Зенитные фонари: как смонтировать световой купол

Зенитные фонари или световые купола — это аналог мансардных окон. В отличие от последних, фонари не плоские, а объёмные, поэтому способны обеспечить естественное освещение в большей степени, чем другие светопрозрачные конструкции.

Зенитные фонари и их назначение

Световые купола на крышах пока не очень распространены, несмотря на то, что в торговых центрах зенитные фонари использовались ещё при СССР, а до этого таким украшением обзавелись собор Святой Марии во Флоренции и Капитолий Вашингтона. Но благодаря эффективности, многофункциональности и выгодам от использования световых куполов, они постепенно завоёвывают рынок и монтируются даже на промышленных предприятиях, складах, спорткомплексах.

Зенитный фонарь округлой формы отлично завершает футуристичный образ многоэтажного здания

Основные функции зенитных фонарей:

• обеспечить естественное освещение помещения на протяжении всего светового дня (в качестве дополнительного источника природного света или как аналог окон в помещениях, где их установка невозможна/нежелательна);
• создать природную циркуляцию воздуха без принудительных вытяжек;
• способствовать удалению дыма при пожаре;
• создать декоративное освещение (реализуется с помощью плёночного витража или цветного поликарбоната).

Стеклянные пирамиды Лувра в Париже — это тоже зенитные фонари, причём более мелкие служат только для освещения

Благодаря таким световым куполам появляется возможность экономить электроэнергию, которую иначе пришлось бы потратить на освещение и принудительную вентиляцию. Кроме того, крыша с куполом выглядит очень эстетично. Наверняка вы видели в фильмах огромные зенитные фонари, установленные над банкетными залами фешенебельных отелей, бассейнами и концертными площадками. Их также монтируют в больших офисных помещениях, ведь доказано что при дополнительной дозе солнечного света сотрудники работают намного продуктивнее.

Виды зенитных фонарей

При взгляде на световой купол в первую очередь привлекает внимание его форма: он может быть полусферическим, пирамидальным, призматическим, похожим на диковинный кристалл и т. д. От внешнего вида зенитного фонаря зависит не только декоративность, но и эффективность освещения, тип используемого материала, а вследствие этого и долговечность конструкции. К примеру, чем выше боковые стенки купола, тем больше света попадает в него утром и вечером. Зато скруглённые невысокие купола устойчивее к ветровым нагрузкам.

Сегодня производители предлагают изготовить практически любую модель зенитного фонаря по вашему желанию, от типового до полностью индивидуального проекта. Но важно помнить, что купола стандартных форм уже прошли «обкатку» в нашем климате, а как поведут себя нестандартные изделия сложной формы, не всегда можно точно рассчитать.

Фотогалерея: примеры зенитных фонарей разной формы

Конструктивные разновидности зенитных фонарей

В зависимости от технического исполнения световые купола подразделяются на:

• точечные зенитные фонари, располагающиеся группами по центральной оси крыши, сеткой или поодиночке в центре кровли;
• ленточные зенитные фонари, которые обычно монтируются по всей длине кровли;
• панельные, являющиеся по сути большими мансардными окнами, которые немного выступают над кровлей (обычные мансардные окна монтируются вровень с отделкой крыши).

Световые купола различаются по конструкции

Ленточные световые купола могут в значительной степени ослабить перекрытие, поэтому требуют более массивного и прочного каркаса. Они чаще всего устанавливаются в одноэтажных промышленных зданиях и торговых центрах со сварным металлокаркасом. Обычный размер ленточной конструкции: 1–2 м по ширине и до 10–15 по длине. Они сложнее в обслуживании, чем точечные аналоги. Ленточные световые купола монтируются только в плоские крыши.

Точечные зенитные фонари лучше подходят для небольших помещений, они легче и проще в установке, а также более разнообразны по форме, поэтому чаще используются в декоративных целях. Наиболее популярные размеры 2х2 и 3х4 м, купола побольше обходятся заметно дороже, а меньшие малоэффективны. Точечный купол можно установить в крыше с углом уклона до 25 градусов, но существуют и зенитные фонари, вмонтированные в отвесную стену.

Зенитный купол вокруг балкона — очень эффектная, но сложная в исполнении конструкция

Специалисты всё же рекомендуют на основе с небольшим наклоном устанавливать панельные световые купола. Их размеры обычно колеблются от 1,5х3 до 3х6 м.

Виды зенитных фонарей с учётом функциональности

В зависимости от того, какие задачи решаются с помощью световых куполов, среди них различают:

• противопожарные (нужны для отвода дыма и газов при пожаре; отличаются непрозрачными стенками, полимерно-порошковым окрашиванием каркаса и электронным дистанционным механизмом открывания с независимым источником питания);
• осветительные (предназначены для оптимального освещения комнаты естественным светом; выделяются максимально прозрачными стенками, увеличенной высотой, чаще всего не открываются);
• вентиляционные (отвечают прежде всего за интенсивный воздухообмен в комнате, помогают создавать комфортный микроклимат в заполненном людьми помещении; для них предусматривается ручное открывание или автоматизированное с помощью пульта);
• декоративные (призваны прежде всего создавать впечатление снаружи и внутри; часто имеют сложную замысловатую форму и увеличенные размеры, стекло в них заменяется цветным или используется витраж, большое внимание уделяется эстетичности каркаса);
• комбинированные (объединяют в себе функции всех или нескольких из описанных разновидностей).

Противопожарные зенитные фонари с пневматическим механизмом открывания — самый надёжный вариант для промышленных зданий

Противопожарные зенитные фонари особенно важны в зданиях, где постоянно пребывает большое количество людей. При пожаре обычно возникает паника и многие страдают от того, что не смогли вовремя выйти и надышались продуктами горения. Зенитный фонарь позволяет удалить вредные газы быстрее, чем через окна, а также помогает пожарным моментально получить доступ к очагу возгорания.

Производители могут подобрать цвет каркаса светового купола точно в тон каркасу стеклопакета

Некоторые производители разделяют световые купола на глухие и открывающиеся. Из функционального предназначения зенитных фонарей очевидно, что глухими могут быть модели, предназначенные лишь для освещения. Но учитывая, что цена системы открывания не столь высока, как минимум один из четырёх фонарей на крыше стоит сделать открывающимся. Если же планируется установка одного большого купола, лучше всего снабдить его всеми доступными функциями, это будет наиболее целесообразно с экономической точки зрения. Вы можете подобрать как механическую, так и электрическую фурнитуру, оба варианта предусматривают дистанционное открывание.

Конструкция зенитных фонарей

Существует несколько основных типов конструкции световых куполов, но просто купить или заказать типовой товар обычно невозможно. Как и металлопластиковые окна, зенитные фонари изготовляются строго под заказ с учётом особенностей вашего здания. При этом цена идентичных на вид куполов может существенно разниться из-за использованных материалов и фурнитуры.

Видео: зенитный фонарь с высоты птичьего полёта

Материал для зенитных фонарей

Для каркаса зенитных фонарей используют:

• пластик (лёгкий, недорогой, удобен в монтаже, прост в уходе, не требует обработки от ржавчины, но подходит только для небольших конструкций с акриловыми вставками и служит меньше металла);
• алюминий (довольно лёгкий, не ржавеет на воздухе, легко окрашивается в любые цвета, в несколько раз долговечнее пластика, может использоваться со стеклом, но стоит заметно дороже пластикового аналога).

В редких случаях каркас зенитного фонаря изготовляют из клеёного бруса с дополнительной пропиткой, но древесина используется только тогда, когда с помощью других материалов достичь нужного эффекта невозможно.

Даже лёгкий купол из пластика и сотового поликарбоната имеет весьма сложный профиль

Для заполнения основы светового купола применяют различные светопрозрачные материалы.

Таблица: сравнительная характеристика материалов для зенитного фонаря

Когда зенитный фонарь сооружается только для проветривания и дымоудаления, его каркас заполняется непрозрачными листами (от фибролита до жести), но большинство световых куполов всё же прозрачные. Изготовители этих конструкций рассказывают, что наиболее популярны фонари из акриловых и поликарбонатных листов.

Расчёт зенитного фонаря

Изготовители световых куполов утверждают, что их можно устанавливать на любом участке кровли и типе крыши, но важно понимать: это верно лишь теоретически. На практике конструктив крыши может наложить существенные ограничения. К примеру, на остроугольной готической кровле не получится установить большой многоугольный купол, для таких крутых скатов лучше подходят плоские стеклянные конструкции.

Сложный декоративный купол отлично демонстрирует, что проектирование фонаря должно выполняться вместе с проектированием всей крыши

Слишком маленький световой купол не обеспечит достаточного освещения, а слишком большой может ослабить конструктив крыши, поэтому при выборе размера зенитного фонаря необходимо прислушиваться к мнению специалистов.

Кроме количества зенитных фонарей требуется тщательно продумать их расположение. В идеальном случае в помещение должно попадать максимальное количество света при минимуме тепла. К тому же летом важно обеспечить активную вентиляцию, а зимой — предотвратить потери тепла через купол. Строительные правила также требуют, чтобы точечные фонари размещались на крыше равномерно, что не позволяет подсвечивать произвольные функциональные зоны помещения.

Чтобы обеспечить равномерное освещение комнаты, лучше установить несколько небольших точечных зенитных фонарей, чем один крупный.

Видео: проектирование зенитного фонаря со сложным коньковым узлом

Расчёт металлоконструкции зенитного фонаря

Как правило, подобные расчёты производят специалисты фирм-изготовителей стеклянных куполов. Специализированных программ и онлайн-калькуляторов для самостоятельных вычислений в сети пока нет. Поэтому самый надёжный способ получить хороший результат — обратиться за консультацией в несколько фирм, сравнить их цены и предлагаемые параметры конструкций.

Чем дешевле используемые материалы, тем меньше возможная площадь купола. Не экономьте на качестве и фонарь окупится за счёт экономии энергии.

Для проёма под зенитный фонарь в монолитной бетонной плите требуется особый расчёт

При определении максимально возможного проёма в конструктиве перекрытия следует учесть материал и размеры плит, расположение рёбер жёсткости и т. д. Для монолитной бетонной плиты размеры соответствуют ГОСТ 22701.4–77 (марка плиты ПФ-4АIIIвТ, масса — 2,3 тонны, содержание стали 112 кг, объём бетона 0,91 м³). При отклонении хотя бы одного из указанных параметров найденная величина окажется неправильной. Именно поэтому не стоит пользоваться скачанными из сети чертежами зенитных фонарей и доверять фирмам, готовым сделать 3Д-проект даже не глядя на вашу крышу.

Если же вы решили заняться вычислениями самостоятельно, при подсчётах следует учесть нормативы:

• минимальная высота купола над крышей — 30 см, средняя — 60 см, максимальная — 80 см;
• минимальная площадь остекления — 2 м², максимальная — 10 м² (для светопрозрачных полимеров);
• для внутренней отделки установочного стакана используются материалы с коэффициентом светоотражения около 0,7;
• максимальный угол наклона граней купола 30^о, для больших куполов с высотой больше 1 м — 15^о;
• для помещений ниже 7 м лучше подходят точечные световые купола, выше 7 м — ленточные;
• расстояние между куполами с полимерным заполнением не может быть меньше 3 м, для больших фонарей — 4,5 м;
• вокруг каждого светового купола должно быть пространство для подхода и обслуживания с минимальной шириной 1 м;
• допустимый прогиб основания купола — не более 1/200 при заполнении листовым стеклом и не более 1/500 при установке стеклопакетов, допустимый прогиб ЖБ панели в месте монтажа — не больше 1/400;
• толщина полимерного листа для криволинейного купола должна составить 4 мм для внешнего слоя и 2,5 мм для внутреннего;
• размер опорного стакана нужно подобрать так, чтобы он как минимум двумя сторонами опирался на несущие элементы крыши;
• в производственных зданиях, выделяющих больше тепла, чем 20 Ккал/м³*ч и загрязняющих аэрозолей (пыли, копоти) больше 5 мг/м³, установка светопрозрачных зенитных фонарей не рекомендуется.

Полный спектр требований к данному виду вентиляции и освещения изложен в СНиП 2.04.05–91.

С высокого зенитного фонаря ветер быстрее сдувает снег, что облегчает уход за ним и позволяет эффективно использовать светопрозрачный купол зимой.

Более подробные инструкции по проектированию световых куполов находятся в методическом пособии «Проектирование зенитных фонарей». Там есть таблицы с указанием коэффициентов напряжённости материалов, светопропускания, теплоёмкости и других показателей. По приведённым формулам можно рассчитать количество, вид и размеры световых куполов под ваше здание.

Но если нет опыта, вы, скорее всего, не сможете учесть все необходимые параметры и коэффициенты, чтобы в итоге получить надёжную и безопасную конструкцию. Лучше не рискуйте — обратитесь к фирме-изготовителю.

Монтаж зенитного фонаря

Установить световой купол самостоятельно возможно, но без опыта подобных работ крайне сложно проделать это правильно. Мастера рекомендуют ни в коем случае не экспериментировать с ленточными фонарями и куполами большой площади, лучше тренироваться на небольших точечных «зенитках».

Для начала понадобится подготовить поверхность:

1. Очистите крышу от мусора и пыли. Ознакомьтесь с планом дома и найдите на кровле место, где можно сделать отверстие под купол и не затронуть стропила.
2. Демонтируйте декоративную отделку крыши в выбранном месте и сделайте отверстие в кровле.
   

   Чтобы подготовить отверстие для установки фонаря, нужно демонтировать часть кровли

3. Обложите все стенки получившегося отверстия утеплителем. Проще всего будет работать с рулонными материалами (каменной ватой, вспененным полимерным теплоизолятором типа «Изофол»), но можно подклеить и пенопласт, особенно если отверстие не круглое. Если крыша уже утеплена, теплоизоляция самого фонаря устанавливается после монтажа установочного стакана по всему его периметру.
   

   Каменная вата в рулонах — отличный вариант для утепления проёма в крыше

4. Сделайте гидроизоляцию утеплителя мембраной, плёнкой или битумной мастикой. Желательно использовать тот материал, которым уже изолирована крыша.
   

   Армированная плёнка — самый популярный материал для гидроизоляции скатных крыш частных домов

5. Смонтируйте установочный стакан, который идёт в комплекте с прозрачной конструкцией. Его стенки скроют от глаз неприглядные слои изоляции. Следите за расположением стакана под запланированным в проекте углом, чтобы в готовый купол проникало достаточное количество света.
   

   Установочный стакан монтируется на закладную или опорные балки и монтируется саморезами

6. Установите в стакан раму купола. В зависимости от формы зенитного фонаря на ней может быть разное количество крепёжных узлов, но в итоге обязательно должна образоваться целостная конструкция. Чтобы не допустить попадания воды в помещение через мелкие щели, между элементами конструкции установите по наружному контуру рамы резиновую уплотнительную ленту.
   

   Даже раму небольшого светового купола желательно монтировать вдвоём

7. Смонтируйте внешнюю тепло и гидроизоляцию стакана. Первый слой изоляции рекомендуют клеить на откосы опорного стакана, а два дополнительных — завести на плоскость кровли на 20–25 см. Первый слой должен заканчиваться на 20 см выше уровня кровли, потом его можно будет закрыть фартуком.
   

   Для внешней теплоизоляции стакана нужно подобрать материал, который хорошо держит форму

8. Гидроизоляционную плёнку приклейте к поверхности кровли специальной мастикой или термическим способом.
   

   Внешнюю гидроизоляцию стакана надо проводить особенно тщательно

9. Внутри стакана закрепите кронштейн для привода открывания/закрывания на расстоянии 85 мм от высшей точки стакана (если другое не указано в инструкции). Обязательно проверьте правильность монтажа — планка должна лежать строго горизонтально.
   

   Кронштейн привода необходимо установить до монтажа остекления, но сам привод будет возможность поставить и позже

10. В глухой части зенитного фонаря закрепите светопрозрачные листы в раме и зафиксируйте их с помощью штапика. В открывающейся части купола закрепите на раме одну часть петли, а на сворке — вторую. Установите створку на место и отрегулируйте фурнитуру так, чтобы обеспечить наиболее плотное примыкание по всему контуру.
    

    Прозрачные акриловые панели лёгкие, поэтому их можно монтировать в одиночку

11. Смонтируйте и подсоедините дистанционный механизм открывания, точно следуя инструкции, приложенной к зенитному фонарю. Если вы не слишком хорошо разбираетесь в электронике, лучше всего покупать модель с механическим управлением.

Конструкция зенитного фонаря может быть оборудована ручным механизмом открывания

Условные обозначения:

1. Основание купола.
2. Светопрозрачный колпак.
3. Ручной привод открывания/закрывания.
4. Несущая рама.
5. Пароизоляция.
6. Теплоизоляция.
7. Ковёр внешней гидроизоляции.

Электрическую систему открывания/закрывания предоставьте монтировать опытному человеку.

Зенитным фонарём с электрическим механизмом открывания/закрывания можно управлять дистанционно

Условные обозначения:

1. Остов купола.
2. Светопрозрачная конструкция.
3. Электропривод открывания/закрывания.
4. Несущая рама из алюминия.
5. Слой пароизоляции.
6. Слой теплоизоляции.
7. Внешний водоизоляционный ковёр.

К противопожарному зенитному фонарю дополнительно потребуется подключить датчик, который включает механизм открывания створки, когда температура в помещении превышает 68^о С.

При монтаже прозрачных панелей необходимо протирать их, чтобы пыль не попала между слоями остекления и не портила внешний вид фонаря. После установки каждого слоя также нужно снимать защитную монтажную плёнку. Снаружи остекления это можно сделать уже после восстановления отделки крыши.

Если мастер проигнорирует эту процедуру, эффективность купола будет меньше расчётной

Видео: инструкция по утеплению светового купола

Установку зенитного фонаря лучше всего предусмотреть заранее. Если у вас пока нет средств на световой купол, попросите архитектора откорректировать расположение стропил так, чтобы под фонарь было легко прорезать отверстие в готовой крыше.

Если вы уже устанавливали стеклопакеты, монтаж светового купола не покажется вам непосильной задачей. Но стоит зенитный фонарь намного дороже обычного окна, а гарантию большинство фирм предоставляет только тогда, когда конструкцию устанавливают их собственные мастера. Поэтому перед тем как взяться за самостоятельный монтаж, тщательно оцените все риски и собственные возможности.

Видео: монтаж зенитного фонаря

Ремонт зенитного фонаря

Световые купола как накрышные конструкции подвержены гораздо большим рискам, чем обычные окна той же площади. Поэтому проблемы с ними возникают гораздо чаще.

Таблица: определение причин неисправностей и возможные пути решения

Работу по ремонту световых куполов лучше всего выполнять в тёплую сухую погоду, это связано со свойствами используемых теплоизоляторов и герметиков. Но если разбился стеклопакет или открывающая створка, их можно заменить в сборе даже в зимний период. Главное — выбрать безветренный день, поскольку листы прозрачных материалов обладают высокой парусностью и порывы ветра могут быть опасными для жизни ремонтника.

Выполнять ремонт фонаря выше человеческого роста без спецприспособлений просто невозможно

Учтите, что ремонт зенитного фонаря — это высотные работы, сопряжённые с высоким риском. Если боитесь высоты или сомневаетесь в своих силах — вызывайте бригаду ремонтников.

Отзывы о световых куполах

Зенитные фонари это новинка теперь. …они очень экологичны и экономичны, и если есть деньги на установку таких фонарей, то ставьте и не пожалеете.

зенитные фонари… это является предметом роскоши и придаёт дизайну своеобразный колорит и неповторимость. Экономия электрического освещения есть, но она меркнет в сравнении со стоимостью материала и профилактических работ, которые проводятся в обязательном порядке к зенитным фонарям.

Популярность зенитных фонарей только набирает обороты и вы можете стать одним из первых, кто оценил все плюсы этой технологии. Главное — найти профессионалов, способных качественно реализовать ваши пожелания.

Похожие записи:

Как выбрать и смонтировать дымоход газового котла

Как выбрать и смонтировать разные виды кровельной черепицы

Как выбрать мембрану для кровли и смонтировать её своими руками