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1、18 单层厂房天窗构造本章内容：单层厂房天窗构造 学习重点：各类天窗的选型、设置及构造要求。本章提要本 章 内 容18.1 天窗的类型及特点 18.2 矩形天窗和矩形避风式天窗 18.3 井式天窗 18.4 平天窗 从构造形式上可分为上凸式天窗、锯齿形天窗、下沉式天窗和平天窗。按功能分，有采光天窗与通风天窗两大类型。(图18.1)主要用作采光的有矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗、横向下沉式天窗等；主要用作通风的有矩形避风天窗、纵向或横向下沉式天窗、井式天窗、M形天窗。18.1 天窗的类型及特点18.1.1 天窗的类型（1）上凸式天窗矩形天窗横断面呈矩形，两侧采光面与水平面垂直(图18.1(a)。具
2、有光线均匀，防雨较好，窗扇可开启兼作通风口等优点，在冷加工车间应用广泛。缺点是构件类型多，自重大，造价高。梯形天窗两侧采光面与水平面倾斜，一般成60角，采光效率与矩形天窗相比约高60%，但均匀性较差，并有大量直射阳光，防雨性能较差。18.1.2 天窗的特点及适用范围 M形天窗 将矩形天窗的顶盖从两边向中间倾斜而成(图18.1(b)。倾斜的顶盖便于疏导气流并增加光线反射，故其通风、采光效率比矩形天窗高，但排水结构较复杂。一般工程实践中常取厂房跨度的1/21/3作为天窗的宽度(图18.2)。（2）锯齿形天窗锯齿形天窗是将厂房屋盖做成锯齿形，在其垂直(或稍倾斜)面上设置采光、通风口图18.1(c)。
3、窗口大多朝北或北偏东515，使厂房内部无直射阳光和眩光，光线稳定、均匀，并可避免机械、设备产生阴影。（3）下沉式天窗下沉式天窗是在拟设天窗的部位把屋面板下移，铺在屋架的下弦上，利用屋架上、下弦之间的空间做成采光口或通风口。纵向下沉式天窗将下沉的屋面板沿厂房纵轴方向搁置在屋架下弦上，利用屋架高度形成纵向下沉式天窗(图18.1(d)。适用于纵轴为东西向的厂房，且多用于热加工车间。横向下沉式天窗将相邻柱距的整跨屋面板一上一下交替布置在屋架上、下弦上，利用屋架高度形成横向下沉式天窗(图18.1(e)。适用于纵轴为南北向的厂房。井式下沉式天窗(井式天窗)将拟设天窗位置的屋面板下沉铺在屋架下弦上，在屋面上
4、形成凹嵌在屋架空间内的天窗井(图18.1(f)，在井壁的三面或四面设置采光或排气窗口，同时设置挡雨和排水设施。广泛应用于热加工车间。(4)平天窗平天窗是根据采光需要设置带孔洞的屋面板，在孔洞上安装透光材料所形成的天窗。它具有采光效率高，不设天窗架、构造简单、屋面荷载小、布置灵活等优点，但易造成太阳直接热辐射和眩光，防雨、防雹较差，易产生冷凝水和积灰。采光板在屋面孔洞上设平板形透光材料(图18.1(g)采光罩在屋面孔洞上装弧形或锥形透光材料(图18.1(h)采光带将一部分屋面板的位置空出来，铺上采光材料，做成6m以上长条形的纵向或横向采光带(图18.1(i)。矩形天窗主要由天窗架、天窗扇、天窗屋
5、面板、天窗侧板及天窗端壁等组成。（图18.3)18.2 矩形天窗和矩形避风式天窗18.2.1 矩形天窗构造(1)天窗架天窗架是矩形天窗的承重构件，常用钢筋混凝土天窗架或钢天窗架(图18.4)。钢筋混凝土天窗架一般由两榀或三榀预制构件拼接而成，各榀之间采用螺栓连接，支脚与屋架采用焊接(图18.5)。钢天窗架重量轻，制作吊装方便，常采用桁架式，其支脚与屋架节点的连接一般也采用焊接。表18.1为我国常用的形和W形钢筋混凝土天窗架的尺寸。表18.1常用钢筋混凝土天窗架尺寸 天窗架形式 形W形天窗架跨度(标志尺寸)600090006000天窗扇高度 120015002900 21200 29002120
6、02150012001500天窗架高度 207023702670327026703270387019502250(2)天窗屋顶及檐口构造 天窗屋顶多采用无组织排水的带挑檐屋面板，挑出长度300500mm(图18.6(a)。需要有组织排水时，可采用带檐沟的屋面板(图18.6(b)，或用焊在天窗架上钢牛腿支承的天沟板排水，或用固定在檐口板上的金属天沟排水(图18.7)。(3)天窗侧板 天窗侧板是天窗扇下部的围护构件，相当于侧窗的窗台。天窗侧板一般做成与屋面板长度相同的钢筋混凝土槽形板，安装时将它与天窗架上的预埋件焊牢。要求保温的车间侧板两肋之间应填入保温材料，外面再做泛水与厂房屋面连接(图18.6
7、)。(4)天窗端壁 天窗两端的山墙称为天窗端壁。钢筋混凝土端壁板用于钢筋混凝土屋架，可根据天窗的跨度不同由两块或三块拼装而成。端壁板及天窗架与屋架上弦的连接均通过预埋件焊接，端壁板下部与屋面板相接处要做泛水，需要保温的厂房一般在端壁板内侧加设保温层(图18.8)。(5)天窗扇 矩形天窗设置天窗扇的作用主要是为了采光、通风和挡雨。常用的类型有钢制和木制两种。上悬式钢天窗扇防雨性能较好，由于最大开启角度为45，故通风功能较差。上悬式钢天窗扇有通长式和分段式两种布置方式，开启扇与天窗端壁以及扇与扇之间均须设置固定扇，以起竖框的作用(图18.9)。(6)天窗开关器 由于天窗位置较高，需要经常开关的天窗
8、应设置开关器。用于上悬天窗的有撑臂式开关器(图18.10)；用于中悬天窗的有电动引伸式、手动水平拉杆式及简易拉绳式等。矩形天窗两侧加设挡风板，窗口不设窗扇，增加挡雨设施，称为矩形避风天窗，也可称矩形通风天窗(图18.11)。18.2.2 矩形避风天窗(1)挡风板的布置挡风板可垂直或外倾布置(图18.12)。挡风板中间应设小门，供检修、清灰和扫雪时进出之用，挡风板两端应封闭，以免灌风(图18.11)。18.2.2.1 挡风板的构造(2)挡风板的构造挡风板由面板和支架两部分组成。支架有立柱式和悬挑式两种构造形式。立柱式这种构造形式结构受力合理，但挡风板与天窗之间的距离受屋面板排列限制，防水处理较复
9、杂(图18.13)。悬挑式这种构造形式布置灵活，但增加了天窗架的荷载，对抗震不利(图18.14)。(1)安装方法方法有以下三种(图18.15)：n天窗檐口设大挑檐 n水平口设挡雨片 n垂直口设挡雨片 18.2.2.2 挡雨设施构造(2)挡雨片类型挡雨片按材料分，有石棉水泥瓦、钢丝网水泥板、钢筋混凝土板、薄钢板等。当有采光要求时，可采用铅丝玻璃、钢化玻璃、玻璃钢瓦等透明材料。(3)挡雨片构造 n石棉水泥瓦挡雨片构造(图18.13、图18.14)。n钢丝网水泥板或钢筋混凝土挡雨片构造(图18.16)n薄钢板挡雨片构造(图18.17)。井式天窗的布置方式有单侧布置、两侧对称布置、两侧错开布置和跨中布
10、置(图18.18)。前三种为边井式，后一种为中井式。单侧或两侧布置时通风效果好，多用于热加工车间。跨中布置能充分利用屋架中部较高的空间，采光较好，但排水、清灰较复杂。18.3 井式天窗18.3.1 布置方式井式天窗的组成有屋架、檩条、井底板、井口板、挡风侧墙、挡雨设施和排水装置等(图18.19)。18.3.2 井式天窗的构造单侧或两侧布置的井式天窗可选用坡度平缓、端部较高的梯形屋架，这样可获得较大的排风口面积，具有良好的通风性能。对于跨中布置的井式天窗则可采用折线形、拱形、三角形屋架。为了便于铺设井底板或檩条，井式天窗宜采用双竖杆、无竖杆或全竖杆屋架。18.3.2.1 屋架选型(1)横向铺板(
11、有檩方案)在双竖杆或无竖杆屋架下弦节点上搁置檩条，檩条上铺设井底板(井底板平行于屋架布置)，井底板边缘应做约300mm高的泛水(图18.20)。为了提高井底板与屋面之间的净空，增大排风口净高，可采用下卧式檩条、槽形或L形檩条(图18.21)。18.3.2.2 井底板铺设(2)纵向铺板(无檩方案)把井底板直接搁置在屋架下弦上，省去檩条，增加了天窗垂直口净空高度，但有的板端与屋架腹杆相碰，为此一般采用非标准的出肋板或卡口板(图18.22)。常见的挡雨设施有三种：n井口设空格板及挡雨片(图18.23)n井口设挑檐板(图18.24)n井口设镶边板(图18.25)18.3.2.3 挡雨设施(1)垂直口设
12、窗扇 纵向垂直口可选用上悬或中悬窗扇；横向垂直口因有屋架腹杆的阻挡只能选用上悬窗扇。中井式天窗垂直口比较规整，设置窗扇较方便(图18.26(a)。边井式天窗窗扇设置有两种方式：一是采用平行四边形窗扇(图18.26(b)；二是选用矩形窗扇(图18.26(c)。18.3.2.4 窗扇的设置(2)水平口设窗扇n中悬窗扇窗扇固定在空格板肋上或檩条上，可根据挡雨和保温要求调节开启角度。n推拉窗扇每个井口上设两扇带有滑轮的水平玻璃顶盖，可沿水平口两侧的导轨移动，根据挡雨和保温要求调节开口面积。(1)边井式天窗排水 无组织排水 厂房屋面和天窗井底板均为自由落水(图18.27(a)。单层天沟排水 指井底或井口
13、设通长天沟外排水。有两种处理方式：一种是厂房屋顶设通长天沟，下层井底板做自由落水(图18.27(b)；另一种是厂房屋顶为自由落水，下层井底板设通长天沟，再由雨水管排出雨水(图18.27(c)。18.3.2.5 井底排水双层天沟排水 指厂房屋顶、井底板都设通长天沟，上天沟雨水排至下天沟，再由雨水管排出。(图18.27(d)。(2)中井式天窗排水 间断天沟(图18.28(a)双层天沟(图18.28(b)跨中布置井式天窗时，井底板设雨水口、雨水斗，用悬吊管将雨水排出室外。(1)井底泛水井底板周围应设泛水，高度不宜小于300mm。泛水可采用砖砌，外抹水泥砂浆，或用预制钢筋混凝土挡水条(图18.29)。
14、(2)井口泛水井上口的周围应设150300mm高的泛水，做法同井底泛水。18.3.2.6 井底泛水、井口泛水为保证边井式天窗有稳定的通风效果，在跨边须设垂直挡风侧墙，可采用砖墙、石棉瓦或预制墙板(图18.27)。在挡风侧墙与井底板之间应留100150mm空隙，便于排出雨雪和灰尘。18.3.2.7 挡风侧墙在每个边井式天窗的挡风侧墙上设小门，或在每个天窗内设置钢梯，供清灰和检修通行。当利用下层天沟做清灰通道时，天沟外应设安全栏杆(图18.27(d)，并设落灰竖管，竖管间距一般不大于120m。18.3.2.8 清风及检修设施(1)采光板在屋面板上开孔，然后装设平板透光材料(图18.30)。(2)采
15、光罩在屋面板上开孔，然后装上弧形或锥形透光材料构成采光罩(图18.31)。(3)采光带将部分屋面板的位置空出来，铺上透光材料做成较长的(6m以上)横向或纵向采光带(图18.32)。18.4 平天窗18.4.1 平天窗的种类井壁是平天窗采光口四周凸起的边框，应高出屋面150250mm，并做泛水构造。井壁的形式有垂直和倾斜两种。大小相同的采光口，倾斜井壁采光较好。井壁的材料大多采用钢筋混凝土预制或整浇(图18.33)，也可用薄钢板或玻璃纤维、塑料等。18.4.2 平天窗构造18.4.2.1 井壁构造(1)中、大采光板和采光带两块玻璃的搭接固定处设横档，起支撑和固定玻璃的作用。横档大多采用金属型材制
16、作，其截面形式有形、形和山形。沿屋面坡度方向最好用整块玻璃，防水较好，若有接缝，应将玻璃上下搭接，搭接长度不小于100mm，并用Z形镀锌卡子固定(图18.34)。18.4.2.2 玻璃安装构造(2)小孔采光板和采光罩采用整块玻璃透光材料覆盖采光孔，构造简单，无接缝，防水可靠。其构造是将玻璃或玻璃钢罩用钢卡钩及木螺栓固定在孔壁的预埋木砖上(图18.35)。玻璃与孔壁的连接处是容易漏水的地方，用聚氯乙烯胶泥或油膏等弹性较好的材料垫缝。(1)透光材料 选择有扩散性的透光材料，减少眩光和增加采光均匀度。当车间内有保温、隔热要求时，应采用双层中空玻璃。选择平板玻璃时，要进行表面处理，以改善其扩散性，消除眩光。18.4.2.3透光材料与安全防护(2)安全防护 采用安全玻璃(钢化玻璃、夹丝玻璃和玻璃钢罩等)。非安全玻璃下应设安全网。安全网一般用托铁与井壁固定(图18.35)。目前采用的通风措施有以下两类：(1)采光和通风结合处理，即采用可开启的采光板或采光罩，单独通风型和组合通风型采光罩(图18.36)。(2)将采光和通风分开，利用平天窗采光，另设通风屋脊通风(图18.37)。18.4.2.4通风措
