Дома купольного типа: инновации и технологии
Ещё в древности люди знали, что жилище должно гармонировать с окружающей средой. Поэтому большая часть древних строений имела форму полусферы. К числу подобных построек можно отнести африканские шатры, индейские вигвамы и эскимосские иглу.
В первой половине прошлого века купольные дома снова привлекли внимание строителей. Именно в это время была запатентована технология, которая должна была обеспечить европейцев, переживших войну, доступным жильём. Технологию купольного домостроения предложил Ричард Фуллер, инженер из США.
Тогда идея не получила широкого распространения, но спустя полвека о ней снова заговорили. В конце XX века технология привлекла внимание обывателей за счёт оригинальной формы домов.
Особенности купольных конструкций
Дома купольного типа кажутся миниатюрными, хрупкими и ненадёжными. Но на самом деле они просторные и по техническим характеристикам могут превосходить обычные дома.
Поскольку в таком доме нет несущих конструкций и потолков, удаётся сэкономить на покупке отелочных и строительных материалов. Это существенно облегчает конструкцию, которой в итоге не требуется массивного фундамента.
В настоящее время существуют проекты домов купольного типа, которые строятся с использованием разных технологий. Рассмотрим каждую из них более подробно.
Геодезическая сфера
Технология, основанная на использовании геодезической сферы, стала первой в ряду методов строительства купольных домов. Подобные строения возводятся из треугольных блоков, из которых и образуется купол. Блоки соединяются между собой, образуя каркас, толщина которого может достигать сорока сантиметров.
Для отделки фасада такого дома используются водостойкие материалы. Изнутри комнаты обшиваются досками и утепляются минеральной ватой, имеющей среднюю плотность.
Подобные конструкции можно встретить не только в сегменте малоэтажного строительства. Зачастую геодезическая сфера становится основой оранжерей, спорткомплексов и выставочных павильонов.
Пневмокаркас
Не так давно появилась технология возведения купольных зданий на пневмокаркасе. Этот метод был разработан после того, как началось стремительное развитие производства полимерных материалов.
Пневмокаркасная технология — сложная и необычная, но с её помощью сокращается время возведения дома. Для выполнения строительных работ потребуется спецтехника, в том числе установка, с помощью которой распыляется бетонная смесь, и оборудование, предназначенное для монтажа пневмокаркаса.
Купольный дом на пневмокаркасе устанавливается либо на монолитную плиту, либо на фундамент ленточного типа.
Несъёмная опалубка
Технология, основанная на использовании полистирольной опалубки и блоков, позволяет возводить здания в течение двух недель, если не брать во внимание сооружение фундамента и внутреннюю отделку.
Эта технология привлекает тем, что все элементы дома производят на промышленных предприятиях. Стройматериалы привозят на стройплощадку, где и собирают.
Исходным материалов в данном случае является пенополистирол. Такие дома энергоэффективны, так как их конструкция основана на использовании большого количества теплоизоляционных материалов. На фасад дома наносится водостойкая штукатурка.
Австрийские инновации в строительстве домов купольного типа
Последней разработкой в сфере купольного домостроения стал метод, предложенный австрийцами. Инженеры, работающие в Венском технологическом университете, нашли способ сделать более простым строительство бетонных купольных домов.
В соответствии со старой технологией сначала возводится конструкция из дерева. Она предназначена для удержания бетона до тех пор, пока он не станет твёрдым. Австрийские инженеры предложили «надувать» конструкцию из бетона, словно шар, а затем обтягивать её тросом из стали.
Для строительства дома по новой технологии понадобится воздушная подушка, изготовленная из пластика. На неё сверху укладывается плоская арматура, в которую заливается жидкий бетон.
Разлитый по формам бетон должен полностью затвердеть, чтобы получились плиты. Сверху на бетонные плиты крепятся балки из стали. Их фиксируют с помощью тросов.
После этого остаётся лишь очень аккуратно надуть подушку, которая поднимет вверх все плиты разом. По мере надувания конструкция обретает форму купола. При этом плиты не распадаются, так как они зафиксированы тросами и балками. Более прочное соединение плит обеспечивается за счёт клиновидной конструкции края каждой из них.
На заключительном этапе подушка сдувается, тросы с балками убираются. Одним из недостатков технологии является то, что бетон при изгибании трескается. Однако разработчики уверяют, что это не оказывает влияние на прочность и устойчивость конструкции.
На возведение бетонного купола, высота которого составила три метра, ушло около двух часов. По подсчётам австрийских инженеров затраты на постройку такого купольного дома с использованием новой технологии снизятся в два раза.
4 вида купольных домов — строй и удивляй
Купольные дома на первый взгляд могут показаться несколько необычными и даже странными постройками среди большинства традиционных домов кубической формы. Практическое применение таких домов у многих ассоциируется с временными конструкциями, натяжными шатрами, отельным типом строительства для теплых прибрежных стран и так далее.
Но среди большинства находятся и те, кто выходит за рамки принятых норм и отдает предпочтение обустройству своей жизни исходя из собственного желания построить круглый дом. Если вам надоели однотипные дома и вы хотите по-настоящему всех удивить, тогда купольный дом это ваш вариант.
Купольный дом — это не только новый способ удивить окружающих, но и практичный тип жилья.
Способы возведения
Если вы уже определили для себя, что хотите жить именно в купольном доме, то пришло время подумать, как и по какой технологии вы будете его возводить.
Строительный рынок предлагает 4 основных способа возведения купольного дома:
1. Стратодезический каркас
2. Геодезический каркас
4. Несъемная опалубка
Подробнее о каждом способе
Каждая технология имеет свои особенности и преимущества. Давайте в них разберемся.
Стратодезический каркас
В стратодезическом каркасе всю нагрузку берут на себя дуги, из которых возводится купол. Равномерное заполнение каждого сектора горизонтальными балками формирует ячейки. Обшивка СИП-панелями происходит поэтапно. Так, заполнив цокольный ряд панелями, можно переходить к монтажу второго ряда, постепенно сужая ширину детали для каждой ячейки.
Геодезический каркас
Геодезический каркас , в отличии от стратодезического, полностью состоит из треугольных элементов, постепенно смыкающихся в центр купола, образуя полусферу. Здесь рядность уже не имеет такого значения. Каждый треугольный элемент заполняется СИП-панелями той же формы и размера, оставляя небольшой зазор примерно в 5 мм для установки под углом. Нагрузка в геодезическом доме распределяется на весь каркас целиком, особенно на крепления в углах каждого треугольного элемента.
Если в обоих случаях вы используете в основе древесину, тогда обязательно обработайте каркас защитными средствами, по типу антисептика, антипирена и пр.
Пневмокаркас
Пневмокаркас, пожалуй, сильнее всех выделяется из всех остальных способов возведения купольного дома. Для определения формы вначале устанавливают армированный каркас по форме будущего дома. Далее внутри образовавшейся формы надувают большой полусферический купол. Если в постройке несколько помещений, то форма каркаса будет определена их габаритами.
После надувания каркаса на всю конструкцию методом распыления послойно наносится основной материал для формирования стен. Это может быть цементно-полимерный или торкрет-бетонный раствор. Каждый новый слой распыляется после полного высыхания предыдущего. Далее следует нанесение штукатурки и окончательная отделка.
Несъемная опалубка
Купольный дом по методу несъемной опалубки возводится быстрее всех. Роль опалубки играет купол, собранный из блоков пенополистирола (в народе пенопласт), произведенных заранее по нужной форме. Швы скрепляются строительным герметиком, снаружи и изнутри наносится бетонированное покрытие. Перед штукатуркой и окончательной отделкой необходимо проложить всю поверхность купола металлической сеткой для армирования конструкции.
Внутренняя планировка
Купольные дома хороши тем, что возведение стен, и внутренняя планировка осуществляются на этапе, когда купол уже готов, а двери и окна установлены. Работа продолжается уже не под открытым небом и в дождливую погоду не встанет. Кроме того, сферическая форма позволяет использовать с пользой больше пространства и создать уникальный внутренний дизайн для каждого дома.
Как утеплять купольный дом
Купольники по геодезической, стратодезической и пневмокаркасной технологии можно утеплить минватой и ее аналогами. Дома на основе несъемной опалубки утеплены материалом каркаса — пенополистиролом. Дополнительно можно проложить второй слой изнутри. А в домах, построенных по технологии пневмокаркаса, утеплитель крепится на строительный клей снаружи или изнутри постройки.
Нередки случаи укладки теплого пола. В купольных домах эта технология находит свое неповторимое место. Теплый воздух поднимается под самый купол и равномерно распределяется по всему дому, создавая комфорт и уют.
Удобство и комфорт
Как вы видите внутренняя отделка и внешний вид купольного в целом выглядят просторно и создают неповторимую атмосферу.
При возникновении вопросов по купольным домам или для выбора подрядчика на строительство купольного дома обращайтесь по телефону: +7 499 380 66 19
Подписывайтесь на канал и будьте в курсе новых IT-технологий в сфере строительства.
Купольный дом: своими руками
За последние годы купольные дома в нашей стране из разряда экзотики перешли в категорию необычных строений. Их владельцы уже воспринимаются не как застройщики, просто решившие выделиться на фоне типовых коттеджей, а как люди, сделавшие осознанный выбор подобной конструкции.
Но массовому распространению купольных домов, как обычно, мешают стереотипы и недостаток практической информации по конструктиву подобных сооружений. Поэтому в этой статье мы расскажем:
- Чем отличается стратодезический купольный дом от геодезического.
- Как самостоятельно построить купольный дом.
- Как построить купольный дом без использования коннекторов.
- Во сколько обходится строительство купольного дома.
Отличие стратодезического купольного дома от геодезического
Как показывает практика, люди, впервые увидевшие или узнавшие про купольные дома, чаще всего делятся на две категории. Это — те, кто безоговорочно принимает такую форму дома и, отметим, образ жизни, и те, кто считает подобные сооружения причудой или, как вариант, — домом не под ПМЖ, а летней дачей «не как у всех».
Не будем вдаваться в подробности обсуждения достоинств и недостатков купольных домов (а они, как и у любой строительной технологии, есть) и сконцентрируемся на практике. Итак, есть застройщик, желающий построить купольный дом. С чего начать? Отличный пример грамотного и обстоятельного подхода — история пользователя портала с ником Rustad.
Я решил построить купольный дом относительно небольшой площади, около 100 кв. м, под Санкт-Петербургом. Участок идёт под наклоном. Дом преимущественно будет использоваться летом с нечастыми заездами зимой. Возводить буду геодезический купольный дом по бесконнекторной технологии. Подобное сооружение является точной математической моделью. Строить его без расчёта и проекта нельзя, т.к. погрешность при сборке каркаса и при изготовлении деталей не должна превышать 1 мм. Если не соблюсти это правило, то при накоплении косяков каркас «уйдёт».
Прежде чем мы расскажем о нюансах проектирования и строительства дома, представленного на фото ниже, ответим на вопрос, который одним из первых возникает перед любым человеком, задумавшим возвести купольный дом.
Чем отличается стратодезический купольный дом от геодезического? Не вдаваясь в детальное описание технологии, скажем, что ключевое отличие заключается в способе возведения каркаса.
Стратодезический купол возводится из стоек, например, изготовленных из гнутоклееных деревянных балок, а этапы его сборки во многом напоминают обычную технологию каркасостроения.
Геодезический купол возводится несколько иначе. Сначала изготавливаются отдельные секции, например, в виде треугольников, которые затем, шаг за шагом, соединяются друг с другом.
При сборке рёбер (секций) геодезического купола может применяться технология коннекторного соединения (например, при помощи металлического коннектора).
Или (менее распространённая в России) бесконнекторная технология.
Rustad остановился на последнем варианте и, как мы уже говорили выше, начал с разработки проекта.
Строить купольный дом без проекта или что-то нацарапав карандашом на листке бумаги — занятие бесперспективное. На опыте знакомых могу сказать, что это всегда приводит только к одному — переделкам и бесконечной перестройке того, что получилось. Также не панацея — отдать проект на откуп дизайнеру.
Дизайнер может красиво нарисовать, но с точки зрения практики то, что он создал, зачастую просто невозможно воплотить в жизнь. Проектировать дом должен человек с профильным образованием, но даже инженер-проектировщик может не учесть положение строения на участке относительно сторон света, розу ветров, размеры отделочных материалов. Поэтому Rustad, имея в распоряжении два свободных месяца, засел за проектирование купольного дома, и вот что в итоге у него получилось.
Отметим, что проект за это время несколько раз видоизменялся с учетом рекомендаций опытных строителей, доступности материалов, особенностей расстановки мебели и внесением пожеланий от домочадцев.
Этапы возведения геодезического купольного дома
Закончив этап проектирования купольного дома, Rustad перешёл к его возведению. Сразу приведём несколько рекомендаций пользователя, касающихся организации строительства.
Дом я хотел возвести в кратчайшие сроки, поэтому привлёк помощников — одного человека, хорошо разбирающегося в особенностях каркасного строительства и подсобника. Скажу сразу, да, это — лишние расходы, но если бы я строил дом в одиночку, у меня бы на это ушло 3 летних сезона. При этом добиться качественной работы, скорее всего, не удалось бы. Т.к. чисто физически, невозможно одному удержать на весу узлы (рёбра каркаса) и при этом скреплять их друг с другом. При сборке всё время приходится что-то стягивать или отгибать. Вторая и третья пара рук жизненно необходимы. Иначе — накопление ошибок от ряда к ряду и, как следствие, «косяк» с верхним контуром.
По словам пользователя, он руководил строительством, а его личный — физический вклад, составляет около 30%. Пригодился и опыт мастера (чтобы избежать ошибок) каркасостроителя. Также значительно увеличилась скорость сборки контура, т.к. 2 человека делают работу в 4 раза быстрее, чем 1, а 3 человека «проворачивают» тот же объём работ быстрее уже в 8 раз.
Поэтому вся стройка разбивается на ряд последовательных этапов, каждый из которых требует тщательного контроля.
1. Возведение фундамента под купольный дом.
Участок находится на склоне. Угол наклона около 12 градусов. В качестве фундамента Rustad выбрал свайно-винтовой. Свайное поле состоит из 24 свай размером:
- диаметр сваи – 108 мм;
- длина сваи – 2.5 м.
Сваи закрутили за 2 дня, провозившись до ночи. Пользователь отмечает, что, доверившись бригадиру рабочих, он сам не разметил свайное поле.
В итоге: несколько свай оказались не там, где находятся узлы дома. Для исправления ошибки пришлось наваривать «16-й» швеллер.
2. Изготовление каркаса: рёбер, стоек и стропил.
Для каркаса закупили зимний лес и заранее нарезали все заготовки в размер на торцовочной пиле, в соответствии с проектом.
На это у пользователя ушло 4 выходных дня.
3. Сборка купольного дома.
Строительство дома началось в апреле. Погода стояла, мягко говоря, «не лётная»: то дождь, то снег, то ветер.
Возведение купольного дома началось с монтажа райзера (цилиндрического основания).
Райзер набирали из треугольников, чтобы дом выглядел, как единое целое.
На этом этапе возник вопрос, как сделать вынос под террасу. Крутить сваи под каждую лагу пользователь не хотел — получилось бы одно сплошное свайное поле. Это экономически невыгодно, а кроме этого, терраса смотрелась бы некрасиво.
Rustad решил изготовить террасу в виде «балкона» — вылета, являющегося продолжением пола первого этажа. Осталось подобрать материал, который выдержит такую нагрузку.
Когда я занялся этим вопросом и обратился на фирмы, то мне рекомендовали сделать вынос из двутавровых клееных деревянных балок. Сравнив эти балки (стенка из ОСП толщиной 18 мм) с LVL брусом, сечением 51х300 мм, я не увидел особой экономической выгоды в приобретении двутавра, а сомневаться в прочности и несущей способности LVL бруса не приходится. Его и поставил.
Смонтировав лаги, на них настелили временный пол из досок, т.к. погодные условия не позволяли сделать нормальный.
Далее приступили к сборке купола.
На сборку купола (в снег, сильный ветер и ливень) ушло 2 дня.
Важный нюанс: чтобы скрепить между собой рёбра и балки, пользователь использовал конструкционные саморезы 6х140 мм.
В отличие от обычных саморезов (особенно т.н. калёных «чёрных», которые не выдерживают динамических нагрузок и ломаются), конструкционный саморез можно согнуть в дугу, и он не лопнет. Специальная насечка прорезает, а не раздвигает волокна древесины, поэтому саморез можно ввернуть в сучок или в край доски, и она не треснет.
Также саморез прочнее обычных, а головка «звездочка» не позволяет бите сорваться и срезать грани, что упрощает завинчивание.
Инженерные коммуникации – трубы водопровода, электрические кабели провели в полу.
Ящик с электроавтоматикой также собрали в соответствии с проектом в домашней обстановке и разместили в «цоколе».
Следующий этап – обшивка собранного купола влаго- и ветрозащитной мембраной, с обязательной проклейкой нахлестов специальным скотчем. Набивка обрешётки под вентиляционный зазор. Монтаж ОСП (основы под гибкую черепицу).
Важный нюанс: обшивка купола делалась из выкроек (треугольников) из листов OSB-3, толщиной 18 мм, размерами 1220х2440 мм.
Такой гвоздь очень хорошо держит. Вырвать можно только с «мясом», а забивается он быстрее, чем крутить саморезы.
Далее: основание из ОСП закрыли подкладочным ковром и всё промазали битумной мастикой.
Сделав внешний контур, строители приступили к утеплению пола. В пол задули эковату слоем в 30 см, использовав для этого самодельную установку на базе садового пылесоса и пластиковой бочки.
После утепления пол застелили листами влагостойкого ГСП (гипсо-стружечными плитами) толщиной 12 мм, уложив их в 2 слоя.
Смонтировав основание, перешли к утеплению стен. Для этого использовали синтетический нетканый материал (утеплитель) толщиной 5 см, уложив его в 3 слоя.
С этим видом утеплителя приятно работать. Он не колется, не боится влаги, легкий. Только резать ножом трудно, лучше использовать ножницы или специальный электрорезак для ковров. И добавлю: лучше не ставить на утеплитель тяжелые предметы, а также не складировать рулоны в высоту. Утеплитель может не восстановить форму после снятия нагрузки. Лучше действовать по такому алгоритму – привезли и сразу укладываем.
Утеплив стены, по каркасу натянули пароизоляцию и также зашили всё гипсо-стружечными плитами, но только толщиной в 10 мм.
На этом этапе дом уже приобрёл законченный вид. После возведения перегородок начался монтаж инженерных систем и отделочные процессы.
Сюда вошли следующие работы:
Снаружи наколотили гибкую черепицу.
Райзер обшили имитацией бруса.
Навес закрыли сотовым поликарбонатом, толщиной в 10 мм.
Приступили к отделке комнат и санузла.
Смонтировали дренажную систему и систему автономной канализации.
Сколько стоит построить купольный дом
По словам Rustad, его строение сломало стереотипы людей, живущих в посёлке. Настолько необычным, оригинальным и запоминающимся выглядит купольный дом. Люди, чтобы посмотреть на сооружение, приезжают «на экскурсию» со всего района и привозят родственников из города. Причём, когда строение только начали возводить, сельчане терялись в догадках, что же это будет. Слухи ходили, что пользователь строит обсерваторию, библиотеку, но меньше всего думали, что это будет жилой дом.
Когда я только задумал строительство купольного дома, то проехал по фирмам, у которых на сайтах написано, что они строят подобные сооружения. Вывод из этих поездок неутешительный — никто толком таких домов не строит. Цель на «фирме» одна — заманить клиента и переубедить его на строительство обычного каркасника. Становиться подопытным я не захотел, поэтому взял всё в свои руки. Причём, дом я построил по малораспространённой в России технологии — бесконнекторного соединения. Как уже говорилось выше – для подобного строительства нужен хотя бы 1 помощник. Проект обязателен! Допустимая погрешность деталей каркаса +/- 1-2мм для дерева, +/-0.5мм для металла.
Дом начали строить 28 апреля и закончили (под чистовую отделку) 4 июня. Всего за это время потратили 1.6 млн руб., при проектной стоимости в 950 тыс. Но в эту цену входят расходы, которые нельзя напрямую отнести к «коробке», или они претерпели изменения на стадии строительства. Это:
- Доставка стройматериалов (на расстояние 100 км) – 100 тыс. руб.
- Покупка и монтаж автономной системы канализации – 70 тыс. руб.
- Бурение скважины и установка скважинного насоса – 80 тыс. руб.
- Оплата труда рабочих – 250 тыс. руб.
- Строительство лестницы (в проекте предусматривался более дешёвый вариант) – 50 тыс. руб.
Подведение итогов
Купольные дома приобретают всё большее количество поклонников. Кто-то хочет построить необычный дом для «вау»-эффекта. Кому-то нравится сама философия жизни в купольном доме (а она отличается от жизни в обычном коттедже). Кто-то просто хочет испытать себя и попробовать свои силы в строительстве. Четвёртых подкупает особая атмосфера большого пространства, скорость и относительная дешевизна строительства и экономичность (в плане отопления) грамотно построенного купольного дома.
Те, кто только раздумывает о строительстве купольного дома и хотел бы узнать больше о проекте Rustad, а также задать строителю интересующий его вопрос, может ознакомиться с темой купольный дом на склоне. V4 D9.4.
На FORUMHOUSE есть статьи, где рассказывается об этапах строительства необычного каменного дома с круглой крышей и приводятся рекомендации, как изготовить гнутую стропильную систему для полукруглой и стрельчатой крыши.
Также советуем посмотреть видео — круглый дом: конструкция стратодезического купола и дом-геосфера, где рассказывается о нюансах возведения геодезического купольного дома.