Купольні будинки: проекти і технологія будівництва Будівництво
Багато жителів мегаполісів сьогодні замислюються про будівництво власного приватного будинку десь за межами міста. Адже це прекрасна можливість періодично вибиратися із задушливого міста на свіже повітря. Але варто розуміти, що спорудження приватної дерев'яного будинку вимагає вкладення великої суми грошей. Сьогодні забудовники в своїй роботі використовують сучасні будівельні матеріали і технології, які вже стали відомі своєю ефективністю. Про технологію зведення купольних будинків, а також про особливості будівель даного типу розповімо далі.
зміст
вибір проекту
При виборі того чи іншого проекту, намагаються створити заміський будинок, який буде довго зберігати тепло в зимовий час, тобто буде володіти високими енергозберігаючими характеристиками. Це дозволить заощадити на витратах на оплату теплоносіїв. Крім того, при виборі проекту заміського будинку враховується, що в будівництві будуть жити кілька осіб. Тому намагаються будівлю зробити максимально комфортним і функціональним. При цьому будинок повинен бути привабливий зовні. Бажання отримати будівля з такими характеристиками стало здійсненно в той період, коли почали активно використовувати штучні матеріали, що дозволяють втілити в життя різні архітектурні рішення. Однією з таких функціональних дизайнерських задумок можна вважати будинку-сфери. Правда, подібні конструкції зводяться вже дуже давно, але переважно народами північних країн, де питання обігріву приміщення стоїть досить гостро.
Технологія будівництва купольних будинків, використовувана сьогодні в сучасному вигляді, можна сказати, була винайдена завдяки архітекторові Р. Фуллеру, який «дав життя» ідеї як будувати одночасно красиві і оригінальні будівлі. Проекти цього дизайнера дозволяють зробити простір більш ергономічним, функціональним, корисним і затишним. Такі будиночки непогано зберігають тепло. Нижче розглянемо, як зробити купольний будинок, але для початку ознайомимося з перевагами таких будівель.
Переваги купольних будинків
- При формуванні проекту купольного будинку однієї з головних цілей є створення комфортної конструкції, яка дозволяє уникнути впливу різних шкідливих факторів зовнішнього середовища.
- Купольні будинки по-своєму унікальні. Їх куляста форма дає можливість створити 1 куб. м. обсягу за допомогою площі стіни всього в 2,4 кв. м. Для порівняння: для побудови такого ж обсягу з допомогою традиційних прямокутних стін потрібно 6 кв. м. Завдяки меншій площі стіни у таких будинків зменшується теплообмін із зовнішнім середовищем. При цьому температура всередині будівлі буде менше залежати від погодних умов.
- Не секрет, що форма кулі понад аеродинамічна. Це дає можливість посилити опір будинку сильного вітру. Крім того, будівля такої форми стійкіше до сейсмічних впливів. Так, воно спокійно може витримати поштовхи в 9-11 балів.
- До переваг подібних споруд ще варто віднести можливість створення будинку, який буде повністю відповідати вашим вимогам. Зокрема, ви зможете будь-де розташувати двері і вікна. Завдяки розподілу навантаження можна побудувати до п'яти прибудов. Причому їх розміри і місце розташування можуть бути різними.
Конструкція купольного будинку насправді не така складна, як може здатися на перший погляд. Її легко можна розрахувати за допомогою спеціального калькулятора. Тут знадобиться вказати такі параметри, як спосіб з'єднання ребер і їх перетин. Ще розраховується значення радіуса кола підстави. Цього достатньо, щоб програма могла обчислити всі необхідні параметри. В результаті буде відома кількість ребер, граней і вершин, їх розміри, а також схема каркаса купола і зрізів на кінцях ребер. Можна за допомогою спеціальної програми змоделювати креслення різних вузлів, ребер і граней.
На рахунок вартості споруди купольного будинку однозначно сказати не можна. Адже він може мати великі розміри, дорогу облицювання або може будуватися в комплексі з іншими прибудовами, погребами. У всякому разі, зведення такого будинку буде дешевше приблизно на 25%, в порівнянні з витратами на будівництво звичних будинків прямокутної форми.
Види купольних будинків
Подібні будинки прийнято робити в вигляді геодезичного купола. На сьогоднішній день їх існує кілька. За типом купола можна виділити два види будівель - це будинки з куполом з чотиригранних багатогранників і будівлі у формі ікосаедра. Останні можна назвати найкращим варіантом розбивки простору на секції. Причому від того, як часто зроблена розбивка, залежить міцність конструкції.
За формою купола розрізняють п'ять видів купольних будівель. Зокрема, розрізняють купольні будинки поясного типу. Також відомі споруди овального і опуклого типу. Крім того, існують полігональні будинки і будівлі напівкруглого типу.
Купольний будинок своїми руками
Як вибрати частоту купола
Які існують варіанти купола:
1v
2v
3v
4v
Зазвичай вибирається 2v або 3v. Віддавати перевагу тому чи іншому варіанту рекомендується за кількома факторами. Одним з них є планований діаметр куполу. Крім того, при виборі частоти, варто врахувати, чи будуть використовуватися стандартні двері і вікна. І, звичайно, потрібно не забувати про розумному підході. Якщо купол має діаметр понад 13 метрів, то він вважається великим. Його проблематично звести, дотримуючись частоти менше, ніж 3V. Справа в тому, що вже при такій частоті ребра купола в довжину можуть досягати до 3 метрів. Збирати геодезичну конструкцію з таких довгих матеріалів дуже складно.
При цьому купол будинку діаметром до 7 м вдасться звести з частотою 2V. Ребра в довжину становитимуть приблизно 2,1- 2,4 метрів. Ці розміри є найбільш прийнятними. Очевидно, що найбільш привабливо виглядають купола з великим числом ребер, тому що вони будуть виглядати більш округлими. Але такі конструкції просто нерозумні, через велику кількість конструктивних елементів.
У конструкції купола найчастіше використовують три види сегментів - це 1/2, 3/8, або 5/8.
½
3/8
5/8
Вибір того чи іншого варіанту багато в чому залежить від розміру споруди. Так, для невеликих будиночків діаметром 8-9 м найчастіше використовується сегмент ½. Частота купола в подібних будинках при такій сегментації буде кратна двом. Крім того, виходить, що купола з частотою 2V в діаметрі не можуть бути більше 8-10 метрів. Для купола з частотою 4V діаметр обмежується тільки здоровим глуздом, але існує рекомендація не використовувати даний варіант при розмірах купольного будинку від 8 до 14 м.
У практиці будівництва купольних будинків є поняття «спідниці». Вона являє собою частину будинку з вертикальними стінами висотою 0,8-1,9 м. На ній закріплюється сам купол. Ця частина будинку дозволяє ефективніше використовувати для купольного будинку сегменти 1/2, 3/8 з потрібною частотою (в нашому випадку це 3V і 2v). З спідницею можна створювати звичні вертикальні стіни. При цьому обсяг приміщень збільшується, а висоту стель можна змінювати ще на етапі роботи над проектом при будівництві як дво-, так і триповерхового будинку. Варіант з використанням вертикальних стінок, мабуть, можна назвати найоптимальнішим. Справа в тому, що він більш ефективно використовує доступний внутрішній обсяг споруди. При зведенні будинку діаметром до 7 м цей метод, по суті, є єдиним можливим. В іншому випадку будинок вийшов би схожим на велику туристичну палатку.
монтажні роботи
Порядок проведення монтажних робіт:
- Перш за все, потрібно виконати необхідні підготовчі роботи. До них відноситься облаштування майданчика, де буде зводитися будинок. Її потрібно очистити від грунту, а потім засипати щебенем.
- Коли це буде зроблено, можна зайнятися фундаментом, який для цих будинків є опорний десятіугольнік. Щоб його зробити, знадобиться десять штук великих дощок. Важливо, щоб вони змогли витримати плановану навантаження.
- Далі з цих брусків виготовляється трапеція. Для цього знадобиться електропила або електролобзик.
- Коли трапеція буде готова, її і руберойд укладають на облаштоване раніше піщану основу. Далі рекомендується перевірити геометричність конструкції.
- Трапеції необхідно з'єднати за допомогою шурупів.
- Далі необхідно звести вертикальну стіну, для якої потрібні бруски, з'єднані шурупами. Місця, де будуть розташовуватися віконні та дверні прорізи, відзначаються заздалегідь.
- Сама дверна коробка виготовляється з декількох брусків. Для обшивки вертикальних стін використовуються дерев'яні планки. Причому робити це потрібно так, щоб не було між ними щілин, адже опади не повинні потрапляти в будинок.
- Після обшивки необхідно підготувати ребра для каркаса купольного будинку. Вони обтісують рубанком за тією ж технологією, як і звичайні бруски.
- Перш ніж встановити ребра, потрібно покрити поверхню захисними просоченнями і лаком. Ці засоби дозволяють запобігти утворенню грибка і цвілі.
- Пластинчасті з'єднувачі виготовляються шляхом вирізання пластин з листа металу. Це зручно зробити за допомогою болгарки, причому цим інструментом можна вирізати пластини як шести-, так і п'ятикутної форми.
- Форма з'єднувачів в основному залежить від типу конструкції. Заливку можна починати тільки тоді, коли коннектори будуть готові. Для заповнення використовують зазвичай монтажну суміш або бакелітову смолу. Рекомендується віддати перевагу піні, тому що цей матеріал найменш шкідливий.
- Щоб зробити каркас, слід звернути увагу на креслення купольного будинку - він допоможе швидше визначитися з кількістю деталей. Щоб з'єднати всі елементи конструкції, рекомендується використовувати шурупи та столярний стіл. Хоча, можна впоратися і без їх наявності.
- Обшити каркас зсередини можна за допомогою звичайного фанерного листа. Фанера відома як нешкідливий і екологічний матеріал.
- Коли оздоблювальні роботи зсередини будуть закінчені, можна приступати до зовнішньої обробки. Для цього зазвичай використовують гнучку черепицю і руберойд.
- Щоб виконати облицювальні роботи, потрібно шар черепиці та руберойду наносити послідовно. Для зручності вирізання трикутників з руберойду використовуйте столярний стіл. Щоб закріпити цей матеріал, можна використовувати смолу або спецклей.
- Далі можна зайнятися внутрішньою обробкою, яка майже нічим не відрізняється від облицювання інших типів будинків, тобто включає в себе - настилання підлог, створення вентиляції, проведення води, утеплення та оздоблення стін.
- Варто також врахувати ще кілька тонкощів. Для того щоб провести в будинок воду і каналізацію, рекомендується облаштувати дві стічних ями. Якщо буде другий поверх і спальня, то потрібні кілька вікон з розчиняються стулками.
- Кращим варіантом облицювання для такого будинку, мабуть, буде біла акація. Цей матеріал відомий своєю високою міцністю. Утеплити конструкцію споруди можна навіть тирсою. Крім цього, слід заздалегідь подбати про те, щоб в будинку в наявності були розетки, світильники та інші потрібні електроприлади.
- Конструкція даху являє собою купол, обшитий OSB-панелями (можна фанерою). Вона накривається матеріалом-гідроізолятором. Поверх нього вкладається гнучка бітумна черепиця.
Вентиляція та утеплення
Зупинимося докладніше на облаштуванні вентиляції. Так, якщо є вентиляційні отвори в верхній частині купола (ними, зокрема, є вікна), то годі й облаштовувати вентиляцію покрівлі. Завдяки цьому можна заощадити на електроенергії, яка могла б бути витрачена на використання кондиціонера в спекотні літні дні. Нерідко з метою поліпшення вентиляції у верхній частині приміщення ставиться вентилятор.
Процес утеплення таких будинків полегшується наявністю у верхній частині купола секцій трикутної форми. Їх можна використовувати як ящики для укладання утеплювача. Як матеріал для утеплення використовуються, наприклад, мінеральна вата, пінопласт і скловата. При великій довжині ребер межі з внутрішньої сторони слід розділити додатковими розпірками. Вони дозволяють домогтися необхідної жорсткості конструкції. Крім цього, допомагають утримати теплоізоляційний матеріал.
Варто сказати, що в будинках з декількома поверхами природна вентиляція обмежується розподілом купола на поверхи. Для того щоб забезпечити якісну вентиляцію, простір під зведеної дахом не закривають на глибину, яку дозволяє ніша. Крім того, в нижній і верхній частині купола виконують отвори, через які буде циркулювати повітря.