1 概 述
采光頂是由透光
面板和
支承結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。它與垂直面的夾角大于15º,許多工程采光頂接近水平位置或處與水
平面。
許多采光頂由于建筑功能的要求,與不透光的
金屬屋面共同組成同一個(gè)平面或
曲面,如國(guó)家大劇院是平面212m×143m,高45.8m的落地大橢球,中間是透光的玻璃頂,兩端為
鈦板金屬層面。因此,采光頂與金屬層面的設(shè)計(jì)與施工關(guān)系非常緊密。
玻璃
穹頂由中央部分向四周傾斜度不斷加大,到周邊與垂直面夾角小于15º,已屬于
玻璃幕墻的范疇,在同一曲面中難以區(qū)分采光頂與幕墻。因此,
玻璃采光頂的設(shè)計(jì)和施工,有時(shí)尚要參照我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102和《
建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JG3113的相應(yīng)規(guī)定。目前,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光頂》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《
采光頂與金屬屋面工程技術(shù)規(guī)范》正在編制中。
近年來,我國(guó)內(nèi)地采光頂迅速發(fā)展,形式多樣,技術(shù)水平不斷提高。采光頂主要應(yīng)用在下列工程中:
1.寫字樓和旅館建筑的
中庭和頂層。有些中庭采光頂?shù)某叽绾艽,如深圳市民中?a href='../../zsk/ct.asp?id=7360' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>拉索式平面采光頂已達(dá)34m×52m,北京移動(dòng)電話大廈中 庭采光頂為28m×75m。位于頂層的采光頂多用于觀光、健身和游泳池,有些還采用了可開合的移動(dòng)采光頂,如北京醫(yī)院的頂層。
2.機(jī)場(chǎng)、車站的候機(jī)樓、侯車樓頂蓋,往往設(shè)置大面積可透光部分。聚光頂與金屬屋面共同形成了大跨度屋蓋。廣州新白云機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓平面尺寸達(dá)235m×325m,其中透光部分占到25%。
3.體育場(chǎng)館的頂蓋。國(guó)家游泳中心(水立方)屋蓋平面達(dá)177m× 177m,全部采用淡蘭色ETFE
透明膜,成為三層充氣式
薄膜采光頂。有些運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館(如南通市體育場(chǎng))還采用了可動(dòng)的大跨度開合采光頂。
4.植物園溫室、展覽觀、博物館的透明頂蓋,如北京香山植物園、大連熱帶雨林館、常州中華恐龍園等……
5.特殊的
標(biāo)志性建筑的透光頂蓋,如福州溫泉公園的40m×40m 四角錐、天津泰達(dá)植物園的50m×50m 四角錐、北京中關(guān)村直徑達(dá)110m 的圓形光盤等。
2 采光頂?shù)倪x型
2.1 采光頂?shù)耐庑?br>
建筑師根據(jù)建筑功能和建筑藝術(shù)的要求,首先決定采光頂?shù)耐庑。通常采光頂(shù)男螤羁纱笾路譃椋?br>
1. 平面及若干個(gè)平面的組合(如折面、角錐面等);
2. 單曲面(圓柱面、圓椎面);
3. 雙曲面(微
彎曲面、角平雙曲面等);
4. 穹頂、圓球及半圓球、橢球及半橢球;
5. 雙曲拋物面(扭曲面、馬鞍形曲面等);
6. 其他任意曲面。
建筑師還可以選擇面板正放和面板倒掛,決定受承結(jié)構(gòu)是否外露。
2.2 采光頂面板支承方式
透光面板可以采用點(diǎn)支承方式(
夾板或
鋼爪支承)和框支承方式(明框、隱框或半隱框)。
2.3 支承結(jié)構(gòu)
除部分支承結(jié)構(gòu)選用玻璃或
鋁型材外,大多數(shù)支承結(jié)構(gòu)都采用
鋼結(jié)構(gòu)。
支承鋼結(jié)構(gòu)可分為
剛性結(jié)構(gòu)(桿系)、
柔性結(jié)構(gòu)(桿索系統(tǒng)或索網(wǎng))和混合支承結(jié)構(gòu)。
形成平面支承結(jié)構(gòu)可以采用梁和梁系、
桁架、網(wǎng)架和索桿、索網(wǎng)體系;形成曲面支承結(jié)構(gòu)可以采用梁、拱、桁架、單層或多層網(wǎng)殼、索桿和索網(wǎng)體系。
目前國(guó)內(nèi)已建的采光頂,上述各種結(jié)構(gòu)形式,都已經(jīng)得到了應(yīng)用。
3 采光頂?shù)牟牧?/b>
用于采光頂?shù)牟牧现饕忻姘濉?a href='../../zsk/ct.asp?id=5228' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>金屬材料和密封材料。
3.1 面板
用于采光頂?shù)耐腹饷姘迥壳爸饕遣A,個(gè)別工程采用PVC面板或ETFE薄膜。
透明清玻璃、本體著色玻璃和彩釉玻璃廣泛應(yīng)用,有些工程也采用鍍膜反射玻璃。
為了安全,采光頂應(yīng)采用夾層玻璃。用中空玻璃的采光頂,夾層玻璃應(yīng)朝室內(nèi)。
《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189已經(jīng)施行,為達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),LowE中空玻璃正得到廣泛的應(yīng)用。
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