Текст книги "Зимний сад"

Павел Славомирович Шешко
Зимний сад

1. История создания зимних садов.

История выращивания комнатных и кадочных растений начинается с Древнего Египта. На египетских изображениях (а им более 3000 лет) видны маленькие деревья и кустики в каменных вазах и лотках. Древние римляне пошли еще дальше – они украшали свои дома не только цветущими растениями в кадках, подвесных горшках и корзинах, но и строили для них крытые слюдой обогреваемые теплицы.

Но именно в Средней Европе, с ее холодным климатом, широко распространилось строительство специальных жилищ для растений. В конце XVII века знатные и богатые люди начинают интересоваться теплицами – их строительство считалось престижным. Сначала это были, в основном, защищенные помещения (тогда их начали называть оранжереями) для апельсиновых деревьев и других видов цитрусовых, для пальм и финиковых деревьев. Со временем вместо закрытых стенами теплиц появились легкие постройки – оранжереи и зимние сады.

Экзотические растения становятся вожделенным богатством. Но их транспортировка представляла немалые трудности: они засыхали или увядали в душных ящиках за время морских путешествий и лишь очень немногие экземпляры добирались до цели относительно неповрежденными. Поэтому и цена их была очень высокая. И только в первой трети прошлого века английский врач, доктор Н.Уорд случайно сделал открытие: поместил растение в стеклянную, закупоренную пробкой банку, дно которой было засыпано землей. Врач установил, что в тепле влага испарялась из земли, оседала на внутренних стенках сосуда, а при охлаждении снова стекала в землю. По этому принципу стали конструировать контейнеры для транспортировки, а искусно отделанные, большие «ящики Уорда» скоро стали украшать светские салоны. По этому принципу функционируют витрины для растений и в наши дни.

Торговля растениями стала прибыльным делом. Растения, пользующиеся спросом, стали выращивать в цветоводческих хозяйствах, где за ними ухаживали, скрещивали. Благодаря открытию центрального отопления стало возможным поддерживать и зимой необходимую температуру в теплицах.

В России первые зимние сады появились в начале XVII века в Кремле при царе Михаиле Романове. Они располагались на крышах складских помещений и назывались верховыми и набережными (в зависимости от местоположения). Определенный микроклимат, созданный в этих комнатах, позволял культивировать не только экзотические растения и диковинные овощи, но и фруктовые деревья. Скорее всего, крыш такие сады не имели, но были украшены фонтанами и водоемами. В XVIII веке в усадьбах стало модным устраивать крытые оранжереи. Они служили не только для выращивания хорошего урожая, но и были местом отдыха. В таких залах обитали экзотические птицы, стояла изящная мебель, били фонтаны. Как правило, это были отдельные павильоны, но иногда их пристраивали и к жилым помещениям.

2. Особенности зимних садов, теплиц и оранжерей.

Сложно определить, чем различаются между собой теплица, оранжерея и зимний сад. Специалисты считают, что теплица– это сооружение, почти целиком сделанное из стекла или прозрачного пластика, в которое входят из сада. Строится, исходя из потребностей роста и развития растения. Оранжерея с застекленными стенами и стеклянной крышей внешне очень похожа на теплицу, но она, как правило, лучше декорирована. Основное отличие оранжереи от теплицы заключается в том, что в нее входят из дома, и люди имеют возможность посидеть в ней и полюбоваться растениями. И все же рассчитана оранжерея для удобства растений, а не людей. Зимний сад тоже имеет вход из дома, но чаще это составная часть дома, а не пристройка. Эта комната предназначена для удобства человека, многочисленные растения служат лишь уютным фоном. Поэтому зимний сад еще называют полудом-полусадом. Это наиболее совершенная и самая сложная в архитектурном, инженерном и художественном отношении форма озеленения интерьера.

3. Построение зимних садов.

3.1. Расположенность по сторонам света.

Зимний сад можно построить с ориентацией на любую сторону света. Ориентация зависит от предназначения сада: использование его для отдыха и общения с природой или для работы (кабинет, студия).

Немаловажное значение имеет архитектура самого дома и характеристика участка, на котором он стоит.

Расположение на юг– такая ориентация выигрышна с точки зрения экономии энергии (эффект теплицы). Поэтому при использовании подобного сада в качестве жилой комнаты возникает необходимость устройства в нем вентиляционных и затеняющих систем, иначе комната в солнечные дни будет превращаться в тропики, особенно летом.

При северном расположении зимнего сада также происходит экономия энергии за счет того, что ветер и холод не достигают стен жилой части. Северная сторона идеальна для устройства кабинета или оранжереи из-за равномерного рассеянного света.

Вам будет приятно завтракать, если Ваш зимний сад будет расположен на восточной стороне, где уже ранним утром светит солнце. Как правило, днем здесь нет серьезного перегрева, однако вентиляция и затенение все-таки необходимы.

В зимнем саду, обращенном на запад, приятно проводить вечера, т.к. днем он собирает солнечное тепло, а вечером отдает его своим посетителям.

3.2. Виды конструкций.

Существуют несколько объемно-пространственных структур зимнего сада. Самая простая из них – трехлучевая беседка– легко пристраивается к любому помещению. Пятилучевая композиция, более округлая, оказывает благоприятное воздействие на психику человека. Двускатная пристройка (так называемый традиционный стиль в русском зодчестве) – хорошо сочетается с нашими крышами. Четырехскатная беседка присоединяется своим скатом к основной стене здания с помощью специального желоба. Для зимнего сада крупных размеров лучше всего подойдет беседка Р-образной формы. Она имеет универсальный дизайн, что дает возможность создать оптимальную светоконструкцию для современного здания практически любой архитектурной модификации. Сад Т-образного вида строго симметричен, т.к. поток света из центральной части равномерно заполняет объемы боковых помещений. Средиземноморская беседка (или солярий), имеющая односкатную крышу, служит украшением для невысоких построек.

Несущая конструкция изготовливается из металла или дерева. Ее главное назначение – обеспечить прочность каркаса зимнего сада. Наиболее приемлемый вариант – применение алюминия самостоятельно или в комбинации с деревом. Алюминий – природный материал, не содержащий вредных для человека примесей. Благодаря стойкости к воздействию ультрафиолетовых лучей, солнца и тепла, прочности, легкости, долговечности, безупречного внешнего вида и богатой цветовой гаммы полимерного покрытия, алюминиевые строительные конструкции незаменимы для конструирования домашних садов.

3.3. Проектирование зимнего сада.

Зимний сад – довольно сложное сооружение и для того, чтобы он приносил тепло и радость на протяжении многих лет, необходимо качественно разработать проект. Только профессионально спроектированный и построенный, он позволит решить одновременно архитектурно-планировочные, экономические и энергетические задачи. Основными характеристиками любого зимнего сада является:

– безопасность конструкции,

– защищенность внутреннего пространства от охлаждения и от перегрева,

– жесткость и прочность каркаса,

– оптимальное светопропускание,

– высокая устойчивость к проявлениям экстремальных атмосферных воздействий.

Создать зимний сад самостоятельно, без специальной подготовки и опыта в области ландшафтного дизайна очень трудно. Чтобы зимний сад доставлял радость и стал самым любимым местом в доме, нужно, прежде всего, четко представить себе, каким он должен быть, и сформулировать свои пожелания архитектору-проектировщику.

Так как лишь около 30 % зимних садов проектируются одновременно с домом, а 70 % пристраиваются к уже готовому жилью, на сегодня самым распространенным типом зимнего сада является стеклянная пристройка к дому, связанная дверями с жилыми помещениями. Хотя наиболее удачны и красивы зимние сады, заложенные архитектором еще на стадии проектирования, когда можно учесть все эстетические и технические вопросы.

Первая и основная задача зимнего сада – расширение жилого пространства. Чаще всего он служит продолжением гостиной или столовой. В этом случае должна быть обеспечена его удобная функциональная связь с соответствующими помещениями дома (например, с кухней).

Пристраиваемый зимний сад должен занимать не меньше 12 кв. метров, а еще лучше – от 15 кв. метров. Это обусловлено высокой стоимостью одного квадратного метра площади, и сложностью гармонично сочетать в интерьере «зеленой» жилой комнаты растения, мебель и свободное пространство.

Высота помещения в его средней части должна быть, как минимум, три метра, идеальный же с точки зрения красоты интерьера зимний сад может занимать два этажа.

Эффективность зимнего сада зависит не только от его величины и расположения, но и от наклона кровли. Идеальный зимний сад должен иметь наклон кровли 30-40 градусов, так как в этом случае он лучше всего поглощает солнечную энергию. Чем круче кровля, тем лучше дождь смывает грязь и скатывается снег.

Следует внимательно отнестись к планировке помещения зимнего сада, выделяя основные функциональные зоны:

– зону отдыха,

– собственно сад,

– место общения.

Наиболее удачны композиции, когда зеленое пространство «вливается» в пространство дома. В таком случае место отдыха лучше оборудовать в примыкающей к саду комнате.

Этапы проектирования зимнего сада:

1) определение образа;

2) создание композиционной и конструктивной схемы пространства зимнего сада;

3) выбор систем отопления и вентиляции;

4) расчет естественного и создание искусственного освещения;

5) определение степени влажности, необходимой для растений;

6) определение оптимального состава грунтовых смесей;

7) тщательное продумывание повседневного процесса ухода за зимним садом.

Упрощающие уход за зимним садом современные приспособления – систему освещения, автоматические системы поддержания температурно-влажностного режима, вентиляцию – проектируют одновременно с выбором растений и созданием схемы их расположения в пространстве зимнего сада.

Для хорошего самочувствия людей и растений, находящихся в зимнем саду, важен показатель относительной влажности. Большинству «живых существ» комфортно, когда он составляет 40-60 % (только тропическим растениям нужно 80-90 %). Уровень влажности напрямую связан с температурой: даже незначительные ее изменения приводят в движение и сталкивают между собой воздушные массы. А когда происходит соприкосновение теплого влажного воздуха с холодными поверхностями, выпадает конденсат, стекла и профили «запотевают». Поэтому уже в самой конструкции зимнего сада предусмотрены меры, предотвращающие образование конденсата. Например, в алюминиевых профилях существуют терморазрывы, изготовленные из морозостойких полиуретановых, полиамидных или EPDM-вставок. Они разделяют профиль на две части, так что холодная его часть, находящаяся на улице, отделена от теплой внутренней. Но даже при хорошей теплоизоляции стоек и нормальном отоплении полностью избежать выпадения конденсата вряд ли возможно, если не продумать систему вентиляции. Именно она способствует уменьшению влажности воздуха и обеспечивает еще одно условие благоприятного микроклимата в зимнем саду – приток свежего воздуха.

Вентиляция бывает естественной и принудительной. Естественная действует строго в соответствии с законами физики. Как известно, воздух, нагреваясь, всегда стремится вверх, под потолок. Поэтому в нижней части стен зимнего сада предусматривают открывающиеся створки, через которые в помещение поступает холодный свежий воздух. В кровельной части, как можно ближе к коньку, устанавливают специальные люки, выпускающие избыточный теплый воздух. Разница в высоте – обязательное условие циркуляции воздушных масс.

Еще один вариант естественной вентиляции – наружный воздух поступает в помещение через решетки или форточки, расположенные на уровне пола, а выходит из створок в верхней части «прозрачных» стен. Отверстия должны располагаться равномерно по всему объему и по диагонали друг к другу, только тогда поток воздуха «облетит» весь зимний сад. В противном случае конвекция будет происходить неравномерно – в том или другом углу. Подобная система подходит для остекленных помещений, ширина которых свыше 6 м или которые имеют маленькую крышу. Но если крыша большая и высокая, без люков на ней не обойтись. Вентиляционные решетки, которые монтируются в парапет, позволяют проветривать зимний сад, не открывая окно. На Западе они распространены во многом по соображениям безопасности: ночью сквозь небольшую решетку человек не сможет проникнуть внутрь, а свежий воздух – запросто. У нас же коттеджи чаще всего находятся в охраняемых зонах, поэтому решетки, которые к тому же придется на зиму закрывать, – вариант не столь удачный, как створки.

Количество, габариты, расположение вентиляционных отверстий зависят от многих факторов, среди которых конфигурация, объем зимнего сада, его ориентация по сторонам света и даже роза ветров. Обычно площадь створок и люков составляет 5-10% от общей площади остекления. Но чем больше Вы установите открывающихся элементов (особых рам, петель, замков или ручек), тем выше будет стоимость сооружения.

Естественная вентиляция может быть автоматической. Нередко она включается в общую систему поддержания микроклимата, действуя с освещением и отоплением. В зимнем саду большой площади стоит установить принудительную вентиляцию. Это могут быть приточно-вытяжные системы, которые забирают воздух с улицы, или кондиционеры, «работающие» с воздухом, уже имеющимся в помещении. Очень красиво смотрятся в зимнем саду фены – лопастные вентиляторы, которые крепятся под потолком. Плюс механических устройств в том, что они позволяют плавно регулировать интенсивность воздухообмена и всегда равномерно «перемешивают» воздух; минус – потребление энергии и неработа в случае отключения электричества. Да странно летом дышать кондиционерным воздухом, а не свежим воздухом с улицы. Поэтому специалисты рекомендуют всегда совмещать принудительную вентиляцию с естественной.

Отопление.

Зимний сад можно отапливать разными способами:

– радиаторами, подключенными к центральному отоплению,

– автономными электрическими отопительными приборами,

– с помощью воздуха, нагретого кондиционером,

– «теплым полом» – как электрическим, так и с жидким теплоносителем.

Часто используются комбинации этих систем (не следует забывать и о инфракрасном излучении, нагревающим воздух). В принципе можно рассчитать количество радиаторов, необходимых для сооружения. Для этого надо учесть общую площадь помещения, площадь «прозрачных» поверхностей и теплотехнические характеристики ограждающих конструкций (профилей и светопропускающих элементов). Однако на температуру внутри зимнего сада влияют и другие факторы, например, величина теплового излучения или местоположение сооружения. Следует также обратить внимание на то, чтобы Вы сами не нарушили движение воздуха, снизив при этом эффективность, загородив радиатор спинкой дивана, установив над ним подоконник и т.д. Кроме того, у большинства современных радиаторов регулируется мощность. Поэтому во многих случаях расчет отопления можно упростить: рассчитать количество радиаторов, нужное для закрытого помещения такой же площади, и установить их в два раза больше. Рекомендуется располагать радиаторы по периметру зимнего сада. Тогда помещение будет обогреваться равномерно, не появятся «застойные зоны». Более того, теплый воздух снижает образование конденсата на холодных поверхностях стекла или профиля, но только в том случае, если воздух движется. Поэтому без вентиляции в остекленном сооружении обойтись невозможно.

Для того, чтобы и через годы в зимнем саду было по-прежнему уютно и безопасно, конструкция должна отвечать всем требованиям по устойчивости. Зимний сад – это система, продуманная до мелочей. Одни фирмы проводят расчет прочности каждого элемента «будущего» сооружения (в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»), другие работают с уже «готовыми» системами, прочность которых давно рассчитана и проверена временем. Но в любом случае конструкторы опираются на одни и те же статические принципы, некоторые важные моменты которых нужно отметить.

На опорные элементы конструкции действуют три вида нагрузок: снеговая, ветровая и собственный вес. Способность выдерживать их у материалов, из которых изготавливаются профили зимних садов, неодинаковая. На современном рынке представлены профили из алюминия, пластика (ПВХ) и твердых пород дерева. Многие системы являются комбинированными, например пластико-алюминиевые, алюминиево-деревянные или алюминиево-стальные. Системы, целиком выполненные из дерева, для России большая редкость. Дело в том, что древесина слишком чувствительна к атмосферным воздействиям, а кроме того, зимний сад из этого материала – сооружение штучное и очень дорогое. В принципе размер зимнего сада мало влияет на выбор материала для профилей. Однако в зависимости от размера конструкции сечение стоек будет разным: скажем, алюминиевых – тоньше, пластиковых – толще. Да и самих профилей из ПВХ большому зимнему саду понадобится больше, чем стоек из алюминия. А при определенных размерах зимнему саду обязательно потребуется каркас, поддерживающий крышу. Силовой расчет зимнего сада начинается с выявления самых нагруженных стоек и ригелей. Прежде всего это касается элементов кровли. Именно на их «плечи» ложатся основные снеговые и ветровые нагрузки. Если угол наклона крыши меньше 20 градусов, то берут максимальный вес снежного покрова – 140 кг на 1 кв.м, причем имеется в виду не столько нагрузка на саму балку, сколько нагрузка на нее от стеклопакета, обильно «усыпанного» снегом. В пристенных зонах, ендовах или иных местах, где могут образовываться снеговые карманы, а значит, увеличиваться предполагаемая нагрузка, к этой величине прибавляется поправочный коэффициент (турбулентность, пульсации и пр.). Если же уклон составляет больше 60 градусов, то снег с такой крыши сходит и не учитывается. У зимних садов «солидной» площади выявляются угловые зоны, ветровая нагрузка на которые также увеличивается в 1,5 – 2 раза. Если же крыша в виде шатра, аэродинамический коэффициент меньше. Надо помнить, что даже та часть сооружения, которая вроде бы не обдувается ветром, все равно подвергается нагрузке: ветер движется не напрямую, а с завихрением, в результате создается недостаток воздушного давления, который компенсируется давлением внутри здания. Отсюда и воздействие на конструкцию в направлении от помещения к улице. После определения всех нагрузок, действующих на конкретную стойку или ригель, они суммируются. Далее рассчитывается, насколько этот несущий элемент прогнется. Предельная величина прогиба – 1/300 длины стойки или ригеля. В некоторых источниках прогиб рекомендуется ограничивать 8 мм. Эта цифра обусловлена не только соображениями прочности, но и визуальным восприятием. Если же, по расчетам, прогиб будет больше, надо увеличивать сечение профиля или делать поддерживающий каркас.

Немаловажный момент – расширение и сжатие конструкции под воздействием температур. Возможны также механические нагрузки на нее при «усадке» здания, ведь зимний сад – чаще всего пристройка, которая легче основного строения и, как правило, имеет собственный фундамент. Поэтому в большинстве систем зимних садов все стыки герметичные, но в то же время гибкие, допускают люфты. Повышенное внимание уделяется местам крепления пристройки к основанию и к стене дома. Стеклопакетам приходится принимать на себя те же нагрузки. Но к стеклопакетам, которые образуют крышу зимнего сада, требования особые – от их прочности зависит еще и безопасность обитателей сооружения. Поэтому в таких стеклопакетах верхнее стекло, как правило, выполняется закаленным, а нижнее обязательно должно быть ламинированным или триплексованным.

Закаленное стекло проходит обработку высокой температурой с резким охлаждением, благодаря чему становится прочнее обычного в 4 – 5 раз. Ламинированное– это стекло, покрытое специальной пленкой, а триплексованное – это несколько стекол, соединенных пленкой вместе. Такие стекла бьются, но осколки не разлетаются по помещению, а остаются приклеенными к пленке. Если же планируется выполнить крышу из панелей поликарбоната, то, помимо прочего, необходимо предусмотреть значительное расширение этого материала под влиянием температур. Очевидно, что конструкция зимнего сада должна быть не только статически прочной, но и оптимальной по размерам, красивой и по возможности экономичной.