Такие конструкции оснащаются электрическим или пневматическим приводом. Последний вариант используется в промышленных зданиях. Чтобы такая система работала надёжно и обеспечивала безопасность помещения, её расчёт и установку должны проводить специалисты.

Зенитный фонарь дымоудаления может открываться при срабатывании датчиков задымления, а для проветривания он открывается периодически при помощи отдельного включателя

Принцип работы простой: к системе управления фонарём подключается температурный датчик и датчики задымления. Когда они срабатывают, включается система пожаротушения, автоматически открываются люки, дым удаляется.

Автоматическое открытие зенитного фонаря дымоудаления может спасти жизнь тем, кто оказался внутри здания в этот момент

По ГОСТ Р 53301–2009 на открывание фонаря дымоудаления отводится не более 90 секунд с момента срабатывания системы пожаротушения, а сам фонарь должен открываться минимум на 90 градусов.

У большинства современных моделей открытие происходит за 5–7 секунд, а угол открывания доходит до 172 градусов. В дополнение к этому есть возможность принудительного открывания при помощи кнопки или запуска программы периодического автопроветривания помещения.

Глухая конструкция фонаря

Зенитный фонарь глухой конструкции не принимает участия в вентиляции помещения, поэтому устанавливается только там, где есть другие проветривающие системы. Наличие качественного стеклопакета «триплекс» с тройным стеклом обеспечивает высокую надёжность, защиту от негативного воздействия солнечных лучей, хорошую тепло- и звукоизоляцию.

Глухой зенитный фонарь состоит из наружной створки, подрамника и основания

Для фильтрации солнечных лучей можно установить специальный прозрачный экран. Лучи через него проходят, поэтому в комнате сохраняется комфортная температура. Крепится экран изнутри помещения, работает от солнечной энергии, а управляется дистанционно. Для смягчения поступающего света и для декорирования помещения изнутри подвешиваются шторы-плиссе.

Прозрачные экраны пропускают солнечный свет, как через сито, что позволяет сохранять в помещении комфортную температуру

Ленточные зенитные фонари

Ленточный зенитный фонарь (или «световая полоса») используется на больших зданиях. Длина таких конструкций достигает нескольких десятков метров, поэтому они отлично освещают помещение днём.

Ленточные зенитные фонари устанавливаются на крышах большой протяженности и снабжаются вентиляционными люками

Основные их преимущества:

• высокая светопропускная способность за счёт своих размеров;
• делаются как глухими, так и с вентиляцией;
• аккуратный внешний вид.

Устанавливаются на разное кровельное покрытие. Монтируются как вдоль, так и поперёк конька: всё зависит от размеров и конструкции крыши.

Точечный фонарь

Точечные зенитные фонари монтируются на крышах, уклон которых не превышает 25 градусов, используются не только для освещения, но и для вентиляции. Большой выбор всевозможных конструкций позволяет подобрать вариант для любого типа крыши и на любой вкус.

Точечные зенитные фонари могут быть глухими или с открывающейся створкой

Плюсы точечного фонаря:

• практичность, удобство при монтаже;
• экономия денежных затрат;
• повышение противопожарной безопасности здания, обеспечение быстрого проветривания;
• устойчивость к воздействию ветра, осадков и солнечных лучей.

Видео: крупный зенитный фонарь на крыше здания

Правила расчёта размера и пропускной способности зенитного фонаря

Большое значение при выборе модели фонаря имеет конструкция крыши. Если, например, она скатная остроугольная, то установить многоугольный купол не получится. И придётся остановиться на плоском варианте.

Необходимо правильно рассчитать размеры светового фонаря: слишком маленькая конструкция не будет выполнять своего назначения, а большая ослабит конструкцию крыши.

Ещё нужно определиться с количеством фонарей (сколько из них будет открывающихся) и продумать их расположение на крыше. Для равномерной освещённости помещения специалисты рекомендуют лучше устанавливать несколько точечных зенитных фонарей небольшого размера, чем одну массивную конструкцию.

Монтировать точечные зенитные фонари удобнее всего на плоских крышах

Правильно провести расчёт сможет только специалист. Но есть специальные онлайн-программы, при помощи которых, зная все необходимые параметры, можно выполнить расчёты самостоятельно. Чтобы правильно определить величину проёма, который неопасно сделать в перекрытии, надо учесть размер плиты, материал перекрытия, размещение рёбер жёсткости и другие факторы. Не стоит использовать готовые чертежи зенитных фонарей без учёта типа перекрытия на конкретном здании. Некоторые фирмы делают проекты без выезда на место проведения работ, но лучше им не доверять.

Лучше доверить расчёт зенитного фонаря профессионалу, но если есть достаточно навыков, то это можно сделать и самостоятельно

При самостоятельных расчётах необходимо учитывать нормативы:

• над поверхностью крыши купол должен выступать минимум на 30–60 см;
• площадь остекления может быть не менее 2 м 2 , а при использовании светопрозрачных полимеров — не более 10 м 2 ;
• угол наклона граней не может превышать 30 градусов (у высоких куполов — не более 15 градусов);
• если высота помещения меньше 7 м, то лучше устанавливать точные фонари; для более высоких помещений используются ленточные конструкции;
• между куполами с полимерными стёклами должно быть не менее 3 м, а если они большие, то не менее 4,5 м;
• для обслуживания зенитного фонаря вокруг него оставляется свободное место: 1 метр со всех сторон;
• при покрытии фонаря стеклом допускается его максимальный прогиб не более 1/200, а если устанавливаются стеклопакеты, то не более 1/500;
• если поверхность купола криволинейная, то внутреннее стекло не должно быть тоньше 2,5 мм, а наружное — 4 мм;
• опорный стакан (основание) должен быть такого размера, чтобы две его стороны обязательно опирались на несущую конструкцию крыши.

Для расчёта площади проёмов используется следующая формула: 100 S_ф/S_п = (e_н K_з η_ф) /(τ_о r_ф K_ф), где:

• S_ф — площадь световых проёмов, м²;
• S_п — площадь пола помещения, м²;
• e_н — нормированное значение коэффициента естественного освещения, %;
• K_з — коэффициент запаса фонаря: он учитывает ухудшение светопропускной характеристики фонаря из-за загрязнения и старения поверхности;
• η_ф — световая характеристика фонаря;
• τ_о — общий коэффициент светопропускания проёма;
• r_ф — коэффициент, учитывающий увеличение естественного освещения за счёт отражения света от поверхностей помещения;
• K_ф — коэффициент, учитывающий свет, отражённый от поверхности фонаря.

Значения e_н, η_ф, τ_о, r_ф, K_ф берутся из таблиц, которые можно найти в специальной литературе.

Определив общую площадь световых проёмов, её делят на размер одного зенитного фонаря и получают необходимое количество. После этого фонари распределяют по поверхности крыши равномерно или в тех местах, где требуется максимальная освещённость. Для использования ленточной конструкции определяется её длина.

Из чего можно сделать зенитный фонарь своими руками

Для рамы зенитного фонаря используется алюминиевый/стальной профиль или клееный брус. Если у вас есть соответствующие навыки и необходимое оборудование, то сделать её можно своими руками. Для основания подходит и многокамерный термопрофиль, применяемый для создания металлопластиковых окон.

Чаще всего для изготовления фонаря применяется алюминий, так как он имеет небольшой вес и не подвергается коррозии. Главным его недостатком является высокая теплопроводность. Поэтому, чтобы исключить промерзание системы, монтируется термомост из полимерных материалов.

Застекление рамы проводится с помощью одно- или двухкамерного стеклопакета. В некоторых случаях ставятся обогреваемые стеклопакеты, закалённое стекло или листы поликарбоната.

Самостоятельно изготовить зенитный фонарь довольно сложно: нужны качественные материалы, подходящее оборудование и профессиональное умение

Фонарь из поликарбоната

Поликарбонат при небольшом весе является довольно прочным материалом, с ним легче работать. Он дешевле и доступнее стекла, поэтому часто используется для покрытия зенитных фонарей. Однако главный недостаток этого материала в том, что со временем его поверхность тускнеет, светопропускная способность снижается.

В последнее время поликарбонат всё чаще используется для остекления зенитных фонарей, так как он имеет меньший вес и более высокую прочность

Хотя теплоотдача у поликарбоната невысокая, но чтобы её ещё снизить, между листами пластика ставятся специальные прослойки или делается термопоглощающее тонирование.

Большие листы поликарбоната стелятся на каркас и крепятся к нему прижимными полосами

Видео: покрытие разбитого зенитного фонаря поликарбонатом

Фонарь из стекла

В таких конструкциях применяется закалённое стекло или стеклопакет из двух/трёх стёкол с прослойкой специальной изолирующей плёнки, уменьшающей теплоотдачу. Но обычно закалённое стекло устанавливается снаружи, а «триплекс» добавляется изнутри помещения.

Стеклянные зенитные фонари лучше попускают солнечный свет и выглядят красивее поликарбонатных конструкций

Плюсы стеклянного покрытия: дольше сохраняет прозрачность, при нагреве не расширяется, легко чистится. Минусы: для создания конструкций сложной формы применение стекла неудобно, а иногда и невозможно. Стеклянный зенитный фонарь имеет большой вес и обходится дороже, чем поликарбонатный.

Видео: пошаговая инструкция установки зенитного фонаря дымоудаления на плоскую крышу

Особенности монтажа

Если хочется сэкономить средства, есть свободное время, желание и навыки выполнения строительно-монтажных работ, то справиться с установкой зенитного фонаря можно своими силами. Ставится фонарь на крыше с жилым чердачным помещением или в случае, если чердака в доме нет.

Порядок выполнения работ будет следующим:

1. Подготовительные мероприятия — с кровли удаляется грязь и мусор, поверхность промывается. Лучше всего, чтобы установка зенитного фонаря выполнялась на стадии строительства дома, тогда вероятность повреждения крыши будет минимальной.
2. Установка основания (стакана) — основание устанавливается и закрепляется по краю подготовленного проёма. Обеспечивается тепло- и звукоизоляция вспененным полиэтиленом или битумной мастикой.
3. Крепление рамы — рама монтируется в подготовленное основание: в него встроены специальные крепления, надёжно соединяющие конструкцию в единую систему. Между основанием и рамой не допускаются щели, поэтому по периметру прокладывается специальный резиновый уплотнитель.

Во время установки рамы зенитного фонаря нельзя допускать смещения или перекоса направляющих элементов

От надёжности крепления стекла к профилю будет зависеть целостность всей конструкции

• механический — крепится штанга необходимой длины, соединяющаяся с ручкой фонаря;
• электрический — привод управляется дистанционно, подключается к электросети или имеет автономный источник питания.

Для открывания зенитного фонаря удобно использовать электрический или пневматический привод

Если же планируется устанавливать ленточный или большой точечный зенитный фонарь, то лучше пригласить специалистов, так как вес таких конструкций большой, самостоятельно справиться с их монтажом не получится.

Монтаж большого зенитного фонаря требует профессионального умения

Видео: остекление зенитного фонаря большого размера

Ремонт прозрачных установок на крыше

На зенитный фонарь постоянно воздействуют солнечные лучи, дождь, ветер и снег. Да и со временем изоляционные характеристики монтажной пены, герметиков, уплотнителей снижаются. Всё это приводит к уменьшению светопропускной способности и появлению протечек.

Для увеличения срока службы зенитных фонарей необходимо весной и осенью проводить осмотры. При выявлении неисправностей надо сразу их устранять.

Во время осмотра конструкции оценивается состояние остекления, уплотнителей и работоспособность элементов открывания створки. Основные виды поломок зенитных фонарей и способы их устранения:

Снижение светопропускной способности — происходит из-за загрязнения стекла или от образования наледи и конденсата. Устраняется путём очистки поверхности водой или с применением специальных моющих средств.

Необходимо периодически чистить зенитные фонари, иначе их светопропускная способность уменьшается

При повреждении уплотнителей могут возникать протечки зенитного фонаря

При повреждении остекления проводится замена данного элемента и качественная гидроизоляция стыков

Видео: восстановление герметичности зенитного фонаря

В нашей стране в частных домах зенитные фонари используются редко. Но если правильно рассчитать и установить такую конструкцию, то это будет не только источник дополнительного дневного света в доме, но и эффективная система вентиляции и дымоудаления.

Зенитные фонари — виды, типы, конструкция и требования

Зенитные фонари представляют собой сложные архитектурные конструкции, которые обеспечивают естественное освещение и надежную вентиляцию в помещениях. Они монтируются на любой тип кровли и пропускают больше света, чем обычные окна.

Что такое зенитный фонарь

Зенитные фонари получили свое название из-за того, что они позволяют через прозрачную поверхность увидеть «зенит» солнца.

Зенитные фонари завоевали популярность и стали практичным решением в конструкции зданий и промышленных объектов. Они обладают уникальным дизайном и запоминающейся стилистикой, способной вписаться в архитектурную задумку любых сооружений.

В основе конструкции зенитных фонарей используются легкие алюминиевые профили со свето- прозрачными панелями. Что позволяет создавать проекты кровли по уникальным чертежам с купольными геометрическими формами и необычными углами наклона.

Назначение зенитного фонаря

Зенитный фонарь — это конструкция, представляющая собой установленный на опоре определённой высоты светопропускающий элемент той или иной формы.

Зенитные фонари часто используются при строительстве производственных цехов

Говоря простым языком, это окно в крыше. Функций данный элемент выполняет несколько:

• естественное освещение (основное предназначение);
• удаление загрязнённого воздуха (вытяжная вентиляция) либо, наоборот, проветривание (летом);
• удаление дыма.

Виды зенитных фонарей

Классифицировать фонари можно по целому ряду признаков.

Возможность распахивания створки

По данному признаку фонари делятся на:

1. Глухие. Открывать такой фонарь нельзя, так что он может выполнять только одну функцию — служить источником естественного освещения.
2. Открывающиеся. Как ясно из названия, створку можно открыть, обеспечив тем самым проветривание или дымоудаление.

Открывающийся зенитный фонарь обеспечивает выход на кровлю

Створка может открываться:

• вручную: при помощи подсоединённой к ней длинной штанги;
• при помощи электро- или пневмопривода.

Современные фонари с приводом комплектуются датчиками, благодаря которым проём автоматически закрывается при появлении осадков и открывается при обнаружении в помещении дыма или высокой температуры.

Существуют автоматически открывающиеся фонари с аккумуляторами — они не зависят от работоспособности электросети.

Форма фонаря в плане

Форма в плане может быть:

• круглой;
• прямоугольной;
• многоугольной.

Материал светопропускающего элемента

Используются различные виды стекла (обычное, триплекс и др.) и прозрачные полимеры — органическое стекло, поликарбонат, светопропускающая разновидность ПВХ, полиэфир и пр.

О преимуществах и недостатках наиболее часто применяемых материалов поговорим в разделе о проектировании.

Форма светопропускающего элемента

Применяются такие варианты:

• плоский элемент;
• двускатный;
• в виде пирамиды;
• криволинейный: в виде арки или купола.

Криволинейные элементы изготавливают преимущественно из полимеров. При этом пластик превращается в предварительно напряжённую конструкцию, в силу чего становится намного более прочным.

Пирамидальная конструкция при большом угле наклона граней менее подвержена ударам градин.

Пирамидальный зенитный фонарь хорошо переносит град и снегопады

Огнестойкость

Зенитные фонари, светопропускающие элементы которых изготовлены из оргстекла, стеклопластика и прочих полимерных материалов, можно применять:

• в зданиях I и II степеней огнестойкости;
• в помещениях категорий Г и Д, если используемые материалы покрытия относятся к группам НГ, Г1, Г2.

Для изготовления огнестойких (противопожарных) фонарей используется пожаростойкое стекло. При выборе такого изделия необходимо руководствоваться нормируемым пределом огнестойкости крыши. Устанавливаются огнестойкие зенитные фонари на торговых центрах, бассейнах, спортзалах, производственных цехах.

Предел огнестойкости нормируется по потере:

• несущей способности R;
• целостности E;
• теплоизолирующей способности I.

Производятся световые фонари со степенью огнестойкости REI 30, 45, 60 минут. Эти цифры означают, через какой временной промежуток конструкция перестанет служить противопожарной преградой.

Конструктивное исполнение

1. Точечными. По размерам напоминают обычное окно, предназначены для освещения небольшой зоны.
2. Ленточными. Имеют большую протяжённость и устанавливаются вдоль почти всей крыши. Применяются в больших постройках, таких как ангары, складские помещения, цеха промышленных предприятий, торговые павильоны.

Зенитные фонари ленточного типа используются для освещения больших производственных площадей

Материал рамы и контура опирания

Эти элементы могут изготавливаться:

• из стальных профилей;
• из алюминиевых профилей — более предпочтительный вариант, так как алюминий обладает коррозионной устойчивостью и очень мало весит;
• деревянные бруски (применяются в очень редких случаях).

Наличие светопроводящей шахты

Фонари с такими шахтами устанавливаются в помещения с подшивными (подвесными) потолками. Шахта — это короб с зеркальным покрытием изнутри, который проводится сквозь потолок.

Видео: зенитный фонарь из стеклопакетов

Чем отличается светопрозрачная конструкция купола от зенитного фонаря

Зенитные фонари от свето- прозрачных куполов отличаются тем, что они обеспечивают полную звукоизоляцию и способны выдерживать погодные осадки. При этом в самом помещении поддерживается постоянная температура, а прямые солнечные лучи, проходящие через прозрачные панели, не нагревают поверхности внутри.

Зенитные фонари, как и свето- прозрачные купола, обладают нестандартной архитектурной конструкцией и существенно улучшают внешний вид кровли. С их помощью достигается экономия электроэнергии. Солнечного света вполне достаточно для освещения десятков квадратных метров помещения. Если использовать зенитные фонари ленточного типа, то можно в дневное время полностью отказаться от искусственных источников освещения.

Купол из стекла более простая конструкция по сравнению с зенитным фонарем

Ключевое отличие от свето- прозрачных куполов заключается в наличии дополнительных приводов на фонарях, позволяющих с дистанционного управления открывать панели и элементы конструкции для естественной вентиляции помещения.

Горячий воздух поднимается и выходит через открытые створки, а внутрь попадает холодный поток свежего воздуха. Таким образом, удается добиться в помещении естественной циркуляции воздуха, и сэкономить денежные средства на реализацию системы вентиляции стандартного приточно-вытяжного типа.

Использование для вентиляции и удаления дыма из помещений

Зенитные фонари используют для проветривания помещения и даже для удаления дыма.

Остекление крыши на промышленных предприятиях и в торговых центрах чаще всего предусматривает именно такие задачи. Но это не является стандартом или правилом и рассматривается, как вспомогательная функция, которую можно использовать в частном доме.

В большинстве случаев люки для проветривания открываются с помощью электропривода, а иногда там предусмотрен датчик для автоматической регулировки. Для высоких помещений это чрезвычайно удобно – не приходится специально залезать на крышу, чтобы поднять створку, а потом лезть ещё раз, чтобы её закрыть.

Люк для проветривания в производственном цехе

Система дымоудаления на предприятии

Горячий (тёплый) воздух, поднимаясь вверх вместе с дымом, выходит через открытую створку потолочного окна в атмосферу, после чего створка закрывается оператором или автоматически. Такая функция, предусмотренная на крыше здания, позволяет обходиться без приточно-вытяжной вентиляционной системы, либо использовать такие агрегаты меньшей мощности.

Очень удобны зенитные фонари для дымоудаления с принудительной вентиляцией с точки зрения пожарной безопасности – во время пожара или выделяется угарный газ, опасный для жизни. Здесь понадобятся термодатчики, реагирующие на температуру и задымленность – они подают сигнал на электропривод и створки на крыше автоматически открываются для проветривания.

Кровельное окно изнутри

Модель с форточками

Конструкция зенитного фонаря

Устройство зенитного фонаря рассмотрим на следующем примере:

В данной конструкции роль светопропускающего элемента играет стеклопакет

Вот из каких деталей состоит модель со стеклопакетом в качестве светопропускающего элемента:

1. Стеклопакет.
2. Стакан или опорный контур.
3. Нащельник.
4. Прокладка уплотнительная из резины.
5. Болт.
6. Стальная предохранительная сетка (на случай если стекло разобьётся).
7. Уплотнитель.
8. Элемент прижимной.
9. Элемент упорный.
10. Мастика для герметизации.
11. Винт.
12. Фартук: препятствует попаданию воды в стык между стаканом и кровельным покрытием.
13. Гидроизолирующий рулонный материал.
14. Теплоизолятор.
15. Пароизоляционная плёнка.

На открывающихся фонарях дополнительно имеется механизм открывания.

В зенитных фонарях открывающегося типа присутствуют механизмы открывания

Преимущества и недостатки

Очевидно, что проделанные в стенах окна эффективно освещают только небольшую часть помещения у самой наружной стены. При этом они могут быть загорожены деревьями, близкорасположенными зданиями либо иметь северную ориентацию, что значительно сокращает поступление естественного света. Зенитные фонари работают гораздо более результативно, поскольку они:

1. Расставляются по всей площади помещения.
2. Обеспечивают максимальную освещённость независимо от ориентации по сторонам света и времени дня.
3. Ничем не могут быть загорожены в принципе. Единственное исключение — снег, но конструкция фонаря обеспечивает сдувание хлопьев даже при слабом ветре. Если же снежный покров всё-таки образовался, его легко можно растопить тепловой пушкой.

Освещение помещения естественным светом в достаточном количестве даёт два положительных эффекта:

1. Сокращаются энергозатраты на освещение искусственное, а значит экономятся средства.
2. Находящиеся в помещении люди меньше устают от искусственного освещения, которое, в отличие от естественного, всегда негативно влияет на глаза. Это положительно сказывается, во-первых, на их здоровье, а во-вторых — на производительности труда.

Фонари располагаются в самом верху, а ведь именно туда в результате конвекции устремляются тёплый отработанный воздух и горячий дым. Таким образом, можно значительно сократить мощность систем вентиляции и дымоудаления, а в ряде случаев — и вовсе без них обойтись.

Вместе с тем, после установки фонаря нужно быть готовым к некоторым нежелательным моментам:

1. На крыше появляется слабое место: светопропускающее покрытие может быть разбито крупным градом или тяжёлым предметом, упавшим во время урагана. Правда, на современном этапе применяются достаточно прочные материалы, способные выдержать подобные нагрузки (бронированное стекло и др.).
2. Увеличиваются теплопотери через крышу: даже самые энергосберегающие виды прозрачных материалов все равно имеют гораздо большую теплопроводность, чем толстый слой минеральной ваты или пенопласта, который находился бы на месте фонаря при его отсутствии.
3. За качественный и прочный фонарь придётся выложить значительную сумму.

Область применения

Зенитные фонари устанавливаются в коммерческих, общественных помещениях и на промышленных объектах. Их конструкция позволяет спроектировать незадымляемое и хорошо освещенное помещение.

Зенитные фонари регулярно устанавливаются на кровле:

• Производственных цехов с поточными линиями;
• Промышленных помещений;
• Складов ГСМ;
• Галерей;
• Торговых центров;
• Спортивно-развлекательных комплексов.

Особенности

Зенитные фонари используют в своей основе материалы, которые обеспечивают надежную и бесперебойную эксплуатацию.

Для зенитных фонарей характерны следующие особенности:

1. Стеклопакеты изготавливаются из многослойного закаленного стекла. Для постоянного доступа света дополнительно устанавливаются системы электро-обогрева и стекло-очистки.
2. Конструкция предусматривает двухуровневую систему отвода влаги. Это позволяет надежно эксплуатировать фонари при повышенной влажности и регулярном выпадении осадков.
3. В стеклопакетах используются уплотнители и герметики. Они выдерживают колебания температур в диапазоне от -55 до +90°C, и исключают вероятность обрушения стекол.
4. Свето- прозрачные панели выполнены по солнцезащитной технологии. Это обеспечивает свободный доступ света в помещения без нагрева и негативного солнечного излучения.

Проектирование зенитных фонарей и предъявляемые к ним требования

При проектировании фонарей следует руководствоваться требованиями документа МДС 31–8.2002 «Рекомендации по проектированию и устройству фонарей для естественного освещения помещений». Также разработан ряд документов, определяющих порядок фактических характеристик изделия. Например, ГОСТ Р 54850–211 «Окна мансардные и зенитные фонари. Методы определения сопротивления теплопередаче».

Если зенитный фонарь предполагается использовать для дымоудаления, то его размеры следует принимать с учётом требований СНиП 2.04.05–91*У «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Требования к светопропускающим материалам изложены в таких документах, как ГОСТ 111–2001 (стекло листовое), ГОСТ 24866–99 (одно- и двухкамерные клеёные стеклопакеты), ГОСТ 22160–76 (2-слойные купола из оргстекла), а также технических условиях (сотовый поликарбонат, волнистые листы прозрачного ПВХ и пр.).

Важнейшим этапом проектирования является выбор светопропускающего материала. Традиционное стекло сегодня по большинству технических характеристик проигрывает полимерам. Судите сами:

1. Коэффициент светопропускания у самых прозрачных видов силикатного стекла (листовое и закалённое строительное) составляет 0,85 – 0,87, тогда как у органического стекла этот же показатель составляет 0,9, у поликарбоната и ПВХ — по 0,85. Другие виды минерального стекла, как, например, защитное многослойное или энергосберегающее, имеют ещё более низкий показатель прозрачности — от 0,6 до 0,8.
2. Минеральное стекло весит больше пластика: его удельный вес составляет 2500 кг/куб. м, тогда как у полимеров — только 1200 – 1400 кг/куб. м.
3. Коэффициент теплопроводности минерального стекла составляет 0,76 Вт/м*С, в виде вакуумного стеклопакета — 0,5 Вт/м*С. У полимеров же этот показатель составляет всего 0,16 – 0,2 Вт/м*С.
4. Полимеры являются пластичными, а минеральное стекло — хрупким. При ударе обычное стекло рассыпается на несколько тяжёлых острых обломков, из-за чего под ним приходится устанавливать защитную сетку. Пластиковый же купол только треснет, а во многих случаях и останется целым, спружинив удар.

Но есть у стекла и важные преимущества:

1. Оно является негорючим и имеет высокую температуру плавления, в чём пластмассы ему сильно уступают: органическое стекло имеет класс горючести Г3 или Г4, поликарбонат и ПВХ — Г2 и Г3. Температура плавления у полимеров также относительно низкая.
2. Стекло намного меньше меняется в размерах при изменении температуры: его коэффициент линейного расширения составляет всего 8,5 1/С, тогда как у пластика этот показатель составляет 60 – 80 1/С.
3. Самое главное — стекло намного твёрже пластмассы, поэтому оно не истирается пылью и песком. Полимеры же из-за абразивного воздействия могут очень быстро исцарапаться и утратить при этом значительную часть прозрачности.

Зенитные фонари из стекла предпочтительнее использовать для промышленных зданий

Если в качестве прозрачного элемента решено использовать стекло, то конструкция проектируемого фонаря должна обеспечивать его опирание по всему периметру.

Приведём основные требования, излагаемые в МДС 31–8.2002:

1. Стакан должен иметь высоту не менее 30 см — тогда фонарь не будет закрываться накопившимся на крыше снегом.
2. Минимальный угол наклона светопропускающих элементов относительно горизонтальной плоскости составляет 12 градусов.
3. Стакан можно делать с наклонными стенками, но при этом они могут отклоняться от вертикали не более, чем на 30 градусов.

Стакан фонаря можно изготавливать из таких материалов:

• тонколистовая сталь;
• холодногнутые стальные профили;
• алюминиевые листы и профили;
• стеклопластик;
• асбестоцементные листы.

Рама или каркас, на который опирается светопропускающее полотно, изготавливаются из стальных либо алюминиевых профилей. Полотно крепится в раме при помощи нащельников (штапиков), прикручиваемых к раме саморезами.

Проектировщику необходимо также учесть и такие требования:

1. Крепление и уплотнение полотна нужно конструировать так, чтобы оно имело возможность свободно расширяться при изменении температуры.
2. Необходимо предусмотреть утепление стакана и защиту его от коррозии. Наиболее эффективными утеплителями являются жёсткие и полужёсткие плиты из минеральной ваты плотностью до 250 кг/куб. м (материал является негорючим) и пенополистирольные плиты марки ПСБ-С с наличием в составе антипиреновых добавок (класс горючести — Г1). Материал наклеивается при помощи горячебитумной мастики, обладающей теплостойкостью до 100 С.
3. Светопропускающий элемент устанавливается в раму на полимерном профилированном уплотнителе. Такие же уплотнители устанавливаются между отдельными фрагментами полотна, если оно является сборным. При необходимости щели дополнительно герметизируют вспененными полимерами (монтажная пена) и силиконовым герметиком для наружных работ.
4. Необходимо предусмотреть защиту всех полимерных уплотнителей от прямого воздействия солнечных лучей (ультрафиолет разрушает эти материалы) при помощи фартука или нащельников.
5. Материалом для фартука обычно служит оцинкованная сталь толщиной от 0,5 до 0,7 мм.
6. Если фонарь комплектуется светопроводящей шахтой (для помещений с подвесными потолками), то стенки этой шахты и стакан изнутри должны быть окрашены или облицованы материалом с коэффициентом отражения не ниже 0,85.
7. Защитная сетка под заполнением из минерального стекла должна выполняться из оцинкованной проволоки диаметром 2 мм и иметь размер ячейки 50х50 мм. Сетка вваривается в раму из арматуры или гнутого уголка, которая подвешивается на приваренных внутри стакана крюках. Если в остеклении со стороны помещения установлено защитное многослойное стекло либо оклеенное полимерной плёнкой, сетку устанавливать не нужно.

На неутеплённых кровлях, покрытых шифером или профнастилом, допускается устройство светопропускающего проёма путём замены листа покрытия или его фрагмента прозрачным листом из ПВХ такого же профиля. ПВХ-лист прикручивается так же, как и все остальные: в гребни волн вкручиваются саморезы или болты с уплотняющими шайбами.

Область применения фонарей со светопропускающим элементом из материала с классом горючести Г3 или Г4 ограничена:

• здание должно иметь степень огнестойкости I, II или III и класс пожарной опасности С0;
• помещение, над которым установлен фонарь, должно иметь категорию по пожарной опасности и взрывоопасности В4, Г или Д;
• кровля должна быть покрыта негорючим материалом или относящимся к группе горючести Г1, либо рубероидом с засыпкой гравием или крупной каменной крошкой;
• суммарная площадь фонарей не должна превышать 15% площади кровли.

Максимально допустимая площадь фонаря составляет:

• при удельном весе прозрачного заполнения до 10 кг/кв. м: 18 кв. м;
• при удельном весе от 10 до 20 кг/кв. м: 12 кв. м.

Из соображений пожарной безопасности определяется минимально допустимое расстояние в свету между фонарями:

• при площади 1-го фонаря от 6 до 18 кв. м: 6 м;
• при площади до 6 кв. м: 3 м.

Также в документе МДС 31–8.2002 приводятся формулы для расчёта требуемого сопротивления теплопередаче (раздел 3.5), при котором в данных климатических условиях на внутренних поверхностях фонаря не конденсируется влага, и необходимого сопротивления воздухопроницанию.

Источник https://orchardo.ru/39202-zenitnyie-fonari-dyimoudaleniya.html

Источник https://vladyka23.ru/stati/zenitnye-fonari-kak-al-ternativa-oknam-vidy-i-osobennosti-montazha.html

Источник