单层工业厂房的侧窗,大门和天窗

学习目标和要求:
1,掌握单层工业厂房侧窗的作用,种类以及钢侧窗的细部构造;
2,掌握单层工业厂房大门的类型与特点;
3,掌握平开钢木大门的构造做法,了解推拉门,折叠门,卷帘门的构造;
4,掌握不同种类天窗的作用与特点;
5,掌握矩形天窗的构造做法,了解平天窗,矩形通风天窗,井式天窗的构造.
第一节 侧 窗
在工业厂房中,侧窗不仅要满足采光和通风的要求,还要根据生产工艺
的需要,满足其他一些特殊要求.如有爆炸危险的车间,侧窗应便于泄压;要求恒温恒湿的车间,侧窗应有足够的保温隔热性能;洁净车间要求侧窗防尘和密闭等.由于工业建筑侧窗面积较大,在进行构造设计时,应在坚固耐久,开关方便的前提下,节省材料,降低造价.
一,侧窗的布置与类型:
1,侧窗的布置:
侧窗分单面侧窗和双面侧窗.当厂房跨度不大时,可采用单面侧窗采光;单跨厂房多为双侧采光,可以提高厂房采光照明的均匀程度.
窗洞高度和窗洞位置的高低对采光效果影响很大,侧窗位置越低近墙处的照度越强,而厂房深处的照度越弱.因此侧窗窗台的高度,从通风和采光要求来看,一般以低些为好,但考虑到工作面的高度,工作面与侧窗的距离等因素,可按以下几种情况来确定窗台的高度:
1),当工作面位于外墙处,工人坐着操作时,或对通风有特殊要求时,窗台高度可取800～900mm.
2),大多数厂房中,工人系站着操作,其工作面一般离地面1m以上,因此应使窗台高度大于1m.
3),当工人靠墙操作时,为了防止工作用的工件击碎玻璃,应使窗台至少高出工作面250～300mm.
4),当作业地点离开外墙在1.5m以内时,窗台到地面的距离应不大于1.5m.
5),外墙附近没有固定作业地点的车间以及侧窗主要供厂房深处作业地带采光的车间,或沿外墙铺设有铁路线的车间,窗台高度可以增加到2～4m.
6),在有吊车梁的厂房中,如靠吊车梁位置布置侧窗,因吊车梁会遮挡一部分光线,使该段的窗不能发挥作用.因此在该段范围内通常不设侧窗,而做成实墙面,这也是单层厂房侧窗一般至少分为两排的原因之一.
窗间墙的宽度大小也会影响厂房内部采光效果,通常窗口宽度不宜小于窗间墙的宽度.
工业建筑侧窗一般采用单层窗,只有严寒地区的采暖车间在4m以下高度范围,或生产有特殊要求的车间(恒温,恒湿,洁净),才部分或全部采用双层窗.
2,侧窗的类型:
1,按材料分有:钢窗,木窗,钢筋混凝土窗,铝合金窗及塑钢窗等.
2,按层数分有:单层窗和双层窗.
3,按开启方式分有:平开窗,中悬窗,固定窗,垂直旋转窗(立旋窗)等.
中悬窗:窗扇沿水平中轴转动,开启角度可达80°,并可利用自重保持平衡.这种窗可用侧窗开关器进行开启,常用于外墙上部窗.调整转轴位置使转轴位于窗扇重心之上,还可作为泄压窗.但由于开启扇之间有缝隙,以产生飘雨现象.不利于保温.
平开窗:通风效果好,构造简单,开关方便,便于做成双层窗;但不便于设置联动开关器,只能用手操作,通常布置在侧窗的下部.
固定窗:没有活动窗扇,不能开启,主要用来采光,多设在外墙中部.
垂直旋转窗(立旋窗):窗扇沿垂直轴转动,可设置联动开关,开启方便.并能按风向来调节开启角度,通风效果好.但密闭性差,适用于要求通风好,密闭要求不高的车间.常用于热加工车间的外墙下部,作为进风口.
二,钢侧窗的构造:
钢侧窗具有坚固,耐久,耐火,挡光少,关闭严密,易于工厂机械化生产等优点,目前在工业厂房中应用较广.
1,钢窗料型及构造:
目前我国生产的钢侧窗窗料有实腹钢窗料和空腹钢窗料两种.
1),实腹钢窗:
工业厂房钢侧窗多采用截面为32mm和40mm高的标准钢窗型钢,它适用于中悬窗,固定窗和平开窗,窗口尺寸以300mm为模数.
2),空腹钢窗:
空腹钢窗是用冷轧低碳带钢,经高频焊接轧制成型.它具有重量轻,刚度大等优点,与实腹钢窗相比可节约钢材40～50%,提高抗扭强度2.5～3.0倍.但因其壁薄,易受到锈蚀破坏,故不宜用于有酸碱介质腐蚀的车间.
为便于制作和安装,基本钢窗的的尺寸一般不宜大于1800mm×2400mm(宽×高).
大面积的钢侧窗须由若干个基本窗拼接而成,即组合窗.
横向拼接时,左右窗框间须加竖梃,当仅有两个基本窗横向组合,洞口尺寸≤2400mm×2400mm时,可用T形钢作竖梃拼接.若有两个或两个以上基本窗横向组合,以及组合高度大于2400mm时,可用圆钢管作竖梃.竖向拼接时,当跨度在1500mm内,可用披水板作横档,跨度大于1500mm时,为保证组合窗的整体刚度和稳定性,须用角钢或槽钢作横档,以支承上部钢窗重量.
钢窗与砖墙连接固定时,组合窗中所有竖梃和横档两端必须插入窗洞四周墙体的预留洞内,并用细石混凝土填实.
钢窗与钢筋混凝土构件连接时,在钢筋混凝土构件中相应位置预埋铁件,用连接件将钢窗与预埋铁件焊接固定.
2,侧窗开关器:
工业厂房侧窗面积较大,上部侧窗一般用开关器进行开关.开关器分电动,气动和手动等几种,电动开关器使用方便,但制作复杂,要经常维护.
第二节 大 门
一,洞口尺寸与大门类型:
1,大门洞口的尺寸:
厂房大门主要是供生产运输车辆及人通行,疏散之用.门的尺寸应根据
所需运输工具,运输货物的外形并考虑通行方便等因素而定.
一般门的宽度应比满载货物的车辆宽600～1000mm,高度应高出400～600mm..大门的尺寸以300mm为扩大模数进级.
2,大门的类型:
1),按用途分:有一般大门和特殊大门(保温门,防火门,冷藏门,射线防护门,隔声门,烘干室门等).
2),按门的材料分:有钢木大门,木大门,钢板门,空腹薄壁钢门,铝合金门等.
3),按门的开启方式分:有平开门,推拉门,折叠门,升降门,卷帘门及上翻门等.
二,大门的构造:
1,平开钢木大门:
1),组成:门扇,门框,五金零件.
平开钢木大门的洞口尺寸一般不宜大于3.6×3.6m.
门扇由骨架和门芯板构成,当门扇的面积大于5m2时,宜采用角钢或槽钢骨架.门芯板采用15～25mm厚的木板,用螺栓将其与骨架固定.寒冷地区有保温要求的厂房大门可采用双层门芯板,中间填充保温材料,并在门扇边缘加钉橡皮条等密封材料封闭缝隙.
大门门框有钢筋混凝土和砖砌两种.门洞宽度大于3m时,采用钢筋混凝土门框,在安装铰链处预埋铁件.洞口较小时可采用砖砌门框,墙内砌入有预埋铁件的混凝土块,砌块的数量和位置应与门扇上铰链的位置相适应.一般每个门扇设两个铰链.
2,推拉门:
推拉门由门扇,导轨,地槽,滑轮及门框组成.
门扇可采用钢板门,钢木门,空腹薄壁钢门等.每个门扇的宽度不大于1.8m.当门洞宽度较大时可设多个门扇,分别在各自的轨道上推行.门扇因受室内柱子的影响,一般只能设在室外一侧.因此,应设置足够宽度的雨蓬加以保护.
根据门洞的大小,可做成单轨双扇,双轨双扇,多轨多扇等形式,常用单轨双扇.
推拉门支承的方式有上挂式和下滑式两种:
当门扇高度小于4m时,采用上挂式,即门扇通过滑轮挂在洞口上方的导轨上.
推拉门的密闭性较差,故不宜用于密闭要求较高的车间.
3,折叠门:
折叠门有侧挂式,侧悬式(边轴旋转)和中悬式(中轴旋转)三种.
侧挂式折叠门:是在平开门扇边侧用普通铰链悬挂一个门扇,不再另设导轨,适用于较小尺寸的门洞.
侧悬式(边轴旋转)和中悬式(中轴旋转)折叠门是将铰链安装在门扇的上部侧边或上部中间位置
4,特殊要求的门:
1)防火门.防火门用于加工易燃品的车间或仓库.
2)保温门和隔声门.保温门要求门扇具有较好的保温性能,且门缝密闭性好.
第三节 天窗构造
一, 天窗的作用与类型:
1,天窗的作用:单层厂房天窗是设置在厂房屋面上的各种形式的窗.主要用来通风和采光.
2,天窗的分类:
(1),按天窗的功能分为:采光天窗和通风天窗.
(2),按天窗与屋面的位置分为:上升式天窗,下沉式天窗和平天窗等.
实际上只起采光和只起通风作用的天窗是较少的,大部分天窗都同时具有采光和通风双重作用.
主要用于采光的天窗有:矩形天窗,锯齿形天窗,平天窗,三角形天窗和横向下沉式天窗等.
主要用于通风的天窗有:矩形避风天窗,纵向和横向下沉式天窗,井式天窗,M形天窗等.
二,矩形天窗的构造:
1,矩形天窗的组成:
1),布置要求:矩形天窗延厂房纵向布置,为了简化构造并留出屋面检修和消防通道,在厂房的两端和横向变形缝的第一个柱间通常不设天窗.在每段天窗的端壁应设置上天窗屋面的消防梯.
2),组成:天窗架,天窗屋顶,天窗端壁,天窗侧板及天窗扇等构件组成.
(1),天窗架:
天窗架是天窗的承重结构,它直接支承在屋架上,天窗架的材料与屋架相同,常用钢筋混凝土天窗架和钢天窗架.
天窗架的宽度根据采光和通风要求一般为厂房跨度的1/2～1/3左右,且应尽可能将天窗架支承在屋架的节点上,目前常采用的钢筋混凝土天窗架的宽度为6m和9m两种.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,其支脚与屋架采用焊接.
天窗架的高度应根据采光和通风的要求,并结合所选用的天窗扇尺寸确定,一般高度为宽度的0.3～0.5倍.
(2),天窗扇:
天窗扇有钢制和木制两种.钢天窗扇具有耐久,耐高温,重量轻,挡光少,不宜变形,关闭严密等优点,因此工业建筑中多采用钢天窗扇.
钢天窗扇按开启方式分为:上悬式钢天窗,中悬式钢天窗.
①,上悬式钢天窗扇:最大开启角度仅45°,因此防雨性能较好,但通风性能较差.主要由开启扇和固定扇等若干单元组成,可以布置成通长窗扇和分段窗扇.
通长天窗扇是由两个端部固定窗扇和一个可整体开启的中部通长窗扇利用垫板和螺栓连接而成.开启扇可长达数十米,其长度应根据厂房长度,采光通风的需要以及天窗开关器的启动能力等因素决定.
分段天窗扇是在每个柱距内设单独开启的窗扇,一般不用开关器.
无论是通常窗扇还是分段窗扇,在开启扇之间以及开启扇与天窗端壁之间,均需设置固定扇起竖框作用.防雨要求较高的厂房可在上述固定扇的后侧加600mm宽的固定挡雨板,以防止雨水从窗扇两端开口处飘入车间.
②,中悬式钢天窗:开启角度为60°～80°,通风好,但防雨较差.
木天窗扇一般只有中悬式,最大开启角为60°,中悬式天窗扇因受天窗架的阻挡和转轴位置的限制,只能分段设置,每个柱距内设一樘窗扇.
(3),天窗檐口与侧板:
天窗檐口:一般情况下,天窗屋面的构造与厂房屋面相同.天窗檐口常采用无组织排水,由带挑檐的屋面板构成,挑出长度一般为300～500mm.檐扣下部的屋面上需铺设滴水板.雨量多的地区或天窗高度和宽度较大时,宜采用有组织排水.一般可采用带檐沟的屋面板或天窗架的钢牛腿上铺槽形天沟板,及屋面板的挑檐下悬挂镀锌铁皮或石棉水泥檐沟等三种做法.
天窗侧板:是天窗扇下部的围护构件,其主要作用是防止屋面上的雨水
流入或溅入车间内或屋面积雪影响天窗扇的开启.
天窗侧板应高出屋面不小于300mm.常有大风雨或多雪地区应增高到400～600mm.
侧板的形式有两种.当屋面为无檩体系大型屋面板时,采用钢筋混凝土
侧板,侧板长度与屋面板长度一致.当屋面为有檩体系的轻型瓦材时,侧板可采用石棉水泥波瓦等轻质材料.侧板安装时向外稍倾斜,以利排水.侧板与屋面交接处应做好泛水处理.
(4),天窗端壁:
天窗端壁主要起支承和围护作用,常用的有预制钢筋混凝土端壁和石棉
水泥瓦端壁板.
钢筋混凝土端壁板可以代替端部的天窗架支承天窗屋面板.焊接在屋架上弦的一侧,屋架上弦的另一侧用于铺放与天窗相邻的屋面板.端壁下部与屋面板相交处应做好泛水,需要时可在端壁板内侧设置保温层.
天窗屋顶的构造通常与厂房屋顶构造相同.
三,平天窗的构造:
1,平天窗的特点与类型:
是利用屋顶水平面直接开设采光孔洞进行采光的.它有采光板,采光罩和采光带三种.
2,平天窗的构造:
(1),采光板:是在屋面板上留孔,装设平板透光材料.板上可开设几
个小孔,也可开设一个通长的大孔.固定的采光板只作采光用,可开启的采光板以采光为主,兼作少量通风.
(2),采光罩:是在屋面板上留孔,装弧形透光材料,如弧形玻璃钢罩,弧形玻璃罩等.采光罩有固定和可开启两种.
(3),采光带:是指采光口长度在6米以上的采光口.采光带根据屋面结构的不同形式,可布置成横向采光带和纵向采光带.
平天窗的几个特殊构造问题:
①,井壁泛水:做在平天窗采光口周围,井壁上安放透光材料.泛水高度一般为150～250mm.井壁有垂直和倾斜两种.
井壁可用钢筋混凝土,薄钢板,塑料等材料制成.预制井壁现场安装,工业化程度高,施工快.但应处理好与屋面板之间的缝隙,以防漏水.
②,防水:玻璃与井壁之间的缝隙是防水的薄弱环节,可用聚氯乙烯胶泥或建筑油膏等弹性较好的材料垫缝,不宜用油灰等易干裂材料.对大孔采光板和采光带需由多块玻璃拼接而成,故需设置骨架作为安装固定玻璃之用.横档的用料有木材,型钢,铝材和预制钢筋混凝土条等.应注意玻璃与横档搭接处的防水,一般用油膏防止渗水.玻璃上下搭接应≥100mm,并用S形镀锌卡子固定,为防止雨雪及灰尘随风从搭缝处渗入,上下搭缝宜用油膏条,胶管或浸油线绳等柔性材料封缝.
③,防太阳辐射和眩光:平天窗受直射阳光强度大,时间长,如果采用一般的平板玻璃和钢化玻璃透光材料,会使车间内过热和产生眩光,有损视力,影响安全生产和产品质量.因此应优先选用扩散性能好的透光材料,如磨砂玻璃,乳白玻璃,夹丝压花玻璃,玻璃钢等.也可在玻璃下面加浅色遮阳格卡,以减少直射光增加扩散效果.
④,安全防护措施:防止冰雹或其他原因破坏玻璃,保证生产安全,可采用夹丝玻璃.若采用非安全玻璃(如普通平板玻璃,磨砂玻璃,压花玻璃等),须在玻璃下加设一层金属安全网.
⑤,通风问题:南方地区采用平天窗时,必须考虑通风散热措施,使滞留在屋盖下表面的热气及时排至室外.目前采用的通风方式有两类:一是采光和通风结合处理,采用可开启的采光板,采光罩或带开启扇的采光板.既可采光又可通风,但使用不够灵活.二是采光和通风分开处理,平天窗只考虑采光,另外利用通风屋脊解决通风,构造较复杂.
四,其他形式的天窗构造:
(一),矩形避风天窗:
矩形避风天窗是在矩形天窗两侧加设挡风板构成的.多用于热加工车间.除有保温要求的厂房外,矩形避风天窗一般不设天窗扇,仅在进风口处设置挡风板,以提高通风效率.
1,挡风板的形式和尺寸:
挡风板的形式有立柱式(直或斜立柱式)和悬挑式(直或斜悬挑式).
立柱式:是将立柱支承在屋架上弦的柱墩上,用支撑与天窗架相连,结构受力合理,但挡风板与天窗之间的距离受屋面板排列的限制,立柱处防水处理较复杂.
悬挑式:支架固定在天窗架上,挡风板与屋面板脱开,处理灵活,适用于各类屋面,但增加了天窗架的荷载,对抗震不利.挡风板可向外倾斜或垂直设置,向外倾斜的挡风板,倾角一般与水平面成50～700,当风吹向挡风板时,可使气流大幅度飞跃,从而增加抽风能力,通风效果比垂直的好.
挡风板高度不宜超过天窗檐口的高度.挡风板下部与厂房屋面间应留有100～200mm的间隙,用以排水和灰尘.
挡风板上要设置供除尘和检修时通行的小门.常用的档风板有石棉水泥波瓦,钢丝网水泥波瓦和玻璃钢瓦等.
2,挡雨设施构造:
大挑檐方式,使水平口的通风面积减小.多用于挡风板与天窗扇距离较大的天窗.
垂直口设挡雨板时,挡雨板与水平夹角越小通风越好,但不宜小于150.水平口设挡雨片时,通风阻力较小,是较常用的方式,挡雨片与水平面
的夹角多采用600.挡雨片高度一般为200～300mm.在大风多雨地区和对挡雨要求较高时,可将第一个挡雨片适当加长.
(二),下沉式天窗:
是将厂房的局部屋面板布置再屋架下弦上,利用上下弦屋面板形成的高
差做采光和通风口,不再另设天窗架和挡风板.下沉式天窗具有布置灵活,通风好,采光均匀等优点,但积雪,积灰现象比较严重,而且排水问题不易解决.
下沉式天窗包括井式天窗,横向下沉式天窗,纵向下沉式天窗三种. 其构造方式基本相同,下面仅介绍井式天窗.
按井式天窗再屋面上的位置,有单侧布置,两侧对称布置或交错布置,跨中布置等方案.
井式天窗有井底板,井底檩条,井口空格板,档雨片,挡风墙及排水设施等组成.
1,井底板:
井底板位于屋架下弦,搁置的方法有两种:横向铺板和纵向铺板.
(1),横向铺板(有檩方案):
指井底板与屋架平行,在屋架下弦节点上搁置檩条,井底板搁在檩条上.为了避免屋架节点偏
心受扭及便于铺设檩条,横向铺板时宜选用双竖杆屋架或无竖杆屋架.
横向铺板构造简单,施工吊装方便,应用较多.但由于屋架节点,檩条,井底板及泛水占去一定的屋架高度,将使垂直口净高大为减少,为了争取较多的垂直口通风面积,充分利用屋架上下弦之间的净空,可采用下卧式檩条或槽形,L形檩条,不但可争取约200mm的净空,同时槽形和L形檩条的上部还可兼起泛水作用.
(2),纵向铺板(无檩方案):
指井底板与屋架垂直,将井底板直接搁置在屋架的下弦上,可省去檩条,构造高度小,能获得较高净空排气口.由于有些井底板铺设时可能与屋架腹杆及节点相碰,故有的井底板应做成卡口板或出肋板,纵向铺板施工吊装较困难,且异型板制作较复杂.
2,井口板及挡雨设施:
井式天窗通风口一般做成开敞式,不设窗扇,但井口必须设置挡雨设施.
常用的做法有:
井口上设挑檐板,水平口设挡雨片,垂直口设挡雨板等.
井口上设挑檐板:是沿厂房纵向由相邻屋面板加长挑出悬臂板,横向增设屋面板,形成井口的挑檐.也可以在井口设置檩条,在檩条上固定挑檐板.
井口上设挑檐板占用天窗水平面积较多,影响通风效果.因此多采用水平口设挡雨片的方法.
水平口设挡雨片:是在井口上铺设空格板后,将档雨片固定在空格板上.做法同矩形避风天窗.
垂直口设挡雨板:与单层工业厂房开敞式外墙挡雨板构造相似.挡雨板与水平面的夹角越小越有利于通风,但为保证排水,不宜小于15°.
3,窗扇设置:
如果厂房有保暖要求,可在垂直井口设置窗扇.多为钢窗扇.
沿厂房纵向的垂直口,可以安设上悬或中悬窗扇.横向垂直口因有屋架
腹杆的阻挡,只能选用中悬窗.
4,排水构造:
井式天窗由于有上下两层屋面板,因此排水处理更困难,确定排水方式
时,应综合考虑厂房高度,天窗的位置,车间灰尘量以及降雨量等因素.在组织井式天窗排水的同时,还应做好井口板和井底板的泛水构造.
1),边井外排水:
(1),无组织排水:上下层屋面均做无组织排水,井底板的雨水经挡风板与井底板的空隙流出,构造简单,施工方便,适用于降雨量不大的地区.
(2),单层天沟排水: 上层屋檐做通长天沟,下层井底板做自由落水,适用于降雨量较大的地区.另一种是下层设置通长天沟,上层自由落水,适用于烟尘量大的热车间及降雨量大的地区.天构兼做清灰走道时,外侧应加设栏杆.
(3),双层天沟排水:在雨量较大的地区,灰尘较多的车间,采用上下两层通长天沟有组织排水.这种形式构造复杂,用料较多.
2),内排水:
连跨布置和跨中布置的井式天窗均需采用内排水,连跨布置时可根据厂房雨量和灰尘的情况,选用单层天沟(下天沟)或双层天沟(双层通长或双层间断天沟).跨中布置时应采用悬吊管将雨水引至跨边,再接入屋面落水管排出.
3),井口及井底板泛水:
井口周围应做150～200mm的泛水.为防止雨水流入车间,在井底板的边缘也应设泛水,高度应≥300mm,泛水可用砖砌,外抹水泥砂浆,或用预制钢筋混凝土挡水条.
第十四章课后复习思考题:
P318页第1,3,5,6,8,10
常用的矩形天窗布置有什么要求 它由那些构件组成

单层工业厂房的侧窗