Зенитные фонари – явление в российской архитектуре сравнительно новое, хотя в Европе они распространены уже более полувека. Однако, как показывает практика эксплуатации определенного типа зданий (крупных производственных комплексов, торговых и спортивных залов, зимних садов, плоских кровель большой протяженности), их функциональное значение очень важно. С точки зрения эстетики кровля с зенитными фонарями также выигрывает по сравнению с типовыми плоскими кровлями.
Функции зенитных фонарей
Основная функция зенитного фонаря как конструктивного элемента кровли – эффективное освещение помещения естественным светом. Световая активность зенитных фонарей в 2-2,5 раза превышает световую активность вертикальных окон: поток света через крышу гораздо интенсивнее и равномернее.
Немаловажная функция фонарей – естественная вентиляция помещений без затрат электроэнергии. В основе этого процесса лежит простой принцип: теплый воздух поднимается наверх и выходит на улицу. Зенитные фонари с функцией вентиляции успешно предотвращают тепловой нагрев здания в летний период от солнечной радиации и попадание в помещение жесткого УФ-излучения при условии специального защитного покрытия (пленки).
И, наконец, эти фонари служат для предотвращения задымления помещений при пожаре при условии, что они правильно смонтированы и действуют как система. Специальный механизм фонаря позволяет в нужный момент отвести газы, образующиеся при горении.
Как известно, при пожаре 80 % людей погибают не от огня, а от отравления токсичным дымом. Основное назначение фонарей-клапанов дымоудаления: обеспечить естественный выход дыма через кровлю при пожаре или задымлении, предупредить гибель людей от удушья, увеличить время безопасной эвакуации и одновременно сохранить достаточную видимость для возможности спасения людей, сократить разрушительное воздействие огня и дыма на имущество и оборудование. Устройства срабатывают от ионизационных (или аналогичных) датчиков и приводятся в действие пневматическими домкратами при температуре в помещении выше 68, 93, 110, 143 и 185 °С. Функция быстрого и своевременного дымоудаления имеет большое значение, если в помещении находится дорогостоящее оборудование, которое при длительном задымлении просто выходит из строя.
Различают два типа зенитных фонарей: неоткрываемый (глухой) и открываемый. Некоторые модели открываемых фонарей можно использовать как для дымоудаления, так и для вентиляции помещений. Пневматическая система управления фонарями позволяет открывать их с уровня человеческого роста, поштучно или группами.
Дизайн и материалы
Стандартный дизайн куполов зенитных фонарей – слабовыпуклый, причем высота купола соотносится с общим размером фонаря. Эта форма «полусферы» предназначена главным образом для проектов, где аспект эстетики играет приоритетную роль.
Помимо круглых производят фонари квадратных, прямоугольных, треугольных или восьмигранных форм. Купол может быть также в форме пирамиды разных размеров и вариантов дизайна. Есть и особые зенитные фонари больших размеров – так называемые king size, – которые предназначены для установки в больших проемах кровли. Конструкция состоит из купола (светопрозрачной части) и несущей рамы (соединения между куполом и кровлей). Также общими элементами являются защитная сетка и механизмы открывания (для открывающихся конструкций).
В качестве светопропускающего материала могут использоваться силикатное стекло, ячеистый поликарбонат, монолитный акриловый или поликарбонатный лист, полиэфирные композиции, причем купол может состоять из нескольких слоев, быть прозрачным, матовым или тонированным в зависимости от требований к освещенности помещения. Наиболее широко распространены купола из поликарбоната и акриловые купола. Эта востребованность основана на оптимальном соотношении цены и параметров материала – прежде всего термической изоляции.
У поликарбоната самая высокая механическая прочность по сравнению с другими материалами. Ячеистый поликарбонат имеет низкий коэффициент проникновения тепла при малой массе. Поликарбонат может быть разных цветов и разной степени прозрачности. Он очень чувствителен к действию УФ-излучения, поэтому производители выпускают материалы с защитным покрытием.
Характерные черты акрила – высокая прозрачность и легкость формовки. Акриловые купола не так прочны, как поликарбонатные или полиэфирные, однако более стойкие, чем стекло. Акрил нечувствителен к УФ-лучам. Для обеспечения достаточной теплоизоляции купола делают из нескольких слоев: два, три и более.
У полиэфирных плит высокая механическая устойчивость, но они дороже акрила, к их свойствам относятся нечувствительность к действию УФ-излучения и многих химических факторов, а также наивысшая устойчивость к действию высокой температуры. Полиэфирные купола имеют, однако, небольшую прозрачность и неоднородный цвет. Для достижения надлежащей теплоизоляции необходимы несколько слоев.
Некоторые компании предлагают непрозрачные многослойные плиты конструкции «алюминий-изоляционный материал-алюминий». Непрозрачные, устойчивые к удару и УФ-лучам, их используют там, где не должно быть проникания света при высоких термоизоляционных свойствах.
К достоинствам стекла следует отнести высокую прозрачность, не меняющуюся с течением времени, химическую инертность, позволяющую применять различные чистящие средства, не менее высокую стойкость к абразивным воздействиям, дающую возможность стеклянным поверхностям сохранять безупречный внешний вид практически неограниченное время. Немаловажным качеством стекла, при использовании в крупных общественных зданиях и сооружениях, является то, что оно не горит и не выделяет ядовитых газов при нагреве.
Стекло как конструкционный материал обладает и рядом негативных особенностей. Оно непластично, проектировщики вынуждены идти на значительные (и дорогостоящие) ухищрения при создании сложных криволинейных поверхностей с его использованием. Стекло – хрупкий материал. Даже незначительная конструктивная ошибка способна вызвать разрушение стеклянной поверхности (или ее элементов), что может привести и к трагическим последствиям. Значительная масса стекла, требующая мощных несущих опор, низкие теплоизоляционные свойства, высокая стоимость значительно ограничивают его применение в качестве материала для изготовления зенитных фонарей.
Рама зенитного фонаря (основание, утепленный опорный контур или фланец) служит соединительным элементом между куполом зенитного фонаря и кровлей. Для производства рам используют ПВХ, сталь или алюминий.
С точки зрения механической устойчивости, прочности и простоты монтажа оптимальным вариантом является оцинкованная сталь. Конструкции из оцинкованной стали не теряют под воздействием атмосферных осадков своих прочностных и эстетических характеристик (нет ржавчины и коррозии).
Форма основания зависит от проекта, и может быть круглой, квадратной, прямоугольной или со специальной вытяжкой. В основании используют специальную систему крепления. Она гарантирует герметичность и легкость монтажа, при этом демонтировать ее чрезвычайно трудно.
Для обеспечения безопасности эксплуатации зенитных фонарей под стеклопакетами устанавливают металлические сетки с ячейкой 50х50 мм, изготавливаемые обычно из алюминированной стальной проволоки диаметром 2 мм. С этой же целью применяют армированный купол, который производят из высококачественного, устойчивого ко всякого рода воздействиям (в том числе к УФ-лучам) поликарбоната. Этот материал в 250 раз крепче стекла, практически не подвержен воздействию огня.
Монтаж зенитных фонарей
Конструктивное решение зенитных фонарей предусматривает возможность их устройства на любой кровле: мембранах, битумных покрытиях, монолитном железобетоне и профилированном стальном настиле.
Стенки опорных контуров утепляют эффективными теплоизоляционными материалами. Для более рационального распределения светового потока боковые грани опорных контуров могут быть наклонными. Внутренние поверхности опорных контуров покрывают материалами с высоким коэффициентом отражения (не менее 0,7). Высоту опорных контуров принимают с таким расчетом, чтобы остекление фонаря возвышалось над кровлей не менее чем на 300 мм.
Для обеспечения необходимой несущей способности, удобства монтажа и ремонтных работ при устройстве зенитных фонарей используют светопропускающие материалы площадью не более 2 кв. м. Толщину стекол в стеклопакетах определяют расчетом (но она должна быть не менее 6 мм). На опорный контур и несущие элементы фонаря светопропускающие материалы закрепляют по четырем сторонам через упругие прокладки. Стыки между стеклопакетами перекрывают нащельниками, которые одновременно являются элементами крепления остекления. Угол наклона остекления к горизонту принимают не менее 12°.
Теплотехнические характеристики зенитных фонарей должны исключать образование конденсата на внутренней поверхности конструкций и обеспечивать необходимые температурно-влажностные условия в помещениях.
Зенитные фонари можно располагать практически в любом месте крыши. Однако их расположение не может быть хаотичным и рассчитывается при проектировании в зависимости от их функциональной нагрузки. Перенасыщение площади кровли зенитными фонарями создает оптический дискомфорт, вызывает перегрев помещений летом и переохлаждение зимой. Излишнее количество зенитных фонарей также увеличивает стоимость строительства и расходы на эксплуатацию зданий. При разумном расчете и эффективном расположении эти конструкции прекрасно выполняют свои функции, за счет чего их востребованность в отечественном проектировании и строительстве быстро растет.
Обычно гарантия на зенитные фонари составляет два года, однако, как показывает практика, качественная и правильно подобранная конструкция работает в десятки раз дольше, не требуя больших затрат в эксплуатации.
«Эссманн ГмбХ»
Москва, Ленинский пр., 95а, оф. 400, 477
Тел.: (495) 744 0868
Моб.: +7 916 803 1757
Факс: (495) 937 5209
E-mail : Victor.Zhikhorev@essmann.ru
www.essmann.ru
ООО «РИКАДА Групп»
Москва, ул. Киевская 19, офис 422
Тел.: (495) 969 2420
Факс: (495) 243 7188
E — mail : info@rikada.ru
www.rukada.ru
«ТемпСтройСистема»
(495) 787 0341
www.tempstroy.ru