Поиск форм дома, обеспечивающих лучшие характеристики таких параметров, как механическая прочность и сохранение тепла, привели к появлению купольных конструкций. Далее мы расскажем о преимуществах и недостатках купольных домов, а также применяемых для их строительства технологиях и материалах.
Преимущества и недостатки купольных домов
Основные достоинства таких конструкций в малой площади наружной поверхности и высокой прочности. Снижение площади наружной поверхности привело к уменьшению теплового излучения, благодаря чему больше тепла остается внутри дома. Поэтому при одинаковой толщине стен и равном утеплении купольные дома всегда теплей прямоугольных. Высокая прочность купола обусловлена тем, что любые нагрузки распределяются по большой площади, а не воздействуют только на углы. Из-за этого конструкции в виде полусферы легче переносят любые ветра и землетрясения, чем прямоугольные.
Однако есть у купольных домов и минусы. Из-за полусферической формы в них сложно сделать привычные комнаты, поэтому наиболее эффективная планировка – комната-студия в нескольких этажах или ярусах. Тем не менее, в полусфере большого размера вполне можно сделать несколько изолированных помещений, но это не изменит общей концепции внутренней планировки. Еще один минус – сложно найти строителей, которые владеют необходимыми технологиями и умеют не только выполнять простые действия, типа кладки кирпича или столярных работ, но и могут провести все нужные расчеты.
Технологии строительства
Для возведения купольных домов конструкций используют 4 основных технологии:
- деревянный или металлический геодезический купол;
- деревянный или металлический стратодезический купол;
- бетонная полусфера;
- пенопластовая полусфера.
Преимущество геодезического купольного дома в том, что его собирают из небольших треугольных фрагментов, поэтому монтаж можно проводить небольшими силами. Причем, чем меньше размер каждого треугольного фрагмента относительно диаметра строения, тем более круглым и прочным получится здание. Доски, из которых формируют треугольники, соединяют между собой с помощью коннекторов, однако это увеличивает общую стоимость работ и затрудняет установку утеплителя. Поэтому можно собирать каркас из готовых треугольных секций, изготовленных из деревянных планок. Однако при изготовлении секций необходимо тщательно просчитывать угол поворота каждой из планок вокруг своей оси. Если углы подобраны правильно, то планки соседних сегментов будут плотно прилегать друг ко другу, благодаря чему увеличится прочность и жесткость всей конструкции.
Если конструкцию собирают из металла, то используют сварку, приваривая металлические фрагменты по одному и формируя из них треугольники. Этот способ проще, чем изготовление деревянных треугольников, ведь каждый элемент поворачивают на нужный угол после установки на место и прихватывания сваркой. Однако необходимо четко соблюдать длину каждого фрагмента, а также строго выдерживать треугольные формы собранных сегментов.
Преимущество стратодезического купольного дома в округлой форме и гораздо более высокой прочности, однако из-за большого размера деталей для его монтажа потребуется крупная бригада и строительная техника. Такие строения можно устанавливать на свайный, винтовой или ленточный фундамент, ведь при больших размерах они отличаются небольшим весом. При изготовлении фрагментов необходимо тщательно просчитывать их длину и форму, в противном случае купол получится кривым. Для изготовления горизонтальных элементов используют обычные доски, нарезая из них куски нужного размера и формы.
Вертикальные элементы делают либо из доски, которую после тщательного распаривания изгибают нужным образом, либо из относительно небольших планок, склеивая их так, чтобы получилась деталь заданной формы. После полного застывания клея готовую деталь обрезают и шлифуют, чтобы удалить все неровности и заусенцы. Вертикальные и горизонтальные детали соединяют с помощью металлических уголков, которые, в отличие от коннекторов, никак не влияют установку утепляющего материала.
Железобетонная полусфера – наиболее прочный тип полусферической конструкции, который необходимо ставить на мощный сильнозаглубленный фундамент. Такой дом выдержит любое землетрясение и самый сильный ураган. Однако и стоимость купольного дома максимальна из-за необходимости использовать сложное и дорогое оборудование, ведь весь корпус нужно залить за один раз, иначе конструкция не получит нужной прочности. Поэтому сначала изготавливают фундамент, способный выдержать вес готового дома, затем монтируют армирующий слой, после чего устанавливают пневмокаркас, играющий роль опалубки для бетона. В пневмокаркасе предусмотрены отверстия для окон и дверей. Пневмокаркас представляет собой надувную подушку, наружная поверхность которой полностью соответствует форме внутренней поверхности купола.
После установки пневмокаркаса всю конструкцию быстро, но послойно заливают полимерным бетоном с малым временем схватывания, благодаря чему и формируется прочная монолитная полусфера. Перекрытия изготавливают из дерева и ставят после схватывания бетона. Если необходимо бетонное перекрытие, то сначала заливают нижнюю часть полусферы с перекрытием, затем ставят новый пневмокаркас и заливают верхнюю часть, но прочность такого дома ниже, чем монолитного.
Пенопластовая полусфера – самый дешевый и наименее прочный тип купольного строения. Прочность конструкции напрямую зависит от марки и прочности пенопласта. Такие пенопластовые купольные дома бывают только одноэтажными, ведь балки перекрытия легко продавят даже самый прочный пенопласт. Пенопластовый дом собирают из отдельных блоков, соединяя их с помощью монтажной пены или специального клея, надежно скрепляющего блоки между собой. Такой проект купольного дома особенно хорош там, где нет сильных ветров, зато есть сильные морозы.
Чем покрывают купольные дома
Шарообразные строения покрывают различными материалами, однако наибольшей популярностью пользуются:
- натуральный гонт;
- черепица из битума;
- камень дикарь.
Гонтовые планки лучше всего смотрятся на деревянных строениях любых конструкций. При правильном изготовлении и креплении планок срок их службы составляет несколько столетий, что подтверждают многие памятники деревянного зодчества, крытые подобным материалом. Битумная черепица лучше всего подходит для железных, бетонных и пенопластовых конструкций, ведь она сочетает в себе простоту монтажа и высокую надежность. Еще одним достоинством этого материала является способность черепицы облегать неровные и выпуклые поверхности. Камень дикарь используют только для отделки бетонных конструкций, ведь из-за огромной массы декоративного слоя, его не смогут выдержать никакие другие типы полусферических зданий.
Чем утепляют
Для утепления таких строений используют традиционные материалы:
- пенополиуретан;
- минеральную вату;
- пенопласт.
Способы утепления ничем не отличаются от тех, которые применяют к домам прямоугольной формы. Кроме того, подобные строения обязательно оснащают надежной и качественной системой вентиляции, ведь стены, утепленные современными материалами, не пропускают водяной пар, что может привести к появлению плесени или гнили.
Проекты купольных домов
Мы подготовили фотографии таких строений, которые помогут вам оценить интерьер и экстерьер подобных зданий.
Вся конструкция установлена на винтовом фундаменте. Полусфера обшита битумной черепицей «под кирпич» и утеплена пенопластом изнутри.
Благодаря большому размеру внутри появилась возможность придать комнатам первого этажа более привычный прямоугольный вид.
Вне зависимости от типа полусферы, являющейся основой такого дома, внутреннее пространство можно оставить в виде комнаты-студии или поделить на изолированные комнаты. Однако даже в этом случае придется учитывать общую округлость внутреннего пространства, что является серьезным препятствием для использования традиционной мебели.