1、18 單層廠房天窗構造本章內容：單層廠房天窗構造 學習重點：各類天窗的選型、設置及構造要求。 本章提要本 章 內 容18.1 天窗的類型及特點 18.2 矩形天窗和矩形避風式天窗 18.3 井式天窗 18.4 平天窗 從構造形式上可分為上凸式天窗、鋸齒形天窗、下沉式天窗和平天窗。按功能分，有采光天窗與通風天窗兩大類型。(圖18.1)主要用作采光的有矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗、橫向下沉式天窗等；主要用作通風的有矩形避風天窗、縱向或橫向下沉式天窗、井式天窗、M形天窗。 18.1 天窗的類型及特點18.1.1 天窗的類型（1）上凸式天窗矩形天窗橫斷面呈矩形，兩側采光面與水平面垂直(圖18.1(a)

2、。具有光線均勻，防雨較好，窗扇可開啟兼作通風口等優點，在冷加工車間應用廣泛。缺點是構件類型多，自重大，造價高。梯形天窗兩側采光面與水平面傾斜，一般成60角，采光效率與矩形天窗相比約高60%，但均勻性較差，并有大量直射陽光，防雨性能較差。 18.1.2 天窗的特點及適用范圍 M形天窗 將矩形天窗的頂蓋從兩邊向中間傾斜而成(圖18.1(b)。傾斜的頂蓋便于疏導氣流并增加光線反射，故其通風、采光效率比矩形天窗高，但排水結構較復雜。一般工程實踐中常取廠房跨度的1/21/3作為天窗的寬度(圖18.2)。 （2）鋸齒形天窗鋸齒形天窗是將廠房屋蓋做成鋸齒形，在其垂直(或稍傾斜)面上設置采光、通風口圖18.1

3、(c)。窗口大多朝北或北偏東515，使廠房內部無直射陽光和眩光，光線穩定、均勻，并可避免機械、設備產生陰影。（3）下沉式天窗下沉式天窗是在擬設天窗的部位把屋面板下移，鋪在屋架的下弦上，利用屋架上、下弦之間的空間做成采光口或通風口。 縱向下沉式天窗將下沉的屋面板沿廠房縱軸方向擱置在屋架下弦上，利用屋架高度形成縱向下沉式天窗(圖18.1(d) 。適用于縱軸為東西向的廠房，且多用于熱加工車間。 橫向下沉式天窗將相鄰柱距的整跨屋面板一上一下交替布置在屋架上、下弦上，利用屋架高度形成橫向下沉式天窗(圖18.1(e)。適用于縱軸為南北向的廠房。 井式下沉式天窗(井式天窗)將擬設天窗位置的屋面板下沉鋪在屋架

4、下弦上，在屋面上形成凹嵌在屋架空間內的天窗井(圖18.1(f) ，在井壁的三面或四面設置采光或排氣窗口，同時設置擋雨和排水設施。廣泛應用于熱加工車間。 (4)平天窗平天窗是根據采光需要設置帶孔洞的屋面板，在孔洞上安裝透光材料所形成的天窗。它具有采光效率高，不設天窗架、構造簡單、屋面荷載小、布置靈活等優點，但易造成太陽直接熱輻射和眩光，防雨、防雹較差，易產生冷凝水和積灰。 采光板在屋面孔洞上設平板形透光材料(圖18.1(g) 采光罩在屋面孔洞上裝弧形或錐形透光材料(圖18.1(h) 采光帶將一部分屋面板的位置空出來，鋪上采光材料，做成6m以上長條形的縱向或橫向采光帶(圖18.1(i)。矩形天窗主

5、要由天窗架、天窗扇、天窗屋面板、天窗側板及天窗端壁等組成。（圖18.3) 18.2 矩形天窗和矩形避風式天窗18.2.1 矩形天窗構造(1)天窗架天窗架是矩形天窗的承重構件，常用鋼筋混凝土天窗架或鋼天窗架(圖18.4)。 鋼筋混凝土天窗架一般由兩榀或三榀預制構件拼接而成，各榀之間采用螺栓連接，支腳與屋架采用焊接(圖18.5)。鋼天窗架重量輕，制作吊裝方便，常采用桁架式，其支腳與屋架節點的連接一般也采用焊接。 表18.1為我國常用的形和W形鋼筋混凝土天窗架的尺寸。 表18.1常用鋼筋混凝土天窗架尺寸 天窗架形式 形W形天窗架跨度 (標志尺寸) 600090006000天窗扇高度 12001500

6、2900 21200 2900212002150012001500天窗架高度 207023702670327026703270387019502250(2)天窗屋頂及檐口構造 天窗屋頂多采用無組織排水的帶挑檐屋面板，挑出長度300500mm(圖18.6(a)。需要有組織排水時，可采用帶檐溝的屋面板(圖18.6(b)，或用焊在天窗架上鋼牛腿支承的天溝板排水，或用固定在檐口板上的金屬天溝排水(圖18.7)。 (3)天窗側板 天窗側板是天窗扇下部的圍護構件，相當于側窗的窗臺。 天窗側板一般做成與屋面板長度相同的鋼筋混凝土槽形板，安裝時將它與天窗架上的預埋件焊牢。要求保溫的車間側板兩肋之間應填入保溫材

7、料，外面再做泛水與廠房屋面連接(圖18.6)。 (4)天窗端壁 天窗兩端的山墻稱為天窗端壁。 鋼筋混凝土端壁板用于鋼筋混凝土屋架，可根據天窗的跨度不同由兩塊或三塊拼裝而成。端壁板及天窗架與屋架上弦的連接均通過預埋件焊接，端壁板下部與屋面板相接處要做泛水，需要保溫的廠房一般在端壁板內側加設保溫層(圖18.8)。 (5)天窗扇 矩形天窗設置天窗扇的作用主要是為了采光、通風和擋雨。常用的類型有鋼制和木制兩種。 上懸式鋼天窗扇防雨性能較好，由于最大開啟角度為45，故通風功能較差。上懸式鋼天窗扇有通長式和分段式兩種布置方式，開啟扇與天窗端壁以及扇與扇之間均須設置固定扇，以起豎框的作用(圖18.9)。(6

8、)天窗開關器 由于天窗位置較高，需要經常開關的天窗應設置開關器。用于上懸天窗的有撐臂式開關器(圖18.10)；用于中懸天窗的有電動引伸式、手動水平拉桿式及簡易拉繩式等。 矩形天窗兩側加設擋風板，窗口不設窗扇，增加擋雨設施，稱為矩形避風天窗，也可稱矩形通風天窗(圖18.11)。 18.2.2 矩形避風天窗(1)擋風板的布置擋風板可垂直或外傾布置(圖18.12)。擋風板中間應設小門，供檢修、清灰和掃雪時進出之用，擋風板兩端應封閉，以免灌風(圖18.11)。 18.2.2.1 擋風板的構造(2)擋風板的構造擋風板由面板和支架兩部分組成。支架有立柱式和懸挑式兩種構造形式。 立柱式這種構造形式結構受力合

9、理，但擋風板與天窗之間的距離受屋面板排列限制，防水處理較復雜(圖18.13)。 懸挑式這種構造形式布置靈活，但增加了天窗架的荷載，對抗震不利(圖18.14)。(1)安裝方法方法有以下三種(圖18.15)：天窗檐口設大挑檐 水平口設擋雨片 垂直口設擋雨片 18.2.2.2 擋雨設施構造(2)擋雨片類型擋雨片按材料分，有石棉水泥瓦、鋼絲網水泥板、鋼筋混凝土板、薄鋼板等。當有采光要求時，可采用鉛絲玻璃、鋼化玻璃、玻璃鋼瓦等透明材料。 (3)擋雨片構造 石棉水泥瓦擋雨片構造(圖18.13、圖18.14) 。鋼絲網水泥板或鋼筋混凝土擋雨片構造(圖18.16)薄鋼板擋雨片構造(圖18.17)。井式天窗的布

10、置方式有單側布置、兩側對稱布置、兩側錯開布置和跨中布置(圖18.18)。前三種為邊井式，后一種為中井式。單側或兩側布置時通風效果好，多用于熱加工車間。跨中布置能充分利用屋架中部較高的空間，采光較好，但排水、清灰較復雜。18.3 井式天窗18.3.1 布置方式井式天窗的組成有屋架、檁條、井底板、井口板、擋風側墻、擋雨設施和排水裝置等(圖18.19)。 18.3.2 井式天窗的構造單側或兩側布置的井式天窗可選用坡度平緩、端部較高的梯形屋架，這樣可獲得較大的排風口面積，具有良好的通風性能。對于跨中布置的井式天窗則可采用折線形、拱形、三角形屋架。為了便于鋪設井底板或檁條，井式天窗宜采用雙豎桿、無豎桿或

11、全豎桿屋架。 18.3.2.1 屋架選型(1)橫向鋪板(有檁方案)在雙豎桿或無豎桿屋架下弦節點上擱置檁條，檁條上鋪設井底板(井底板平行于屋架布置)，井底板邊緣應做約300mm高的泛水(圖18.20)。為了提高井底板與屋面之間的凈空，增大排風口凈高，可采用下臥式檁條、槽形或L形檁條(圖18.21)。 18.3.2.2 井底板鋪設(2) 縱向鋪板(無檁方案)把井底板直接擱置在屋架下弦上，省去檁條，增加了天窗垂直口凈空高度，但有的板端與屋架腹桿相碰，為此一般采用非標準的出肋板或卡口板(圖18.22)。 常見的擋雨設施有三種：井口設空格板及擋雨片(圖18.23)井口設挑檐板(圖18.24)井口設鑲邊板

12、(圖18.25)18.3.2.3 擋雨設施(1)垂直口設窗扇 縱向垂直口可選用上懸或中懸窗扇；橫向垂直口因有屋架腹桿的阻擋只能選用上懸窗扇。中井式天窗垂直口比較規整，設置窗扇較方便(圖18.26(a)。邊井式天窗窗扇設置有兩種方式：一是采用平行四邊形窗扇(圖18.26(b)；二是選用矩形窗扇(圖18.26(c)。 18.3.2.4 窗扇的設置(2)水平口設窗扇中懸窗扇窗扇固定在空格板肋上或檁條上，可根據擋雨和保溫要求調節開啟角度。推拉窗扇每個井口上設兩扇帶有滑輪的水平玻璃頂蓋，可沿水平口兩側的導軌移動，根據擋雨和保溫要求調節開口面積。 (1)邊井式天窗排水 無組織排水 廠房屋面和天窗井底板均為

13、自由落水(圖18.27(a)。 單層天溝排水 指井底或井口設通長天溝外排水。有兩種處理方式：一種是廠房屋頂設通長天溝，下層井底板做自由落水(圖18.27(b)；另一種是廠房屋頂為自由落水，下層井底板設通長天溝，再由雨水管排出雨水(圖18.27(c)。 18.3.2.5 井底排水雙層天溝排水 指廠房屋頂、井底板都設通長天溝，上天溝雨水排至下天溝，再由雨水管排出。(圖18.27(d)。 (2)中井式天窗排水 間斷天溝(圖18.28(a) 雙層天溝(圖18.28(b) 跨中布置井式天窗時，井底板設雨水口、雨水斗，用懸吊管將雨水排出室外。 (1)井底泛水井底板周圍應設泛水，高度不宜小于300mm。泛水

14、可采用磚砌，外抹水泥砂漿，或用預制鋼筋混凝土擋水條(圖18.29)。(2)井口泛水井上口的周圍應設150300mm高的泛水，做法同井底泛水。 18.3.2.6 井底泛水、井口泛水為保證邊井式天窗有穩定的通風效果，在跨邊須設垂直擋風側墻，可采用磚墻、石棉瓦或預制墻板(圖18.27)。在擋風側墻與井底板之間應留100150mm空隙，便于排出雨雪和灰塵。 18.3.2.7 擋風側墻在每個邊井式天窗的擋風側墻上設小門，或在每個天窗內設置鋼梯，供清灰和檢修通行。當利用下層天溝做清灰通道時，天溝外應設安全欄桿(圖18.27(d)，并設落灰豎管，豎管間距一般不大于120m。 18.3.2.8 清風及檢修設施

15、(1)采光板在屋面板上開孔，然后裝設平板透光材料(圖18.30)。(2)采光罩在屋面板上開孔，然后裝上弧形或錐形透光材料構成采光罩(圖18.31)。(3)采光帶將部分屋面板的位置空出來，鋪上透光材料做成較長的(6m以上)橫向或縱向采光帶(圖18.32)。 18.4 平天窗18.4.1 平天窗的種類井壁是平天窗采光口四周凸起的邊框，應高出屋面150250mm，并做泛水構造。井壁的形式有垂直和傾斜兩種。大小相同的采光口，傾斜井壁采光較好。井壁的材料大多采用鋼筋混凝土預制或整澆(圖18.33)，也可用薄鋼板或玻璃纖維、塑料等。 18.4.2 平天窗構造18.4.2.1 井壁構造(1)中、大采光板和采光帶兩塊玻璃的搭接固定處設橫檔，起支撐和固定玻璃的作用。橫檔大多采用金屬型材制作，其截面形式有形、形和山形。沿屋面坡度方向最好用整塊玻璃，防水較好，若有接縫，應將玻璃上下搭接，搭接長度不小于100mm，并用Z形鍍鋅卡子固定(圖18.34)。 18.4.2.2 玻璃安裝構造(2)小孔采光板和采光罩采用整塊玻璃透光材料覆蓋采光孔，構造簡單，無接縫，防水可靠。其構造是將玻璃或玻璃鋼罩用鋼卡鉤及木螺栓固定在孔壁的預埋木磚上(圖18.35)。玻璃與孔壁的連接處是容易漏水的地方，用聚氯乙烯膠泥或油膏等彈性較好的材料墊縫。 (1)透光材料 選擇有擴散性的透光材料，減少眩光和增加采光均勻度。 當車間內有保