Значительное влияние на физико-технические качества окон и фонарей оказывает их светопропускающее заполнение. Важна при этом прочность элементов остекления. Инженерный метод расчета оптимальной толщины стекла в конструкциях окон и фонарей разработан ЦНИИПромзданий.
Толщину стекла в конструкциях окон и П-образных светоаэрационных фонарях определяют расчетом на нагрузки от ветра, а в конструкциях зенитных фонарей — на совместное воздействие нагрузок от ветра, снега и собственной массы. В последнем случае при учете воздействия ветрового отсоса расчет производят на большую комбинацию нагрузок — от ветра за вычетом массы стекла или от снега с учетом этой массы. В окнах и фонарях с многослойным остеклением рассчитывается только наружное стекло. При наличии предохранительной сетки под остеклением расчетную нагрузку можно снизить на 20%.
При совместном воздействии нагрузок от снега, ветра и массы стекла толщину стекла определяют по формуле
При совместном действии указанных нагрузок значение коэффициента га вычисляют по формуле
При применении листового стекла относительный прогиб элементов, на которые оно опирается, должен составлять для окон и светоаэрационных П-образных фонарей не более 1/150, а для зенитных фонарей — не более 1/200.
Расчет толщины стекла в конструкции стеклопакета представляет более сложную задачу, так как наличие замкнутых воздушных прослоек вызывает дополнительную нагрузку на стекло, которая представляет разность давления воздуха на стекло снаружи и изнутри прослойки.
Толщину стекла в стеклопакете определяют из условия суммарного воздействия нагрузок от ветра, снега, понижения температуры воздуха в прослойке и увеличения атмосферного давления. Суммарная расчетная нагрузка определяется по формуле
Нагрузки от снега и собственной массы стекла принимают только при расчете стеклопакетов в конструкциях зенитных фонарей. При этом допускается расчетную нагрузку от снега с учетом его таяния и сдувания с поверхности фонаря снижать на 30%. При расчете стеклопакетов площадью 5 м2 и более нагрузки qt и qат не учитывают. Приближенное значение толщины стекла и стеклопакета определяют по формуле
Вычисленное значение толщины стекла корректируют с учетом данных табл. 47. Максимальная площадь стеклопакетов, принимаемых в зенитных фонарях, не должна превышать 2,5 м2.
Скорректированные значения толщины стекла позволяют определить фактические расчетные нагрузки qt и qат по специальным номограммам и уточнить расчет.
Для унифицированных конструкций зенитных фонарей установлены оптимальные толщины стекол в стеклопакетах (табл. 48).
Для повышения прочности и безопасности остекления, особенно в зенитных фонарях, нередко применяют закаленные, упроченные, и многослойные стекла.
Прочность элементов профильного стекла, шарнирно опертых по краям, проверяют по формуле
На прогиб элементы профильного стекла проверяют по формуле
В конструкциях окон и зенитных фонарей все чаще используют эффективные стекла и изготовленные из них стеклопакеты, обладающие повышенными солнце- и теплозащитными свойствами, а также прочностью.
В США, ФРГ, Бельгии, Австрии и ряде других стран распространены специальные стекла с прозрачными металлическими и оксидно-металлическими покрытиями, придающими им способность селективно ограничивать поступление в помещение тепловых лучей солнечного спектра (солнцезащитные) или отражать в результате пониженной степени черноты поверхности длинноволновые тепловые лучи из помещения (теплоотражающие), тем самым снижая теплопотери через конструкцию окна или фонаря. Такие стекла наиболее рационально применять в стеклопакетах, располагая покрытие со стороны воздушной прослойки для защиты его от атмосферных и механических воздействий. При этом стекло с солнцезащитным покрытием используют в качестве наружного, а с теплоотражающим — в качестве внутреннего.
Наиболее эффектирны стекла, солнцезащитное действие которых основано на селективном снижении пропускания преимущественно в инфракрасной области спектра. Их эффективность оценивается отношением коэффициента светопропускания т к коэффициенту пропускания солнечной энергии Т0.
Эффективность солнцезащитного остекления в окнах и фонарях в зимних условиях эксплуатации можно оценивать коэффициентом, предложенным НИИСФ,
Повышенными теплоизоляционными свойствами обладают стеклопакеты, в которых герметичные прослойки между стеклами заполнены специальными газами или газовоздушными смесями. Так, использование углекислого газа повышает сопротивление теплопередаче двухслойного стеклопакета на 14%, а аргона — на 20%. Еще больший эффект может быть достигнут при одновременном применении теплоотражающих стекол и заполнении прослойки газом (табл. 49).
Для повышения звукоизолирующей способности в стеклопакетах используют стекла различной толщины, которые размещают на разном расстоянии друг от друга. Так, австрийская фирма «Лисец» изготовляет стеклопакеты, звукоизолирующая способность которых достигает 55 дБ, а сопротивление теплопередаче Ro = 0,91 м2*°С/Вт.
- Зенитные фонари
- Светоаэрационные фонари
- Беспереплетные конструкции окон
- Переплетные конструкции окон
- Светопрозрачные ограждения
- Технико-экономическая эффективность конструкции покрытий и кровель
- Методы восстановления эксплуатационных качеств покрытий и кровель
- Основы надежности и долговечности кровель
- Мастичные кровли
- Рулонные кровли