Стеклянная крыша дома, особенности устройства, материалы и технология

Об истории стеклянной кровли

Исторически первыми стеклянными крышами обзавелись оранжереи и зимние сады, и произошло это в Англии, в середине 19 века. До сих пор Викторианская и Пальмовая оранжереи, расположенные в Королевских ботанических садах, являются одними из самых крупных сооружений из стекла. Постепенно стеклянные кровли стали появляться у общественных и промышленных зданий; как правило, это было частичное остекление, акцентирование в виде галереи или пристройки.

Еще недавно жилые дома со стеклянной крыше были редкостью; их считали оригинальной, но непрактичной деталью, которая мало ассоциировалась с частными постройками. Сегодня владелец загородного жилья стремится к тому, чтобы его дом был не только надежным и комфортным, но и эстетически привлекательным. Не последнюю роль в достижении этой цели играет дизайн и материал отдельных деталей строения.

Кровля из стекла является оригинальным способом украсить и выделить здание, проявить его изысканный стиль. Такой элемент дизайна востребован не только при возведении офисных центров, музеев, кафе и оранжерей; все чаще он реализовывается частным порядком.

Плюсы и минусы кровли из стекла

Стеклянная конструкция несет как эстетическую, так и практическую нагрузку; в число ее достоинств включают следующие параметры:

• Оригинальность. Главный козырь светопрозрачной кровли, позволяющий превратить обычную постройку в запоминающийся современный проект.

• Надежность. Качественно спроектированная и смонтированная стеклянная конструкция по прочности и долговечности не уступает крышам из других материалов.

• Разнообразие конструктивных решений. Из стекла можно собрать конструкцию любой формы: одно- и двускатную, в виде пирамиды, купола или арки.

• Экономия. Прозрачная конструкция обеспечивает максимальный уровень естественного освещения в жилой зоне, что позволяет экономить на электроэнергии.

• Эксплуатационные характеристики. Сюда входит устойчивость к ветровым и снеговым нагрузкам и водонепроницаемость; благодаря гладкости стекла снег на скатах не задерживается.

• Дополнительные возможности. Вы можете превратить гостиную с прозрачным потолком в уголок тропического леса или кусочек японского сада.

Имеются у подобных конструкций и недостатки:

• Сложность монтажа. Поскольку стеклянные листы невозможно укладывать внахлест и усиливать гидроизоляционными материалами, на первый план выходит качественная сборка и герметизация швов.

• Высокая теплопроводность. Пожалуй, основная проблема, возникающая из-за использования стекла. Слабая способность служить барьером теплу усложняет эксплуатацию стеклянной кровли, как зимой, так и летом. Для борьбы с этим недостатком используют комбинацию нескольких методов.

• Сложность очистки. Стеклянная поверхность нуждается в регулярном и довольно частом очищении (от пыли и мусора, а зимой — от снега), что необходимо учесть еще на этапе проектирования.

• Стоимость. Высокую стоимость прозрачной крыши формируют несколько факторов: затраты на качественные материалы и оплата трудоемких специализированных работ (монтаж и придание стеклу нужной формы).

• Безопасность. Стекло над головой воспринимается как потенциальный источник опасности. Исключить угрозу помогает использование специальных марок стекла, обладающих повышенной ударопрочностью.

Разновидности стеклянной крыши

Конструкция из стекла визуально расширяет внутреннее пространство жилой комнаты и одновременно обеспечивает максимум естественного освещения, что важно для здоровья людей и растений. Такое свойство присуще светопрозрачным крышам всех популярных конструкций, в число которых входит:

• Горизонтальная плоскость. Самый простой способ, когда основой конструкции служат балки перекрытия. Несмотря на простоту, ошибки в расчетах недопустимы: неправильно рассчитанные стеклянные пластины начнут деформироваться (провисать).

• Наклонная плоскость (или две — в двускатном варианте). Установленная под углом гладкая поверхность не позволяет задерживаться воде и снегу; она сравнительно проста в проектировании и реализации.

• Панорамная. Имеет сложную конструкцию с большим по площади заполнением стеклом. Лучше всего выглядит на строениях, расположенных на уклоне.

• Арка, полусфера, пирамида, купол. Сложные в расчете и монтаже формы, которые чаще рекомендуются для оранжереи, зимнего сада или зенитного фонаря.

Во многих случаях стеклянная кровля в частном доме представляет собой дополнительный элемент конструкции, призванный увеличить приток естественного освещения и устанавливаемый на основную крышу. Такая деталь называется зенитным фонарем (лучшая освещенность приходится на дневные часы, когда солнце поднимается максимально высоко, «в зенит»).

Каркас зенитного фонаря часто выполняется в виде купола или многогранной пирамиды — они выглядят красиво и не столь сложны в реализации, поскольку имеют небольшие размеры. Иногда можно встретить зенитный фонарь ленточной формы, он проходит по всей длине кровли. Помимо увеличения светового потока зенитный фонарь может выполнять следующие функции:

• Вентиляция помещения. Для этого его снабжают открывающейся створкой.

• Фильтрация света. Если стекло заменить цветным поликарбонатом; можно достичь интересного дизайнерского эффекта.

Выбор материала: практично и безопасно

В основе конструкции стеклянной крыши лежит каркас, выполняющий роль стропильной системы и обрешетки обычной кровли. Понятно, что к прочности такой конструкции предъявляются повышенные требования, а для ее изготовления выбираются только качественные материалы. Для стеклянной крыши выбирают следующие материалы:

• Алюминиевый профиль. Алюминий — материал, известный своими достоинствами: прочностью, малым удельным весом и устойчивостью к коррозии. Такая комбинация позволяет снизить общую нагрузку крыши на стены (что важно, так как стекло имеет значительный вес) без уменьшения надежности. Минус алюминия, как и всех металлов, состоит в его высокой теплопроводности, что означает дополнительный расход на обогрев зимой (и кондиционирование летом). В целом алюминиевая рама рекомендуется для помещений, которые в холодное время года используются периодически.

Видео описание

• Рама из «теплого» алюминия. Такой каркас характеризуется меньшей теплопроводностью. Улучшение достигается благодаря сложному строению: два листа алюминия разделяет слой изоляционного материала.

• Стальной профиль. Придает конструкции повышенную прочность (при соответствующем профилактическом уходе). Для одной и той же нагрузки площадь сечения стального профиля будет в полтора раза меньше алюминиевого; это позволяет создавать изящные формы с большой площадью остекления. Однако стальной каркас больше весит и дороже стоит, а коррозийной стойкостью (без использования защитных покрытий) может похвастаться только профиль из нержавеющей стали.

• Деревянная рама. Профиль из дерева обладает небольшим весом; такое остекление деревянной крыши идеально в эстетическом плане для домов из бруса или бревна. Материал в обязательном порядке обрабатывают для защиты от гнили и возгорания.

• Комбинированный профиль. Цельнометаллический каркас — вещь весьма затратная, поэтому его нередко заменяют комбинированным вариантом из металла (чаще алюминия) и дерева. Такая замена допускается, если площадь остекления незначительна. Алюминиево-деревянный профиль объединяет прочность металла с низкой теплопроводностью дерева. Деревянные элементы проходят обязательную обработку защитными составами; тем не менее, такой профиль не рекомендуется применять для возведения оранжереи. Тропический климат, благоприятный для растений, погубит деревянные элементы каркаса; если их вовремя не заменить, конструкция может разрушиться.

Выбор стекла или его заменителей (обычное стекло не подходит из-за хрупкости и массивности) также имеет свои особенности. Хорошо зарекомендовали себя следующие специализированные варианты:

• Закаленное стекло. Характеризуется улучшенной механической прочностью и термостойкостью, полученной при высокотемпературной обработке. Второе немаловажное свойство — безопасное разрушение. Разбиваясь, стекло образует много мелких неопасных осколков, о грани которых невозможно порезаться

• Триплекс. Многослойное стекло; может иметь два или три слоя, соединенные полимером. Триплекс удобен тем, что не дает осколков. Его используют для остекления транспортных средств и фасадов зданий, оно подходит и для стеклянной крыши.

• Армированное стекло. Так же, как и триплекс, относится к безосколочным стеклам. Армированное стекло содержит внутри металлическую сетку, его используют при возведении прозрачных стен и кровельных конструкций.

• Ламинированное стекло. Одна из разновидностей термополированных стекол, получаемых методом налива стекломассы на тонкий металлический слой. Нагревом из такого стекла можно получить любую форму; оно отличается высоким качеством поверхности, а при разрушении не образует осколков.

Для возведения стеклянной крыши в доме используются и другие светопрозрачные материалы:

• Поликарбонат. Легкий пластичный материал с повышенной теплоустойчивостью. Благодаря набору хороших эксплуатационных характеристик поликарбонат широко применяется в качестве светопрозрачных вставок в кровлю домов, навесов, беседок и теплиц.

• Прозрачный шифер (изготовленный из ПВХ). Ударопрочный (не боится града) и термостойкий материал со стекловолокном в качестве армирующей основы. Прозрачный шифер выпускается в двух видах: волнистый и прямой; он обладает ровной фактурой и широкой цветовой гаммой.

• Оргстекло. Пластик с более низкой, чем у стекла, теплопроводностью; может быть прозрачным, окрашенным или тонированным. Оргстекло — гибкий материал; он весит в два раза меньше обычного стекла, что позволяет отказаться от усиления каркаса и дополнительных опор. Все светопрозрачные материалы обладают небольшим весом, достаточной прочностью и умеренной стоимостью. Их общий недостаток — меньшая светопропускаемость, что не позволяет получить ощущение «прозрачной» комнаты.

Нюансы монтажа

Стеклянная крыша начинается с проектирования, оно включает грамотный расчет допустимых нагрузок на несущие стены, а также параметров выбранных материалов. Особенно внимательно следует отнестись к панорамной стеклянной крыше. Ее вес может потребовать усиления несущих стен; дополнительные строительные работы могут превратить крышу в более дорогой проект, чем планировалось. Чтобы кровля была прочной и долговечной, во время проектных и монтажных работ необходимо учитывать следующие требования:

• Безопасность. То, на чем нельзя экономить ни в коем случае. Для остекления подходят только ударопрочные материалы, способные выдержать как снежные сугробы, так и сломанную ветку или случайно залетевший мяч или камень.

• Скопление снега. С этой неприятностью борются двумя способами. Вы можете установить систему электроподогрева (что надо предусмотреть еще на стадии проектирования). Другой, более рациональный вариант — выбор конструкции с увеличенным углом наклона скатов, более 30°C, или купольного (сферического) варианта.

• Герметичность. Прозрачные детали невозможно укладывать внахлест, как шифер или черепицу. Чтобы крыша могла служить надежной защитой от воды и грязи, стыки скрепляются специальными бесцветными герметиками.

• Защита от пыли. Для остекления можно использовать стекло с покрытием на основе оксида титана, защищающим от органических и других загрязнений. Вода на такой поверхности не собирается в капли, а образует пленку, которая затем соскальзывает, не оставляя разводов. В противном случае крышу проектируют так, чтобы ее было удобно мыть.

• Многофункциональность. Использование механизмов подъема стеклянных элементов сделает возможным их беспроблемное автоматическое открывание. Вы обеспечите доступ свежего воздуха и прямых солнечных лучей.

Защита от перегрева

Жарким летом комната под стеклянной кровлей может превратиться в весьма некомфортное место, если заранее не позаботиться о методах борьбы с перегревом. Существует несколько проверенных способов сохранения комфортного микроклимата. Важнейшим приемом защиты комнаты от перегрева служит вентиляция, поэтому не рекомендуется экономить и отказываться от организации открывающихся створок.

Можно использовать поперечный и диагональный способ вентилирования. В первом случае воздух идет через форточки, расположенные на одном уровне. Во втором случае нагретый воздух, как более легкий, выходит через форточки в кровле, а свежий наружный попадает внутрь через вентиляционные каналы в нижней части стен. Уменьшить перегрев можно, ограничив светопропускание кровельных элементов; этого можно добиться несколькими способами:

• Выбор солнцезащитного стекла. Крупные производители предлагают широкий ассортимент стекол с разным механизмом действия. Стекло может отражать или поглощать ультрафиолет; для этого оно окрашивается в массе или выполняется со специальным покрытием.

• Использование солнцезащитных пленок. Тонировка пленками проводится по завершению монтажа; она гасит солнечные блики и отражает 70-80% солнечного света. Комната избежит перегрева, а вы сэкономите на кондиционировании. Предлагаемые на рынке пленки разнообразны по цвету и уровню затемнения или зеркальности. Недостаток — пленочное покрытие боится чистки абразивными пастами и жесткими щетками.

• Внешние защитные экраны. Подобная система защищает не только от ультрафиолета, но и от случайных повреждений камнем или сосулькой. Вместе с тем, экранам необходима автоматическая система управления, они должны быть рассчитаны на сильные ветровые нагрузки.

• Маркизы. Тканевые маркизы устанавливаются как внутри, так и снаружи помещения, кровля с таким украшением приобретает элегантный вид. Их с успехом используют в обустройстве зимнего сада, когда площадь крыши небольшая. При монтаже внутри жилой комнаты следует помнить, что защита от перегрева будет минимальной.

• Рольставни (ролеты). Разновидность жалюзи, устанавливаются с внешней стороны и служат надежной защитой от солнечных лучей, осадков, пыли и шума. Современные технологии позволяют изготовить ролеты разнообразных форм и размеров, способные вписаться в экстерьер любой постройки.

Заключение

Стеклянные крыши в современном загородном домостроении — это устойчивый тренд, стильный способ гармонично вписать постройку в окружающий ландшафт. Стеклянная кровля придает интерьеру впечатляющий вид и восхитительное чувство открытого пространства. Чтобы эти приятные чувства дополнялись ощущением надежности и полной безопасности, разработку и монтаж такой сложной конструкции должны выполнять профессионально подготовленные специалисты с опытом работы в данной сфере.