玻璃
采光頂它最早是以房屋采光為目的,主要是為了解決室內(nèi)的采光,后來逐漸發(fā)展成為現(xiàn)在的以裝飾和采光為目的的一種新的建筑形式。
玻璃采光頂的設(shè)計(jì)形式也愈來愈新穎,如賓館、車站的網(wǎng)架式玻璃雨蓬,建筑物大堂不同形式的采光頂,游泳池的玻璃采光頂?shù)取?
1.璃采光頂建筑的發(fā)展
秦漢時(shí)代我國勞動(dòng)人民創(chuàng)造出粘土磚、粘土小青瓦(即秦磚漢瓦),用于建筑房屋,用磚壘墻,用瓦做屋蓋。以后隨著玻璃的出現(xiàn),人們感到側(cè)窗采光難以滿足大進(jìn)深房屋采光需要,逐漸采用屋面采光,一種做法是用玻璃熱壓成型如小青瓦的玻璃弧瓦,在屋蓋需要采光的部位,用玻璃弧瓦代替小青瓦,這個(gè)部位就出現(xiàn)一個(gè)屋蓋采光口。機(jī)制粘土平瓦屋蓋的使用,出現(xiàn)了粘土平瓦屋面
采光板和錐形采光罩。
19世紀(jì)后期隨著世界工業(yè)化進(jìn)程,一批大型工業(yè)廠房興起,這些廠房跨度有的多達(dá)30m以上,單靠側(cè)窗采光不能滿足廠房內(nèi)采光需要,因此采光天窗就應(yīng)運(yùn)而生。常用的有采光罩、采光板、
采光帶、三角形天窗。這些天窗主要以采光為主,也帶有裝飾的意義。
20世紀(jì)
鋁合金型材用于
建筑門窗、幕墻,也就有了鋁合金玻璃采光頂。這種新型的采光頂在建筑中的地位有了一個(gè)大的飛躍,它是建筑藝術(shù)的體現(xiàn)。它的表現(xiàn)手法隨建筑風(fēng)格不同而各異。它的幾何形狀有單坡、雙坡、半圓、1/4圓、折線、錐體、圓穹等,還有由這些基本幾何形狀組成的群體、聯(lián)體,及與幕墻組成的聯(lián)體等。
20世紀(jì)80年代隨著結(jié)構(gòu)性玻璃裝配技術(shù)的廣泛應(yīng)用,玻璃采光頂建筑也采用結(jié)構(gòu)性玻璃裝配技術(shù)制作,出現(xiàn)了鋁合金隱框玻璃采光頂,這種采光頂由于玻璃上表面沒有夾持玻璃的
壓板,玻璃頂上表面形成平坦的表面,使雨水暢通無阻下泄。在玻璃框架
玻璃幕墻誕生的同時(shí),出現(xiàn)了玻璃框架玻璃采光頂。這種支撐系統(tǒng)(框架)與采光板全部采用玻璃的新型采光頂,由于它無遮攔的全視野的特性,給人們一種特有的藝術(shù)享受,在很多公共建筑上開始應(yīng)用。
20世紀(jì)70年代中期,美國建筑師波特曼設(shè)計(jì)的亞特蘭大海特?cái)z政大廈,在回字形平面建筑中將中央天井加上玻璃頂蓋,稱之為波特曼共享空間。環(huán)繞天井的客房組成的多層回廊,欄桿上種植花草,天井中種樹栽花,并配有噴水水池、山石等小品,在透過玻璃頂蓋的陽光照射下顯得極為生動(dòng)和自然,這就給玻璃采光頂在藝術(shù)、技術(shù)、功能上賦予全新的意義。
2.玻璃采光頂?shù)脑煨?
20世紀(jì)中后期,隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,人們對生產(chǎn)環(huán)境的要求越來越多樣化,在這些環(huán)境中需要建筑自然采光,于是建筑師把目光投向了玻璃采光頂,要求玻璃采光頂造型不能單一,要與豐富多彩的建筑造型相匹配,要求外形有帶坡的、圓形的、錐形的,以符合建筑造型的需要。
玻璃采光頂可分為:單體-即單個(gè)玻璃采光頂;群體-在一個(gè)屋蓋系統(tǒng)上,有若干單體玻璃采光頂在
鋼結(jié)構(gòu)(鋼筋
混凝土結(jié)構(gòu))支撐體系上組合成一個(gè)玻璃采光頂群;聯(lián)體-由幾種玻璃采光頂和玻璃幕墻以共用桿件連成一個(gè)整體的玻璃頂和墻面系統(tǒng)。
3.玻璃采光頂?shù)姆N類
玻璃采光頂按其支架桿件用料可分為鋼玻璃采光頂、鋁合金玻璃采光頂、玻璃框架玻璃采光頂。
玻璃采光頂按其設(shè)置地點(diǎn)有敞開式和封閉式。敞開式是指通廊或雨蓬上的采光頂;封閉式是位于封閉空間的頂蓋或屋蓋上的采光頂。
玻璃采光頂按功能分為密閉型和非密閉型兩種。密閉型是用于封閉空間的玻璃采光頂;非密閉型是用于敞開空間的玻璃采光頂。
4.玻璃采光頂設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
。1)玻璃采光頂最大的問題是
保溫隔熱性能較差,如果室內(nèi)外溫差較大,容易產(chǎn)生冷凝水的滴落。解決冷凝水的問題有三種辦法:首先是可以考慮采用雙層玻璃,改善保溫隔熱的性能;其次是將玻璃頂設(shè)計(jì)成一定的坡度和弧度,并組織好完善的排水系統(tǒng),一般的說,玻璃采光頂坡面與水平的夾角以不小于18度,不大于45度為宜;還有一種辦法是將玻璃頂下面的墻體上留風(fēng)縫或孔,讓外面的冷空氣滲入室內(nèi),使玻璃頂?shù)膬?nèi)外側(cè)溫差減小,這種玻璃頂?shù)南旅骐y以形成凝結(jié)水,而且可以改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量,但要稍微損失一些能源。
。2)由于屋頂覆蓋在建筑物的最上面,因此玻璃頂?shù)姆浪畣栴}就特別突出。玻璃采光頂?shù)姆浪团潘强坎AШ蜅U件經(jīng)過構(gòu)造處理而形成的,防水性能的好壞與構(gòu)造組織的好壞有很大關(guān)系。
玻璃采光頂屋面防水基本方法,歸納起來有兩種:"導(dǎo)"即利用玻璃采光頂?shù)钠露,將頂面雨水因勢利?dǎo)的迅速排除,使?jié)B漏的可能性縮到最小范圍。"堵"即利用
防水材料,堵塞玻璃與桿件間的縫隙,要求無縫、無孔,以防止雨水滲漏。導(dǎo)與堵二者,導(dǎo)是主要方面,防水效果好,省工、省料,因此綜合處理玻璃采光頂防水時(shí),應(yīng)以導(dǎo)為主,以堵為輔,導(dǎo)堵結(jié)合。
不管什么形式的采光頂,排水都是十分重要的,因?yàn)槿绻AР晒忭斉潘到y(tǒng)設(shè)計(jì)紊亂或排水的細(xì)部處理不當(dāng),造成排水不暢或積水,都是產(chǎn)生滲漏的因素,長期積水會(huì)使
密封膠老化,所以對玻璃采光頂?shù)呐潘畣栴}應(yīng)予足夠的重視。
玻璃采光頂排水設(shè)計(jì)主要解決以下兩個(gè)問題:1.決定適宜的排水坡度 為了排除雨水,玻璃采光頂需要一定的排水坡度,坡度越大,排水就越暢快。但當(dāng)坡度相當(dāng)大時(shí),會(huì)給施工和結(jié)構(gòu)布置造成不利條件,因此根據(jù)具體要求確定一個(gè)合適的坡度是很重要的。玻璃采光頂?shù)钠露仁怯啥喾矫嬉蛩貨Q定的,其中地區(qū)降水量,玻璃采光頂?shù)玫捏w形、尺寸和結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式對玻璃采光頂坡度影響最大,玻璃采光頂內(nèi)側(cè)冷凝水的排泄和玻璃采光頂?shù)淖詢粢彩潜仨毧紤]的重要因素,一般的說,玻璃采光頂坡面與水平的夾角以不小于18度,不大于45度為宜。2.合理組織排水系統(tǒng) 合理組織排水系統(tǒng),主要是確定玻璃采光頂?shù)呐潘较蚝烷芸谂潘绞。為了使雨水迅速排除,玻璃采光頂(shù)呐潘较驊?yīng)該直接明確,減少轉(zhuǎn)折。
(3)玻璃采光頂?shù)牟A。玻璃采光頂(shù)牟A?yīng)采用
安全玻璃,如
鋼化玻璃、熱反射
夾層玻璃、
中空玻璃、
夾膠玻璃。
(4)玻璃采光頂?shù)难9、過熱問題。當(dāng)采用普通夾層玻璃時(shí),太陽光透射率及
傳熱系數(shù)均較大,且直射的太陽光使人眩目;而采用熱反射夾層玻璃,由于單向透像性能,能防止眩目,且傳熱系數(shù)較低。另外采用在采光頂?shù)膬?nèi)側(cè)加
遮陽膜、適當(dāng)?shù)脑黾邮覂?nèi)的綠化也可以有效的避免眩光、過熱問題。
工程實(shí)例:在大連市雙D港創(chuàng)業(yè)園入口設(shè)計(jì)中,因?yàn)檎麄(gè)入口為一個(gè)斜切圓柱式四層的共享空間,它的四周為桁架式
點(diǎn)式玻璃幕墻,頂棚為球形網(wǎng)架式采光頂,整個(gè)入口就由玻璃作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),組成了一個(gè)共享空間。在設(shè)計(jì)中,我們考慮了這個(gè)"玻璃盒子"構(gòu)成的共享空間會(huì)給我們帶來的一系列問題,比如由此所產(chǎn)生的室內(nèi)過熱、眩光等問題。因此我們在球形網(wǎng)架采光頂?shù)南旅娌捎昧舜竺娣e張拉遮陽膜這一措施,用以阻止太陽光的直接射入,而又不影響室內(nèi)的采光。另外,在每一層的回馬廊相應(yīng)的擺放了一定數(shù)量的綠色植物來吸收一定的光能。此外玻璃選用low-e(低輻射)玻璃,盡量避免了有害光線進(jìn)入室內(nèi)對人體造成影響?傊ㄟ^這一系列措施有效的解決了眩光、過熱等這些
光污染問題。
參考文獻(xiàn)
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3.陳建東:玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范應(yīng)用手冊 中國建筑工業(yè)出版社