Зимові сади

При цьому, на відміну від навісних фасадів, для зимового саду, що представляє собою суцільну світлопрозору тонкостінну оболонку, характерна відсутність потужних несучих елементів будівлі (стін, перекриттів, колон), на які може бути перерозподілена вітрове навантаження. Найбільш складний випадок являє варіант окремо стоїть, або прибудованого до будівлі зимового саду. У цьому випадку, крім навантажень від вітру, снігу і власної ваги скління слід брати до уваги і зусилля, що впливають з боку грунту. У будь-якому випадку, вибір тієї чи іншої системи профілів, що застосовується для заскління великих поверхонь, повинен виходити з необхідності забезпечення просторової роботи всієї споруди в цілому. Слід зазначити, що позиція виробників ПВХ-профілів по відношенню до зимових садів носить складний і неоднозначний характер. Багато великих виробників (зокрема концерн VEKA) вважають, що застосування ПВХ в конструкції світлопрозорої покрівлі є невиправданим, і поступаються цю сферу виробникам алюмінієвих систем.

Концерни Rehau і Thyssen мають спеціально розроблені системи зимових садів (ПВХ + алюміній) до опрацьованих конструктивними елементами покрівлі (рис. 10.7). З точки зору потреб ринку, друга позиція безсумнівно заслуговує більшого розуміння. З точки зору будівельного проектування, нам варто більш уважно придивитися до першої. З усіх зовнішніх огороджувальних конструкцій будівлі конструкція покрівлі є найбільш схильною до впливу надмірної сонячної радіації влітку та обмерзання взимку. При малих ухилах на покрівлі скупчується сніг, водовідведення з неї стає утрудненим. Як вже зазначалося у попередніх розділах, світлопрозорі конструкції мають набагато більш низьким термічним опором у порівнянні з глухими ділянками зовнішніх стін і покриттів.

Тому тепловтрати через світлопрозору покрівлю будуть відчутними за величиною. Як вже зазначалося в розділі 4, через засклені поверхні, розташовані під кутом до горизонту, втрачається набагато більше тепла, ніж через вертикальне скління. Скупчення снігу на даху зимового саду призведе до утворення льоду в його нижньому шарі за рахунок танення, викликаного тепловтратами. У зв'язку з цим можна говорити про те, що в суворому російському кліматі значного обмерзання покрівлі зимового саду можна уникнути лише за умови здування з неї снігу, тобто при значних ухилах і максимально гладкої поверхні заповнення, має малу адгезійну здатність (склопакети з флоат-склом). Для зниження ризику руйнування скляної крівлі, викликаного скупченням снігу, її термічний опір може бути штучно занижена від необхідних норм теплотехніки. Таким чином, штучно створюється можливість для більш інтенсивного танення снігу за рахунок високих тепловтрат через дах (особливо під час рясного снігопаду), і стікання води, що утворюється в водовідвідні жолоби.

Наочним прикладом такого рішення можуть служити тепличні господарства радянського періоду, в яких даху теплиць мають одне скло, а сніг на них повністю тане. При цьому стіни таких парників були запроектовані два скла. Сучасним аналогом такого рішення може служити зимовий сад з двокамерним склопакетом у стінах і однокамерним - у даху. В даний час в Україні застосовуються світлопрозорі покрівлі зі скла або полікарбонату. При заповненні осередків між несучими елементами профільної системи стек-лопакетамі, різниця коефіцієнтів температурного розширення ПВХ і скла (див. розділ 2), за рахунок накопичення залишкових деформацій в профілі, що знаходиться під навантаженням, неминуче призведе до розущільнення стиків між елементами скління та профільної системи і появи протечек. Час настання подібної ситуації буде визначатися такими факторами як: ухил покрівлі; якість монтажу (суворе дотримання проектних розмірів і геометрії, а також монтажних допусків у стиках між елементами); якість використовуваних монтажних матеріалів (ушютнітельних стрічок, гер-метіковіт.п.); Хімічний складу ПВХ, використовуваного в профільній системі; просторова робота споруди, схема закріплення вузлових точок (жорстка або шарнірна) елементів і їх вільна довжина. Полікарбонати - тверді, безбарвні речовини - синтетичні полімери, продукти взаємодії двоатомних фенолів і похідних вугільної кислоти. Найбільш поширеною нен полікарбонат, що отримується з дифенілолпропану і фосгену - [С6Н4С (СН3) 2С6Н4ОСО ~] п. Полікарбонати міцні, оптично прозорі, морозостійкі, є хорошими діелектричному триками. У світлопрозорих конструкціях використовуються полікарбонати, як суцільні, так і мають пористу структуру.

При використанні в якості заповнення панелей з полікарбонату, в конструкції покрівлі виявляються два матеріали, близьких один до одного за коефіцієнтом температурного розширення (80 х 10 ~ 61/сС у ПВХ і 60х 1061 / ° С у полікарбонату). При цьому очевидно, що необхідно прагнути до максимально малим осередкам між профілями, що в конструкції покрівлі вдається реалізувати вкрай рідко. Як правило, при ухилі покрівлі понад 30 ° застосовуються листи полікарбонату, довжиною більше 4 м. Лист, що укладається по скату покрівлі, повинен мати можливість вільного переміщення при нагріванні-охолодженні у всіх чотирьох напрямках. При цьому можна помітити очевидне протиріччя, закладене безпосередньо в конструкції профільної системи. Ущільнювачі в будь-якій системі (див. розділ 2) призначені для того, щоб забезпечити максимально щільну фіксацію склопакета в профілі для запобігання проникнення атмосферної волога у вікно. Лист полікарбонату, затиснутий між двома контурами ущільнення, що не може мати вільні рухи, за рахунок виникає тертя. У результаті при різких добових коливаннях температур у спекотні літні дні, полікарбонат, покладений на даху зимового саду, отримує періодичні вигини з площини, і, при накопиченні залишкових напружень, жолобиться. У зимовий час температура на внутрішній поверхні покрівлі з полікарбонату, що має пористу структуру (термічне опір порядку RMW-0.5 м2 ° С / Вт) буде близька до температури повітря всередині приміщення (+16--Н8вС), при цьому температура на зовнішній поверхні буде складати - 24 ° С - (-26) ° С. Знаючи коефіцієнт температурного розширення полікарбонату, можна розрахувати прогин покрівлі, що виникає під впливом зимового перепаду температур. На рис. 10.8 показана схема, що ілюструє приклад розрахунку прогину панелей з полікарбонату (в одній площині) при наступних вихідних даних: ширина листа - 1225 мм, товщина - 16 мм; температурний перепад між внутрішньою та зовнішньою поверхнею - 40 "З (зовнішня температура - (-24 еС), внутрішня - (+16 ° С), коефіцієнт температурного розширення (КТР) - 6.5 х 10 ~ 5 [1 / ° С].

Згідно з нормами DIN, прогин панелей світлопрозорої покрівлі не повинен перевищувати 8 мм. З рис. 10.8 видно, що розрахунковий прогин, що склав в даному прикладі 31.5 мм, перевищує допустимий майже в чотири рази. Додатково зазначимо, що ця величина отримана без урахування навантаження від снігу. Наведені вище міркування говорять про те, що застосування полімерних матеріалів в конструкції світлопрозорої покрівлі перш за все пов'язане з проблемами довговічності. Можна говорити про те, що може бути поставлена ??під сумнів сама можливість використання полікарбонату як конструктивного матеріалу для споруд, довговічність яких повинна бути максимально наближена до терміну служби основного будівлі (багатоквартирного житлового будинку, котеджу, офісу тощо). Викривлення і прогини, викликані температурними деформаціями і снігового навантаженням, можуть набрати критичні значення вже в перший рік експлуатації покрівлі, що, відповідно, призведе до розущільнення стиків з профільною системою, нерівномірного відведення води і протічкам. Слід зазначити, що існують спеціальні системи на основі алюмінієвих профілів і ущільнень, що дозволяють вільні температурні зрушення полікарбонату, призначені для влаштування навісів над бензоколонками, торговими рядами і т.п. При цьому, як правило, передбачається арочна форма покриття, в якій гнучкий лист полікарбонату буде працювати найбільш ефективно. Таким чином, найбільша кількість проблем, що виникають при проектуванні зимових садів, пов'язано з пристроєм світлопрозорої покрівлі, як з точки зору профільної системи, так і заповнення. Крім того, на сьогоднішній день залишаються практично невирішеними питання температурно-вологісного режиму та вентиляції. Не можуть бути перенесені з технічної документації німецьких виробників значення снігових навантажень через істотну різницю кліматичних умов України та Німеччини. Тому, незважаючи на реально високий попит, що існує на зимові сади, і вже точно набраний досвід (в основному негативний) з їх встановлення, важко говорити про остаточну, повністю сформованою методикою проектування, що дозволяє безпомилково реалізувати весь шлях від прийому замовлення до монтажу. Можна виділити лише деякі мінімально необхідні основні етапи.

При розробці загального архітектурно-конструктивного рішення зимового саду (рис. 10.10) приймається на підставі розрахунків на дію статичних навантажень (вітер, власна вага скління, сніг), необхідно опрацювати такі основні елементи: план розстановки стійок, утворених несучими профілями віконної системи; схему фасадів з розстановкою елементів їх горизонтального членування (поперечки, внутрішні та зовнішні накладки в склопакетах та ін), а також із зазначенням типу відкривання вікон і розташування непрозорих ділянок (сендвіч-панелі і ін); • Відповідно до рекомендацій концерну Rehau зимовий сад повинен мати 40% відкриваються вікон для забезпечення нормального режиму вентиляції. план покрівлі з розкладкою кроквяних профілів, а також із зазначенням відкриваються мансардних вікон; характерні розрізи; специфікацію вживаних склопакетів із зазначенням типу скла, товщин розпірних рамок, типу застосовуваних мастик і технології їх нанесення, теплотехнічних, світлотехнічних і звукоізоляційних характеристик;

Як зазначалося у розділі 3, у склопакетах, що застосовуються в похилій покрівлі, неприпустимо використання технології хот-мелт, оскільки можливо сповзання верхніх стекол пакета. Необхідно також враховувати характеристики герметиків, що застосовуються для герметизації сполучень профільної системи та заповнення з точки зору стійкості до впливу температур і УФ сонячного випромінювання (табл. 10.2).