Удивительные крыши из стекла в наши дни активно используются в строительстве стильных офисов и иных помещений или их отдельных частей: холлов, кабинетов, студий, мансард, террас, бассейнов и т. п. Стеклянная крыша позволяет использовать открытые площадки перед домом даже в плохую погоду. Такая крыша – это прекрасное дизайнерское решение и хороший способ для равномерного освещения помещений внутри здания от естественного источника, наполнения этих помещений воздухом.

Стеклянная крыша – достаточно сложная конструкция, к ней предъявляют множество требований, связанных с эксплуатацией и безопасностью. Она должна выдерживать большую нагрузку, выстоять при порывах сильного ветра, иметь несколько уровней отвода воды, иначе последняя может стать причиной разрушения кровли.

Современные кровли, изготовленные из стекла или поликарбоната, функциональны и прочны. Они позволяют легко воплотить любые архитектурные идеи, уменьшить расходы, связанные с эксплуатацией помещения, за счет снижения объема потребляемой электроэнергии и сокращения потерь тепла.

Стекло – это старейший художественный материал, оно появилось более пяти тысячелетий назад. По мере развития технологии его производства, стекло начали использовать для архитектурно-строительных целей: застекления окон, создания стеклянных фасадов, полов и кровель. Основой конструкции любых стеклянных кровель служит каркас с рамами. Размер ячейки стекла должен обеспечить максимальный пропуск света при безопасности применения кровли.

Прочность стекла должна отвечать следующим параметрам:

• не ломаться под действием собственного веса при горизонтальном или наклонном положении;

• выдерживать ветровую и снеговую нагрузки;

• выдерживать вес человека, который будет заниматься покрытием;

• выносить нагрузку ремонтных и эксплуатационных работ на крыше с применением приспособлений;

• ограничивать перегрев помещений при солнечной погоде;

• снижать потери тепла в холодное время года.

Соблюдение равновесия между этими противоречивыми требованиями всегда зависело от состояния стекольного производства. Сначала рамная сетка для крыш была рассчитана на применение стекол малых размеров, поскольку листовое стекло было тонким.

В наше время архитекторы и проектировщики приобрели широкие возможности для свободного применения стекла в кровельных системах. Сравнительно недавно появились такие виды более толстого и безопасного стекла, как закаленное, многослойное стекло, которое обладает прекрасными эксплуатационными качествами.

При монтаже крыши из стекла рекомендуется применять только закаленное стекло толщиной от 6 до 15 мм. Стекло в ходе закалки получает редкостную прочность, его можно спокойно использовать в тех местах, где требуются надежность и ударопрочность. Разбившись, закаленное стекло не дает осколков, поэтому оно не нанесет вреда людям, находящимся невдалеке.

«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).

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).

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.

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).

Поперечная конструкция фонаря состоит из алюминиевых стоек и раскосов. Стойки призваны воспринимать вертикальную нагрузку, которую создают само покрытие и снег. Раскосы обеспечивают устойчивость фонаря и сопротивление ветровой нагрузке.

Световой фонарь продольной конструкции обычно имеет вид фонарной панели, которую полностью изготавливают в заводских условиях из легкого профиля для стоек и ригелей остекления. В нижней части панели ставят раскосы, поэтому она может воспринимать любую нагрузку, связанную с остеклением и бортовыми плитами.

Изготовление светового фонаря следует начинать с проработки узлов его примыкания к покрытию кровли, поскольку конструкция должна быть полностью герметичной.

Стеклопакеты в этих конструкциях изготавливают и собирают (согласно ГОСТам) из закаленного внешнего стекла, внутреннего стекла из триплекса . Внутри профилей можно заложить проводку, что дает возможность подключить затем обогрев стеклопакетов. Для крепления стекла к металлу обычно используют специальные крепежные элементы, походящие на пауков, – спайдеры. Заказав полностью элементы зенитного фонаря у надежного поставщика, далее его можно собрать и установить на место самостоятельно, это будет весьма рациональным решением. Применяемые материалы и комплектующие для проведения монтажных работ по установке зенитного фонаря должны отвечать европейскому стандарту качества, тогда стеклянный купол выдержит значительную нагрузку, будет пожароустойчив и абсолютно надежен.

Для работы на стеклянной крыше необходим трап, состоящий из нескольких досок. Общая ширина трапа примерно 50 – 60 см, с одной стороны на доски нужно набить поперечные бруски сечением 4 x 4 или 6 x 6 см, расположив их на расстоянии 25 – 30 см один от другого. Эти бруски будут служить подобием ступеней для передвижения во время работы. С другой стороны трапа также надо набить, но реже, поперечные бруски или доски такой длины, чтобы они перекрывали одновременно два профиля, т. е. ложились на них и удерживали трап над стеклами. На одном конце трапа прочно закрепить толстый брусок или крючки, с помощью которых можно цеплять трап за конек крыши или фонаря.

В принципе, процесс остекления плоской крыши похож работу по остеклению фасадов. В металлических переплетах заранее, в процессе изготовления, необходимо просверлить отверстия нужного диаметра для вставки штырей или шплинтов. Если стекло крепят с помощью штапиков, то в отверстиях следует нарезать резьбу для винтов. Для остекления плоской крыши используют стекло толщиной 5 – 6 мм, надо заранее нарезать стекла нужных размеров в необходимом количестве.

Сами стекла уложить краями на достаточно широкие опоры переплетов, способ их укладки и крепления должен исключить вероятность срывания их ветром. Каркас стеклянной кровли должен быть устроен так, чтобы замену разбитых стекол можно было произвести по возможности легко. Укладку первых стекол нужно начинать снизу, постепенно передвигаясь к верху крыши. При этом верхнее стекло из второго ряда должно перекрывать лежащее ниже стекло внахлестку, желаемый заход 25 мм и больше. Такая укладка стекла убережет места стыка от протекания воды и сохранит тепло.

Если остекление крыши выполнять на деревянной конструкции, то можно класть стекло на слой постельной замазки, упирая в специально укреп ленный упорный бортик на раме, который предохранит стекло от сползания. Можно закрепить стекло скобками, нарезанными из кровельной оцинкованной стали полосками шириной 20 мм, длиной 80 – 120 мм. Сначала у заготовки нужно загнуть только один конец, второй конец скобки загнуть уже на стекле. Крепление скобками придает стеклянному покрытию монолитность и повышает его долговечность, поскольку стекла не вибрируют от ветра и не бьются.

Вставляя стекла на замазке в металлических переплетах, желательно крепить их клиновыми зажимами, сделанными из кровельной оцинкованной стали толщиной 0,5 – 0,7 мм. Зажимы требуются двух типов: для левого и правого крепления. Излишки выдавленной постельной замазки надо срезать и пригладить место крепления. Скобки с наружной стороны и высохшую замазку рекомендуется закрасить масляной краской. Уложив стекла в первом пролете, передвинуть трап на следующий пролет и продолжить укладку стекла.

При монтаже следует уделять большое внимание работе со стыками, которые в обязательном порядке надо герметизировать. Четкое и неукоснительное следование правилам монтажа стеклянных крыш позволяет им служить своим владельцам значительно дольше, чем традиционные железо и бетон, при этом они будут выглядеть гораздо современней и привлекательней.