Любые растения — овощные или плодовые культуры, декоративные деревья и т.д. — могут выращиваться только в определенных климатических условиях с приемлемым для них диапазоном температуры и влажности. Создать для них благоприятную среду помогают грамотно устроенные теплицы, оранжереи и зимние сады, позволяющие круглый год собирать урожай и наслаждаться видом экзотов.
Зимний сад голландской компании weinor. Растения, создающие уют и ощущение вечно длящегося лета, расставлены в кадках на полу
Сначала попробуем разобраться в терминологии. Различные словари и энциклопедии дают следующие определения. Оранжерея — теплое застекленное помещение для разведения и содержания зимой теплолюбивых растений. Теплица находится вне дома и служит для выращивания растений. Зимний сад — отапливаемое помещение с естественным освещением, предназначенное для размещения южных экзотических и комнатных растений. Нередко зимний сад примыкает к дому и выглядит как веранда или продолжение гостиной.
Оранжерея в садах ирландского замка Бирр Касл (Birr Castle), широко известных в мире большой коллекцией редких растений
То есть теплица — утилитарное сооружение, используемое для выращивания урожая независимо от погодных условий и смены сезонов. Зимний сад не предназначен для сельскохозяйственных посадок. У него другие задачи — услаждать взор и радовать хозяев круглогодичной близостью к природе. А вот оранжерея в зависимости от желания владельца может выполнять функции и теплицы, и зимнего сада. Отсюда следует, что архитектурно и конструктивно эти сооружения схожи. Различие только в их назначении. Одни владельцы выращивают там агрокультуры, другие — растения субтропического происхождения. Современные технологии предоставляют практически неограниченные возможности обустройства зимнего сада, вплоть до сооружения в нем, например, искусственного водоема с теплолюбивыми рыбками.
Теплица с разноуровневыми приподнятыми грядками
Простейший вариант индивидуальной теплицы знаком, наверное, каждому — это летний парник, увеличивающий продолжительность теплого сезона: посадку, например, огурцов или помидоров там начинают раньше, а урожай собирают позже. Основные части парника — каркас (сборный или стационарный) и прозрачная кровля из полиэтиленовой пленки или остекленная. Относительно большие сооружения иногда оборудуют простыми системами полива. Вентилируют парники, отворачивая пленку или открывая специально предусмотренные «форточки» остекленных окон. Отопление в них отсутствует — источником обогрева служит естественное солнечное тепло.
В теплице цветы обычно выращивают в отдельных горшочках, установленных на полках
Если пользоваться теплицей планируется круглый год, то сложность конструкции многократно возрастает. Для поддержания в теплице или зимнем саду комфортных климатических условий (как правило, с температурой 20–25°С и относительной влажностью 60%) требуется наличие систем освещения, полива, вентиляции, контроля влажности и, безусловно, отопления. Ключевое значение имеет правильная теплоизоляция сооружения, основные элементы которого — вертикальное остекление (стены), наклонное остекление (крыша) и открывающиеся элементы (двери, окна, фрамуги). Для обустройства теплиц используют одно- и двухкамерные стеклопакеты. Учитывая, что способы и средства отопления перечисленных выше объектов применяются одни и те же, будем говорить об оранжереях, упоминая и особенности, присущие теплицам и зимним садам.
Оптимальный микроклимат в оранжерее Hartley Botanic (Великобритания) создается с помощью фрамуг в стеклянных стенах и крыше
Жидкостные системы отопления
Рынок предлагает разнообразное оборудование для обогрева оранжереи, и выбирать систему отопления необходимо еще на этапе проектирования сооружения. Наиболее распространенная из них — водяная. Теплоносителем чаще всего служит вода, хотя возможно применение и специальных незамерзающих жидкостей для систем теплоснабжения (автомобильные антифризы здесь не годятся).
Один из вариантов зимнего сада со столиком и стульями в окружении растений, выращиваемых в отдельных кадках
Нагретый теплоноситель поступает по полимерному или стальному трубопроводу в оранжерею и распределяется по трем основным зонам: верхней (под карнизами), средней (на стойках каркаса) и нижней (на глубине около 10 см по периметру сооружения). Для подогрева почвы трубы укладывают на глубине около 50 см с шагом около 25 см на слой дренирующего утеплителя (например, песка) толщиной около 30 см.
Хозяева этого зимнего сада имеют возможность комфортно отдыхать в окружении множества цветов в любое время года
Такой прогрев почвы трубами по принципу «теплого пола» вполне способен создать нужный микроклимат в оранжерее. Если же его мощности недостаточно, то применяют дополнительные отопительные приборы — радиаторы и конвекторы, которые располагают вдоль стен сооружения. В качестве теплогенератора используется уже установленный в доме котел, как правило, газовый.
Отопительные контуры оранжереи и основного здания разделяются с помощью дополнительного теплообменника, обеспечивающего независимое регулирование температуры теплоносителя по показаниям размещенных в помещениях датчиков. Если котел многоконтурный, то можно обойтись без такого теплообменника. Если мощность котла недостаточна для обогрева оранжереи (например, когда ее наличие не было предусмотрено проектом дома), необходимое количество тепла получают от дополнительного настенного или напольного водогрейного котла. Его мощность рассчитывается исходя из площади оранжереи и ее теплопотерь. Такой котел может служить только для отопления оранжереи или выступать в качестве дополнительного теплогенератора при его включении в общую систему отопления дома.
Вентилятор для нагнетания воздуха между двумя слоями полиэтиленовой пленки, которая образует
крышу теплицы
В отдельно стоящую оранжерею нагретый теплоноситель от установленного в доме котла поступает по утепленной теплотрассе. Ее сооружают на глубине от 1,5 м, прокладывая теплоизолированную металлополимерную трубу в бетонном канале, гидроизолированном и заполненном керамзитом или другим утеплителем.
Система водяного отопления оранжереи эффективно работает даже в регионах с суровым климатом. Однако она не лишена недостатков, к которым относятся трудоемкость монтажа и необходимость применения дополнительного оборудования, включая трубы, циркуляционные насосы, запорную и расширительную арматуру, датчики температуры, термостаты и т.д., что увеличивает сумму капитальных вложений.
Электродвигатель с приводом, открывающим вентиляционное окно
Воздушное отопление
В регионах с относительно умеренным климатом, где зимняя температура не опускается ниже –20°С, возможно устройство воздушного отопления оранжерей, основные элементы которого — воздухонагреватель, работающий обычно на жидком топливе или газе, и воздуховоды: жесткие (стальные или оцинкованные) и гибкие (алюминиевые, стальные или полимерные). Перераспределение теплого воздуха в оранжерее обеспечивается рециркуляционными вентиляторами.
Количество солнечных лучей, проникающих в оранжерею сквозь стеклянные крышу и стены, приходится иногда ограничивать
В этой системе отопления применяют также электрические тепловентиляторы.
Если зимний сад примыкает к дому, источником тепла может служить уже установленный в доме газовый или жидкотопливный воздухонагреватель или печь, передача тепла от которых также производится с помощью воздуховодов.
Тепловые насосы «воздух-воздух» (кондиционеры с функцией обогрева) — удобное решение для организации отопления не только пристроенного к дому зимнего сада, но и отдельно стоящей оранжереи. В модельных рядах ведущих фирм имеются тепловые насосы в так называемом северном исполнении — с пониженной границей минимальной температуры наружного воздуха.
Слева: магистраль, по которой теплоноситель поступает к теплому полу, обогревающему грядки, размещают вдоль стены. Справа: в оранжереях и зимних садах используются и теплые полы в виде матов с пленочными резистивными элементами
Существенное преимущество тепловых насосов перед другими электрическими теплогенераторами — высокая эффективность, позволяющая получать до 3–5 кВт тепла на 1 кВт потребленной электроэнергии. Современный тепловой насос типа «воздух-воздух» относительно прост в монтаже, имеет высокую степень автоматизации и широкий набор режимов работы.
У воздушного отопления малая инерционность, позволяющая быстро повысить температуру до требуемого значения. Но из-за недостаточной мощности его часто комбинируют с другими источниками тепла.
Термостат системы отопления оранжереи, автоматически поддерживающий заданную температуру, оптимальную для растений
Инфракрасные излучатели
Потолочные инфракрасные обогреватели (газовые и электрические) широко применяются для отопления оранжерей. Особенность инфракрасного отопления в том, что излучение этой длины волны не поглощается воздухом, а передается непосредственно нагреваемым поверхностям (именно по такому принципу «работает» Солнце), от которых уже нагревается воздух. Инфракрасные обогреватели позволяют достаточно просто организовать несколько температурных зон для выращивания в одной теплице растений с различными требованиями к климату.
Электрические инфракрасные излучатели компактны и проще в монтаже, чем газовые. Но их эксплуатация дороже из-за относительно высокой стоимости электроэнергии.
Электронагреватель, использующий конвекционный и радиационный способы обогрева, безопасно размещен на деревянном полу зимнего сада
Электрический кабель
Электрическая кабельная система подогрева грунта также может служить дополнительным средством отопления оранжереи. Такая система аналогична «теплым полам», но имеет свои особенности монтажа. Чтобы избежать пересушивания почвы, в оранжереях используют резистивный кабель мощностью не более 15 Вт/м. На слой водостойкой теплоизоляции насыпают слой песка толщиной около 20 см, в который и укладывают кабель с шагом около 15 см. Чтобы защитить его от повреждений при садовых работах, поверх песка размещают металлическую сетку, отделяющую кабель от плодородного грунта. Иногда используют бетонную стяжку, повышающую теплоотдачу, но увеличивающую стоимость монтажных работ.
Владельцы этой оранжереи поместили растения в горшки, расставленные на возвышении посредине помещения
Другое применение электрического нагревательного кабеля — подогрев водопровода, подающего в оранжерею воду для полива (если он проложен недостаточно глубоко и есть опасность его замерзания), а также предотвращение обледенения стеклянной крыши. В последнем случае кабель, мощность которого регулируется в зависимости от температуры и влажности наружного воздуха, укладывают по периметру крыши, вдоль стропил, в желобах и водостоках. Такая мера препятствует образованию снежных наносов и наледи.
Из электрических средств отопления надо также упомянуть конвекторы и масляные обогреватели, которые подходят для небольших оранжерей. Однако их распространение сдерживается высокой стоимостью электрической энергии.
Зимний сад частного дома в Англии выполняет также функции гостиной и столовой, стирая границы между окружающей природой и «домом-крепостью»
Умный сад
В оранжерее или зимнем саду, где счастливые домовладельцы не только выращивают цветы или ягоды, но и проводят немало времени, отдыхая в любую погоду, круглый год, наряду с отоплением требуются и другие системы — освещения (продолжительность светового дня важна для процесса фотосинтеза растений), полива, вентиляции (обеспечивая воздухообмен, она также снижает выпадение конденсата), контроля влажности, а также управления. Такая оснащенность современной оранжереи позволяет интегрировать ее в систему «Умный дом», которая с помощью датчиков температуры, освещенности, влажности воздуха и почвы автоматически поддерживает оптимальный для выращиваемых культур климатический режим.
Cалат-латук высаживают непосредственно в почву
Зимний сад вполне можно пристроить к уже заселенному дому. Однако предпочтительнее предусмотреть его наличие еще в проекте самого здания — тогда они будут гармонично объединены в одно целое как с инженерно-технической, так и с эстетической точек зрения.
