СТРОИТЕЛИ - строителна техника, материали, технологии, инструментигодина IV, брой 1, февруари 2007

Покривни осветителни куполи

Покривни осветителни куполи

В строителството, както във всички останали сфери на производството, стремежът за осъвместяване на функции в един елемент или продукт е водещ. Затова, през последните години, към традиционните функции на покрива - топлоизолация, хидроизолация и естетика, се добавя още една - оптимално използване на естествената светлина. Чрез системите за покривно осветление този елемент на сградата вече изцяло се вписва в определението “пета фасада”.

текст инж. Вера Ангелова

Системите за осветление през покрива увеличават драстично своята популярност в последно време и това се дължи основно на тяхната фунционалност. На този етап, по-широко приложение има покривното осветление за скатни покриви, но и при плоските се разработват много системи, осигуряващи рационално разпределение на светлината в помещенията, добра осветеност и естетичен външен вид на сградата.
Светлината, проникваща през покривните осветителни системи, се разпространява много по равномерно в помещението и създава значително по-малки възможности за нерационално осветяване (замъгляване, засенчване). Друго неоспоримо тяхно предимство е, че независимо от големината си не нарушават личното спокойствие на обитателите, за разлика от вертикалните елементи.

Какво представляват осветителните куполи?
Осветителните куполи обикновено са относително малки по размери, в сравнение с покривите, на които се разполагат (най-малките куполи са с размери 400х400mm или 600х600mm) и най-често не се използват самостоятелно, както покривните прозорци, а се разполагат в куполни групи. Те са предназначени основно за осветяване на сгради с плосък покрив, като наклонът му се ограничава до 15о при нормални експлоатационни условия. Затова основните им области на приложение са промишлените производствени и складови сгради, популярните напоследък офис сгради тип “хамбар”, спортните зали и съоръжения. Поради приятния им външен вид все по-често се използват в административни и публични сгради, хотели, както самостоятелно, така и в комбинация с покривни градини.
Осветителните куполи осигуряват до 30% повече светлина в помещенията, в сравнение с вертикално остъкляване със същата площ. По този начин може да се намали до голяма степен или премахне изцяло нуждата от изкуствено осветление. Това разбира се е сериозна икономия на средства, особено в офис сградите, където осветлението често е включено по повече от осем часа на ден. При използване на естествената слънчева светлина отпада и риска от неподходящ избор за осветителни уреди.
На пръв поглед куполните осетителни системи могат да изглеждат скъпи за изграждане, но вложените се средства се възвръщат от спестените разходи за електроенергия само за няколко години.
Всеки осветителен купол се състои от две основни части - светлопропусклив елемент и постамент, върху който той се монтира. Светлопропускивият елемент има куполна форма може да бъде произведен от различни материали. Най-широко разпространеният при традиционните прозоречни елементи - стъклото, обаче не е между тях. Когато имаме плосък покрив приложената сила от природните стихии е по-голяма и то се оказва неподходящ материл, заради големите рискове от счупване. Перпочитани са леките полимерни материали. Те позволяват лесна изработка на куполни форми и проявяват необходимата изръжливост при проливен дъжд, буря или градушка. Най-често използваните материали са PVC, акрилни или поликарбонатни плоскости и основна причина за този избор са механичните показатели. При акрилните материали якостта при натисково натоварване е до 10 пъти по-голяма тази на стъклото, а при поликарбонатите стойността е до 200 пъти по-голяма.
Предлагат се и многокомпонентни решения, например с основна част от високоякостно фибростъкло и предпазно покритие от много тънък слой PVC. Независимо дали основен материал или повърхностен слой, полимерите обикновено са допълнително обработени за обезпечаване на по-добра устойчивост на ултравиолетово лъчение и стареене.
Куполите се предлагат се в различни цветове, както прозрачни, така и матирани или бронзови, давайки широко поле за действие на архитекта и интериорния дизайнер.
Броят на прозрачните слоеве също може да бъде различен, най-често между един и три, разделени с въздушни прослойки. По-големият брой слоеве гарантира по-добра топлоизолация и енергийна ефективност, но съответно намалява в известна степен количеството проникваща светлина. Многослойни куполи се използват често и заради по-добрата им шумопоглъщаша способност, дори когато топлоизолациията не е водещата тема, какъвто е случаят при нискотемпературните промишлени сгради.
Постаментите на оветителните куполи се изработват от алуминий или поливинилхлорид и имат най-често квадратна или правоъгълна форма. Алуминиевите са идеални, когато не е предвиден строителен отвор с кант при проектирането и изпълнението на покрива. Много фирми предлагат и специални постаменти за строителни отвори с размери, несъответстващи на тези на купола.
Постаментите се предлагат в два варианта - с или без топлоизолация. При избора на куполи с фабрична изолация на постамента е особено важно да се провери здравината и абсолютната водонепропускливост на връзките при изработване. Това обикновено са заваръчни шевове при алуминиевите рамки или термично залепване при полимерите. Проблем в тази област би означавала рязко влошаване на топлотехническите характеристики на изолационният материал.
Височината на постаментите варира от 150 до 300mm и те служат главно за поддържане на купола, осигуряване на сигурност и водонепропускливост. Допълнителна тяхна функция понякога е и естественото вентилиране.

Функционални особености
От векове куполът е добре позната и често експлоатирана архитектурна форма. Причината за това е, че той много добре съчетава в себе си естетика и функционалност. Както е известно тази форма има оптималното отношение затворен обем към повърхнина. Това, в комбинация с приятната заоблена форма, създава усещане за комфорт и простор в помещението. Това усещане се допълва и от чувството за сигурност, защото, както е известно, куполната форма много добре разпределя и предава натоварвания.
Поради удобното си разположение, покривните куполи също така създават добри възможности за проветряване на помещенията, димоотвеждане в случай на пожар и лесен излаз на покрива.
Покривните осветителни куполи могат да бъдат класифицирани според различни показатели, но от функционална гледна точка се разделят на отваряеми и неотваряеми, и също на вентилирани и невентилирани. По правило, отваряемите осигуряват вентилация, но в случая се има предвид вентилация при затворено положение. Поради разнообразието на модели и функции, които съчетават, избора на осветителен купол трябва да се оценят всички изисквания на разглежданото помещение и да се съобразяват изградените в него системи, за да се избегне дублиране.
Отваряемите куполи най-често са снабдени с шарнирно окачени рамки за отваряне, които се завъртат с помощта на ръчно задвижван шпиндел или се отварят и затварят чрез автоматична уредба. Рамките се изработват от различни материали, като основното изискване към тях е да имат достатъчна здравина, дълготрайност и устойчивост на ултравиолетови лъчи. Най-често се използват PVC и алуминий. При различните модели куполи максималният ъгъл на отваряне е различен, най-често 80о или 90о, за да се осигури възможност за излизане на човек, в случай че това се наложи във връзка с поддръжката на покрива или сградните инсталации.
Алтернативен начин за отваряне е чрез странично плъзгане. То също може да бъде ръчно или автоматизирано. По-голямата част от осветителните куполи са снабдени с предпазен екран или мрежа против насекоми, а някои от тях предлагат като допълнение и засенчващ екран. Той е отделна част от конструкцията и може да бъде фабрично монтиран или да се постави в последствие. Движението му се управлява автоматично и чрез него може частично или цялостно да се спре проникването на слънчева светлина. Тава допълнение е много полезно при учебни или конферентни зали, лаборатории или други помещения, в които се извършват процеси изискващи контрол върху светлиния поток.
Някой фирми производителки предлагат куполи, снабдени със система за димоотвеждане, която дава възможост за автоматично отваряне на купола в случай на пожар. Тя е съставена от електро-магнити, които поддържат капака в затворена позиция по време на нормална експлоатация. Те са свързани с техника за засичане на дим и за поддръжка на работата им при нормални условия се захранват от променлив ток с волтаж 24V. Захранването може да става чрез бутон или електрическа управляваща система. В случай на пожар, захранването се прекъсва и електромагнитите отпускат капака. Затварянето на купола в последствие, най-често е ръчно.
Всички куполите са произведени от трудногорими материали, поради което възпрепятстват разпространението на пожарите, дори и при липса на димоотвеждаща система.
Както добре знаем няма съвършени неща, покривните куполи също имат недостатъци, които трябва да се познават, за да се вземат необходимите мерки за минимизиране на ефекта от тях. Един от основните проблеми, които могат да възникнат при покривните куполи е кондензацията.
Риск от кондензация на водни пари съществува навсякъде, където топъл въздух среща студена повърхност. Поради естествения стремеж на топлия въздух да се издига нагоре при покривните куполни системи той е доста голям. Кондензът причинява замъгляване и съответно намляване на светлопропускливостта на купола, а при по-голяма влажност можа да се стигне и до образуване на капчици.
За отстраняване на тези неприятни ефекти се използват два или три слоя светлопропусклив материал или се осигурява надеждна вентилация. В първия случай температурата на повърхността на най-вътрешния слой нараства, заради изолиращото действие на въздушните прослойки, а във втория циркулацията осигурява по-ниска температура на въздуха, намиращ се непосредствено под купола.
Разбира се, при много висока относителна влажност на вътрешния въздух, в комбинация с висока температура няма гаранция против кондензация по купола.
Както беше споменато, вентилацията през покривната осветилната система е важен фактор за намаляване на кондензацията. Друго преимущество е, че при такова вентилиране се намаляват рисковете от поява на неприятни въздушни течения в помещенията. Основните начини за естествено проветряване през покривните куполи са няколко, като е възможна и комбинация с механична вентилация.
Възможна е струйна вентилация чрез фиксирани прорези в областта на връзките на купола с основата. Те обикновено са с ширина 5-10mm и са разположени така, че да обхващат целия периметър на постамента и същевременно да не застрашават по никаккъв начин сигурността или да копрометират защитата от климатични фактори. Този вид въздухообмен може да бъде постоянен или контролиран.
Освен чрез въздушните прорези в областта на връзките на купола към стойката инфилтрация и обмен на въздух може да се постигне и чрез жалузи в стените на постамента, Отворите стандартно се разполагат на две противополижни страни в основата на купола. Жалузите са защитени от природни влияния чрез специален кожух. Когато се изисква по-голяма кратност на въздухообмена в помещението, тя може да бъде постигната чрез отваряне на купола или чрез допълнителна механична вентилация.
При покривните осветителни куполи също трябва да се има предвид, че не осигуряват достатъчна защита от вандали и крадци затова когато помещението изисква засилени мерки за безопасност е препоръчително да се слагат решетки при основата им. Повечето производители предлагат и тази възможност, така че не се налага да се прибягва до непрофесионални интерпретации на тема сигурност.
Покривните осветителни куполи са лесни за монтиране и не се нуждаят от поддръжка през експлоатационния си живот. Те могат да се използват както при нови сгради, така и при възобновяване и реконструкция на съществуващи покриви. Гаранцията, давана от производителите е 20 години, което значи, че те често надживяват много компоненти на покрива, върху който са монтирани.
Подобни покривни системи за естествено осветление се предлагат и с пирамидална форма, но практиката е показала, че рязката им форма е по-претенциозна в архитектурно отношение, докато овалът на куполите може да придаде специфичен завършек на всяка сграда, независимо от размерите, формата и приложението й



Реклама