Рис. 5 Дерево-алюминиевые
зимние сады (BUG-ALUTECHNIK): В - вертикальный разрез свеса
крыши; стык со стеклом.
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.