К сожалению, не все жилые дома обладают тем комфортом, который порой необходим новоселу. Это в первую очередь касается красивых стеклянных веранд или, как их называют на западе, солнечных оазисов, цель которых – «собрать» максимум солнечных лучей в помещении, а через стеклянные стены наблюдать за окружающей природой.

Мечта человека о райском саде Эдем на земле, одна из немногих, не была утрачена, а стала воплощенной в жизнь реальностью – в виде остекленного оазиса, соединенного с природой и обогреваемого лучами благодатного солнца. Первым вариантом воплощения этой идеи стали оранжереи, которые, войдя в моду, стали привилегией образа жизни аристократии. Первые их постройки относятся еще к ХVI – ХVII векам, но уже в конце XIX века стеклянные сады стали приобретать современный вид. В начале ХХ века Вальтер Гропиус построил виллу Армина в Помперне. К дому в традиционном стиле автор пристроил современный по форме зимний сад, сооруженный из стекла.

Известный американский архитектор Франк Ллойд Райт разработал концепцию открытых перетекающих пространств, где объемы здания и природа взаимно проникают друг в друга, а стеклянные поверхности не разделяют, а сближают природный ландшафт и интерьер жилища.

Сегодня во многих странах Европы, Америке и Канаде солнечные оазисы-ловушки широко используются при проектировании зданий, имеющих самое разное функциональное назначение. Это касается как жилых, общественных, так и индивидуальных и промышленных сооружений. Резко возрос потребительский спрос на подобные сооружения и в нашем отечестве.

«Сантреп», или солнечная ловушка постепенно завоевывает «права гражданства» у многих хозяев новомодных коттеджей и таунхаузов.

Солнечный оазис по своему назначению многофункционален и разнолик.

Как показывает богатый зарубежный опыт, сантреп – сложное сооружение, и для того, чтобы он приносил тепло и радость на протяжении многих лет, строить его можно только при наличии грамотного проекта. При этом необходима качественная разработка проекта, который поможет раскрыть все достоинства сооружения, найти оптимальное конструктивное решение, позволяющее избежать технических ошибок и значительных затрат при выполнении.

Прежде чем начать проектировать, а потом строить, необходимо определиться, для каких целей будет использоваться это помещение и на какую сторону горизонта его ориентировать.

Учитывая главное функциональное назначение солнечного оазиса – максимальный «сбор» солнечных лучей, вопрос ориентации по сторонам света для этого помещения имеет первостепенное значение.

Так, южное направление дает наибольший выигрыш в плане экономии энергии – в этом случае максимально проявляется эффект теплицы. Однако при использовании такого зимнего сада в качестве жилой комнаты придется устанавливать довольно дорогостоящие вентиляционные и затеняющие устройства, так как иначе в солнечные летние дни она будет превращаться в подобие сауны.

При ориентации остекленного помещения на север оно может выполнять роль климатического буфера – ветер и холод не достигнут стен непосредственно жилой части и выигрыш в экономии энергии окажется почти таким же, как и при его южном расположении. Равномерный рассеянный свет в зимнем саду, выходящем на север, дает идеальные предпосылки для устройства здесь кабинета или оранжереи.

Восток – для встреч за утренним столом, так как здесь с рассвета сияет солнце. Как правило, зимний сад с восточной ориентацией днем не испытывает серьезного перегрева, однако принудительная вентиляция и затенение для него все же необходимы, а помещение, обращенное на запад, может быть прекрасным местом для отдыха во время длинных зимних вечеров. Днем оно аккумулирует солнечное тепло, а вечером отдает его обратно.

Не менее важный фактор для дома – расширение жилого пространства. Чаще всего помещение под стеклом служит продолжением гостиной или столовой. В этом случае должна быть обеспечена его удобная функциональная связь с соответствующими комнатами дома, не исключено, что в этом помещении может располагаться комната отдыха, сад, гостиная или студия художника.

Это помещение может выполнять энергетическую функцию, т. е. улавливать солнечное тепло, аккумулировать и направлять его в глубь жилого дома.

Общий вид веранды зимнего сада, примыкающего к жилому дому

Подобный вариант решения не требует практически никакого инженерного оборудования (в некоторых случаях можно ограничиться «действиями» небольших вентиляторов). Дополнительные затраты могут быть связаны только с увеличением площадей остекления. Наиболее эффективный прием использования солнечной энергии для отопления зданий – использование светопрозрачной теплоизоляции, без которой не обходятся ни пристроенные теплицы, ни зимние сады. Внешний облик солнечной ловушки формирует обширные остекленные плоскости в обрамлении несущих конструкций из различных видов профиля. Открытость, зрительное соединение внутреннего и внешнего пространства создают стеклянный объем, который всегда наполнен солнечным светом, теплом и яркой зеленью в любое время года, что является главным преимуществом такого сооружения.

Часто на практике используют неотапливаемые остекленные помещения, в котором находится, например, зимний сад, для снижения затрат на обогрев дома. Дом отдает меньше тепла в том случае, если нет такого перепада температур между ним и зимним садом, как между ним и окружающей средой. Это позволяет снизить расходы на отопление, но исключает возможность круглогодичного использования такого помещения в качестве жилья. В нежилом и неотапливаемом застекленном пространстве применяют простое одинарное остекление, а для того, чтобы холод не проник в дом, в его стене размещают теплоизолирующие стеклопакеты. В этом случае зимний сад будет буфером по отношению к дому, и здесь нельзя не вспомнить наши традиционные веранды. К сожалению, как показывает опыт строительства больших остекленных пространств, достигаемый эффект экономии тепла на практике невелик, а затраты на строительство таких сооружений довольно высокие.

Многолетняя эксплуатация застекленных помещений за рубежом показала, что их оптимальная площадь 15–20 кв. м. Наиболее удачны конструкции, когда это сооружение открыто переходит в жилой дом. При этом место отдыха оборудуется различной мебелью, создающей комфортный уют.

Сегодня согласно статистике около 30 % солнечных ловушек проектируются одновременно с домом, а 70 % пристраиваются к уже готовому жилью. Поэтому самым распространенным типом такого сооружения является стеклянная пристройка к дому, которая связана с жилыми помещениями при помощи дверей или открытой арки.

Форма стеклянного помещения и его конструктивное решение во многом зависят от форм жилого дома, к которому сантреп примыкает. В одном случае это будет трехфасадное сооружение, в другом – двухфасадное.

Возможны более сложные конструктивные решения, позволяющие образовать оригинальные геометрические формы (круглые, овальные, многоугольные и т. д.). которые требуют разработки новых узлов примыкания и соединения стекла и металла.

Высоту стеклянного помещения (в его средней части) рекомендуется проектировать как минимум три метра. Это позволит свободно разместить растения, необходимое оборудование или мебель.

Благодаря разнообразию форм солнечные ловушки, устраиваемые в самых различных местах, будь то на земле, на лоджии и под ней, на мансардах по фронтону и по коньку крыши, в эркерах и над гаражами, при удачном профессиональном исполнении обогащают архитектуру фасада дома, делают ее пластичной и нестандартной.

При конструировании стен и крыши солнечного оазиса независимо от его местоположения (на доме, возле него и т. д.) необходимо соблюдать конструктивные и теплотехнические нормативы, при выполнении которых стеклянному сооружению будет обеспечена долгая жизнь.

Зимний сад, одна из стен которого возведена из пергол

Конструкции и детали узлов веранды с наклонной крышей

Как показала практика, важный элемент стеклянного сооружения – уклон его крыши, который должен составлять не менее 20°. При меньшем уклоне крыши возникают затруднения при удалении дождевых стоков и снега; увеличивая крутизну покрытия сооружение получает большой поток бесплатной солнечной энергии. Это особенно необходимо в зимнее время, когда солнце находится низко над линией горизонта. Для стоек и ригелей – профильных элементов фасадного остекления – регламентируются ограничения по допустимой длине (в зависимости от исходного материала), связанные с предельными допустимыми нагрузками от атмосферных осадков, ветра и собственного веса конструкции. В местах их соединения обязательно предусматриваются необходимые зазоры для компенсации температурного расширения. Так для алюминия, например, величина относительного удлинения при нагревании может достигать 1 см на каждый метр длины профиля.

Не менее важная проблема остекленного объема – повышенная влажность, приводящая к образованию конденсата, который возникает как в отапливаемых, так и в неотапливаемых помещениях, включая зимний сад. Даже при применении стеклопакетов невозможно полностью избежать образования конденсата при низких наружных температурах по ночам и в утренние часы. Для предотвращения накопления влаги и снижения количества конденсата в зимнем саду необходимо грамотно организовать систему вентиляции.

Наиболее эффективной системой могут быть устройства, способные начинать и заканчивать проветривание автоматически, без участия человека.

При строительстве солнечных остекленных оазисов нельзя забывать о том, как будет удаляться снег с крыши. Перепад температур на поверхности может оказаться недостаточным для таяния снега, и тогда наиболее эффективным будет применение дополнительного обогрева желобов и водосточных труб, что позволит предотвратить давление снега на крышу и сохранить ее прозрачность, что немаловажно не только с эстетической точки зрения, но и с функциональной.

Особая роль при строительстве стеклянной пристройки отводится качеству светопрозрачного материала. Для фасадов и кровли чаще всего используют стеклопакеты. Количество их камер напрямую влияет на 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, а значит, сократить расходы на отопление. Летом он также не сможет воспрепятствовать свободному проникновению тепловых лучей внутрь сада.

Все дело в физических свойствах 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. «Теплые» 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 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.

Конструкция утепленной веранды

Промышленность выпускает два основных типа стекол с напылением: К-стекло и Е-стекло (иногда называемое И-стеклом). Последнее лучше сберегает тепло. В составе стеклопакета покрытие, как правило, находится на той стороне стекла, которая обращена во внутрь.

Нельзя забывать о таком важном факторе, как фундамент. Именно он создает прочную базу для стеклянного помещения, которое возводится на ленточном фундаменте, заложенном на глубину непромерзающей почвы. Полом является армированная бетонная плита, надежно защищенная от грунтовых вод.

Современные конструкции таких помещений состоят из двух-трех взаимодополняющих материалов. Наиболее распространены сегодня три варианта конструкций: из алюминия в сочетании с пластиком, где пластик препятствует промерзанию металла; из пластика в сочетании со сталью, где сталь несет основные конструктивные нагрузки, из древесины в сочетании с алюминием, где металл защищает дерево от непогоды.

Неизменной составной частью конструкции любого типа остаются резиновые уплотнители, которые обеспечивают водонепроницаемость стыкующихся материалов, таких как стекло, поликарбонат с металлическими опорами.

Если раньше возведение собственных стеклянных построек в нашей стране считалось экстравагантным излишеством и дорогим удовольствием, которое могли себе позволить лишь очень богатые люди, то за последнее время многое изменилось, и на отечественном строительном рынке многие компании стали шире предоставлять услуги по строительству таких помещений, используя те или иные конструктивные системы и технологии. При этом в соответствии со вкусами и пожеланиями владельца возможны самые разнообразные варианты объемно-планировочных решений солнечных оазисов.

Несущие конструкции выполняются из металлических элементов: алюминиевые стойки квадратного и круглого сечения, либо стальные трубы или опоры квадратного или уголкового профиля, покрытия из поликарбоната различной толщины от 8 до 16 мм или органического стекла.

Учитывая, что поликарбонат подвержен температурным расширениям, при сборке необходимо использовать специальные крепежные элементы. Это важное свойство материала: расширение и сжатие всегда проявляется при температурных перепадах. Контактируя с несущей конструкцией, лист сотового поликарбоната, укрепляемый в профиле опорной системы, нуждается в температурном зазоре, который равен 3–4 мм. Такое пространство обеспечит свободное движение материала в перекрытии как в летнее, так и в зимнее время. Это дает гарантию листу поликарбоната оставаться невредимым долгие годы.

В случае крепления саморезами с шайбой, необходимо использовать резиновые прокладки, а диаметр отверстия в месте крепления желательно сделать на 2–4 мм больше самого винта.

Еще одно важное качество поликарбоната – его гибкость, но и она имеет определенные ограничения. Поэтому при конструировании веранд с дугообразным покрытием необходимо учитывать его гибкость. Если поликарбонат имеет толщину 6 мм, то его радиус изгиба – 900 мм, при толщине листа 8 мм – 1200 мм.

Еще на стадии эскиз-проекта следует знать максимальную кривизну этого материала, чтобы не сделать конструктивную ошибку при монтаже.

Листы светопрозрачного покрытия закрепляются в наклонных элементах несущего каркаса крыши. Благодаря резиновым прокладкам (амортизаторам) лист поликарбоната надежно закрепляется в «п»-образном профиле каркаса.

Температурные зазоры дают возможность в летний период поликарбонату расширяться, зимой – сжиматься.

Для вентиляции веранды в теплое время года в крыше устанавливают подъемные окна-люки. Их можно открывать полностью или частично в зависимости от температуры в помещении.

В летние месяцы и иногда в зимний период, чтобы избежать перегрева, под кровлей и на стенах монтируют специальные солнцезащитные жалюзи, ограничивающие проникновение солнечных лучей в помещениях. Благодаря таким защитным мерам создается комфортная среда для растений внутри сада.

Как правило, веранда примыкает к одной из стен дома. Подобная «привязка» связана не только с функциональной обоснованностью помещения (прямой вход из дома), но и конструктивной необходимостью, т. е. сооружение получает надежную и жесткую опору в виде стены дома.

Фундаментом легкого сооружения могут быть бетонные блоки, соединенные между собой и образующие «монолитную» конструкцию.

В качестве стоек используют деревянные брусья прямоугольного профиля, жесткость и устойчивость которых обеспечивается поперечными брусками. Стойки соединяются с наклонными балками с помощью стальных накладок. Стеклянные стены веранды – это окна с двойными стеклопакетами, закрепляемыми между стойками.

Крыша – важный и в то же время сложный элемент конструкции и архитектурно-декоративного дизайна веранды. В зависимости от используемого кровельного материала уклон кровли может быть разным (диапазон от 15–45°).

Устройство газона на полу веранды

Благодаря новым качественным материалам и применяемым современным технологиям, угол уклона может быть минимальным и даже горизонтальным. Исходя из практики, крышу желательно делать с большим уклоном, для обеспечения активного притока солнечного света, а в зимний период – ускорить сход снега. Для того чтобы обеспечить гарантированный спуск снега, применяют дополнительный обогрев конструкции кровли обогревательным кабелем, который может быть проложен вдоль несущих прогонов крыши.

Кровля может быть композитной, состоящей из двух материалов: часть ее из профнастила с эффективным утеплителем, другая – из светлого сотового поликарбоната толщиной 12 мм, дающего дополнительный свет помещению. Для обогрева веранды применяются современные инфракрасные греющие пленки. Они монтируются на стену под окнами, создавая тепловую завесу, обеспечивая оптимальную температуру внутри помещения. Размеры пленок выбирают в зависимости от площади подоконного пространства. Газон, площадь которого может быть различной (от 1/4–1/8 площади веранды), желательно располагать рядом или вдоль окон, чтобы растения получали максимум света и при необходимости тепла. Стенки газона образуют короб из досок или брусков, а под днище укладывают два-три слоя рубероида или металлические листы.

Конструкция веранды перед входом в гостевой дом

Общий вид веранды с газоном для растений

Зеленое поле искусственного газона становится главной декоративной изюминкой веранды-сада. В нем высаживают различные растения, устанавливают сухие ветки, декоративные стволы кустов и деревьев, служащие каркасом для плюща, дикого винограда. Их красивые тонкие плетения создают необыкновенную ауру зеленого рая вечного лета, ограниченную стеклянным экраном.

В короб насыпают не только землю, но и декоративные камни, гальку или щебень. Можно на декоративные стволы сухих деревьев подвесить кашпо с цветами, которые создадут зеленую «пелену» микроландшафта веранды.

Общий вид веранды с мебелью и садом

В некоторых случаях в качестве дополнительных опор для растений используют сетку из капроновой нити или тонкую проволоку, натянутую между стенами веранды.

Приобрести сказочный эффект зимнему саду помогут светодиодные или галогенные светильники, укрепляемые на стволах или сучках деревьев. Они могут быть разноцветными, что обогатит цветовую гамму искусственного сада. Прекрасным декоративным украшением садовых растений веранды могут быть светящиеся матовые шары со светодиодной подсветкой. Их легко перемещать не только по газону, но и по всей веранде.

Интерьеры веранд – зимних садов могут отличаться один от другого. Это во многом определяется не только формой помещения, но и применяемым оборудованием, изяществом и удобством, конструкцией подставок для растений и цветов, мебелью и специальными солнцезащитными устройствами, которые крепятся на стеклянные стены. Особая роль в обустройстве внутреннего пространства веранд принадлежит легкой плетеной мебели, локальному освещению, благодаря которому создаются уютные уголки отдыха.

Светлые тона ограждающих конструкций стен в интерьере являются превалирующими, а мебель и оборудование могут иметь другую цветовую гамму.

Зимой, а также в холодное весеннее время это помещение должно обогреваться. Стеклянные стены позволяют солнечным лучам «вторгаться» в веранду и создать оптимальную температуру, которая так необходима не только для пребывания людей, но и для растений и цветов. Чтобы сделать веранду эксплуатируемой зимой, ее нужно утеплить, т. е. применить как минимум двойное остекление или вставить в проемы деревянные или пластиковые окна со стеклопакетами, утеплить пол, крышу, что позволит создать комфортные условия для отдыха в окружении растений и цветов.

Пол собирается из шпунтованных досок, укладываемых на деревянные брусья с утеплителем, и слоем рубероида. Опорами для брусьев служат бетонные либо кирпичные столбы фундамента или винтовые сваи.

Обогрев веранды может быть ИК-прибором с газовой горелкой. Его устанавливают на полу в центре помещения. Площадь его обогрева может составлять до 30 кв. м.

Принцип работы такого обогревателя несложен. В корпус устанавливается газовый баллон. Газ из него поступает через редуктор к предохранительному клапану, оттуда в горелку, где воспламеняется посредством пьезоподжига. Сгорая, он разогревает горелку до высокой температуры. Излучаемые тепловые волны отражаются от рефлектора и направляются в нужную зону обогрева. Такой прибор может работать без перерыва почти сутки на одном баллоне. Как показала эксплуатация, этот способ обогрева считается одним из самых безопасных и экономичных на холодном воздухе.

Как правило, веранды в средней полосе и северных регионах страны примыкают одной стороной к стене дома. Три другие – стеклянные. Вход делается из дома и с улицы. Для утепления помещения, естественно, устанавливают окна с двойными стеклопакетами, утепляют перекрытие и пол. А для сохранения тепла при входе устраивают тамбур. Отопительными приборами могут быть электрокалориферы.

Все чаще для обогрева помещений используют электрический ИК-обогреватель с открытым тэном.

Как показала практика, использование ИК-приборов дает реальную экономию электроэнергии (до 70 %).

Инфракрасный обогреватель обладает очень важным свойством: ИК-лучи от него идут не вверх, а вниз и в стороны, и только потом тепло от нагретых предметов постепенно распространяется по всему объему помещения.

Оборудование открытой веранды

Кроме того, ИК-приборы позволяют осуществлять гибкий контроль температуры воздуха в комнате. Нужно просто установить на высоте 1,8–2 м на стене специальный терморегулятор. При достижении заданного значения (допустим, 20 °C) он отключит обогреватель, если температура опустилась ниже – включит. Хозяева зимней дачи, периодически уезжающие в город, могут на время отсутствия задать в ней температуру 10 °C – это позволит сберечь немало электроэнергии и не даст помещению полностью остыть, а растениям погибнуть.

В последние годы для отопления жилища стали применять инфракрасный пленочный обогреватель. Он удобен при эксплуатации зимнего сада. Его можно размещать на полу, стенах и потолке. Греющая тонкая пленка (толщина 0,4 мм), преобразующая электрическую энергию в тепло, подобно солнечным лучам, нагревает не воздух, а предметы, находящиеся в зоне их действия. Такой обогреватель можно уложить под ковер, ламинат, линолеум или керамическую плитку.

Мебель для веранды

Мебель и оборудование теплой веранды соответствует ее функциональному назначению, учитывая, что это помещение разделяется на несколько зон, в каждой из которых размещается легкая складируемая мебель: стул, стол и диван-лежак. Так, в обеденной зоне главным элементом оборудования является деревянный раскладной стол (60 × 80, 60 × 120 см). Вокруг него «группируются» размещают несколько стульев (4–5 штук).

Каркас стенки и ее крепление