Каркас зимнего сада лучше всего изготавливать из системных металлических профилей из алюминия, стали и ПВХ. Системные профили позволяют сконструировать любой тип сооружения со скатной, двускатной, шатровой и купольной крышами. Как правило, для больших пролетов используют стальные, для средних — алюминиевые, для малых — алюминиевые и ПВХ профили, которые собирают в виде рам, в соответствии с конкретными статическими нагрузками и архитектурным решением. Для конструирования каркаса применяют в основном "теплые" профили, которые представляют собой комбинацию из алюминия и изоляционных прокладок, обеспечивающих хорошую теплоизоляцию. В качестве прокладок или вставок применяют полиамидные материалы (часто армированные стекловолокном), имеющие высокие термические свойства. Такие материалы, выдерживающие температуру до +200°С, позволяют осуществлять порошковое покрытие любой конструкции. Теплоизолирующие прокладки устанавливают между внутренней и наружной оболочками профиля. Из таких теплоизоляционных профилей, имеющих разные габаритные размеры и разумную толщину, при одинаковых схемах конструкции можно получать остекленные крыши для различных пролетов и нагрузок.
ПВХ профили получают путем термического спекания гранул поливинилхлорида в прессформах на специальных станках, называемых термопластавтоматами. Поливинилхлорид (ПВХ) — это синтетический полимер, который производится 184
из натуральных материалов: поваренной соли и нефтепродуктов. Для улучшения физико-механических и эстетических свойств профилей в гранулы поливинилхлорида добавляют специальные стабилизаторы и красители. Этот химически стойкий материал, обладающий целым рядом достоинств, нашел широкое применение в современных технологиях.
По огнестойкости поливинилхлорид значительно превосходит древесину. Кроме того, он обладает стойкостью к воздействию кислот, щелочей, атмосферных и других арессив — ных сред. Высокая технологичность изготовления профилей ПВХ позволяет получить любую форму оконных и дверных систем, удовлетворяющих любые дизайнерские замыслы. Внутреннее пространство профилей заполнено поперечными перемычками, которые служат ребрами жесткости конструкции. Они образуют множество отсеков, заполненных воздухом. За счет этих пустотных внутрипрофильных камер пластик получает достаточно высокие показатели по теплозащите, звукоизоляции и герметизации. Перемычки внутри профиля, делят его на несколько секций, в которых воздух служит дополнительной теплоизоляцией. При этом, чем больше полостей в профиле, тем он лучше будет сохранять тепло и изолировать от шума.
Статическая прочность конструкции обеспечивается сбалансированием силовой схемы нагрузки каркаса, учитывая при этом действующие силы и реакции опор, способность опорных площадок здания воспринимать нагрузки от светопрозрачных конструкций. Как правило, наибольший изгибающий момент возникает в местах перегиба конструкций от одной плоскости к другой. Поэтому стойки в местах стыков должны быть соединены особенно тщательно. Конструкция узлов должна не только обеспечивать статическую прочность, но и быть оптимальной по размерам. Для этого ведущие фирмы обычно предлагают заказчику проектирование и изготовление специальных профилей и узлов их соединения.
Уплотнители между профилем и светопропускающими элементами являются одним из важнейших элементов каркаса зимнего сада. В качестве исходного материала для уплотнителей применяют резину, синтетический каучук, термопластичные эластомеры или силикон. Из этих материалов изготавливают уплотнительные профили различных сечений. В климатических условиях России предпочтительны уплотнители из термопластичных эластомеров (ТПЭ), которые более технологичны по сравнению со всеми остальными видами уплотнителей и превосходят их по ряду показателей (ломкость, устойчивость к перепаду температур и т. д.). Хорошими характеристиками в климатических условиях России обладают уплотнители из синтетического каучука (EPDM).
В некоторых случаях герметизацию стекол выполняют герметиками, однако, профили занимают лидирующее положение, так как они проще в изготовлении и в случае необходимости их легче заменить. С внутренней стороны используют прочный, способный удерживать стекло уплотнитель, с внешней — уплотнитель мягкий, плотно прилегающий к стеклу.
Светопропускающие элементы из стекла для зимних садов применяю все реже и реже. Стекло обладает большой хрупкостью и достаточно большим весом, поэтому в современных конструкциях зимних садов его стараются заменить на более эффективные аналоги. Самым лучшим заменителем стекла является светопрозрачный пластик — сотовый (ячеистый) поликарбонат. И тот, кто знаком с этим уникальным материалом, по достоинству оценил его преимущества. Сотовый поликарбонат радикально отличается. от всех прочих прозрачных материалов. Легкие прозрачные теплые панели состоят из двух и более слоев поликарбоната, соединенных продольными ребрами жесткости. В результате образуются воздушные прослойки, придавая элементу структуру, схожую со структурой гофрокартона. Панели благоприятно рассеивают свет, задерживая вредный спектр ультрафиолетовых лучей и пропуская не менее 80% видимого света и всех полезных для человека и растений излучений.
Сотовый поликарбонат очень конструктивен — сочетание высокой прочности панелей, способных выдерживать значительные снеговые и ветровые нагрузки, и теплоизоляционных свойств, которыми обладают стеклопакеты с аргоновым заполнителем. Даже самые тонкие панели из поликарбоната по теплоизоляционным свойствам превосходят простое остекление. Перегородки из ячеистого поликарбоната в силу своей жесткости не требуют сложного каркаса даже при ограждении больших площадей, смотрятся респектабельно и могут иметь разные варианты по светопропу — сканию и цвету. Поликарбонат невозможно разбить и это в совокупности с его пожаробезопасными свойствами, выгодно отличает данный материал от других прозрачных элементов. Такие свойства этого материала как гибкость дают возможность реализовать интересные архитектурные решения и легко изготовить различных строительные элементы и конструкции из ячеистого поликарбоната. При помощи поликарбоната появилась возможность создания без труда арочных и купольных покрытий и перекрытия одной панелью площади до 24 мг.
Поликарбонат отличается уникальными гигиеническими свойствами. Этот пластик широко применяется в медицинской промышленности. Он легко обрабатывается, дает широкий простор фантазии при конструировании зимних садов. Дизайнеры и архитекторы охотно используют поликарбонат, находя в нем все новые оригинальные свойства, "играя" с подсветкой, формой и цветом. Компании, поставляющие на рынок изделия из сотового поликарбоната, стараются максимально удовлетворить спрос клиентов. Постоянно расширяется цветовая гамма, появляются новые виды поликарбоната, такие как "полишейд" серебристого оттенка. Использование поликарбоната позволяет избавиться от таких явлений, как "парниковый эффект".
Вентиляция стыков и дренаж конденсата в конструкциях зимнего сада играют очень важную роль. Для этого несущие системы каркаса снабжают скрытыми желобами, предназначенными для удаления конденсата, образующегося в результате эксплуатации зимнего сада. Если наличие конденсата допустимо, то угол крыши должен быть достаточно большим, чтобы вода не капала вниз, а стекала по кровельному материалу в сточные желоба горизонтальных профилей и далее в желоба вертикальных профилей, которые выведены наружу. Чтобы избежать конденсата, поверхность стекла иди другого кровельного материала должна быть достаточно теплой.
Кроме того, для борьбы с конденсатом необходимо вентилировать стыки конструкции светопрозрачной крыши. При этом, с одной стороны, конструкция крыши должна оставаться герметичной, а с другой — должна проветривать пространство вокруг каждого светопропускающего элемента. Это связано с особенностью "теплых" алюминиевых конструкций. Избежать конденсата помогает хорошая вентиляция внутренней поверхности светопрозрачных элементов, либо их электроподогрев.