Сооружение внушительных размеров из стекла и металла впервые в мировой практике началось в 1851 г., когда гарден-мастер Джозеф Пакстон соорудил в Гайд-парке выставочный павильон для Лондонской выставки – «Хрустальный дворец». Именно с этой даты можно отсчитывать историю стеклянных кровель.
«Невидимые» крыши из стекла в современных коттеджах хороши как оригинальная дизайнерская находка и практичное решение проблемы поступления дневного света в помещение. Прозрачная кровля позволяет эффективно защитить себя от негативного влияния окружающей среды, не ограничивая обзор, и осветить помещение естественным светом. Стеклянная крыша – это прекрасное решение для оформления художественной студии в доме, она позволит естественному свету свободно заполнять помещение на протяжении всего светового дня. Уместна стеклянная крыша над зимним садом, под прозрачным куполом можно расположить обычное жилое помещение – холл, гостиную, столовую. Жилой дом – это удобство и комфорт, объемы применения стекла здесь не должны быть безграничными, нужен строгий баланс между улучшением естественного освещения и уровнем тепловых потерь, важно поддержание комфортных условий для жилья.
Для жилого дома вполне подойдет стеклянный купол, который часто называют зенитным фонарем, поскольку солнечный свет с его помощью легко попадает внутрь здания через прозрачную кровлю из стекла или поликарбонатных листов. Размер светового фонаря – это совместный выбор домовладельца и проектанта, поэтому он может быть различный.
Главное назначение зенитного фонаря – это обеспечение условий для естественного освещения, поэтому его высота зависит от необходимого уровня освещенности, что определяют при проектировке с помощью светотехнического расчета. Световой фонарь может быть глухой (не открывающийся) либо открывающийся с помощью механического винтового устройства или электропривода.
Купол или зенитный фонарь обычно обустраивают на покатой или плоской крыше. Стеклянный купол, при изготовлении которого используют специальную прослойку, одновременно обеспечивает устойчивую температуру в находящихся под ним помещениях и хорошую звукоизоляцию. Если же установить светорассеивающие и светоотражающие стекла, это даст защиту от воздействия ультрафиолета, палящих лучей солнца, но не уменьшит естественное освещение помещения (рис. 63).
Рис. 63. Стеклянный купол для жилого дома
Крыши из стекла могут быть нескольких типов:
✓ викторианская в форме купола наподобие шатра или цирковой крыши, она подходит для круглых или овальных помещений;
✓ георгианская имеет вид четырех соединенных между собой скатов, увенчанных башенкой на своей вершине;
✓ проще всего в исполнении конструкция плоской стеклянной крыши, представляющая собой совокупность стеклянных элементов, уложенных на несущие балки.
Три основных типа стеклянной крыши могут приобретать различные формы: пирамиды, шарообразные и куполообразные, с прямыми или усеченными гранями, плоские односкатные и двускатные или из нескольких скатов. Расстояние между элементами каркаса не должно превышать определенной величины, иначе стекло может провисать и деформироваться.
Стеклянная крыша, установленная под небольшим (16°) наклоном, позволяет атмосферной влаге и снегу беспрепятственно скатываться вниз и тогда вода не будет задерживаться на ее поверхности. Чем круче крыша, тем лучше дождь смывает с нее грязь, тем легче съезжает снег. В то же время она будет прекрасно пропускать свет и удерживать тепло. Лучше всего удерживает солнечную энергию стеклянная крыша, расположенная под наклоном 30–40° (рис. 64).
Рис. 64. Варианты плоской наклонной крыши для галереи
Особенности возведения стеклянных крыш
Новейшие строительные технологии позволяют воплотить в жизнь любое пожелание домовладельца относительно выбора формы будущей крыши. Но форма крыши будет различаться в зависимости от того, в каком регионе производится монтаж.
Безопасность жилья – это один из главных приоритетов при проектировании и строительстве. Поэтому при возведении стеклянной крыши следует учитывать все индивидуальные особенности строения, рассчитать размеры статистической нагрузки, климатические и погодные условия местности. Стеклянная кровля представляет собой сложную конструкцию с повышенными требованиями по безопасности и эксплуатации. Для того чтобы стеклянная крыша отлично удерживала тепло, нужно с особой тщательностью выполнить работы по соединению крыши со стенами и всех частей крыши друг с другом. Установка стеклянной крыши – достаточно сложный и трудоемкий процесс, требующий высокого профессионализма. Но результат будет радовать глаз на протяжении долгих лет – столь прекрасен вид плывущих по небу облаков или звезд, сияющих в ночи. Однако обладая многими достоинствами, стеклянные крыши не получили широкого распространения по причине особенностей их проектирования и монтажа. Эти факторы негативно влияют на стоимость установки крыши в сторону повышения. Для того чтобы подобрать количество и размеры стекла, нужно производить тщательные расчеты в индивидуальном порядке, поскольку не бывает двух идентичных проектов и домов.
Некоторые сложности представляет и способ крепления стеклянной крыши, зависящий от множества факторов. В качестве крепления можно использовать специально разработанную металлоконструкцию, а также подвесную или тросовую систему. Однако подвеску можно применять только в тех случаях, когда нужно перекрыть небольшие крыши и навесы.
Для монтажа стеклянной крыши в жилом доме нужен материал с прекрасной тепло– и звукоизоляцией, способный создать комфортный и мягкий микроклимат в помещениях. Обладая превосходными эксплуатационными качествами, стеклянные конструкции должны иметь привлекательный внешний вид. Несущие элементы для стеклянной кровли могут быть выполнены из различных материалов: алюминия, нержавеющей стали или сортовой оцинкованной стали, окрашенной в нужные цвета.
Стеклянную кровлю, купол или стеклянный просвет в крыше технологичней выполнить в виде каркаса из алюминиевого профиля, который дает полную свободу для воплощения фантазии дизайнера, обладая высокими показателями долговечности и надежности. Алюминий – это очень прочный и легкий металл, после специальной обработки он отлично выдерживает все атмосферные осадки и воздействие солнечный лучей, не боится коррозии, экологически чист, поэтому он представляет идеальный вариант для остекления кровли. Для обеспечения надежной защиты и безопасности важно правильно подобрать сечение профиля. Алюминиевые профили используют также при изготовлении комбинированных конструкций. Поскольку он сохраняет свои структурные свойства при перепадах температуры, алюминий можно сочетать с деревом натуральных пород.
Готовую конструкцию зенитного фонаря практичней всего застеклить или стеклопакетами, или листами из поликарбоната. Для легкой и прозрачной кровли, перекрывающей сезонную постройку, предпочтителен прозрачный шифер из поликарбоната. Стеклопакеты и стекло различны в своих формах, состав и толщину стекла рассчитывают в зависимости от нужных характеристик по прочности и светопроницаемости, учитывая возможные капризы природы. Для остекления купола можно подбирать стекло с разной степенью прозрачности, в зависимости от дизайнерского проекта, купол может быть полностью прозрачный или цветной. Можно использовать матированное стекло с нанесенным многослойным рисунком с помощью метода пескоструйной обработки.
Конструкционная особенность стеклянного купола позволяет устанавливать его на разные типы покрытий: монолитный или сборный железобетон, профилированный стальной настил. Устойчивость стеклянному куполу обеспечивает правильная геометрическая форма, она же является залогом того, что крепления прочны и сама конструкция герметична.
В 1998 г. в Москве был отреставрирован Гостиный двор. Он стал самой первой масштабной архитектурной постройкой со стеклянной кровлей в современной московской истории.
Технически световой фонарь можно сооружать различными способами, все зависит от архитектурного дизайна, поставленной технической задачи и требований, предъявляемых к конструкции. Конструкция фонаря должна сочетаться с архитектурой возводимого здания и быть герметичной, красивой, прочной и долговечной. Для устройства светового фонаря необходимо изготовить следующие основные элементы: поперечную конструкцию, продольную конструкцию для крепежа остекления, систему связей. Обычно все составляющие элементы светового фонаря изготавливают в заводских условиях (рис. 65).
