Управление микроклиматом в зимних садах. Для жарких летних дней: правильное затенение

Как уже отмечалось в предыдущих главах, большие рекреационные помещения за панорамными стеклянными стенами, внутренние дворики-атриумы под стеклянными кровлями и зимние сады являются неотъемлемой частью современной архитектуры. В таких помещениях обеспечивается особое, специфическое чувство зрительного контакта с окружающей средой, а прилегающий парк или участок леса 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.

Помещение, располагаемое за лёгкими светопрозрачными ограждениями, имеет минимальный уровень защищённости от негативных факторов наружной среды: стеклянная оболочка практически мгновенно передаёт во внутреннее пространство изменения внешнего климата. Поэтому при проектировании зимнего сада принципиально важно включение в него специальных приспособлений и устройств, при помощи которых можно было бы быстро и эффективно выравнивать пиковые климатические нагрузки.

В зимнее время температура и влажность наружного воздуха не претерпевают резких скачкообразных изменений на протяжении суток. Стабильность параметров микроклимата внутри зимнего сада поддерживается за счёт регулирования мощности системы отопления и элементов переменной теплоизоляции (рольставен и жалюзей), закрываемых в ночное время для сбережения дополнительного тепла от солнца, поступающего в помещение зимнего сада в течение светового дня. Основным негативным фактором в зимнее время является возможное падение или повышение влажности внутреннего воздуха, неблагоприятное для людей и провоцирующее возникновение болезней растений.

В летнее время внутри зимнего сада возникает накопление солнечного тепла, проникающего через стеклянные стены и кровлю и вызывающего повышение температуры внутри помещения за счёт «парникового эффекта», возникающего за счёт дифференцированного пропускания стеклом теплового излучения с различной длиной волны.

В естественном природном теплообмене каждое тело излучает тепловую энергию. При этом длина волны излучения зависит от температуры тела. Стекло, установленное в наружной ограждающей конструкции здания, подвергается воздействию двухстороннего теплового излучения, идущего с одной стороны — от Солнца, а с другой — от внутренних поверхностей помещения.

Абсолютная температура внутренних поверхностей помещения близка к абсолютной температуре поверхности Земли (для данного климатического района) и составляет в среднем 293 К (20 °С). При этом максимум теплового излучения находится в диапазоне от 1600 до 2000 нм. Температура поверхности Солнца составляет около 6000 К. Его тепловое излучение приходится на диапазон длин волн от 300 до 2500 нм. Спектры теплового излучения Солнца и внутренних поверхностей помещения (условно — Земли) показаны на рис. 6.2.3.1.

Рис. 6.2.3.1.

Рис. 6.2.3.2. Накопление тепловой энергии Солнца в пределах замкнутого остеклённого пространства. Перегрев помещения зимнего сада за счёт воздействия солнечной радиации

Обычное оконное стекло хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение, видимый свет и коротковолновое инфракрасное излучение Солнца и, гораздо хуже — длинноволновое инфракрасное излучение, исходящее от нагретых поверхностей помещения. Тепло, таким образом, не может выйти наружу и аккумулируется в пределах замкнутого пространства (рис. 6.2.3.2) — происходит перегрев помещения.

Многие растения плохо переносят температуру выше 27 °С, а у многих яркое солнце обжигает листья. Очевидно, что высокая температура внутри зимнего сада является совершенно неприемлемой для человека. Для регулирования параметров микроклимата в зимних садах применяются автоматизированные системы, включающие в себя группу устройств, управляемых с единого пульта, программируемого вручную или при помощи компьютера.

Система автоматической вентиляции зимнего сада SI-WIGa-Bus-System , производимая предприятием ”SIEGENIA-AUBI” , позволяет обеспечить эффективный режим проветривания помещения зимнего сада приоритетно — в летний период, когда зимнему саду требуется наиболее интенсивная вентиляция. Кроме того, отдельные элементы системы могут быть задействованы для организации зимнего проветривания помещения.

Интегрированная система вентиляции SI-WIGa-Bus-System включает в себя группу устройств, предназначенных для выполнения определённых функций и управляемых от единого центрального пульта (рис. 6.2.3.3) . На конкретном строительном объекте может применяться как весь системный комплекс, так и отдельные устройства, целенаправленно группируемые для решения определённых задач. Система очень проста в монтаже и эксплуатации; отдельные блоки соединяются между собой при помощи обычного телефонного кабеля. Основным элементом системы, её «мозговым центром», является центральный управляющий блок AEROTRONIC (поз.1 рис. 6.2.3.3) , который, как правило, монтируется внутри зимнего сада на стене основного дома, к которому примыкает зимний сад. В блоке AEROTRONIC установлены датчики, считывающие значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха соответственно в интервале t = 0 … 50 °С и f = 30 … 80 %. В соответствии с функциональным назначением помещения (зимний сад, бассейн, тренажёрный зал и др.) программируются критические значения контролируемых параметров, определяющих граничные условия комфортности в помещении зимнего сада.

При наступлении какого-либо критического значения из запрограммированных параметров: температуры (например, t крит = + 30 °С — предельно допустимая температура для растений, произрастающих в зимнем саду) или влажности (например, f крит = 60% - максимально допустимая влажность для человека) или запрограммированного критического сочетания температуры и влажности (например, t крит = + 25 °С при f крит = 60%), с блока AEROTRONIC уходит сигнал на включение вентиляторов и открывание заслонок и клапанов приточных устройств типа AEROMAT , располагаемых на стенах зимнего сада и кровельных вытяжных устройств АЕROJET (см. раздел 6.1.2) .

При включении приточных и вытяжных устройств осуществляется интенсивное проветривание помещения зимнего в режиме принудительной вентиляции (рис. 10.2.2.4) в течение определенного интервала времени. Проветривание будет осуществляться в непрерывном или прерывистом режиме до тех пор, пока значения контролируемых параметров не достигнут нижнего значения, запрограммированного на управляющем блоке AEROTRONIC .

Рис. 6.2.3.3.
1 — центральный управляющий блок (АЕROTRONIC)
2 — приточное устройство (AEROMAT)
3 — вытяжное кровельное устройство (АЕROJET)
4а и 4б — метеостанция
5 — блок управления открыванием-закрыванием окон
6 — блок управления открыванием-закрыванием затеняющих маркиз
7 — затеняющие маркизы

Рис. 6.2.3.4. Схема принудительной вентиляция зимнего сада за счет группы стеновых и кровельных приборов. Воздух удаляется из верхней — наиболее перегретой зоны помещения

Рис. 6.2.3.5. Метеостанция AEROTRONIC Wetterstation. Общий вид.
1 — устройство для измерения скорости ветра
2 — датчик температуры и влажности
3 — датчик дождя
4 — датчик солнечной радиации, ориентированный по четырём сторонам света

При необходимости в системе SI-WIGa-Bus-System в качестве приточных элементов могут быть задействованы окна, управляемые электроприводами дистанционного открывания (см. раздел 6.1.1) , а на крыше зимнего сада установлен блок метеостанции — AEROTRONIC Wetter-station (поз. 4 рис. 6.2.3.3 и рис. 6.2.3.5) , предназначенной для считывания параметров наружного климата и оснащенной устройством для измерения скорости ветра, датчиком дождя и датчиком солнечной радиации. При помощи блока AEROTRONIC Wetter-station осуществляется интегрированная работа приточно-вытяжных устройств и системы затенения кровли при помощи дополнительных солнцезащитных устройств — маркиз (поз.7 рис. 6.2.3.3) .

Измеритель скорости ветра представляет из себя классический анемомометр, снабжённый крыльчаткой в виде креста Робинзона. В кресте Робинзона на концах крестовины укреплены четыре полых полушария, обращённых выпуклостью в одну сторону. Под действием ветра крестовина вращается т.к. на чашку, обращенную к направлению ветра вогнутой стороной давление больше, чем давление на чашку, обращённую выпуклой стороной. В отличие от стандартного анемометра, датчик ветра, устанавливаемый на крыше зимнего сада, снабжён тахометрической машиной, преобразующей энергию вращения в электрический сигнал.

Датчик дождя является ёмкостным. Электрическая ёмкость датчика образована системой из двух плоских гребёнок, защищённых сверху тонким слоем диэлектрика. При попадании воды на поверхность датчика происходит изменение межэлектродной диэлектрическая проницаемости, что приводит к изменению электрической ёмкости и регистрируется соответствующей электронной схемой. Датчик является обогреваемым для удаления влаги с поверхности с целью приведения его в рабочее состояния для последующих измерений.

При ураганном ветре или дожде метеостанция подаёт сигнал на управляющий блок AEROTRONIC , с которого в свою очередь уходит сигнал на закрытие всех открытых люков и окон, подключенных к распределительному блоку AEROTRONIC Fenstermodul (поз. 5 рис. 6.2.3.3) .

Датчик солнечной радиации считывает данные о наличии прямого облучения солнечными лучами какой-либо из стен зимнего сада в зависимости от их ориентации и положении Солнца на его траектории в данный момент времени (рис. 6.2.3.6) . Сигнал подаётся на управляющий блок AEROTRONIC , с которого уходит команда на закрытие маркиз (затенение) зимнего сада на стороне, подверженной воздействию прямого солнечного облучения. Управление открытием-закрытием маркиз осуществляется при помощи распределительного блока AEROTRONIC Beschattungsmodul (поз. 6 рис. 6.2.3.3) , к которому могут быть подключены три маркизы.

Дополнительные солнцезащитные приспособления могут быть выполнены как в наружном, так и во внутреннем вариантах. Солнцезащитные конструкции, как правило, выполняются из композитных тканевых материалов, основу которых составляют переплетенные нити из стекловолокна, с оболочкой на основе ПВХ или акрила. Как и у всех композитов, стекловолокно в данном случае обеспечивает разрывную прочность, необходимую для мобильных штор, подверженных частым переменным нагрузкам, а ПВХ — стойкость к УФ солнечному излучению, предохраняя тент от выгорания. Переплетение нитей выполняется таким образом, чтобы 10 … 20 % естественного дневного света проникало в помещение, создавая эффект мягкого затенения.

Рис. 6.2.3.6.

Расположение

Юг

Зимние сады, ориентированные на эту сторону, самые светлые и теплые. Даже если в них нет стационарного отопления , в солнечные весенние и осенние дни они аккумулируют достаточно тепла, чтобы можно было, завернувшись в плед, с удовольствием выпить чашку чая фактически под открытым небом.

Южное ориентирование замечательно тем, что позволяет наслаждаться солнечным теплом в холодное время года, но вот летом палящие лучи могут стать настоящей проблемой.

Поэтому в светопрозрачной конструкции, выходящей на юг, нужно непременно предусмотреть вентиляцию (лучше - принудительную). Если проветривание будет естественным, важно разместить минимум одно открывающееся окно в каждой из стеклянных стен и обязательно одно в крыше. Следует также позаботиться о надежной солнцезащите.

Запад

Западные светопрозрачные конструкции не такие жаркие, как южные, но все же аккумулируют достаточно много тепла, поэтому хорошие вентиляция и солнцезащита для них также актуальны.

Больше всего солнечных лучей они получают после полудня, потому летом эти прозрачные комнаты комфортны для утреннего отдыха, а в холодную пору - для вечернего.

Восток

Зимний сад, ориентированный на восток, получает утреннее солнце. Летом в нем будет приятно находиться ранним утром и вечером, весной и осенью - в обеденное время.

Север

Зимний сад, ориентированный на север, играет роль и зоны отдыха, и своеобразного буфера, утепляющего помещения, расположенные в самой холодной части дома.

Такая прозрачная комната комфортна летом в течение дня. Если дневная зона в доме выходит на юг, зимний сад можно использовать как прохладную летнюю гостиную.

Ориентированная на север конструкция не требует интенсивной вентиляции и затенения, зато зимой ее почти невозможно использовать, если только она не отапливается.

Желая устроить с северной стороны остекленную комнату для круглогодичного использования, помните, что на отопление придется тратить больше, чем в аналогичном саду с южной стороны. Кроме того, для стен нужно будет использовать одно- или даже двухкамерные стеклопакеты .

Микроклимат

Чтобы создать в зимнем саду оптимальный микроклимат и избежать образования конденсата, нужно обеспечить достаточную вентиляцию пространства.

Для этого применяют специальный профиль, имеющий отверстия, а также окна.

Площадь открывающихся вентиляционных форточек должна составлять как минимум 3 % от всей площади остекления.

Лучше всего проветривание будет происходить, если открывающиеся сворки расположены по диагонали друг к другу (то есть важно наличие открывающихся окон в крыше).

Следует помнить, что естественная вентиляция работает, когда наружная температура ниже внутренней минимум на 5 °С.

Если у вас ориентированный на юг зимний сад, лучше предусмотреть принудительное проветривание , обеспечиваемое электродвигателем и вентилятором. Система включается и выключается автоматически по сигналу от датчиков температуры и давления.

Отапливать или не отапливать

Зимний сад может быть как отапливаемым, так и неотапливаемым помещением дома. Если вы планируете активно использовать его только в теплое время года, можно обойтись переносным обогревателем для редких прохладных вечеров.

В случае когда помещение будет периодически использоваться в холодный период, разумно сделать автономное отопление с помощью системы «теплый пол». Если же в зимнем саду планируют устроить полноценную жилую комнату, осуществляют подключение к центральной системе дома.

Важно помнить, что для сохранения комфортной температуры в конструкции должны быть применены материалы с низким коэффициентом теплопередачи - стеклопакеты, а не одинарное стекло, сотовый поликарбонат толще 24 мм, а также теплоизолирующий каркас.

Для зимнего сада, в котором выращивают экзотические растения, предусматривают систему климат-контроля . Эффективная вентиляция важна также для светопрозрачной конструкции, используемой в качестве бассейна.

В плохо кондиционируемых зимних садах летом очень жарко, а зимой - слишком холодно. Используя соответствующие солнцезащитные системы, вентиляцию и отопление, Вы легко избавитесь от подобных проблем.

Набрасывая чертеж зимнего сада, необходимо определить курс будущих климатических условий в помещении. В принципе, высоту пристройки нужно планировать с учетом ее эстетического восприятия. Потому что: чем выше сооружение, тем дальше теплый воздух поднимается вверх, и тем прохладнее у пола. В этом случае не обойтись без эффективной системы вентиляции: зачастую, как правило, на вентиляционную поверхность приходится порядка 10% площади остекления. Это всего лишь теоретическое значение, потому что расчет параметров вентиляции зависит от многих факторов - от высоты потолков и размещения конструкции относительно сторон света, от затенения и использования. Кстати, в профессиональном планировании системы вентиляции двери могут не приниматься в расчет.

В особых случаях требуются системы механической вентиляции, когда движение воздуха осуществляется вентиляторами. Это касается, например, зимних садов с очень низкими потолками, которые в летний период сильно нагреваются. Вентиляторы обычно монтируются в области фронтона, в специальный вентиляционный выход в коньке крыши. Вентиляционные устройства работают от сети переменного тока или от 12-ти вольтовых солнечных батарей и имеют автоматическое управление. Радиаторы отопления зимнего сада без проблем можно подключить к системе центрального отопления дома. При этом, отопительный котел должен быть достаточно мощным, кроме того, рекомендуется установить дополнительный датчик температуры. Чтобы высчитать необходимую мощность нагрева, следует учесть корректные коэффициенты температурного расширения крыши и фасада. В этом заключается самый распространенный источник ошибок, потому что плоская стеклянная крыша имеет более высокий коэффициент теплопередачи (= более высокой теплопотери), чем боковые поверхности, даже если они выполнены из одного и того же материала.

Вентиляционные окна на крыше

Важно: свежий воздух

Хорошая система вентиляции имеет столь важное значение, что и хорошее отопление. Потому что: летом, когда по-настоящему жарко, без свежего воздуха в не обойтись.

Быстрый воздухообмен обеспечивают вытяжные клапаны, устроенные в крыше, и вентиляционные окна, установленные в боковых стенах. На микроклимат влияет и высота строения: чем выше потолки помещения, тем комфортнее в нем температура воздуха.

Как только температура воздуха снаружи становится на 5°С холоднее, возникает так называемый «каминный эффект»: самые теплые слои воздуха собираются под крышей и могут улетучиться непосредственно наружу. При этом через вентиляционные люки или отверстия заходит свежий, прохладный воздух.

Солнечный летний день: когда в жаркое время года солнце беспощадно припекает, хорошая система вентиляции обеспечивает комфортный микроклимат в зимнем саду. Двери в смежные помещения должны быть закрыты, чтобы там не было слишком жарко.

Солнечный весенний или осенний день: весной и осенью солнце достаточно интенсивное, чтобы сильно нагреть Ваш зимний сад. Теперь по мере необходимости Вы можете открыть вентиляционные окна или использовать бесплатное тепло, чтобы обогреть смежные комнаты.

Солнечный зимний день: солнечные зимние дни радуют владельцев зимних садов: стены и пол накапливают солнечную энергию, и зимний сад прогревается без дополнительного отопления. Кроме того, открыв двери, Вы сможете обогреть и смежные помещения, не потратив на это ни одной копеечки.

Пасмурный зимний день: при облачном небе и минусовых температурах в зимнем саду следует закрыть окна и включить отопление. Так как зимние сады в холодное время года отапливаются не так сильно, как жилые помещения, двери, соединяющие зимний сад с домом, следует держать закрытыми

Раздвижные двери для зимнего сада

Некоторые производители предлагают зимние с раздвижными системами, которые позволяют сэкономить пространство и сделать зимний сад стильным и красивым. Такие конструкции особенно уместны, если к зимнему саду примыкает терраса.

В зависимости от размера вентиляционных люков буквально в считанные минуты происходит полный обмен воздуха. Приток воздуха должен быть хорошо дозированным, поэтому зимой время от времени Вы должны открывать окна, чтобы заменить спертый воздух на свежий. Именно при сильном перепаде температур возникает неприятный сквозняк.

Раздвижные системы позволяют получить свободный доступ к зимнему саду как со стороны здания, так и снаружи. Для вечеринок в саду можно использовать всю площадь.

Для жарких летних дней: правильное затенение

Важное значение имеет защита от солнца, потому что при частом проветривании температура воздуха в залитом солнцем зимнем саду летом может достигать до +40°С. Лиственные деревья, растущие возле зимнего сада, летом создают прекрасную тень, однако они не смогут заменить технического решения. Несмотря на то, что кустарники перед вентиляционными окнами и сохраняют воздух прохладным, все же это лишь небольшой вклад в кондиционирование воздуха.

Затенение системой штор-плиссе

Внутреннее и внешнее затенение для зимнего сада

Внутренняя солнцезащитная система в большинстве случаев выглядит довольно эстетично. Обычно внутренние системы солнцезащиты представлены такими видами, как изящные жалюзи, роллеты или рулонные шторы. Однако между стеклянной поверхностью и солнцезащитной системой образуется теплая воздушная подушка, поэтому такую форму рекомендуется применять при хорошей вентиляции. Внутреннее затенение можно использовать при любой погоде, в этом случае снаружи внутрь проникает до 60% солнечной энергии. Существуют конструктивные решения для крыши любой формы, включая поверхность кровли.

При внешнем затенении отражается до 80% солнечного света. Внешняя система солнцезащиты должна быть очень выносливой, так как она подвержена воздействию атмосферных условий. Большой популярностью пользуется такой вид внешней солнцезащитной системы, как маркизы, предназначенные для защиты от прямых солнечных лучей стеклянных крыш. Плотная ткань задерживает солнечное тепло и притеняет боковые стены зимнего сада. Лучше всего установить автоматическое управление, чтобы солнцезащитная система автоматически раскладывалась и при плохой погоде убиралась. Кроме специальных маркиз на сегодняшний день применяют рулонные жалюзи и рафшторы.

Совет: любые жалюзи - будь то внутренние или внешние - по сравнению с другими системами затенения имеют одно большое преимущество: механизм управления положением алюминиевых ламелей позволяет максимально использовать энергию солнца в зависимости от его положения и отражать прямые «горячие» лучи. В то же время через щели проникает рассеянный, достаточно «прохладный» свет.

Схематическое изображение внешнего затенения (слева) и внутреннего затенения (справа).

Электронный климат-контроль в зимнем саду

Летний период отпусков для растений является настоящим испытанием: температура воздуха в зимнем саду может достигать до +70°С, при этом чувствительные растения получают ожоги уже при +40°С. Поможет решить эту проблему климат-контроль, который активный даже в тот момент, когда дома нет никого. Небольшая метеостанция и подсоединенные к зимнему саду датчики отправляют на компьютер сигналы о погоде в режиме реального времени. На основании этих данных компьютер регулирует кондиционирование воздуха в зимнем саду. Если температура воздуха слишком высока, небольшие моторы открывают окна. Солнцезащитная система тоже управляется при помощи компьютера.

Совет: убедитесь в том, что клапаны приточного воздуха не станут отверстиями для проникновения внутрь воров. Намного надежней застекленных форточек являются плоские раздвижные вентиляционные решетки в области пола.

Электронный климат-контроль работает даже тогда, когда никого нет дома.

Приятное тепло в холодную зиму

Наиболее популярным вариантом отопления зимних садов являются конвекторы отопления, расположенные вдоль сплошного оконного фронта. Плоские радиаторы не мешают использовать зимний сад, их можно встроить в пол и накрыть решеткой. Обычно такие радиаторы устанавливают вдоль стеклянных стен, чтобы тепловое излучение согревало огибающую поверхность. Вместе с тем, при таком размещении конвекторных радиаторов на стеклах не будет появляться конденсат.

Создать оптимальную систему обогрева в зимнем саду можно при помощи комбинирования нескольких их видов, например, дополнительно использовать систему теплого пола. Для системы водяного теплого пола требуется теплоноситель с температурой максимум +45°С.

Для того чтобы в зимний период избежать потерь тепла, необходима хорошая изоляция . Помимо обычной изоляции пола нужно утеплить и дымоход обогревателя, используя для этого плотные изоляционные материалы.

Перевод: Леся В.
специально для интернет-портала
садового центра «Ваш сад»

Зимний сад представляет собой сложное инженерное сооружение, образованное легкими прозрачными конструкциями, пристроенное к зданию, размещенное на верхнем этаже или отдельно стоящее. Достаточно часто зимние сады используются в качестве теплицы для выращивания растений в специальном климате, а также могут служить помещением для бассейна, тренажерного зала, отдыха и др.

Планировать строительство зимнего сада желательно на этапе проектирования дома. Это позволяет разработать единый архитектурный проект и решить в комплексе проблемы жизнеобеспечения, а именно:

· выбрать тип остекления: глухое или с форточками и проемами;

· продумать систему креплений и лестниц для обслуживания постройки;

· оценить необходимость и определиться с принципом водоотвода;

· продумать системы водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования;

· разобраться с затенением: тонированные стекла или жалюзи.

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:

– планирование композиции;

– выбор системы жизнеобеспечения (отопление, вентиляция, освещение, орошение);

– выбор грунтовых смесей;

– продумывание ухода за растениями.

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 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 – 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. 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. 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.

МИКРОКЛИМАТ ЗИМНЕГО САДА И ОБОРУДОВАНИЕ

ВЕНТИЛЯЦИЯ

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 не работа 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.

Еще более простые системы – это системы форточек. При нагревании теплый воздух начинает подниматься вверх. Поэтому форточки, расположенные у конька, более эффективны. Не следует увлекаться большим количеством форточек. Это повышает затраты на создание теплицы и увеличивает нагрузку на каркас. Для полноценной вентиляции общая площадь приконьковых форточек должна составлять 1/6 площади пола. Воздухообмен и последующее охлаждение происходят быстрее, если имеются боковые форточки. Их располагают чуть выше поверхности почвы или на уровне стеллажей и по возможности с обеих сторон. Все форточки должны быть отрегулированы и легко открываться и закрываться, особенно это важно для приконьковых форточек.

Максимальная вентиляция происходит, если при полном открывании форточки продолжают линию противоположной стороны крыши, т. е. располагаются параллельно коньку. Однако на практике оптимальная установка форточек затруднена, и они, как правило, открыты под более острым углом. Полностью открытые форточки эффективно улавливают поток холодного воздуха и направляют его вниз к полу. Когда поток нагревается, он поднимается вверх и выходит наружу через форточки, расположенные с подветренной стороны. Таким образом, в солнечные дни в теплице происходит быстрый воздухообмен. Но следует опасаться сквозняков, особенно при выращивании тропических растений.

СПОСОБЫ ОТКРЫВАНИЯ ФОРТОЧЕК

Способы открывания форточек вручную хотя и надежны, но, к сожалению, полностью зависят от человека. Его забывчивость может погубить ценные растения. Поэтому были разработаны автоматические устройства для открывания и закрывания форточек. Контроль осуществляет переключатель, соединенный с термодатчиком.

Для небольших помещений можно самим сделать устройство для автоматического открытия и закрытия форточек. Можно изготовить гидроцилиндр, который работает на обыкновенном машинном масле, даже загрязненном. Работает точно и эффективно.

В более сложных устройствах контроль за работой осуществляется с учетом ряда погодных факторов. Датчики ветра приводят в движение моторы, закрывающие форточки во избежание сквозняков. При ненастной погоде форточки закрывают датчики дождя. Температурные датчики реагируют на повышение облачности и последующее снижение температуры. Существуют также системы контроля, основанные на изменении интенсивности солнечного освещения.

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.

ОСТЕКЛЕНИЕ

В качестве светопрозрачного материала для фасадов и кровли зимнего сада чаще всего применяют стеклопакеты. От количества камер зависит климат в помещении: за однокамерными стенами холоднее, за двухкамерными – теплее. Но обычный стеклопакет, независимо от количества камер, не способен в должной мере сохранить дополнительный источник тепла зимой – солнечную энергию. Летом он также не сможет воспрепятствовать свободному проникновению тепловых лучей внутрь сада. Причина этому – физические свойства стекла.

Часть поступающей солнечной энергии стекло пропускает, часть отражает и поглощает. Обычное стекло поглощает длинноволновое инфракрасное излучение и коротковолновые ультрафиолетовые лучи, при этом почти без изменения пропуская видимый свет и коротковолновое тепловое излучение. лучи, попадая внутрь, нагревают стены, пол, предметы интерьера, которые в свою очередь сами начинают «отапливать» помещение. Но если в стеклопакете установлены обычные стекла, то он, легко пропуская полезное излучение, так же легко выпускает его наружу.

Для улучшения теплоизоляции зимнего сада используют энергосберегающие стекла. На одну из поверхностей такого стекла наносится низкоэмиссионное покрытие из мельчайших частиц металлов, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Зимой такое покрытие отражает «теплые» лучи обратно в помещение, почти не влияя при этом на оптические свойства стекла. Существуют два основных типа стекол с напылением: К-стекло и Е-стекло (иногда называемое И-стеклом). Последнее лучше сберегает тепло, однако его покрытие «мягкое», поэтому такое стекло более трудоемкое в производстве.

В составе стеклопакета покрытие, как правило, находится на той стороне стекла, которая обращена внутрь. Иногда владельцы домов, желая улучшить климат в остекленной пристройке, устраивают стены из двухкамерных стеклопакетов, где сразу два стекла имеют низкоэмиссионное покрытие. Это дорогостоящее решение повышает теплотехническую эффективность стен, хотя основная часть излучения отражается уже первым стеклом. В летнее время остекленная поверхность, напротив, явяется основным источником избыточной солнечной радиации. Но К– и Е-стекла и летом эффективны: они отражают лучи, поэтому вместе с прочими солнцезащитными мероприятиями улучшают самочувствие «обитателей» зимнего сада.

Фасады зимнего сада могут выполняться из солнцезащитных стекол (чаще всего в составе стеклопакета). Это тонированные в массе или покрытые пленками (нередко зеркальными) стекла, которые поглощают, однако почти не отражают солнечную энергию и ультрафиолет. Заменить стекла с низкоэмиссионным напылением они не смогут, зато защитят от посторонних глаз. Основные цвета таких стекол – бронзовый, серый, зеленый, голубой, коричневый. Следует помнить, что из-за высокого уровня поглощения тепловой энергии и, как следствие, сильного нагрева такие стекла в незакаленном виде применять нельзя. Иногда вместо напыления используют специальную пленку, которая натягивается между стеклопакетами, образуя дополнительную камеру.

Для максимального использования солнечного света проемы окон размещают так, чтобы их длинная ось была ориентирована по возможности с запада на восток. В этом положении сведены к минимуму тени, а солнечные лучи проникают в зимний сад под самым оптимальным углом.

Очень важно иметь удобный проход в сад из дома. Лучше всего расположить теплицу рядом с домом, особенно это касается оранжерей или зимних садов. Такое размещение позволит создать единую систему обогрева дома и зимнего сада, избежать затрат на установку дополнительного оборудования и снизить последующие расходы на уход за теплицей.

При расположении зимнего сада вдоль южной, юго-восточной или юго-западной сторон, он будет нормально освещен и защищен зимой.

При установке автоматической или полуавтоматической системы полива более чем необходимо оборудовать оранжерею или зимний сад системой центрального водоснабжения.

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ

Системы автоматического контроля за микроклиматом зимнего сада – удобное, но дорогое удовольствие. Тем не менее, такая система освобождает владельца от постоянного беспокойства о растениях, избавляет от массы работ, и позволяет приобрести уверенность, что забывчивость или невнимательность погубит нежные растения. Вы можете уехать в отпуск или командировку и не беспокоиться о судьбе своих питомцев.

Универсальный контроллер управляет абсолютно всем – от полива до аварийного освещения. С его помощью можно изменять температуру, включая и выключая нагреватели, поддерживать нужную влажность (используя увлажнитель и кондиционер) и освещенность (используя светильники и управляемые шторы). Контроллер «знает» нормы и сроки полива каждого растения, «различает», контролирует температуру воды для полива, «следит» за наличием людей – если датчики движения, которые используются и для автоматического включения подсветки, дают сигнал о присутствии хозяина – полив, во избежание неприятностей, лучше немного отсрочить.

Автоматика может управлять и фонтанами в саду – динамично изменяющаяся картина струй положительно действует на психику человека.

МИКРОКЛИМАТ

Обитателям зимнего сада (и растениям, и людям) для хорошего самочувствия необходимы определенные температура и влажность, достаточная освещенность и приток свежего воздуха. Поддерживание нормальной температуры (в среднем +20–22 °С для человека) – наиболее важная и сложная задача, поскольку зимний сад – это конструкция из стекла или иных светопропускающих материалов, а значит, в наших погодных условиях зимой вам неизбежно придется бороться с переохлаждением, летом – с перегревом воздуха внутри сооружения.

Если говорить о разнице между выращиванием растений в открытом грунте и закрытом, – будь то частный зимний сад, оранжерея или промышленная теплица, – то преимущества последнего заключаются в возможности создавать искусственную климатическую среду, которая и называется микроклиматом.

Поддержание того или иного температурного режима, который отвечает требованиям выращиваемых растений, напрямую связанной с ним влажности, интенсивности освещенности, и достаточного воздухообмена, – вот главное, что требуется в регулировании микроклимата. Ведь зимний сад – это сложная экосистема, а не просто декоративное оформление интерьера. И каждому виду растений соответствует определенная оптимальная температура и влажность.

ОСВЕЩЕНИЕ

Очень важно освещение зимнего сада. Во-первых, освещение, обеспечивающее комфортные условия для обитателей и гостей в вечернее и ночное время. Это стандартный набор люстр, светильников, бра, торшеров. Особое внимание должно быть уделено декоративному освещению. Направленные или точечные светильники подчеркнут красоту растений и оригинальность дизайна.

С этим проблем также не будет, выбор их в продаже огромный. Источники света не фиксируются и могут перемещаться. Во-вторых, что более важно, это подсветка растений с физиологической точки зрения, если нет стеклянной крыши и растения расположены вдали от окон. В этом случае помогут светильники со специальными лампами, рассчитанные на подсветку растений. Досвечивать растения желательно не более 12 часов в сутки в дневное время, не нарушая естественный цикл их роста. Это, конечно же, не все тонкости в уходе за зимним садом, но при желании освоить эти премудрости вполне можно.

Зимний сад используется как помещение с естественным освещением для размещения комнатных или экзотических незимостойких растений. Вентиляция зимнего сада решает задачи:

• поступление свежего воздуха;
• отток отработанного воздуха;
• контроль температуры и влажности.

Эти условия необходимы для создания благоприятного для жизни растений микроклимата.

Правильная вентиляция зимнего сада

Нормы вентиляции зимнего сада принимаются следующие:

• температура 10–20°С (в зависимости от вида растений);
• влажность 50–70%;
• сохранение температуры грунта 20°С (для большинства комнатных растений).

Следует избегать духоты в теплое время года и перееохлаждения растений в холодное время. В свою очередь, излишняя влажность может погубить растения, привести к образованию на стенах помещения конденсата, способного существенно сократить срок службы сооружения.

Виды вентиляции зимнего сада

Вентиляция зимнего сада бывает естественной или принудительной.
Естественная вентиляция осуществляется за счет естественного воздухообмена, который обеспечивается открытием/закрытием форточек или иных отверстий. Главным минусом является то, что открывать/закрывать форточки придется вручную. Растения не будут защищены от излишне теплого или холодного воздуха — не будут соблюдены нормы вентиляции зимнего сада.
Принудительная система вентиляции основана на установке вытяжных приспособлений в кровле и приточных приспособлений в нижней части помещения. Воздухообмен и контроль климата осуществляют электровентиляторы. Значимый минус в том, что это требует существенных постоянных расходов на электроэнергию.
Стоит отметить, что установка кондиционера не решит задачу качественной вентиляции зимнего сада, так как только нагрева или охлаждения воздуха недостаточно: необходимо, чтобы воздух был пригоден для жизнедеятельности растений.

Системы вентиляции на основе солнечной энергии

Существует способ организовать правильную вентиляцию без затрат на эксплуатацию системы. Для этого используется оборудование, работающее от источников общедоступной неисчерпаемой энергии (солнечной). Придумывать, как аккумулировать солнечную энергию, не надо — подобные приборы уже разработаны и продаются в России. Установка и монтаж осуществляются без затруднений. Подобные коллекторы распространены в мире (преимущественно, в Европе, США, Канаде).
Энергия солнечных лучей аккумулируется и преобразуется в любое время года, и качественная вентиляция зимнего сада с помощью оборудования, работающего на альтернативном источнике энергии, осуществляется автономно зимой, весной, летом и осенью.