Купольный дом, достаточно сложен технологически. Строительство купольного дома требует мастерства, и продумать надо все до мелочей. И конечно, нужен проект. Возможно ли построить купольный дом своими руками?
И из чего строить? Чаще всего строят из дерева. Технологически возможно возвести купольные стены из кирпича и блоков, из панелей и монолитного железобетона. Этот уникальный дом, сформированный как полушар или конус, благодаря своей конструкции не потребует много строительных материалов.
Это понятно, ведь сфера, или яйцо, при минимуме толщины оболочки выдерживает наибольшие нагрузки по сравнению с другими конфигурациями, ведь данная «конструкция» по своей природе распределяет приложенные нагрузки наилучшим образом. Это ведь не плоскость, которая борется со всем миром, подставляет себя ветру и огню… а сферу и поджечь снаружи сложновато. Да и нового ничего нету, вспомнить шатер, шалаш, ярангу или церковный купол. Так, достаточно философии! Наука эниология, безусловно, интересна, и в мире купольные конструкции строят и живут в них, это факт, например - японцы.
Вопрос практический – как построить для себя купольный дом? Получить максимальный объем жилого пространства на минимальной площади участка, сэкономить на стройматериалах и фундаменте, а дом получить прочный, устойчивый и энергосберегающий?
Плюсы купольного дома
- Безусловная оригинальность и полная свобода в планировке внутреннего пространства. Внешне – дом современен и эстетичен, естественен как сама природа. (И явно выражено стремление жить с ней в мире. Наконец-то.)
- Неплохая скорость постройки и не самые большие денежные затраты по сравнению с каменным или бетонным прямоугольным домом.
- По причине малого веса дома - фундамент можно минимизировать и принимать его по грунтам. Если грунты основания и поведение подземной воды позволяют, то фундамент подойдет элементарный – незаглубленная лента. Технологически купол – самонесущая конструкция, и стройматериалов поэтому требует минимально.
- Можно строить и на юге, и на севере, если грамотно обустроить, то теплоэффективность превзойдет все ожидания. В полном смысле энергосберегающий дом. Площадь «стен» и «крыши» минимальна – теплопотери тоже. Один интересный момент, который зачастую приходится не замечать, так как бороться с ним трудно – мощный холодный мост дома приходится на стык его фасада и кровли, чего у купола просто нет.
- Аэродинамика купола снижает сопротивление ветрам до минимума – не будет сквозняка и выветривания тепла. Нет парусности – есть устойчивость к нагрузкам от ветра. Все нагрузки распределяются по дому – полусфере равномерно, и подвижки грунтов, а также сейсмика менее опасны. Полусфера, даже пробитая в одной или нескольких точках, устойчивости не теряет и как карточный домик не складывается. Для мгновенного полного разрушения полусферы нужно как минимум, чтобы под ней почва разверзлась.
- Плюс к дизайну – гармония формы дает прекрасную акустику и выгодное распространение света. Под куполом всегда светлее, так как сферическая форма рассеивает свет, тогда как кубическая – поглощает. Тепло, свет и звук распределяются равномерно. Как следствие – можно активно использовать пассивное освещение и отопление солнечной энергией, что ведет к экономии в период эксплуатации.
Продолжать можно еще долго. Так какие же конкретные требования к конструкциям купольного дома?
Фундамент купольного дома
По фундаментам. Как уже сказано, по причине малого веса дома фундамент принимают самый простой – мелкозаглубленную ленту хотя возможен любой, свайный или столбчатый. В самых холодных районах стоит подумать о шведской утепленной плите.
Основные материалы для строительства купольного дома
Рассмотрим подробнее дерево – брус сухой или клееный, сечение рассчитывается в зависимости от размера купола, снеговых и ветровых нагрузок по району строительства. Если дом будет обшиваться и с внутренней и с наружной стороны, то сечение бруса нужно еще увеличить.
Основная проблема – коннекторы. Если дом будет иметь большую площадь, без них не обойтись. Деревянные конструкции, собранные при помощи пяти- и шестилучевых коннекторов заводского изготовления, собираются как конструктор, требуется только поставить леса и раздвижную лестницу, средств механизации и спецтехники не потребуется. Коннекторов изобретено великое множество, из разных материалов. Но самодельное изготовление металлических коннекторов в условиях гаража, с последующей антикоррозионной обработкой грунтом или краской, вряд ли создаст условия для долгой эксплуатации. Надежный коннектор должен при малом весе и высокой коррозионной стойкости выдерживать высокую нагрузку, для этого требуется заводская отливка или штамповка.
Существует современная технология сборки, при которой панели выполняются с точностью пазов и ребер, позволяющей соединить их в одно целое с минимальным количеством стыков и без зазоров. А для купольного дома небольших размеров применим безконнекторный способ монтажа.
Для защиты от атмосферных осадков потребуются материалы для кровли – возможна гибкая черепица или рулонные материалы, а также листовые на алюминиевой основе.
Технология строительства купола сложная, но, если сравнить с обычным домом, расчеты показывают на уменьшение затрат, и финансовых, и временных. Это связано с экономией стройматериалов и возможностью обойтись без спецтехники.
Материалы и инструменты для монтажа купольного дома
- для каркаса - деревянный брус, сечение по проекту, но минимальное 50*50 мм. Крепеж - шурупы, гвозди, саморезы и так далее. Утеплитель. Оцинкованная сталь. Монтажная пена.
- для финишной наружной отделки – кровельные материалы, предпочтительно гибкие, черепица или рубероид, смотря по бюджету стройки.
- рулетка, уровень или лазерный нивелир, уголки, линейки.
- электродрель, электролобзик, ножовки, болгарка. Станок для деревообработки позволит сэкономить массу времени при хорошем качестве обработки деталей.
- отвертки, молоток, кисти, ножницы по металлу – весь строительный набор необходим. А также расходные материалы и средства защиты – очки, перчатки. Все как обычно, и каждый строитель ориентируется сам по ситуации.
Проект для дома – купола необходим для подготовки основных элементов постройки.
Расчеты проводятся методами триангуляции, прямо связанной с высотой купола. Размеры элементов-ребер, количество их типоразмеров и число коннекторов можно варьировать, «увеличивая» триангуляцию. Длины элементов должны быть выбраны так, чтобы можно было купить для них высушенные доски или брус хорошего сорта, и затем безопасно и технологично с ними работать.
Проект можно заказать, но многие строители, имея знания базовой технологии и конструирования, составляют его сами, пользуясь открытыми источниками схем и проектов и технической литературой. На этапе проектирования определяют тип фундамента, габариты купола, необходимое количество коннекторов, размеры и формы всех ячеек и число элементов каркаса и ограждения.
Устройство купольного дома
Приведем примерный перечень работ по устройству купола коннекторной сборки
- разметка на местности, подготовка основания проводится по обычным технологиям. Растительный слой грунта срезается, заменяется слоем утрамбованного щебня, а затем слоем песка. Если фундамент выбран ленточный, армирование и заливка проводятся по стандартной технологии. Все коммуникации подводятся на этом этапе. Как вариант фундамента возможна опорная десятиугольная конструкция из свай. Опорные элементы в виде трапеций и обвязку фундамента собирают на шурупах по чертежам.
- для монтажа «стен» используют подготовленные по чертежам элементы из бруса, соединения на шипах и пазах, укрепленные шурупами. Дверные и оконные коробки также заготовлены предварительно и устанавливаются по месту с дополнительной обвязкой и креплением.
- ребра, образующие основной каркас, нужно обработать антисептиком и антипиреновым составом. Затем выполняется обшивка дома с внутренней стороны. Можно использовать обычную фанеру. Для внешней отделки легче всего работать с рубероидом, раскраивая его на треугольники и закрепляя их на куполе расплавом обычной смолы или клеем. Этот слой будет гидроизоляционным, его надо делать с нахлестом деталей.
- по слою гидроизоляции набивается обрешетка из брусков, с высотой зазора по расчету нужной толщины утеплителя, затем делают наружную обшивку, финишную «кровлю», и отделку. Утепление купола изнутри – более практичный вариант. Иногда устраивают засыпную теплоизоляцию купола – из древесных опилок. Водозащита такой конструкции должна быть выполнена очень тщательно.
- настилка пола, монтаж окон и дверей, подключение коммуникаций.
Разговор шел о геодезических куполах. Вид купола, называемый стратодезическим, отличается от геодезического принципом, более простым монтажом и подгонкой окон и дверей, отсутствием коннекторов и мостиков холода, которые они неизбежно дают дому, а также – намного более высоким расходом материала, в частности, дорогого клееного бруса или металлопроката. Но прочность их все же ниже, чем у геодезиков.
Вопрос будущего повсеместного строительства куполов – комфортных и дешевых, вопрос не только технологий. Возможно, это вопрос идеологии и новых систем строительства?