Проектирование системы верхнего освещения в современных зданиях – задача большой сложности; ее надо решать комплексно, c учетом климатических условий района строительства и особенностей технологического режима помещений.
Более всего отвечают этим задачам стеклоалюминиевые конструкции, особое место среди которых занимают светопрозрачные крыши. Они имеют следующие достоинства:
– за счет прозрачности форм подчеркивается легкость строений;
– улучшается естественное освещение зданий, соответственно появляется значительная экономия энергоресурсов;
– наиболее полно используется подкрышное пространство.
Алюминий является прекрасным материалом для светопрозрачных кровель. Это легкий, прочный и устойчивый к коррозии материал, не содержащий примесей тяжелых металлов и не выделяющий вредных веществ под воздействием ультрафиолетовых лучей. Алюминий сохраняет свои структурные свойства при перепадах температур и обладает высокой теплопроводностью. После обработки поверхности алюминиевых изделий, они становятся устойчивыми к вредным воздействиям, вызываемым дождями, снегом, а также смогом.
Как правило, особенно при сооружении крыш с большими пролетами, алюминиевые конструкции монтируются на несущий стальной каркас. При небольших пролетах возможно применение чисто алюминиевых конструкций. Все основные формы крыш уже изучены и изготовлены на практике, но для выполнения особо сложных узлов крыш порой приходится проектировать и изготавливать совершенно новые алюминиевые профили, тем самым расширяя возможности крышной системы. Резиновые уплотнения EPDM разработаны таким образом, что выдерживают нагрузку от стеклоизделий, а также и обеспечивают надежную герметизацию наружной поверхности крыши.
На профилях и на внутренних сторонах светопрозрачных элементов часто образуется конденсат. Для борьбы с этим явлением необходимо вентилировать стыки конструкции светопрозрачной крыши и обеспечивать дренаж образующейся влаги. При этом конструкция крыши должна оставаться герметичной, иметь возможность проветривать пространство вокруг каждого светопропускающего элемента. Это связано с особенностью "теплых" алюминиевых конструкций. Поле распределения температур (по мере проникновения тепла в глубь конструкции) показывает наличие холодных участков в зоне фальца стеклопакета, где может образовываться конденсат.
Современная стекольная индустрия позволяет решать широкий спектр проблем, связанных как с внешней формой остекления, так и с физическими характеристиками остекления крыш. Обычно для остекления крыш применяются однокамерные или двухкамерные стеклопакеты, нередким стало применение обогреваемых стеклопакетов.
Форма плоских стеклопакетов может быть практически любой, но все больше применяются изогнутые – цилиндрические и сферические стеклопакеты. Как правило, наружное стекло в стеклопакете выполняется из закаленного стекла, а внутреннее – ламинированное ("триплекс"). Стекло, используемое в составе стеклопакета, может быть не только прозрачным или тонированным, но и селективным (энергосберегающим), а для безопасности применяются также армированные стекла.
Совместное применение вышеуказанных типов стекол дает возможность соблюсти те требования, которые предъявлены к современной светопрозрачной конструкции и в особенности к крыше.
Наибольшее распространение получили следующие конструкции светопрозрачных крыш: зенитные фонари, мансардные окна, крыши зимних садов, крыши общественных помещений, музеев, дворцов, выставочных залов, остекленные галереи.
Зенитные фонари вследствие своей простоты, пожалуй, наиболее популярные конструкции. Они дают максимальную естественную освещенность помещения. Зенитные фонари могут быть как элементами, встроенными в кровли, так и перекрывать внутренние дворы (атриумы). Позволяют создать в сочетании с достаточным отоплением и вентиляцией благоприятный микроклимат и влажностный режим внутри помещений. Наличие открывающихся элементов дает возможность естественной вентиляции, дымоудаления как составной части автоматики пожаротушения. Форма основания зенитного фонаря может быть круглая, многогранная, квадратная.
Зенитные фонари используются для естественного освещения при строительстве как коттеджей, офисов, так и больших производственных помещений.
Их конструкция состоит из купола (светопропускающей части) и оклада (соединения между куполом и кровлей).
Купола зенитных фонарей изготавливаются из органических материалов – акрила и поликарбоната. Оба эти материала обеспечивают полную прозрачность и являются стойкими к различного рода атмосферным воздействиям. Обладая всеми оптическими свойствами стекла, они значительно прочнее последнего.
Оклады изготавливаются из полиэстера, заполненного внутри теплоизолирующей пеной. Геометрически правильная форма обеспечивает устойчивость зенитного фонаря, его прочное крепление и герметичность при соединении с кровлей.
Простота конструкции зенитного фонаря исключает сложности при сборке и последующей установке. А точное соответствие размеров купола и оклада в комбинации со специальным креплением гарантирует отличную герметичность конструкции и невозможность проникновения извне.
На сегодняшний день существуют два типа зенитных фонарей: стационарный (глухой) и открываемый. Причем снаружи открыть ни один, ни другой невозможно. Изнутри же их можно открывать либо вручную, либо используя автоматические системы управления. Эти системы выполняют сразу несколько функций. Во-первых, они могут просто открывать недоступные окна или зенитные фонари для естественной вентиляции. Во-вторых, они способны создавать оптимальный микроклимат: регулировать температурный режим, влажность, освещение и циркуляцию воздуха. А в-третьих, благодаря специальным датчикам, реагирующим на повышение температуры и дым, система автоматически откроет необходимые окна или зенитные фонари для проветривания.
