Зимние сады

Алюминивые фасады, гармошки, зимние сады в Украине

Требования к зимнему саду. Процессы передачи тепла в остеклениях под воздействием солнечных лучей основываются на свойстве стекла пропускать коротковолновое излучение, которое нагревает предметы (пол, стены) в пристройках. Нагревшись, эти предметы сами излучают длинные волны в инфракрасном диапазоне. Благодаря особенностям некоторых видов стекла, эта энергия не выпускается уже более наружу. При этом полезным является не только прямое солнечное излучение, но и излучение неба, покрытого облаками. Применение солнечной энергии для обогрева помещений означает наиболее эффективное использование излучения, не превышающего температурные границы комфортности (30°С).

• Зимний сад не должен иметь площадь менее 30 м2;
  
• Тепло должно аккумулироваться в полу и стенах, теплый воздух должен поступать в помещения самого дома, с которым зимний сад должен соединяться через двери и окна;
  

При этом способ эксплуатации имеет решающее значение, поскольку все вышеназванные параметры должны постоянно регулироваться.

Рекомендации. По возможности, поверхность стекла должна располагаться под прямым углом относительно направления солнечных лучей в холодное время года, поскольку плоский угол падения лучей повышает степень отражения стекла.

Угол наклона крыши должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить поступление в помещение большого количества солнечной энергии и, с другой стороны, эффективное отражение солнечных лучей в летний период. Кроме того, покатость крыши должна обеспечивать соскальзывание снега, поскольку он не только мешает проникновению солнечных лучей, но и забирает большое количество тепла из помещения в результате конвекции.

Зимний сад - парниковый эффект

Зимний сад - сложное многофункциональное инженерное сооружение. Создание оптимального климата - сложная техническая задача.

Почему возникает парниковый эффект

Коротковолновое световое излучение проникает в стеклянную постройку почти беспрепятственно и преобразуется там в длинноволновое тепловое излучение. Эта теплота, благодаря изолирующим свойствам остекления, задерживается внутри и приводит к накоплению тепла, т.н. "парниковому эффекту". Поэтому любое остекленное сооружение действует как коллектор солнечного тепла.

Именно поэтому летом в доме из стекла температура может доходить до 70-80 градусов, что может уничтожить растения, поскольку растительный белок сворачивается уже при 40 градусах. Для термической защиты растений летом нужно, с одной стороны, уменьшить, при помощи системы затенения, попадание прямых солнечных лучей приблизительно на 60%, а с другой - обеспечить воздухообмен в размере примерно десять литров в час, для отвода остаточного тепла.

Остекление. Для отапливаемых зимних садов следует обязательно применять низкоэмиссионное стекло. поскольку оно отражает в помещение значительную часть энергии. Так как площадь остекления зимнего сада приближается к 100% его поверхности, то от энергоэффективности стекла напрямую зависят расходы на отопление пристройки.

Для неотапливаемых зимних садов или тех, которые предназначаются исключительно для получения пассивной солнечной энергии, в большинстве случаев, достаточно обычных однокамерных стеклопакетов.

Существует одно обязательное правило: кровля зимнего сада должна изготавливаться только из безопасного стекла. При устройстве высоких пристроек и стеклянных надстроек на балконе подоконная стенка также должна быть выполнена из безопасного стекла. Очень большое значение, при постройке всех зимних садов, имеют правильная вентиляция и система затенения, так как воздух в помещении летом может прогреваться до 70С.

Чтобы зимний сад не превратился в печку. Если представить себе стеклянный дом обращенный к солнцу, остекленный изоляционным стеклом с обычным уровнем пропускания энергии, совершенно ясно, что, в зависимости от погоды, вследствие так называемого парникового эффекта, температура в нем может подниматься до необычайно высоких значений.

Кроме высокой температуры, нужно так же считаться с тем фактом, что изменение уровней освещенности и температуры могут происходить очень быстро, всего в течение нескольких минут.

Если не учесть эти факторы и не принять меры для затенения и вентиляции, то солнечный дом легко может превратиться в печку. Это пагубным образом скажется и на людей и на растения.

Без надлежащего притока и оттока воздуха, такая постройка будет пригодна для жилья летом только рано утром и вечером, а также в облачные дни. С другой стороны, в зимние месяцы через стеклянные кровельные скаты должно уходить по возможности меньше энергии. Из вышесказанного следует вывод:

• даже при отсутствии функциональной защиты от солнца, прямые солнечные лучи должны задерживаться в области стеклянной кровли не способствуя, таким образом, нагреванию в летние месяцы до высокой температуры пола, мебели, растений, внутренних поверхностей;
  
• зимние сады и солярии, летом, должны быть оснащены термостатом, который бы автоматически управлял процессом проветривания, с тем, чтобы снижать уровень влажности и температуры внутри помещения;
  
• внешние поверхности стеклянных построек (стекло и рамы), особенно кровельные перекрытия, должны обладать низким коэффициентом теплопроводности, чтобы ограничить потери тепла ночью и днем и ограничить риск конденсации влаги из воздуха.
  
  

Зимние сады - способы вентиляции

Естественная вентиляция
Принудительная вентиляция

Естественная вентиляция хорошо известна многим из нас из опыта эксплуатации теплиц. Открытые окна на крыше выпускают теплый воздух, в то же время сквозь отверстия в полу прохладный воздух поступает внутрь.

При расчете вентиляционных проемов можно использовать следующую эмпирическую формулу: должно быть открыто примерно 10-20% общего остекления. Из них две трети на крыше (для вытяжки воздуха) и одна треть - на вертикальном остеклении, для обеспечения притока воздуха. Однако термическая вентиляция находит в остекленных сооружениях все меньшее применение, поскольку к современным системам предъявляются дополнительные требования: защищенность от несанкционированного проникновения, независимость от погоды, отсутствие помех при затенении, независимость oт давления ветра и т.д.

В отличие от теплицы, в остекленном доме растения находятся практически круглый год, поэтому он должен быть остеклен не простым, а изолирующим или теплозащитным стеклом. Очень важна защита от несанкционированного проникновения ведь чего стоит естественная вентиляция, если во время отсутствия хозяев ее закрывают из страха перед взломщиками.

Принудительная вентиляция, как и естественная, состоит из приточного и вытяжного узлов. Приточный узел представляет собой не просто отверстие, а техническое устройство. Как правило, вентиляторы устанавливаются только на вытяжке. Такие вентиляционные системы изготовляются индивидуально, подгоняются по форме и цвету остекленного сооружения и могут быть точно рассчитаны на желаемую максимальную температуру в помещении.

К современной системе вентиляции предъявляются многочисленные требования. Сегодня для принудительной вентиляции технически решены проблемы теплоизоляции, низкого уровня шумов и т.п.

Вентиляцию (термическую и принудительную) можно условно разделить на две подгруппы. Поперечная вентиляция действует поперек естественного потока воздуха в помещении. Это значит, что приточное устройство установлено, например, на боковой поверхности сооружения, а вытяжка - на противоположной боковой плоскости. Классическая поперечная вентиляция выглядит так: приток с полей Z1 - Z4, вытяжка в поле А1 (см. рис). Вытяжное отверстие всегда должно находиться сверху.

Расстояние между отверстиями притока и вытяжки не должно превышать шести метров, т. к. в противном случае воздух будет оставаться слишком горячим, а в районе вытяжки будут достигать критической температуры. По этой причине потребуется установка второго вентиляционного прибора.

Вентиляция на коньке крыши работает в направлении естественного потока воздуха. В этом случае, когда вытяжка размещается на крыше два приточных устройства чаще всего располагаются на фронтальной поверхности остекленного сооружения.

Вытяжка устанавливается на крыше в поле А 1. Приточные приборы можно установить, по выбору, в полях Z1 (слева) и Z3, а также (справа) Z2 и Z4.

При подсчете расходов на термическую и принудительную вентиляцию последняя отличается тем, что она обходится дешевле. Все это, естественно справедливо только в том случае, если обе системы точно рассчитаны.

Зимний сад - ориентация по сторонам света

Зимний сад с севера. Северный зимний сад может иметь различные назначения, например, в качестве продолжения кухни и столовой или небольшого зеленого оазиса в жилом помещении. Если предусмотреть отопление, то зимний сад с севера пожалуй подойдет, как светлое рабочее помещение или бюро, или как оригинальная студия. В этом случае, разумеется, придется позаботится о мощной системе обогрева и тщательно продумать систему теплоизоляции конструкции зимнего сада.

Зимний сад на восток. Особую привлекательность зимний сад с восточной стороны дома приобретает ранним утром, с первыми лучами утреннего солнца. В первой половине дня климат внутри зимнего сада будет приятным, то во второй половине дня здесь вряд-ли будет так же уютно. Растения, напротив, могут расти довольно хорошо. Они будут чувствовать себя комфортно и без использования дополнительной вентиляционной техники. Еще одно преимущество - в зимнем саду ориентированном на восток нет явной опасности перегрева помещения.

Зимний сад на запад. В зимнем саду ориентированном на запад будет приятно не только в течение дня. Тепло дня сохранится здесь до позднего вечера, что само по себе замечательно. Для защиты от ослепительных летних лучей солнца рекомендуется установить устройства затенения, например жалюзи, ролеты или маркизы. Это идеальный зимний сад для тех, кто рано утром идет на работу и наслаждается спокойным завершением рабочего дня под стеклянной крышей.

Зимний сад на юг. Экономия на месторасположении. Горячее южное солнце быстро нагревает воздух внутри зимнего сада расположенного с юга. Без затенения и вентиляции температурный столбик ртути здесь, в ясные дни, может достигать до 70 градусов. Техника вентиляции должна функционировать в нем безукоризненно.

Южное расположение может обеспечить хозяевам довольно внушительную сумму экономии на коммунальных платежах. Большинство т.н. энерго-"пассивных" домов ориентированы именно на юг, для того, чтобы максимально использовать энергию Солнца. Экономить на грамотной ориентации конструкции зимнего сада можно всю холодную часть года. Недостаток у него один - опасность перегревания помещения.

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. Сегодня на рынке имеется большай выбор таких материалов.

Сталь. С помощью стали, при сравнительно небольшом сечении, можно конструировать большие пролеты. Но этот материал не обладает хорошими изоляционными качествами, поэтому между элементами стальной конструкции необходимо предусматривать термоизоляцию. Следует также применять меры против ржавчины.

Алюминий. Нуждается в термоизоляции. Поэтому современные алюминиевые профили снабжены термокомпенсаторами. Они могут быть покрыты цветным слоем или анодированы. Главное достоинство зимних садов из алюминия - не требуется уход и возможность остекления больших пролетов.

ПВХ-материалы. Обладают неплохими изоляционными свойствами. В этом случае могут потребоваться элементы из стали, причем иногда достаточно громоздкие, так как ПВХ-профили при изменении температуры или нагрузки могут деформироваться. За ними необходим минимальный уход.

Дерево. Обладает наилучшими теплоизоляционными качествами. В зимних садах применяется массивная древесина или клееные брусья. На дереве не выступает конденсат, но его необходимо красить. Комбинация древесины и алюминия удачно соединяет преимущества обоих материалов.

Светопрозрачная кровля, как элемент зимнего сада.

Как правило, под этим понятием подразумевается стеклянная крыша. Это достаточно сложный и дорогостоящий элемент остекления из-за того, в первую очередь, что приходится решать целый комплекс вопросов, таких как: достаточно большой запас прочности конструкций, гидроизоляция и отвод воды, энергосбережение и защитные свойства. Рассмотрим, как решаются эти вопросы в отдельности.

Запас прочности и несущие свойства каркаса рассчитываются на специальной программе, в которой учитывается местоположение объекта, угол наклона кровли, роза ветров в данном регионе и снеговые нагрузки. В случае невозможности достижения требуемых значений без использования металлокаркаса, в качестве вспомогательного опорного элемента можно использовать черный металл, предварительно специальным образом подготовленный. Если в системах зимних садов водоотвод заложен в саму систему, то в стеклянных крышах данную проблему приходится решать самостоятельно. Поскольку не всегда удается сбрасывать воду в любую сторону, приходится использовать систему специальных профилей-коробов для сбора и вывода воды в определенную заказчиком точку. Гидроизоляция, как правило, заложена в саму систему профилей для наклонных кровель и подразумевает под своим понятием изоляция от проникновения воды. Обычно это стандартный комплекс мероприятий, предусмотренный поставщиками профилей, выполнение которого, обеспечит отсутствие подтекания и проникновения влаги вовнутрь.

Не нужно рассказывать, что от тепловых свойств применяемого стеклопакета на 80 % зависит энергосбережение и затраты на обогрев. Но здесь существует, как оказывается, "палка о двух концах". В зимний период, с одной стороны, отличный коэффициент сопротивления теплопередаче гарантирует минимальные затраты на обогрев, т.е. используется стеклопакет, достаточно сильно разделяющий по температуре наружные и внутренние поверхности стекла. В этом случае весь снег, попадающий на кровлю, не тает, а продолжает лежать и копиться, что существенно увеличивает нагрузку, создавая пиковые напряжения, уменьшает прохождение видимого светового спектра и создает неудобства с уборкой в дальнейшем. С другой стороны, имея слабый коэффициент сопротивления теплопередаче, мы можем наблюдать как тепло, уходящее из помещения растапливает снег, не давая ему задерживаться на кровле. В этом случае, поступившись некоторыми тепловыми характеристиками, мы избежим неудобства, описанные выше. Кроме этого необходимо учитывать, что при изменении углов наклона меняются тепловые характеристики. Зависимость угла наклона от коэффициента теплопроводности стеклопакета показана ниже.

ПОЛУЧИТЬ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЦЕНЫ