采光顶的设计

• 微弯双曲面的矢高f通常为跨度的1/15~1/30；扁 平双曲面的矢高f通常为跨度的1/5~1/15。低矢高 可以降低室内空间高度，有利于节约能源。
3.柱面
• 一根直线（母线）沿着另一根曲线（准线） 平行移动，便形成柱面。柱面为单曲面， 其高斯曲率为零：
k=kxky=0 • 当准线为圆弧时，形成最常用的圆柱面。
玻璃穹顶由中央向四周倾斜度不断加大，周边部分与竖向平面夹 角往往小于15°，已进入幕墙的范畴。由于在同一屋面上难以完 全划分屋面与幕墙，因此其设计与施工也常要参照现行行业标准 《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102和《金属与石材幕墙工程技 术规范》JGJ133的相应规定。目前，《采光顶与金属屋面工程 技术规范》正在筹划编制
• 双曲抛物面通常由张拉双向索网或双向受 拉膜生成。
6.其它任意形状的曲面
有时，因建筑艺术的要求，透光屋面可以采 用形状复杂的或者组合的曲面，这时屋面的形状 只能通过其曲面各点的三维坐标来描述。采用复 杂形状透光屋面的著名工程有英国伦敦大英博物 馆扩建部份、意大利米兰的新会议展览中心等。
2.2 透光面板的相对位置
此外，还有椭圆柱面和抛物线柱面，以及 沿波形曲线生成的波形柱面。
4.穹顶
• 穹顶通常是球面或椭球面的一部份，位于 建筑物的顶部。在许多大型公共建筑中， 则常为落地的半球或半椭球。穹顶往往涵 盖了墙体和屋面
5.双曲抛物面
• 双曲抛物面常称为马鞍形曲面。它在两个 正交方向上曲率的方向相反，高斯曲率小 于零： k=kxky＜0
若干个平面组成折面或角锥面，也广泛应用 于公共建筑和标志性建筑，其中最有名的是 巴黎卢浮宫玻璃金字塔（底边： 36m×36m）。天津泰达植物园的四角锥底 边达50m×50m。
2.微弯双曲面和扁平双曲面
• 微弯双曲面和扁平双曲面在任正交方向，曲率 的乘积（高斯曲率）大于零： k=kxky＞0
• 多数情况下曲面正放，形成上凸采光屋面；也有 些工程采用下凹反放的方式，此时要采用内排水 措施。
– 当承载力有要求时，可` 采用钢化玻璃。点支承
玻璃，支承处的孔洞和夹板下会产生大的应力 集中，应采用钢化玻璃及其制品。
– 由于钢化玻璃有自爆的可能，为防止玻璃肋自 爆使面板失去支承而坠落，玻璃肋不应采用单 片钢化玻璃。点支承玻璃肋应采用钢化夹层玻 璃。
3.节能 – 国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189
3.1.2 聚碳酸酯板
• 聚碳酸酯板（即PC板）也称阳光板，质轻，不发 脆，上海铁路南站圆形屋面部分已经大面积采用。 目前在一般工程中应用还不多，主要是人们担心 其耐老化性能比不上玻璃。而且PC板在雨和冰雹 冲击下会发生大的声响，被称为钢鼓效应，不便 用于对噪声控制较严的工程中。
• 透明聚炭酸酯板的透光率依厚度不同，可为 65%~80%，着色板的透光率与颜色和厚度有关， 从25%到65%都有，可按需要选择。
２透光屋面的选型
2.1透光屋面的外形 2.2透光面板的相对位置 2.3面板的支承方式 2.4支承结构
2.1透光屋面的外形
➢ 1.平面及若干个平面的组合 ➢ 2.微弯双曲面和扁平双曲面 ➢ 3.柱面 ➢ 4.穹顶 ➢ 5.双曲抛物面 ➢ 6.其它任意形状的曲面
1.平面及若干个平面的组合
平面透光屋面可以水平放置或倾斜放置。实 际上由于排水的需要，水平放置的屋面也有 一定的排水坡度（通常3%左右）。
➢ 混合结构：同时采用刚性结构和柔性结构的支承 体系。
３材料
• 3.1 透光面板 • 3.2 金属材料
面板
3.1.1 玻璃
– 大多数透光屋面的面板采用玻璃，选择玻璃 的品种时应考虑以下因素：
1.安全 – 为防止玻璃坠落飞散伤人，透光屋面的中空
玻璃内侧（下侧）玻璃宜采用夹层玻璃；单 片玻璃也宜采用夹层玻璃。 – 工业厂房的采光天窗，允许采用夹丝玻璃。 玻璃中的夹丝在边缘容易生锈使玻璃染上黄 褐斑，影响美观，民用建筑一般不采用。 2.承载力
在多数情况下，透光面板位于支承结构的上面 或外面，将支承结构包封在室内。但有时建筑师 为了强调支承结构的形式美，也可以将支承结构 显露在室外，透光面板位于支承结构的下面或内 面，形成倒挂面板。北京香山植物园温室的蜗壳 部份，钢管桁架外露，中空玻璃倒挂在桁架下面。 英国伦敦滑铁卢高速列车站、德国法兰克福机场 高速列车站、德国莱比场国际博览会等，均为倒
采光顶设计
１概述
透光屋面也称为采光顶，它由透光面材和支承结构组成，是一个 完整的结构系统。透光屋面通常与竖直平面交角大于15°。与竖 向平面交角小于15°的部份归入建筑幕墙。多数情况下透光屋面 的底平面接近于水平面或者处于水平面上。
由于建筑功能和建筑艺术的要求，透光屋面常常和不透光的屋面 （如金属屋面）构成一个屋面的整体。如国家大剧院为平面 212m×143m、高45.8m的落地椭球穹顶。两端为金属钛板屋面， 中部则为透明的玻璃屋面。
已经颁布，对透光部份的传热系数K和遮阳系 数S已经提出了明确要求。 – 可以采用LowE玻璃来降低能耗，双银LowE中 空玻璃可以达到传热系数K的要求。 – 采用阳光反射玻璃、本体着色玻璃和遮阳LowE 玻璃可以降低遮阳系数。有时还可以采用彩釉 印花玻璃。当仅靠玻璃自身无法达到遮阳要求 时，只能另加遮阳板或遮阳
2.4 支承结构
➢ 支承结构可以采用玻璃肋，玻璃肋宜 采用夹层玻 璃，防止破碎坠落。点支承玻璃中的玻璃肋，应 采用钢化夹层玻璃。
➢ 绝大多数支承结构为钢结构。可以划分为刚性结 构、柔性结构和混合结构三大类：
➢ 刚性结构：梁、拱、树状支柱；桁架和网架；单 层和双层网壳等。
➢ 柔性结构：张拉杆索体系；自平衡索杆体系；索 网；整体张拉索穹顶等。
挂玻璃透明屋面。
2.3 面板的支承方式
透光面板可采用四边金属框支承。与玻璃幕墙的 面板类似，框支承面板可采用明框、半隐框和隐 框方式。在屋面坡度较大时，雨水不容易滞留， 可采用明框面板。通常半隐框面板的外露金属框 与排水方向一致布置，避免灰尘和雨水积聚。
玻璃面板还可以采用点支承，通过钢爪或夹板固 定玻璃。