Статическая прочность
Для того чтобы конструкция прослужила долгие годы, она должна отвечать всем требованиям по устойчивости. Расчет прочности каждого элемента проводится в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Эти расчеты производят строительные фирмы, или же они могут предложить вам уже готовые системы, прочность которых давно рассчитана и проверена временем. Будет ваш зимний сад построен по индивидуальному проекту, или же это будет типовое строение, конструкторы опираются на одни и те же статические принципы. Отметим наиболее важные моменты.
На опорные элементы конструкции действуют три вида нагрузок: снеговая, ветровая и собственный вес. Силовой расчет зимнего сада начинается с выявления самых нагруженных стоек и ригелей. Особое внимание уделяется элементам кровли, именно здесь сказываются основные ветровые и снеговые нагрузки. При наклоне крыши меньше 20 градусов берут максимальный вес снега – 140 кг на 1 м2. Здесь рассчитывается увеличивающаяся нагрузка на балку стеклопакета, утяжеленного снежной массой.
В пристенных зонах или иных местах, где могут образовываться снеговые карманы, к этой величине прибавляют поправочный коэффициент (турбулентность, пульсации и пр.). В случае уклона крыши более 60 градусов снеговая нагрузка не учитывается. У зимних садов большой площади выявляются угловые зоны, ветровая нагрузка на которые увеличивается в 1,5–2 раза.
У крыши, выполненной в виде шатра, аэродинамический коэффициент меньше. При расчете ветровой нагрузки частей сооружения, вроде как не обдуваемых ветром, следует учитывать, что воздушный поток движется не прямо, а с завихрением, в результате создается недостаток воздушного давления, компенсируемый давлением внутри здания.
После определения всех нагрузок, действующих на конкретную стойку или ригель, они суммируются. Далее рассчитывается прогиб несущего элемента. Он не должен превышать 1/300 длины стойки или ригеля. Важно учитывать расширение и сжатие материалов и конструкции в целом под воздействием температур. Большинство зимних садов пристраиваются и имеют собственный фундамент, к тому же зимний сад легче, чем остальная часть здания, поэтому при колебании почвы дом и сад «усаживаются» неравномерно. Стыки между домом и профилем делают герметичными, но в то же время гибкими, для предотвращения их разрушения.
Материалы, идущие на строительство
Скелетом и опорой вашего стеклянного дворца является его несущая конструкция. Материалы, идущие на строительство конструкции, должны быть прочными, легкими и долговечными. Также не менее важной характеристикой является теплопроводность материалов, используемых в строительстве. В наше время предлагается большой выбор материалов и профильных систем, которые могут удовлетворить любые пожелания застройщика.
Сталь
Это дешевый материал. Легко поддается формовке и сварке, что дает возможность выполнять из нее кованые элементы. Сталь является прочным материалом, и с ее помощью при сравнительно небольшом сечении можно конструировать большие пролеты, но простые формы деталей из нее выглядят грубо.
Недостатком является высокая теплопроводность, что вызывает появление конденсата. Этого можно избежать, используя термически разделенные профили. Также необходимо будет позаботиться об антикоррозийном покрытии. В строительстве зимних садов в последнее время сталь применяется редко. Больше стальные каркасы подходят для строительства пленочных теплиц, где по достоинству можно оценить прочность и экономичность этого материала.
Алюминий
Относится к группе легких металлов. Предел прочности у него почти такой же, как у стали, и его можно использовать при отделке больших пролетов относительно тонким профилем. Хорошо формуется, что позволяет изготавливать сложные формы. Алюминий прекрасно подходит для использования с наружной стороны помещения.
При взаимодействии с кислородом окружающей среды на поверхности металла образуется оксидная пленка, защищающая его от разрушения. Алюминий анодируют или покрывают лаком.
С учетом дизайна можно использовать цветные лаки. Недостатком является высокая теплопроводность, что требует использования теплоизолирующих материалов. Широко применяются алюминиевые профили с термическим барьером. Морозо– и влагостойкие полиуретановые, полиамидные или EPDM-вставки разделяют профиль на две части. Одна находится в холоде, другая – в тепле.
Резиновые уплотнители, устанавливаемые по всем стыкам, не пропускают холод внутрь зимнего сада и не выпускают тепло из него. И все же, какими бы плотными ни были вставки, полностью предотвратить встречу теплого воздуха с холодными частями профиля невозможно. Поэтому внутри алюминиевого профиля обязательно предусматриваются дренажные каналы, по которым капли конденсата могут стекать вниз, попадать в водоотлив. Проблема отвода конденсата особенно актуальна для зимних садов с повышенной влажностью, например тех, где располагается бассейн.