Купольні будинки: приклади та огляд технологій будівництва
В уявленні більшості людей, стандартне житлове приміщення часто асоціюється з прямокутною коробкою, яка прикрита скатним дахом.
Однак у світі архітектури та будівництва концепції сферичних та купольних об’ємів викликають особливий інтерес. Незвичайний, майже “космічний” вигляд цих споруд викликає сумніви стосовно їхньої надійності та комфорту для проживання.
Архітектора природи
Але, спробуємо розглянути це питання з іншого ракурсу та докладніше розглянемо переваги та недоліки купольних будинків. Ця стаття вам допоможе розібратися у питанні та визначити можливості для будівництва таких унікальних структур.
Розпочнемо з того, що численні винаходи людства мають своє коріння в природі, яка слугує великим джерелом натхнення. Зокрема, приглянемося до “технологій”, використовуваних птахами при створенні своїх гнізд. Це дозволяє виявити важливий факт: в природі практично відсутні прямі кути.
Півсфери, кулі, кола – саме такі форми природа визнає найефективнішими. Виходить, що традиційна житлова “коробка” може виявитися не такою передовою, як нам здавалося.
Побачивши цей природний феномен, інженери вивчили механічні властивості сферичних та купольних конструкцій. Виявилося, що вони не лише володіють вражаючою аеродинамікою, але й вдвічі міцніші за звичайні прямокутні форми.
Енергетично сферична поверхня бездоганна. При максимальному внутрішньому обсязі вона має мінімальну площу. Тому в сферичній будові втрати тепла в зовнішнє середовище в кілька разів менша, ніж у звичайному будинку.
Не даремно мешканці арктики ескімоси століттями будували сферичні будиночки «іглу» зі снігу. Практичний досвід підказав їм, якою повинна бути вітростійка і енергоефективна конструкція.
Приклади та різновиди сферичних конструкцій
- У вигляді геодезичного купола (збирається з трикутних каркасних осередків, що стикуються з допомогою вузлових елементів — конекторів).
- З гнутих стійок або сегментів арочної форми, з’єднуються вершинами (стратодезичний купол).
За технологією стратодезического купола збирають «маківки» храмів. Геодезичний купол прийшов до нас з Америки. Його вважають винаходом інженера Фуллера.
Незважаючи на відмінності у зовнішньому вигляді, ці конструкції відрізняються мінімальною вагою, високою жорсткістю і стійкістю.
Будинки у формі сфери можна будувати з будь-якого матеріалу, починаючи від пінопласту і закінчуючи бетоном. Вибір конкретного варіанта залежить від технічної оснащеності виконавця. Для зведення житлових будівель найчастіше використовують конструкції з дерев’яним каркасом.
Причин для цього декілька. Деревина – екологічний і міцний матеріал, що володіє високою пружністю. Геодезичні куполи збирають з дерев’яних балок, з’єднуючи їх сталевими коннекторами.
Стратодезичні житлові конструкції будують з гнутоклеєних балок.
Японська технологія сферичних будівель заснована на використанні гнутих пінопластових блоків з замками. З них збирають невеликі одноповерхові будівлі. Пінопласт в такому будинку виконує відразу дві функції: конструкційного матеріалу і утеплювача.
Мінімальна вага будинку-сфери дозволяє зводити його на стрічковому або пальовому фундаменті. Для утеплення секцій використовують мінвату, солому, ековату або пінопласт.
Найбільш поширений вид покрівельного покриття – м’яка бітумна черепиця. Цей матеріал ідеально лягає на криволінійні поверхні.
Прихильники екобудівництва роблять вибір на користь дерев’яного гонту – тонких дощечок, які утворюють оригінальне лускате покриття.
Нещодавно на ринку з’явилися нові матеріали, ідеально адаптовані для створення безшовного покрівельного килима. Це «рідка пробка» (частинки коркового дерева в полімері акриловому) і рідка гума.
Як ми вже говорили, матеріал для будівництва сферичного будинку може бути різноманітним. Якщо вам більше подобається бетон, немає проблем.
Сучасні технології дозволяють будувати такі будинки з допомогою пневмоопалубки з ПВХ, на яку наноситься спінений утеплювач. Потім по утеплювачу ставлять арматурний каркас і наносять на нього бетонну суміш методом торкретування.
З одних солом’яних блоків будинок-сферу не побудуєш. Цей матеріал використовують як утеплювач. Солому щільно набивають в комірки з дощок і збирають з них купол.
Особливості будівництва
Ще зовсім недавно будинок-купол був будівельною екзотикою. За його зведення бралися ентузіасти екологічного руху і любителі оригінальних конструкцій. Сьогодні інтернет наповнений заводськими комплектами сферичних будинків. Незвичайне житло на основі геодезичного купола і стратодезичну конструкцію можна купити, не виходячи з міської квартири.
Тим же, хто віддає перевагу все робити власними руками, ми рекомендуємо зупинитися на геодезичному куполі. У збірці він трохи складніший будинку-сфери з напіварок, але зате не вимагає складного обладнання для гнуття та склеювання деревини.
Наступний крок – підготовка ребер каркаса з дерев’яних брусків завтовшки 50 мм. Їх ширина повинна бути рівною товщині утеплювача (мінімум 10 см). Довжину ребер вибирають, орієнтуючись на складальну схему геокупола.
Необхідне пояснення: в розрахунках купольних каркасів використовується термін «частота» або «перетин», що позначаються символом V. Ним визначається щільність розбиття поверхні купола на трикутники. Чим більше частота, тим менш «незграбною» і більш кулястої виходить купольна конструкція.
Однак, збільшення частоти викликає зростання кількості ребер і коннекторів, істотно ускладнюючи конструкцію. Тому на практиці найчастіше будують купольні будинки з частотою 2V.
Крім частоти потрібно визначитися з діаметром купола і його висотою. Якщо ви купите готовий комплект конекторів, то користуватися онлайн калькулятором для розрахунку довжин ребер вам не доведеться. Виробник робить коннектори для складання каркаса заданої висоти і діаметра.
Як показує практика, купол діаметром 8 метрів і висотою 4 метри оптимальний для спорудження дворівневого дачного будинку загальною площею 64 м2, зимового саду або сауни.
- Розмітити на ділянці фундамент під каркас (стрічковий, стовпчастий, «шведська плита» або палевий).
- На стадії бетонування закласти в фундамент анкера. Вони потрібні для кріплення підкладкового бруса, до якого фіксують перший ряд «трикутників» каркасу.
- Складання ведуть паралельними рядами, пов’язуючи ребра каркасу в просторову конструкцію з допомогою конекторів.
- Завершивши монтаж, купол зсередини обшивають дерев’яною вагонкою або гіпсокартоном.
- В осередки каркаса закладають утеплювач, накривають його вітрозахисною мембраною і обшивають зовні плитою OSB.
- У місцях установки вікон обшивку не роблять. У зоні установки дверей каркас «розривають», залишаючи в ньому нішу потрібного розміру. Жорсткість геодезичного купола дуже висока, тому дверні прорізи не можуть її істотно зменшити.
Деякі забудовники роблять перший поверх у вигляді багатогранника, а другий вінчають геокуполом.
Дверний отвір ідеально вписується в дизайн сферичної будівлі. А ось трикутні вікна і добірні елементи дверної коробки обходяться дорожче звичайних. Їх доводиться замовляти як нестандартні вироби.
Достоїнства і інтер’єр купольних будинків
- економічністю (за рахунок легкого фундаменту, складання без залучення кранів, використання ефективного утеплювача);
- можливістю вільного планування житлового простору завдяки відсутності внутрішніх стін;
- відмінними звукоізоляційними якостями;
- привабливим зовнішнім виглядом і унікальним інтер’єром.
Всередині круглі будівлі напрочуд місткі і красиві. Велика висота дозволяє без проблем розмістити в них другий поверх.
Навіть під невеликим 4-х метровим куполом можна розмістити комфортну баню. Сферична форма і центральне розташування печі забезпечують економію тепла і рівномірний прогрів приміщень.
Характер відгуків про купольні будинки здебільшого позитивний. Власникам подобається оригінальна форма, комфорт і місткість цих будівель.
Економія енергоносіїв, низькі витрати на будівництво сферичних будівель також часто згадуються в коментарях їхніх господарів.
З суб’єктивних позитивних емоцій слід зазначити спокій і умиротворення, що відчуваються людиною в такому будинку.
