Купольный каркасный дом своими руками. Возведение купольного дома своими руками. Купольный дом своими руками Как залить купол из бетона

Строить купольные дома из бетона - бинишеллы (Binishels) всего за пару часов придумал в 1960 году итальянский архитектор Данте Бини (Dante Bini). Технология напоминает папье-маше: сначала на кольцевой фундамент крепится пневмоформа — это плотная, прочная, но гибкая мембрана с арматурным каркасом на пружинах. Затем конструкцию надувают как шарик, а сверху заливают бетоном. Строительство стандартного бинишелла занимает всего час. С более сложной конструкцией можно повозиться до трёх часов. Воздух в купол может подаваться ещё до трёх дней — это необходимо для поддержания нужной высоты.

Когда бетон полностью застынет и наберёт прочность, форму сдувают, а плёнку снимают — её можно будет использовать снова. Получается прочный бетонный купол. По такому же принципу несколько куполов рядом можно соединять - так получаются футуристичные жилые комплексы. С 1960 года построили 1600 домов в 23 странах мира. Лишь два дома пришлось снести, но обоих случаях проблемы были из-за неправильно выбранного место постройки — грунт вызвал смещение фундамента, купол сдвинулся и в нём образовались трещины.

Сын Данте Бини, архитектор Николо Бини (Nicolo Bini) усовершенствовал технологию и предложил три современные системы строительства. Первая — система гибкого строительства для гостиниц. Она позволяет строить курортные домики, объединённые друг с другом. Вторая — система «зелёного» строительства, когда на крыше бинишеллов высаживают растения. Третья — недорогое малогабаритное жильё и быстровозводимые дома для помощи людям, пострадавшим от стихийных бедствий. Архитектор утверждает, что таким образом можно строить школы, офисы, жилые дома и даже аэропорты. Купольная форма дома не добавляет сложностей в отделке: окна, двери, проводка здесь стандартные. Для внутренней отделки можно использовать краску, стеновые панели, жидкие обои, даже дерево.

Одни из самых известных и самых первых бинишеллов — домики на пляже Тринити, в Квинсленде, Австралия. Так называемые «касабланские купола» (они, действительно, напоминают марокканскую архитектуру) входят в десятку самых необычных мест для аренды в Австралии через Airbnb.

В России в 80-х годах в качестве экспериментального строительства уже использовали пневматическую опалубку. В Ленинградском высшем военном инженерно-строительном училище им. А.Н. Комаровского разработали технологию возведения тонкостенных железобетонных куполов. Подобные постройки не были предназначены для жизни. Их должны были использовать как склады, либо как временное жильё для рабочих. Так, под Москвой был построен железобетонный купол с кольцевым фундаментом. Высота купола — 16м, диаметр — 32м, толщина купола составила 6 см. Пневмооболочку использовали из обрезиненного капронового материала. В качестве арматуры использовалась проволока 5,5мм. Опыт оказался успешным, но стоимость производства мягкой оболочки оказалась слишком высока и технология не получила своего развития в нашей стране.

Точную технологию создания пневмоформы для бинишеллов создатель не раскрывает. Известно, что в среднем строительство бинишелла обходится в 3500 долларов, а можно использовать повторно до 50 раз. Структурная прочность бинишеллов зависит от четырёх факторов: давление воздуха, расположение арматурной стали, вес и распределение бетона, а также температуры воздуха во время отверждения бетона.

Для того чтобы бетон набрал прочность, температура воздуха должна быть не ниже +5. Благодаря распыляемым утеплителям, бинишеллы можно строить и в регионах с суровым климатом. В качестве внутренних утеплителей для таких домов можно использовать минеральную вату, пенополистирол, пенополиуретан. Минус бинишеллов в том, что к ним нет возможности подключить центральное отопление, но можно использовать воздушное. Также бинишеллам не страшны снегопады и сильные ветры — один из старейших домов уже 50 лет стоит на Сицилии, недалеко от вулкана Этна.

Недавно Николо Бини представил систему многоэтажного строительства бинишеллов, а также проект строительства плавающих бинишеллов. Для строительства бинишеллов необходимо получить лицензию компании Binishells и согласовать детали проекта. Своим партнёрам компания Binishells помогает в любых вопросах, связанных со строительством и использованием зданий.

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 .

Rustad Пользователь FORUMHOUSE

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.

Особенность этой технологии - устойчивость к вертикальным нагрузкам и возможность использования при строительстве стандартных окон и дверей.

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.

Rustad

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.

Rustad

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.

Rustad

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.

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.

На сборку одного узла из шести рёбер требуется 12 шт. саморезов.

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).

«Пирог» купола практически повторяет «пирог» крыши под монтаж мягкой кровли.

Важный нюанс: обшивка купола делалась из выкроек (треугольников) из листов OSB-3, толщиной 18 мм, размерами 1220х2440 мм.

Обшивка прибивалась ершёнными гвоздями 6х60 мм.

Rustad

Такой гвоздь очень хорошо держит. Вырвать можно только с «мясом», а забивается он быстрее, чем крутить саморезы.

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.

Rustad

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.

Купольные дома - уникальное архитектурное решение для помещений абсолютно любого назначения. Выполненные в виде полусферы, такие дома ярко выделяются среди обычных прямоугольных коробок. Но помимо архитектурной выразительности, дома отличаются особой устойчивостью к атмосферным воздействиям, прочностью и улучшенной аэрацией. И это только малый список преимуществ. Многие указывают на мистическое значение сферический форм, ведь не зря все природные постройки животных выполняются исключительно без углов, в виде сфер и эллипсов. Но мы отойдем от мистики и рассмотрим реальные преимущества купольного дома от прочих форм.

Условно можно выделить два основных вида купольных домов:

1. Сборный купольный дом (геодезический купол);
2. Монолитный купольный дом.

Оба вида обладают всеми преимуществами купольной системы и отличаются только технологией постройки.

Основные преимущества купольных домов

• Пониженный расход строительных материалов. При одинаковой жилой площади, купольный дом расходует на 30% меньше материалов, по сравнению с классическим домом тех же размеров.
• Сферическая поверхность способствует улучшенной вентиляции помещения. Особенности фигуры исключают возможность появления застойных зон. Воздух циркулирует равномерно по помещению, улучшая его климатические показатели.
• Купольные дома обладают повышенной прочностью. Не смотря на уменьшенный расход материалов, полусфера обладает большим запасом прочности, чем дома в форме параллелепипеда, из-за равномерного распределения нагрузки по всему куполу. Парусность благодаря форме сферы на порядок ниже чем, а отсутствие скатной или плоской крыши не создает снежных мешков.
• Улучшенная энергоэффективность . Площадь, которая контактирует с наружным климатом минимальная, что снижает теплопотери. Отсутствие углов и прямых стен, не создает зон с повышенным или пониженным давлением, что уменьшает теплообмен через стены с окружающей средой.
• Уникальный эстетический вид. Купольные дома - символ современных технологий нового тысячелетия.
• Скорость возведения на порядок выше от классической застройки .

Виды каркасных (геодезических) куполов:

Каркасный натяжной купол - выполнен в виде каркаса из легкосплавных металлов, дерева или пластика, поверх которого натягивается водо- и термостойкий тент. Является временным сооружением. Неплохое применение нашел в исследовательских экспедициях, даже на Аляске.

Бесконнекторный на базе готовых панелей. Представляет собой геодезический купол собранный из готовых треугольных деревянных панелей, которые с помощью анкеров или шпилек соединяются между собой.

Бесконнекторный из точно подогнанных по размеру брусов. Конструкция достаточно сложная, для выполнения которой требуются квалифицированные специалисты. Брусы соединяются между собой анкерами, после чего каркас обшивается гипсокартоном, OSB, фанерой.

Коннекторный. Этот способ возведения купольных домов получил наибольшее распространение в Европе из-за простоты сборки. Для набора каркаса используются отрезки бруса, соединенные друг с другом через специальные коннекторы. Минусом этой технологи является наличие большого количества металла на стыках (мостиков холода), в результате чего падает энергоэффективность конструкции. Решается путем качественного утепления коннекторов.

Виды сегментов сферы купольного дома:

В строительстве самые распространенные сегменты сферы это 1/2, 3/8 и 5/8. Первый вариант используется для малых помещений, диаметром, не превышающим 7-10 метров. Для увеличения полезной площади здания и высоты потолков, используют более сегменты сферы 3/8 и 5/8. Так же, увеличивая частоту сферы 2V или 3V, мы получаем эстетически более приятный вид, т.к. уменьшаем количество углов, придавая формам более гладкий вид, максимально приближенный к окружности

В зависимости от величины ребер используют как футуристические треугольные или пятиугольные оконные проемы, так и встраивают прямоугольные, при этом незначительно изменив конструкцию оконных сегментов полусферы. Конструкция удобна тем, что позволяет остеклить абсолютно любую часть купола. Только нужно помнить, что при увеличении площади остекления, мы увеличиваем теплопотери и дороговизну самого здания. Здесь следует поймать золотую середину.

Дверные проемы легко встраиваются в сегмент, при длине ребер более 2.3 метра. В противном случае к куполу пристраивают прихожую, для удобного монтажа входной группы.

Чтобы внутреннее пространство не выглядело как летний шатер или палатка, зачастую используют так называемые юбки, дающее привычные нам вертикальные стены. Юбка позволяет упростить планировку внутренних помещений, компактнее расположить мебель, создать при необходимости второй этаж. Высоту юбки принимают 1-2 метра.

Бетонный монолитный купол

Данная технология относится к возведению сооружений капитального строительства - ангаров, стадионов, спортзалов, цехов. Существует несколько вариантов возведения монолитного купола, мы рассмотрим наиболее интересный, возводимый с помощью пневмоопалубки.

Первоначально отливается фундамент . Возможен вариант использования как ленточного фундамента (при этом полы отливаются после возведения купола) так и монолитной железобетонной плиты (пол отливается до возведения купола). При использовании монолитной плиты, значительно повышается комфортность работ.

После возведения фундамента, к нему крепится специально изготовленная пневмоопалубка из ткани, пропитанной ПВХ. С помощью насосов опалубка надувается до расчетного давления и поддерживается на постоянном уровне.

Следующим шагом наносится пенополиуретан на внутреннюю поверхность купола, толщиной до 10 см. Он служит как утеплителем, так и каркасом, но который специальными держателями крепятся арматурные стержни - армирование будущего бетонного монолитного купола.

Когда арматурный каркас готов, начинают наносить бетон методом торкретирования. Толщина наносимого торкрет-бетона зависит от назначения и размеров купола и определяется из расчетов прочности. После приобретения бетоном необходимой прочности, насосы отключают, а опалубка остается как гидро- и пароизоляция кровли.

Подробное видео о возведении монолитного купольного сооружения с помощью пневмоопалубки.

Для современного жителя возведение частного здания считается заманчивой перспективой. Это возможность выбраться из душного города, жить на собственном участке, воспитывать детей в экологичных и натуральных условиях для человека. Что вы знаете о сферических купольных домах?

Купольные дома, проекты и цены

Одной из необычных разновидностей построек называют дома-сферы, другое название - геодезические дома. Хотя они появились на современном строительном рынке приблизительно в 2008 году, их никаким образом нельзя отнести к изобретениям современной архитектуры.

Постройки округлой формы с куполами строили еще в Старой Византии. Хотя, как правило, отдавали предпочтение таковой форме квартир обитатели северных стран, для которых вопрос обогрева здания зимой стоял слишком остро.

Кто изобрел геодезическую (купольную) конструкцию и для чего? Ричард Бакминстер Фуллер, философ, математик, инженер, историк, поэт. В 1951 году изобрел и запатентовал геодезический купол.

Многими фирмами в России освоена технология создания купольных строений, поэтому купить такой дом, подходящий вашим требованиям не составляет проблем. Понять, как выглядят купольные дома, можно из следующих фото.

Купольное сооружение, созданное для проживания людей, решает задачу создания удобной конструкции, позволяющей не допустить воздействия неблагоприятных факторов, оказываемых окружающей средой. Здесь имеет место положительное энергетическое равновесие. Все, кому удавалось жить в этих домах, говорят, что нахождение в строении вызывает чувство легкости и благодати.

Аэродинамическая конструкция может усилить сопротивляемость дома сильному ветру. Такое строение окажется стойким к сейсмическим воздействиям, согласно произведенным расчетам, безмятежно вынесет колебания земной коры силой до 10-12 баллов.

Даже опытных строителей часто интересует вопрос, как производить расчет купольного дома и какова его стоимость. Нельзя ответить определенно, так как в процессе проектирования могут потребоваться дополнительные пристройки, разнообразные способы отделки и материалы. Тем не менее, быстро рассчитать основную конструкцию поможет . Учитывая то, каким способом соединены ребра, их сечение и радиус окружности основания, можно получить информацию о количестве типов и числе вершин, ребер, граней, их размерах, структурной схеме купола, участках схемы на концах ребер, чертежах граней, ребер узлов.

Конструктивные особенности дома-купола

Обычно при составлении проекта рассчитывается стандартное строение, диаметром 8,1 метр. Этот размер используется при разработке типовых и частных проектов.

При радиусе купола 8м, дом имеет площадь основания около 153 м2 и высоту потолка от 7м! Какое другое двухэтажное строение, площадью около 300 м, возможно построить за короткое время?

Подробно следует рассмотреть главные отличительные особенности, включающие в себя планировку купольных жилых построек. Основание дома - база любой постройки. Его характеристики будут определяться следующими факторами: видом и механическими свойствами грунта.

При возведении такого строения будет экономный расход строительных материалов: здание будет отличаться легкостью, экономия на закладке фундамента от 25 до 40%.

К готовому дому можно возводить пристройки, максимум - 5 штук, добавляются к первому этажу сферического сооружения. К потерям жесткости системы они не ведут и могут находиться в любых из 5 проемов купола. Их применяют в виде соединения соседних куполов, веранд, оранжерей, соляриев, бани и т.д. Позитивный момент - значительное повышение нужной площади. На завершающем этапе строительства внутренняя отделка и планировка не требует несущих стен. Поэтому можно позволить себе комнаты, лофты, мансарды и прочие архитектурные изыски без ущерба для прочности конструкции.

Купольные дома строятся из деревянных балок с заполнением из пенополистирола, либо стекловолоконных панелей. Эти современные не тяжелые и надежные материалы принято применять в виде теплоизоляционного материала. Для условий климата средней полосы, необходимой толщиной утепляющего материала будут 15 см, которые без трудностей устанавливаются при обычной толщине стен. В последнее время в этих целях стали использовать расширяющуюся пенную массу.

В виде кровельного материала для дома традиционно применяют битумную черепицу: она имеет довольно привлекательный вид, цена - также приемлема. С этим материалом просто работать, легко подобрать подходящую фактуру и цвет.

Дизайн купольного здания может учитывать окна различной формы: обычные прямоугольные, пяти, шести и треугольные. Они могут быть украшением необычного фасада. Грамотное размещение окон любой формы даст возможность получать экономию на освещении и отоплении здания. Даже зимой, в солнечные дни, дом сможет получать дополнительное пассивное отопление солнечным светом.

Для внутренней отделки дома используются материалы:

• вагонка;
• гипсокартон;
• пластик;
• всевозможные декоративные штукатурки.

Благодаря такому разнообразию отделочных материалов, интерьер дома будет сочетаться и при этом выглядеть эффектно и красиво.

Системы вентиляции и отопления купольных зданий аналогичны тем, что применяются в классическом строительстве. Для полноценного отопления нужно приобрести и установить обогревательные приборы, мощность которых будет приблизительно на 30% меньше.

Преимущества дома

Отзывы людей, которые уже испытали на себе, что такое проживать в купольных домах, помогают определить следующие положительные стороны представленных конструкций:

• Возможность при минимальной площади поверхности получить максимальный объем;
• Идеальная форма, которая может выдерживать большие порывы ветра и нагрузку снега;
• Экономия на фундаменте. Легкость конструкции снижает нагрузку на грунт, что позволяет применять более экономичный тип фундамента. Обычно под сборный дом делается ленточный фундамент на глубину до 90 см. В результате заказчик защищен от проблем с перекосом здания и трещинами в фундаменте.
• Экономия энергии в условиях как холодного, так и теплого или жаркого климата. В холодном климате обычный каменный дом потребляет для отопления и горячего водоснабжения порядка 225 кВтч/м2 в год; деревянный - 100 кВтч/м2 в год. Стена купольного каркасного дома при средней толщине в 200мм отвечает требованиям современных норм и, более того, превышает их. Даже в морозы снижение температуры при отключении отопления внутри помещений составляет 2° С в сутки. Можно сравнить стоимость содержания двух строений за 50 лет - кирпичного и каркасного. Получается, что на разницу (не в пользу кирпичного) можно построить еще один каркасный дом.
• Отсутствие сезонности строительства.
• Невысокие цены. Надежный купольный деревянно-каркасный дом стоит меньше, чем традиционный каменный.
• Высокая устойчивость.

Недостатки

Недостатки возведения сферических зданий есть, хотя предпосылки их заключаются абсолютно не в конструкции, экономичности или же методе самой конструкции. Они носят скорее психологический и информационный характер . Действует малая осведомленность о купольном строительстве, отсутствие своеобразных знаний в сфере фуллеровской геометрии.

Возведение купольного дома своими руками

Соорудить дом-сферу можно своими руками. При строительстве такого сооружения используется следующая технология:

1. После закладки основания на стройплощадку завозят составляющие конструкции. Собрать каркас под силу даже человеку, который не имеет больших знаний в строительстве. Купленные материалы поставляются полностью готовые для сборки, они промаркированы и обладают цветовой кодировкой.
2. С целью упрощения работ по сборке купола, предпочтительно отыскать себе помощника. Для сборки каркаса используют доски и стальные модули. Процесс осуществляется при использовании гаечного ключа, доступность сборки достигается благодаря заранее подготовленными отверстиями.
3. После окончания сборки, каркас обшивают гидростойкой фанерой и утепляют, применяя паро - и теплоизолирующие материалы. Типовой слой термоизоляции составит 15 см. Для постройки второго этажа устанавливать вспомогательные несущие стены не потребуется.
4. Защиту внешней части постройки составляют окна и крыша. Для ее сооружения используют оцинковку, жесть, дранку, гибкую битумную черепицу. Заканчивается возведение внутренней планировкой и отделкой. Чтобы достичь нормального результата используются фактурные штукатурки, гипсокартон, краски, вагонка и панели из фанеры.

Купольный дом под ключ можно возвести за короткий период времени. Узнать подробнее о конструктивных особенностях, планировке и об их строительстве можно из видео.

В статье мы расскажем о технологии купольного строительства, об особенностях и преимуществах купольных домов, о трёх самых известных методах возведения таких зданий. Но главное — мы познакомим вас с расчётом экономических затрат, результат которого отдал купольным домам неоспоримое преимущество.

Применение технологии купольного строительства позволяет вполовину снизить затраты на строительные материалы и втрое сократить время возведения конструкции. Решение задачи упирается только лишь в техническое переоснащение строительных площадок, ведь все необходимые материалы уже и так давно используются в строительстве. В США и странах западной Европы данная технология успешно применяется ещё с конца ХХ века. К счастью, теперь и на постсоветском пространстве заложен хороший и прочный фундамент для развития купольного домостроения .

Немного об истории происхождения

Знакомство с купольными домами стоит начать с изучения истории их возникновения. Ещё с древних времён человеку была доподлинно известна суть гармонии с окружающим миром, отчасти выраженная в форме строений. Примером тому могут послужить множественные прототипы древних жилищ, создаваемых в форме полусферы: иглу эскимосов, вигвамы североамериканских индейцев, шатры африканских племён. Множеству культов и религиозных конфессий также свойственно использовать купола в качестве элементов или основы для храмов, соборов и капелл.

В современном мире технология купольного домостроения берёт своё начало в первой половине ХХ века, когда американский инженер Ричард Фуллер запатентовал технологию строительства, способную обеспечить послевоенную Европу доступным жильём. К сожалению, идея не получила распространения, но уже через пятьдесят лет о купольных домах снова заговорили, и на этот раз — всерьёз.

Изначально обывателям стала интересна идея домов в виде полусферы только благодаря их оригинальной форме. Чуть позже люди осознали неоспоримые преимущества таких строений и их количество в современном мире постоянно растёт.

Особенности конструкции

Из-за особой формы купольные строения можно смело отнести к разряду произведений искусства. Они выглядят совсем миниатюрными, но этот образ обманчив: при внешней компактности эти дома очень просторны. Может сложиться впечатление хрупкости и ненадёжности конструкции, но привлекательный внешний вид в этом случае вовсе не подразумевает наличия технических изъянов. Купольные дома по всем параметрам превосходят обычные здания кубического типа.

Основа для возведения дома

Сама суть купольного домостроения подразумевает отсутствие потолков и несущих опор. Это даёт не только до 30% экономии на материалах стен и перекрытий: конструкция становится лёгкой и не требует массивного основания.

Очевидная экономия от постройки купольного дома видна уже на первом этапе строительства — в процессе сооружения фундамента. Облегчённое основание экономит 50% денежных средств, затрачиваемых на производство земляных и бетонных работ. В качестве основы обычно используют ленточный или свайный фундамент.

Возведение зданий на основе геодезической сферы

Первым известным методом реализации купольных построек стала технология, основанная на каркасе в виде триангулярной полусферы. Метод базируется на использовании треугольных блоков равной величины, которые с увеличением высоты всё больше наклоняют свои вершины к центру, образуя таким образом купол. При соединении блоки образуют каркас, толщиной до сорока сантиметров.

Снаружи дом отделывается прессованной целлюлозой, пропитанной битумом, металлической обшивкой или просто штукатурится. Главное требование для материалов внешней отделки — абсолютная водостойкость. С внутренней стороны стены зашиваются досками, а в качестве утеплителя используется минеральная вата средней плотности. Проблема естественного освещения в доме решается за счёт треугольных стеклопакетов в пластиковой раме, изготовленных по размерам стандартной ячейки каркаса. Если стеклопакет заключён в усиленную металлическую раму, соседния ячейки каркаса можно объединять, добиваясь нестандартной геометрической формы окна.

Особенность такого метода в том, что постройки выполняются из экологически чистых материалов. Геодезический купол сегодня используется как основа в выставочных павильонах, оранжереях и спортивных комплексах.

Другой метод возведения стал доступен относительно недавно, и обязан своим появлением стремительному развитию полимерных материалов. Эта технология является самой необычной и сложной, но именно благодаря ей время строительства дома можно сократить до минимума. Вопрос о применимости данного метода напрямую зависит от наличия в районе строительства специализированной техники: установок для распыления бетонных смесей и оборудования для установки пневматических каркасов.

В основу дома, как всегда, ложится лёгкий ленточный фундамент в форме кольца или сплошная монолитная плита. По периметру фундамента с отступом от внешней кромки в 20 см выводятся «хвосты» вертикальных элементов армирования. Прутья должны выступать не менее чем на 40 см, а расстояние между ними составляет от 30 до 50 см, в зависимости от размеров строения и диаметра стержней. Арматура применяется обязательно профильная, толщиной не менее 12 миллиметров. Задачу по расчёту бетонной конструкции и схемы её армирования лучше поручить организации, специализирующейся на архитектурном проектировании. Хотя техника строительства купольных домов и не регламентируется конкретными государственными нормативными документами, методология расчёта прочностных и технических характеристик бетонных конструкций сферической формы была установлена ещё в прошлом веке.

Следующий этап — сооружение сетки основного армирования стен. К выступающей арматуре посредством сваривания или резьбового соединения добавляются стальные стержни номинального диаметра, длина которых равна четверти длины окружности центрального сечения сферы. После наращивания стержни загибаются к оси здания, образуя купол. Обычно длину продольных прутьев выбирают с запасом, обрезая при сопряжении излишки арматуры, которые впоследствии используются для дополнительной связи элементов армирующей сетки.

В качестве концевого соединения могут быть использованы:

• кольцо с двутавровым или швеллерным профилем, если планируется сделать верхушку купола прозрачной;
• сопряжение из двух стальных листов круглой формы;
• соединительная секция в виде звезды из трубок соответствующего диаметра (количество вершин равно числу продольных элементов армирующей сетки).

Когда каркас приобрёл форму полусферы, к вертикальным прутьям добавляют поперечные путём сваривания или вязки проволокой .

В данной технологии должен быть задействован быстровозводимый пневматический каркас. Он изготавливается индивидуально и в надутом виде полностью повторяет контуры внутренней поверхности купола. В тех местах, где должны быть окна и двери, каркас имеет выступы заданной формы и размеров. Изготовление пневмокаркаса — самый затратный и сложный этап строительства, но поскольку технология вдвое сокращает расходы на сооружение, его цена полностью окупается.

Заказать каркас можно у предприятий, изготавливающих надувные батуты, быстровозводимые пневмоконструкции или водные горки. В качестве материала лучше выбрать ткань высокой плотности с латексной или поливинилхлоридной пропиткой. Стоимость каркаса составит от 50 тысяч рублей, сроки изготовления — около двух месяцев. После использования изделие вполне реально продать любой строительной компании.

Все последующие работы выполняются поэтапно:

1. Пневмокаркас прочно фиксируется внутри стальной обрешётки и надувается.
2. В местах расположения дверей и окон на армирующей сетке отмечаются габариты будущих проёмов по форме выступов на каркасе.
3. Каркас сдувается и убирается на время проведения сварочных работ.
4. По сделанной разметке арматура вырезается. Производится окантовка проёмов со всех четырёх сторон профильной арматурой в 2-3 ряда.
5. Каркас обрабатывается гидрофобным составом и устанавливается на место.

Заключительный этап работ — напыление основного материала на купол. Процесс разбивается на несколько этапов: производится послойное нанесение состава с толщиной слоя от 3,5 до 8 см, в зависимости от типа материала. После того как первый слой нанесён, но ещё не застыл, в него перпендикулярно плоскости каркаса погружают специальные стержни-маяки фиксированной длины, по которым будет контролироваться толщина стен и равномерность напыления. В качестве основного материала стен может быть использован цементно-полимерный или торкрет-бетон , пенополистирол или комбинация разных материалов. Например, внешний и внутренний слои напыления делают из торкрет-бетона, обеспечивая тем самым повышенную прочность поверхности.

После окончательного застывания смеси каркас демонтируют, устраняют дефекты напыления в проёмах, на чём процесс возведения купола заканчивается.

Купольные дома на основе несъёмной опалубки и здания фабричного производства

Купольное строительство получило распространение в России во многом благодаря системам несъёмных полистирольных опалубок и сферическим зданиям блочного типа. Изначальная задача этих технологий — реализация объектов так называемого быстрого строительства. На сооружение купольных домов в этом случае уходит не более двух недель (без учёта сооружения фундамента и внутреннего обустройства).

Обе технологии имеют ряд схожих особенностей:

1. Основные элементы зданий производятся в условиях домостроительных комбинатов, после чего транспортируются на объект и там собираются.
2. В качестве исходного материала блоков применяется пенополистирол.
3. Здания отличаются повышенной энергоэффективностью: по сути, купольный дом становится своеобразным «термосом» за счёт большого содержания в конструкции теплоизолирующих материалов. Внешняя отделка в обоих случаях производится нанесением водостойкой фасадной штукатурки.
4. В качестве основания может быть использован любой тип фундамента, в том числе и облегчённое основание для каркасного дома.
5. В комплекте поставки почти всегда присутствует технический проект здания и рекомендации по проведению строительных работ.

Существует и несколько отличий:

1. Блочные дома не требуют дополнительного проведения бетонных работ.
2. Сборная конструкция из готовых блоков может быть разобрана и перемещена. Очень часто использование таких домов носит сезонный характер.
3. Технологии отличаются методами обустройства дверных и оконных проёмов.
4. Здания из блоков, в отличие от опалубочных, часто поставляются в полной комплектации (включая двери, окна, вентиляционные системы и пр.).
5. Использование несъёмной опалубки несколько ограничивает разнообразие форм и размеров.

Что касается техники сооружения, то она довольно проста. Элементы конструкции, после доставки на место строительства, сортируются и разделяются на группы. Первым монтируется цокольный уровень: он крепится к основанию посредством кронштейнов либо анкеров. За ним производится сооружение купольной части. Блоки имеют форму сот одинаковых размеров и формы. Они закрепляются между собой замковыми либо накладными механическими соединениями.

Если речь идёт о зданиях с несъёмной опалубкой, то заливка бетоном может производиться как после полной сборки, так и в её процессе. В любом случае по мере возведения основной конструкции внутри неё монтируется армирующий каркас. Верхушка купола представляет собой отдельно поставляемый многослойный блок, который может быть выполнен в виде стеклопакета в пластиковой раме.

После возведения стен проводится:

1. Установка дверей и окон:
   • в опалубочных домах оконные и дверные проёмы остаются гладкими. Установка производится любым доступным способом;
   • блочные строения часто имеют заводские пазы и замковые (механические) соединения, что облегчает процесс монтажа.
2. Герметизация стыков монтажной полиуретановой пеной.
3. Внешняя отделка, установка оконных отливов, вентиляционных решёток и прочей фурнитуры.
4. Устройство отмостки фундамента и монтаж дренажных каналов.

Внешняя отделка опалубочных зданий требует нанесения слоя черновой штукатурки с использованием стекловолоконной сетки. В блочных домах внешний слой деталей имеет специальное покрытие (например, полимерцемент), облегчающее процесс выполнения фасадной отделки, или готовую финишную водостойкую поверхность с элементами декора.

Монтаж перекрытий и перегородок

Устройство междуэтажных перекрытий предусмотрено в основном в купольных домах на основе геосферы и пневмокаркаса. Перекрытия могут быть либо сборными, либо железобетонными. Процесс их сооружения довольно прост:

1. Сначала собирается основной каркас из металлических или деревянных балок . В первом случае используются тавровый или двутавровый сортамент с «пятаками» на торцах. Стальные балки крепятся анкерами или проходными скобами, а для фиксации деревянных брусьев применяются винтовые штифты, которые вкручиваются с наружной стороны здания.
2. Несущие конструкции соединяются связями.
3. Сборное деревянное перекрытие заполняется минеральной ватой и зашивается обрезной доской или древесными плитами.
4. Если требуется заливка железобетона, в промежутки между несущими балками устанавливается армирующая сетка с размером ячейки от 10х10 см и толщиной проволоки не менее 6 мм.
5. Опалубка для заливки бетона выполняется из OSB-плит, которые крепятся к балкам при помощи оцинкованной проволоки. Как правило, на один погонный метр балки требуется от пяти точек привязки.
6. Опалубку следует покрыть полиэтиленом, после чего можно заливать бетонную смесь.

Особенности и преимущества купольных домов

Дома, построенные по любой из технологий купольного строительства, отличаются рядом особых свойств, которых невозможно достичь традиционными методами строительства. Именно благодаря этим отличиям купольные здания являются не просто альтернативой домам кубического типа. Они представляют собой совершенно новый вид сооружений, способный решать большинство насущных бытовых проблем при отсутствии каких либо материальных затрат.

Энергосберегающие особенности

Отопление купольного дома в зимний период требует на 20-30% меньше энергоресурсов, по сравнению с обычными зданиями. Во-первых, это достигается благодаря уникальной форме дома: при одинаковой площади объём купольного здания значительно меньше. Кроме того, сферическая форма помещения способствует поддержанию постоянной естественной циркуляции воздуха, а это значит, что более тёплый воздух не будет скапливаться вверху помещения. Данная особенность отлично прослеживается при тепловизионном обследовании. Есть ещё одна хитрость, благодаря которой можно добиться дополнительной экономии на отоплении: если в верхней части здания разместить панорамное остекление или прозрачную верхушку купола, дом будет дополнительно нагреваться за счёт парникового эффекта.

Непревзойдённые прочностные характеристики

Идеально равномерное распределение нагрузки на конструкцию обеспечивается её сферической формой. На какой бы участок сооружения не производилось механическое воздействие, оно будет эффективно распределяться по всему массиву. Это свойство особенно ярко выражено в домах, построенных на основе триангулярного каркаса из-за сбалансированного размещения рёбер жёсткости и точек опоры. Для регионов с неустойчивым климатом купольные дома подходят наилучшим образом: благодаря обтекаемой форме они остаются невосприимчивыми к порывам ветра со скоростью до 230 км/ч.

Максимальная экономия

Как упоминалось выше, строительство дома по купольной технологии экономит около 50% денежных средств. Давайте проверим это утверждение на примере сравнения купольного дома с традиционным.

Сравнение материальных затрат на постройку домов разных типов

* Ленточные фундаменты в этом случае почти на четверть выше.

Оптимальное распределение пространства и непревзойдённый комфорт

Из-за того что несущие стены отсутствуют, купольный дом не имеет никаких ограничений в планировке. В нём можно легко совместить гостиную и столовую в одну просторную комнату с высоким потолком. Комната отдыха может занимать хоть половину всего дома, а проблем с установкой джакузи в ванной и вовсе не возникнет. Примечательно, что в ходе капитального ремонта планировку можно изменить путём переноса быстровозводимых перегородок. В купольных домах нет нужды изолироваться в закрытых комнатах, пытаясь оградить себя от раздражителей: сфера эффективно поглощает звук и в то же время не пропускает шум с улицы.