Современные строительные нормы и правила предъявляют высокие требования к микроклимату в помещениях зданий и сооружений. Уровень освещенности, температура, влажность, скорость движения воздуха и другие характеристики микроклимата имеют важное значение для жизнедеятельности людей и существенно влияют на производительность труда.
Светопрозрачные конструкции являются важным фактором в решении вопросов объемно-планировочного решения зданий и формировании микроклимата в помещениях. В настоящее время имеется много новых видов конструкций верхнего света - зенитных фонарей, которые позволяют рационально решать проблему устройства естественного освещения и вентиляции помещений зданий различного назначения, имеющих большую протяженность по длине и ширине.
Кроме того, вентиляционные проемы фонарей могут использоваться также для дымоудаления в случае пожара. Техническая целесообразность и экономическая эффективность зенитных фонарей в значительной степени зависят от правильного их применения и учета специфических свойств. Да и с точки зрения эстетики кровля с зенитными фонарями значительно выигрывает по сравнению с типовыми плоскими кровлями.
Основная функция зенитного фонаря как конструктивного элемента кровли - эффективное освещение помещения естественным светом. Светопропускание зенитных фонарей в 2-2,5 раза превышает светопропускание 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 через открытые створки. Открывание створок осуществляется вручную или с помощью электроприводов. Зенитные фонари с функцией вентиляции успешно предотвращают тепловой нагрев здания в летний период от солнечной радиации и попадание в помещение жесткого ультрафиолетового излучения. Из-за этой функции такие зенитные фонари называются светоаэрационными.
И, наконец, эти фонари служат для предотвращения задымления помещений при пожаре при условии, что они правильно смонтированы и действуют как система.
Как известно, при пожаре до 80% людей погибают не от огня, а от отравления токсичным дымом. Основное назначение фонарей-люков 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 несущие конструкции, имущество и оборудование.
Устройства дымоудаления срабатывают автоматически от специального датчика, входящего в комплектацию фонаря или от датчиков системы пожарной сигнализации, либо приводятся в действие вручную с пожарного щитка. Открывание происходит с помощью сжатого газа пневматическими цилиндрами или реечного электропривода.
Различают два типа зенитных фонарей: неоткрываемые (глухие) и открываемые. Открываемые фонари можно использовать как для дымоудаления, так и для вентиляции помещений.
Конструктивно, в зависимости от размеров, зенитные фонари могут быть точечными (световые купола) или протяженными ленточными (световые полосы).
Стандартная форма куполов точечных зенитных фонарей - слабовыпуклая, причем высота купола соотносится с общим размером фонаря. Основание (элемент соединения между куполом и кровлей) таких фонарей, как правило, имеет форму квадрата, прямоугольника или окружности. Размеры точечных фонарей обычно не превышают 3 м.
Купола ленточных фонарей, длина которых, в принципе, ограничивается лишь длиной здания, могут быть плоскими, двускатными или арочными. Наиболее выгодной формой купола является арка, т.к. арочная конструкция имеет ряд преимуществ: низкая стоимость, отсутствие коньковой части, выше несущая способность.
В качестве светопропускающего материала фонарей могут использоваться силикатное стекло, сотовый поликарбонат, монолитный акриловый или поликарбонатный лист, полиэфирные композиции. 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 характеристик материала - прежде всего, низкой теплопроводности.
У поликарбоната самая высокая механическая прочность и гибкость, что позволяет использовать его в арочных конструкциях. Сотовый поликарбонат имеет низкий коэффициент теплопроводности при малой массе, обладает хорошими светорасеивающими свойствами и является травмобезопасным материалом.
Достоинствами стекла являются высокая прозрачность, не меняющаяся с течением времени, химическая инертность, высокая стойкость к абразивным воздействиям, дающая 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.
Применение зенитных фонарей в современных зданиях и сооружениях уже доказало свою эффективность по многим параметрам - это снижение затрат на освещение, отопление и вентиляцию объекта, а также продление предела огнестойкости несущих конструкций и снижение потерь имущества во время пожара.
