Зимние сады

Зимний сад представляет собой сооружение, образованное легкими светопрозрачными 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.
Зимние сады бывают двух типов: отапливаемые и неотапливаемые. Если зимний сад предполагается использовать круглогодично, то его необходимо отапливать. Потери энергии в этом случае могут быть снижены за счет правильного выбора типа остекления.
Неотапливаемый зимний сад играет роль термической буферной зоны между улицей и основной постройкой. При этом основное строение отдает меньше энергии окружающей среде, поскольку перепад температур между основным строением и зимним садом меньше, чем между основным строением и окружающей средой. Это позволяет снизить расход тепла на отопление, но исключает возможность круглогодичного использования зимнего сада в качестве жилого помещения. В нежилом и неотапливаемом зимнем саду можно использовать простое одинарное остекление. Теплоизолирующее остекление (стеклопакеты) же должно располагаться в этом случае между зимним садом и основным строением. При чрезвычайно низких наружных температурах, с целью предотвращения образования конденсата и льда, непосредственно в неотапливаемых зимних садах все же устанавливают теплоизолирующее остекление. В качестве дополнительного источника тепла можно использовать и солнечную энергию. Количество поступающей в зимний сад солнечной энергии зависит от интенсивности теплового излучения, угла падения солнечных лучей и типа остекления.
Зимний сад, расположенный на северной стороне строения, хуже накапливает солнечную энергию по сравнению с зимним садом на южной стороне, зато в качестве буферной зоны значительно снижает потери тепла ограждающей конструкции основного строения, обычно довольно высокие с северной стороны.Способность зимнего сада аккумулировать энергию основывается на физических свойствах стекла (а почти все поверхности зимнего сада остекленные).
Часть поступающей солнечной энергии стекло пропускает, а часть отражает и поглощает. Обычное стекло поглощает почти полностью короткие ультрафиолетовые лучи и лучи длинноволнового диапазона, при этом пропуская почти без изменения видимый свет и коротковолновое тепловое излучение. Это излучение попадает в помещение и там поглощается внутренними стенами, полом и предметами интерьера, после чего оно превращается в тепло. Тепло, которое отдают поверхности, в основном остается в помещении, при этом возникает так называемый парниковый эффект.
Оборотной стороной процесса накопления солнечной энергии является возможность перегрева внутренних помещений, т.к. в летнее время при интенсивном солнечном излучении температура в зимнем саду может достигать 65 0С. Решить эту проблему можно путем осуществления солнцезащитные мероприятия, устройства достаточной вентиляции зимнего сада и наличия в нем поверхностей, аккумулирующих тепло.
оверхностью, способной накапливать солнечную энергию в зимнем саду, как правило, является только пол, поэтому не рекомендуется загораживать его ковром или каким-либо другим покрытием.
Солнцезащитные устройства являются необходимым элементом зимнего сада. Стеклянная поверхность, оказываясь под прямыми лучами утреннего или вечернего солнца, сильно нагревается, к тому же в солнечные дни свет бывает таким ярким, что требуется хотя бы немного приглушить его. Вечером при искусственном освещении зимнего сада может возникнуть необходимость защиты от посторонних взглядов.
Исследования и опыт показали, что внешнее солнцезащитное приспособление эффективнее, чем установленное внутри помещения. В зависимости от цвета устройства (светлое эффективнее, чем темное) при затенении снаружи внутрь проникает только 5-40% солнечной энергии. При внутреннем затенении этот показатель увеличивается до 60-90%. Это свидетельствует о том, что внешнее затенение блокирует большую часть солнечной энергии еще снаружи, так что в самой комнате меньшее количество солнечного излучения может быть преобразовано в тепло. Именно внешнее затенение ставит заслон прямым солнечным лучам (летом, когда солнце стоит высоко, его лучи практически вертикально падают на остекление скатных крыш), большая часть которых, не будучи отраженными, проникала бы сквозь стекло. Таким образом, летом преимущества солнечной защиты, установленной на крыше, наиболее очевидны.
Существует еще одна проблема, которая касается как отапливаемых, так и неотапливаемых зимних садов - повышенная влажность, которая приводит к образованию конденсата. Даже в отапливаемых зимних садах со стеклопакетами полностью избежать образования конденсата при низких наружных температурах по ночам и в утренние часы едва ли возможно. Для предотвращения накопления влажности и снижения количества конденсата в зимнем саду необходимо продумать систему вентиляции. Существуют три типа систем вентиляции (рис. 2): поперечная, диагональная и кровельная.
Поперечная - самая простая вентиляционная система. Вентиляторы крепятся на уровне головы на противоположных сторонах зимнего сада. Они влияют на горизонтальный воздухообмен.При диагональной вентиляции наружный воздух поступает в помещение на уровне пола и затем выходит наружу из верхней части боковых стен . Таким образом, поток воздуха проходит по диагонали через все помещение, что особенно эффективно в больших строениях шириной свыше 6 м.
Наиболее эффективным способом обеспечения естественной вентиляции является устройство горизонтально расположенных отверстий для подачи наружного воздуха в нижней части зимнего сада и форточек для вывода внутреннего воздуха, расположенных в наклонной крыше. При этом следует иметь в виду, что тяга начинает действовать в том случае, если приточный воздух примерно на 50 холоднее, чем воздух в комнате. Поэтому намного целесообразнее приточную вентиляцию размещать в затененном или заставленном растениями месте, по возможности даже над маленьким водопадом.
При планировании и расположении приточной и вытяжной вентиляции необходимо принимать в расчет и систему затенения. Если при внешнем затенении только вентиляционная система отвечает за климат в помещении, то внутреннее солнцезащитное устройство обеспечивает отвод горячего воздуха между стеклом и шторой. Это повышает эффективность защиты помещения от солнца и предотвращает перегрев.
Вентиляция зимнего сада может быть также механической. При механической (как и при естественной) вентиляции вентилирующие устройства должны быть отрегулированы таким образом, чтобы проветривание могло начаться и закончиться автоматически, без участия человека.
При вентиляции зимнего сада следует также учитывать, проветривается ли основное строение через зимний сад или только через свои окна. Если вентиляция основного строения осуществляется через зимний сад, то он действует в качестве теплообменника, в котором осуществляется предварительное нагревание воздуха.