A locui in armonie cu natura
O gradina de iarna permite o viata in mijlocul naturii, fara a fi expus si intemperiilor, confera un sentiment de siguranta oferind in acelasi timp si o vedere de panorama, lumina si libertate.
Cand au fost construite primele sere in Anglia, acum aproape 300 de ani, nimeni nu si-a inchipuit cat de importante aveau sa devina aceste "aripi din sticla" in constructii. Serele gandite initial drept adaposturi iernatice pentru plante exotice au devenit cu timpul extensii complexe ale spatiilor locative. Dar, s-a mai pastrat un lucru comun cu serele de altadata: folosirea caldurii solare sub ocrotirea sticlei.
Povestea de succes de un sfert de veac a corpurilor de cladiri din sticla este insa relativ recenta, dar dezvoltarea continua in ciuda evolutiei generale a constructiilor arata limpede: gradinile de iarna sunt din ce in ce mai la moda. Fie ca se urmareste demonstrarea pozitiei proprii fata de armonia cladirilor cu mediul inconjurator, sau se subliniaza constientizarea importantei luminii naturale, fie ca se doreste sporirea valorii cladirii, pentru a se consola pentru concedii pierdute sau pentru a treia masina neachizitionata sau - pur si simplu - pentru a crea un mediu casnic cat mai confortabil, cunoscut si sub termeni precum "cocooning". Entuziasmul pentru gradini de iarna face ca multi constructori sa uite de spiritul economicos uzual.
Protectie solara
Dorinta de lumina si soare este veche de cand lumea. Daca in trecut limitele erau de natura tehnica sau financiara si impuneau vitrificatii de dimensiuni mici cu valori mici de translucenta, vitrificatiile de astazi ne dezvaluie adevarata problema: in spatele geamului, atmosfera se incalzeste foarte mult.
Este adevarat ca omul este inzestrat cu o capacitate de izolare termica, cu o adaptabilitate fara egal, ceea ce ii permite sa suporte - in anumite conditii si cu imbracamintea potrivita - temperaturi intre -50°C si +50°C, iar intr-o sauna chiar de peste +100°C. Dar, pentru confort, limitele sunt mult mai stranse. Cei mai multi oameni se simt bine la temperaturi intre 18 si 23°C. Atunci cand doriti sa va relaxati pe plaja, sunt acceptate si temperaturi ceva mai ridicate.
Motivul incalzirii accelerate in spatele geamului este unul destul de simplu: soarele emite un spectru diferentiat de unde scurte. Stratul de ozon aflat la o altitudine de 20 pana la 50 de km, filtreaza o mare parte din undele scurte incarcate cu energie (cum ar fi razele ultraviolete, care cauzeaza cancerul epidermic). In atmosfera mai sunt filtrate diferentiat undele razelor solare de catre condens, dioxid de carbon, gaz metan sau dioxid de azot, astfel incat se realizeaza dispersarea variabila a radiatiei solare. In zonele Germaniei, la o radiatie dinspre zenit, se ajunge astfel la incarcaturi energetice de maxim 1374W/m2, in general insa de pana la 1200 W/m2. Intensitatea radiatiei poate fi redusa aproape la o treime, daca cerul este acoperit de nori.
Emisia luminii solare este transmisa in mare parte de sticla normala float (vezi imaginea 1). Curba superioara reprezinta emisia spectrala a luminii solare, dupa ce aceasta a fost filtrata de catre atmosfera. Curba de jos arata partea de radiatie care ramane dupa trecerea de un geam float cu o grosime de 4 mm. Zona portocalie este absorbita de geam si transformata in energie termica. Raportat la intensitatea totala a radiatiei, vorbim in cazul geamului float netratat de 7% la o grosime de 3 mm si 34% la un geam cu o grosime de 19 mm. La un geam tratat de aceeasi grosime se reduce la o cincime.
Daca radiatia intalneste in calea ei corpuri solide sau mai ales de culoare inchisa, ea este absorbita corespunzator. Rezultatul este acela, ca aceste corpuri se incalzesc emanand la randul lor o radiatie (body radiation), care insa merge pe unde lungi. In functie de temperatura proprie a corpului lungimea de unda a varfului de emisie este intre 6000 si 7000 nanometri. Dar si un simplu pahar din sticla este transparent pentru radiatii cu o lungime de unda de doar 3200 nanometri, astfel ca se produce un adevarat blocaj termic. Se vorbeste si de un efect de sera (de altfel, totul functioneaza la fel intre pamant si spatiu cosmic cu gazele de sera precum CO2). Geamuri speciale de izolare termica, ce reflecta undele lungi de infrarosu amplifica acest efect. Pentru a incalzi confortabil si durabil un spatiu cu vitrificatii mari ajunge de multe ori radiatia solara timp de o ora.
Dat fiind ca reflectarea directa a energiei este foarte limitata, energia termica stocata in spatiul inchis poate fi transportata in afara doar indirect prin geam, prin reflectarea caldurii proprie a geamului si prin convectie in zona suprafetei geamului. Straturi pe geamuri termoizolante cu emisie redusa au ca efect suplimentar mentinerea reflectiei infrarosii la cote reduse, ceea ce insa in cazul unei temperaturi de interior ridicate impreuna cu radiatia solara poate avea tocmai efect negativ.
Cu atat mai importanta este - pe langa izolarea termica din interior, cunoscuta in general datorita reglementarilor ample de economisire energetica - si izolarea termica exterioara, protectia solara.
Pentru a evita supraincalzirea, la o orientare spre sud, coeficientul total de transportare a energiei g total (rezultat din valoarea g si factorul de reductie pentru masuri de protectie solara de Fc=1,0, daca nu exista nici o protectie solara) nu ar trebui sa depaseasca 20%. Exista deja geam izolator cu protectie solara cu o valoare g care se apropie de acest prag, dar acest lucru este strans legat de o pierdere mare a luminii naturale, lucru ce se remarca mai ales pe timp de iarna. La folosirea unui astfel de geam ar avea de suferit insa tocmai plantele cultivate de regula intr-o astfel de gradina de iarna.
Pentru a realiza un compromis bun pentru exploatarea pe intreaga perioada a anului, se recomanda masuri temporare de protectie solara. Dat fiind ca un copac ce ar putea oferi umbra de multe ori nu se afla la locul dorit, putem alege masuri de constructie. Pe langa lamele de tabla, plase de metal sau sisteme din tevi cu zabrele se mai recomanda pentru gradinile de iarna o serie de sisteme de protectie solara pe baza textila montabile atat in interior cat si pe exterior. In ceea ce priveste eficienta, sistemele parasolare de exterior sunt fara indoiala imbatabile, probleme constituind doar rezistenta la vant (stabilitate de regula doar pana la o viteza a vantului de 4 pana la 6 m/s) si tendinta de murdarire. Sistemele de interior in schimb au ca efect o supraincalzire ale straturilor de aer dintre geam si material textil, care poate fi combatuta de multe doar de sisteme foarte performante de ventilatie, ceea ce presupune o manipulare automata. Aceasta combinatie este legata atat de o reducere a spatiului (inaltime redusa sub acoperisuri din sticla, spatiu restrans in spatele vitrificatiilor perpendiculare) cat si de "sindromul insectelor moarte" - insectele sunt atrase in masa in acest spatiu si mor asfixiate de caldura.
Practicabilitate
De cate ori nu s-a intamplat ca o gradina de iarna construita perfect din punct de vedere tehnic sa devina subiect de cearta, pentru ca beneficiarul a plantat diverse plante care si-au pierdut culoarea dupa doar cateva saptamani sau s-au vestejit de tot. Motivul: o mare parte din invelisul unei gradini de iarna este din sticla. Dar, sticla nu e totdeauna egal cu sticla. Prevederile uzuale pentru izolarea termica au distras atentia de la protectia plantelor. Daca beneficiarul a informat constructorul in prealabil despre intentia de a cultiva plante in gradina de iarna, atunci conditiile de folosinta pentru acesta trebuie incluse in contract sau in caietul tehnic, pentru ca toate plantele reactioneaza cantitativ la intensitatea radiatiei, durata ei, unghiul de iradiere si in mod calitativ la componenta spectrala a luminii. Plantele sunt in stare sa absoarba radiatiile de diferite lungimi de unda cu fotoreceptori speciali, transform andu-le in diverse procese fotochimice. Este cunoscut faptul ca procesul de fotosinteza se petrece in clorofile (partile verzi), xantofile (cele galben-portocalii) si in carotinoide (componentele portocalii-rosii). Aici se asimileaza dioxidul de carbon sub influenta energiei solare, care actioneaza cu apa si cu diferite substante organice din pam ant, devenind astfel hidrati de carbon (cum ar fi glucide sau amidon). Astfel se elibereaza oxigen. Acest proces imbogateste planta, ea creste.
In libertate, plantele au intregul spectru al luminii solare la dispozitie. Se deosebesc plantele de lumina, care cresc din plin numai expuse la lumina solara, de cele de umbra, care nu necesita decat un loc mai umbros pentru a creste. In Germania se realizeaza o luminozitate de aproape de 100 de kilolux (1 klx = 1000 Lumen/m2) cand lumineaza soarele puternic. Aceasta corespunde unei iradiatii de circa 1,2 kW/m2;(valoare masurata in Germania in a doua jumatate a lunii iunie, la amiaza, sub cer liber). Dar si in zile de vara cu nori se mai inregistreaza valori de pana la 30 klx.
Spectrul de actiune al fotosintezei plantelor nu se regaseste in intreaga radiatie solara, ci numai in banda de lungimi de unda de la 400 la 700 nm. Aceasta radiatie activa fotosintetic, sau PAR (photosynthetic active radiation) reprezinta doar circa 30% din intreaga radiatie, astfel ca la radiatia perpendiculara se realizeaza o valoare PAR de maxim 360 W/m2. Plantele au insa o sensibilitate diferita in acest spectru.
Printr-o filtrare selectiva de catre geam a radiatiei naturale se poate modifica mediul spectral de radiatie al plantelor.
Dar sa nu uitam de om, ca beneficiar al gradinii de iarna. Cu toate avantajele geamului alb pentru plante, nu ar trebui sa uitam: radiatia ultravioleta B de unda scurta (320 pana la 390 nm) patrunde mai adanc sub piele si poate afecta astfel si venele. Aceasta influenta a razelor avantajate de geamul alb (85% transmisie!) este - conform celor mai recente studii medicale - in cea mai mare masura responsabila de efectele de imbatranire a pielii, de cancerul epidermic si de reactiile adverse la soare. Un beneficiar al unei gradini de iarna din geam alb trebuie prin urmare sa se protejeze impotriva soarelui la fel ca si cand ar sta afara. Pe langa unguentele cu protectie solara, mai constituie o solutie si statul sub parasolare.
Alegerea componentelor ca sarcina de proiectare
De multe ori, cele mai diverse firme construiesc o anexa din sticla ce nu justifica neaparat denumirea de gradina de iarna. Pe langa aspectele de ordin pur static, mai raman nerespectate de multe ori si concepte de baza ale fizicii in proiectare si punerea in opera. Rezultatul poate fi o limitare in exploatare sub forma de locuri neetanse, supraincalzire, condens s.a. sau chiar imposibilitatea totala de a folosi gradina de iarna. De multe ori s-a scris despre asta in presa de specialitate. De aceea este important tocmai in domeniul gradinilor de iarna, ca proiectarea sa fie considerata baza succesului de catre producatorii de gradini de iarna.
Cerintele fata de sistemul de profile folosite sunt cele de baza, din punct de vedere fizic si tehnic, si anume: termoizolarea, etanseitate la apa cu o aerisire concomitenta a faltului geamului precum si posibilitatea de dispersie a sarcinii. Optica trebuie sa se situeze, din punctul de vedere al beneficiarului, intre "discret" si "dragut". Profilele obisnuite de astazi pot respecta aceste cerinte in mare parte fara nicio problema. Diversitatea insa este foarte mare.
In cazul unor sarcini statice foarte mari, in combinatie cu cerinta unor structuri portante filigrane cu vitrificatii mari, de multe ori se recomanda alegerea unor constructii din otel, din profile de otel obisnuite sau din forme individuale sudate, ceea ce ofera si o creativitate crescuta.
In zonele in care esteticul joaca un rol important s-au etalat constructiile cu profile din lemn. Caldura naturala si confortul lemnului nobil confera o atmosfera aparte, combinand-o cu o inalta calitate arhitectonica.
Sistemele clasice de profile din aluminiu sunt practice in prelucrare, dar nu respecta totdeauna cele mai inalte standarde in ceea ce priveste statica, design-ul si estetica. In schimb, ele permit realizarea de structuri la preturi competitive.
Odata ce s-a ales sistemul de profile, se trece la vitrificatii. De la acestea se asteapta in primul rand o termoizolare buna, o protectie solara optima precum si proprietati necesare de siguranta si protectie precum rezistenta la efractie. La acestea se mai adauga calitati cum ar fi posibilitatea de curatire, opacitate variabila sau proprietati decorative cum ar fi imprimeuri serigrafice, folii colorate etc.
Dat fiind ca de doar de cativa ani se poate folosi geam monostrat securizat ca si material de constructii, conform listei de materiale de constructii partea A, sub numarul curent 11.4.2, la aceasta se mai adauga din august 2006, odata cu aparitia regulilor tehnice pentru folosirea de geam linear (TRLV), si o reglementare tehnica independenta de uzabilitate. Inainte un astfel de produs se regasea doar in aprobari de constructie generale precum cele pentru vitrificatii de parapeti deschise. Intre timp a mai aparut in legislatie si un geam cu pastrare la cald cu productie supravegheata la distanta.
Noua TRLV prevede ca la toate vitrificatiile verticale incepand cu o inaltime de 4 m, acolo unde persoane pot ajunge direct la sau sub geam, sa nu se mai foloseasca geam monostrat securizat simplu pentru geamuri monolitice, ci doar geam securizat cu pastrare la cald. Aceasta este valabil mai ales in cazurile cand stratul de geam este parte a unui geam izolant. Iar 4 m este in zilele noastre o inaltime atipica pentru o gradina de iarna.
Peter Kasper
