• 7.1. Изгороди
  • 7.2. Дачный гараж
  • 7.3. Элегантные теплицы
  • 7.4. Почем немного солнца?
  • 7. ОБУСТРОЙСТВО УЧАСТКА

    7.1. Изгороди

    Как известно, театр начинается с вешалки. Ну а садовый или дачный участок? Разумеется – с внешнего ограждения. А потому каких только изгородей, заборов и оград не описано в соответствующей литературе. Еще большее их разнообразие существует в реальной жизни. Поэтому не будем здесь останавливаться на давно известных, традиционных конструкциях, а рассмотрим несколько неожиданных, в чем-то оригинальных решений.

    Забор – водопровод. Металлические ограды далеко не новость. Не в диковинку и использование для них стальных труб, в частности, отслуживших свои срок водопроводных. Тут все яснее ясного: трубы большего диаметра – столбы, а прочие сгодятся на остальные конструкционные элементы.

    Но задался же вопросом москвич Я. Л. Клейнберг: а если трубы водопроводные, пусть даже и б/у, то почему бы не задействовать их в водопроводе? Ведь в первую очередь ограда окружает сад и огород, проблему полива которых все равно надо как-то решать.

    Оригинальным ответом на этот вопрос и послужила конструкция, воплощенная автором идеи на практике (рис. 7.1). При этом правило «все гениальное просто» сработало и на этот раз. Секцию ограды образуют, как обычно, два столба 1, закрепленные в грунте, на чем и кончается вся традиционность конструкции. Силовая рама секции выполнена из подкосов 2 (трубы малого диаметра), нижние концы которых приварены к столбам, а верхние соединены (также сваркой) с гильзой 3 – трубой несколько большего диаметра, чем та, что используется для водопровода. Собственно водопроводная труба 4 в составе секции проходит через соответствующие отверстия 5 в столбах и охватывается гильзой 3.

    Рис. 7.1. Конструкция металлической ограды из труб: 1 – опорные столбы; 2 – подкосы; 3 – гильза; 4 – верхняя поперечина; 5 – отверстия в опорных столбах; 6 – тройники (муфты); 7 – патрубок; 8 – нижняя поперечина; 9 – вертикальные водопроводные трубы воротных створов; 10 – соединительные уголки; 11 – крепежные хомуты


    Сборка отдельных труб в общий трубопровод осуществляется либо резьбовыми муфтами, либо тройниками 6. В последнем случае патрубок 7 используется для присоединения поливочного шланга. Таким образом, каждая труба 4 в пределах обычной секции зафиксирована в трех местах, причем крепление производится не «точечно», а на определенной базе. На образованную столбами и трубой 4 П-образную раму и навешивается собственно ограждение, например, металлическая сетка. В длинных секциях для крепления сетки снизу нужны элементы 8, которые, в частности, могут быть выполнены из полосового железа или уголка. Но при наличии такой возможности можно сделать их и из труб, и тогда получится вторая нитка водопровода.

    В секциях, образующих воротные или калиточные створы, для поднятия верхней поперечины водопроводные трубы 9 состыковываются уголками 10, а для фиксации получающейся рамы на силовых столбах используются традиционные крепежные элементы, например, хомуты 11. Полученная в итоге конструкция обладает целым рядом положительных качеств, и в первую очередь – технологичностью. Особенно следует подчеркнуть, что сварочные работы производятся только на силовой раме. Дело в том, что сварка трубопроводов требует самой высокой квалификации, поскольку сварные швы должны быть не только герметичными, но и выдерживать давление магистрали. Требуемой квалификации, скорей всего, у домашнего мастера не окажется. Но она в данном случае и не нужна, так как водопровод собран из прямых отрезков труб. Это значит, что их не только легче подобрать из исходного материала, но и не надо гнуть, что существенно упрощает всю работу.

    Рациональная последовательность монтажа ограды такова. После установки столбов в них выполняются отверстия под трубы. Для этого можно использовать сначала сварку – прожигаются отверстия, которые затем доводятся до требуемых размеров, например, электродрелью с комплектом шарожек (металлических и абразивных). При этом небольшой обрезок водопроводной трубы послужит в качестве проходного калибра. В отверстия вставляется технологическая труба («скалка») с надетой на нее гильзой. Соединяемые детали (столбы, раскосы, гильза) пригоняются друг к другу, фиксируются прихватками и после проверки и уточнения взаимного положения свариваются. После этого «скалка» вынимается, а вместо нее устанавливается очередной отрезок водопроводной трубы. Работа существенно упростится, если использовать «скалку» длиной в две секции. Тогда ее не нужно будет вынимать из каждой секции, а достаточно передвинуть в последующую. Кроме того, при этом гораздо легче выдержать ровную линию при прокладке трубопровода.

    Понятно, что любой мастер, взявший идею на вооружение, воплотит ее в чем-то по-своему. Но на что следует обратить внимание? В первую очередь – на заготовку деталей для силовых рам. Их лучше подгонять, что называется, «по месту», ибо при установке столбов уход их от намеченного положения неизбежен и, если те же раскосы нарезать заранее, выдержать при сборке (сварке) требуемые размеры рам просто не удастся. То же касается и отверстий в трубах, поскольку они должны быть соосны с гильзами. Полезно несколько увеличить диаметры отверстий по сравнению с номинально необходимыми, что при прокладке трубопровода позволит компенсировать некоторые неизбежные погрешности изготовления всей конструкции. Это, пожалуй, и есть самые тонкие моменты сборки.

    Идея весьма плодотворна и в плане творческого развития. Можно, например, снабдив верхнюю поперечину воротной секции тройниками с душевыми распылителями, получить импровизированную автомобильную мойку, легко упростить подвод воды к бане, рукомойнику и т. п. Имея двухтрубный водопровод, резонно одну нить использовать для наиболее распространенной артезианской воды, а другую – для дождевой. Да мало ли еще что можно придумать и сделать с использованием воды, которая окажется на садовом или дачном участке всегда рядом.

    Одним столбом меньше. В каждую изгородь встраивают ворота и калитку. Наиболее распространен вариант, когда они расположены радом, что и понятно: нерезонно пешеходу пользоваться воротами, и тем более калитка – не для автотранспорта. В условиях садового участка это плохо тем, что увеличивается ширина воротного створа, а значит, уменьшается площадь участка, которая включена в хозяйственный оборот, ведь напротив ворот должен быть проезд, а напротив калитки – проход. Весьма желательно поэтому объединить проезд с проходом, а значит – ворота с калиткой. Задача эта решается изготовлением ворот из двух разновеликих створок (рис. 7.2). Створка-калитка может быть выполнена в традиционном стиле, а воротная створка снабжена дополнительными откидными стойками-упорами 5, шарнирно закрепленными на каркасе створки 3. Шарнир представляет собой приваренное к створке кольцо (или полукольцо) 8, плоскость которого горизонтальна, и продетые в него проушины (полуколец), приваренные к примыкающим к шарниру концам откидных стоек-упоров 5. Такой шарнир просто изготовить из трех связанных звеньев цепи, соединив среднее звено со створкой, а к крайним приварив стойки.

    Практика показала, что пользоваться такими воротами очень удобно. При въезде на участок автомобиля открывают обе створки.

    Рис. 7.2. Конструкция ворот с калиткой: 1 – столбы ограды; 2 – створка калитки; 3 – створка ворот; 4 – петли; 5 – откидные стойки-упоры; 6 – верхняя задвижка; 7 – нижняя задвижка; 8 – кольца шарнира; 9 – крючки; 10 – петля верхней задвижки


    Стойки 5 при этом откинуты, а при необходимости могут служить для фиксации воротной створки в положении «открыто». Автомобиль занял свое место на участке, а калиткой можно пользоваться для прохода. Для этого воротную створку возвращают в положение «закрыто», а стойки 5 ставят в указанное на рисунке положение. Тем самым примыкающий к калитке край воротной створки жестко фиксируют в пространстве, и функционально он заменяет собой столб ограды, от которого данная конструкция и позволила отказаться.

    Пользование калиткой (в частности, ее задвижками) остается обычным. При длительном отсутствии хозяев стойки 5 могут быть зафиксированы на крючках 9, т. е. в положении, показанном на рисунке пунктиром. Это дополнительно укрепляет стык створок, что немаловажно, например, для противостояния снежным наносам.

    Калитка «От себя – от себя». Обычно калитку делают открывающейся в одну сторону. И если при входе или выходе ее надо тянуть к себе, то почти наверняка приходится себя преодолевать – есть что-то противоестественное в движении, которое называется «пятиться задом». Отсюда понятно желание иметь калитку, всегда (независимо от того, туда идем или обратно) открывающуюся «от себя». Есть еще одно слабое место у калиток: они требуют неразъемных петель, иначе ее и открывать не надо – «бери да уноси».

    Решить обе проблемы оказалось возможным при помощи простой конструкции крепления калитки в металлическом (сварном) исполнении. На рис. 7.3 в плане сплошной линией показано положение «закрыто», а пунктиром – «открыто». Углы а и |3 означают углы открытия наружу и внутрь соответственно. Изменяя взаимное положение упора-ограничителя и рамы калитки, например, в закрытом положении, можно менять соотношение углов а и |3 (а = |3, а] |3). Последний вариант соотношения углов открытия калитки оказался очень полезным. В реально имевшем место случае такая калитка вошла в состав предыдущей конструкции (одним столбом меньше). Но тогда при въезде-выезде автомобиля калитка является и воротной створкой. С учетом того, что улица, примыкающая к границе участка, оказалась слишком узкой, именно специально подобранное соотношение углов а] |3 позволило организовать приемлемые и въезд-выезд, и проход.

    При монтаже выбранное положение упора-ограничителя отмечается на столбе мелом, после чего на нем сваркой фиксируются петли с таким расчетом, чтобы ось петли совпадала с угловым ребром упора-ограничителя, установка которого на место является завершающей операцией. Между верхушкой петли упором-ограничителем обеспечивается зазор б, в пределах которого возможно вертикальное перемещение створки калитки. Аналогичное решение нетрудно использовать и для случая деревянной конструкции калитки на деревянном же столбе.

    Рис. 7.3. Конструкция калитки: 1 – столб (стальная труба); 2 – петля; 3 – упор-ограничитель; 4 – элемент рамы калитки


    «Заборный цикл». Не будем перечислять функции изгородей, ибо они общеизвестны. Но в каждом конкретном случае стоит задуматься над вопросом: какая изгородь нужна? Ответ на этот вопрос определяет все – от номенклатуры и количества потребных материалов до полной сметы производства работ. Но при этом изгородь всегда остается изгородью. А можно ли ее снабдить еще какой-нибудь полезной функцией? Давайте посмотрим.

    Получаемые при обрезке плодовых деревьев и кустарников в процессе ухода за садом ветки обычно сжигают. Такая утилизация требует определенной организации и трудозатрат: необходимо иметь специальные дворовые мусоросжигательные печи, ветки сжигают, как правило, сырыми (не хранить же горы этих веток на и без того тесном участке), и, наконец, приходится в горячую весеннюю пору тратить время на избавление от этих «неуютных» отходов. Традиция эта вполне понятна – ведь что-что, а ветки строевым материалом никак не назовешь.

    В то же время давно известна конструкция, в которой успешно используется нестроевая древесина – это плетень. Правда, при ориентировании изготовления плетеня на «собственные» ресурсы возникает проблема слег: их надо либо добывать в лесу (что неэтично), либо чем-то заменять. Оказалось, что и тут есть возможность утилизации отходов, но уже строительных – металлических.

    На практике реализована следующая конструкция: в пролетах между опорными столбами изгороди были установлены металлические сварные рамы (рис. 7.4), в которые и заплетены ветки (очень хороши оказались от «черноплодки», но годятся практически любые).

    Так как рамы не создают общий зрительный образ изгороди, а после установки могут быть фактически полностью закрыты густым плетением веток, соседние рамы можно делать по-разному и из различного материала. Годятся старые трубы, пруток, различный по размеру уголок и т. п. Готовые рамы имеет смысл покрасить зеленой или коричневой, например масляной, краской.

    Рис. 7.4. Конструкция рам плетня: 1 – плетень-прототип и плетень на металлической раме; 2 – варианты рам из различных материалов


    При изготовлении такой изгороди можно организовать своеобразный заборный цикл. Во-первых, сами секции делать поочередно, исходя из наличия потребного материала, т. е. строительных отходов. Во-вторых, ветки в плетне могут служить несколько лет, после чего становятся кондиционным топливом (а точнее, идеальной растопкой) для печей жилых построек.

    В-третьих, процесс замены ветвей в плетне по времени не превосходит утилизации свежесрезанных ветвей и, кроме того, не сопровождается обильным и весьма неприятным задымлением. Это значит, что, периодически обновляя изгородь, можно получать еще и кондиционное топливо, которым сырые ветви никак не являются.

    В простейшем варианте (при отсутствии сварки и наличии подходящих по размерам металлических элементов) можно обойтись просто слегами из них (по аналогии с плетнем-прототипом).

    7.2. Дачный гараж

    Зададимся вопросом – есть ли специфика именно в дачном гараже? И, поразмыслив, приходим к выводу – да, есть. Действительно, каким он должен быть? Все зависит от того, что мы от него хотим и что мы готовы сделать для достижения желаемого. Возможны разные типы дачных гаражей: маркизы, карпорты, тенты, пристройки и т. д. Различным может быть и оснащение, и дополнительные функции. Нужна ли, например, в дачном гараже смотровая яма? Ведь ее сооружение зачастую связано с солидными затратами (и материала, и труда). Ремонт же с ее использованием в любом случае лучше производить на месте стационарного базирования, то есть в городе, если дачный участок таковым не является. Далеко не всегда нужно также, чтобы дачный гараж был теплым. Зато хотелось бы, чтобы он занимал как можно меньше места, пригодного для иного использования на дачном или садовом участке, чтобы затраты на его сооружение были минимальны и (есть такое желание) чтобы он имел переменную вместительность, например, на случай приезда гостей на своем автомобиле.

    Относительно внутреннего устройства гаража следует заметить, что нужно решительно отказаться от чрезмерного количества полок для автозапчастей и расходных материалов автомобильного назначения. Зато есть резон приспособить свободные объемы для хранения садово-огородного инвентаря, длинномерного стройматериала (в приемлемых количествах) и пр. Наконец, как внутри, так и снаружи постройка должна быть приятна на вид, не надо забывать, что она расположена в зоне вашего отдыха. Оказалось, что перечисленные требования к дачному гаражу, включая и «экзотические», удовлетворить вполне реально. Внешне такой гараж выглядит вполне традиционно для дачного строительства.

    Но особенности в нем, разумеется, есть, и первая – исполнение наружных ворот «глухими» снаружи, то есть не имеющими ни внешних запоров, ни традиционной калитки. Следовательно, такие ворота снабжены лишь внутренними запорами. Минимизация занимаемой площади и затрат (как по материалам, так и по трудоемкости изготовления) определяется уже выполнением гаража в виде пристройки к дому. Из компоновки следует, что строительство состоит из возведения стенки, параллельной наружной стене дома, сооружения воротного фасада и односкатной крыши.

    Еще надо как-то разобраться с задней (обращенной во двор) стенкой. Стало быть, удовлетворение остальных требований к гаражу зависит от того, как это сделать. Вот на этом и остановимся подробней.

    Строительство следует начать с изготовления фундамента под стенку гаража, параллельную стене дома и удаленную от нее на расстояние, равное планируемой ширине гаража. Изготовление и монтаж каркаса гаража начинаем с нижней обвязки (рис. 7.5). Ее удобно выполнить в виде деревянного уголка, который сразу же после сборки можно уложить на столбики. Угловые стойки изготавливаются также в виде уголка из двух разновеликих досок, в то время как промежуточные (боковые) стойки выполняются в виде Т-образного профиля. Верхняя обвязка делается просто из доски «на ребро», аналогично выполнены и стропила, которые устанавливаются на верхнюю обвязку с помощью паза на нижнем их конце. Верхний конец стропил соединяется внахлест с элементами каркаса дома, специально выпущенными наружу. Сборка каркаса гаража завершается монтажом балок, замыкающих оба фронтона.

    При ширине гаража от 3 м и более недостаточно жесткие стропила (кроме фронтонных) могут быть подкреплены затяжками (см. рис. 7.5), которые не только придают интерьеру гаража особый шарм, но и являются весьма функциональными. Эти затяжки изготавливают из досок толщиной 50 мм, идущих на каркас, и обшивочной доски (толщиной 25 мм). Размеры сооружения каждый застройщик выбирает индивидуально, поэтому они на рисунке не указаны. Посредством паза, имеющегося на верхнем конце, затяжки соединяются со стропилами, а нижние концы всех затяжек опираются на горизонтально пришитую к внешней стене дома доску.

    Собранный каркас можно обшивать обрезными досками: боковую стенку – вертикально, а стропила – располагаемыми вдоль гаража. При обшивке доски желательно сплачивать как можно сильнее. Доступные взору изнутри гаража поверхности всех досок (включая обшивочные) следует тщательно прострогать. Тогда обрешетка образует красивый потолок, а обшивка стенки является и внутренней отделкой, и основанием для наружного покрытия, например, кровельным железом. При этом длина досок выбирается такой, чтобы их нижние торцы не доходили до уровня грунта на 100 – 150 мм. Образовавшийся нижний зазор перекрывается металлической обшивкой. По обрешетке настилается кровля любым имеющимся в наличии материалом. Фронтоны обшиваются аналогично боковой стенке, при этом утилизируются остатки и досок, и кровельного железа. Поэтому фронтоны обшиваются в последнюю очередь.

    Рис. 7.5. Гараж-пристройка


    Наружные ворота могут быть изготовлены традиционным способом, например сварными из уголка и листовой стали. В этом случае целесообразно металлические ворота смонтировать на деревянной конструкции гаража посредством дополнительного металлического уголка. При этом сочленяемые части петли закрепляются сваркой на дополнительном уголке и уголке воротной створки, а створка монтируется на каркасе в сборе с дополнительным уголком путем крепления последнего шурупами (порядка 60х5). В результате недостроенным оказывается лишь «дворовый» (обращенный во двор) фасад.

    Именно здесь-то и кроется второе, более радикальное отличие, и заключается оно в снабжении дворового фасада воротной створкой, аналогичной той, что устанавливается на весьма распространенных нынче гаражах-«ракушках». Разница лишь в том, что в открытом положении створка не убирается полностью, а фиксируется в положении, когда она образует козырек (рис. 7.6). Не станем подробно останавливаться на конструкции воротной створки, ибо она широко доступна для обозрения (гаражи-«ракушки»). Заметим лишь, что оптимальным является ее изготовление из гофрированного кровельного железа (металлического «шифера»); в противном случае строителю придется бороться с излишним весом створки и ее недостаточной жесткостью.

    Рассмотрим подробнее систему подвески и фиксации створки, поскольку ее достоинство – чрезвычайная простота изготовления и монтажа. Основой системы явились направляющие (рис. 7.7), выполненные из швеллера (сваренного из двух уголков) с приваренными к нему по концам уголками – фиксаторами крайних положений. Направляющие могут быть снабжены также приваренными уголками с закрепленными на них осями, на которых установлены с возможностью вращения профилированные направляющие ролики. Аналогичным узлом (роликом на оси) снабжена створка. На рисунке видно, что уголок створки в процессе ее открытия опирается на направляющий ролик. Для реализации кинематической схемы движения и фиксации створки направляющие должны быть закреплены на силовых элементах каркаса (шурупами 5х60) строго параллельно друг другу в одной горизонтальной плоскости.

    Рис. 7.6. Конструктивная схема гаража переменной емкости

    Рис. 7.7. Конструкция дворовых ворот гаража


    Фиксация створки как в положении «открыто», так и в положении «закрыто» происходит «сама собой» при соблюдении указанных на рис. 7.7 соотношений размеров а и Ь, а также сие. При этом размеры а и b определяют положение опорного ролика на направляющей, а с и d – положение упоров на стойках воротного проема. Закрытая воротная створка может качаться вокруг этих упоров, как на оси, а потому запираются ворота фиксацией нижней кромки воротной створки.

    Помимо всего прочего, отметим, что вся конструкция унифицирована по исходному материалу – уголку. Из него выполнены и наружные ворота, а это, в конечном итоге, удешевляет и упрощает строительство в целом. Воротная створка может быть снабжена наружными запорами (при выполнении во всю ширину дворового фасада), но может сочетаться и с входной дверью, что иногда предпочтительнее.

    По поводу пола следует заметить, что поскольку он никак не завязан конструктивно с другими элементами гаража, его можно сделать любым: земляным, насыпным (гравием с песком), кирпичным, из тротуарных плит и т. п. Важно при его сооружении выдержать одно условие – не слишком поднимать уровень пола над естественным уровнем грунта. Может возникнуть вопрос: – а стоит ли овчинка выделки? Практика эксплуатации описанного гаража в течение ряда лет показала – безусловно, стоит. Во-первых, оказалось, что при открытой дворовой воротной створке в гараж легко помещается два автомобиля (см. рис. 7.6), при этом первый въехавший в наружные ворота автомобиль частично выезжает из внутренних ворот (во двор), оказываясь при этом частью в гараже, а частью – под навесом (наружные ворота закрываются).

    Во-вторых, при открытой дворовой створке и при отсутствии пиковой нагрузки гаража свободная его площадь прекрасно используется, например, для хранения с частым использованием тяжелого оборудования, как-то: сварочного трансформатора, бетономешалки, насоса и т. п. Установленные на тележке агрегаты буквально «выдергиваются» из гаража в случае нужды в них, благо гараж, в отличие от других надворных построек, не имеет поднятого над землей пола. Иными словами, свободная площадь гаража используется как крытая часть двора со всеми вытекающими отсюда возможностями.

    В-третьих, сооруженные на затяжках полки (см. рис. 7.5) весьма удобны для хранения длинномерного стройматериала (опять же при загрузке-выгрузке его через дворовые ворота). В-четвертых, уникальную возможность предоставляет такой гараж для обработки длинномерного материала (конечно, при отсутствии в нем автомобиля), ведь поставив посреди гаража станок и открыв наружные и внутренние ворота, вы имеете крытый «цех», через который протаскиваете материал любой необходимой длины (рис. 7.8). Думается, что каждый застройщик, построив такой дачный гараж, сможет пополнить список его достоинств, найдя другие варианты полезного использования.

    Рис. 7.8. Использование гаража для обработки длинномерного материала

    7.3. Элегантные теплицы

    Привычно утилитарная функция теплиц как бы изначально не предполагает их использования для эстетического оформления дачных или садовых участков. А между тем вполне возможно применение близких по форме к полусфере парников в качестве элементов архитектурного оформления участка. Поскольку размеры их могут быть весьма различны (тут и парники поменьше – для отдельных цветочных клумб, и теплицы солидных размеров – для выращивания овощных культур), то уже само их количество и взаимное расположение является средством художественного оформления территории.

    С функциональной точки зрения «сферические» укрытия привлекают повышенным соотношением площадей, занятых растениями и необходимых для проходов. Они экономичны, так как на единицу объема требуют минимума площади ограждения, а значит, и минимума конструкционных материалов. Почему же при таких преимуществах куполообразные постройки (в частности, теплицы) не получили сколько-нибудь широкого распространения в индивидуальных хозяйствах? Очевидно, потому, что до настоящего времени неизвестны простые конструкция и технология изготовления, которые позволили бы построить их в условиях домашней мастерской, то есть доступными умельцам средствами.

    Из правильных многогранников наилучшим образом приближаются к сфере додекаэдр и икосаэдр (рис. 7.9). Их характеристики, интересующие конструктора, приведены в табл. 6.

    Сравним эти характеристики. Интересно, что полное число ребер у этих двух многогранников одинаково. Конструктивно ребра могут быть сделаны каждым умельцем, исходя из собственных возможностей: это трубки из различных материалов (металл, пластик), деревянные стержни, уголок и т. п. Длина ребер, а значит, и размеры всего сооружения могут быть разными. При равных а ( здесь и далее – длина ребра) – у додекаэдра более чем вдвое больше площадь полной поверхности и более чем втрое – объем. Больше у него и число вершин (20 против 12 у икосаэдра), однако в каждой вершине додекаэдра сходится три ребра, в то время как у икосаэдра – пять.

    Геометрия эта нужна нам для того, чтобы выбрать тип многогранника для изготовления конструкции. Если с ребрами (см. выше) все ясно, то остается лишь найти приемлемую конструкцию вершины, которая объединяла бы их под нужными углами. Возможные варианты конструкции таких узлов обоих многогранников приведены на рис. 7.10 (а и б для икосаэдра, в и г для додекаэдра). Видно, что в основе конструкции лежат сварные пирамиды: с тремя боковыми гранями для додекаэдра и пятью – для икосаэдра. В основе определения геометрических характеристик этих пирамид лежат довольно громоздкие расчеты, которые за неимением места опустим, а сразу воспользуемся их результатами.

    Рис. 7.9. Возможные варианты исполнения парников


    Таблица 6

    Пирамида с тремя боковыми гранями образована тремя же равнобедренными треугольниками с углом при вершине 108°, а пирамида с пятью боковыми гранями – пятью равносторонними треугольниками (рис. 7.11). Учитывая, что число узлов велико и требуется высокая точность и идентичность их изготовления (иначе конструкция может не собраться в правильную фигуру), понадобятся соответствующие приспособления – сварочные кондукторы (рис. 7.12, а, б), сделать которые нетрудно. Для изготовления кондуктора для узлов-вершин додекаэдра необходимо отрезать три одинаковых куска металлического уголка длиной, равной 1, 62хL (L – длина ребра пирамиды-вершины). Затем эти отрезки складываются на плоскости в треугольник, как показано на рис. 7.12, а, и собираются в единое целое прихватками (сварными «клепками»).

    Рис. 7.10. Варианты конструкции соединительных узлов (вершин)

    Рис. 7.11. Разметка соединительных узлов

    Рис. 7.12. Кондукторы и размещение в них боковых граней соединительных узлов


    Высоту вертикальных полок уголков перед их сборкой следует довести до размера h=0,394хL. В полученный кондуктор вершинами к центру вкладываются заготовки граней пирамиды. Если с размерами все в порядке, заготовки (треугольники) сойдутся вершинами в центре и сомкнутся ребрами по всей длине без нахлестов и зазоров. При необходимости высоту вертикальных полок уже собранного кондуктора можно увеличить подкладками под горизонтальные полки или уменьшить, например, на точильном станке (возможно и размещение регулировочных подкладок в центральной части плоскости, ограниченной кондуктором).

    Пирамиду нужно сваривать, не вынимая ее из кондуктора. Технология изготовления узлов (вершин) для икосаэдров аналогична, с той лишь разницей, что кондуктор (правильный пятиугольник) составляется из пяти отрезков уголка длиной L с высотой вертикальной полки h = 0,524хL (см. рис. 7.12, б). Заготовки же боковых граней (см. рис. 7.11) представляют собой равносторонние треугольники с длиной стороны L. Для проверки правильности геометрии пирамид, полученных в результате сварки, можно воспользоваться угловыми шаблонами (рис. 7.13), с помощью которых контролируются углы между гранями пирамид.

    Трубчатыми элементами узлы снабжаются по одному из двух вариантов (см. рис. 7.10). Сваривают их (по вариантам а и в) в тех же кондукторах, что и пирамиды. В процессе изготовления узлов и после окончательной их сборки сварные швы следует зачищать, а готовые узлы предохранить от коррозии атмосферостойким покрытием. Сколько и каких узлов надо иметь для изготовления каркаса строения в каждом конкретном случае? Если в основе купола лежит додекаэдр, то полным его имеет смысл делать лишь для небольших парников, то есть требуются табличные числа узлов (вершин) и ребер (см. табл. 6).

    При строительстве теплиц «солидных» размеров резонно сделать купол в виде многогранника с отсеченной нижней частью. Тогда общее число необходимых узлов и ребер уменьшается на 5, еще пять узлов видоизменяются (в них соединяются по четыре ребра, два из которых длиной 1,62ха лежат в горизонтальной плоскости). Площадь парника составляет 4,5ха2. В случае использования икосаэдра в качестве купола общее число узлов уменьшается на 1, число ребер – на 5, а 5 узлов видоизменяются наиболее простым способом – убирается одно из пяти соединений. Площадь парника равна 1,72ха2. Для правильной сборки куполов очень желательно максимально точное изготовление узлов – вершин.

    Рис. 7.14. Крепление пленки на ребрах


    Для компенсации погрешностей изготовления (в некоторых пределах) имеются следующие возможности. Во-первых, можно до известных пределов раззазорить соединение ребер в узлах, а во-вторых, желательно иметь некоторую зону осевого перемещения ребер в узлах, что позволит компенсировать погрешности всей конструкции путем удлинения ребер. Соединить трубчатые ребра с втулками узлов наиболее просто шплинтами или «морскими болтами» на сквозных отверстиях. Если это почему-либо нежелательно, можно обойтись одним выполняемым во втулке узла резьбовым отверстием с ввернутым в него винтом. В трубке-ребре сверлится соответствующее гладкое отверстие. Размечать отверстия под фиксаторы следует в процессе пробной сборки одновременно с подгонкой элементов.

    Собранный каркас покрывают либо стеклом, либо полиэтиленовой пленкой. Трубчатый каркас, который может быть легким (алюминиевые, пластиковые, деревянные ребра), резонно покрывать полиэтиленом. И тут надо решить две проблемы: как раскроить пленку и как закрепить ее на ребрах. Наиболее прост раскрой пленки для икосаэдра. Его боковую поверхность легко закрыть одной полосой номинальной шириной 0, 87ха. Верхняя часть покрытия купола может быть в худшем случае сделана из пяти кусков в форме равносторонних треугольников с номинальным значением стороны а.

    Для крепления пленки на ребрах используются цилиндрические шайбы, полученные из разрезанных по образующим на две-три части 30 – 40 мм отрезков тех же труб, что идут на изготовление ребер (рис. 7.14). Резьбовое отверстие под винт делается в трубе, если позволяет толщина стенки. Для тонкостенных или пластмассовых труб может быть использован и винт с гайкой. Для полоски, на которую накручивается припуск пленки, подойдут жесть, фанера, пластик и т. п. Главное, чтобы длина ее равнялась длине трубки-ребра. Шайб и винтов на каждое ребро нужно три и более в зависимости от жесткости полоски и длины ребра.

    Для додекаэдра есть смысл нарезать куски сразу на две грани, тогда несколько ребер освобождаются от крепежных деталей. Крепление пленки аналогичное. Если парник-многогранник маленького размера, что исключает возможность входить внутрь, его можно сделать откидным. Для этого одно из нижних ребер нужно закрепить на основании шарнирно. Тогда для обработки площади парника достаточно просто откинуть его на шарнирах. В больших теплицах входную дверцу можно выполнить в виде одной из граней (в додекаэдре – пятиугольник, в икосаэдре – треугольник), шарнирно закрепленной на ближайшем ребре. Все, о чем говорилось выше, касается легких укрытий, которые, в частности, могут быть разборными и в межсезонье убираться.

    А можно ли сделать стационарную теплицу-купол с остеклением? Оказалось, что не только можно, но во многом и проще. На рис. 7.15 приведен соединительный узел купола в виде додекаэдра. На пирамиде – вершине многогранника, сделанной, как описано выше, закрепляются металлические уголки (сваркой, болтами, заклепками). При этом полки уголка, прилегающие к граням пирамиды, образуют плоскость грани купола, которая может быть остеклена.

    Крепление стекла показано на рис. 7.15 и 7.16. В качестве крепежных подойдут винты М4 с полукруглой головкой, которых достаточно 4 – 5 шт. по длине для каждого стекла при обязательном наличии прокладки. Для облегчения всей конструкции можно использовать алюминиевый уголок. Такую конструкцию целесообразно собирать, начиная с верхней части, наращивая пояс за поясом и сразу окончательно скрепляя ребра с вершинами. Завершая тему о таких необычных, но вполне реальных парниках, упомянем о вентиляции, что очень важно.

    Рис. 7.15. Соединительный узел и крепление стекла

    Рис. 7.16. Крепление стекла

    Рис. 7.17. Крепление стекла


    Для парников с шарнирным креплением одного из ребер основания можно, например, организовать откидывание купола на некоторый угол с целью проветривания, если температура в парнике чрезмерно повысилась. В больших теплицах легко реализуется схема с открыванием пары окон для обеспечения приточно-вытяжной вентиляции (рис. 7.17). В заключение остается обратить внимание на весьма важное свойство описанных конструкций и технологии – их сравнительно низкую (по отношению к традиционным) трудоемкость. Получается, что на пути реализации стольких очевидных преимуществ купольных укрытий лежит всего лишь навсего барьер традиционности, преодолеть который, безусловно, стоит.

    7.4. Почем немного солнца?

    Идея использования солнечной энергии для обогрева жилья и получения горячей воды для других хозяйственных нужд далеко не нова. За рубежом, например, десятилетиями существуют и в настоящее время процветают фирмы, поставляющие на потребительский рынок высокоэффективное оборудование для гелиоустановок бытового назначения. По данным печати, только в Европе потребление солнечной энергии по сравнению с 1987 годом возросло более чем в 10 раз. Обусловлено это не только и даже не столько тем, что энергия эта, дескать, дармовая, а в гораздо большей степени отношением граждан к охране окружающей среды, поскольку уж солнечная-то энергия является действительно экологически чистой.

    В недавнем прошлом промышленностью выпускалось подобное оборудование и у нас, но в основном в соответствующей литературе приводились описания многочисленных бытовых гелиоустановок, реально изготовленных некоторыми умельцами и вполне доступных для изготовления другими. Сложилась некая классическая схема таких установок (рис. 7.18), в обязательном порядке содержащих коллектор (поглотитель солнечной энергии) и термоаккумулятор (накопитель тепла), соединенные в контур трубопроводами. В качестве теплоносителя чаще всего предлагается вода, для заполнения и слива которой система должна иметь соответствующие устройства, которые могут быть разными в зависимости от того, расходная (потребляется горячая вода) или безрасходная (замкнутый контур отопления) система.

    Возникает вопрос: почему же, если все так ясно и просто, солнечные установки не наблюдаются на каждом доме, ведь энергия при этом, как говорится, достается даром? Попробуем разобраться с этим вопросом.

    Возможных конкретных воплощений гелиоустановок много: есть автономные мини-установки (рис. 7.19), есть даже компактные отопительные системы (рис. 7.20), кто-то предлагает контур на водопроводных трубах, кто-то рекомендует использовать (для коллекторов в частности) тонкостенные стальные или медные трубы (и в этом есть резон). Одних только коллекторов существует великое множество – от простейших – с применением шланга (поз. 1, 2, 3 на рис. 7.21) до изготовленных с использованием сложнейших технологий (поз. 7, 8). Но сложились и решения, буквально кочующие из описания в описание. Больше всего это относится к самым сложным узлам – коллекторам. Традиционно это плоский ящик с остекленной верхней гранью. В нем находится нагреватель теплоносителя: чаще всего трубчатый – либо змеевик, либо подводящий и отводящий патрубки, соединенные системой параллельных трубок. Внутренняя поверхность ящика, как правило, зачернена, а боковые стенки и днище – теплоизолированы.

    Рис. 7.18. Типичная схема гелиоустановки: 1 – днище корпуса коллектора; 2 – рама корпуса коллектора; 3 – теплоизоляция; 4 – трубчатый коллектор; 5 – зачерненная поверхность; 6 – стекло; 7 – штапики

    Рис. 7.19. Автономная мини-водогрейка: 1 – бак; 2 – рама корпуса коллектора; 3 – теплоизоляция; 4 – трубчатый змеевик; 5 – крепежный лист; 6 – стекло

    Рис. 7.20. Компактная отопительная установка


    Рассмотрим назначение всех элементов конструкции. Ящик – это корпус узла, которого без корпуса вроде бы и нет. Стекло закрывает внутреннюю полость корпуса от атмосферных влияний и пропускает в коллектор лучистую энергию, ради поглощения которой все и делается. А можно ли без стекла? В принципе можно, но что станет с конструкцией, если ее будет заливать дождевая вода? Кроме того, стекло выполняет еще одну роль: оно снижает потери тепла коллектором за счет охлаждения его наружным воздухом (вспомним парник). Черное покрытие внутри ящика служит для повышения поглощательной способности коллектора – увеличения «усвоения» пришедшей на данную площадь лучистой энергии. Теплоизоляция снижает теплопотери с незастекленной части корпуса коллектора.

    Рис. 7.21. Различные солнечные коллекторы: 1-е использованием резинового шланга; 2-е использованием шланга на гофрированной кровле; 3-е использованием шланга на металлической кровле; 4 – трубчатый коллектор; 5 – панельный коллектор; 6 – плоский коллектор; 7 – коллектор на тепловых трубах; 8 – высокоэффективный трубчатый коллектор


    И повышение поглощательной способности, и снижение теплопотерь коллектора повышают его «равновесную» температуру. Что это такое? Поскольку на освещенную солнцем поверхность падает поток лучистой энергии[1] , часть которой этой поверхностью поглощается, температура ее должна расти. Вопрос: до какого значения? Если бы энергия только поглощалась, то до бесконечности. Однако этого не происходит потому, что идет не только поглощение энергии, но и ее сброс. В нашем случае энергия тратится частично с пользой – греется вода, а частично бесполезно рассеивается в окружающую среду (теплопотери). Сброс тепла с поверхности тем больше, чем выше ее температура. Если поглощение энергии больше, чем ее сброс, температура поверхности растет. Но тогда растет и сброс – до тех пор, пока не сравняется с поглощением при температуре, которая и называется «равновесной». Попросту говоря, это та температура любой реальной поверхности, до которой она нагреется на солнце.

    Теплоноситель (воду) в контуре в принципе можно нагреть до равновесной температуры коллектора за вычетом некоторого температурного перепада, величина которого определяется совершенством конструкции гелиоустановки в целом. Чем выше качество коллектора, тем выше его равновесная температура, меньше достижимый температурный перепад и выше КПД – доля полезного тепла. Но именно достижение наилучших значений этих показателей и сопряжено с наибольшими затратами – хорошие коллекторы очень дороги, что и сдерживает их широкое распространение.

    При желании же изготовить качественный коллектор также не удастся избежать значительных материальных и трудозатрат. Для их определения необходимо в первую очередь оценить параметры установки в целом. И тут главным, пожалуй, является вопрос о ее мощности, величина которой определяется хозяйственными нуждами, на удовлетворение которых нацелена гелиоустановка. Если отапливается дом, то какой: площадь ограждений, качество их теплоизоляции и т. п. Если потребляется подогретая вода – то ее температура и расход.

    Мощность установки в первую очередь определяет потребную площадь коллектора, которая, кроме того, зависит еще от КПД установки в целом. Вопрос о КПД гелиоустановок довольно специальный и требует отдельного разговора, на что отвлекаться не будем. Отметим лишь, что для достижения его высоких значений (у коллекторов 85% и выше) промышленность использует специальные материалы и технологии, что недостижимо в условиях «домашнего» производства. Поэтому, если достичь КПД самодельной установки 50%, что очень хорошо, можно рассчитывать на получение полезных 400 – 500 Вт с 1 м2при самых благоприятных условиях. Это означает, что для получения мощности в 2 кВт (современный электрический чайник) нужно иметь 4 – 5 м2площади коллектора. Если учесть, что нынешние весьма экономичные коллекторы иностранного производства имеют конструкционную массу порядка 25 кг/м2, то легко представить себе, сколько же будет весить самодельный аналог, например, на водопроводных трубах.

    Теперь посмотрим, что нам даст такая мощность установки. В случае с чайником все ясно: за несколько минут 1, 5 – 2 л воды доводятся до кипения. Но если не ставить перед гелиоустановкой такой задачи (из-за дороговизны ее решения), а задаться целью просто греть воду, что гораздо проще? Допустим, что мощность 2 кВт установка будет выдавать в течение 6 часов светового дня. Тогда запасенная энергия при всех наших допущениях составит 12 кВтч или 10 320 ккал. Если система заправлена 200 л воды, то эта энергия может поднять ее температуру на 51, 6 0С от исходного значения, при условии, конечно, что температура горячей воды не превзойдет равновесную температуру коллектора. Тем же теплом 300 л воды нагреются на 34, 4 0С, а 400 л – на 25, 8 0С. При этом понятно, что ухудшение рассмотренных нами параметров установки: площади и КПД коллектора, времени облучения и т. п. – приведет к снижению полученных результатов. Заметим также, что дешевле нагревать воду до более низких значений температуры, т. к. конструкция коллектора при этом проще.

    Однако в любом случае она остается слишком сложной: тут и корпус, и герметичные соединения труб, и черная поверхность, и теплоизоляция, и остекление. Все это обеспечивается соответствующими наборами материалов и технологических операций. Хорошо бы было от всего этого отказаться, но из литературы следует – иначе нельзя. А так ли это?

    Давно замечено, что кровля, из чего бы она ни была, в солнечные дни нагревается так, что именно от нее теплоизолируют мансардные помещения. Ясно, что кровля «в силу своего положения» уже является солнечным коллектором, поскольку хотим мы этого или не хотим, а лучистую энергию она поглощает. Кроме того, площадь кровли, как правило, несоизмерима с площадью промышленно изготавливаемых модулей коллекторов (1, 5 – 2 м2), которые объединяются в систему в зависимости от желаемой мощности.

    Другое дело, что равновесная температура кровли по сравнению с этой же температурой высокоэффективного коллектора промышленного изготовления невысока. Но если такие коллекторы, а значит, и нагреваемая в них вода, обходятся дорого, то, может быть, есть смысл использовать действительно «дармовое» тепло кровли (или другой греющейся на солнце поверхности) для получения менее нагретой воды, отказавшись от изготовления традиционных коллекторов?

    Замечено также, что в брошенном как попало на садовом участке шланге для полива вода в солнечные дни нагревается так, что при подаче воды из водопровода, пока она дойдет до среза шланга, можно успеть принять сначала горячий, а затем и теплый душ. Поскольку такой шланг лежит и в тени, и на земле, равновесная температура его невысока, а о КПД «системы» говорить в этом случае не приходится. И то, и другое существенно возрастает при размещении шланга на крыше, в результате чего получается простейший, но отнюдь не плохой коллектор. Концы шланга подсоединяются к бочке – термоаккумулятору, и вся система готова. При этом отпадают все (весьма многочисленные) технологические операции, остаются лишь возможные сращивания шланга (операция тривиальная) и крепление его на крыше (кстати, коллекторы, какие бы они ни были, крепить тоже надо, что при их массе может вызвать осложнения).

    Простейшая конструкция крепления сложенного в змеевик шланга на кровле из волнистых листов приведена на рис. 7.22. Видно, что помещенный во впадинах гофров кровли змеевик вполне надежно укрепляется двумя горизонтальными поперечинами 2, которые могут фиксироваться крепежом листов кровли (например, шиферными гвоздями). Правда, в этом, самом простом случае при монтаже и демонтаже шланга его придется протягивать, как иголку с ниткой, через все занимаемые им гофры, что не очень удобно. Чтобы избежать этого, поперечины можно сделать съемными, закрепляя их на зафиксированных на обрешетке шпильках или болтах 4 с гайками. Монтаж коллектора (шланга) при этом заключается в навешивании на шпильки верхних петель змеевика с последующей фиксацией и верхних, и нижних петель прижимными поперечинами.

    Строго говоря, в этом случае мы имеем коллектор, которого как бы и нет: ведь крыша существует и выполняет свои функции сама по себе, а шланг можно снять в любой момент и использовать для других целей. Просто объединенные в определенный момент креплением, они выполняют новую функцию – солнечного коллектора, хотя и простейшего. Такая «несуществующая» конструкция не требует не только изготовления, но и эксплуатационных затрат (как средств, так и времени), что, безусловно, большое достоинство, как и простота сезонных монтажа и демонтажа. Еще одним плюсом является заведомо большая площадь коллектора – крыши, для которой к тому же не требуется никакой ящик (корпус).

    Недостатком же конструкции, как уже говорилось, является относительно небольшая равновесная температура. Но и этот недостаток оборачивается положительной стороной, если учесть, что в качестве водогрейных трубок используется обыкновенный шланг – резиновый или пластмассовый, который, кстати, и красить-то не надо. На поперечины сгодится буквально все, что может оказаться в хозяйстве под рукой: стальные или алюминиевые полосы или уголки (серьезный долговременный вариант), деревянные рейки (штакетник) или просто жерди, наконец, проволока или даже веревка, способная выдержать один летний сезон на крыше. Все дело в креплении, которое сложностей не представляет.

    Но вот вопрос: а можно ли в таком простейшем варианте конструкции коллектора поднять равновесную температуру? Оказалось, что можно, и при минимальных же дополнительных затратах. Если площадь, занимаемую «коллектором», дополнительно покрыть рубероидом, увеличится поглощательная способность. Уменьшить «воздушные» потери тепла легко, если воспользоваться полиэтиленовым рукавом, в отдельные куски которого помещаются по несколько рядом расположенных петель змеевика (рис. 7.22). Каждый полученный таким образом пакет-секция фиксируется теми же прижимными рейками.

    Вариант конструкции аналогичного «коллектора» для плоской кровли, например из металлических листов, представлен на рис. 7.23. Здесь в качестве элементов крепления шланга (змеевика) используются стоячие фальцы соединения листов, к которым болтами 05 – 6 мм легко прикрепить, например, отрезки уголка 1. На них с некоторым натягом фиксируются петли змеевика. Эта конструкция тоже может иметь прижимные планки и снабжаться полиэтиленовыми пакетами, а также совмещаться с подложкой из рубероида. Нетрудно разместить такой «коллектор» и на вертикальной освещенной солнцем поверхности, и на поверхности любого другого типа. Главное: какую-то часть тепла солнца можно легко использовать без особых хлопот и затрат, в чем и желаем вам успехов.

    Рис. 7.22. Коллектор из шланга на гофрированной кровле: 1 – резиновые прокладки; 2 – прижимная рейка; 3 – полиэтиленовая пленка; 4 – болт с гайкой; 5 – рубероид; 6 – шланг; 7 – шифер; 8 – обрешетка кровли; 9 – толевая подложка

    Рис. 7.23. Коллектор из шланга на металлической кровле: 1 – уголок крепления; 2 – шланг; 3 – кровля







     


    Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Добавить материал | Нашёл ошибку | Другие сайты | Наверх