Оглавление
Основные виды геодезических конструкций
Конструкции геокуполов отличаются друг от друга частотой разбиения поверхности сферы на треугольники. Частоту разбиения принято обозначать буквой V. Число, стоящее рядом с V, показывает количество различных конструктивных элементов (ребер), используемых для построения каркаса. Чем больше число ребер используется, тем прочнее получается геокупол.
Существует шесть видов геокуполов, из которых активно применяются при строительстве объектов только пять:
- 2V купол (высота сооружения равна половине сферы);
- 3V купол (высота сооружения равна 5/8 сферы);
- 4V купол (высота сооружения равна половине сферы);
- 5V купол (высота сооружения равна 5/8 сферы);
- 6V купол (высота сооружения равна половине сферы).
Легко заметить, что полусферическая форма объекта достигается лишь при четной частоте разбиения.
Схема каркаса геодезического купола типа 2V для создания небольших сооружений. Разные по длине ребра выделены цветом и обозначены буквами
Для небольших дачных построек обычно выбирается конструкция 2V купола. Каркас собирают из двух видов ребер, обозначающихся на схемах для удобства латинскими буквами A и B, а также выделяющихся дополнительно синим и красным цветом. Заготовки также помечают цветом, чтобы упростить процесс сборки каркасной конструкции. Для соединения отдельных ребер каркаса геодезического купола применяют специальные узлы, называемые коннекторами. При монтаже 2V-купольной конструкции используются три вида коннекторов:
- 4-х конечные;
- 5-ти конечные;
- 6-ти конечные.
Для подсчета длины ребер и количества коннекторов используют онлайн-калькуляторы, в которые забивают исходные данные объекта: радиус основания, частоту разбиения, желаемую высоту купола.
Три типа коннекторов, используемых для соединений ребер каркаса купола, сходящихся в одной точке (вершине многоугольника)
Большие полусферические объекты, диаметр основания которых превосходит 14 метров, строят с помощью 3V и 4V куполов. При меньшей частоте разбиения получаются слишком длинные ребра, что затрудняет их заготовку и монтаж. При постройке 3V купола длина ребер составляет почти три метра. Собирать каркас из таких длинномерных материалов довольно проблематично.
Выбрав другой тип купола (4V), уменьшают длину ребер до 2,27 метра, что существенно упрощает сборку купольного сооружения. Уменьшение длины конструктивных элементов ведет к увеличению их количества. Если у 3V купола при высоте 5/8 сферы насчитывается 165 ребер и 61 коннектор, то у 6V купола при той же высоте ребер уже 555 штук, а коннекторов – 196.
Свайный фундамент для установки больших купольных конструкций позволяет обеспечить сооружению необходимую прочность и устойчивость
Тип домов под круглые крыши
Основное требование к сооружению купольных крыш – геометрически правильное основание. А здесь два варианта: круглое или квадратное основание. Если форма стен дома – прямоугольник, то даже и не стоит думать о том, чтобы возвести кровельную конструкцию купольного типа. Есть вариант другой – арочная крыша полукруглого типа.
Если основание частного дома – это сложная по форме конструкции. Или в процессе строительства в него вносились изменения, к примеру, достраивались новые помещения, то в этом случае лучше использовать комбинированную кровлю. То есть ту, в которой используются скатные и купольные конструкции.
Как сделать круглую крышу – варианты купольной и конической кровли
Несмотря на то, что круглая форма крыши является несколько необычной для строительства зданий, в современной архитектуре можно найти множество примеров округлых конструкций. В данной статье мы расскажем, как сделать круглую крышу различных видов, и в чем основные отличия между ними.
Необычная на первый взгляд круглая крыша привлекает внимание в первую очередь совершенством форм, без острых углов и асимметрии. Зачастую такие конструкции можно встретить на зданиях религиозного назначения
При сооружении частных жилых домов круглая крыша делается довольно редко. В некоторых случаях она является составляющим элементом конструкции и придает архитектурному сооружению индивидуальность. Как правило, такие крыши возводятся над декоративными верандами, беседками или башенками.
Купольные дома внутри. 5 причин построить купольный дом
Находим удивительное жилье
Купольные дома выглядят странно по сравнению с классическими домиками, выстроенными в ряд в каком-нибудь поселке. В сороковые годы архитектор и изобретатель Ричард Бакминстер Фуллер увидел потенциал в заимствовании идей архитектуры дома у природы.
Фуллер начал экспериментировать с геометрией и к 1951 году запатентовал геодезический купол. Он являлся предшественником современных купольных домов. До сих пор они встречаются не так часто, даже в крупных городах. Геодезический купол является одной из самых эффективных архитектурно-строительных систем
В чем же ценность разработок Фуллера и почему на них стоит обратить пристальное внимание, если планируете строить дом?
1. Энергоэффективность
Сфера — наиболее эффективная природная форма. В сравнении с домом прямоугольной формы, купольный дом имеет на 30% меньше площади поверхности. Купольный дом экономит количество строительных материалов на ⅓ в сравнении с прямоугольным домом.
Материалов на создание купольного дома уходит меньше и при этом они в 5 раз прочнее классического дома за счет архитектуры и устройства каркаса. А внешнее покрытие в сочетании с формой пропускает тепло и сохраняет его внутри помещения, чем помогает своему владельцу экономить около 30% от среднего счета за отопление и электричество.
2. Устойчивость
В наших краях это не столь актуально, но, например, в горах Санта Крус в Калифорнии в 1989 году произошло землетрясение амплитудой 7.1. балл и 500 стандартных домов были разрушены до основания. Единственные дома, сохранившиеся в первозданном виде, были купольными. Первое время их использовали как убежища для пострадавших.
Купольные дома сохраняются не только во время землетрясений. Они устойчивы к ураганам и подобным стихийным бедствиям, а они в нашей полосе случаются. В основе купольного дома — треугольная форма, которую практически невозможно деформировать и разрушить подобными явлениями природы.
3.Выгодная стоимость
Экономия на строительных материалах позволяет сократить бюджет всего сооружения. Сюда же относятся деньги, сэкономленные на коммунальных платежах, страховке и поддержании дома в порядке.
4.Бесконечный дизайнерский простор
Сначала может показаться сложным красиво и комфортно обустроить дом подобной формы. Но это только на первый взгляд. На самом деле у купольного дома много преимуществ: открытый план позволяет зонировать пространство любым способом, перегрузить планировку лишними деталями практически невозможно.
Еще один плюс купольных домов — высокие потолки и широкие окна, пропускающие максимум естественного света. В качестве идей для декора купольный дом ограничивается лишь фантазией владельца. Внутреннее убранство такой постройки отлично выглядит в натуральных материалах и цветах, подчеркивая экологичность, простоту и комфорт.
5.Захватывающий внешний вид
Еще одна причина выбрать купольный дом — внешний вид
Он долгие годы будет привлекать к себе внимание и опережать своих квадратных братьев по красоте и необычности
Споры и противоречия по поводу выгоды купольных домов подогревают интерес
При выборе проекта своего будущего жилья обратите внимание на этот формат и. Да, у него неоднозначный бэкграунд, но выбор в пользу такого дома означает шаг в будущее
Обустройство купольной теплицы внутри
Когда строительство и обшивка каркаса завершены, можно приступать к обустройству внутреннего пространства помещения (рисунок 5).
Этот процесс включает несколько важных нюансов:
Внутреннюю часть северной стены желательно оклеить светоотражающими материалами, которые будут отбивать солнечные лучи, нагревая теплицу.
На земле, непосредственно на уровне верхней части купола нужно поставить одну или несколько емкостей с водой. Нагреваясь, жидкость будет поддерживать оптимальную температуру и влажность внутри. Кроме того, наличие емкостей с водой предотвратит перегрев теплицы днем, а накопленное тепло будет поддерживать оптимальный микроклимат внутри ночью
Важно, что чем большее количество емкостей вы установите, тем стабильнее будет микроклимат помещения, причем желательно выбирать тару темного цвета, поскольку в таких емкостях вода нагревается быстрее.
Дополнительно в теплице нужно установить вентиляционную систему, а если вы планируете использовать помещение зимой – отопительные приборы. Для отопления под поверхностью грунта можно проложить трубы для водного обогрева, или использовать электрические или инфракрасные нагреватели.
Рисунок 5. Примеры внутреннего обустройства Обустраивать специальную систему полива можно по желанию, так как для этой цели можно использовать жидкость, оставшуюся в емкостях для поддержки температуры. Вентиляция может быть любой: с помощью форточек в верхней части купола или специальных вентиляторов, которые также устанавливают под потолком.
Детальная инструкция по строительству геокупола своими руками – в видео.
Что требуется для строительства
Приступая к обустройству сферического сооружения, необходимо подготовить инструменты и материалы. Лучше собрать весь инвентарь заранее, чтобы во время работ не тратить время на поиски недостающих приборов.
Наиболее востребованы конструкции из деревянных брусьев. Сечение подбирается индивидуально в соответствии с предполагаемыми нагрузками на купол. Соединяют деревянные элементы при помощи коннекторов. Они бывают пятилучевыми и шестилучевыми. Данные элементы применяются при изготовлении полукруглых построек большой площади.
В случае возведения небольшого домика можно применить безконнекторную сборку. Профессиональные мастера часто отказываются от применения коннекторного метода сооружения каркаса. В этом случае бруски подгоняются точно друг под друга, что позволяет соединять их шурупами с минимумом швов.
Для облицовки каркаса применяют:
- листы ОСБ;
- фанеру;
- пенопласт;
- гипсокартон;
- другие листовые материалы.
Для крыши используют гибкую черепицу, рубероид, листовые кровельные материалы на основе алюминия.
Слой изоляции производят из качественной минваты. При ее укладке необходимо предупредить попадание внутрь сырья влаги. Более практичный вариант — вспененный полиуретан, который не боится воды. Материал создается непосредственно во время строительства из жидких компонентов. Увеличиваясь в объеме, он заполняет все свободное пространство, создавая эффективный изоляционный слой.
Внутренняя отделка ничем не ограничена. Применяют вагонку, деревянные панели, гипсокартон с последующей окраской или же обои. Для проведения строительных и отделочных работ подойдут такие инструменты:
- рулетка;
- уровень;
- электрический уголок;
- ножовка;
- электролобзик;
- электродрель;
- деревообрабатывающий станок;
- кровельные ножницы;
- молоток;
- перчатки;
- кисти;
- болгарка;
- крестовая отвертка.
Достоинства купольного дома
Сферические здания пользуются популярностью благодаря многим преимуществам.
Энергетическая эффективность
В сравнении со строением прямоугольной формы, купольный дом имеет на 30% меньше площади поверхности.
Сферическое строение экономит количество стройматериалов на ⅓ в сравнении с прямоугольным домом.
А внешнее покрытие вместе с уникальной формой пропускает тепло и удерживает его внутри дома, поэтому владелец может сэкономить примерно 30% от счета за отопление и электроэнергию.
Устойчивость
Купол хорошо выдерживает мощные потоки ветра. Не страшен даже снег, ведь он просто сползает с него.
Купольная форма придает строению высокую сейсмоустойчивость.
В сферический дом можно монтировать любое количество окон, это не повлияет на его прочность.
Простор для дизайнерских решений
Открытый план дарит возможность зонировать пространство с помощью разных методов. Высокие потолки и широкие окна, пропускают много солнечного света.
В качестве идей для декора сферический дом ограничивается лишь фантазией собственника.
Необычный внешний вид
Ваш дом украсит любой коттеджный поселок. Сферические стены позволяют создать оригинальный и броский дизайн помещений.
Строительство своими руками
Быстро построить небольшой купол можно даже в одиночку. Мастеру потребуется минимальный набор инструмента и подготовленная площадка.
Наличие корректных расчетов позволит построить объект своими руками за 2–3 дня.
Теплицы
Возвести сферическую теплицу проще всего. Для нее не требуется фундамент — достаточно прочных досок или кирпичей.
Первоначально нужно построить базовую линию, формирующую диаметр купола. Затем, путем наращивания треугольников, происходит продвижение к центру
Важно следить за соблюдением геометрии и надежностью фиксации коннекторов. Будет обидно, если на завершающем этапе треснет одна из граней, деформировав почти готовый купол
Рекомендации, которые помогут построить хорошую теплицу:
- выбирайте ровный участок с минимальным количеством ямок и кочек;
- при необходимости выровняйте площадку лопатой или другим инструментом;
- в качестве защитного покрытия купола используйте поликарбонат — он прослужит дольше полимерной пленки, придаст сооружению законченный вид.
Особенно эффектно выглядят композиции из нескольких теплиц-куполов. Конструкции могут иметь различные размеры, размещаться хаотично или упорядоченно.
Беседка
Беседка в виде геодезического купола смотрится свежо и оригинально. Она оживляет участок, обеспечивает комфортный уличный отдых.
Строя беседки-куполы, стоит соблюдать следующие правила:
- В качестве каркасных опор используется профильная труба. Она обладает значительной жесткостью, выдерживает вибрационные и ударные нагрузки. Конструкция купола сохранит функционал даже при усадке фундамента.
- Трубы из конструкционной стали фиксируются при помощи сварки. Это позволяет получить качественные неразъемные соединения, надежно связывающие каркас купола. Сварку можно выполнять ручными и полуавтоматическими устройствами.
- При работе с алюминиевыми трубами задействуются метизы. Торцы заготовок сплющиваются, в них проделываются сквозные отверстия. При формировании соединений используются гроверы. Они предотвращают ослабление гаек, способствуют поддержанию жесткости купола.
- Применение сварки и метизов исключает установку коннекторов. Затраты на подготовительные и монтажные работы существенно сокращаются.
В качестве защитного покрытия подойдет монолитный поликарбонат. Возможно использование и классических прозрачных, и тонированных листов.
Дом
На основе купола своими силами удастся возвести стильный дачный домик. Для воплощения подобной задумки потребуется:
- организовать гидроизолированный фундамент для геодезического купола;
- выполнить конструкцию из легких коррозионностойких материалов, например алюминия;
- грани купола, выступающие в роли окон, зашить поликарбонатом, остальные — непрозрачным материалом;
- обеспечить теплоизоляцию при необходимости;
- продумать расположение и механизм открывания двери.
Архитектурные объекты в виде геодезических куполов широко распространены, причем они есть не только в Москве или других мировых столицах, но и в небольших населенных пунктах. Такие строения возводят как люди, профессионально разбирающиеся в геодезии, так и простые любители инженерных сооружений. Главное — стремление воплотить интересную идею и наличие некоторых знаний и навыков.
Построить геодезический купол своими силами удастся при скромном бюджете. Для этого достаточно приобрести типовой металлопрофиль и защитное полимерное покрытие.
Телефон для связи: +7 (495) 191-12-79 Электронная почта
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.
Сауна под куполом – компактно и удобно
Характер отзывов о купольных домах в большинстве своем положителен. Владельцам нравится оригинальная форма, комфорт и вместительность этих построек.
Из субъективных положительных эмоций следует отметить покой и умиротворенность, ощущаемые человеком в таком доме.
Внутреннее обустройство геотеплицы
Сборка геокупола своими руками завершена, самое время обустроить его внутри. До закладывания грядок необходимо подготовить системы обогрева, полива и вентиляции. Внутри купола по северной стороне необходимо закрепить блестящий материал (фольгу, металлизированную пленку) – так растения и резервуары с водой получат больше света и тепла.
Температура в теплице поддерживается с помощью самодельных аккумуляторов тепла – под светоотражающим щитом устанавливают несколько бочек с водой. Вода за день нагреется, благодаря чему ночью внутри будет поддерживаться необходимая температура. Эту же воду можно использовать для капельного полива.
Примерная схема внутреннего устройства геодезической теплицы
Трубы засыпают слоем навоза или компоста. Теплый воздух циркулирует по системе под грядками благодаря вентилятору, подключенному к солнечной батарее. Дополнительно для аккумуляции тепла в центре теплицы можно установить несколько пятилитровых фляг, также заполненных водой. Кроме встроенных форточек, можно установить автоматическую систему вентиляции для проветривания по расписанию.
Грядки в купольной теплице располагают по периметру.
Ширину грядки лучше делать не больше, чем 1,5 м, иначе тяжело ухаживать за растениями. Какую именно грядку обустроить – дело вкуса. Можно построить стандартные – до 40 см в высоту, высокие или теплые, вертикальные или двухъярусные. При большом радиусе основания в центре обычно обустраивают грядку-клумбу, на которой высаживают высокорослые или вьющиеся культуры.
Грядки в два яруса хорошо освещаются под прозрачным сводом
Как видите, самостоятельно построить на участке оригинальную теплицу-купол несложно. И если учесть, что затраты на ее создание и содержание несколько меньше, чем для других укрытий, то можно смело сказать, что популярность таких сооружений будет расти с каждым годом.
Особенности конструкции
Прежде всего для себя нужно решить, для каких целей будет использоваться тепличная постройка в форме геодезического купола. Понятно, что строить теплицу геокупол своими руками только ради декоративных качеств строения нет смысла, постройка должна оправдывать вложенные средства и время.
Купольная теплица идеально подойдет для выращивания овощей по Митлайдеру
Купольная теплица, фото, представляет собой довольно сложный объект, состоящий из множества треугольных секторов. Собрать такую конструкцию намного сложнее, чем обычный прямоугольный коробок, тем более, если планировать поставить купольную теплицу из полипропиленовых труб.
Чем больше размер треугольной секции, тем сложнее выдержать круглую форму теплицы
Преимущества купольного дома
Купольный дом своими руками
- Оригинальный внешний вид.
- Высокая скорость возведения и обустройства.
- Возможность свободной внутренней планировки.
- Отсутствие строгих требований к основанию. Готовая конструкция, как уже отмечалось, имеет малый вес, что позволяет обустраивать ее даже на самых элементарных и незаглубленных фундаментах.
- Возможность обустройства в разных климатических регионах. Несмотря на кажущуюся простоту, при грамотном обустройстве купольный дом имеет высокие теплоизоляционные показатели.
- Отсутствие необходимости существенных денежных вложений на строительство и обустройство дома.
- Высокая устойчивость к ветровым нагрузкам.
- Устойчивость к подвижкам грунта и землетрясения. Особенности конструкции таковы, что поступающие нагрузки равномерно распределяются по всему дому.
- Современный и эстетически привлекательный внешний вид.
- Высокие показатели энергоэффективности.
- Хорошие показатели шумоизоляции.
Проект дома на основе стратодезического купола
Стратодезические купольные жилища строятся из хорошо просушенных гнутоклееных деревянных балок, они служат одновременно и элементом декора, и несущей конструкцией. Например, харьковская компания «ЭкоДом» предлагает следующее потрясающе красивое и элегантное решение.
Стратодезические купола устойчивы к вертикальным нагрузкам, а осевая биосимметрия позволяет иссекать купол на значительно большее число горизонтальных слоев, ограниченных параллельными плоскостями, чем радиальная, что делает такие купола больше дружественным методом строительного конструирования, так и к поточным методам сборки.
Первый этаж. Заходим в маленький тамбур, а оттуда в большой холл. Рядом располагается санузел с переходом в небольшую котельную. Далее нас ждет шикарных размеров кухня и гостиная. Справа от кухни находится спальня и кабинет. В каждом из помещений предусмотрена своя небольшая гардеробная. Из холла поднимаемся по лестничному маршу на второй этаж.
Второй этаж. Здесь архитектор расположил маленький холл с панорамным видом. Слева — санузел, справа — огромных размеров спальная комната с большой гардеробной и выходом на балкон.
Характеристики проекта
- Общая площадь – 285 кв.м
- 1 этаж: 225,83 кв. м; 2 этаж: 59,17 кв. м
- Фундамент из пенобетона
- Наружные стены и кровля — из битумной черепицы и медного листа
- Перекрытия — дерево, гипсокартон
- Отделка остальной части фасада — алюминиевый софит, фасадная лента, камень, дерево.
Сферический (купольный) дом с деревянным каркасом
Применяемые конструкции куполов
Наиболее распространенным является геодезический купол .
На представленной фотографии на переднем плане хорошо видна структура купола. За ним уже обшитый сферический (купольный) дом.
Геодезический купол собирается из разных деревянных треугольников.
Для расчета длин сторон треугольников и их количества существует on-line калькулятор . Таких программ много. Найти их можно набрав в поиске соответствующую фразу.
Для примера – результат расчета такой программы.
При необходимости скелет сферического дома можно укрепить дополнительно.
Перед расчетом необходимо принять решение о виде соединения элементов купола. Их может быть несколько. От выбора зависит вид и размер элемента.
На следующей фотографии представлено начало сборки геокупола из заранее подготовленных элементов.
Такая сборка без специальных соединителей называется безконнекторной .
Элементы соединяются между собой с помощью болтов.
Количество элементов уменьшается с уменьшением конструкции.
В этом скелете присутствуют соединители.
И самый маленький геокупол.
Стратодезический деревянный каркас используется в двух вариантах домов.
Первый – когда он полностью из деревянных элементов.
Второй – с межреберным заполнением, например, пенобетонными блоками.
Как видно из фотографии, в стратодезическом каркасе требуются значительно более мощные элементы или их большее количество.
При серийном производстве основные ребра каркаса подвергаются термообработке и изгибу.
Для получения необходимой кривизны ребер при самостоятельном изготовлении используется большое количество коротких досок. Их склеивают по шаблону и соединяют шурупами.
В теплых странах каркас сферического дома часто собирают из связанного в пучки бамбука.
В принципе так можно строить и у нас. Вместо бамбука используются тонкие длинные рейки. Они склеиваются между собой эпоксидным клеем. Операция выполняется на подготовленном шаблоне. Так строят деревянные корпуса катеров и яхт.
Методы соединения элементов конструкции геокупола
Существуют два основных способа соединения несущих элементов купольного дома.
Первый способ: с помощью коннекторов.
Второй способ: безконнекторное соединение (о котором упоминалось ранее).
Последний вариант соединения ребер каркаса считается более надежным и более долговечным. Но и более трудоемким.
На фотографиях приведены примеры таких соединений.
Из-за сложности подготовки элементов конструкции каркаса купола чаще (особенно при самостоятельном изготовлении) используют коннекторы.
Эти соединители должны быть выполнены из специальных высококачественных сплавов.
Из-за их дороговизны самоделкины часто используют обычную сталь с применением защитных грунтовок и лаков.
Наиболее часто встречаемые конструкции коннекторов приведены на следующих фотографиях.
Про самодельный коннектор можно сказать: хоть как не крась, все равно со временем заржавеет.
Массивное железо внутри утепленной конструкции, через которую стремится наружу теплый пар, не сможет оставаться нейтральным.
Где сядет роса? На самом инерционном материале – железе.
Заводские коннекторы прослужат дольше. Но за это надо заплатить.
Все производители куполов патентуют свои коннекторы. Они изготавливаются из легких сплавов с высокими защитными и механическими свойствами.
В самодельных коннекторах железо гниет в местах его соприкосновения с деревом. Образуются очаги поражения.
Влага легко уходит в деревянную конструкцию.
Этот процесс интенсивнее, если целостность дерева нарушена из-за затяжки или механических ударов.
Появляется плесень и микробное заражение. А туда уже не попасть.
Поэтому бесконнекторное соединение считается более надежным из-за отсутствия массивных металлических крепежных элементов.
