Пошаговая инструкция по постройке купольного дома

Подготовительные работы

На подготовительном этапе надлежит выполнить следующее:

1. Выбор проекта. В чертежах проекта должны быть отображены такие моменты: — форма здания; — площадь; — количество стропильных элементов; — параметры ячеек; — число коннекторов и т.п. 2. Выбор места. На выбранном месте для построения купола следует сделать разметку в соответствии с размерами будущего здания. 3. Изготовление необходимых изделий для постройки. Ориентируясь на чертежи, необходимо сделать своими руками коннекторы, стропильные и фанерные элементы. 4. Обработка материалов. Древесине естественно надлежит обработать антисептиком, если используются металлические коннекторы, их обрабатывают антикоррозийными веществами.

Инструктаж по строительству

Виды

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.

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.

Зачем и почему надо проектировать форму ограждения и внутреннее пространство жилого дома без углов

Сначала разберем влияние формы ограждения на температурные поля в статическом состоянии на примере скатно-квадратного дома.

В этом нам поможет учебник К. Н. Фокина «Строительная физика».

По углам помещений внутри дома интенсивность конвенционных потоков воздуха снижена, вследствие чего тепловосприятие стены уменьшается. В углу образуется обычный застой воздуха. Наружная площадь угла ограждения больше чем внутренняя площадь. Поэтому поверхность внешней стены имеет высокую теплоотдачу и малое тепловосприятие.

Из этого следует, что: наружная поверхность ограждения самого угла испытывает большее охлаждение, чем наружная поверхность глади стены. А температура внутренней поверхности наружного угла ниже, чем температура внутренней поверхности глади стены.

Из учебника так же можно узнать, что:

— чем больше разница температур внутреннего и наружного воздуха, тем больше разница температур внутренней поверхности в углу и на глади стены;

—  что разность температур внутренней поверхности в углу и на глади стены с увеличением угла ограждения будет уменьшаться.

А в круглых ограждениях (включая купольный дом):

— температура одинаковая;

— разность температур внутренней поверхности в углу и на глади стены уменьшается с увеличением термического сопротивления стены;

— при этом разность температур внутренней поверхности в углу и на глади стены не зависит от толщины стены, а только от термического сопротивления стены.

Можно сказать, что передача теплоты излучением в углах классических домов примерно в 2 раза меньше, чем на стенах в пролетах между углами.

Кроме этого, понижение температуры поверхности стены в наружном углу особенно неблагоприятно сказывается на микроклимате помещений, ибо является основной причиной сырость и промерзания наружных углов в помещениях дома.

Какой формы должен быть купольный дом

Форма любого сооружения, а тем более жилого, является фактором номер один при определении его энергоэффективности.

Именно от общей площади поверхности ограждений, а не толщины слоя теплоизоляции, или устройства крыш, наличия двойного остекления, типа дверей, отопительных приборов и системы отопления зависит в первую очередь количество теплопотерь.

Из 8 класса даже самой средней школы мы знаем, что только сфера способна объять заданный объем поверхностью имеющей наименьшую площадь.

А наиболее эффективной формой для перекрытия площади является полусфера. Или господин Купол!

Если полусферу/купол «обмять», переформовать в параллелепипед, то обнаружится, что мы потеряли почти 30% пространства.

Если далее полученную коробку преобразовать в 3-х гранную пирамиду, то потери составят уже 66%.

Поскольку большинство домов представляют собой комбинацию прямоугольных и треугольных форм, то средние потери внутренних площадей и пространств составят (по сравнению с куполом) от 40 до 60%.

Необходимые материалы

Перед постройкой надлежит подготовить абсолютно все материалы и приспособления, чтобы в дальнейшем не затягивать строительство на их поиски.

Комплект для возведения полусферы своими руками: 1. Деревянный брус. 2. Оцинкованный лист стали. 3. Отвёртки, шурупы и крепёжные элементы (саморезы, гвозди и т.п.). 4. Пена для монтажа. 5. Материал для кровли. 6. Кровельные ножницы. 7. Уголок и строительный уровень. 8. Молоток. 9. Рулетка. 10. Ножовка. 11. Электрический лобзик и дрель. 12. Болгарка. 13. Станок для обработки дерева. 14. Кисти. 15. Защитные перчатки.

Проект купольного здания

Проект купольного жилища можно найти в интернете или заказать. Наличие чертежей обязательное, без них практически невозможно соорудить своими руками конструкцию в форме сферы.

Подборка чертежей для дома из купола представлена на рисунках ниже.

Дом СФЕРА — Купольные дома!

 Опубликовано в: 26.09.2018
 В Архитектура, Декорирование, Интерьер, Минимализм, Статьи, Стиль жизни, Футуристичность, Эко изделия

В мире архитектуры мало кого удивишь чем-то новым, чтобы зацепило и отложилось в памяти как нечто особенное, а может быть и захотелось реализовать что-то подобное! Не смотря на устоявшиеся стандарты, уже не первый год в России популярны круглые дома, а точнее дома в форме купола. Это уникальные строения сферической формы, обладающие такими же, а может даже и более лучшими характеристиками для жизни. Давайте более подробно разберемся что же это за дома.

Ричард Бакминстер Фуллер (англ. Richard Buckminster Fuller; 12 июля 1895 — 1 июля 1983) — американский архитектор, дизайнер, инженер и изобретатель был одним из первых кто развивал технологию купольного строительства домов. Ричард представил проект лёгкого, за счет своей конструкции, купольного дома полностью автономного и обустроенного, что давало преимущество в низкой себестоимости, но эта идея так и не прижилась, и лишь сейчас начала набирать обороты в сфере архитектуры. 

В истории очень много примеров использования купольных домов, те же эскимосы стали создавать собственные дома в форме полусферы, даже в условиях очень низких температур. На ум приходит вывод что данные дома имеют преимущества в более экономичном использовании материалов и легкой прогреваемости, однако в те далёкие времена использовали глыбы камней или другие подручные средства. 

Чаще всего под купольным домом принято считать здание с округлой крышей. Обычно купольные технологии применяют тогда, когда требуется получить предельный объём помещения при наименьшем весе здания. Подобные технологии используют в строительстве больших комплексов или стадионов. 

Стадион «Лужники», Москва

Стадион «Самара Арена»

Для строительства домов в форме полусферы используют такие материалы:

• кирпич
• дерево
• пенобетон
• пенопласт
• глина
• монолит

Самая распространенная технология строительства купольных домов это каркасная технология из дерева или метала на основе геодезической сферы. Каркас собирается из специальных металлических труб или бруса, затем обшивается листовым стройматериалом (OSB плита либо фанера). В прослойках между листами укладывается утеплительный элемент (минеральная вата, джут, пенополистирол)

Сама суть купольного домостроения подразумевает отсутствие потолков и несущих опор. Это дает не только до 30% экономии на материалах стен и перекрытий: конструкция становится легкой и не требует массивного фундамента.  Также для возведения сферического дома часто применяют свайный вид фундамента.

Но всё равно некоторые предпочитают бетонный фундамент.

Купольный дом имеет следующие преимущества: 

• аэродинамика дающая высокую устойчивость здания 
• сейсмическая стойкость
• быстрый, легкий свайный фундамент, имеющий возможность установки на любых склонах
• свободная планировка помещений, не зависящая от конструкции
• современный футуристичный вид
• улучшенная теплоотдача
• низкая себестоимость

Помимо домов на базе конструкции купольных домов строятся и временные дома, переносные палатки и любые строения до которых доходит фантазия.

Зачастую купольные дома оформляют солнечными батареями и максимально стараются сделать автономный дом. Минусами данных строений является разве что потребность в мебели и окнах нестандартной формы!

Информация была взята с различных источников, исключительно для ознакомления читателей с данной технологией строительства жилья!

Утепление сферического дома — «точка росы» и современные материалы

О правильном утеплении дома и о физике протекающих при этом процессах подробно изложено в ранее упомянутой статье про сырость и плесень в доме.

В этой статье приведен пример расчета нахождения «точки росы» в стене купола при толщине бетона в 10 см и толщине утеплителя из пенополиуретана (ППУ) 15 см.

В результате расчета «точка росы» находится примерно в середине утеплителя. На стыке ППУ и бетона всегда будет положительная температура. Это гарантирует долговечность конструкции и комфортные условия проживания при минимальных затратах.

Для защиты ППУ от внешних воздействий на него наносится тонкий слой из декоративного бетона.

Об утеплении других видов стен (в т.ч. и деревянных) написано очень много. И это отдельная тема.

Современные утеплители

Сегодня в качестве утеплителя все чаще используется 1-о и 2-х компонентный ППУ.

В жидких ППУ утеплителях для уменьшения толщины покрытия (без ухудшения теплоизоляционных свойств) вводятся пустотелые стеклянные сферы.

Их размер составляет 20…100 мкм. Такое покрытие можно наносить любым способом — кистью, валиком, распылителем.

Покрытие гибкое. При деформации имеет растяжение до 60%. Разводится водой. Наносится на любую поверхность. Имеет хорошую адгезию к утепляемой поверхности.

Для нанесения однокомпонентного ППУ утеплителя используется баллончик с пеной. Он навинчивается на монтажный пистолет.

На пистолет для лучшего распыления одевается специальная насадка. Обычно она идет в комплекте с баллоном.

Качество пены у разных производителей сильно отличается. Это касается таких показателей, как адгезия к утепляемой поверхности, прочность утеплителя и его плотность.

Для сравнения и лучшей наглядности на фотографии приведены три разных однокомпонентных утеплителя, нанесенных на стекло.

Для качественного отверждения такого утеплителя влажность воздуха должна быть около 50%. Если влажность в помещении ниже, то рекомендуется предварительно опрыскать водой утепляемую поверхность.

Кроме утепления жилищ таким способом утепляют и большие промышленные ангары.

ППУ могут быть с открытыми и закрытыми ячейками. Последние двухкомпонентные имеют наилучшие тепловые показатели.

Если по расчетам «точка росы» находится в таком утеплителе, то в него просочится не более 5% влаги. Она попадет только в промежутки между порами. Наносить такую пену можно при более низкой влажности воздуха.

Надо отметить, что чем тоньше слои и большее их количество, тем лучше тепловые показатели.

Требования к возведению купольного дома

Требования к возведению сферического дома:

Дом нужно проектировать правильно, соблюдая действующие строительные нормы, правила пожарной безопасности.
Несмотря на свою легкость, сама постройка весит немало

Обращайте внимание на состав грунтовых пород и уровень подземных вод для расчетных манипуляций.
Покупайте современные комплектующие детали. Многие искусственного типа материалы намного лучше натуральных аналогов.
Чтобы здание было энергоэффективным, изучите подробнее тематические вопросы

Для экономии ресурсов необходимо рассматривать новейшие разработки в области отопления и кондиционирования.

Со списком своих требований можно обратиться в специализированную компанию. Сотрудники покажут вам различные проекты купольных строений.

Материал для строительства

Основным материалом для возведения купольных домов являются деревянные балки с заполнением из пенопилистирола или же стекловолоконных панелей. Эти материалы характеризуются минимальным весом, высокой надежностью. Их применяют в качестве теплоизоляционного материала. Толщина в 15 см утепляющего материала является идеальной для условий климата средней полосы. Такие панели очень легко установить при обычной толщине стен. Относительно недавно в этих же целях стали использовать и расширяющуюся пенную массу.

Битумная черепица является традиционным кровельным материалом. Она имеет привлекательный вид, а ее стоимость не слишком велика. Этот материал характеризуется большим ассортиментом, что позволяет легко и просто выбрать подходящую фактуру и оттенок.

Особый дизайн отличает все купольные дома. Фото различных конфигураций, цветовых оттенков, использования различных материалов можно посмотреть в этой статье. К тому же владелец может сам выбрать форму окон в доме. Они могут быть прямоугольные, круглые, треугольные или шестиугольные. Окно может быть украшением необыкновенного фасада. Благодаря грамотному размещению оконных проемов вы сможете сэкономить на освещении и даже на отоплении в будущем. Ведь даже в зимние дни дом может получать дополнительное солнечное тепло.

Процесс работ

Подготовка

При подготовке вам потребуется выполнить такие действия:

1. Подобрать проект. В чертежах обязательно должны быть отмечены такие моменты, как форма здания, общая площадь, количество элементов стропильного типа, данные о ячейках, количество конвекторов и прочее.
2. Подбор места. На выбранном участке для возведения купольного здания следует выполнить разметку.
3. Создать все необходимые изделия для строительства. Для этого ориентируйтесь на чертежи и сделайте все коннекторы, фанерные и стропильные элементы.
4. Обработка материалов. Древесину следует обработать должным образом, а именно антисептиком и антипиреном, а если использовать коннекторы из металла, то их следует обрабатывать антикоррозийными веществами.

И наконец, переходим к самому интересному моменту – как построить купольный дом.

Инструкция по возведению

В строительство включены следующие этапы:

Возведение фундаментной основы. Участок, на котором будет находиться сфера, следует хорошо очистить от плодородного слоя почвы, а полученную выемку следует засыпать щебнем и утрамбовать. После первого слоя делаем насыпь из песка и снова утрамбовываем. Оптимальный вариант – свайный фундамент. Количество лунок для фундамента и их размещение следует сделать по выбранной вами схеме. Так, опора из углубленных в землю толстых труб будет достаточно прочной, а за счет бетонирования будет исключена даже малейшая вероятность деформации свай, к тому же возвести такую опору своими руками совсем несложно.

Обвязка фундамента

Это особая конструкция, на которой будет установлен весь дом, и поэтому к ее строительству следует подойти с особым вниманием. Лучше купить на 10-15% больше досок, чем прописано в проекте, так как после выполнения распиловки можно попросту не хватить двух метров на обвязку

Следует создать 5 трапеций из брусьев, и такие формы будут лежать поверх свай.

• Устройство опорного бруса. Сборка каркасной конструкции для геодезического дома выполняется на опорных сваях. Для этого подходящий брус следует установить на углах обвязки строго вертикально. Все стойки вертикального типа следует скрепить при помощи шурупов, а готовые стенки следует обшить досками таким образом, чтобы было исключено попадание в дом воды или снега.
• Изготовление рамок для дверей и окон. При создании коробок для установки окон и дверей используют по пару вертикальных и горизонтальных досок. Бруски желательно соединить методов «шип-паз», а после дополнительно укрепить шурупами.
• Создание ребер для основного каркаса. Следует ориентироваться на проект и своими руками сделать панели трапециевидной и треугольной формы в нужно количестве.
• Сборка каркаса. Для того, чтобы соединять готовые элементы, используйте коннекторы, и их можно сделать своими руками или купить готовые в строительном магазине. Для создания крепежа следует уметь варить металлические листы и трубы. Каркас состоит из трубы и от 4 до 6 металлических листов, которые к ней приварены.

Отделка дома внутри будет выполнена по вашему вкусу. Эргономичные дома купольного типа отлично выглядят внешне и внутри, и при хорошей фантазии можно сделать изумительную планировку. А главное, что строительство такого здания является существенной экономией на материалах и работах.

Инженерные системы для комфортного проживания

Имеются два фактора.

Первый – комфортные условия должны создавать здоровый микроклимат. Ведь одно дело нагреть помещения до комфортных 22 гр. С с помощью тепловой пушки на керосине. А другое, с помощью водяных теплых полов или рекуператора, где воздух предварительно очищен не только от механических взвесей, но и ионизирован, и имеет необходимую влажность.

Второе – цена вопроса по созданию и обслуживанию здорового комфортного микроклимата в доме.

Сегодня в продаже есть масса инженерных систем по созданию и поддержанию микроклимата в доме. Основные из них работают на электричестве или газе.

Несложно представить, что принудительное создание и поддержание комфортных условий в доме с помощью таких систем обойдется весьма дорого.

Если конструкция дома не энергоэффективна, а климатические условия проживания оставляют желать лучшего?

И еще один фактор. А как много людей в РФ, проживающих в частных домах, использует (и какие) инженерные системы?

В лучшем случае, при газовом/угольном/дровяном отоплении – местное водяное отопление с регистрами/батареями под окнами, переносной электрообогреватель, настольный ионизатор, китайский фонтанчик на подставке, вытяжка на кухне, вентилятор в туалете…

Сложно даже условно назвать весь этот набор – инженерной системой. Тем более энергоэффективной.

Но прежде всего, энергоэффективной должна быть конструкция/форма дома.

Мы уже все знаем, что основные каналы тепловых потерь у дома это: ограждающие конструкции, окна и системы вентилируемого воздуха.

Несколько советов по оборудованию купольного помещения

1. Перед планированием установки водообеспечения и канализационной системы, следует позаботиться о присутствие двух отдельных ям.
2. Если в объекте планируется формирование дополнительно этажа, необходимо сделать окна со створками, которые должны открываться.
3. Для обеспечения теплоты в помещении, можно воспользоваться опилками. Они используются при подготовке стен для строительства.
4. Следует помнить, что в купольном помещении должны обязательно присутствовать розетки и другие электрические приборы. Если у вас отсутствует опыт в проведении таких коммуникаций, следует воспользоваться помощью мастера. Места расположения приборов и розеток, необходимо спланировать заранее.

Особенности купольного дома и история возникновения

Купольный дом – это объект со сферической, закругленной кровлей.

Люди уже давно заметили, что сферические строения внешне схожи с жилищами эскимосов.

Современные купольные модели смотрятся красиво, проекты могут удивить даже самого придирчивого клиента.

Первые купольные здания были возведены в Византии, даже в древности подобные строения пользовались популярностью, однако тогда для их создания брали только натуральный камень.

Народы севера первыми заметили, что эти дома обладают сейсмоустойчивостью и выдерживают сильные потоки ветра.

Что такое комфортные условия проживания

Для комфортного проживания в замкнутом жилом пространстве необходимо (согласно СНиПам) иметь заданные параметры воздушной среды: давление, температуру, влажность, скорость движения потоков воздуха и воздухообмен.

Для того, чтобы эти параметры были комфортными для человека, созданы инженерные системы для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях дома.

Дом, в помещениях которого заданы и поддерживаются параметры для комфортного проживания, становиться целостной системой.

Все погодные (сезонные) колебания температур, осадки, ветра пытаются эту систему вывести из равновесия.

Инженерные системы призваны поддерживать равновесие, т.е. поддерживать комфортные условия проживания.

Когда работает преимущество купольного дома

Первый вывод : купольный дом в энергосбережении имеет огромное преимущество перед скатно-квадратными формами (см. выше).

Второй вывод : сплошная, без разрывов и тепловых мостиков конструкция скорлупы купольного дома из базальтофибробетона, покрытого слоем пенополиуретана (ППУ), не создает разности температур на поверхности внутренних стен. Она долговечна и надежна.

От воздействия атмосферных осадков ППУ защищает слой стеклофибробетона, который устойчив к длительному воздействию и резким перепадам температур. Имеет высокую химическую и биологическую стойкость, морозоустойчив.

Коэффициент термического сопротивления скорлупы R = 7,7 м2 × °С/Вт.

Кроме этого купольный дом по своей форме удовлетворяет всем эстетическим требованиям и имеет свою архитектурно-художественную выразительность.

При использовании других материалов, а также нарушая технологию, можем потерять все преимущества, которые обеспечивает купольный дом. В таких случаях люди жалуются на эхо в доме, протечки, влажность, плесень и многое другое.

Правильно построенный купольный дом создает синергию всех систем — неправильно построенный создает синергию всех неправильно собранных систем.

Заключение

Купольные жилые дома имеют большое разнообразие объемно-планировочных решений.

Благодаря свободному размещению на участке и отсутствию затенения соседними зданиями они могут иметь любую форму в плане и ориентацию.

Использованию в них пассивного солнечного энергообеспечения способствует свободное построение внутреннего пространства. А также отсутствует жесткая фиксация помещений в зоне дневного пребывания.

Это облегчает процесс естественной конвекции нагретого воздуха, являющийся основой пассивного солнечного отопления.

Энергоэффективность к куполу прилагается — но не безусловно.

Надо знать технологии строительства купольных зданий, технологии вентиляции, канализации, отопления купольных домов. Они кардинально отличаются от классики.

Автор А.Сорокодум

Специфика купольных домов

Сферическая конструкция способна выдержать сильные снеговые нагрузки и противостоять порывистому ветру. Для регионов с суровым климатом купольные дома представляют идеальный вариант. Это устойчивое и мощное сооружение, не имеющее несущих стен. Благодаря симметрии форм, внешний вид купола визуально уменьшается, когда пространство внутри него увеличивается. Получения оптимального объёма применимого пространства, притом, что сам дом занимает с горстку места, является главной чертой этих необыкновенных зданий.

Весят дома в форме полусферы немного, так как в возведении применяют материалы в скромном количестве. Благодаря этому, в устройстве основания, можно довольно таки сэкономить. Технология купольного строения имеет свои хитрости, но её можно легко освоить.