X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В настоящее время в связи с ухудшением состояния окружающей среды в больших городах появляется актуальность проектирования и строительства оранжерей и зимних садов при жилых и общественных зданиях, т.к. их строительство может повысить уровень экологического состояния городской среды.

В качестве первого прообраза зимних садов принято рассматривать оранжереи, строившиеся в поместьях европейской аристократии в XVIII-XIX вв. В то время оранжереи строились из кирпича и камня с опиранием непрозрачных кровель на колонны.

Разведение экзотических растений требовало специальных отопительных систем, получивших распространение в Европе уже в конце XVII века. Одна из таких систем представляла собой спиральные дымоходы, встроенные в кирпичные стены. Более простой способ отопления оранжереи или зимнего сада предполагал наличие в помещении больших напольных ям, в которые укладывался горячий уголь.

Система водяного отопления теплиц и оранжерей была впервые разработана и реализована в начале XIX века в Голландии. А в 1802 году в Англии впервые было использовано воздушное отопление оранжереи — древесная кора. Уложенная в длинные желоба, она при гниении обогревала и увлажняла воздух в парниках, предназначенных для выращивания орхидей и других тропических растений.

В дальнейшем инженерные системы, применяемые в оранжереях, совершенствовались и приспосабливались для разведения теплолюбивых растений в домашних условиях.

Стеклянные крыши для улавливания солнечных лучей появились в Англии только в 1717 году и со временем превратились в такие сооружения, как «хрустальный» дворец Джозефа Пакстона, возведенный в 1801 году.

Первый зимний сад (оранжерея), доступный для посетителей, был открыт в 1820 г. в Лейпциге. В нем имелся ботанический сад, кофейня на 600 мест и около 25 тыс. различных растений, собранных из различных уголков земного шара.

Стоит отметить, что зимние сады и оранжереи в России получили распространение с начала XIX века. Наиболее известным сооружением такого рода, сохранившимся до наших дней, является оранжерея усадьбы Кусково (г. Москва), принадлежавшей богатейшему русскому дворянину – Петру Борисовичу Шереметьеву.

В XIX веке начинает развиваться производство металлических конструкций, складывается экономически благоприятные условия для индустриальной возможности получения листового стекла в достаточном количестве. Эти факторы привели к появлению нового направления в архитектуре, где основными элементами стали металлоконструкции и стекло, как основной материал ограждающих конструкций, что явилось большим шагом в развитии зимних садов.

Обустраивая зимний сад, необходимо позаботиться о создании микроклимата, в котором будут хорошо себя чувствовать и растения, и отдыхающие в саду люди.

Одной из важнейших проблем, возникающих в процессе проектирования зимнего сада, является обеспечение притока свежего воздуха и удаления конденсата на окнах. Поэтому очень важно продумать систему вентиляции.

Естественная вентиляция основывается на физических свойствах воздуха: чтобы происходил естественный воздухообмен, необходима разница температур между тёплым воздухом в помещении и холодным снаружи, эта разница должна оставлять не менее пяти градусов.

Более совершенной является система принудительной вентиляции. Простейшие системы состоят из приточного и вытяжного отверстий, оборудованных вентиляторами.

Следующим вопросом, которому следует уделить пристальное внимание, является освещение зимнего сада. Зимний сад — полностью светопрозрачная конструкция, то есть, растения обеспечены постоянным притоком солнечной энергии, но летним днём растения могут получить переизбыток света, а в пасмурную погоду солнечной энергии будет недостаточно. К тому же, разным растениям требуется различный уровень освещённости. Чтобы решить эти проблемы, необходимо оборудовать зимний сад солнцезащитой и искусственным освещением.

Для освещения растений не годятся обычные лампы накаливания, т.к. у них низкая светоотдача и в их спектре отсутствуют синие лучи, необходимые для фотосинтеза. Для хорошего освещения зимнего сада подходят люминисцентные лампы, металлогалоидные лампы, натриевые лампы высокого давления, а также специальные светодиодные или люминисцентные фитолампы.

При возведении зимнего сада не стоит забывать и о безопасности. Учитывая, что в России много снегопадов, крыша сада будет испытывать значительные снеговые нагрузки. Так же скопление снега на крыше зимнего сада приведет к образованию льда в его нижнем слое за счет подтаивания, вызванного теплопотерями. Этого можно избежать лишь при условии сдувания с нее снега, т.е. при значительных уклонах и максимально гладкой поверхности заполнения, имеющей малую адгезионную способность (стеклопакеты с флоат-стеклом) или использовать стеклопакеты с электрическим подогревом.

В зависимости от назначения зимний сад делается отапливаемым или неотапливаемым. Поддержание нормальной температуры (в среднем от +20 до +22°С для человека) – наиболее важная и сложная задача, т.к. зимний сад – это конструкция из стекла или иных светопропускающих материалов, а значит велика вероятность больших теплопотерь зимой и перегрева воздуха летом. Зимний сад можно отапливать разными способами:

автономными электрическими отопительными приборами;

радиаторами, подключенными к центральному отоплению;

с помощью воздуха, нагретого кондиционером;

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

инфракрасное излучение, нагревающее воздух.

Чтобы компенсировать недостатки различных видов отопления можно создать комбинированную систему.

Таким образом, мы видим, что инженерные системы на протяжении долгих лет совершенствовались. И теперь можно сказать, что для создания здорового и комфортного микроклимата в помещении зимнего сада требуется комплексный подход. Системы отопления, вентиляции, полива, затенения и освещения должны рассматриваться как единое целое, все составные части которого работают согласованно, дополняя друг друга.

Литература:

ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»

СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»

Статья «Зимние сады. Оборудование. Инженерные системы»https://www.forumhouse.ru/articles/house/4750

Код для цитирования: Скопировать