Как рассчитать купольный дом

Как рассчитать купольный дом

Только что наткнулся в гугле, не могу не выложить.Оч много полезного, надеюсь автор не обидится – общее дело делаем(с системой “боремся”).

Оригинал взят у kaynozoy в Купольные дома

Хочется, чтобы дом был «не как у всех», и чтобы стоил недорого. – Значит, самое время строить геодезический купол, или просто – купольный дом. Который стоит недорого, строится быстро, очень надежен и при этом необычайно красив.
Геодезический купол – гениальное изобретение американского изобретателя, инженера и архитектора Ричарда Бакминстера Фуллера. Все гениальное просто: применив векторное разбиение пространства, Фуллер разложил купольную конструкцию на… треугольники, стороны которых располагаются на геодезических линиях, соединяющие две точки на криволинейной поверхности.
Конечно, купол известен с незапамятных времен, и всегда ценим был за особую, недостижимую для других конструкций, прочность, способность безо всяких опор накрывать большие пространства. Но только после 1951 года, когда Фуллер представил миру свое изобретение, создание куполов стало простым и понятным инженерным занятием, а не уделом редких мастеров.

Наверное, все слышали о том, что полезно находиться под купольной крышей. А если жить в купольном доме? Интересно, не правда ли?

Шатры, яранги, чумы, вигвамы, иглу, юрты и т.п. – самые древние и самые прочные жилища, придуманные человеком. Такие конструкции наиболее устойчивы и успешно противостоят природным стихиям. Крышу не оторвет от стен, ведь они в единой форме. Прочность сферы обеспечена равномерным распределением нагрузок на все точки поверхности. Она блестяще работает на сжатие и на прогиб. Пробовали раздавить яйцо?

Человек во все века и до настоящего времени подсознательно связывал божественные энергии со сферическими поверхностями, отражая это сознание в культовых постройках: церквях, минаретах, мечетях и храмах других религий. С точки зрения эниологии − науки об энергоинформационном обмене в природе и обществе − купола и своды обладают свойством распределения концентраций энергонапряжений. Такой дом сразу становится вашим личным храмом. Круглым формам присуще равномерное поле без существенных зон напряжений и патогенных аномалий в отличие от углов. Живя в виртуальной, гибельной для всего живого парадигме прямого угла, мы неизбежно приближаемся к тем энергиям, которые эти формы генерируют.

Обратите внимание: человек в наше время подсознательно начинает уходить от прямых углов, правда, пока в мелких объёмах: дизайн бытовой техники, легковых автомашин − там нет практически ни одного прямого угла, и они очень эргономичны, они радуют глаз и душу, в них удобно, как в утробе матери, они обтекаемы, они органичны. В интерьерах стало появляться много пластичных линий, и люди, живущие в них, становятся более естественными, гармоничными. Стали использовать круглые столы для переговоров, почувствовали, что всего лишь даже от ФОРМЫ маленькой вещицы − стола − зависит: то ли согласие, то ли война. За круглым столом − мир. За квадратным − война. Вот что такое её величество – ФОРМА. Пришло время строить дома на основе криволинейных поверхностей, и, может быть, мы перестанем воевать со всем, что создано не нами.

Кроме жилых домов здания круглой формы удобны и для многих, если не всех назначений. Такой формы можно строить базы отдыха, санатории, стадионы, бассейны, школы, больницы, общественные здания. В мире построено много сферических зданий для различных назначений.

Геодезический купол позволяет накрыть большое пространство с использованием минимального количества строительных материалов, к прочностным характеристикам которых не предъявляются повышенные требования. Фактически геодезический купол – это строительный конструктор, из деталей которого можно создать множество замечательных строений – туристическую палатку, жилой дом, гараж, кемпинг, ресторан, крышу для стадиона…

Основные преимущества строений на основе геодезического купола :

* Максимальный внутренний объем при одинаковой с «прямоугольным» строением полезной площади. – Больше воздуха и света. Меньше – до 30% – затрат на строительные материалы.
* Минимальная площадь внешней поверхности при одинаковой с «прямоугольным» строением полезной площади. – Меньше рассеивается тепла зимой. Меньше тепла поглощается летом. Соответственно снижаются (до 30%) расходы на обогрев и кондиционирование.
* Геодезический купол очень легкий. – Для постройки купольного дома не нужен мощный и дорогостоящий фундамент.
* Геодезический купол может имеет любое количество окон, вы можете остеклить весь купол – это почти не повлияет на его прочностные характеристики.
* Сфера – очень прочная конструкция, в ней нет отдельной «крыши», стропильной системы, тяжелых перекрытий. Поэтому купольный дом обладает высокой сейсмоустойчивостью, и разрушение даже 35% элементов конструкции не приводит к ее обрушению.
* Недостижимая для других строений прочность позволяет купольным строениям выдерживать большую снеговую нагрузку.
* Непревзойденная аэродинамика куполов обеспечивает отличное огибание ветрами. – Купольные дома доказали свою непревзойденную устойчивость во время разрушительных ураганов и смерчей на побережье США.
* Небольшой купольный дом не имеет несущих стен, в большом – несущие стены можно устанавливать достаточно произвольно, что дает больше свободы при внутренней планировке.
* Через меньшую площадь поверхности проникает меньше звуков, что делает жизнь в купольном доме более комфортной.
* Симметрия сферы позволяет наиболее эффективно ориентировать в пространстве размещенные на ней солнечные батареи и модули солнечных коллекторов.
* Купольный дом можно как угодно разместить на участке – он все равно «круглый».
* И, опять же, купольный дом, как все круглое, просто красив…

Основные недостатки геодезических конструкций и способы их устранения:
У купольных конструкций есть свои недостатки, и геодезический купол – не исключение. Поэтому прежде чем строить купольный дом, надо получить хорошее понимание “родимых пятен” геодезических конструкций, досконально разобраться в особенностях проектирования и строительства геодезических куполов. Здесь нет ничего безмерно сложного. – Просто “квадратные” дома строятся повсеместно, и недостатки такого строительства всем известны, а купольные дома – пока еще экзотика.

* Известная сложность расчетов. Геодезический купол невозможно чертить и рассчитывать только в двух плоскостях. Необходимо иметь развитое пространственное воображение и неплохие познания в программах 3D-графики. – Хорошим решением может быть покупка готовых проектов.
* Нюансы и тонкости сооружения купольных конструкций не описаны в классической литературе по строительству, о них не знают преподаватели строительных вузов, с ними не сталкиваются опытные строители в повседневной практике. – Обращайтесь к профессионалам-куполостроителям.
* При строительстве купольного сооружения (дома, ресторана, кемпинга) возникает больше отходов строительных материалов по сравнению количеством отходов, которые неизбежны при возведении прямоугольной постройки. Это связано с тем, что строительные материалы поставляются, как правило, в прямоугольном виде, а основной строительный «кирпич» купола – треугольник… – Острота проблемы снижается, если учитывать при расчетах размеры применяемых строительных материалов и удачно располагать на них выкройки треугольных деталей.
* Необходимость применения, во многих случаях, нестандартных, специально изготовленных окон, дверей, пожарных лестниц, специальной, сделанной на заказ мебели. – Особые треугольные вертикальные или мансардные окна могут изготавливаться на заказ, однако они будут стоить дорого. – Приобретайте нестандартные изделия у специализированных компаний, которые занимаются изготовлением комплектов куполов для сборки и производством нестандартных узлов.
Купольный дом, в основе которого лежит конструкция геодезического купола, строится, как правило, по хорошо известной технологии каркасного строительства.

Особенность представляет возведение самого геодезического купола, обеспечение вентиляции кровли, гидроизоляция, установка окон, дверей, и т.д.

Широкое распространение получили четыре способа постройки геодезических куполов:
1. Коннекторный, когда купол собирается с помощью коннекторов и ребер (отрезков бруса). Пример – универсальные конструкции фирмы Natural Spaces Domes
2. Бесконнекторный, когда купол собирается из готовых треугольных панелей. Пример – панельные конструкции фирмы Good Karma Domes
3. Бесконнекторный, когда купол собирается из точно подогнанных отрезков бруса. Пример – великолепные постройки EconOdome
4. Легкие геодезические конструкции из отрезков металлической/пластиковой трубы с тентом. Пример – ажурные конструкции Dome Company
Вряд ли стоит ожидать, что в нашей стране такой способ постройки жилья из легкого каркаса, укрытого тентом, приживется. Впрочем, зарубежный опыт демонстрирует высокую жизнестойкость конструкции, возможность ее использования даже в условиях суровой канадской зимы и альпийского высокогорья.Фундамент. Легкость самого купола, и меньший – минимум на 30% – вес всей конструкции купольного дома в сравнении с традиционной постройкой, делают возможным использование облегченного ленточного фундамента. Более того, инженеры фирмы Natural Spaces Domes считают возможным использовать в качестве фундамента Frost Protected Shallow Footing (FPSF) – теплоизолированный мелкозаглубленный фундамент, изготовленный из. дерева!
Предварительно собранные секции стен фундамента из высококачественной пропитанной древесины, имеют, по оценке Федерального управления жилищного строительства США, срок службы – минимум 100 лет. К слову, Natural Spaces Domes строит свои купола с основаниями из обработанной древесины с 1975 года.
Нередко купольные дома ставят без фундамента – на сваи, на деревянную платформу.

Выбор частоты купла – обычно 2V или 3V – обуславливается тремя основными факторами:

1. Размерностью конструкции (диаметром купола).
2. Желанием использовать стандартные окна и двери
3. Здравым смыслом

Купол большого диаметра (больше 14 метров) трудно построить с частотой меньше, чем 3V, так как уже при этой частоте максимальная длина ребер граней геодезического купола приближается к 3 метрам, и сборка купола из таких длинномерных материалов становится проблематичной. С другой стороны, купол диаметром до 8 метров вполне можно построить с частотой 2V, при этом длины ребер купола составят 2,47 и 2,18 метра, что вполне приемлемо, и в размерность треугольников (граней купола) из таких ребер легко можно вписать стандартные окно или дверь.

Лучше всего (красивее) будет смотреться купол с большей частотой. Он будет более круглым, “гладким”. – Но против такого подхода возражает здравый смысл, ведь число конструктивных элементов купола с большой частотой просто огромное.

Устройство кровли и вентиляция купола. Купольный дом имеет хорошую естественную вентиляцию стен (купола), поэтому, как правило, в устройстве специальной вентиляции кровли в классическом ее виде не нуждается. Сочетание открытых вентиляционных отверстий (окон) в верхней части купола и в его основании позволяет не принимать специальные меры для обеспечения вентиляции кровли и дает существенную экономию электроэнергии, затрачиваемой на кондиционирование помещения летом. Часто для улучшения вентиляции под потолком устанавливают вентилятор.
Именно поэтому устройство кровли купольного дома очень простое: обшитый фанерными или OSB-панелями купол накрывают гидроизоляционной пленкой или другим гидроизолирующим материалом, поверх которого укладывают гибкую битумную черепицу.

Строительство купольного дома

Возведение купольного дома осуществляется, как правило, по хорошо известной технологии каркасного строительства, но есть ряд отличий, которые можно отнести к преимуществам.

Построить купольный дом можно силами обычной строительной бригады средней квалификации или самостоятельно. Весь процесс возведения купольного дома можно разделить на 2 этапа:

1. Расчет, изготовление и сборка каркаса купола.
2. Выполнение других, стандартных работ, как то – изготовление фундамента, устройство кровли, пола, установка окон и дверей, внутренние отделочные работы, и т.д.

Утепление купольного дома. Внутренние “треугольники” купола – это уже готовые ячейки для укладки теплоизолирующего материала – минеральной ваты, пенопласта, стекловаты, и т.д.. Если ребра купола имеют большую длину, тогда грани изнутри делятся дополнительными “распорками”, придающими граням необходимую жесткость, и помогающими удерживать теплоизолирующий материал.
Однако, в многоэтажных конструкциях эффект естественной вентиляции купола ограничен делением купола на две или три части (этажа), поэтому, для обеспечения эффективной вентиляции подкровельного пространства утеплитель не закладывают на всю глубину ниши, а в нижней и верхней частях купола делают отверстия для входа и выхода воздуха, который проходит между слоем утеплителя и внешней обшивкой купола, обеспечивая вентиляцию кровли.
Внутренняя обшивка купола. После укладки утеплителя ячейки зашивают треугольными панелями, вырезанными из фанеры, OSB-плиты, гипсокартона. Неплохой результат получается при использовании вагонки.
Отопление купольного дома. В небольших, особенно одноэтажных сооружениях эффективной системой отопления может быть небольшая печь или камин, установленные ближе к центру купола. При этом, в отсутствии хозяев или в ночное время достаточная температура в доме (10-14С) поддерживается с помощью электрических батарей, а при возвращении домой можно очень быстро поднять температуру в доме до комфортных 20-24С растопив печь или камин. Широкое распространение получила также установка системы “теплый пол”.

Для того чтобы правильно расположить Купол, при оценке фактического места застройки нужно учитывать множество параметров:
*Направление солнечного света, ветра, особенности осадков местности.
*Тень деревьев, их расположение и возможная поломка от ветра.
*Ландшафт, виды — как хорошие, так и плохие.
*Уединённость места, шум и многое другое.
*Анализ наклона места застройки
*Знать наклон местности, где вы планируете построить Купол, очень важно, потому что без этого невозможно правильно разработать план строительства. Если наклон местности есть, необходимо нарисовать точную топографическую карту.
Это необходимо для расчета глубины ямы для фундамента. Если она будет слишком глубокой, то вход в Купол окажется слишком низким, а дорожки к нему слишком крутые. Если же яму сделать не достаточно глубокой, то в Куполе, кроме высокого входа, будет холодно.
На карте также следует отметить расположение крупных деревьев и спланировать Купол так, чтобы получать максимальное количество солнца зимой и тени — летом.

Инструкция к калькулятору для расчёта купольной крыши и купольного дома

Данная страница — инструкция к калькулятору для расчёта купольных конструкций, в том числе купольных крыш и купольных домов.

Страница с калькулятором находится по ссылке: калькулятор.

По умолчанию выставлен русский язык интерфейса. Его можно сменить на удобный для Вас, выбрав нужный в выпадающем списке «Язык».

выбор языка интерфейса

Инструкция к калькулятору

Исходные данные.

Область «Исходные данные» предназначена для задания геометрии каркаса. Можно изменять параметры в следующих полях:

«Многогранник» — многогранник на основание которого строится вся конструкция. Возможны два варианта: икосаэдр и октаэдр.

«Частота, V» — количество разбиений вершин. При увеличении частоты, увеличивается количество вершин и ребер соответственно. Чем больше это значение, тем больше форма каркаса приближается к сфере и тем меньше длина рёбер.

Икосаэдр — многогранник, у которого значение частоты разбиения V равно 1. Октаэдр — многогранник, у которого значение частоты разбиения V равно 1.

Значение частоты разбиения равное единице соответствует конструкции в виде икосаэдра или октаэдра в зависимости от того какой многогранник задан в графе «многогранник». При увеличении частоты происходит разбиение рёбер многогранника на части. Количество рёбер, составляющих разбитое ребро, равно частоте разбиения.

Частота разбиения икосаэдра.

«Класс разбиения» — этот пункт отвечает за выбор способа разбиения, а следовательно и формы конечной конструкции.

Читайте также:  Канализация в дачном доме своими руками

При частоте разбиения равной двум и более возможны различные варианты каждого разбиения. Эти варианты делятся на классы. Если спроецировать разбиение на грань икосаэдра, то все возможные классы разбиения икосаэдра можно представить в виде схемы.

Классы разбиения купольных конструкций.

В калькуляторе римскими цифрами обозначены основные классы, всего их три. Арабскими цифрами обозначены вариации основных классов.

Аналогично способы разбиения задаются для октаэдра.

«Метод разбиения» — позволяет сделать выбор между «Равные хорды», «Равные дуги» и «Мексиканец».

«Осевая симметрия» — выбор оси симметрии, которая учитывается при отсечении части купола от сферы и выстраивании купола по вертикали. Возможные варианты:

  • Pentad — ось симметрии проходит через вершину, в которой сходится 5 рёбер.
  • Cross — ось симметрии проходит через вершину, в которой сходится 6 рёбер.
  • Triad — ось симметрии проходит через грань.

«Фулерен» — выбор формы купола в виде фулерена, который вписывается («вписанный») в сферу, или описывает её («описанный»). Поле «Фулерен» не доступно при выборе варианта соединения «Joint».

купол в форме фулерена

«Выравнивание основания» — позволяет выравнивать основание относительно плоскости основания за счет изменения длин рёбер у основания купола. Поле «Выравнивание основания» не доступно при выборе способа соединения «Cone» или выборе формы фулерена.

Функция «выравнивание основания» изменят длину рёбер у основания купола таким образом, что вершины купола на внешней его поверхности располагаются в плоскости основания. Вершины купола на внутренней поверхности купола в общем случае не располагаются в плоскости основания, а строятся по общему принципу — к центру купола от его внешней поверхности.

При включении «выравнивания основания» рёбра своей широкой стороной лежат в плоскости горизонта в случае, когда в поле «часть сферы» выбрано 1/2. В остальных случаях, они не лежат в плоскости горизонта.

«Часть сферы» — выбор части сферы, из которой будет состоять купол. Для куполов разной частоты возможны различные пропорции отсечения.

Размеры и способ соединения

Поле «размеры и способы соединения» позволяет задать размеры сферы и выбрать способ соединения ребер купола. Параметры поля:

«Радиус сферы, м» — задается радиус сферы в метрах.

«Способ соединения» — выбор способа соединения рёбер. Более подробно о способах соединения можно посмотреть в статье: Виды соединения и коннекторы (соединители) для купольных конструкций.

В выпадающем списке можно выбрать следующие варианты соединений:

  • «Piped» — способ соединения с использованием коннекторов. При выборе данного способа соединений появляется дополнительное поле, в котором можно задать диаметр трубы, составляющей коннектор.
  • «GoodKarma» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро составляют два бруса. При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.
  • «Semikone» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро составляют два бруса.
  • «Cone» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса.
  • «Joint» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса. При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки. Способ «Joint» не доступен для купола в форме фулерена.
  • «Nose» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса. Возможность выбора данного способа соединения предусмотрена только для купола в форме фулерена. Чтобы данный способ соединения появился в списке вариантов соединения, нужно предварительно задать форму купола в виде фулерена в поле «Фулерен» в разделе «Исходные данные». Для этого в поле «Фулерен» нужно выбрать один из вариантов: «Вписанный» или «Описанный». При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Для всех способов соединения рёбра у основания купола состоят из одного бруса.

Для многогранников в виде октаэдра в текущей версии калькулятора не реализован расчет соединения «Cone». Вместо него калькулятор рассчитывает значения, как для типа соединения «Piped» с нулевым диаметром трубы.

Размеры рёбер

В этом поле задаются ширина и толщина рёбер в миллиметрах.

Схема купола

В правой части калькулятора отображается схема заданного купола. Купол можно вращать мышкой и приближать и отдалять его колесом мыши.

В калькуляторе можно посмотреть: каркас, кровлю, схему и план, нажав соответствующую кнопку. Их также можно вращать, увеличивать и уменьшать.

Схема

Кровля

Схема на вкладке «Кровля» позволяет исключать из расчёта отдельные грани и рёбра конструкции. Для исключения грани, нужно щёлкнуть по ней мышкой. Для исключения ребра нужно исключить примыкающие к нему с обеих сторон грани.

При исключении из расчёта граней и рёбер во вкладке «Кровля» значения в других вкладах и разделах калькулятора пересчитываются автоматически.

Данная функция может быть полезна для анализа возможных проёмов в конструкции, например для дверей и окон. А также для расчёта таких конструкций как беседки, навесы, козырьки и другие.

Во вкладке «План» можно увидеть проекцию нижних рёбер конструкции на плоскость в основании. А также размеры от центра сферы до концов проекций и высоту концов рёбер.

Выделив мышкой отдельные рёбра, можно увидеть аналогичную информацию для любого ребра купола.

Повторный щелчок мыши снимает выделение.

Если во вкладке «Кровля» исключена грань купола, то при переходе на вкладку «План» автоматически подсветятся рёбра этих граней.

Чтобы увидеть план основания полностью, вращайте схему курсором.

Результаты измерений

Содержимое блока «результаты измерений» становится видимым при щелчке по заголовку этого блока «результаты измерений».

Блок с результатами измерений

Название каждого поля отвечает само за себя.

В блоке «Размеры» указано количество размеров и количество самих элементов:

«Граней» — первое число указывает количество размеров, второе число показывает количество граней. На схеме грани одного размера показаны одним цветом.

«Ребер» — первое число указывает количество размеров, второе число показывает количество рёбер. На схеме рёбра одного размера показаны одним цветом и обозначены одинаковыми буквами.

«Вершин» — первое число указывает количество вершин к которым подводятся разные рёбра без учета того, что к вершинам у снования подводится меньше рёбер. Второе число показывает количество вершин.

Рёбра

В блоке рёбра показаны вид, размеры и количество всех рёбер рассчитанного купола.

На схеме используются следующие обозначения:

Если правая сторона рёбер выводится не корректно, то увеличьте ширину окна браузера, в котором открыт калькулятор. Рекомендуемая ширина 1920 пикселей.

При распиле рёбер торцовочной пилой иногда удобно ориентировать ребро широкой стороной вниз. Тогда углы поворота пилы будут отличаться от полученных здесь. Для их пересчёта можно воспользоваться отдельным калькулятором углов торцовочной пилы.

Грани

В блоке грани показаны вид, размеры и количество всех граней рассчитанного купола.

Вершины

В блоке вершины показаны вид, размеры и количество всех вершины рассчитанного купола. Вершины приведены без учета отсечения части сферы от купола. Так если одно или несколько рёбер имеет обозначение «undefined», то это значит что в усеченном куполе такие вершины есть у основания и граней с обозначением «undefined» у них нет. Для того чтобы увидеть все грани, в поле «часть сферы» следует выбрать всю сферу «1/1».

Результаты конструирования

Чтобы сохранить результаты конструирования можно воспользоваться адресом страницы калькулятора, который автоматически меняется в зависимости от введенных данных.

Получившуюся ссылку удобно использовать для передачи другим людям купольной конструкции, с заданными Вами параметрами.

Скачать модель получившейся конструкции в формате .obj можно с помощью кнопки «выгрузить». Она расположена после результатов вычислений в нижней части страницы в блоке полезных ссылок.

Блоки калькулятора

Открывая страницу калькулятора на устройствах с самым популярными размерами экранов, можно увидеть только верхнюю область калькулятора. В ней обычно видны блоки:

  • «Исходные данные»
  • «Результаты и способы соединения»
  • «Размеры ребер»
  • «Результаты измерений»
  • Схема купола
  • Кнопки переключения вкладок: «Каркас», «Схема», «Кровля», «План».

Чтобы увидеть блоки с чертежами рёбер и схемами граней и вершин, нужно прокрутить страницу вниз.

Общий вид страницы калькулятора.

Расчет геодезического купола

Расчет геодезического купола производится по заданному радиусу (площади поверхности основания), с целью получить:

  • Расчетные размеры ребер и их количество
  • Количество и тип требуемых коннекторов
  • Значения углов между ребрами
  • Требуемые высоту, общую площадь постройки
  • Площадь поверхности купола

Площадь основания купола рассчитывается по заданному радиусу – S=π *R 2 . При этом надо учитывать, что реальная площадь получится несколько меньше, вследствие того, что радиус купола считается, обычно, по внешней поверхности полусферы (по “вершинам”), и стенки купола имеют также определенную толщину.

Геодезический купол – не чистая сфера, апроксимация приводит к тому, что в основании лежит не круг, а многоугольник, вписанный в заданную окружность. Площадь такого многоугольника заведомо меньше площади круга.

Высота геодезического купола определяется по заданному диаметру, и может быть для четной частоты разбиения 1/2, 1/4 диаметра (при большой частоте может быть и 1/6, 1/8). Для нечетной – 3/8, 5/8 диаметра (и т.д.).

4V, 1/4 сферы4V, 1/2 сферы

Площадь поверхности геодезического купола рассчитывается по известной формуле расчета площади сферы – S=4π *R 2 . Для купола, равного 1/2 сферы, формула будет иметь вид – S=2π *R 2 . В более сложному случае, когда речь идет о площади сегмента, сферы, формула расчета – S=2π *RH , где H – высота сегмента.

Расчет конструктивных элементов геодезического купола можно производить с использованием готовых таблиц, в которых заданы:

  1. Количество ребер купола одинаковой длины – ребра A, B, C, D, E, F, G, H, I. У купола с частотой 1V одно ребро – A. У купола с частотой 2V два ребра – A, B. У купола с частотой 3V три ребра – A, B, C. И т.д.
  2. Количство и тип используемых коннекторов – 4-х конечные, 5-ти конечные, 6-ти конечные.
  3. Коэффициенты пересчета длин ребер купола на радиус купола. К примеру, если вы хотите построить купол с частотой 2V высотой 1/2 и радиусом 3,5 метра, вам надо величину радиуса (3,5) умножить на коэффициент 0,61803 для определения длины ребра А, и умножить на коэффициент 0,54653 для определения длины ребра B. Получим: А=2,163м, В=1,912м.

1V купол

РебраКоэффициентыКоличество
A1.0514625
5-ти конечный коннектор6
4-х конечный коннектор5

2V купол

РебраКоэффициентыКоличество для 1/2
A0,6180335
B0,5465330
4-х конечный коннектор10
5-ти конечный коннектор6
6-ти конечный коннектор10

3V купол

РебраКоэффициентыКоличество для 3/8Количество для 5/8
A0,348623030
B0,403554055
C0,412415080
4-х конечный коннектор1515
5-ти конечный коннектор66
6-ти конечный коннектор2540

4V купол

РебраКоэффициентыКоличество для 1/2
A0,2531830
B0,2952430
C0,2945360
D0,3128770
E0,3249230
F0,2985930
4-х конечный коннектор20
5-ти конечный коннектор6
6-ти конечный коннектор65

5V купол

РебраКоэффициентыКоличество для 5/8
A0,1981474330
B0,2317902530
C0,2256857860
D0,2472429160
E0,2551670170
F0,2450857890
G0,2615981040
H0,2315976030
I0,2453464220
4-х конечный коннектор25
5-ти конечный коннектор6
6-ти конечный коннектор120

6V купол

РебраКоэффициентыКоличество для 1/2
A0,162567230
B0,190476930
C0,181908360
D0,202819790
E0,187383430
F0,198012660
G0,2059077130
H0,215353765
I0,216628260
4-х конечный коннектор30
5-ти конечный коннектор6
6-ти конечный коннектор160

Углы между ребрами (между “лепестками” коннекторов) легко вычисляются по заданным сторонам треугольников.

Приблизительные значения углов апроксимации, в которых сходятся ребра геодезического купола на его вершинах:

  • 1V купол – А=32º
  • 2V купол – A=18º, B=16º
  • 3V купол – A=10º, B=12º, С=12º
  • 4V купол – A, B, С, D, E, F – 7-9º
  • 5V купол – A, B, С, D, E, F, G, H, I – 6-7º
  • 6V купол – A, B, С, D, E, F, G, H, I – 5-6º

Калькуляторы on-line:

Acidome calculator – толковый российский on-line калькулятор

Геодезический купол своими руками

Определяясь с проектом для дачного строительства, прежде всего, оценивается не только комфортность, но и внешний вид будущей постройки. Частный дом принято считать местом для отдыха, поэтому его стоит сделать красивым и комфортным. Если есть желание построить на приусадебном участке уникальную оранжерею, домик или беседку, то стоит попробовать подумать над возведением геодезического купола. С виду это довольно сложная конструкция, но построить ее способен даже не очень опытный строитель, а материальные затраты будут небольшими. В этой статье будет описано, как построить купол своими руками.

Определение геодезического купола

Специалисты считают, что большинство людей не имеют представления о такой конструкции здания, потому что она встречается очень редко. Именно поэтому стоит подробно описать все особенности и технические характеристики геодезического купола. Разработал постройки с несущей сетчатой оболочкой изобретатель Ричард Фуллер. Сначала он взял очень прочную конструкцию в виде сферы и разделил ее на небольшие треугольники, чьи стороны расположены на правильных геодезических линиях. Расчеты Ричарда Фуллера смогли сделать строительство купола простым и доступным любому человеку.

Изобретатель полагал, что подобная уникальная конструкция строения обязана была решить проблему быстрой постройки дешевого и комфортного дома. Эту разработку не оценили специалисты, и она не применяется в массовом строительстве. Однако для постройки уникального кафе или красивого летнего домика геодезический купол Фуллера является оптимальным вариантом.

Разработка Ричарда Фуллера является довольно устойчивой конструкцией. Геодезический купол равномерно распределяет всю массу, может выдержать огромные нагрузки и уменьшает финансовые вложения при строительстве фундамента. Уникальная сферическая форма способна противостоять самым мощным порывам ветра. Экономия при строительстве таких домов обусловлена сокращением общей площади боковой поверхности. В самом куполе круглые стены помогают качественной циркуляции воздуха, создавая комфортный микроклимат.

Главным недостатком можно считать очень сложные, по сравнению с простыми домами, математические расчеты. Так как конструкция состоит из огромного числа деталей, то необходимо утеплить довольно много стыков. Других существенных недостатков у геодезического купола нет.

Измерения и расчеты

При наличии желания построить геокупол своими руками сначала необходимо провести все математические расчеты. Главная задача расчета геодезического купола состоит в том, чтобы имея определенный радиус, получить такие данные:

  • общую площадь и высоту строения;
  • площадь поверхности геодезического купола;
  • длину и число ребер;
  • величину углов между ребрами строения;
  • нужный тип и общее число специальных коннекторов.
Читайте также:  Как сделать умный дом своими руками

Необходимо заострить внимание на таком узле для постройки геокупола, как специальный коннектор. Эта деталь представляет собой узел, соединяющий между собой все стропильные части. Так как коннектор является главным элементом для закрепления всей конструкции, то он изготавливается из прочного материала высокого качества.

В зависимости от конструкции геодезического купола и места расположения в нем, соединительный коннектор должен иметь разное количество лепестков. Все крепления для постройки купольного дома можно приобрести или изготовить своими руками. Хорошим примером может быть коннектор из обычной перфорированной ленты. Подобный коннектор обладает очень ценным качеством, потому что на нем довольно просто регулируется угол наклона. Геодезические купола с маленьким диаметром можно построить безконнекторным методом. Однако при строительстве большого дома применять для крепежа ребер коннектор из металла необходимо.

Для того чтобы произвести расчеты, нужно знать габариты строения. Необходимо запомнить, что общая площадь изготовленного геодезического купола будет немного меньше площади окружности, потому что в основании располагается многогранник, который вписан в круг. Высоту постройки можно определить по общей длине диаметра. Стоит заметить, что чем больше высота купола, тем конструкция будет больше похожа на сферу.

Чтобы рассчитать нужные детали будущей конструкции, стоит применить специальный онлайн-калькулятор. Нужно ввести данные о высоте и радиусе постройки, а калькулятор сделает расчеты геокупола и предоставит длину и число ребер, вид и количество соединительных коннекторов.

Строительство своими руками

Самыми подходящими для купольного строительства конструкциями можно считать небольшие теплицы, уютные беседки или дачные домики. Сначала необходимо выбрать место для постройки. Если это будет теплица, то нужно найти хорошо освещенный участок. Для домика или беседки подойдет немного затененная площадка. Участок под любое из этих строений выравнивается, а потом убирается на нем весь мусор и корни деревьев.

Теплица

Построить купольную теплицу легче всего. Чтобы ее собрать, не нужен фундамент, а материалом для основания могут быть обычные доски, бруски или металлические трубы. На предварительно подготовленной поверхности необходимо начать сборку основания теплицы-купола. В первую очередь собираются треугольники и скрепляются между собой. Для того чтобы не перепутать грани, их необходимо подписывать и сверяться с чертежом. Если теплица маленьких размеров, то при сборке соединительный коннектор стоит заменить простой монтажной лентой и крепежными материалами.

Изготовленный геодезический купол стоит накрыть простой пленкой. Намного лучше будет выглядеть купольная теплица, которая покрыта листами поликарбоната. Вырезанные из поликарбоната треугольники необходимо закрепить на каркасе, а все стыки закрыть декоративными рейками. С улицы геокупол можно украсить при помощи декоративного камня, посадить цветы и установить небольшой забор. Подобная купольная теплица будет уникальным украшением любого загородного дома.

Беседка

В виде геодезического купола можно построить беседку. Для этого необходимо придерживаться таких рекомендаций:

  • наилучшим материалом для строительства такой беседки является профильная труба;
  • концы подготовленных труб нужно сплющить или согнуть под углом в 12 градусов;
  • на всех концах трубок стоит сделать отверстия;
  • чтобы собрать детали конструкции, коннектор не нужен, необходимо просто соединить трубки при помощи болтов.

После изготовления конструкции купольной беседки следует не менее важный этап работ. Он заключается в накрытии круглой беседки с куполом. Материал для этого можно использовать самый разный. Если конструкция геодезического купола полностью не накрывается, и оставляется пара секций беседки открытыми, то их можно декорировать красивой тканью. В подобной комфортной беседке можно с удовольствием проводить свободное время с близкими и друзьями.

Купол способен стать основой уникального дома на дачном участке. Главным отличием от беседки и теплицы является необходимость строительства фундамента. Для того чтобы построить купольный дом, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

  • нужен хорошо теплоизолированный фундамент;
  • к основанию фундамента крепятся специальные угловые стойки, которые укрепляются при помощи горизонтальных распорок;
  • собирается конструкция купольного дома;
  • снаружи дом необходимо обшить листами из фанеры.

Установив дверные и оконные рамы, стоит начать отделку геодезического дома изнутри. Во все проемы закладывается хороший утеплитель, который зашивается листами фанеры. Для того чтобы соорудить купольный дом, необходимо не более трех месяцев работы. Форма геодезического купола поможет сэкономить на количестве материалов.

При проживании в таком доме можно оценить основные преимущества этой конструкции:

  • небольшая площадь потолка и стен сокращает потери тепла;
  • округлые стены помогают воздуху хорошо циркулировать, создавая при этом комфортный микроклимат.

Купольное здание является оптимальным вариантом функционального, дешевого и уникального строения на территории дачного участка.

Купольные дома скайдом: расчет, планировка, интерьер, плюсы и минусы, фото внутри и снаружи.

Содержание

Мы привыкли к тому, что подавляющее большинство зданий имеет прямоугольную форму с четко выраженными стенами и крышей. Однако существуют необычные для нашего глаза дома, у которых стены и крыша – это одно целое, а их конструкция отличается от традиционной прямоугольной. К таким строениям относятся купольные здания.

Что такое купольный дом

Нередко купольные здания называют скайдомом – по названию строительной компании, которая массово продвигает постройки такой необычной формы. Еще одно название дома куполообразной формы – дом-сфера. Отличительной чертой скайдома является его круглая форма. Купол – очень жесткая и надежная конструкция и им можно накрыть большое пространство, не используя при этом какие-либо дополнительные промежуточные опоры.

Площадь внешней поверхности сферы всегда меньше площади любой другой фигуры с таким же внутренним объемом. Именно поэтому при строительстве купольного дома для ее внешней поверхности используется меньшее количество строительных материалов.

Плюсы и минусы купольного дома

Необычность формы купольного здания можно отнести как к положительным качествам, так и к недостаткам. Для людей, желающих показать свою индивидуальность, необычное круглое здание будет гордостью, однако оно с трудом подойдет для того, кто старается не выделяться из толпы.

достоинства скайдома

  • вес купольных домов относительно небольшой, поэтому при их возведении можно применять любые типы фундаментов, однако экономически целесообразнее использовать легкие ленточные или свайные;
  • при строительстве купольного дома благодаря меньшей площади поверхности снижается количество требуемых стройматериалов, причем экономия может достигать 30%;
  • стены и крыша скайдома составляет единое целое, для такой постройки нет необходимости в стропильной системе;
  • благодаря аэродинамической форме купольное здание способно выдерживать сильные ветровые нагрузки (до 70 м/с), причем вне зависимости от направления ветра;
  • купольный дом способен выдержать большие снеговые нагрузки, к тому же, из-за своей формы, снег может задерживаться лишь в верхней части купола.
  • в отличие от традиционных построек, купольная конструкция не складывается даже при значительном повреждении;
  • обогрев и кондиционирование скайдома обойдется дешевле по сравнению со зданием другого типа такой же площади из-за того, что купольная конструкция имеет меньшую внешнюю поверхность;
  • внутри купольных домов более светло по сравнению с традиционными постройками, так как потолок является своего рода вогнутым зеркалом, фокусирующим световые лучи;
  • для купольного здания применяются окна самой различной формы, причем они могут быть ориентированы в любую сторону. Традиционные прямоугольные лучше устанавливать в нижней части здания. При желании можно выполнить даже круговое остекление дома.

недостатки скайдома

  • при постройке дома наиболее трудоемкой работой является производство большого количества ребер различного размера, а также изготовление на них запилов для сопряжения при бесконнекторном способе соединения;
  • монтаж купольного здания осуществляется путем соединения большого количества фрагментов, поэтому предъявляются высокие требования к герметизации и утеплению всех стыков и швов;
  • внешние и внутренние поверхности купольного здания обладают определенной кривизной, в то время как практически вся обстановка дома имеет прямоугольную форму, что усложняет монтаж полок, карнизов, расстановку мебели, особенно при небольшом диаметре купола;
  • изготовление окон, имеющих форму, отличную от прямоугольной, стоит намного дороже по сравнению с обычными;
  • из-за отсутствия плоской поверхности непосредственно на куполе здания затруднена скрытая установка солнечных батарей и солнечных коллекторов.

Расчет купольного дома

Традиционным архитектурным куполом считается свод, образованный с помощью кирпичной или каменной кладки. Такие купола крайне редко используются при возведении частных домов. Развитие строительных технологий и применение современных материалов позволило создать новые приемы в сооружении купольных конструкций.

Существует несколько видов куполов, однако для частного строительства чаще всего используется два вида купольных конструкций:

  • арочный купол (купол-зонтик) – купол, внешне напоминающий зонт и образованный рядом изогнутых ребер, нижние стороны которых располагаются по окружности основания купола, а верхние сходятся у его центра;

  • геодезический купол – купол, представляющий собой сетку из множества плоских фигур, вписанных в сферу. Если необходимо придать куполу максимальную прочность, то сферу должен быть вписан треугольник, самая жесткая плоская фигура.

Изготовление ребер арочного купола является трудоемким и сложным процессом, а их установка, как правило, требует использования тяжелой строительной техники. Сборка же геодезического купола значительно проще, чем арочного, все работы по монтажу можно выполнить вручную, так как его элементы меньше и легче.

Материал для изготовления каркаса геокупола может быть самым различным, например, дерево, металл, пластик. Ребра (распорки) крепятся между собой с применением запилов (безконнекторные), специальных соединителей (коннекторные), внахлест и другими способами.

Для граней купольной конструкции выбор материалов еще более разнообразен: древесина, фанера, плита OSB, SIP-панели, экструдированный пенополистирол, пенопласт, и многое другое.

Из-за специфической конструкции далеко не все фирмы принимают заказы на изготовление купольного дома. При желании и наличии некоторого опыта в выполнении строительных работ можно самостоятельно возвести скайдом.

Расчеты купольных конструкций сложны, поэтому неспециалисту проще воспользоваться готовыми он-лайн калькуляторами, например, таким:

Параметры, необходимые для расчета купольного дома

Для расчета купола в он-лайн калькулятор необходимо ввести необходимые данные о виде, размере проектируемого купола и используемых материалах.

частота разбиения

В первую очередь выбирается частота V, т.е. определяется, на сколько будут разбиваться вершины. Частота разбиения обозначается как 1V, 2V, 3V и т.д.

За единицу 1V принимается вписанный в сферу икосаэдр – объемная правильная фигура, состоящая из 20 равносторонних треугольников, соединенных 30 одинаковыми ребрами. При различном значении частоты разбиения каждый треугольник, составляющий грань икосаэдра, будет в свою очередь разделен на следующее количество треугольников:

  • 2V – 4 треугольника;
  • 3V – 9 треугольников;
  • 4V –16 треугольников;
  • 5V – 25 треугольников;
  • 6V – 36 треугольников и т.д.

Чем выше частота разбиения, тем больше будет граней многогранника и он будет точнее вписываться в сферу. Увеличение количества граней приведет к тому, что ребра будут иметь все меньшую длину, а их количество – увеличиваться при увеличении прочности фигуры.

класс разбиения

Класс разбиения определяет форму многогранника. Используется 3 класса разбиения, которые обозначаются римскими цифрами. Фигура с частотой 1V является икосаэдром и может иметь только класс I.

Условно можно сказать, что многогранники с частотой 2V и выше образуются разбиением каждой грани икосаэдра на большее количество частей.

Линии сетки деления могут располагаться под разными углами к ребрам икосаэдра, а значит, грани новообразованных многогранников в зависимости от их проекции на грань икосаэдра будут иметь различный размер и различную форму. Именно этот угол будет определять класс, присваиваемый фигуре: I, II или III.

метод разбиения

Для разбиения многогранной фигуры применяются три основных метода:

Из-за того, что расчет купола методом равных хорд точнее и менее сложен, этот метод является более распространенным.

Методом равных дуг получается более равномерная сеть граней многогранника, однако неудобством является большее количество типоразмеров распорок.

Методом «Мексиканец» купол разбивается таким образом, чтобы уменьшить число типоразмеров распорок до значения, равного частоте деления.

осевая симметрия

При расчете купола выбирается ось симметрии для отсечения его части. При рассмотрении геодезического купола можно заметить, что многоугольник, вписанный в сферу, имеет два типа внутренних узлов: точки соединения пяти и шести распорок. При проектировании необходимо выбрать один из трех вариантов:

  • Pentad – прохождение оси через точку соединения пяти распорок;
  • Cross – прохождение оси через точку соединения шести распорок;
  • Triad – прохождение оси через треугольник, являющийся гранью многоугольника.

фуллерен

Вид купола «фуллерен» получил свое название от молекулярного строения некоторых веществ, которое представляет собой объемный замкнутый многогранник, чаще с пятиугольными или шестиугольными гранями.

Он-лайн калькулятор позволяет построить купольные конструкции в виде многогранника, гранью которого является треугольник. Если необходимо изменить тип грани на шестиугольник, следует выбрать «Фуллерен». Так как купол может быть или вписанный внутрь сферы, или описанный вокруг нее, при вводе данных в калькуляторе предусмотрен выбор соответствующего значения: «Нет», «Вписанный», «Описанный».

часть сферы

Чтобы при расчетах получить купол требуемой высоты, следует из пяти предлагаемых значений выбрать требуемое значение пункта «Часть сферы». Максимальная высота конструкции – 1/1 (т.е. полная сфера), минимальная – 1/4.

выравнивать основание

При необходимости выравнивания основания необходимо установить галочку напротив соответствующего пункта меню, при этом будет произведен расчет размеров и формы тех ребер, которые опираются на основание.

радиус сферы

Для расчета купола вводятся данные о радиусе проектируемой постройки.

способ соединения

Для соединения элементов конструкции между собой следует выбрать способ соединения: коннекторный (Piped), с помощью специальных соединителей, или бесконнекторный. Бесконнекторные способы GoodKarma, Semicone и Joint отличаются типом соединения, который можно рассмотреть на построенной программой схеме.

диаметр трубы

При выборе коннекторного (Piped) типа соединения, необходимо ввести в калькулятор диаметр трубы соединителя. Применение коннекторов значительно упрощает соединение ребер между собой, однако усложняет утепление и герметизацию.

ширина, длина

Для расчета размеров и количества ребер, составляющих каркас купола в соответствии с выбранным типом соединения необходимо ввести данные о материалах, которые планируется использовать.

По результатам введенных данных рассчитываются размеры, форма и количество ребер, необходимых для возведения купольной конструкции.

При выборе вкладки «Схема» можно увидеть расположение распорок купола, причем для упрощения сборки конструкции каждое ребро определенного размера обозначено своим цветом.

Вкладка «Кровля» позволяет рассчитать и выбрать вид кровли.

Вкладка «План» показывает разметку фундамента под куполом.

Планировка и интерьер купольного дома. Фото внутри и снаружи

Непривычным в скайдоме является его непрямоугольность, что нередко приводит к нерациональному использованию площадей и создает определенные трудности при планировке и оформлении интерьера. Любители простора и минимализма по достоинству смогут оценить купольный дом. Планировка любого здания во многом определяется размерами дома, его назначением, местоположением, финансовыми возможностями и, в конце концов, предпочтениями хозяев. Не может быть единого проекта, который удовлетворил бы всех и каждого.

Купольный дом сам по себе очень прочный, в связи с чем нет нужды во внутренних несущих стенах. Перегородки, разделяющие подкупольное пространство на отдельные помещения, могут быть выстроены в любом удобном месте.

Читайте также:  Где получить разрешение на реконструкцию частного дома

Входная дверь может быть установлена непосредственно в конструкции купола, однако лучше выполнить небольшую пристройку к дому, которая будет выполнять функцию прихожей.

Также очень удобной будет пристройка-веранда, которая увеличит площадь здания.

Особенности скайдома позволяют разместить окна в любом месте купола, однако их расположение должно соответствовать внешнему дизайну здания. Круговое остекление дает возможность любоваться окружающим ландшафтом, а остекление верхней части купола – наблюдать за облаками и звездами.

Винтовая лестница является украшением интерьера любого дома. Для двухэтажного купольного здания оригинально будет смотреться такая лестница, размещенная в центре подкупольного пространства. Винтовая лестница не требует много места, в то же время она должна иметь достаточную ширину, чтобы смогли разминуться люди, движущиеся во встречных направлениях.

Интересным решением может быть размещение ванной комнаты, туалета, кладовки в центре купола, остальное пространство целесообразно разделить на зоны: гостиная, спальня, столовая и т.д.

Возможен противоположный вариант планировки, для чего все внутреннее пространство делится на сектора необходимой величины, а центр остается свободным для оборудования входов в помещения.

С целью увеличения общей площади и обособления создаваемых зон, нередко соединяют вместе несколько куполов, чаще отличающихся по размеру.

Для кухни очень важно иметь хорошее освещение. В купольном доме есть возможность установить большое количество окон и разместить у них рабочую стенку кухни, тем самым максимально использовать естественное освещение.

При выборе проекта стоит учитывать, что чем больше размеры здания, тем проще оформить внутренний интерьер купольного дома, так как кривизна поверхности будет менее заметна.

Купольный дом – это неплохой и оригинальный дом за относительно небольшие деньги, позволяющий людям жить в нем очень комфортно.

Сферические (купольные) дома: конструкции, особенности планировки

Сферические, купольные жилища известны давно — яранги, чумы, вигвамы и т.д. — построены по этому принципу. Отличаются они высокой устойчивостью и простотой возведения, чем и заслужили популярность наших предков. Но купольные дома в чистом виде, как явление современного строительства, появились не так давно — примерно во второй половине прошлого века. Когда американский ученый Фуллер разложил купольную конструкцию на простые фигуры — треугольники, из которых часто и собирается вся конструкция. Именно по этому принципу строятся многие сферические дома и сегодня.

Купольные дома: технологии и их особенности

Купольный или сферический дом — это названия одной строительной технологии. Собственно, название отражает особенность домостроения такого типа — дом не прямоугольный, а выполнен в виде полусферы. Вернее — в виде многогранника, приближающегося по внешнему виду к сфере.

Такая форма лучше выдерживает ветровые и снеговые нагрузки, при равном пятне застройки с прямоугольным, имеет больше полезной площади. Но в таком доме вряд ли найдется хотя-бы одна прямоугольная или квадратная комната. Хоть одна сторона, но будет неровной. Это усложняет планировку, отделку, выбор и установку мебели. Скорее всего, всю или большую часть обстановки, придется делать «под заказ», по собственным размерам и эскизам.

Купольные дома имеют узнаваемый внешний вид

Строятся купольные дома, в основном, по каркасной технологии, так что сооружение получается легким. Каркас собирается из бруса или металлических труб, обшивается листовым строительным материалом (фанера, ОСП). Между стойками каркаса укладывается утеплитель (пенополистирол, минеральная вата, пеностекло, экологические материалы типа джута, высушенных водорослей и т.п.). То есть, кроме необычной формы, никаких новостей, материалы подбираются как для обычного каркасного дома.

Стоят купольные дома и из монолитного железобетона. Но эта технология используется нечасто, особенно в нашей стране, где пиломатериалы, порой, обходятся дешевле. Если учесть еще и необходимость хорошей теплоизоляции бетонного купола, становится понятным его непопулярность.

С каркасами купольных домов не все так просто. Существует две технологии, по которым их собирают: геодезический и стратодезический купол. Они имеют свои особенности, способные оказать влияние на ваш выбор.

Геодезический купол

Купол разделен на треугольники, из которых и собирается многогранник. Особенность этой технологии — в одной точке сходится большое количество балок. Для обеспечения их надежной фиксации используются коннекторы — специальные устройства из стали, позволяющие надежно соединять элементы несущей конструкции. Каждый из коннекторов стоит от 600 до 1500 рублей (10-25$).

Геодезический купол для сферического дома строят на основе треугольников

При том, что количество коннекторов исчисляется десятками или даже сотнями, их наличие сильно влияет на стоимость строительства. Те, кто планируют строить купольный дом своими руками, стараются обойтись без коннекторов или сделать их тоже самостоятельно. Причины понятны, но при недостаточной прочности соединения, здание при нагрузках может разрушится. Так что с экономией на этом узле надо быть очень и очень аккуратными.

Коннекторы, которые используются для соединения балок геодезического купола

Кстати, при использовании деревянных балок есть бесконнекторная технология, но сборка таких узлов требует высокого уровня плотницкого мастерства и точного исполнения. И еще: они не настолько надежны, как соединения с металлическими коннекторами.

Достоинство каркаса этого типа — устойчивая конструкция. При разрушении 35% элементов купол не разрушается. Это проверено в сейсмоактивных регионах, при ураганах. Такая устойчивость позволяет с легкостью убирать некоторое количество перемычек. То есть проем под двери, окна можно делать в любом месте, практически любого размера. Единственное, что требуется учесть — окна будут треугольные. В этой конструкции от этого никуда не деться. Для многих это критический недостаток.

Треугольники явно видны и на готовых домах

Еще одна особенность — при сборке каркаса, без обшивки он имеет хорошую устойчивость к нагрузкам на скручивание, но не очень хорошо воспринимает горизонтальные нагрузки. Потому каркас сначала собирают полностью и лишь потом его обшивают.

Стратодезический купол

Купольные дома такой конструкции собираются из секций трапециедальной формы. То есть его фрагменты больше похожи на прямоугольники или квадраты. Такое строение позволяет использовать двери и окна стандартной конструкции. Для многих это — большой плюс.

Минус статодезиеского купола в том, что убирать элементы конструкции можно только после тщательного расчета и усиления прилегающих конструкций. Так что перенос двери или окна, изменение размеров возможны только после того, как будет просчитано изменение несущей способности этого участка или даже купола в целом.

Стратодезический купол состоит из фрагментов, похожих на прямоугольник (трапеция с небольшим уклоном сторон)

Есть у этой технологии и своя особенность сборки. Каркас должен обшиваться по мере установки стоек. То есть, второй ряд стоек собирается только после того, как обшит первый, третий ряд — после того, как второй зашит листовым материалом и т.д. Это связано с тем, что в неоконченном виде — без обшивки — каркас имеет высокую несущую способность по вертикальным нагрузкам и не очень устойчив к нагрузкам на скручивание. Как только грани обшиваются, он становится очень устойчивым и надежным.

В отличие от геодезического купола, для сборки стратодезического коннектора не требуются. Вертикальные детали каркаса соединяются при помощи замков специальной формы. Горизонтальные перемычки крепятся при помощи пластины, которая фиксируется болтами, под которые укладывается металлическая накладка.

Трапециедальные конструкции опор дают возможность сделать веранду

Есть еще один нюанс, который влияет на стоимость купольного дома. При раскрое листового материала для стратодезического купола остается больше обрезков, чем при устройстве геодезического. Это в некоторой степени увеличивает затраты на материалы. Но они компенсируются тем, что окна и двери используются стандартной конструкции, в они стоят дешевле, чем треугольные. В результате стоимость купола разных технологий мало чем отличается.

Преимущества и недостатки

С тем, что купольные дома выглядит необычно, спорить никто не будет. Если вы хотите иметь дом или дачу «не как у всех» и не имеете ничего против каркасного домостроения, присмотритесь к этой технологии. Решение действительно нестандартное. К тому же, говорят, экономичное. Стоимость квадратного метра начинается от 200$. Но как понимаете, это минимальная цена. Такой себе эконом вариант.

Это тоже купольный дом

Плюсы купольных домов

Кроме необычного внешнего вида плюсы у сферических домов следующие:

  • Оптимальное использование пространства. Комнаты получаются с максимальной площадью пола и намного меньшей площадью потолка. То есть, неиспользуемое пространство над головой меньше.
  • Меньшая внешняя поверхность стен по сравнению со стандартными прямоугольными конструкциями.
  • Меньше поверхность — меньше рассеивается тепло зимой и поглощается тепло летом. То есть, содержание таких домов более экономично.

Осадки в больших количествах не скапливаются — сваливаются или стекают

По совокупности характеристик купольные дома выглядят очень привлекательны. К тому же многие говорят о том, что на постройку требуется намного меньше средств — за счет меньшей поверхности стен, идет экономия материала. По математическим выкладкам площадь стен меньше почти на треть. Но экономия если и будет, то не такой большой — стройка специфическая, с использованием специфических компонентов, которые удорожают строительство. По факту стоимость квадратного метра получается примерно такой же как при строительства каркасника обычной формы.

Минусы

Недостатки тоже есть и они тоже довольно серьезные. Во всяком случае, стоит о них знать и принимать во внимание.

  • Рассчитать купольные дома самостоятельно сложно. Расчет идет не в двух, а в трех плоскостях, а это совсем непросто.
  • Технология появилась не так давно, точного описания и инструкций нет.
  • Заказывать такой проект и строительство желательно у организаций, которые уже имеют опыт строительства сферических построек, а их не так много.

Внутренняя планировка купольных домов очень специфическая

Отделка купольного дома имеет свои особенности

Есть еще необычная планировка, но однозначно ее отнести к недостаткам не получится. Нравятся купольные дома именно своей неординарностью. Так что нестандартная форма помещений — это, скорее, особенность, которую надо учитывать при подборе/заказе мебели и выборе отделочных материалов.

Проекты и особенности планировки

Круглое здание далеко нелегко распланировать так, чтобы было рационально, красиво, да еще и удобно. Есть несколько основных приемов, которых придерживаются большинство. Первое, что бросается в глаза, в таком доме просто не может быть коридоров. Им просто некуда вести. Это неплохо, но планировка дома становится от этого сложнее. Начнем с простого — как оформить вход в дом.

Это тоже дом, выполнены по купольной технологии

Входная группа

Для нашего климата желательно чтобы входные двери выходили в небольшое помещение, а не в большую комнату. Спасает в этом случае небольшой тамбур. О может быть выделенным из общей площади или пристроенным. Примерно те же задачи выполняет крытая веранда. Это более «цивильный» способ решить проблему.

Не всем подобный подход нравится. Сегодня в мире другие тенденции — из входной двери попадают в большой просторный холл/гостиную. Такая планировка тоже возможна, но необходимы дополнительные меры по отсечению холодного воздуха — тепловая завеса возле входа. Ее делают при помощи встраиваемых в пол конвекторов или установив возле двери несколько мощных радиаторов. Первый способ эффективнее, второй проще в исполнении. Все эти нюансы характерны и для купольных домов. С той лишь разницей, что придется поломать голову, как вписать встроенный тамбур. Два остальных способа решаются проще.

Планировка купольного дома: рассматриваем способы организации входной группы

Давайте рассмотрим варианты устройства входной группы на примерах. На картинке вверху, правый проект, входные двери выходят в гостиную/столовую. Такое решение характерно для Европы и Америки. У нас постепенно приобретает популярность, но в связи с более суровым климатом часто приносит неудобства — каждое открывание дверей в зимний период приносит значительную порцию холодного воздуха, что снижает комфорт.

Вариант слева — с пристроенным тамбуром. Из тамбура два выхода — один в зимний сад, другой — в кухню/столовую. Решение не менее современное, но решена проблема поступления холодного воздуха в жилые помещения. Так что подобную идею стоит взять на вооружение.

Если тамбур решено делать встроенным, очевидно, придется выделить какую-то площадь дома. Минимально — это три квадрата (на левом проекте). Логично, если дальше будет располагаться гостиная/столовая.

Два варианта встроенного тамбура/прихожей

Еще дин способ — выделить большую площадь и использовать ее как прихожую. Разместить тут гардероб, вешалку для вещей «на сейчас» (проект права). Если позволит площадь, можно будет установить небольшой диванчик. Для частого дома наличие прихожей — практически необходимость. Грязь и песок меньше таскаются в дом. И это — еще один довод в пользу выделенной входной группы. Пристроенной или отгороженной — это уже ваш выбор. Но помещение для входа — это удобно. Во всяком случае, в наших реалиях.

Организация пространства

Чаще всего центральная часть пространства купольного дома выделяется под помещение общего пользования. Из этой центральной зоны можно попасть во все другие комнаты, которые расположены по кругу. Вообще, центральное помещение получается неудобным, так как оно «очень проходное».

Центральная часть будет слишком активно использоваться, так что функциональной эту зону не сделаешь

В нем не удастся расслабиться, если это гостиная, в нем не очень удобно готовить, если придет идея использовать это помещение как кухню, как столовая оно тоже не самый лучший вариант. Проекты, которые именно так используют это пространство, представлены выше. На картинке выглядит замечательно, а вот в жизни рассчитывать на камерную обстановку тут не получится. Так что проходные комнаты — не самые обитаемые.

По центру можно поставить лестницу

Не самый плохой способ использования этой проходной зоны — установка лестницы. Ведь большая часть купольных домов имеет два этажа, а сюда просто просится винтовая лестница. Только надо учесть, что если ее просто закручивать вокруг столба, пользоваться будет неудобно — слишком крутые повороты получаются. Если же конструировать лестницу по типу «колодца», ее трудно построить самостоятельно. Так что эту часть придется кому-то передоверить.

В остальном купольные дома планируются также, как и обычные. Основное правило, которое надо запомнить: чтобы инженерные системы были не очень дорогими, все «мокрые» помещения размещаются недалеко друг от друга. Расположение спален, кабинетов и других «сухих» помещений — на ваш вкус.

Видео по теме

Как бы подробно не описывали технологию, ее плюсы и минусы, точное представление получить так сложно. Значительную часть информации и впечатлений мы получаем визуально. Картинки и фото помогают лишь частично дать общее представление. Намного лучше все увидеть своими глазами в видео отзывах.

Ссылка на основную публикацию