Устройство зимнего сада

Устройство зимнего сада включает в себя несколько ключевых элементов: вертикальное остекление, светопрозрачные крыши, а также открывающиеся части: окна, фрамуги, двери. Каждый элемент изготавливается из специализированного профиля: «фасадного», «кровельного», «оконного» или «дверного».

В условиях сурового климата России наибольшее распространение получили «теплые» системы алюминиевых профилей с теплоизолирующими полиамидными и другими вставками.

Внешний облик зимнего сада создают обширные остекленные плоскости в обрамлении несущих конструкций из различных видов профиля. Открытость, зрительное соединение внутреннего и внешнего пространства в неограниченный объем, наполненный солнечным светом, теплом и яркой зеленью в любое время года, и есть основные составляющие необычности такого сооружения. В первую очередь такого эффекта позволяет достичь прозрачная остекленная крыша.


Крыша

Крыша - более важный и сложный элемент зимнего сада. И именно к ней предъявляются более высокие требования. Это, в первую очередь, прочность и безопасность. Крыша должна выстоять под ливнем или крупным градом, выдержать тяжелый слой снега (до 140 кг на 1 кв. м), который долго не тает. Угол наклона крыши должен быть достаточно большим - от 15 до 45^o. Конечно, современные технологии позволяют устроить крышу с меньшим уклоном и любой конфигурации - вплоть до горизонтальной. Но следует иметь в виду, что крыши с небольшим уклоном потребуют больших капиталовложений и усложнят ее эксплуатацию.

И всё же желательно крышу выполнить с большим уклоном, чтобы обеспечить поступление в помещение большого количества солнечной энергии и, с другой стороны, эффективное отражение солнечных лучей в летний период. Кроме того, уклон крыши должен обеспечивать соскальзывание снега, поскольку он не только препятствует проникновению солнечных лучей, но и забирает большое количество тепла из помещения в результате конвекции.

В условиях российских снежных зим важно предусмотреть возможности удаления снега с крыши зимнего сада. Зачастую перепада температур на поверхности прозрачной крыши бывает недостаточно для таяния снега, и тогда эффективным оказывается дополнительный обогрев желобов и водосточных труб путем прокладки обогревательного кабеля. Это позволит предотвратить давление снега на крышу, а также сохранить ее прозрачность, в значительной мере обеспечивающую эстетические характеристики зимнего сада.

Основные элементы конструкции крыши выполняются, как правило, из алюминиевых профилей. Для предотвращения конденсата и лучшего эстетического восприятия конструкции алюминий декорируется пластиковыми накладками.

С алюминиевыми конструкциями максимальные размеры крыши будут существенно больше, чем с пластиковыми.

Есть алюминиевые крышные системы, рассчитанные на строительство безопорных зимних садов с пролетами 6-8 м, в то время как пластиковые системы зачастую требуют дополнительного опорного каркаса уже при пролете в 3,5 м.

Проектирование зимнего сада должно начинаться с крыши вниз, от вершины к основанию. Крыша проектируется как отдельная структура.

Надежность кровли должна составлять минимум четверть века, а системы основных и вспомогательных профилей помогут создать дизайн на самый изысканный вкус.


Каркас

Конструкция зимнего сада состоит из несущего каркаса (рамы) и светопропускающих элементов (стекол). Каркас должен быть достаточно прочным для того, чтобы стабильно выдерживать вес тяжелого остекления, передавать горизонтальные и вертикальные нагрузки на примыкающие конструкции и фундамент. К тому же он должен обладать хорошими теплоизоляционными свойствами и быть простым в обслуживании.

Зимний сад пристраивается к уже имеющемуся основному строению и поэтому имеет менее жесткую конструкцию.

Каркас зимнего сада монтируется из элементов, которые изготавливаются из профильных систем. Принципиально профильные системы подразделяются на три основные группы в зависимости от основного используемого конструкционного материала: из профиля ПВХ (пластиковые системы), из алюминиевого профиля (алюминиевые системы), из твердых пород дерева.

Все материалы имеют свои плюсы и минусы. Алюминий - это легкий, жесткий, но довольно дорогой материал, превосходящий по прочностным характеристикам полимерные материалы. Чтобы придать прочность конструкциям из ПВХ - а специфика российского климата с большими снеговыми нагрузками в зимний период требует определенной жесткости всей конструкции - используемые пластиковые профили для усиления дополняют стальными вставками и стержнями. В свою очередь, в алюминиевых системах в декоративных целях иногда применяются накладки из ПВХ.


Деревянные конструкции

Системы из дерева чувствительны к атмосферным воздействиям, которые могут привести к деформации конструкции. Малейшее изменение геометрии несущих конструкций способно повлечь серьезные потери тепла и даже представлять угрозу безопасности находящихся в помещении людей. Наиболее подходящий вариант для изготовления конструкции - канадский кедр. Конструкции экстра-класса могут изготавливаться из бирманского тика и некоторых пород красного дерева. Однако зимний сад из экзотических пород дерева стоит очень дорого.

В зимних садах могут применяться специальным образом обработанная массивная древесина или склеенный из слоев материала брус, из которого можно изготовить изогнутые элементы конструкции.

В последнее время все больший интерес у заказчиков вызывают конструкции, изготовленные из разных материалов, - комбинированные конструкции зимних садов.

Интерьер зимнего сада может быть выполнен из клееного деревянного бруса, а экстерьер - из алюминиевых профилей. Комбинация древесины и алюминия позволяет удачно соединить преимущества обоих материалов, хотя и удорожает конструкцию. Причем речь идет не об облицовке металлических стоек деревом, а о полноценных деревянных несущих балках, к которым через уплотнитель крепятся тонкие накладки из алюминия. К накладкам присоединяются стеклопакеты, прижатые с внешней стороны также алюминиевыми планками. Изнутри помещения видны только красивые деревянные рамы, снаружи - алюминиевые профили любых цветов. Такой конструкции в отличие от собственно деревянной не страшны никакие усадки. Даже если дерево начнет коробить, плавающее крепление не позволит металлическим «держателям» стеклопакета деформироваться.


Комбинированный вариант

Еще один вариант комбинирования - зимний сад на стальном каркасе с алюминиевой облицовкой. Мнения специалистов о том, насколько удачен этот вариант, расходятся. Одни считают, что он незаменим, когда необходимо установить крупнопролетные (или фасадные) конструкции большой площади. Более прочная сталь выполняет функцию несущей основы, а алюминий - декоративного покрытия. К тому же сталь долгое время может противостоять огню, не допуская разрушения конструкции.

Другие специалисты предупреждают, что облицовывать алюминием стальной каркас сложно из-за разнородности металлов. При соприкосновении со сталью алюминий корродирует. Поэтому все крепления должны быть или пластиковыми, или из кадмированных и оцинкованных металлических элементов, а для полной гарантии лучше осуществлять крепеж через изолирующие прокладки.


Каркас из алюминиевого профиля

Существует два типа профилей - «холодные» и «теплые». Область применения первых, в общем, невелика - остекление балконов и лоджий, изготовление дверей и фасадов для «холодных» тамбуров, окон для неотапливаемых зданий, перегородок для офисов. В то время как «теплые» профили устанавливают в любых отапливаемых помещениях. С учетом нашей затяжной и морозной зимы второй вариант намного популярнее.

Зимний сад из алюминиевого профиля с энергосберегающим стеклом имеет самый высокий уровень теплозащиты и меньший вес, чем конструкции таких же размеров из других материалов с другим остеклением.

Сооружения из алюминия являются самонесущими и при этом смотрятся необычайно воздушно - алюминиевые рамы не создают давящего ощущения.

Алюминий, как известно, - хороший проводник тепла, но зимний сад почему-то зимой не промерзает. Дело в том, что для строительства серьезного «стеклянного дома» применяются алюминиевые «теплые» профили с термическим барьером. Морозо- и влагостойкие полиуретановые, полиамидные или EPDM-вставки разделяют профиль на две части. Одна находится в холоде, другая - в тепле.

Резиновые уплотнители, устанавливаемые по всем стыкам, не пропускают холод внутрь зимнего сада и не выпускают тепло из него. И всё же, какими бы плотными ни были вставки, полностью предотвратить встречу теплого воздуха с холодными частями профиля невозможно. Поэтому внутри алюминиевого профиля обязательно предусматриваются дренажные каналы, по которым капли конденсата могут стекать вниз, попадать в водоотлив, а не капать на пол или - что еще хуже - на голову.

Проблема отвода конденсата особенно актуальна для зимних садов с повышенной влажностью, например тех, где располагается бассейн.

Другое теплозащитное мероприятие - создание у открывающихся элементов (створок, фрамуг, дверей) двух контуров уплотнения, среднего и по притвору. Тонкие, как правило, резиновые полосы обеспечивают также водо-, ветро- и звуконепроницаемость. Кроме того, встречаются конструкции профиля, где внутри камеры (воздушного отсека) к противоположным стенкам прикреплены резиновые «хвостики». Они находятся на расстоянии друг от друга и образуют зигзагообразный «лабиринт», останавливающий холод. Кстати, внутри самого стеклопакета тоже способен образовываться «мостик холода». Им становится спейсерная рамка, расположенная по периметру рамы и накрывающая собой специальное вещество, впитывающее влагу (обычно силика-гель).

Спейсерная рамка изготавливается следующим образом. На алюминиевый профиль спейсера при прохождении через станок наносится с двух сторон бутиловый шнур (изолирующий герметик), который не допускает непосредственного соприкосновения стекла с алюминием. Спейсерная рамка устанавливается между двух стекол, обжимается, а затем по всему периметру заливается специальным герметиком (бустиком).

При изготовлении двухкамерного стеклопакета термомостом является среднее стекло.

Задача спейсера - через небольшие отверстия пропускать конденсат из объема стеклопакета к влагопоглотителю. Чтобы спейсер не проводил холод, его также можно разделить на две части термобарьером из полимерных материалов.

Еще один вариант утепления - формирование в профиле дополнительной камеры, заполненной теплоизоляционным материалом - вспененным полиуретаном. Камера «наращивается» со стороны улицы, и пенополиуретан становится первым барьером на пути у холода. Нередко запенивают отдельные узлы конструкции, где трудно полностью предотвратить контакт «теплой» и «холодной» частей алюминиевого профиля. Например, в зимнем саду с «изломанной» крышей (викторианского или эдвардианского стиля) пеной может заполняться место схождения стропил в коньке. Для улучшения работы теплоизоляции ее проклеивают паронепроницаемой бутилкаучуковой лентой. Вместе с тем полностью закачивать профиль пеной нецелесообразно, так как теплопроводность самого воздуха очень низкая и ее вполне достаточно.

Конструкция зимнего сада из алюминиевого профиля строится по принципу вертикальных или наклонных стоек и горизонтальных ригелей. Выбор типа и артикула профиля зависит от требований, предъявляемых к фасаду, и действующих нагрузок.

Выбор стеклопакета зависит от теплофизических требований к нему и от действующих нагрузок.

Алюминиевые профили для зимнего сада и для окна принципиально отличаются. Зимний сад - система, в которой продуман каждый узел, его нельзя собрать из оконных рам, накрытых крышей. Его профиль должен быть несущим, а значит массивным, в то время как окно встраивается в несущую стену, поэтому может быть «худым». Профилю зимнего сада приходится выдерживать три вида нагрузок: снеговую, ветровую и собственный вес; окну - только ветровую. Поэтому понятно, что оконными рамами нельзя укрыть наклонную поверхность: вода моментально протечет в помещение. В зимнем саду тоже нельзя полностью предотвратить протечки, но любая влага планово устраняется дренажными каналами.

Введение в конструкцию фасадов компенсационных стоек позволяет реализовать поэлементную сборку фасада и компенсировать температурные расширения. Термическое разделение конструкции фасада осуществляется посредством установки терморазрывных вставок (одной или двух - в зависимости от группы используемых профилей), изготовленных из полимерных материалов.

Все стоечные и ригельные профили имеют в зоне установки стеклопакета пазы, которые служат для вентиляции области фальца стеклопакета и отвода из нее влаги. Остекление, а также установка панелей оконных блоков и дверей производятся снаружи с использованием резиновых (эластомерных) уплотнителей и алюминиевых прижимов, которые крепятся винтами из нержавеющей стали. Снаружи прижимы закрепляются декоративными крышками. Прочностной расчет каждой конкретной конструкции фасада производится при его проектировании.

Резиновые (эластомерные) профили используются для уплотнения стекла, стеклопакетов, стыков между стойками и ригелями с трансформируемыми углами, а также для уплотнения соединения створки (полотна) с рамой в мансардном окне. Резиновые уплотнители сохраняют свои свойства в среде воздуха при любых видах атмосферного воздействия в интервале температур от -55 до +70^oС. Терморазрывные вставки высотой 15 мм изготовлены из армированного стекловолокном полиамида. Крепежные элементы и используемые аксессуары изготовлены из нержавеющего или защищенного от коррозии материала.

Стекло или стеклопакеты устанавливаются на внутренние резиновые уплотнители или фиксируются алюминиевыми прижимами с установленными в них наружными уплотнителями.

Стекло или стеклопакеты при установке в конструкцию фасада опираются на полимерные подкладки толщиной от 3 до 5 мм и длиной не менее 100 мм.

Герметизация зимних садов производится по контору примыкания их к существующей конструкции зданий, парапетов, фундамента и т. д. и состоит из алюминиевых нащельников, резиновых уплотнителей, герметика и монтажной пены. Кроме того, по желанию заказчика можно установить отливы по контуру крыши, по низу вертикального остекления.


Пластиковый вариант

Пластиковые зимние сады имеют некоторые особенности:
- крышу зимнего сада желательно делать из поликарбоната, поскольку уменьшаются нагрузки на конструкцию, нет поперечных стыков заполнения, т. к. поликарбонат можно уложить целиком (до 12 м);
- необходимо избавляться от поперечных стыков крыши, т. к. они являются причиной протечек конструкции крыши;
- в случае использования стеклопакетов вылет крыши должен быть не более 2,3 м по технологическим соображениям. Требования к стеклопакетам те же, что и для алюминиевых зимних садов;
- при вылете крыши от 1 до 3 м необходимо ставить усилители (пилястры);
- при вылете крыши более 3 м необходимо использовать металлический каркас.