Даже специалисты затрудняются определить, чем различаются между собой теплица, оранжерея и зимний сад. Теплицей лучше называть сооружение, почти целиком сделанное из стекла или прозрачного пластика, в которое входят из сада. Оно строится так, чтобы в нем было удобно растениям, а не людям, ухаживающим за ними или приходящим на них полюбоваться.
Оранжерея, с застекленными стенами и стеклянной крышей, внешне походит на теплицу, но она, как правило, лучше декорирована. Основное отличие оранжереи от теплицы в том, что в нее входят из дома, и люди имеют возможность посидеть в ней и полюбоваться растениями. Тем не менее, привлекательность, состояние и расположение растений являются для оранжереи главным.
Зимний сад тоже имеет вход из дома, но чаще это — составная часть дома, а не пристройка. Стены комнаты изготавливают целиком или преимущественно из стекла или прозрачного пластика, а потолок может быть из обычных строительных материалов, т. е. непрозрачный. Эта комната предназначена для удобства человека, многочисленные растения служат лишь уютным фоном. Размещать в зимнем саду или оранжерее только традиционные комнатные или садовые растения было бы грубой ошибкой. Ординарные растения допустимы только тогда, когда они располагаются среди эффектных тропических красавцев. Типичными для зимнего сада будут агапантус, гибискус, дурман, цитрус, клиантус, стрелиция, орхидеи, абутилон, колумнея, пассифлора, каладиум и глориоза. Выбор растений зависит от того, насколько хорошо будет отапливаться зимний сад зимой. При минимальной температуре в 15° С смогут расти любые тропические растения. Некоторые растения можно приобрести в обычном магазине, более редкие следует заказывать в специальных теплицах.
Зимние сады быстро завоевали популярность на Западе и в настоящее время во многих странах Европы, Америке и Канаде они широко используются при проектировании зданий, имеющих самое разное функциональное назначение: жилых, общественных, индивидуальных и промышленных.
Одним из определяющих функциональных признаков зимнего сада служит его прямая связь с жилыми помещениям. Зимний сад — это буферная, промежуточная зона между окружающей средой, будь то сад, цветник или городская застройка, и жилым пространством, ограниченным четырехугольником стен. Можно сказать, что зимний сад — это, в общем-то, одна из комнат дома или квартиры, но в то же время особая комната: полу-дом-полусад. И в этом состоит отличие зимнего сада от оранжереи, которая не является частью жилого пространства, а служит только для выращивания теплолюбивых растений. В нем выращиваються растения точно также как и в оражеее. Разница только что что при конструировании зимнего сада нада строго учитывать что именно булет в нем расти. По большой части всьо зависит от конструкции пристройки. Так как могут быть серозние помехи для растения (мало света места, жара, мало воздуха, не тот грунт и т.д.). В отличии от оражереи, зимний сада нужно серйозно проектировать.
Зимний сад — довольно сложное сооружение и для того, чтобы он приносил тепло и радость на протяжении многих лет, необходимы качественная разработка и выполнение проекта, который поможет раскрыть все его достоинства, найти оптимальное решение при минимальных затратах и, с другой стороны, избежать технических ошибок.
Дом без зимнего сада, бесспорно, проигрывает по сравнению с домом, который имеет в своем составе зимний сад. И, как следствие, неоспоримые преимущества второго:
Расширение жилого пространства.
Климатический буфер перед домом.
Световой оазис в доме.
Связь с природой.
Выращивание растений и цветов круглый год.
Первая и, несомненно, главная задача — расширение жизненного пространства, причем в этом аспекте зимний сад может выполнять различные функции. Чаще всего он становится продолжением гостиной или столовой. И в этом случае должна быть обеспечена функциональная связь зимнего сада с соответствующими основными помещениями дома.
Вторая задача — это экономия тепла, отопления, электроэнергии. Однако для решения этой задачи пригодны, естественно, только не отапливаемые зимние сады. В этом случае зимний сад является буфером между улицей и домом. Использование современных одно- и двухкамерных cтеклопакетов, а также применение энергосберегающих покрытий позволяют значительно снизить теплопотери через большие площади остекления зимних садов.
Архитектурные строительные системы, "улавливающие" солнечное тепло, направляющие его вглубь помещения, и аккумулирующие его там, называются пассивными. Эти системы не требуют практически никакого инженерного оборудования (за исключением, в некоторых случаях, небольших вентиляторов). Увеличение капитальных затрат может быть связано только с увеличением площадей остекления. Наиболее эффективными приемами пассивного использования солнечной энергии для отопления зданий можно считать использование светопрозрачной теплоизоляции, а также встроенных или пристроенных теплиц и зимних садов.
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 основная составляющая необычности такого сооружения.
В первую очередь такого эффекта позволяет достичь прозрачная остекленная крыша. Помимо предоставления возможности владельцам дома любоваться чудесным видом неба над головой, она выполняет функцию надежной прочной кровли. Остекленные плоскости фасадов, притягивающие взгляд блеском стеклянных граней, тоже суть не что иное, как стоечно-балочные несущие конструкции, призванные обеспечить прочность и устойчивость всему сооружению при статических, ветровых и температурных воздействиях.
Классический вариант конструкции — трехфасадный объем, одной стороной примыкающий к основному зданию. Часто встречаются и другие варианты. Например, в районах старой и тесной застройки, характерной для центра некоторых городов, из-за недостатка площади порой невозможно вынести зимний сад за периметр здания. В этом случае он может быть и двухфасадным, устроенным на углу дома. Такой способ размещения из-за лаконичности и выразительности иногда применяется и при наличии свободной площади. Этим объясняется большое количество зимних садов, устроенных в самых различных местах — на лоджиях и под ними, на мансардах по фронтону и по коньку крыши, в эркерах и над гаражами; при удачном профессиональном исполнении это переливающееся стеклянным блеском сооружение прекрасно смотрится в самом неожиданном соседстве.
На пути практического достижения такого единства могут встать трудности технического характера, связанные с некоторыми ограничениями по размерам и конфигурации основных составляющих конструкции. Так, уклон остекленной кровельной части, как показала практика, должен составлять не менее 20°. При меньшем уклоне затрудняется удаление с крыши дождевых стоков и снега; при увеличении крутизны крыши больше становится и количество бесплатной солнечной энергии, получаемой свето- и теплолюбивыми растениями в зимнее время, когда солнце находится низко над линией горизонта.
Для стоек и ригелей — профильных элементов фасадного остекления — также существуют ограничения по допустимой длине (в зависимости от исходного материала), связанные с предельными значениями допустимой нагрузки от атмосферных осадков, ветра и собственного веса конструкции. В местах их соединения обязательно предусматриваются необходимые зазоры для компенсации температурного расширения, что важно, если учесть, что для алюминия, например, величина относительного удлинения при нагревании может достигать 1 см на каждый метр длины профиля.
Правильно выбранная цветовая гамма придаст вашей "мечте из стекла" свой индивидуальный облик. Это может быть и использование разных оттенков одного цвета и, наоборот, контрастное противопоставление разных; главное — не утратить чувства меры и вкуса. Кроме того, сложился целый ряд проверенных временем удачных сочетаний, например, белого цвета с цветом натурального дерева или анодированного металла.
Важно также правильно выбрать типы, размеры, количество и размещение оконных и дверных блоков. К такому выбору необходимо подойти со всей тщательностью, иначе вы рискуете потерей ощущения комфортности от пребывания в зимнем саду, если, например, изо дня в день вам придется пользоваться неудачно расположенной дверью или тянуться к слишком высоко установленной форточке для проветривания.
Необходимо определить расположение дверей и окон не только в вертикальных плоскостях, но и на плане, то есть, в горизонтальной плоскости.
Теперь, когда вы полностью представляете себе внешний вид и конструкцию вашего зимнего сада, пора приступить к его планировке. Она предусматривает деление помещения на три функциональные зоны: для отдыха, для выращивания растений и коммуникативную для свободного прохода.
В наиболее часто встречающемся варианте использования зимнего сада как гостиной или уголка отдыха вам необходимо предусмотреть в зоне отдыха место для размещения небольшого стола и нескольких стульев или кресел. Если вы планируете отдыхать здесь всей семьей или принимать гостей — увеличьте эту площадь в своем плане за счет уменьшения количества растений и цветов, если же хотите использовать сад в основном для их выращивания — наоборот, уменьшите зону отдыха. Проход в любом случае желательно оставить достаточным для того, чтобы не возникало ощущения тесноты и скученности.
Иногда жилое пространство полностью объединяется с зимним садом — в этом случае можно разместить уголок отдыха в глубине помещения, полностью открыв периметр остекления для потока солнечного света.
Если зимний сад двухэтажный, в плане второго уровня стоит предусмотреть размещение галереи — она наилучшим образом обеспечит возможность созерцания обширного и высокого, заполненного светом помещения.
Оранжере́я (также теплица) - строение для культивации растений. Оранжереи строятся из стекла или пластика.Внутри нее исходящая от солнца электромагнитная радиация подогревает растения и почву. Воздух, нагретый от внутренней поверхности, удерживается внутри конструкции крышей и стенками.
Стекло, из которого состоят стенки оранжереи, играет роль изборочно передающей среды для различных спектральных частот, его действие заключается в улавливании энергии внутри оранжереи, при помощи чего нагреваются как растения, так и почва. Это нагревает воздух вблизи почвы, который не поднимается вверх и не просачивается вовне.
Оранжереи часто используются пля выращивания цветов, овощей, фруктов и табака. Шмели - наиболее предпочтительные опылители для большинства оранжерей, хотя используются и другие виды пчел, а также искусственное опыление.
Кроме тобака, многие овощи и цветы выращиваются в оранжереях в конце зимы и начале весны, а затем, с наступлением теплой погоды, пересаживаются на открытый грунт. Пророщенные семена обычно поступают в продажу в период, пригодный для пересадки.
Условия оранжереи должны отвечать особым тебованиям, сравнимым с растеневодством на открытом грунте. Вредители и болезни, чрезмерность и недостаточность в температуре и влажности должны контролироваться при обязательном наличии источника для полива. Особые виды оранжерей для определенных культур, таких как томаты, повсеместно используются для растеневодства в коммерческих масштабах.
Оранжереи имеют особенное значение в секторе пищевой промышленности северных стран. Крупнейший в мире комплекс оранжерей находится в г. Лемингтон (провинция Онтарио, Канада), где полностью под тепличным стеклом произрастает около 200 акров (0.8 км²) томатов.
До середины 19-го века словосочетание "зимний сад" во многих европейских языках носило характер метафоры, означая место бегства от трудностей реальной жизни – что-то подобное немецкой сказочной стране Шларафенланд, где надо только лежать, открыв рот, а маленькие птички в своих клювиках будут приносить вкусную еду и класть ее прямо в рот. Мечта человека о райском саде Эдем на земле, одна из немногих, не была утрачена, а стала воплощенной в жизнь реальностью – в виде зимнего сада. Первым вариантом воплощения этой идеи стали оранжереи, которые, войдя в моду, сделались частью великосветской жизни аристократии. Начало их строительства относится еще к 16-17-му векам. Но только в конце 19-го века зимние сады начали приобретать современный вид – жилые комнаты и оранжереи были соединены в общее пространство. В 1910 году архитектор Вальтер Гропиус построил виллу Армина в Помперне. К традиционному дому в стиле необарокко он пристроил исключительно современный (для 21 века) по форме зимний сад. В это же время в Америке архитектор Франк Ллойд Райт со своим Домом Роби дал старт концепции перетекающих пространств, где объемы здания и природа взаимно проникают друг в друга. А в России, между прочим, еще с 19-го века традиционной популярностью пользовались веранды. На Западе распространены или открытые террасы, или зимние сады как объемы с остекленной кровлей.
Веранды представляют собой некий промежуточный, смешанный тип – с одной стороны, это закрытая, защищенная от дождя и ветра площадь, с другой стороны, она имеет глухую крышу и остекление, которое, как правило, начинается на уровне обычных окон. То есть, веранда "не дотягивает" до европейского зимнего сада по площади прозрачных плоскостей. Однако, по своему функциональному назначению, веранда практически соответствует зимнему саду, и может считаться его особенной, русской версией. Второе рождение зимние сады получили в 80 - е годы. Они быстро завоевали популярность на Западе, и стали для одних - частью быта, для других - предметом вожделения, для третьих - хорошим бизнесом и средством обогащения. В настоящее время во многих странах Европы, Америке и Канаде они широко используются при проектировании зданий, имеющих самое разное функциональное назначение: жилых, общественных, индивидуальных и промышленных.
Люди во всём мире всегда стремились иметь то, что было для них трудно доступным... В холодной и пасмурной Англии был популярен померанцевый мармелад. Но "горький апельсин", из которого он делается, как и другие растения привезённые из Нового Света, не могли расти и хорошо плодоносить в суровых климатических условиях Европы. Выращивание таких растений было возможно лишь в "доме померанцев" - доме, стены которого сделаны из стекла.
Таким образом, в 16-м веке, стало возникать целое архитектурное направление, элементы которого стали применяться в строительстве жилых и даже государственных построек.
Далее, в 17-м веке, теплицы стали преображаться в оранжереи, которые стали непременным атрибутом всех замков и вообще мало-мальски значимых построек того времени. В те времена назначение зимних садов несколько изменилось: из помещения для выращивания растений он превратился в место для проведения встреч, свободного времени, романтических свиданий и т. д. Зимние сады стали приобретать всё большую популярность.
Новым шагом к популяризации зимних садов стал расцвет ботаники в конце 18-го века. По мере возросшего интереса общества к новым видам растений стал увеличиваться и спрос на зимние сады, теплицы и оранжереи... Параллельным направлением развития зимних садов стало их применение для расширения жилых помещений дома.
Окончательный прорыв в производстве зимних садов связан с началом промышленного изготовления металла и стекла. Это позволило в 19-м веке наладить в некоторых местах даже поточное производство. Однако, из-за несовершенства технологий зимние сады того времени не могли использоваться с комфортом в межсезонье.
В конце 19-го и начале 20-го века зимние сады и оранжереи были на пике популярности. О них заботились, за ними ухаживали, они были излюбленными местами для проведения досуга. Но конец популярности зимних садов положили первая и вторая мировые войны...
Только в 80-х годах 20-го века наступило "возрождение" зимних садов и оранжерей. Это возрождение стало возможным благодаря техническому прогрессу, который позволил применять в постройке зимних садов новейшие материалы, отопление, вентиляцию, теплоизоляцию и т. д.
Сегодня зимний сад - это комфортное и удобное помещение, которое можно использовать по своему усмотрению (будь то сад для цветов, бассейн или просто дополнительная комната). Сейчас зимние сады строятся с учётом пожелания заказчика и во многом зависят от тех функций, которые на него возлагаются...
Скорее всего, в скором времени, зимний сад перестанет быть чем-то необычным, а станет неотъемлемой частью любого богатого дома. Как и в былые времена, он будет являться атрибутом достатка, роскоши, удобства и комфорта. Зимний сад - это не только светопрозрачная конструкция - это место в доме куда человек стремится для того, что бы отдохнуть, расслабится, провести приятно время и просто насладиться жизнью.
Стоит отметить, что начиная со средних веков лидером производства зимних садов была Англия. Английские зимние сады считались лучшими, а английские конструкторы и дизайнеры воплощали в жизнь самы смелые и удачные проекты. Но времена меняются и теперь на мировой рынок выходит всё больше компаний, которые проектируют и строят зимние сады на самом высшем уровне и ничем не уступают "законодателям моды" - англичанам.
Условно, светопрозрачные конструкции можно разделить на 2 большие группы:
- двухфасадные
- трёхфасадные
Зимний сад - это, по сути, конструкция, выполненная из алюминиевых или стальных элементов с большим количеством светопрозрачных элементов.
Само понятие “зимний сад” вошло в обиход совсем недавно. Хотя в 18 - 19 веках зимние сады были непременным атрибутом богатой дворянской усадьбы, родового замка, резиденции или просто богатого дома. Обычно пытались создать сад в помещениях, для этого специально не предназначенных и поэтому сад получался не самым лучшим, т. к. не соблюдались главные принципы: для полноценного освещения растений нужно, чтобы помещение было ориентировано на юг и имело большую площадь остекления, в том числе стеклянную крышу.
Зимние сады быстро завоевали популярность и в настоящее время во многих странах они широко используются при проектировании зданий, имеющих самое разное функциональное назначение: жилых, общественных, индивидуальных и промышленных и т.д.
Зимний сад представляет собой сооружение, образованное легкими светопрозрачными конструкциями, выступающее за плоскость фасада основного строения. Можно сказать, что зимний сад — это одна из комнат дома или квартиры. И в этом состоит отличие зимнего сада от оранжереи, которая не является частью жилого пространства, а служит только для выращивания теплолюбивых растений.
Зимний сад - это пристройка к зданию, выполненая из стекла и металла (чаще всего аллюминия).
Однако, зимний сад может служить помещением для выращивания растений в специальном климате, при этом зимний сад повышает качество жилища и снижает расходы на отопление.
Так же достаточно часто зимние сады используются в качестве помещения для бассейна, тренажерного зала, комнаты отдыха и т.д.
Зимний сад должен образовать единое целое с остальной частью дома. Это не значит, что он должен быть выдержан в одном стиле с основной постройкой, но размеры и формы должны выдерживать ритмическую линию фасада. Конечный результат во многом зависит от правильного выбора цвета. Также следует очень внимательно отнестись к планировке помещения зимнего сада, выделяя основные функциональные зоны: зона отдыха, сад, место общения. Площадь зимнего сада должна быть, в среднем, не менее 15 - 20 кв. м. Наиболее удачны конструкции, когда зимний сад открыто переходит в жилой дом. При этом место отдыха может быть оборудовано в примыкающей к саду комнате, которая воспримет его светлое настроение.
Застекленный фасад создаст комнате дополнительный объём не убавляя при этом уюта этой комнаты. Если вы акцентируете своё внимание на световом и солнечном освещении, то крышу можно сделать целиком прозрачной.
Виды зимнего сада:
Независимо от того, является ли в плане зимний сад небольшим выступом по отношению к фасадной стене или равен ей по протяженности, эффект единения внутреннего и внешнего пространства присутствует в каждом случае, хотя и в разной степени. Этим объясняется большое количество зимних садов, устроенных в самых различных местах — на лоджиях и под ними, на мансардах по фронтону и по коньку крыши, в эркерах и над гаражами; при удачном профессиональном исполнении это переливающееся стеклянным блеском сооружение прекрасно смотрится в самом неожиданном соседстве.
Принципиальным отличием оранжереи от зимнего сада можно считать то, что она не примыкает к зданию, а стоит отдельно от него. Таким образом, оранжерея - это отдельная постройка, которая не является составной частью какого-либо здания. Оранжереи обычно строятся в саду (недалеко от дома) и, иногда, на крыше зданий.
Они нужны для того, чтобы выращивать в них сорта растений, которым требуются определённые климатические условия (температура, влажность и т. д.). Благодаря высокому качеству изготовления, новейшим технологиям и лучшим материалам, оранжереи отлично выполняют свои функции и могут стать украшением любого сада.
Теплица - это упрощённый вариант оранжереи. Её основное предназначение - это выращивание в ней теплолюбивых растений. Она может быть выполнена как из стекла и металла, так и из других (менее качественных) материалов.
Можно выделить следующие типы "зимних садов" по назначению и по типу отопления:
По типу своей интеграции с домом "зимний сад" может быть:
Оранжереи.
Официальное введение слова «оранжерея» в русский язык можно отнести к толковому словарю В.И. Даля, где сказано следующее. «Оранжерея – франц.; цветочная теплица, заведение под пологой стекольчатой крышей на юге, которое отапливается по зимам, и в котором разводят растения жарких стран». Далее здесь же отмечается, что «кому жаль расстаться с франц. словом зовёт теплицей только жаркое строение для тропичных растений, а оранжереей тёплое, для зимнего сбережения растений, которые не по нашему погодью».
В Советском Энциклопедическом Словаре (издание1984 года) оранжерея (от франц. orangerie, от orange – апельсин) определяется как «застеклённое помещение для выращивания и содержания растений (не выдерживающих на открытом воздухе климата данной местности) в определённых условиях влажности, температуры, освещения».
Известный современный американский учёный-ботаник д-р Д.Г.Хессайон [1] определяет различие между зимним садом, теплицей и оранжереей следующим образом.
«Теплицей лучше называть сооружение, почти целиком сделанное из стекла или прозрачного пластика, в которое входят из сада. Оно строится так, чтобы в нём было удобно растениям, а не людям, ухаживающим за ними или приходящими на них полюбоваться.
Оранжерея с застеклёнными стенами и крышей внешне походит на теплицу, но она, как правило, лучше декорирована. Основное отличие оранжереи от теплицы в том, что в неё входят из дома, и люди имеют возможность посидеть в ней и полюбоваться растениями. Тем не менее, привлекательность, состояние и расположение растений являются для оранжереи главным.
Зимний сад тоже имеет вход из дома, но чаще это составная часть дома, а не пристройка. Стены комнаты изготавливают целиком или преимущественно из стекла или прозрачного пластика, а потолок может быть из обычных строительных материалов, т.е. непрозрачный. Эта комната предназначена для удобства человека, многочисленные растения служат лишь уютным фоном».
Приведённое выше описание может быть положено в основу классификации по функциональному назначению всего широкого спектра помещений, которые сегодня объединяются под единым понятием «зимний сад». Здесь необходимо отметить, что в эту группу входят и отапливаемые помещения, имеющие полностью светопрозрачные стены и кровлю (или только стены), но совершенно не предназначенные для размещения каких-либо растений. К помещениям такого рода относятся рестораны, кафе, торговые павильоны, бассейны и др. Основной задачей остекления в данном случае является реализация визуальной взаимосвязи «здание – окружающий ланшафт», объединение внутреннего пространства здания и окружающей среды (рис.3).
Рис.3а. Зимний сад-кафе. Рис.3б. Зимний сад-бассейн
Определённую «обратную» трансформацию этой идеи можно встретить в практике проектирования высотных зданий. Так современный британский архитектор Норман Фостер, называемый часто «идеологом хай-тека», применил «висячие сады» для высотных зданий банков в Гонконге и Франкфурте-на-Майне. «Висячие сады», предусмотренные в Гонконговском проекте, к сожалению, не были реализованы, а здание Коммерц-банка во Франкфурте (рис.4) имеет обильное озеленение: четырёхэтажные зимние сады спирально поднимаются по периметру здания. Зимние сады с ресторанами, кафе и выставочными пространствами соединены пассажами и открыты для публики.
В данном случае озеленение, компенсирует психологический дискомфорт, чувство антигравитации, создаваемое оторванностью человека от земли. Архитектура здесь реализует идею «небесного города», находящегося высоко от шума и загрязнения, светлого и комфортного для его обитателей.
Рис.4. Здание Коммерц-банка во Франкфурте-на-Майне, 1997 г. Арх. Норман Фостер.
70-80 годы нашего столетия, отмеченные осмыслением роли глобальной энергетической проблемы, вставшей перед человечеством, породили новое функциональное назначение зимних садов как элемента гелиотехнических зданий, использующих энергию солнца. Именно в этот период в специализированной американской литературе впервые появляется термин «консерватория» (англ. – conservatory), что в переводе с английского включает в себя все три понятия: «оранжерея, теплица, зимний сад».
Таким образом, принцип улавливания и консервации солнечной энергии, в основе которого лежит использование «парникового эффекта», позволяет добавить ещё один раздел в классификационный список «остеклённых» помещений, представляющих собой предмет нашего интереса.
Опираясь на изложенные выше предпосылки, можно сформулировать определение зимнего сада, наиболее корректно применимое в архитектурно-строительной практике. В этом смысле под современным понятием «зимний сад» следует понимать помещение, образованное лёгкими светопрозрачными конструкциями стен и кровли (или только стен), пристроенное к зданию или занимающее площадь на одном из его этажей. Помещение зимнего сада может использоваться для любых функций, предусмотренных в жилом или административном здании (помещение для бассейна, тренажерного зала, отдыха, кафе, комната переговоров и др.). При этом, независимо от функционального назначения, в таких помещениях обеспечивается особое, специфическое чувство зрительного контакта с окружающей средой, а городская застройка или прилегающий парк становятся своеобразным элементом интерьера. Условия микроклимата, формируемые в помещении зимнего сада, должны отвечать требованиям комфортности для человека, а также обеспечивать условия жизни и роста экзотических растений, выращиваемых в искусственных условиях.
Аналогичное помещение, располагаемое в варианте пристройки к зданию или отдельно стоящим, предназначенное для выращивания экзотических растений, по своему функциональному назначению может быть классифицировано как оранжерея. Помещение оранжереи не предназначается для длительного пребывания людей, и представляет собой рекреационную территорию, используемую для кратковременного отдыха. Требования к микроклимату оранжереи определяются условиями, необходимыми для роста конкретных видов выращиваемых теплолюбивых растений и эстетическими требованиями, предъявляемыми к интерьеру рекреационной зоны (рис.5).
Рис.5. Современная оранжерея на участке частного загородного дома. Внешний вид и интерьер. Московская обл., 2002 г.
Оранжерея, целенаправленно используемая для выращивания определённых сортов овощных или цветочных культур, по своему функциональному назначению является теплицей. В отличие от оранжереи или зимнего сада, теплица не является неотъемлемым функциональным элементом жилого здания или генерального плана приусадебного участка.
Помещение теплицы имеет чисто утилитарное производственное или подсобное назначение. В сельскохозяйственном производстве одиночные теплицы могут быть объединены в «тепличное хозяйство», что подразумевает отдельное специализированное подразделение агропромышленного или сельскохозяйственного предприятия. В этом случае, соответственно общепринятой классификации зданий и помещений по функциональному назначению, теплица относится к группе промышленных зданий и сооружений; подраздел – сельскохозяйственные сооружения.
В теплице, как и в оранжерее, необходимо поддерживать температуро-влажностный режим, благоприятный для растений. Как правило, теплица не отапливается круглогодично, а предназначается для выращивания рассады или отдельных видов культур на протяжении весенне-летнего периодов года.
Примитивным вариантом теплицы является парник, определяемый в толковом словаре В.И. Даля, как «тепличка без топки; вкопанный в землю срубец, ящик с навозом и чернозёмом, крытый съёмными оконницами, для выращивания ранней зелени, овощей или плодов, любящих тепло».
Функциональное назначение парника и принцип его устройства на протяжении вековой истории не претерпели существенного изменения, и в Советском Энцеклопедическом Словаре можно встретить следующее определение. «Парник – сооружение защищённого грунта для выращивания рассады (капусты, огурца, цветов и др.), овощных (салата, редиса, огурца и др.) и цветочных культур. Котлован с деревянной, железобетонной обвязкой или короб, укрытый застеклёнными рамами или прозрачной плёнкой. Обогрев солнечный, биотопливом, водяной, электрический.
Таким образом, мы можем проследить иерархию требований к микроклимату помещений, располагаемых за остеклёнными наружными ограждениями. При этом очевидно, что, по мере возрастания этих требований, усложняется и конструктивная схема сооружения (взаимосвязь несущих и ограждающих конструкций) , обеспечивающая их выполнение.
Назначение зимних садов может быть разным и зависит только от Вашей фантазии и потребностей:
Главная задача зимнего сада — это расширение жизненного пространства, причем в этом аспекте он может выполнять различные функции. Часто он становится продолжением гостиной или столовой. И в этом случае должна быть обеспечена функциональная связь зимнего сада с соответствующими основными помещениями дома.
Вторая задача — это экономия тепла, отопления, электроэнергии. Однако для решения этой задачи пригодны, естественно, только неотапливаемые зимние сады. В этом случае зимний сад является своеобразным термическим буфером между улицей и домом. Использование современных одно- и двухкамерных cтеклопакетов, а также применение энергосберегающих покрытий позволяют значительно снизить теплопотери через большие площади остекления зимних садов. Архитектурные строительные системы, "улавливающие" солнечное тепло, направляющие его вглубь помещения, и аккумулирующие его там, называются пассивными. Эти системы не требуют практически никакого инженерного оборудования ( в некоторых случаях - небольших вентиляторов). Дополнительные затраты могут быть связаны только с увеличением площадей остекления. Наиболее эффективным приемом пассивного использования солнечной энергии для отопления зданий можно считать использование светопрозрачной теплоизоляции.
Только полностью представив себе внешний вид и конструкцию зимнего сада, можно приступать к его планировке. Она предусматривает деление помещения на три функциональные зоны:
Если зимний сад планируют использовать как гостиную или уголок отдыха, необходимо предусмотреть в зоне отдыха место для размещения небольшого стола и нескольких стульев или кресел. Если здесь будут отдыхать всей семьей или принимать гостей — эту площадь в плане надо увеличить за счет уменьшения количества растений и цветов, если наоборот, сад будут использовать в основном для выращивания растений — нужно значительно уменьшить зону отдыха. Проход в любом случае желательно оставить достаточным для того, чтобы не возникало ощущения тесноты и скученности.
Несколько отличное деление будет иметь место в том случае, если в Вашем зимнем саду будет размещаться бассейн или тренажёрный зал. Тогда о выращивании экзотических растений можно не задумываться всерьёз. За то Вы получите возможность поплавать или заняться спортом в окружении света и зелени растений.
Для людей, которые любят просыпаться с первыми лучами солнца и вместо полумрака обычной комнаты наблюдать восход солнца идеально подойдёт вариант устроить в своём зимнем саду жилую комнату. Это помещение будет одинаково удобно как для детских игр, так и для чтения.
Зимние сады, в зависимости от функций, которые на них возложены, могут различаться по:
Выбирая себе зимний сад, Вы должны помнить о том, что конечный результат зависит от того, какие параметры заложили в него при проектировании. Вы должны, прежде всего, подумать о том, каким должен быть Ваш зимний сад: тёплым круглогодично или только в летнее время, прохладным или жарким, очень светлым или не очень и т. д.
Можно выделить следующие типы "зимних садов" по назначению и по типу отопления:
По типу своей интеграции с домом "зимний сад" может быть:
Пристраиваемые "зимние сады" и их формы
Минимальный разумный размер пристраиваемого "зимнего сада" - от 12 м2, но лучше строить его площадью от 15 м2. Это связано с тем, что, с одной стороны, у "зимних садов" меньшего размера будет очень высокая стоимость одного квадратного метра площади, а, с другой стороны, будет затруднено решение интерьера "зеленой" жилой комнаты с гармоничным сочетанием растений, мебели, свободных пространств. Высота "зимнего сада" в его средней части должна быть минимум три метра, идеальный же с точки зрения строительной физики и красоты интерьера "зимний сад" имеет высоту на два этажа.
Объемная форма пристраиваемых "зимних садов", независимо от применяемых материалов, - это, главным образом, дело вкусов заказчика и архитектора. "Зимний сад" может в плане быть как простой четырехугольной формы, так и многоугольной или даже круглой - современные конструкции представляют практически неограниченные возможности для реализации фантазий. Общая закономерность гласит: чем меньше площадь остекленных поверхностей, тем меньше скачки температуры в "зимнем саду", но и тем меньше выигрыш в плане сохранения тепловой энергии домом, к которому он пристраивается. Как основные типы можно выделить пристройку "зимнего сада" с одной стороны дома или с двух сторон. Во втором случае, когда "зимний сад" огибает дом вокруг угла, стеклянные площади максимальны.
Интегрированные "зимние сады"
Наиболее удачные и красивые решения "зимних садов" достигаются тогда, когда они закладываются в дом архитектором на стадии проектирования. В этом случае можно без натяжек решить как все эстетические, так и технические вопросы. . Концепция "зимнего сада" может быть решена в форме проникающего или даже пронизывающего здание объема. Тогда под стеклянной крышей может быть размещено эффективное двусветное пространство: гостиная, столовая или холл. Здание с интегрированным "зимним садом" имеет особый шарм и обаяние. "Зимний сад" становится в таком случае эстетическим и функциональным ядром дома, его архитектурной осью.
Наиболее распространенный и дешевый вариант пристраиваемого "зимнего сада" - прямоугольный в плане формы с односкатной кровлей.
Варианты объемных форм "зимних садов" могут быть бесконечны по своему разнообразию и зависят от пожеланий заказчика, от фантазии архитектора и от строительной ситуации.
Однако в таком случае исполнение конструктивных деталей и вопросов строительной физики приобретает особенно важное значение, чтобы впоследствии не столкнуться с неприятностями, особенно в условиях нашего сурового климата. Объемно планировочная структура интегрированного "зимнего сада" определяется архитектурой самою дома.
Правильное инженерное решение - основа нормального функционирования "зимнего сада".
По типу обогрева различают несколько видов зимних садов:
1. Обогреваемые.
Если зимний сад предполагается использовать в качестве жилища круглогодично, то его необходимо отапливать (в зимний период одной солнечной энергии будет недостаточно). Следовательно в Ваш зимний сад нужно будет проводить систему отопления. Потери энергии в этом случае могут быть снижены за счет правильного выбора типа остекления. Благодаря современным алюминиевым конструкциям и качественным утеплителям, которые использует компания "СТРОЙМОНТАЖСЕРВИС-Р" потери тепла из помещения минимизируются. Такой профиль называется термоизолированным и прекрасно сохраняет тепло.
2. Обогреваемые периодически.
Это те зимние сады, которые обогреваются от случая к случаю. Этот вариант наиболее эффективен в тех случаях, когда в Вашем зимнем саду нет теплолюбивых растений и Вы его используете редко ("дачный" вариант). На время непосредственной эксплуатации обогрев зимнего сада включается, а в остальное время он выключен. Это позволяет экономить энергию на отоплении.
3. Холодные.
Эти зимние сады не отапливаются совсем. Такой зимний сад играет роль температурной буферной зоны между улицей и зданием. При этом основное строение отдает меньше энергии окружающей среде, поскольку разница температур между основным строением и зимним садом меньше, чем между основным строением и окружающей средой. Это позволяет экономить расход энергии для отопления, но исключает возможность круглогодичного использования зимнего сада в качестве жилого помещения, т. к. в зимний период там будет довольно низкая температура. В не отапливаемом зимнем саду можно использовать простое одинарное остекление. Теплоизолирующее остекление (стеклопакеты) должны быть расположены в этом случае между зимним садом и основным строением. При очень низких температурах на улице, с целью предотвращения образования конденсата и льда, непосредственно в зимних садах все же устанавливают теплоизолирующее остекление.
От выбранного Вами варианта зависит его конструкция, выбор строительного материала и стоимость самого зимнего сада.
В качестве дополнительного источника тепла можно использовать солнечную энергию. Количество поступающей в зимний сад солнечной энергии зависит от интенсивности теплового излучения, угла падения солнечных лучей и типа остекления.
Зимний сад, расположенный на северной стороне строения, хуже будет накапливать солнечную энергию по сравнению с зимним садом на южной стороне, но за то в качестве буферной зоны он лучше снижает потери тепла ограждающей конструкции основного строения.
Способность зимнего сада аккумулировать энергию, основана на физических свойствах стекла (а почти вся поверхность зимнего сада состоит из него). Основную часть поступающей солнечной энергии стекло пропускает, а остальную часть отражает и совсем небольшой процент поглощает. Обычное стекло поглощает почти полностью короткие волны (ультрафиолетовые лучи) и лучи длинноволнового диапазона, при этом пропуская почти без изменений видимый свет и коротковолновое тепловое излучение. Это излучение попадает в помещение, и там почти полностью поглощается внутренними стенами, полом и предметами интерьера, после чего оно превращается в тепло. Это тепло в основном остается в помещении, при этом возникает, так называемый, “парниковый эффект”.
Накопление солнечной энергии может привести к негативному побочному явлению - возможность перегрева внутренних помещений, т.к. в летнее время при ясной погоде, температура в зимнем саду может достигать +65С. Решить эту проблему можно с помощью комбинации солнцезащитных мероприятий, достаточной вентиляции и наличия в зимнем саду поверхностей, аккумулирующих тепло. Поверхностью, способной накапливать солнечную энергию в зимнем саду, как правило, является только пол, поэтому не рекомендуется загораживать пол ковром или каким-либо другим покрытием.
Степень освещённости Вашего зимнего сада во многом зависит от того, с какой стороны дома он расположен.
Рисунок 1.4. Расположение зимнего сада
Зимний сад, расположенный на северной стороне дома, намного хуже освещается солнцем по сравнению с зимним садом на южной стороне, зато в качестве буферной зоны лучше снижает потери тепла ограждающей конструкции основного строения.
Зимний сад на южной стороне дома в течение всего дня освещается солнцем и в тени дома не находится.
Выбор восточной или западной стороны зависит от того, что Вам нравится больше: любоваться красивым зактом солнца или наблюдать его восход. Еслы Вы больше предпочитаете закат, то зимний сад нужно строить с западной стороны дома, а если хотите, чтобы зимний сад освещался первыми лучами солнца, то выбирайте восточную сторону.
Но, не стоит забывать, что зимний сад - это сложная конструкция, которая должна быть спроектированна и построена профессионалами: людьми, которые за своими плечами имеют большой опыт работы и могут Вам предложить самый оптимальный вариант зимнего сада.
Проблема, которая относиться как к обогреваемым, так и не обогреваемым зимним садам – это повышенная влажность, которая приводит к образованию конденсата. Даже в отапливаемых зимних садах со стеклопакетами полностью избежать образования конденсата при низких наружных температурах по ночам и в утренние часы едва ли возможно. Для предотвращения накопления влажности и снижения количества конденсата в зимнем саду необходимо продумать систему вентиляции.
Климат вашего зимнего сада должен быть максимально комфортным. В этом случае многое зависит от грамотно оборудованной системы вентиляции.
Воздух в зимнем саду не будет перегреваться, если встроить окна в вертикальные поверхности и кровлю. Около 40% общей площади должны составлять стеклопакеты, открывающиеся для проветривания. Дополнительно следует предусмотреть жалюзи и шторы для затенения.
Существуют три типа систем вентиляции: поперечная, диагональная и кровельная.
При планировании и расположении приточной и вытяжной вентиляции необходимо принимать в расчет и систему затенения. Если при внешнем затенении только вентиляционная система отвечает за климат в помещении, то внутреннее солнцезащитное устройство обеспечивает отвод горячего воздуха между стеклом и шторой. Это повышает эффективность защиты помещения от солнца и предотвращает перегрев.
Вентиляция зимнего сада может быть также механической. При механической (как и при естественной) вентиляции вентилирующие устройства должны быть отрегулированы таким образом, чтобы проветривание могло начаться и закончиться автоматически, без участия человека.
При вентиляции зимнего сада следует также учитывать, проветривается ли основное строение через зимний сад или только через свои окна. Если вентиляция основного строения осуществляется через зимний сад, то он действует в качестве теплообменника, в котором осуществляется предварительное нагревание воздуха.
Обеспечить приток и отток воздуха – одна из самых главных задач, стоящая перед архитектором зимнего сада. Решая ее необходимо учитывать, сколько времени можно будет проводить в пристройке. Летом температура не должна превышать 30 0С, а это возможно только при условии постоянного воздухообмена в помещении.
Прообразом зимнего сада стали так называемые "дома померанцев", появившиеся в Европе в XVI-м столетии. Это были обыкновенные теплицы, в которых выращивали экзотические растения и плоды из Нового Света. В XVII-м веке теплицы преобразились в оранжереи, без которых не мог быть построен ни один замок. Постройки, которые первоначально использовались для выращивания южных растений, теперь служили местом для встреч и проведения свободного времени. Промышленное изготовление металла и стекла создало технологические условия в XIX-м веке для возникновения "классического" зимнего сада как декоративной светской архитектуры. Задавали тон английские архитекторы. Зимний сад того времени - это небольшое (~ 40 кв. ярдов) сооружение, примыкающее к холлу здания или гостиной. Отопление в них не предусматривалось. В США зимние сады применялись в основном как пристройки при административных зданиях (выставки, рестораны, офисы). Однако в то время не имелось никаких технических предпосылок для модернизации зимнего сада. В 80-е годы XX-го столетия наступил ренессанс зимних садов. Возрождение стало возможным благодаря улучшенной конструкции и новым материалам в сочетании с современной вентиляцией, затенением и средствам отопления.
Современный зимний сад - это многофункциональное помещение (может быть продолжением гостиной, игровой, рабочим кабинетом), которое отвечает ряду требований. Эти требования учитываются при проектировании зимнего сада. Каркас зимнего сада должен быть достаточно прочным для того, чтобы стабильно выдерживать вес тяжелого остекления. К тому же он должен обладать высокими теплоизоляционными качествами и быть простым в обслуживании. Наиболее перспективным и предпочтительным (в условиях России) является использование конструкций зимних садов из алюминия в силу его свойств (легкость, прочность, морозостойкость, легкость в обработке). Алюминиевые профили снабжены теплокомпенсаторами. Существуют различные профильные системы.
К остеклению предъявляются определенные требования. При выборе остекления необходимо учитывать предполагаемое функциональное использование зимнего сада.
В зимних садах используются специальные стеклопакеты с низкоэмиссионными стеклами, с зеркальным напылением или тонированными в массе (или их сочетание в стеклопакете) ведущих фирм. При остеклении кровельной части с внешней стороны стеклопакета применяется закаленное стекло, а с внутренней стороны - триплекс. Возможно применение бронированных стекол.
Основные планировочные и конструктивные требования можно сформулировать следующим образом:
Необходимо учитывать ориентацию зимнего сада по сторонам света.
С южной стороны дома зимний сад предоставляет возможность эффективного энергосбережения, но нужна мощная система вентиляции.
На северной стороне зимний сад здания служит своеобразным буфером между теплым домом и холодной улицей.
Зимний сад на восточной стороне идеален для растений и также пригоден для жилья. Западный зимний сад дополняет зону отдыха.
Нагрузка на фундамент зимнего сада должна быть такой же, как и на фундамент всего здания. Для малонагруженных фундаментов необходимо предусматривать меры защиты от морозного пучения. Для зимних садов, которые пристраиваются к дому впоследствии, могут применяться специальные компенсаторы, служащие для компенсации перепадов нагрузок на фундаменты зимнего сада и дома. Очень важный вопрос - микроклимат зимнего сада. Необходимо обеспечить регулирование температурно-влажностного режима. Самый распространенный способ вентиляции - с помощью открывающихся проемов. Вытяжные элементы устраиваются в кровле, приточные - в нижней части зимнего сада.
Общее требование - 20% площади поверхности зимнего сада должно открываться. Возможно применение встроенных фрамуг автоматического открывания, взаимосвязанных с системой "климат-контроль" (в зимний период должно быть предусмотрено ручное открывание фрамуг). В средней полосе России применение крышных фрамуг вызывает ряд проблем, поэтому предпочтительно использование щелевых воздухоприточных систем и совмещенных с ними систем кондиционирования и принудительной вентиляции. Сплит-системы непригодны. При проектировании зимних садов необходимо совмещать архитектурные желания с техническими возможностями и придерживаться типовых конструктивных построек. У некоторых компаний, например, имеется специальная компьютерная программа для расчета стандартных конструкций зимних садов.
Зимний сад - это сложная конструкция, которая должна выполняться из легких светопрозрачных конструкций, выступающих за плоскость фасада основного строения. Зимние сады - это индивидуальные проекты, которые учитывают особенности архитектуры здания и прилегающей местности. Для того, что бы зимний сад был прочным, красивым, функциональным и прослужил Вам долго, нужно обратиться к профессионалам, которые помогут Вам подобрать наиболее подходящую конструкцию зимнего сада и построят его качественно и надёжно.
Конструкция зимнего сада состоит из несущего каркаса (рамы) и светопропускающих элементов (стекол). Конструкция рамы должна передавать горизонтальные и вертикальные силы, действующие на остекление зимнего сада, на примыкающие конструкции и фундамент. Как правило, зимний сад пристраивают к уже имеющемуся основному строению, и поэтому он имеет менее жесткую конструкцию. Вследствие этого деформации в пристройке и в основном строении происходят по-разному, узлы стыков должны воспринимать эту нагрузку и компенсировать разницу в деформациях. Чтобы гарантировать устойчивость постройки зимнего сада, нужно выбрать статически устойчивую конструкцию. Большой устойчивостью обладает стоечно-ригельная конструкция.
Опорная ферма принимает на себя собственный вес, вес снега, а также временные нагрузки. Одновременно опорная ферма должна сохранять необходимую жесткость при механических нагрузках, например при ветре. Чтобы под воздействием таких нагрузок внутри конструкции не возникало напряжения, которое может привести к поломке стекла, конструкция должна иметь небольшой деформационный допуск. Усилие между примыкающей стеной и подошвой основания направлено вертикально через стропила и стойки, в то время как горизонтальные ригели выполняют задачу сцепления всей конструкции.
При устройстве зимних садов с большой площадью остекления используется рамная несущая конструкция, работающая с меньшим количеством стоек. В данном случае несущая конструкция также принимает на себя собственный вес, вес снега и временные нагрузки, но для сохранения жесткости нуждается в дополнительных элементах, в качестве которых могут использоваться, например, раздвижные двери или оконные рамы.
При установке фундамента нужно принимать во внимание не только его несущую способность, но и морозостойкость. Следует также учитывать рекомендуемое минимальное расстояние - 15 см - между порогом и уровнем земли. Это предотвратит застой дождевой воды перед дверью и уменьшит нагрузку на пол и загрязнение его от брызг.
При необходимости иметь перед входной дверью ровную поверхность можно сделать канавку соответствующей глубины и накрыть ее металлической решеткой. Для изготовления каркасов зимних садов используются такие материалы, как алюминий, ПВХ, древесина, реже сталь, а также комбинации данных материалов.
Для отапливаемых зимних садов металлические профили используют с терморазрывами. Стальные конструкции, как правило, не применяются в теплицах, которые предназначены для выращивания растений. При проектировании зимних садов из ПВХ-профилей производители профильных систем на сегодняшний день придерживаются двух подходов. Первый основан на сборке конструкции зимнего сада из элементов простой оконной системы, дополненной набором различных усилительных, соединительных, поворотных и удлинительных профилей, а также стропильными конструкциями кровли. Второй вариант предусматривает применение фасадной системы. При этом, независимо от варианта исполнения стен, в конструкции светопрозрачной кровли следует использовать ПВХ-профили исключительно в комбинации с мощными стальными элементами (в основном коробчатого сечения), выполняющими роль несущих стропильных конструкций.
Древесина по сравнению с другими материалами обладает лучшими теплоизоляционными свойствами, не допускает образования конденсата. Для построек с небольшими пролетами (до 2 м) можно использовать хорошо высушенный древесный массив без сердцевинной части. Но следует понимать, что из-за температурных колебаний в течение дня, а особенно весной и осенью, массив-дерево может давать усадку и слегка вспучиваться.
Профили из клееной древесины обладают лучшими техническими характеристиками, они значительно меньше реагируют на изменение температурно-влажностного режима. Из клееной древесины можно выполнять сооружения с большими пролетами, чем из массива. Поверхность деревянных профилей требует регулярной обработки. На внешней стороне крыши они обязательно должны иметь металлические покрытия, создающие надежную защиту от воздействия атмосферных явлений, поэтому в зимних садах скаты кровли, как правило, выполняются из дерева и металла.
Потолочные деревянные конструкции обязательно должны быть защищены алюминиевыми профилями. Конструкции дерево-алюминиевого зимнего сада представлены на рис. 5. Наибольшее число проблем, возникающих при проектировании зимних садов, связано с устройством светопрозрачной кровли, т.к. из всех наружных ограждающих конструкций кровля является наиболее подверженной воздействию избыточной солнечной радиации летом и обледенению зимой.
При малых уклонах на кровле скапливается снег, водоотвод с нее становится затрудненным. Важным требованием, предъявляемым к наклонным потолочным стеклам, является безопасность: если стекло случайно разобьется, оно не должно давать осколков. Следует также обращать внимание на толщину стекла. Для остекления крыши в качестве нижнего стекла чаще всего применяется небьющееся многослойное стекло толщиной минимум 8 мм. Выбор толщины стекла зависит от расстояния между стропилами: чем оно больше, тем более толстое стекло следует устанавливать . Размеры его должны быть таковы, чтобы стекло могло выдерживать тяжесть снега, и в то же время, чтобы с ним должно быть удобно вести монтажные работы. Наиболее ответственными узлами конструкции являются примыкания к основанию, свесы и узлы примыканий к стене.
При недостаточно большом наклоне крыши зимнего сада, в местах расположения горизонтальных профилей возникают участки, откуда отвод воды затруднен. Наклон крыши должен составлять минимум 100. Водосток будет функционировать еще эффективнее, если угол наклона будет составлять 200 и более. Стоячая вода не только загрязняет стекло, но и создает сильную нагрузку на уплотнения, в результате чего она начинает просачиваться через швы уже вскоре после монтажа зимнего сада. С целью избежать этого были разработаны системы со ступенчатым остеклением и швами впритык. Конструкция перехода между наклонной стеклянной крышей и перпендикулярной стеной зимнего сада должна обеспечивать беспрепятственный отвод дождевой воды, а также предотвращать образование льда у края стекла. Повреждение стекла может быть вызвано также его неправильным расположением, вследствие чего создается недопустимое напряжение из-за перепада температур.
Остекление должно оставаться герметичным даже в самые сильные ливневые дожди, при этом все соединения, в том числе места примыканий форточек, должны быть водонепроницаемыми. Для этого форточки не должны находиться на одном уровне с остеклением. Если одновременно применяется также внешний солнцезащитный экран, то он должен находиться ниже форточек.
При выборе конструкции зимнего сада необходимо осуществить следующие процедуры: определить правильные размеры конструкции, обращая внимание на статические принципы зимнего сада; выбрать материал конструкции, обращая особое внимание на места соединений; обеспечить требуемую теплозащиту и отвод образующейся конденсационной влаги; обеспечить защиту зимнего сада от осадков (в т.ч. герметичность при ливневых дождях и отвод дождевой воды); выбрать и обеспечить правильное расположение устройств солнцезащиты; выбрать и обеспечить правильное расположение элементов вентиляционной системы с учетом возможности экономии энергии.
Рис. 3 Зимний сад из алюминиевых профилей. 4-х створчатая дверь-гармошка создает эффект отсутствия границы со стороны сада. (SCHUCO).
Рис. 4 Конструктивные узлы зимнего сада из ПВХ профилей (THYSSEN).
Рис. 5 Дерево-алюминиевые зимние сады (BUG-ALUTECHNIK): А - общий вид;
Рис. 5 Дерево-алюминиевые зимние сады (BUG-ALUTECHNIK): Б - горизонтальный разрез стойки оконного пролета;
Рис. 6 Дерево-алюминиевые зимние сады (BUG-ALUTECHNIK): В - вертикальный разрез свеса крыши; стык со стеклом.
Наибольшую трудность в выполнении всего комплекса перечисленных требований к микроклимату представляют помещения, одновременно предназначенные для пребывания людей и благоприятного роста растений. По ряду показателей эти требования достаточно сложно увязываются между собой или же прямо противоречат друг другу.
Так, например, в соответствии с ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», оптимальная и допустимая относительная влажность внутреннего воздуха помещения жилого здания, предназначенного для отдыха составляют соответственно 30-45 %. Вместе с тем, значение относительной влажности, обеспечивающее самые лучшие условия для большинства комнатных растений находится в пределах 40-60 % [1].
Для жизни человека необходимо поступление в помещение определённой ежедневной дозы ультрафиолетового (УФ) излучения солнца в течение некоторого непрерывного интервала времени, измеряемого в часах. Этот фактор лежит в основе нормирования времени инсоляции, в течение которого во внутреннее пространство помещения проникают прямые солнечные лучи.
Так, в соответствии с СанПиН 2.2.1/ 2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий», пролоджительность инсоляции для центральной климатической зоны (58 0 с.ш. - 48 0 с.ш.) должна обеспечиваться не менее 2 часов в день в период с 22 марта по 22 сентября.
В УФ спектре можно условно выделить области, оказывающие позитивное влияние на деятельность человека. Так, в области 200 – 280 нм УФ излучение применяется для стерилизации помещений. При этом уничтожаются болезнетворные для человека микробы.
В области 280 – 315 нм ультрафиолет оказывает тонизирующее действие и способствует развитию фосфорно-кальциевого обмена. УФ излучение в этом спектре применяют для лечения больных рахитом.
Вместе с тем, как показывают данные зарубежных исследований , фотохимические реакции в растениях вызывает излучение с длиной волны от 320 нм до 930 нм. Важнейшей из фотохимических реакций растений является фотосинтез, когда содержащийся в растениях хлорофилл из углекислого газа и воды образует кислород и углеводы. У большинства растений фотосинтез происходит под воздействием излучения в диапазоне длин волн от 400 нм до 720 нм, фактически определяющем границы области видимого света.
Приведённая ниже таблица 1 представляет собой возможный вариант взаимной увязки противоречащих требований, с тем, чтобы вывести осреднённые цифровые значения параметров микроклимата для сооружений определённого функционального назначения, которые могут быть использованы в качестве основы для составления технического задания на проектирование и устройство зимнего сада.
Параметры микроклимата помещений, располагаемых за остекленными наружными ограждениями.
|
Наименование помещения
|
Описание функциональных процессов | Параметры микроклимата и периоды годы, на протяжении которых они должны поддерживаться | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура ,С | Относительная влажность, % | Инсоляция | Отопление | Вентиляция | Требования к спектральному пропусканию остекления | ||||||||
| Лето |
Весна- Осень |
Зима | Лето | Весна - Осень | Зима | УФ | Видимый свет | ИК | |||||
| Зимний сад | Комната отдыха с большим количеством тропических растенийю Рассчитана на длительное пребывание людей | 20-22 | 20-22 | 22-24 | 50-60 | 40-50 | 30-40 | Не менее 2 ч/день С 22.03 по 22.09 | Конвективное воздушное, Инфракрасное, Подогреваемые полы | Открывающиеся окна в стенах и кровле + доп.вентиляционные приборы с механическим побуждением | 200-315 нм | 400-720 нм | |
| Оранжерея | Помещение для выращивания тропических растений и кратковременного отдыха людей | 18-20 | 18-20 | 18-20 | 50-60 | 50-60 | 50-60 | Конвективное воздушное, Инфракрасное, | Открывающиеся окна в стенах и кровле + доп.вентиляционные приборы с механическим побуждением | 200-280 нм | 400-720 нм | ||
| Теплица | Помещение для выращивания теплолюбивых растений | 18-20 | 18-20 | 50-60 | 50-60 | 50-60 | Инфракрасное,Солнечное | Открывающиеся окна в стенах и кровле | 200-280 нм | 400-720 нм | |||
| Кафе | Помещение для кратковременного пребывания людей; не предназначено для тропических растений | 20-22 | 20-22 | 24-26 | 50-60 | 40-50 | 30-40 | Конвективное, Подогреваемые полы | Открывающиеся окна в стенах и кровле + доп.вентиляционные приборы с механическим побуждением | 200-315 нм | 380-770 нм | ||
| Бассейн | Помещение с водоемом для кратковременного отдыха и спортивных занятий; Не предназначено для тропических растений | 24-26 | 26-28 | 28-30 | 70 | 65 | 60 | Конвективное воздушное, Инфракрасное, Подогреваемые полы | Централизованная вениляция с механическим побуждением | 200-315 нм | 380-770 нм | ||
| Примечание: Для всех помещений, кроме теплицы необходима дополнительная регулируемая солнцезащита стен и кровли |
|||||||||||||
Зимний сад, расположенный между отапливаемыми помещениями и холодной улицей, выполняет функцию буферной зоны – уменьшает потребность дома в тепле. Если его конструкция выполнена верно с технологической точки зрения, то он может сыграть важную роль в системе отопления дома.
Обычно зимний сад или оранжерея представляют собой помещения, предназначенные для выращивания растений. Здесь можно создать такой интерьер, что даже зимой можно будет чувствовать себя как на отдыхе в жарких странах. Но мы не будем его рассматривать только в этом аспекте. Не все понимают, что в холодное время года, при соблюдении определенных условий и благодаря зимнему саду, дому понадобится меньше энергии, которую поставляют конвекционные источники тепла.
Влияние зимнего сада на отопление дома заключается в ограничении теплопотерь через наружные стены дома и его защите от неблагоприятного влияния атмосферных факторов. При этом одновременно сквозь его застекленные поверхности происходит получение солнечной энергии, что дает возможность использовать ее для обогрева прилегающих помещений.
Сад без растений
Если зимний сад способствует уменьшению расходов на обогрев дома, то он не должен отапливаться. Иначе выгода от полученной солнечной энергии не будет компенсировать больших потерь тепла, которое дают обогревательные устройства. Тепло будет уходить через огромные окна. В этом случае использование системы отопления в зимнем саду, который должен играть роль теплового буфера, приведет не к уменьшению, а к увеличению потребления энергии. Единственный источник тепла для зимнего сада в данном случае – это солнце. Это нужно учитывать при определении функции эксплуатации этого помещения, так как температура внутри него зимой может опускаться ниже нуля. Тогда здесь нельзя будет выращивать растения, которые не переносят холод.
Как использовать зимний сад для обогрева
Если мы заинтересованы в наилучшем энергетическом эффекте, то должны отделить зимний сад от отапливаемой части дома массивной глухой стеной. Лучше, если она будет иметь темный цвет, чтобы более эффективно поглощать солнечное излучение. Она не должна быть ничем закрыта, чтобы на нее падало как можно больше лучей. Это будет содействовать поглощению и аккумулированию тепла, а также отдаче его соседним помещениям. В ночное время или когда солнце закрыто тучами, температура в помещении будет снижаться. Тогда нагретая стена начнет выделять тепло, и понижение температуры в помещении будет происходить медленнее. Чем больше поверхность стены, тем больше можно получить энергии.
Стена должна быть выполнена из плотного, тяжелого материала, имеющего большую тепловую емкость, то есть способного аккумулировать тепло. Ячеистый бетон или поризованная керамика, а также различные пустотелые блоки не подходят для ее возведения. Лучшими являются полнотелый керамический, клинкерный, силикатный кирпич, бетон, камень и глина. С целью увеличения площади, поглощающей излучение, на поверхности стены можно выполнить ребра, складки или другие пространственные структуры.
Наилучшие стороны
Выбирая проект дома или вводя в него изменения, стоит позаботиться о том, чтобы в отопительный сезон инсоляция зимнего сада была обеспечена по крайней мере в период с 9 до 15 часов. Лучше всего, если зимний сад будет находиться с южной стороны дома, расположенного в северной части участка. Зимний сад, размещенный на востоке или западе, не даст столь значительного энергетического эффекта, а находящийся с северной стороны, не будет способствовать получению тепла. При этом он является буферным помещением, благодаря которому зимой уменьшается утечка тепла через наружные ограждающие конструкции, так как зимой температура в нем на 5°C выше, чем снаружи. Система получения энергии (сад расположен с южной стороны) будет действовать эффективно, если зимой окна сада не будут затенены.
Поэтому на участке с южной стороны лучше сажать только низкие растения: кусты, цветы, зелень. Можно посадить и более высокие растения, но теряющие листья зимой. Что касается планировки участка, то наиболее выгодной будет та, которая отражает солнечные лучи, направляя их в сторону сада. Поэтому хорошо сделать во дворе откос, уложить светлый гранулят, бетон, сделать водоем или бассейн, который летом будет дополнительно охлаждать воздух вокруг дома за счет испарения находящейся в нем воды.
Массивнная стена плюс окна
Помещения, к которым примыкает зимний сад, обычно должны быть освещены естественным светом. Поэтому в стене между ними и оранжереей устанавливают окна, а это противоречит принципу функционирования стеклянной пристройки как солнечного коллектора.
Преимуществом больших окон и дверей в стене, отделяющей зимний сад от остальных помещений в доме, является возможность его интенсивного проветривания.
Стена, аккумулирующая тепло
Кроме того, что тепло из зимнего сада передается внутрь дома через массивную стену, важную роль играет приток тепла непосредственно через открытые окна и двери или через специальные закрываемые отверстия в глухой стене.
Форма
Зимние сады, пристроенные к дому, со стеклянными наклонными крышами позволяют оптимально использовать солнечное излучение. Из-за того, что зимой выпадает снег, угол наклона кровельных скатов не может быть слишком пологим: скапливаясь на крыше, снег ограничивает доступ солнечных лучей внутрь помещения. Самопроизвольное сползание снега возможно при уклоне, превышающем 60°. Наилучшие результаты получения энергии имеются в зимних садах, имеющих форму сегмента шара. Но они сложны в реализации и к такой форме нелегко приспособить архитектуру дома.
Материалы
Конструкции зимних садов выполняют из древесины, алюминия, стали или композитного материала. Древесина – это хороший теплоизоляционный материал, но чтобы обеспечить нужную прочность, конструктивные элементы из нее должны иметь относительно большие сечения. А это уменьшает доступ света внутрь. То же самое и с композитными материалами. Наиболее подходящим материалом для возведения конструкции зимних садов является алюминий. Он легкий, устойчивый к коррозии и прост в уходе.
Остекление зимнего сада, выполняющего функцию солнечного коллектора, должно быть сделано из теплоизоляционного стекла, неокрашенного, с высоким коэффициентом пропускания солнечного излучения G. Если его значение больше 60%, оно считается очень хорошим для получения энергии. Стекло можно заменить прозрачным композитом. Но плиты из него легко поцарапать – тогда они хуже пропускают свет и их трудно содержать в чистоте.
Стены зимнего сада должны иметь сопротивление теплопередаче R больше, чем 0,38 (м²•K)/Вт. Чем больше значение R, тем лучше.
Разные формы оранжереи
Наклон стеклянных стен зимнего сада влияет на количество получаемого тепла. Чем больше угол падения солнечных лучей на стекло будет приближаться к 90°, тем больше их проникнет внутрь. Оптимальный угол наклона застекленных поверхностей составляет от 20 до 75°. Принимая во внимание изменяющийся с осени до весны угол падения солнечных лучей, можно получить наибольшее количество тепла.
Рисунок 1.11 Графики сравнительной освещенности (облученности) традиционных и наклонных АОМ (по разработкам проф. Гликмана М.Т.)
Преобладающие направления солнечных лучей относительно АОМ разной ориентации (средневзвешенные по приходящей за день энергии)
1.АОМ с рабочей поверхности гипотетического решения «следящего» за Солнцем
2.АОМ с наклонной рабочей поверхностью
3.Традиционные АОМ с широтной ориентацией
4.Традиционные АОМ с азимутальной ориентацией
В качестве примера показаны схемы годового хода коэффициентов облученности (освещенности) АОМ применительно к климатическим условиям характерного для Украины широтного диапазона ор = 40-50° с. ш. (рис. 1.11). Здесь сопоставлены АОМ различной ориентации и компоновки при горизонтальной и наклонной рабочей поверхности с учетом гипотетического решения «следящего» за Солнцем АОМ (рис. 1.11, кривая 1).
Как видно из графиков, у наклонных модулей (рис. 1.11, кривая 2) высокий режим освещения и инсоляции зимой намного превышает режим традиционных решений (рис. 1.11. кривые 3-4). При этом теплотехнические и аэрационные показатели сохраняются зимой и летом. Наклонная рабочая поверхность и пол сооружения могут быть террасированы как трибуна стадиона, что создает эффективные условия для формирования каскадных систем
«подстеллажное пространство» и пространство под общей наклонной частью пола можно использовать для размещения складов, шампиньонниц, гаражей и подсобных помещений требующих энергообеспечения, потенциальные возможности наклонных каскадных АОМ
Данная работа была разработана Гликман М.Т. и рассматривается в ". Принципы формирования энергоэффективных модулей и
светопропускающих конструкций сельскохозяйственных зданий (СХЗ). Сб.докладов Международного симпозиум «Современные строительные конструкции из металла и древесины». - Одесса, 1997, с 26-31
Рисунок 1.13. Структура сферического Атриумно-оранжерейного модуля (зимнего сада или оранжереи)
Остекление
Зимний сад – это помещение, в котором значительную площадь стен или потолка составляют застекленные поверхности. Это может быть оранжерея, прилегающая к наружной стене дома, или помещение, частично или полностью интегрированное в объем здания. Таким образом, зимний сад может иметь застекленные стены и крышу или только одну стену.
То очень холодно, то слишком жарко
Днем большие застекленные поверхности способствуют получению солнечного тепла, но ночью и в пасмурные дни они являются причиной его значительных потерь. Считается, что окна, выполняющие функцию солнечных коллекторов, должны быть стандартно укомплектованы теплоизоляционными экранами, которые лучше всего устанавливать с наружной стороны. Это могут быть ставни или роллеты из искусственного материала. Их использование приводит к уменьшению утечки тепла через окна приблизительно на 70%.
Они рекомендованы также еще по одной причине. Летом большие остекленные поверхности, расположенные с южной стороны, благодаря которым экономится энергия зимой, создают значительный перегрев в помещениях. Это цена, которую приходится платить за снижение энергопотребления зимой. Наружные теплоизоляционные экраны позволят минимизировать этот эффект. Следовательно, уменьшение потребления энергии зимой оборачивается тем, что днем в летний период приходится проводить время за закрытыми окнами.
Иногда жильцы, плохо переносящие жару, устанавливают в доме кондиционер. Если зимний сад сделан с целью экономии энергии, то такое решение не имеет смысла. Наличие больших застекленных поверхностей не позволяет сэкономить зимой столько, сколько придется потратить летом на работу кондиционера.
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Что бы оставить комментарий войдите
Комментарии (0)