Купольные дома или купольное домостроение относится к категории достаточно новых направлений в архитектуре. Тем не менее, жилые конструкции в виде купола имеют многовековую историю и использовались разными народностями в России.
Купольные дома или купольное домостроение относится к категории достаточно новых направлений в архитектуре
Особая форма купольных строений позволяет смело отнести такие дома к категории настоящих произведений искусства. Кроме всего прочего, купольные строения практически по всем своим параметрам превосходят традиционные кубические здания. В такой конструкции предполагается полное отсутствие потолочной части и несущих опор, что позволяет сэкономить строительные материалы и не возводить массивное основание. Основа здания может быть представлена обычным ленточным или свайным фундаментом. Применяется купольное возведение на основе современного пневмокаркаса или несъемной опалубки.
Конструкция способствует идеально равномерному распределению нагрузки. При наличии механического воздействия на любой участок возведенного сооружения обеспечивается максимально эффективное распределение её по всему массиву. Такое необычное свойство является особенно ярко выраженным в строениях на основе триангулярного каркаса. Именно конструкционные особенности купольных или так называемых полусферических строений делают их оптимальным вариантом для установки в регионах со стабильно неустойчивыми почвенно-климатическими условиями.
Особенности купольных домов (видео)
Формы домов куполообразной формы
Полусферические постройки выполняются из бетона или кирпича, а также популярностью пользуется деревянный куполообразный легковозводимый дом. Строения отличаются не только материалом, но и формой исполнения.
Популярная форма
Оригинальная, надежная и красивая постройка, которая возводится с применением нескольких четырехгранных многогранников. Правильные четырёхмерные многогранники представляют собой четырёхмерные аналоги правильных многогранников, что позволяет получить красивое, надежное и удобное в эксплуатации жилое строение с оригинальным внешним видом.
Форма икосаэдра
Постройка представляет собой практически идеальный вариант по разделению пространства на несколько отдельных векторов. Все двенадцать вершин строения располагаются по три в четырёх параллельных плоскостях , формируя в каждой из них правильный по форме треугольник. Десять вершин расположены в двух параллельных плоскостях, где образуют пару правильных пятиугольников, а другие две являются противоположными друг другу и пролегают перпендикулярном направлении.
Полусферические постройки выполняются из бетона или кирпича Минусы и плюсы купольных домов
Основные достоинства представлены:- повышенной устойчивостью к ветровым нагрузкам, что обусловлено аэродинамической формой строения;
- повышенной сейсмической устойчивостью с очень равномерным распределением нагрузок на всю каркасную плоскость;
- отсутствием необходимости возводить дорогостоящее фундаментное основание;
- свободной планировкой, без наличия ограничений в виде колон и распорок;
- внешней эстетикой и футуристическим внешним видом;
- энергетической эффективностью и улучшенной естественной конвекционной вентиляцией, позволяющей сэкономить на отоплении или вентиляции;
- оптимальными акустическими характеристиками и отсутствием проникновения в жилое пространство внешних шумов;
- доступной стоимостью при самостоятельном возведении.
Все известные на сегодняшний день недостатки носят чаще всего психологический, а также информационный характер. Особенности интерьера в сочетании с круглыми стенами, и необычная планировка не всегда привычны для человека.
Варианты дизайна купольных домов внешняя часть домов
В зависимости от дизайнерских особенностей, купольные дома могут иметь несколько вариантов выполнения внешней части строения. Куполообразные строения могут быть представлены:
- постройками выпуклого вида;
- постройками поясного типа;
- строениями с овальным куполом;
- полигональными зданиями на основе многогранников;
- полукруглыми конструкциями.
Полезная площадь полусферического строения примерно на одну треть меньше, чем здания прямоугольной формы.
Внутренняя планировка купольных домов
При планировке купольного строения необходимо учитывать несколько вполне существенных отличий от привычного интерьера. Необычная, оригинальная форма дома не накладывает на владельца какие-либо ограничения или же запреты. Благодаря необычной форме появляется возможность создания самых необычных и оригинальных интерьеров, привлекательных и удобных в плане эксплуатации. При разработке оформления следует придерживаться нескольких несложных рекомендаций:
- предметы мебель и декоративные интерьерные элементы целесообразно заказывать в соответствии с индивидуальными размерами;
- очень оригинально выглядят изготовленные на заказ картины с полукруглой формой, которые размещаются на стенах полусферического помещения;
- при выборе обстановки кабинета может использоваться деревянная мебель с элементами, точно повторяющими форму и фактуру стен;
- камин целесообразно разместить в центральной части комнаты, сделав такой отопительный прибор основным элементом композиции;
- традиционную потолочную люстру лучше всего заменить значительным количеством точечных осветительных приборов.
Особого внимания потребует монтаж разнообразных инженерных сетей и коммуникаций, которые располагаются в зависимости от формы внутренних стен и основных характеристик используемых в отделке материалов.
При планировке купольного строения необходимо учитывать несколько вполне существенных отличий от привычного интерьера Окна и двери домов куполообразной формы
Сама по себе конструкция купольных строений позволяет абсолютно без ущерба для показателей прочности осуществить замену половины элементов входными и оконными группами, а также отвести максимальное количество поверхности под процедуру остекления. В этом случае здание приобретает легкий и воздушный внешний вид.
Однако, чем большей является общая площадь остекления, тем выше вероятность тепловых потерь. Данный вопрос вполне решаем посредством установки пакетов, для изготовления которых используется специальное стекло, имеющее эффективное теплозащитное напыление или пленку. Также высокий результат может быть достигнут при замене двойного стеклопакета обычными оконными блоками с тройным типом остекления.
Остекление одноэтажного купольного дома выполняется стандартными деревянными или пластиковыми прямоугольными или треугольными окнами. Очень гармонично и экономично, а также оригинально смотрится сочетание в конструкции треугольных, пятиугольных или шестиугольных оконных блоков с двойным остеклением. Дверной проем предполагает, чаще всего, встраивание в купольную конструкцию специального тамбура.
Галерея: купольные дома (50 фото)
Материалы, применяемые для строительства купольных домов
Сферические дома полукруглой формы, как правило, представлены каркасным основанием из древесины или металлов. Самой распространенной разновидностью являются каркасы, выполняемые с использованием большого количества деталей, которые отличаются по длине. В процессе объединения такие элементы образуют сферу. Для возведения дома-сферы могут использоваться разные строительным материалы, представленные:
- древесина;
- пенобетонные блоки;
- металлические элементы;
- кирпич;
- пенополистирольные плиты;
- пенополасты;
- бетоны;
- глина.
Кирпичного типа купольные дома, а также сферические монолитные конструкции, построенные с применением пенобетона или древесины, практически ни в чем не уступают по своим основным характеристикам и показателям долговечности строениям, возведенным традиционным способом.
Презентация купольного дома (видео)
Основные этапы строительства купольного дома своими руками
Существует несколько способов выполнить купольную конструкцию дома-полусферы своими руками. Уникальное сооружение, сформированное в полушаровидной или конусовидной форме, благодаря своим конструкционным особенностям, не потребуют приобретения большого количества строительных и отделочных материалов. По внешнему виду такой дом выглядит современно и эстетично, а также естественно, как и сама природа. Строения такого типа вполне возможно возводить не только в южных районах, но и на севере.
При грамотном обустройстве такого дома тепловая эффективность способна превзойти даже самые смелые ожидания.
Составление проекта купольного дома
Самым главным условием, позволяющим возвести красивое, надежное и долговечное строение, является необходимость грамотно выполнить чертежи конструкции, а также максимально правильно осуществить расчет всех используемых строительных материалов. Проект купольного строения – обязателен , а без такой документации практически невозможно возвести сооружение в сферической форме своими руками.
При составлении проекта следует определиться с формой сферического дома, которая может быть представлена формой икосаэдра или простыми многогранниками. Первый вариант, в настоящее время, является наиболее рациональным и позволяет грамотно разделить всё пространство на несколько определенных векторов, что положительно сказывается на показателях прочности строения.
Купольные дома вполне возможно возводить не только в южных районах, но и на севере Изготовление фундамента
Конкретные требования, которые предъявляются к основанию для купольного дома, отсутствуют полностью. Готовые полусферические конструкции обладают небольшим весом, поэтому здание такого типа может размещаться практически на любом виде фундамента. Однако, по мнению специалистов в строительной сфере, оптимальным является вариант использования стандартного мелкозаглубленного фундаментного основания ленточного типа.
Ленточные фундаменты представлены железобетонными конструкциями, которые располагаются по периметру возводимого купольного сооружения. Конструкция представлена арматурной сеткой или обрешеткой, а также и бетонной массой. Арматурная обрешетка выполняется из арматуры диаметром 1,2-1,4 см, обвязываемой проволокой.
После того как будет готов котлован, в него укладывается обрешетка и заливается бетонная масса. На готовое фундаментное основание накладывается гидроизолирующий слой, представленный рубероидом, что позволит предотвратить негативное воздействие влаги на конструкцию.
Готовые полусферические конструкции обладают небольшим весом, поэтому здание такого типа может размещаться практически на любом виде фундамента Возведение каркаса
Полусферические конструкции сооружаются, как правило, с применением древесины. С учётом предполагаемых нагрузок, выбирается брус с необходимым сечением. Невысокие строения можно возводить из бруса с не увеличенным сечением . Для самостоятельного возведения больших по площади куполов обязательным является применение стандартных коннекторов. Именно при помощи пятилучевых или шести лучевых коннекторов осуществляется объединение всех деревянных элементов строящейся конструкции. Коннекторы для купольных домов для защиты от появления коррозии покрываются грунтовкой и краской.
Для обустройства не слишком объёмных куполов применение коннекторов является неуместным. Если при строительстве дома своими руками и в работах по дереву есть достаточные навыки, то допускается полный отказ от использования в конструкции коннекторов. Однако, в этом случае потребуется приготовить специальные ребра жесткости, что гарантирует минимизацию получения швов при соединении всех используемых компонентов сферического строения.
Полусферические конструкции сооружаются, как правило, с применением древесины Обшивка купола
Обязательным условием получения максимально надежной и долговечной полусферической постройки является применение изоляционного слоя, в качестве которого, как правило, используется минеральная вата или вспененный полиуретан. Второй вариант достаточно прост в установке и влагоустойчив.
В качестве кровельной подложки чаше всего используются OSB-плиты на основе спрессованной древесной стружки, скрепленной синтетическими смолами. Такие плиты характеризуются достаточной прочностью и устойчивостью к значительным нагрузкам. Внешнее оформление может быть выполнено гибкой черепицей, которая способна легко принимать любую форму. Такой отделочный материал очень прост в работе и максимально быстро укладывается своими руками.
Каркас купольного дома (видео)
Завершающие работы
На заключительном этапе выполняется планировка и внутреннее обустройство, а также устанавливаются окна и двери. Планировка жилого строения купольного или полусферического типа может быть абсолютно любой. Специалисты советуют выполнять разделение имеющегося внутреннего пространства гипсокартонными листами в зависимости от задуманного декора.
Во внутренней отделке дизайнерами используются самые разнообразные строительно-отделочные материалы, которые можно сочетать и комбинировать по своему усмотрению. К обустройству инженерных сетей и коммуникационных узлов желательно привлечь специалистов. Правильно выполненную по грамотному проекту купальную конструкцию можно легко демонтировать и установить в другом месте.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
Сферические, купольные жилища известны давно — яранги, чумы, вигвамы и т.д. — построены по этому принципу. Отличаются они высокой устойчивостью и простотой возведения, чем и заслужили популярность наших предков. Но купольные дома в чистом виде, как явление современного строительства, появились не так давно — примерно во второй половине прошлого века. Когда американский ученый Фуллер разложил купольную конструкцию на простые фигуры — треугольники, из которых часто и собирается вся конструкция. Именно по этому принципу строятся многие сферические дома и сегодня.
Купольные дома: технологии и их особенности
Купольный или сферический дом — это названия одной строительной технологии. Собственно, название отражает особенность домостроения такого типа — дом не прямоугольный, а выполнен в виде полусферы. Вернее — в виде многогранника, приближающегося по внешнему виду к сфере.
Такая форма лучше выдерживает ветровые и снеговые нагрузки, при равном пятне застройки с прямоугольным, имеет больше полезной площади. Но в таком доме вряд ли найдется хотя-бы одна прямоугольная или квадратная комната. Хоть одна сторона, но будет неровной. Это усложняет планировку, отделку, выбор и установку мебели. Скорее всего, всю или большую часть обстановки, придется делать «под заказ», по собственным размерам и эскизам.
Строятся купольные дома, в основном, по каркасной технологии, так что сооружение получается легким. Каркас собирается из бруса или металлических труб, обшивается листовым строительным материалом (фанера, ОСП). Между стойками каркаса укладывается утеплитель (пенополистирол, минеральная вата, пеностекло, экологические материалы типа джута, высушенных водорослей и т.п.). То есть, кроме необычной формы, никаких новостей, материалы подбираются как для обычного каркасного дома.
Стоят купольные дома и из монолитного железобетона. Но эта технология используется нечасто, особенно в нашей стране, где пиломатериалы, порой, обходятся дешевле. Если учесть еще и необходимость хорошей теплоизоляции бетонного купола, становится понятным его непопулярность.
С каркасами купольных домов не все так просто. Существует две технологии, по которым их собирают: геодезический и стратодезический купол. Они имеют свои особенности, способные оказать влияние на ваш выбор.
Геодезический купол
Купол разделен на треугольники, из которых и собирается многогранник. Особенность этой технологии — в одной точке сходится большое количество балок. Для обеспечения их надежной фиксации используются коннекторы — специальные устройства из стали, позволяющие надежно соединять элементы несущей конструкции. Каждый из коннекторов стоит от 600 до 1500 рублей (10-25$).
Геодезический купол для сферического дома строят на основе треугольников
При том, что количество коннекторов исчисляется десятками или даже сотнями, их наличие сильно влияет на стоимость строительства. Те, кто планируют строить купольный дом своими руками, стараются обойтись без коннекторов или сделать их тоже самостоятельно. Причины понятны, но при недостаточной прочности соединения, здание при нагрузках может разрушится. Так что с экономией на этом узле надо быть очень и очень аккуратными.
Кстати, при использовании деревянных балок есть бесконнекторная технология, но сборка таких узлов требует высокого уровня плотницкого мастерства и точного исполнения. И еще: они не настолько надежны, как соединения с металлическими коннекторами.
Достоинство каркаса этого типа — устойчивая конструкция. При разрушении 35% элементов купол не разрушается. Это проверено в сейсмоактивных регионах, при ураганах. Такая устойчивость позволяет с легкостью убирать некоторое количество перемычек. То есть проем под двери, окна можно делать в любом месте, практически любого размера. Единственное, что требуется учесть — окна будут треугольные. В этой конструкции от этого никуда не деться. Для многих это критический недостаток.
Еще одна особенность — при сборке каркаса, без обшивки он имеет хорошую устойчивость к нагрузкам на скручивание, но не очень хорошо воспринимает горизонтальные нагрузки. Потому каркас сначала собирают полностью и лишь потом его обшивают.
Стратодезический купол
Купольные дома такой конструкции собираются из секций трапециедальной формы. То есть его фрагменты больше похожи на прямоугольники или квадраты. Такое строение позволяет использовать двери и окна стандартной конструкции. Для многих это — большой плюс.
Минус статодезиеского купола в том, что убирать элементы конструкции можно только после тщательного расчета и усиления прилегающих конструкций. Так что перенос двери или окна, изменение размеров возможны только после того, как будет просчитано изменение несущей способности этого участка или даже купола в целом.
Есть у этой технологии и своя особенность сборки. Каркас должен обшиваться по мере установки стоек. То есть, второй ряд стоек собирается только после того, как обшит первый, третий ряд — после того, как второй зашит листовым материалом и т.д. Это связано с тем, что в неоконченном виде — без обшивки — каркас имеет высокую несущую способность по вертикальным нагрузкам и не очень устойчив к нагрузкам на скручивание. Как только грани обшиваются, он становится очень устойчивым и надежным.
В отличие от геодезического купола, для сборки стратодезического коннектора не требуются. Вертикальные детали каркаса соединяются при помощи замков специальной формы. Горизонтальные перемычки крепятся при помощи пластины, которая фиксируется болтами, под которые укладывается металлическая накладка.
Есть еще один нюанс, который влияет на стоимость купольного дома. При раскрое листового материала для стратодезического купола остается больше обрезков, чем при устройстве геодезического. Это в некоторой степени увеличивает затраты на материалы. Но они компенсируются тем, что окна и двери используются стандартной конструкции, в они стоят дешевле, чем треугольные. В результате стоимость купола разных технологий мало чем отличается.
Преимущества и недостатки
С тем, что купольные дома выглядит необычно, спорить никто не будет. Если вы хотите иметь дом или дачу «не как у всех» и не имеете ничего против каркасного домостроения, присмотритесь к этой технологии. Решение действительно нестандартное. К тому же, говорят, экономичное. Стоимость квадратного метра начинается от 200$. Но как понимаете, это минимальная цена. Такой себе эконом вариант.
Плюсы купольных домов
Кроме необычного внешнего вида плюсы у сферических домов следующие:
По совокупности характеристик купольные дома выглядят очень привлекательны. К тому же многие говорят о том, что на постройку требуется намного меньше средств — за счет меньшей поверхности стен, идет экономия материала. По математическим выкладкам площадь стен меньше почти на треть. Но экономия если и будет, то не такой большой — стройка специфическая, с использованием специфических компонентов, которые удорожают строительство. По факту стоимость квадратного метра получается примерно такой же как при обычной формы.
Минусы
Недостатки тоже есть и они тоже довольно серьезные. Во всяком случае, стоит о них знать и принимать во внимание.
Есть еще необычная планировка, но однозначно ее отнести к недостаткам не получится. Нравятся купольные дома именно своей неординарностью. Так что нестандартная форма помещений — это, скорее, особенность, которую надо учитывать при подборе/заказе мебели и выборе отделочных материалов.
Проекты и особенности планировки
Круглое здание далеко нелегко распланировать так, чтобы было рационально, красиво, да еще и удобно. Есть несколько основных приемов, которых придерживаются большинство. Первое, что бросается в глаза, в таком доме просто не может быть коридоров. Им просто некуда вести. Это неплохо, но планировка дома становится от этого сложнее. Начнем с простого — как оформить вход в дом.
Входная группа
Для нашего климата желательно чтобы входные двери выходили в небольшое помещение, а не в большую комнату. Спасает в этом случае небольшой тамбур. О может быть выделенным из общей площади или пристроенным. Примерно те же задачи выполняет крытая веранда. Это более «цивильный» способ решить проблему.
Не всем подобный подход нравится. Сегодня в мире другие тенденции — из входной двери попадают в большой просторный холл/гостиную. Такая планировка тоже возможна, но необходимы дополнительные меры по отсечению холодного воздуха — тепловая завеса возле входа. Ее делают при помощи встраиваемых в пол конвекторов или установив возле двери несколько мощных радиаторов. Первый способ эффективнее, второй проще в исполнении. Все эти нюансы характерны и для купольных домов. С той лишь разницей, что придется поломать голову, как вписать встроенный тамбур. Два остальных способа решаются проще.
Давайте рассмотрим варианты устройства входной группы на примерах. На картинке вверху, правый проект, входные двери выходят в гостиную/столовую. Такое решение характерно для Европы и Америки. У нас постепенно приобретает популярность, но в связи с более суровым климатом часто приносит неудобства — каждое открывание дверей в зимний период приносит значительную порцию холодного воздуха, что снижает комфорт.
Вариант слева — с пристроенным тамбуром. Из тамбура два выхода — один в зимний сад, другой — в кухню/столовую. Решение не менее современное, но решена проблема поступления холодного воздуха в жилые помещения. Так что подобную идею стоит взять на вооружение.
Если тамбур решено делать встроенным, очевидно, придется выделить какую-то площадь дома. Минимально — это три квадрата (на левом проекте). Логично, если дальше будет располагаться гостиная/столовая.
Еще дин способ — выделить большую площадь и использовать ее как прихожую. Разместить тут гардероб, вешалку для вещей «на сейчас» (проект права). Если позволит площадь, можно будет установить небольшой диванчик. Для частого дома наличие прихожей — практически необходимость. Грязь и песок меньше таскаются в дом. И это — еще один довод в пользу выделенной входной группы. Пристроенной или отгороженной — это уже ваш выбор. Но помещение для входа — это удобно. Во всяком случае, в наших реалиях.
Организация пространства
Чаще всего центральная часть пространства купольного дома выделяется под помещение общего пользования. Из этой центральной зоны можно попасть во все другие комнаты, которые расположены по кругу. Вообще, центральное помещение получается неудобным, так как оно «очень проходное».
В нем не удастся расслабиться, если это гостиная, в нем не очень удобно готовить, если придет идея использовать это помещение как кухню, как столовая оно тоже не самый лучший вариант. Проекты, которые именно так используют это пространство, представлены выше. На картинке выглядит замечательно, а вот в жизни рассчитывать на камерную обстановку тут не получится. Так что проходные комнаты — не самые обитаемые.
Не самый плохой способ использования этой проходной зоны — установка лестницы. Ведь большая часть купольных домов имеет два этажа, а сюда просто просится винтовая . Только надо учесть, что если ее просто закручивать вокруг столба, пользоваться будет неудобно — слишком крутые повороты получаются. Если же конструировать лестницу по типу «колодца», ее трудно построить самостоятельно. Так что эту часть придется кому-то передоверить.
В остальном купольные дома планируются также, как и обычные. Основное правило, которое надо запомнить: чтобы инженерные системы были не очень дорогими, все «мокрые» помещения размещаются недалеко друг от друга. Расположение спален, кабинетов и других «сухих» помещений — на ваш вкус.
Видео по теме
Как бы подробно не описывали технологию, ее плюсы и минусы, точное представление получить так сложно. Значительную часть информации и впечатлений мы получаем визуально. Картинки и фото помогают лишь частично дать общее представление. Намного лучше все увидеть своими глазами в видео отзывах.
В статье мы расскажем о технологии купольного строительства, об особенностях и преимуществах купольных домов, о трёх самых известных методах возведения таких зданий. Но главное — мы познакомим вас с расчётом экономических затрат, результат которого отдал купольным домам неоспоримое преимущество.
Применение технологии купольного строительства позволяет вполовину снизить затраты на строительные материалы и втрое сократить время возведения конструкции. Решение задачи упирается только лишь в техническое переоснащение строительных площадок, ведь все необходимые материалы уже и так давно используются в строительстве. В США и странах западной Европы данная технология успешно применяется ещё с конца ХХ века. К счастью, теперь и на постсоветском пространстве заложен хороший и прочный фундамент для развития купольного домостроения .
Немного об истории происхождения
Знакомство с купольными домами стоит начать с изучения истории их возникновения. Ещё с древних времён человеку была доподлинно известна суть гармонии с окружающим миром, отчасти выраженная в форме строений. Примером тому могут послужить множественные прототипы древних жилищ, создаваемых в форме полусферы: иглу эскимосов, вигвамы североамериканских индейцев, шатры африканских племён. Множеству культов и религиозных конфессий также свойственно использовать купола в качестве элементов или основы для храмов, соборов и капелл.
В современном мире технология купольного домостроения берёт своё начало в первой половине ХХ века, когда американский инженер Ричард Фуллер запатентовал технологию строительства, способную обеспечить послевоенную Европу доступным жильём. К сожалению, идея не получила распространения, но уже через пятьдесят лет о купольных домах снова заговорили, и на этот раз — всерьёз.
Изначально обывателям стала интересна идея домов в виде полусферы только благодаря их оригинальной форме. Чуть позже люди осознали неоспоримые преимущества таких строений и их количество в современном мире постоянно растёт.
Особенности конструкции
Из-за особой формы купольные строения можно смело отнести к разряду произведений искусства. Они выглядят совсем миниатюрными, но этот образ обманчив: при внешней компактности эти дома очень просторны. Может сложиться впечатление хрупкости и ненадёжности конструкции, но привлекательный внешний вид в этом случае вовсе не подразумевает наличия технических изъянов. Купольные дома по всем параметрам превосходят обычные здания кубического типа.
Основа для возведения дома
Сама суть купольного домостроения подразумевает отсутствие потолков и несущих опор. Это даёт не только до 30% экономии на материалах стен и перекрытий: конструкция становится лёгкой и не требует массивного основания.
Очевидная экономия от постройки купольного дома видна уже на первом этапе строительства — в процессе сооружения фундамента. Облегчённое основание экономит 50% денежных средств, затрачиваемых на производство земляных и бетонных работ. В качестве основы обычно используют ленточный или свайный фундамент.
Возведение зданий на основе геодезической сферы
Первым известным методом реализации купольных построек стала технология, основанная на каркасе в виде триангулярной полусферы. Метод базируется на использовании треугольных блоков равной величины, которые с увеличением высоты всё больше наклоняют свои вершины к центру, образуя таким образом купол. При соединении блоки образуют каркас, толщиной до сорока сантиметров.
Снаружи дом отделывается прессованной целлюлозой, пропитанной битумом, металлической обшивкой или просто штукатурится. Главное требование для материалов внешней отделки — абсолютная водостойкость. С внутренней стороны стены зашиваются досками, а в качестве утеплителя используется минеральная вата средней плотности. Проблема естественного освещения в доме решается за счёт треугольных стеклопакетов в пластиковой раме, изготовленных по размерам стандартной ячейки каркаса. Если стеклопакет заключён в усиленную металлическую раму, соседния ячейки каркаса можно объединять, добиваясь нестандартной геометрической формы окна.
Особенность такого метода в том, что постройки выполняются из экологически чистых материалов. Геодезический купол сегодня используется как основа в выставочных павильонах, оранжереях и спортивных комплексах.
Другой метод возведения стал доступен относительно недавно, и обязан своим появлением стремительному развитию полимерных материалов. Эта технология является самой необычной и сложной, но именно благодаря ей время строительства дома можно сократить до минимума. Вопрос о применимости данного метода напрямую зависит от наличия в районе строительства специализированной техники: установок для распыления бетонных смесей и оборудования для установки пневматических каркасов.
В основу дома, как всегда, ложится лёгкий ленточный фундамент в форме кольца или сплошная монолитная плита. По периметру фундамента с отступом от внешней кромки в 20 см выводятся «хвосты» вертикальных элементов армирования. Прутья должны выступать не менее чем на 40 см, а расстояние между ними составляет от 30 до 50 см, в зависимости от размеров строения и диаметра стержней. Арматура применяется обязательно профильная, толщиной не менее 12 миллиметров. Задачу по расчёту бетонной конструкции и схемы её армирования лучше поручить организации, специализирующейся на архитектурном проектировании. Хотя техника строительства купольных домов и не регламентируется конкретными государственными нормативными документами, методология расчёта прочностных и технических характеристик бетонных конструкций сферической формы была установлена ещё в прошлом веке.
Следующий этап — сооружение сетки основного армирования стен. К выступающей арматуре посредством сваривания или резьбового соединения добавляются стальные стержни номинального диаметра, длина которых равна четверти длины окружности центрального сечения сферы. После наращивания стержни загибаются к оси здания, образуя купол. Обычно длину продольных прутьев выбирают с запасом, обрезая при сопряжении излишки арматуры, которые впоследствии используются для дополнительной связи элементов армирующей сетки.
В качестве концевого соединения могут быть использованы:
- кольцо с двутавровым или швеллерным профилем, если планируется сделать верхушку купола прозрачной;
- сопряжение из двух стальных листов круглой формы;
- соединительная секция в виде звезды из трубок соответствующего диаметра (количество вершин равно числу продольных элементов армирующей сетки).
Когда каркас приобрёл форму полусферы, к вертикальным прутьям добавляют поперечные путём сваривания или вязки проволокой .
В данной технологии должен быть задействован быстровозводимый пневматический каркас. Он изготавливается индивидуально и в надутом виде полностью повторяет контуры внутренней поверхности купола. В тех местах, где должны быть окна и двери, каркас имеет выступы заданной формы и размеров. Изготовление пневмокаркаса — самый затратный и сложный этап строительства, но поскольку технология вдвое сокращает расходы на сооружение, его цена полностью окупается.
Заказать каркас можно у предприятий, изготавливающих надувные батуты, быстровозводимые пневмоконструкции или водные горки. В качестве материала лучше выбрать ткань высокой плотности с латексной или поливинилхлоридной пропиткой. Стоимость каркаса составит от 50 тысяч рублей, сроки изготовления — около двух месяцев. После использования изделие вполне реально продать любой строительной компании.
Все последующие работы выполняются поэтапно:
- Пневмокаркас прочно фиксируется внутри стальной обрешётки и надувается.
- В местах расположения дверей и окон на армирующей сетке отмечаются габариты будущих проёмов по форме выступов на каркасе.
- Каркас сдувается и убирается на время проведения сварочных работ.
- По сделанной разметке арматура вырезается. Производится окантовка проёмов со всех четырёх сторон профильной арматурой в 2-3 ряда.
- Каркас обрабатывается гидрофобным составом и устанавливается на место.
Заключительный этап работ — напыление основного материала на купол. Процесс разбивается на несколько этапов: производится послойное нанесение состава с толщиной слоя от 3,5 до 8 см, в зависимости от типа материала. После того как первый слой нанесён, но ещё не застыл, в него перпендикулярно плоскости каркаса погружают специальные стержни-маяки фиксированной длины, по которым будет контролироваться толщина стен и равномерность напыления. В качестве основного материала стен может быть использован цементно-полимерный или торкрет-бетон , пенополистирол или комбинация разных материалов. Например, внешний и внутренний слои напыления делают из торкрет-бетона, обеспечивая тем самым повышенную прочность поверхности.
После окончательного застывания смеси каркас демонтируют, устраняют дефекты напыления в проёмах, на чём процесс возведения купола заканчивается.
Купольные дома на основе несъёмной опалубки и здания фабричного производства
Купольное строительство получило распространение в России во многом благодаря системам несъёмных полистирольных опалубок и сферическим зданиям блочного типа. Изначальная задача этих технологий — реализация объектов так называемого быстрого строительства. На сооружение купольных домов в этом случае уходит не более двух недель (без учёта сооружения фундамента и внутреннего обустройства).
Обе технологии имеют ряд схожих особенностей:
- Основные элементы зданий производятся в условиях домостроительных комбинатов, после чего транспортируются на объект и там собираются.
- В качестве исходного материала блоков применяется пенополистирол.
- Здания отличаются повышенной энергоэффективностью: по сути, купольный дом становится своеобразным «термосом» за счёт большого содержания в конструкции теплоизолирующих материалов. Внешняя отделка в обоих случаях производится нанесением водостойкой фасадной штукатурки.
- В качестве основания может быть использован любой тип фундамента, в том числе и облегчённое основание для каркасного дома.
- В комплекте поставки почти всегда присутствует технический проект здания и рекомендации по проведению строительных работ.
Существует и несколько отличий:
- Блочные дома не требуют дополнительного проведения бетонных работ.
- Сборная конструкция из готовых блоков может быть разобрана и перемещена. Очень часто использование таких домов носит сезонный характер.
- Технологии отличаются методами обустройства дверных и оконных проёмов.
- Здания из блоков, в отличие от опалубочных, часто поставляются в полной комплектации (включая двери, окна, вентиляционные системы и пр.).
- Использование несъёмной опалубки несколько ограничивает разнообразие форм и размеров.
Что касается техники сооружения, то она довольно проста. Элементы конструкции, после доставки на место строительства, сортируются и разделяются на группы. Первым монтируется цокольный уровень: он крепится к основанию посредством кронштейнов либо анкеров. За ним производится сооружение купольной части. Блоки имеют форму сот одинаковых размеров и формы. Они закрепляются между собой замковыми либо накладными механическими соединениями.
Если речь идёт о зданиях с несъёмной опалубкой, то заливка бетоном может производиться как после полной сборки, так и в её процессе. В любом случае по мере возведения основной конструкции внутри неё монтируется армирующий каркас. Верхушка купола представляет собой отдельно поставляемый многослойный блок, который может быть выполнен в виде стеклопакета в пластиковой раме.
После возведения стен проводится:
- Установка дверей и окон:
- в опалубочных домах оконные и дверные проёмы остаются гладкими. Установка производится любым доступным способом;
- блочные строения часто имеют заводские пазы и замковые (механические) соединения, что облегчает процесс монтажа.
- Герметизация стыков монтажной полиуретановой пеной.
- Внешняя отделка, установка оконных отливов, вентиляционных решёток и прочей фурнитуры.
- Устройство отмостки фундамента и монтаж дренажных каналов.
Внешняя отделка опалубочных зданий требует нанесения слоя черновой штукатурки с использованием стекловолоконной сетки. В блочных домах внешний слой деталей имеет специальное покрытие (например, полимерцемент), облегчающее процесс выполнения фасадной отделки, или готовую финишную водостойкую поверхность с элементами декора.
Монтаж перекрытий и перегородок
Устройство междуэтажных перекрытий предусмотрено в основном в купольных домах на основе геосферы и пневмокаркаса. Перекрытия могут быть либо сборными, либо железобетонными. Процесс их сооружения довольно прост:
- Сначала собирается основной каркас из металлических или деревянных балок . В первом случае используются тавровый или двутавровый сортамент с «пятаками» на торцах. Стальные балки крепятся анкерами или проходными скобами, а для фиксации деревянных брусьев применяются винтовые штифты, которые вкручиваются с наружной стороны здания.
- Несущие конструкции соединяются связями.
- Сборное деревянное перекрытие заполняется минеральной ватой и зашивается обрезной доской или древесными плитами.
- Если требуется заливка железобетона, в промежутки между несущими балками устанавливается армирующая сетка с размером ячейки от 10х10 см и толщиной проволоки не менее 6 мм.
- Опалубка для заливки бетона выполняется из OSB-плит, которые крепятся к балкам при помощи оцинкованной проволоки. Как правило, на один погонный метр балки требуется от пяти точек привязки.
- Опалубку следует покрыть полиэтиленом, после чего можно заливать бетонную смесь.
Особенности и преимущества купольных домов
Дома, построенные по любой из технологий купольного строительства, отличаются рядом особых свойств, которых невозможно достичь традиционными методами строительства. Именно благодаря этим отличиям купольные здания являются не просто альтернативой домам кубического типа. Они представляют собой совершенно новый вид сооружений, способный решать большинство насущных бытовых проблем при отсутствии каких либо материальных затрат.
Энергосберегающие особенности
Отопление купольного дома в зимний период требует на 20-30% меньше энергоресурсов, по сравнению с обычными зданиями. Во-первых, это достигается благодаря уникальной форме дома: при одинаковой площади объём купольного здания значительно меньше. Кроме того, сферическая форма помещения способствует поддержанию постоянной естественной циркуляции воздуха, а это значит, что более тёплый воздух не будет скапливаться вверху помещения. Данная особенность отлично прослеживается при тепловизионном обследовании. Есть ещё одна хитрость, благодаря которой можно добиться дополнительной экономии на отоплении: если в верхней части здания разместить панорамное остекление или прозрачную верхушку купола, дом будет дополнительно нагреваться за счёт парникового эффекта.
Непревзойдённые прочностные характеристики
Идеально равномерное распределение нагрузки на конструкцию обеспечивается её сферической формой. На какой бы участок сооружения не производилось механическое воздействие, оно будет эффективно распределяться по всему массиву. Это свойство особенно ярко выражено в домах, построенных на основе триангулярного каркаса из-за сбалансированного размещения рёбер жёсткости и точек опоры. Для регионов с неустойчивым климатом купольные дома подходят наилучшим образом: благодаря обтекаемой форме они остаются невосприимчивыми к порывам ветра со скоростью до 230 км/ч.
Максимальная экономия
Как упоминалось выше, строительство дома по купольной технологии экономит около 50% денежных средств. Давайте проверим это утверждение на примере сравнения купольного дома с традиционным.
Сравнение материальных затрат на постройку домов разных типов
| Критерии сравнения | Стандартный одноэтажный дом | Дом, построенный по купольной технологии |
| Основные параметры здания |
Общая площадь: 100 м 2 Наименьшая из возможных длина периметра: 40 м Длина внутреннего периметра: 34,4 м |
Общая площадь: 100,24 м 2 Радиус внешней границы: 5,65 м Радиус внутренней границы: 5,25 м Длина внешней окружности: 35,48 м Длина внутренней окружности: 35,08 м |
| Данные о фундаменте |
Площадь в горизонтальной плоскости: 26,04 м 2 Минимально допустимая высота: 0,7 м Объём бетонной массы: 18,23 м 3 |
Площадь в горизонтальной плоскости: 13,69 м 2 Минимально допустимая высота: 0,4 м Объём бетонной массы: 5,48 м 3 |
| Данные о наружных стенах |
Толщина стен: 0,6 м Высота здания: 2,7 м Объем массива стен: 59,62 м 3 |
Толщина стен: 0,4 м Высота здания: 4,7 м Объем массива стен: 57,94 м 3 |
| Декоративная отделка | Площадь внешней поверхности стен: 108 м 2 Площадь внутренней поверхности стен: 92,88 м 2 |
Площадь внешней поверхности стен: 157,08 м 2 Площадь внутренней поверхности стен: 132,95 м 2 |
| Кровельные работы | Требуются | Не требуются |
| Ориентировочная стоимость основных типов материалов, руб. | |||
| Назначение | Для стандартного дома | Для дома на геосфере | Для дома на пневмокаркасе |
| Фундамент (только бетон) |
За куб. м: 2900 Полностью: 52 867 |
За куб. м: 2900 Полностью: 15 892 + 20% * = 19 070 |
За куб. м: 2900 Полностью: 15 892 |
| Стены | Шлакоблок + Кирпич За куб. м: 3250 Полностью: 193 765 |
Бетон За куб. м: 2900 Полностью: 168 026 |
Дерево + Минвата За куб. м: 2300 Полностью: 133 262 |
| Кровля | За кв. м: 2850 Полностью: 359 100 |
Не требуется | Не требуется |
| Потолочное перекрытие | За кв. м: 1100 Полностью: 110 000 |
Не требуется | Не требуется |
| Фасадная Отделка |
За кв. м: 950 Полностью: 102 600 |
За кв. м: 1300 Полностью: 204 204 |
За кв. м: 500 Полностью: 78 540 |
| Итоговая стоимость |
818 332 | 391 300 | 227 696 |
* Ленточные фундаменты в этом случае почти на четверть выше.
Оптимальное распределение пространства и непревзойдённый комфорт
Из-за того что несущие стены отсутствуют, купольный дом не имеет никаких ограничений в планировке. В нём можно легко совместить гостиную и столовую в одну просторную комнату с высоким потолком. Комната отдыха может занимать хоть половину всего дома, а проблем с установкой джакузи в ванной и вовсе не возникнет. Примечательно, что в ходе капитального ремонта планировку можно изменить путём переноса быстровозводимых перегородок. В купольных домах нет нужды изолироваться в закрытых комнатах, пытаясь оградить себя от раздражителей: сфера эффективно поглощает звук и в то же время не пропускает шум с улицы.