Купольный дом своими руками
Iddc.ru

Все об электрике

Купольный дом своими руками

Купольные дома: примеры и обзор технологий строительства

В представлении большинства людей жилой дом – прямоугольная коробка под скатной крышей.

К конструкциям сферического и купольного очертания отношение двоякое. Привлекая внимание необычным «космическим» видом у многих они вызывают сомнения в надежности и удобстве проживания.

Преодолеть сложившийся «кубический» стереотип, объективно изучить достоинства и недостатки купольных домов, оценить возможность их самостоятельного строительства вам поможет эта статья.

Дом сфера – прихоть архитектора или подсказка природы?

Начнем с того, что многие выдающиеся изобретения человек позаимствовал у природы, наблюдая за жизнью животных. Давайте обратим внимание на «технологии», используемые птицами при строительстве своих жилищ. Нетрудно заметить, что здесь нигде нет прямых углов. Полусферы, шары, окружности – только такие формы признает природа. Получается, что столь любимая нами жилая «коробка» вовсе не является венцом творения.

Обратив внимание на этот природный феномен, инженеры исследовали механические свойства сферических и купольных конструкций. Оказалось, что они не только обладают отличной аэродинамикой, но и намного прочнее прямоугольных.

Энергетически сферическая поверхность безупречна. При максимальном внутреннем объеме она имеет минимальную площадь. Поэтому в купольном строении потери тепла во внешнюю среду в несколько раз меньше, чем в обычном доме. Не зря обитатели арктики эскимосы веками строили сферические домики «иглу» из снега. Практический опыт подсказал им, какой должна быть ветростойкая и энергоэффективная конструкция.

В наши дни сферические дома из области теоретики перешли в разряд практических технологий экологического строительства. Тысячи людей во всем мире успели оценить их преимущества и не жалеют о своем выборе.

Примеры и разновидности купольных конструкций

Сферическую конструкцию можно построить двумя способами:

  • В виде геодезического купола (собирается из треугольных каркасных ячеек, стыкуемых с помощью узловых элементов — коннекторов).
  • Из гнутых стоек или сегментов арочной формы, соединяемых вершинами (стратодезический купол).

По технологии стратодезического купола собирают «маковки» православных храмов. Геодезический купол пришел к нам из Америки. Его изобретателем считают инженера Фуллера.

Несмотря на различия во внешнем виде, эти конструкции отличаются минимальным весом, высокой жесткостью и устойчивостью.

Дома в форме сферы можно строить из любого материала, начиная от пенопласта и заканчивая бетоном. Выбор конкретного варианта зависит от технической оснащенности исполнителя. Для возведения жилых зданий чаще всего используют конструкции с деревянным каркасом.

Причин для этого несколько. Древесина – экологичный и прочный материал, обладающий высокой упругостью. Геодезические купола собирают из деревянных балок, соединяя их стальными коннекторами.

Стратодезические жилые конструкции строят из гнутоклееных балок.

Японская технология сферических зданий основана на использовании гнутых пенопластовых блоков с замками. Из них собирают небольшие одноэтажные постройки. Пенопласт в таком доме выполняет сразу две функции: конструкционного материала и утеплителя.

Минимальный вес дома-сферы позволяет возводить его на мелкозаглубленном ленточном или свайном фундаменте. Для утепления секций используют минвату, солому, эковату или пенопласт.

Наиболее распространенный вид кровельного покрытия – мягкая битумная черепица. Этот материал идеально ложится на криволинейные поверхности.

Сторонники экостроительства делают выбор в пользу деревянного гонта – тонких дощечек, образующих оригинальное чешуйчатое покрытие.

Недавно на рынке появились новые материалы, идеально адаптированные для создания бесшовного кровельного ковра. Это «жидкая пробка» (частицы пробкового дерева в акриловом полимере) и жидкая резина.

Как мы уже говорили, материал для строительства сферического дома может быть разнообразным. Если вам больше нравится бетон, нет проблем.

Современные технологии позволяют строить такие дома с помощью пневмоопалубки из ПВХ, на которую наносится вспененный утеплитель. Затем по утеплителю ставят арматурный каркас и наносят на него бетонную смесь методом торкретирования.

Из одних соломенных блоков дом-сферу не построишь. Этот материал используют как утеплитель. Солому плотно набивают в ячейки из досок и собирают из них купол.

Особенности строительства

Еще совсем недавно дом-купол был строительной экзотикой. За его возведение брались энтузиасты экологического движения и любители оригинальных конструкций. Сегодня интернет наполнен заводскими комплектами сферических домов. Необычное жилище на основе геодезического купола и стратодезическую конструкцию можно купить, не выходя из городской квартиры.

Тем же, кто предпочитает все делать собственными руками, мы рекомендуем остановиться на геодезическом куполе. В сборке он немного сложнее дома-сферы из полуарок, но зато не требует сложного оборудования для гнутья и склеивания древесины.

Самый ответственный узел конструкции – коннектор. От точности его изготовления зависит пространственная стыковка всех элементов. Поэтому для работы лучше купить готовый заводской комплект.

Следующий шаг – подготовка ребер каркаса из деревянных брусков толщиной 50 мм. Их ширина должна быть равной толщине утеплителя (минимум 10 см). Длину ребер выбирают, ориентируясь на сборочную схему геокупола.

Необходимое пояснение: в расчетах купольных каркасов используется термин «частота» или «сечение», обозначаемые символом V. Им определяется плотность разбивки поверхности купола на треугольники. Чем больше частота, тем менее «угловатой» и более шарообразной получается купольная конструкция.

Однако, увеличение частоты вызывает рост количества ребер и коннекторов, существенно усложняя конструкцию. Поэтому на практике чаще всего строят купольные дома с частотой 2V.

Кроме частоты нужно определиться с диаметром купола и его высотой. Если вы купите готовый комплект коннекторов, то пользоваться онлайн калькулятором для расчета длин ребер вам не придется. Изготовитель делает коннекторы для сборки каркаса заданной высоты и диаметра.

Как показывает практика, купол диаметром 8 метров и высотой 4 метра оптимален для сооружения двухуровневого дачного дома общей площадью 64 м2, зимнего сада или сауны.

Для того, чтобы построить купольный дом своими руками нужно выполнить несколько операций:

  • Разметить на участке фундамент под каркас (ленточный, столбчатый, «шведская плита» или свайный).
  • На стадии бетонирования заложить в фундамент анкера. Они нужны для крепления подкладочного бруса, к которому фиксируют первый ряд «треугольников» каркаса.
  • Сборку ведут параллельными рядами, связывая ребра каркаса в пространственную конструкцию с помощью коннекторов.
  • Завершив монтаж, купол изнутри обшивают деревянной вагонкой или гипсокартонном.
  • В ячейки каркаса закладывают утеплитель, накрывают его ветрозащитной мембраной и обшивают снаружи плитой Изоплат или OSB.
  • В местах установки окон обшивку не делают. В зоне установки дверей каркас «разрывают», оставляя в нем нишу нужного размера. Жесткость геодезического купола очень высокая, поэтому дверные проемы не могут ее существенно уменьшить.

Некоторые застройщики делают первый этаж в виде многогранника, а второй венчают геокуполом.

Дверной проем идеально вписывается в дизайн сферического здания. А вот треугольные окна и доборные элементы дверной коробки обходятся дороже обычных. Их приходится заказывать как нестандартные изделия.

Достоинства и интерьер купольных домов

Кроме упомянутых преимуществ – уникальной прочности и ветростойкости, сферические строения обладают и другими достоинствами:

  • экономичностью (за счет легкого фундамента, сборки без привлечения кранов, использования эффективного утеплителя);
  • возможностью свободной планировки жилого пространства благодаря отсутствию внутренних стен;
  • отличными звукоизоляционными качествами;
  • привлекательным внешним видом и уникальным интерьером.

Внутри круглые здания на удивление вместительны и красивы. Большая высота позволяет без проблем размещать в них второй этаж.

Даже под небольшим 4-х метровым куполом можно разместить комфортную баню. Сферическая форма и центральное расположение печи обеспечивают экономию тепла и равномерный прогрев помещений.

Характер отзывов о купольных домах в большинстве своем положителен. Владельцам нравится оригинальная форма, комфорт и вместительность этих построек.

Экономия энергоносителей, низкие затраты на строительство сферических зданий также часто упоминаются в комментариях их хозяев.

Из субъективных положительных эмоций следует отметить покой и умиротворенность, ощущаемые человеком в таком доме.

Геодезический купол своими руками

Определяясь с проектом для дачного строительства, прежде всего, оценивается не только комфортность, но и внешний вид будущей постройки. Частный дом принято считать местом для отдыха, поэтому его стоит сделать красивым и комфортным. Если есть желание построить на приусадебном участке уникальную оранжерею, домик или беседку, то стоит попробовать подумать над возведением геодезического купола. С виду это довольно сложная конструкция, но построить ее способен даже не очень опытный строитель, а материальные затраты будут небольшими. В этой статье будет описано, как построить купол своими руками.

Определение геодезического купола

Специалисты считают, что большинство людей не имеют представления о такой конструкции здания, потому что она встречается очень редко. Именно поэтому стоит подробно описать все особенности и технические характеристики геодезического купола. Разработал постройки с несущей сетчатой оболочкой изобретатель Ричард Фуллер. Сначала он взял очень прочную конструкцию в виде сферы и разделил ее на небольшие треугольники, чьи стороны расположены на правильных геодезических линиях. Расчеты Ричарда Фуллера смогли сделать строительство купола простым и доступным любому человеку.

Изобретатель полагал, что подобная уникальная конструкция строения обязана была решить проблему быстрой постройки дешевого и комфортного дома. Эту разработку не оценили специалисты, и она не применяется в массовом строительстве. Однако для постройки уникального кафе или красивого летнего домика геодезический купол Фуллера является оптимальным вариантом.

Разработка Ричарда Фуллера является довольно устойчивой конструкцией. Геодезический купол равномерно распределяет всю массу, может выдержать огромные нагрузки и уменьшает финансовые вложения при строительстве фундамента. Уникальная сферическая форма способна противостоять самым мощным порывам ветра. Экономия при строительстве таких домов обусловлена сокращением общей площади боковой поверхности. В самом куполе круглые стены помогают качественной циркуляции воздуха, создавая комфортный микроклимат.

Главным недостатком можно считать очень сложные, по сравнению с простыми домами, математические расчеты. Так как конструкция состоит из огромного числа деталей, то необходимо утеплить довольно много стыков. Других существенных недостатков у геодезического купола нет.

Измерения и расчеты

При наличии желания построить геокупол своими руками сначала необходимо провести все математические расчеты. Главная задача расчета геодезического купола состоит в том, чтобы имея определенный радиус, получить такие данные:

  • общую площадь и высоту строения;
  • площадь поверхности геодезического купола;
  • длину и число ребер;
  • величину углов между ребрами строения;
  • нужный тип и общее число специальных коннекторов.

Необходимо заострить внимание на таком узле для постройки геокупола, как специальный коннектор. Эта деталь представляет собой узел, соединяющий между собой все стропильные части. Так как коннектор является главным элементом для закрепления всей конструкции, то он изготавливается из прочного материала высокого качества.

Читать еще:  Как выбрать массивную доску

В зависимости от конструкции геодезического купола и места расположения в нем, соединительный коннектор должен иметь разное количество лепестков. Все крепления для постройки купольного дома можно приобрести или изготовить своими руками. Хорошим примером может быть коннектор из обычной перфорированной ленты. Подобный коннектор обладает очень ценным качеством, потому что на нем довольно просто регулируется угол наклона. Геодезические купола с маленьким диаметром можно построить безконнекторным методом. Однако при строительстве большого дома применять для крепежа ребер коннектор из металла необходимо.

Для того чтобы произвести расчеты, нужно знать габариты строения. Необходимо запомнить, что общая площадь изготовленного геодезического купола будет немного меньше площади окружности, потому что в основании располагается многогранник, который вписан в круг. Высоту постройки можно определить по общей длине диаметра. Стоит заметить, что чем больше высота купола, тем конструкция будет больше похожа на сферу.

Чтобы рассчитать нужные детали будущей конструкции, стоит применить специальный онлайн-калькулятор. Нужно ввести данные о высоте и радиусе постройки, а калькулятор сделает расчеты геокупола и предоставит длину и число ребер, вид и количество соединительных коннекторов.

Строительство своими руками

Самыми подходящими для купольного строительства конструкциями можно считать небольшие теплицы, уютные беседки или дачные домики. Сначала необходимо выбрать место для постройки. Если это будет теплица, то нужно найти хорошо освещенный участок. Для домика или беседки подойдет немного затененная площадка. Участок под любое из этих строений выравнивается, а потом убирается на нем весь мусор и корни деревьев.

Теплица

Построить купольную теплицу легче всего. Чтобы ее собрать, не нужен фундамент, а материалом для основания могут быть обычные доски, бруски или металлические трубы. На предварительно подготовленной поверхности необходимо начать сборку основания теплицы-купола. В первую очередь собираются треугольники и скрепляются между собой. Для того чтобы не перепутать грани, их необходимо подписывать и сверяться с чертежом. Если теплица маленьких размеров, то при сборке соединительный коннектор стоит заменить простой монтажной лентой и крепежными материалами.

Изготовленный геодезический купол стоит накрыть простой пленкой. Намного лучше будет выглядеть купольная теплица, которая покрыта листами поликарбоната. Вырезанные из поликарбоната треугольники необходимо закрепить на каркасе, а все стыки закрыть декоративными рейками. С улицы геокупол можно украсить при помощи декоративного камня, посадить цветы и установить небольшой забор. Подобная купольная теплица будет уникальным украшением любого загородного дома.

Беседка

В виде геодезического купола можно построить беседку. Для этого необходимо придерживаться таких рекомендаций:

  • наилучшим материалом для строительства такой беседки является профильная труба;
  • концы подготовленных труб нужно сплющить или согнуть под углом в 12 градусов;
  • на всех концах трубок стоит сделать отверстия;
  • чтобы собрать детали конструкции, коннектор не нужен, необходимо просто соединить трубки при помощи болтов.

После изготовления конструкции купольной беседки следует не менее важный этап работ. Он заключается в накрытии круглой беседки с куполом. Материал для этого можно использовать самый разный. Если конструкция геодезического купола полностью не накрывается, и оставляется пара секций беседки открытыми, то их можно декорировать красивой тканью. В подобной комфортной беседке можно с удовольствием проводить свободное время с близкими и друзьями.

Купол способен стать основой уникального дома на дачном участке. Главным отличием от беседки и теплицы является необходимость строительства фундамента. Для того чтобы построить купольный дом, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

  • нужен хорошо теплоизолированный фундамент;
  • к основанию фундамента крепятся специальные угловые стойки, которые укрепляются при помощи горизонтальных распорок;
  • собирается конструкция купольного дома;
  • снаружи дом необходимо обшить листами из фанеры.

Установив дверные и оконные рамы, стоит начать отделку геодезического дома изнутри. Во все проемы закладывается хороший утеплитель, который зашивается листами фанеры. Для того чтобы соорудить купольный дом, необходимо не более трех месяцев работы. Форма геодезического купола поможет сэкономить на количестве материалов.

При проживании в таком доме можно оценить основные преимущества этой конструкции:

  • небольшая площадь потолка и стен сокращает потери тепла;
  • округлые стены помогают воздуху хорошо циркулировать, создавая при этом комфортный микроклимат.

Купольное здание является оптимальным вариантом функционального, дешевого и уникального строения на территории дачного участка.

Купольный дом

Купольный дом, достаточно сложен технологически. Строительство купольного дома требует мастерства, и продумать надо все до мелочей. И конечно, нужен проект. Возможно ли построить купольный дом своими руками?

И из чего строить? Чаще всего строят из дерева. Технологически возможно возвести купольные стены из кирпича и блоков, из панелей и монолитного железобетона. Этот уникальный дом, сформированный как полушар или конус, благодаря своей конструкции не потребует много строительных материалов.

Это понятно, ведь сфера, или яйцо, при минимуме толщины оболочки выдерживает наибольшие нагрузки по сравнению с другими конфигурациями, ведь данная «конструкция» по своей природе распределяет приложенные нагрузки наилучшим образом. Это ведь не плоскость, которая борется со всем миром, подставляет себя ветру и огню… а сферу и поджечь снаружи сложновато. Да и нового ничего нету, вспомнить шатер, шалаш, ярангу или церковный купол. Так, достаточно философии! Наука эниология, безусловно, интересна, и в мире купольные конструкции строят и живут в них, это факт, например – японцы.

Вопрос практический – как построить для себя купольный дом? Получить максимальный объем жилого пространства на минимальной площади участка, сэкономить на стройматериалах и фундаменте, а дом получить прочный, устойчивый и энергосберегающий?

Плюсы купольного дома

  1. Безусловная оригинальность и полная свобода в планировке внутреннего пространства. Внешне – дом современен и эстетичен, естественен как сама природа. (И явно выражено стремление жить с ней в мире. Наконец-то.)
  2. Неплохая скорость постройки и не самые большие денежные затраты по сравнению с каменным или бетонным прямоугольным домом.
  3. По причине малого веса дома – фундамент можно минимизировать и принимать его по грунтам. Если грунты основания и поведение подземной воды позволяют, то фундамент подойдет элементарный – незаглубленная лента. Технологически купол – самонесущая конструкция, и стройматериалов поэтому требует минимально.
  4. Можно строить и на юге, и на севере, если грамотно обустроить, то теплоэффективность превзойдет все ожидания. В полном смысле энергосберегающий дом. Площадь «стен» и «крыши» минимальна – теплопотери тоже. Один интересный момент, который зачастую приходится не замечать, так как бороться с ним трудно – мощный холодный мост дома приходится на стык его фасада и кровли, чего у купола просто нет.
  5. Аэродинамика купола снижает сопротивление ветрам до минимума – не будет сквозняка и выветривания тепла. Нет парусности – есть устойчивость к нагрузкам от ветра. Все нагрузки распределяются по дому – полусфере равномерно, и подвижки грунтов, а также сейсмика менее опасны. Полусфера, даже пробитая в одной или нескольких точках, устойчивости не теряет и как карточный домик не складывается. Для мгновенного полного разрушения полусферы нужно как минимум, чтобы под ней почва разверзлась.
  6. Плюс к дизайну – гармония формы дает прекрасную акустику и выгодное распространение света. Под куполом всегда светлее, так как сферическая форма рассеивает свет, тогда как кубическая – поглощает. Тепло, свет и звук распределяются равномерно. Как следствие – можно активно использовать пассивное освещение и отопление солнечной энергией, что ведет к экономии в период эксплуатации.

Продолжать можно еще долго. Так какие же конкретные требования к конструкциям купольного дома?

Фундамент купольного дома

По фундаментам. Как уже сказано, по причине малого веса дома фундамент принимают самый простой – мелкозаглубленную ленту хотя возможен любой, свайный или столбчатый. В самых холодных районах стоит подумать о шведской утепленной плите.

Основные материалы для строительства купольного дома

Рассмотрим подробнее дерево – брус сухой или клееный, сечение рассчитывается в зависимости от размера купола, снеговых и ветровых нагрузок по району строительства. Если дом будет обшиваться и с внутренней и с наружной стороны, то сечение бруса нужно еще увеличить.

Основная проблема – коннекторы. Если дом будет иметь большую площадь, без них не обойтись. Деревянные конструкции, собранные при помощи пяти- и шестилучевых коннекторов заводского изготовления, собираются как конструктор, требуется только поставить леса и раздвижную лестницу, средств механизации и спецтехники не потребуется. Коннекторов изобретено великое множество, из разных материалов. Но самодельное изготовление металлических коннекторов в условиях гаража, с последующей антикоррозионной обработкой грунтом или краской, вряд ли создаст условия для долгой эксплуатации. Надежный коннектор должен при малом весе и высокой коррозионной стойкости выдерживать высокую нагрузку, для этого требуется заводская отливка или штамповка.

Существует современная технология сборки, при которой панели выполняются с точностью пазов и ребер, позволяющей соединить их в одно целое с минимальным количеством стыков и без зазоров. А для купольного дома небольших размеров применим безконнекторный способ монтажа.

Для защиты от атмосферных осадков потребуются материалы для кровли – возможна гибкая черепица или рулонные материалы, а также листовые на алюминиевой основе.

Технология строительства купола сложная, но, если сравнить с обычным домом, расчеты показывают на уменьшение затрат, и финансовых, и временных. Это связано с экономией стройматериалов и возможностью обойтись без спецтехники.

Материалы и инструменты для монтажа купольного дома

  1. для каркаса – деревянный брус, сечение по проекту, но минимальное 50*50 мм. Крепеж – шурупы, гвозди, саморезы и так далее. Утеплитель. Оцинкованная сталь. Монтажная пена.
  2. для финишной наружной отделки – кровельные материалы, предпочтительно гибкие, черепица или рубероид, смотря по бюджету стройки.
  3. рулетка, уровень или лазерный нивелир, уголки, линейки.
  4. электродрель, электролобзик, ножовки, болгарка. Станок для деревообработки позволит сэкономить массу времени при хорошем качестве обработки деталей.
  5. отвертки, молоток, кисти, ножницы по металлу – весь строительный набор необходим. А также расходные материалы и средства защиты – очки, перчатки. Все как обычно, и каждый строитель ориентируется сам по ситуации.

Проект для дома – купола необходим для подготовки основных элементов постройки.

Расчеты проводятся методами триангуляции, прямо связанной с высотой купола. Размеры элементов-ребер, количество их типоразмеров и число коннекторов можно варьировать, «увеличивая» триангуляцию. Длины элементов должны быть выбраны так, чтобы можно было купить для них высушенные доски или брус хорошего сорта, и затем безопасно и технологично с ними работать.

Читать еще:  Что такое делитель напряжения и для чего он используется

Проект можно заказать, но многие строители, имея знания базовой технологии и конструирования, составляют его сами, пользуясь открытыми источниками схем и проектов и технической литературой. На этапе проектирования определяют тип фундамента, габариты купола, необходимое количество коннекторов, размеры и формы всех ячеек и число элементов каркаса и ограждения.

Устройство купольного дома

Приведем примерный перечень работ по устройству купола коннекторной сборки

  • разметка на местности, подготовка основания проводится по обычным технологиям. Растительный слой грунта срезается, заменяется слоем утрамбованного щебня, а затем слоем песка. Если фундамент выбран ленточный, армирование и заливка проводятся по стандартной технологии. Все коммуникации подводятся на этом этапе. Как вариант фундамента возможна опорная десятиугольная конструкция из свай. Опорные элементы в виде трапеций и обвязку фундамента собирают на шурупах по чертежам.

  • для монтажа «стен» используют подготовленные по чертежам элементы из бруса, соединения на шипах и пазах, укрепленные шурупами. Дверные и оконные коробки также заготовлены предварительно и устанавливаются по месту с дополнительной обвязкой и креплением.

  • ребра, образующие основной каркас, нужно обработать антисептиком и антипиреновым составом. Затем выполняется обшивка дома с внутренней стороны. Можно использовать обычную фанеру. Для внешней отделки легче всего работать с рубероидом, раскраивая его на треугольники и закрепляя их на куполе расплавом обычной смолы или клеем. Этот слой будет гидроизоляционным, его надо делать с нахлестом деталей.

  • по слою гидроизоляции набивается обрешетка из брусков, с высотой зазора по расчету нужной толщины утеплителя, затем делают наружную обшивку, финишную «кровлю», и отделку. Утепление купола изнутри – более практичный вариант. Иногда устраивают засыпную теплоизоляцию купола – из древесных опилок. Водозащита такой конструкции должна быть выполнена очень тщательно.

  • настилка пола, монтаж окон и дверей, подключение коммуникаций.

Разговор шел о геодезических куполах. Вид купола, называемый стратодезическим, отличается от геодезического принципом, более простым монтажом и подгонкой окон и дверей, отсутствием коннекторов и мостиков холода, которые они неизбежно дают дому, а также – намного более высоким расходом материала, в частности, дорогого клееного бруса или металлопроката. Но прочность их все же ниже, чем у геодезиков.

Вопрос будущего повсеместного строительства куполов – комфортных и дешевых, вопрос не только технологий. Возможно, это вопрос идеологии и новых систем строительства?

Соединение рёбер геодезического купола

При проектировании геодезического купольного дома главный вопрос — это тип соединения рёбер каркаса. Именно в местах соединений действуют максимальные нагрузки, по этому именно от прочности узлов соединений зависит надёжность купольного дома.

Для начала давайте разберёмся, какие существуют типы соединения рёбер купола. И в этом нам поможет известный на весь Мир, онлайн калькулятор для расчёта купольного дома acidome.ru (автор — Сергей Попов)

С помощью этого калькулятора рассчитано практически 90% всех купольных домов, построенных во всём мире.

В этом калькуляторе реализована возможность расчёта следующих типов соединений:

Все эти типы можно разделить на два больших класса:

  • коннекторное — соединение рёбер с помощью специальных коннекторов (соединителей);
  • безконнекторное — соединение рёбер по средствам запила их концов под определённым углом.

У каждого типа соединения есть свои преимущества и недостатки. при выборе того или иного, необходимо учитывать такие факторы как материал рёбер, диаметр купола, бюджет на строительство дома…
Давайте разберём всё по полочкам!

Коннекторное соединение

Надо сказать, что на сегодняшний день в интернете, можно встретить великое множество разнообразных коннекторов, надёжных и не очень По этому разберём лишь те коннекторы, которые используют те, кто построил с их использованием не один купол и знает толк в действительно надёжных коннекторах.
Думаю, что будет не лишним упомянуть этих ребят:

  • geosota.ru КБ «Геосота» — команда инженеров из России, архитекторов и строителей из России, которая занимается разработками, основанными на структурном принципе геодезического купола. За 10 лет существования специалистами бюро было реализовано более 200 объектов различного назначения, частного и общественного использования (теплицы, жилые дома, павильоны, планетарии и др.) )
  • icedom.ru ребята из России построили более 50 купольных объектов, из них половина — жилые дома. За 8 лет получили уникальный опыт куполостроения.
  • dome-by.com ребята из Белоруссии проектируют и строят гео-дома по всему СНГ.
  • kupolok.net разработчик купольных конструкций и в частности коннекторов для этих конструкций
  • forum.domesworld.ru и конечно же, самый известный в среде строителей купольных домов форум «Мир Куполов», на котором можно найти любую информацию о строительстве купольного дома от теории до практических вопросов.

Киты от КБ “Геоста”

На мой взгляд, первого места заслуживает решение от КБ «Геосота».
Универсальные стальные крепления для сборки геодезических куполов диаметром от 3 до 20 метров (с площадью основания до 200 м²).

Используя такие коннекторы можно построить купольный дом со следующими параметрами:

V3

V4

V5

Коннектор “Геккель”

Отдельно стоит отметить разработку всё того же КБ «Геоста» — коннектор «Геккель», который был создан специально для постройки Планетария №1 (Санкт-Петербург)

Такой коннектор хоть и сложен в изготовлении, но зато, как нельзя лучше подойдёт для куполов большого диаметра.

А вот более простое решение — сварной коннектор. Автор — «And-Ray» один из авторов форума «Мир Куполов»

Более прост в изготовлении и подойдёт для использования в большинстве проектов купольных домов.

Сборные коннекторы

Ну и конечно же всем известные коннекторы «Партизан» в различных модификациях, некоторые из которых носят название «Клешня» и «Сокол». Конструкция данных коннекторов была разработана участниками форума «Мир Куполов» инициатор разработки Роман Продайко известный на форуме под ником «kotiara82»

Думаю, что остальные виды коннекторы не стоит принимать во внимание, так как прочность их довольно сомнительная.

Здесь нужно сказать про то, почему многие строители купольных домов выбирают именно «коннекторный» способ строительства. Так вот, основным доводом является именно прочность купольной конструкции. По их мнению, собирать купольный дом диаметром более 10 метров без коннекторов нельзя, так как прочности безконнекторного соединения при возникающих в таком каркасе нагрузках недостаточно. Но это всего лишь мнение.

К плюсам такого соединения можно так же отнести отсутствие необходимости точного соблюдения углов запила рёбер, которого требует безконнекторные соединения. Но этот плюс с лихвой компенсируется сложностью изготовления коннекторов, либо необходимостью их приобретения.

Сам же разработчик купольных домов Ричард Бакминстер Фуллер свой знаменитый дом, построенный еще в 50-х годах за 7 часов и в котором он прожил последующие 12 лет, возводил по технологии без коннекторов! Дом имел часть сферы 5/12 и третью частоту разбиения при диаметре 12 метров. средняя длина ребра 2,3 метра, площадь дома по полу 100 м 2

Ну вот и настало время разобраться, что же такое это безконнекторное соединение?

Безконнекторное соединение

Благодаря упомянутому выше сайту для расчёта купольного дома известны следующие типы безконнекторного соединения рёбер каркаса купольного дома:

Разберём каждый из них.

Соединение Joint

Я видел только один купольный дом, выполненный этим способом смотрите его здесь. Думаю, что не зря куполостроители обходят его стороной. Практически, данное соединение выполнять довольно проблематично, а что самое главное, нагрузки в таком узле распределяются так, что в основном приходится именно на крепёж, в качестве которого здесь выступают саморезы.
По этому, данный тип соединения, пока оставим для лёгких, малых архитектурных форм — беседок, теплиц и прочих.

Соединение Cone

В отличие от Joint, в соединении Cone, концы рёбер запиливаются с обоих сторон. При этом в сопряжении узла нагрузки приходятся не только на крепёж (саморезы или болты), но и на сами рёбра, которые упираются друг в друга.

Отдельно нужно сказать о крепеже. Здесь нужно использовать конструкционные саморезы, которые прекрасно входят в дерево прорезая его не раздвигая волокна, можно вворачивать хоть в сучек, хоть в край.
Сделаны из достаточно прочного, нехрупкого материала. Если его сгибать пополам на 180 градусов, он не сломается! В отличии от любых других саморезов. Шляпку практически невозможно свернуть.
Ну и головка под TORX 30 конечно же лучше креста держится, бита не так быстро стирается.
Ну и по прочности на разрыв и срез не идут ни в какое сравнение с черными или оцинкованными.
На один узел из 6 ребер заворачивается 12 саморезов

Соединение Semicone

Ещё один тип соединения, реализованный в acidome.ru Semicone.
Точнее, это даже не способ соединения, а лишь метод запиливания концов рёбер, где каждое ребро состоит вместо одной доски из двух.
По сути, это те же треугольники ГудКармы, но с другим, более острым углом запила рёбер

Соединение GoodKarma

Думаю не ошибусь, если назову ГудКарму самым распространённым соединением приверженцев безконнекторной технологии куполостроения.

Эта популярность связана с простотой изготовления рёбер, и конечно же с отсутствием необходимости применения дорогостоящих коннекторов.

Так же как и любой другой тип соединения Гудкарма — это всего лишь «инструмент» для строительства, конечный результат которого, зависит от того, на сколько умело использует его мастер.

Разберём этот тип соединения подробней.

Весь купол собирается из отдельных треугольников, которые крепятся друг к другу при помощи болтового соединения

Треугольники в свою очередь собираются на саморезы (ни в коем случае не используйте чёрные саморезы!)

Здесь нужно отметить, что среди куполостроителей бытует мнение о том, что по технологии GoodKarma нельзя собирать купола, диаметром более 8 метров. Связано это с тем, что саморезы при сборке треугольников, вкручиваются практически вдоль волокон, что в свою очередь является не совсем надёжным соединением.
Это от части действительно так, в СП 64.13330.2011 «ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ» (СНиП II-25-80) такого соединения нет в принципе.
Согласно этого свода правил, если металлический стержень и входит в дерево вдоль волокон, то он должен вклеиваться.

НО!Всегда есть но и не одно!

  • Во первых, саморезы входят в дерево не совсем вдоль волокон, а под некоторым углом.
  • Во вторых, данный свод правил, говорит о конструкциях из дерева нетвёрдых пород, цитата «Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других деталей». По этому, все нагрузки в данном СНиПе были просчитаны для конструкций из дерева нетвёрдых пород. Но для строительства купола, можно использовать и лиственницу, из которой вкрученный саморез не так то просто вытащить.
  • Вспомним купольный дом, который был спроектирован и построен самим Ричардом Бакминстером Фуллером, так вот,
    ПОСТРОЕННЫЙ ЕЩЕ В 50-Х ГОДАХ ЗА 7 ЧАСОВ И В КОТОРОМ ОН ПРОЖИЛ ПОСЛЕДУЮЩИЕ 12 ЛЕТ, ВОЗВОДИЛСЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ БЕЗ КОННЕКТОРОВ. Дом имел часть сферы 5/12 и третью частоту разбиения при радиусе 6 метров. Средняя длина ребра 2,3 метра, площадь дома по полу 100 м 2 .
Читать еще:  Деревянная лестница своими руками

Купольные дома: красиво, комфортно и экономично

Обновлено: 15 марта 2020

Большинство частных домов конструируется по стандартной и типичной для всех технологи, которые представлены разновидностью кубических форум здания. Но не все желают строить типичные конструкции. Одним из самых красивых и практичных вариантов является строительство сферического дома по энергосберегающей технологии.

Отличаются купольные дома необычным, привлекательным экстерьером, нестандартной формой и позволяют практично и грамотно соорудить все необходимые системы, обеспечивающие комфортную жизнь. Дома купольного типа обладают большим количеством преимуществ и особенностей конструкции.

Описание

Первое, что отличает купольные конструкции — это их высокий уровень прочности. Главной их особенностью является то, что уровень несущей способности сооружения повышается с увеличением его диаметра. Важно еще и то, что прочностные характеристики строения не меняются от того, какие материалы используются для его возведения.

Купольный дом — это своеобразный конструктор. Его составляющие элементы типичны и рассчитываются самостоятельно. Для расчета параметров основы-каркаса существует специальный калькулятор купольного дома. Для удобства при создании основы сооружения есть калькулятор купольного дома на русском языке. Собрать такой конструктор достаточно просто и быстро. По такой технологии возводят деревянные купольные дома.

Сборка основы-каркаса купольного дома легко произвести вручную. Все необходимые для возведения элементы характеризуются небольшими габаритами и весом. Благодаря тому, что геодезический дом идеален относительно аэродинамических свойств, его можно возводить в условиях нестабильного климата. Например, в местности с частыми ураганами или землетрясениями.

Суть сферической конструкции в разделении пространства при помощи векторов. Положив в основу тип купола можно выделить следующие виды купольных домов:

  • дома купольного типа, в основе элементов которых лежит четырехгранный многогранник;
  • основа — икосаэдр. Конструкция считается наиболее оптимальной. Чем больше частота векторов используется для разбивки пространства, тем выше прочность всего сооружения.

По различию форм дома бывают:

  • поясные;
  • выпуклые;
  • овальные;
  • состоящие из нескольких многогранников;
  • полукруглые.

Построить купольный дом можно из различных материалов. От этого зависит технология возведения конструкции Самой простой является каркасная, в которой основной материал для возведения — дерево. Существуют и другие варианты строительства.

Из пенопласта

Для изготовления купольных домов по японской технологии используют пенополистирол. Пенопластовые панели производятся таким образом, чтобы во время сборки они прочно скреплялись друг с другом. Во время производства на поверхность пенопласта наносят бетон, чем придают материалу повышенные прочностные свойства.

Купольные дома по японской технологии построить достаточно просто, понадобиться лишь заказать необходимое количество панелей, соорудить фундамент и собрать дом. Купольный дом из пенополистирола получается очень легким, потому не нуждается в прочном и массивном фундаменте. Цена на купольный дом из пенопласта установилась в пределах 300-400$ за 1 м2.

Справка: Несмотря на то, что для строительства дома используется пенопласт, японские купольные дома получаются прочными и надежными, а также безопасными для проживания.

Из кирпича

Купольный дом из кирпича возводится без каркаса. Проводят укладку кирпичного материала в зависимости от выбранной формы геодезического купола.

Из бетона

Одной из современных технологий, используемых для строительства купольного дома, является «надувная» или с использованием пневмокаркаса. Материал для строительства – бетон. Благодаря такой технологии получают монолитные купольные дома.

Стены здания возводятся за счет специального надувного шара, который предварительно расстилают на фундаменте. Надувной шар представлен прочной мембраной. На его поверхность устанавливается деревянная, оснащенная армирующей арматурой из стали, опалубка. Поверх нее равномерно распределяется бетонная смесь.

Дождавшись момента, когда бетон «схватится», но еще не полностью затвердеет, мембрану надувают. Вместе с шаром происходит поднятие бетона, который приобретает нужную форму. После этого можно считать, что купольный дом из бетона готов. Когда произойдет полное затвердевание бетона, мембрану сдувают. Она в дальнейшем используется повторно.

Из соломы

Купольный дом из соломы построить также достаточно просто. Для здания потребуется ленточный или столбчатый фундамент, на который крепиться каркас. Форма купола допускается любая. В качестве материала для стен используют соломенные тюки, но во время укладки их разбивают пополам. Укладку снопов проводят в горизонтальной плоскости, после чего стягивают при помощи прочного шнура.

Купольный соломенный дом требует обязательного оштукатуривание. Для этого поверхность тюков обтягивается сеткой, на которую накладывают раствор штукатурки. Для внешней и внутренней отделки используют глиняные или известковые штукатурки.

Плюсы и минусы

Свойства, присущие сферической конструкции определяют положительные характеристики, которыми обладает купольный дом. Преимущества следующие:

  • объем внутри дома получается существенно больше, чем при возведении «прямоугольного» строения с одинаковым параметром полезной площади. Не слишком затратно строить купольный дом, цена его сокращается на 30% в сравнении с обычным;
  • учитывая, что и внешняя поверхность здания меньше, то это позволяет сократить расход на обогрев дома. В зимний период дом не отдает тепловую энергию наружу, а летом не нагревается;
  • благодаря небольшому весу всей конструкции дома, нет необходимости возводить мощный фундамент;
  • наличие окон и дверей в доме не влияет на его прочностные характеристики. Окна моно размещать в любом количестве и в любом месте;
  • характерен высокий уровень сейсмоустойчивости;
  • купольный дом зимой способен выдерживать большие снеговые нагрузки;
  • идеальные аэродинамические свойства позволяют возводить купольные конструкции в регионах, с частыми ураганами;
  • за счет того, что купольный дом круглый, размещать на участке его можно как угодно;
  • отопление купольного дома — это теплый пол. Нет необходимости устанавливать какие-либо другие системы обогрева, поскольку тепло, исходящее от поверхности пола распространяется по всему дому;
  • планировка купольного дома — абсолютно свободная. Конструкция дома не предполагает наличия несущих стен, а потому есть возможность установить перегородки комнат в любом удобном месте. Это также позволяет сделать дизайн купольного дома в точности соответствующий пожеланиям жильцов;
  • комфортное проживание в доме обеспечивает также и меньшее количество шумов, которые проникают с улицы. Происходит это благодаря меньшей площади поверхности сооружения;
  • интерьер купольного дома организовать также просто, как и в обычной кубической конструкции. В помещения идеально вписывается обычная мебель, имеющая острые углы;
  • внешний вид купольного дома необычен и привлекателен.

Несмотря на большое количество преимуществ сооружения, для тех, кто хочет построить купольный дом, минусы также играют немаловажную роль. Купольный дом недостатки имеет следующие:

  • провести расчеты для сооружения основы дома сложно. Невозможно сделать чертеж в двух плоскостях. Необходимо иметь не только хорошее пространственное воображение, но и уметь использовать 3D программы, предназначенные для создания макета. Этот момент можно не брать в счет, если есть возможность заказать готовый проект;
  • специфичность технологии. Такой дом не сможет возвести обычный строитель, поскольку технология сооружения купольных домов не относится к классическому домостроению. Необходимо найти профессионалов именно в куполостроении;
  • геодезический купольный дом требует использования специализированных элементов. Например, стандартные окна для дома не подойдут, необходимо устанавливать окна треугольной формы.

Производители

Строительство купольных домов можно заказать в следующих компаниях:

  • Dome-Dom. Если нет желания строить купольный дом своими руками, то компания построит купольный каркасный дом под ключ. В случае, если есть возможность заняться строительством без чьей-либо помощи, но нет желания проводить расчет купольного дома, то фирма предоставит комплект для сборки каркаса дома.
  • Скайдом. Производит высокопрочные каркас для самостоятельной сборки. Строит купольные дома под ключ, стоимость минимального по площади конструктора (Скай7.7) составляет 1790000 российских рублей.
  • Добросфера. Изготовит и доставит домокомплект. Обеспечит всей необходимой информацией, необходимой для сборки, а также будет сопровождать в ее процессе. Цена домокомплект минимального радиуса (Z4) составляет 32000 рублей.

Как построить

Расчеты и проект — первое, что необходимо тем, кто хочет построить купольный дом своими руками. Калькулятор для этого просто необходим. Когда проект готов, начинается возведение купольного дома с подготовительных работ.

Чтобы построить купольный дом своими руками необходимо сначала подготовить участок, заняться расчисткой грунта и его выравниванием. После этого поверхность почвы засыпается щебнем и песком. Возвести страдодезический купольный дом можно по следующей технологии:

  • Изначально сооружают вместо фундамента десятиугольник, на который будет опираться вся конструкция. В зависимости от того, какая нагрузка предполагается на данную основу, выбирают определенное сечение досок для многоугольника.
  • Приобретенные доски обрезают, используя электропилу. Нужно получить на выходе форму трапеции.
  • Песчаную подушку урывают рубероидом и сверху выкладывают трапециевидные доски, скрепляя их при помощи шурупов.
  • Дальнейшие работы проводятся в вертикальной плоскости. Для первого ряда стены понадобятся доски, скрепленные между собой в квадраты.
  • Дальнейшее возведение стен заключается в сборке элементов треугольной формы. Если приобретался готовый каркас-конструктор, то это существенно облегчает задачу. Нужно лишь собрать его в соответствии с инструкцией.

Важно: Каждый деревянный элемент требует предварительной обработки специальными антисептическими препаратами.

  • После возведения каркаса приступают к обшивке его ОСП панелями с внутренней стороны. Элементы предварительно вырезаются в соответствии с параметрами конструкции.
  • Для внешней отделки конструкции потребуется накрыть его поверхность рубероидом и обшить, используя, например, гибкую черепицу.
  • Рекомендуется весь процесс проводить поочередно, переходя от одного треугольника к другому. Вырезав рубероид нужной формы, прикрепить его к каркасу и провести монтаж черепицы.
  • Фиксацию рубероида лучше проводить при помощи смолы или клея.
  • Когда все работы будут завершены, приступают к внутренней отделке. Используя выбранные материалы сооружают полы, проводят все коммуникации и утепляют стены, после чего проводят их предчистовую отделку.

Совет и лайфхаки

  • рекомендуется перед началом строительных работ соорудить систему канализации и предусмотреть альтернативные методы;
  • в качестве утеплительного материла дом позволяет использовать опилки;
  • если предполагается изготовить каркас самостоятельно, то лучше использовать белую акацию. Она отличается высокой прочностью.

Полезное видео

Заняться изучением и разбираться в сути строительства рекомендуется каждому, кто решил построить купольный дом. Видео поможет наглядно представить все особенности строения.