Купольные дома

Купольные дома, это не новое какое-то изобретение, но «реанимированное» старое. Так в Африке или в Запольярии издавна племена и народности сооружали себе куполообразные дома или палатки для проживания. В наше время куполообразые дома не редкость на планете, хотя особо массового распространения пока не получили, фото 1. Новый толчек развития купольных домов дал Ричард Бакминстер Фуллер, который одновременно являлся философом, математиком, инженером, историком и поэтом. Он в 1951 г. усовершенствовал купольную конструкцию и применил ее для строительства зданий. Свое изобретение Фуллер назвал «геодезическим куполом».

Конструкция купольного дома является уникальной, так как все напряжение в его конструкции равномерно распределяются по всем элементам.

В зависимости от конструкции различают следующие виды купольных домов:

• монолитный, фото 2а (конструкция, выполненная из железобетона);
• сборный (геодезический), фото 2б.

Дизайн и форма геодезического купола здания может быть различным. На фото 3 приведены самые распространенные виды формы и дизайна купола.

На первый взгляд при проектировании купольного дома, кажется, что дом радиусом в 8,1 м очень маленький, но после некоторых вычислений можно убедиться в противоположном:

• площадь основания — около 153 м²;
• высота потолка – не менее 7 м.

В купольном доме можно действительно воплотить все свои фантазии на счет планировки, так как общий объем жилого пространства в купольном доме может достигать до 250 м³, в высоту до 6 м и более, а простенки можно располагать как угодно (т.к. нет в таком доме несущих стен). Высота куполов позволяет строить не только здание в один этаж, но два или три. На фото 4 приведены примеры планировки в купольных домах. В табл. 1 приведены основные размеры купольных домов, хотя бывают и другие варианты.

К сферическому дому можно пристраивать дополнительные здания в целях расширения. Максимальное количество таких пристроек оставляет 5.

Помещение пристроек можно использовать в качестве:

• дополнительной жилой площади в виде еще одного полноценного купола;
• веранды;
• оранжереи;
• зимнего сада;
• солярия;
• бани и т.д.

На фото 5 представлены варианты оформления интерьера купольных домов.

Рассмотрим кратко основные этапы строительства купольного дома.

1. Выполнение подготовительных работ.

2. Устройство фундамента.

Под купольный дом сборного типа применяют ленточный фундамент с заглублением до 0,90 м или фундамент ТИСЭ.

3. Сборка (монтаж) каркаса и ребер жесткости купольного дома, фото 6.

Монтаж каркаса купольного дома можно выполнять из таких материалов:

• деревянные балки;
• ЛСТК модули.

Соединяют между собой элементы каркаса с помощью тривиальных болтов и гаек.

Существуют следующие способы сборки купольного дома, фото 6:

• бесконнекторный (соединение отрезков бруса между собой анкерами или специальными коннекторами);
• коннекторный (сборка готовых панелей треугольной формы с помощью шпилек и анкеров).

На фото 7 приведен общий вид каркаса купольного дома.

4. Обшивка каркаса влагостойкой фанерой или плитами OSB-3, фото 8.

5. Укладка в полости каркаса теплоизоляционных материалов с комплексным применением паро- и гидроизолирующих материалов.

Обычно для нормальной теплоизоляции применяют слой толщиной 150…170 мм.

В основном применяют такой утеплитель:

• пенополистирол;
• стекловолоконные панели;

базальтовая вата.

6. Установка окон и дверей. Для купольного дома можно использовать окна обычной прямоугольной формы, а также и специальные для таких домов:

• треугольной формы окна;
• пятиугольной формы окна;
• шестиугольной формы окна.

На фото 10 представлены примеры домов с разными формами окнами.

7. Устройство кровли. В качестве кровельных материалов для устройства крыши купольного дома применяют:

• гибкая битумная черепица с базальтовой крошкой, фото 11;
• деревянная дранка;
• кровельная жесть;
• оцинкованный лист и т.д.

8. Отделка. Внутренняя отделка стен и потолка осуществляется различными строительными материалами, например:

• гипсокартон, который потом шпаклюется и может быть покрашен в различные цвета. Также на поверхность гипсокартона можно наносить разные фактурные штукатурки;
• фанерные панели МДФ;
• вагонка;
• плиты OSB;
• пластик;
• декоративные штукатурки.

Довольно часто данные материалы отделки комбинируют и применяют совместно для зонирования помещения в доме.

Основные преимущества строительства купольного (круглого) дома:

1. Форма сферы (купола) считается самой лучшей формой для дома при интенсивных ветровых и снеговых нагрузках.

2. Дом в виде сфера имеет наибольший объем при наименьшей площади поверхности.

3. Низкий расход материалов (до 20%) и трудозатрат (до 40%) на строительство дома в виде сферы. Для сферического дома среднего размера используются практически все строительные материалы длиной не более 3 м и весом не менее 25 кг. Нет необходимости в использовании тяжелой строительной технике. При устройстве кровли купольного дома отходы материалов составляет примерно 5%, а отходы при устройстве традиционной крыши составляет около 15% и более.

4. Минимальные расходы на обогрев и охлаждение купольного дома. Круглая форма позволяет сократить до 30% площади стен и 30% площади пола, что приводит к снижению теплопотерь до 30%.

5. Надежная конструкция кровли и стен.

6. Достаточно высокая сейсмическая устойчивость дома в виде купола.

7. Необходимость в простом и облегченном фундаменте.

8. Простота конструкции и простота ее возведения.

9. Низкие эксплуатационные расходы, которые на 50…60% ниже, чем в домах традиционной формы.

10. Достаточно высокая скорость возведения купольного дома. Полный цикл строительства занимает всего лишь 2…3 месяца, включая устройство фундамента и проведения отделочных работ, а сама сборка каркаса занимает 5…15 дней.

11. Достаточно высокая прочность конструкции и высокая сопротивляемость внешним воздействиям. Дом в виде сферы способный выдерживать следующие нагрузки:

• снеговая нагрузка – до 700 кг/м²;
• ветровая нагрузка – 250 кг/ч (69 м/с).

12. Легкость конструкции. Легкая конструкция позволяет применять простой и легкий фундамент, что также существенно снизит затраты на строительство дома.

13. Возможность устройства под домом гаража или подвала.

14. Строительные работы по устройству купольного дома (кроме фундамента) можно выполнять в любое время года.

15. Стоимость купольного дома ниже традиционного каменного дома. Так, дом площадью 50 м² обойдется в $ 7000…13000, стоимость дома будет завысить от стоимости строительных материалов отделки, формы и качества окон и дверей.

16. Экономия на освещении и вентиляции дома. Купольный дом хорошо освещается и вентилируется, благодаря сферической форме, которая хорошо рассеивает лучи солнца. Сферическая поверхность купола заставляет воздух циркулировать, обеспечивая эффективный воздухообмен в доме.

17. В купольном доме отсутствуют сквозняки и интенсивное выдувания тепла ветрами, так как купол снижает воздействия ветра на себя и исключает возникновение зон высокого и низкого давления.

В табл. 2 приведена сравнительная характеристика купольного дома и обычного прямоугольного дома.

Купольные здания применяются не только для частного домостроительства, но и строительства зданий общественного назначения, фото 12. Кроме бюджетных и средних по цене вариантов купольных домов можно и построить роскошные купольные дома, например на фото 13 приведены такие дома.

Авторы публикации – эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Исмагилов Андрей Олегович