Кровля для геодезического купола

Шаром покати, или Какое кровельное покрытие выбрать для купольной крыши?

Что собой представляют купольные постройки?

Купольные дома — это не просто стремление уйти от привычных надоевших геометрических форм. У здания такого типа множество преимуществ. Оно представляет собой полусферу, охватывающую наибольший объем при наименьшей площади поверхности. Таким образом используя минимальное количество строительных материалов, можно построить дом с максимальной полезной площадью. Купольный дом является воплощением оригинальной идеи «сделай больше, затратив меньше»: на строительство купола требуется на 60% меньше строительных материалов, чем на сооружение обычной коробки дома с такой же площадью ограждающей поверхности.

Для возведения полусферических домов используют геодезический или стратодезический купола. В первом случае главными составляющими являются «ребра», хаб (ступица) и коннекторы (рукава). В качестве «ребер» используют доски из лиственницы или ЛВЛ-брус. Заготовки нарезают согласно проекту, а потом соединяют их в треугольники под четко определенным углом при помощи специальной системы, состоящей из хаба (центральной части «замка») и коннекторов.

В результате получается очень прочный каркас, выдерживающий порывы ветра до 100 м/с и нагрузки, намного превышающие строительные нормы.
При возведении стратодезического купола силовой каркас выполняют из балок гнутоклееного конструкционного бруса, которые как лучи сходятся в верхней точке.

После того как каркас купола полностью собран, на него укладывают мембрану и обшивают листами фанеры повышенной влагостойкости ФСФ, далее приступают к укладке кровельного покрытия.

Почему гибкая черепица оптимальна для купольных домов?

Конструкция купольной крыши не позволяет укладывать на нее тяжелые материалы, поэтому керамическую и цементно-песчаную черепицу, сланец и «зеленую» кровлю использовать в данном случае нельзя. В некоторых проектах укладывают дранку, но из-за трудоемкости процесса, малой долговечности и надежности материала многие владельцы домов отказываются от такого вида покрытия. В результате самым оптимальным вариантом является гибкая черепица.

Она представляет собой одно- или многослойные листы размером 100 х 32/33/35 см с фигурными вырезами по одному краю. Благодаря тому, что в основе черепицы лежит не гниющий стеклохолст, каждый гонт обладает отличной гибкостью и долговечностью, что позволяет укладывать это покрытие на сложных архитектурных или круглых крышах.

В отличие от других видов мягкая черепица подходит для крыш любой формы и сложности с углом ската от 11,4°, причем количество отходов при монтаже не превысит 3-5%. (Для сравнения: количество отходов металлочерепицы на кровле сложной формы может доходить до 60 %, а это приведет к значительному удорожанию крыши в целом.) Кроме того, при соблюдении технологии монтажа, гибкую черепицу можно укладывать даже на вертикальные поверхности, а значит, что это самый подходящий материал для купольных конструкций.

Особенности монтажа кровельного покрытия (на примере многослойной гибкой черепицы ТЕХНОНИКОЛЬ SHINGLAS)

В качестве стропил в полусферических домах выступают балки из гнутоклееного конструкционного или ЛВЛ-бруса. Устройство вентиляционного зазора в купольной крыше ничем не отличается от его устройства в классической скатной кровле. Поверх стропил натягивают диффузионную мембрану и фиксируют ее брусками 50 × 50 мм, пропитанными антисептиком. После чего всю конструкцию обшивают треугольными листами фанеры ФСФ толщиной 15 мм.

При монтаже сплошного настила из фанеры между листами необходимо оставлять 3-5 мм зазора для компенсации линейного расширения.

С конструктивной точки зрения купольная крыша — это изогнутая поверхность, поэтому поверх фанеры укладывают сплошной самоклеящийся подкладочный ковер. В верхней части делают выходы для подкровельной вентиляции, а также при необходимости устраивают проходку для дымохода. После укладки ковра устанавливают карнизные планки. Завершив подготовительные работы, приступают к укладке черепицы.

Работа на сферических крышах проводится с помощью организации точек навески и возможна только методами промышленного альпинизма.

Монтаж черепицы начинают с укладки стартовой полосы. Она должна отходить от перегиба карнизной планки на 1-2 см. Стартовую полосу из рядовой черепицы промазывают в местах наложения на карнизную планку битумной мастикой ФИКСЕР от ТЕХНОНИКОЛЬ. После чего прибивают на 12 гвоздей.

Второй и последующий ряды укладывают рядовой черепицей. Многослойную черепицы ТЕХНОНИКОЛЬ SHINGLAS крепят оцинкованными кровельными гвоздями. Правильное расположение гвоздей указано в инструкции по укладке и зависит от формы нарезки, причем каждый гвоздь должен пробить и гонт верхнего ряда, и нижележащий гонт. При монтаже черепицы каждый гонт крепится с помощью гвоздей, количество гвоздей зависит от угла наклона сферы и формы нарезки черепицы.

Из-за отсутствия в купольной конструкции конька, возникает вопрос вентиляции подкровельного пространства. Это проблема решается посредством установки в крыше кровельных вентиляторов.

Основная работа при монтаже многослойной черепицы на куполе — это примерка и разметка. Каждый отрезок требует подрезки и корректировки угла перехода. Некоторые отрезки попадающие на перегибы кровли необходимо будет разрезать на несколько мелких участков, каждый из которых компенсирует искривление кровли.

Отметим, что процент отходов при аккуратном и бережном отношении к материалу относительно невелик (около 5%), а это значит, что многослойная черепица действительно является экономически выгодным вариантом для купольных крыш.

Постройка дома в виде геодезического купола

Подкровельное пространство

Кровельный пирог в нашем доме выглядит следующим образом (изнутри→наружу):

• внутренняя отделка
• утеплитель + каркас купола
• ветрозащита
• вентзазор + бруски вентзазора
• обрешетка из OSB
• подкровельный ковер
• гибкая битумная черепица

Полностью реализована идея вентилируемого фасада/вентилируемой кровли.

Обустройство подкровельного пространства мы начали с обтягивания купола ветрозащитной пленкой. Мы использовали DuPont Tyvek Soft, к каркасу пленку крепили строительным степлером. Есть нюанс, связанный с тем, что крыша не плоская. Закрыть весь купол прямоугольными полосами невозможно в принципе, приходится делать большие нахлесты. Поэтому ветрозащиту следует покупать с большим запасом, нежели для прямоугольной крыши.

После закрытия купола ветрозащитой пространство внутри стало защищено от дождя.

Следующий интересный этап — вентиляционный зазор кровли.
Вентзазор нужен для удаления влажного воздуха, проходящего через утеплитель наружу. Если его не сделать, в холодное время года влага будет накапливаться на границе утеплителя и кровли.

Обычно вентзазор располагают внутри треугольников каркаса, тем самым уменьшая толщину утеплителя. Т.е. каркас без всякого зазора закрывают обшивкой из фанеры или OSB. Для циркуляции воздуха во внешней части балок каркаса выполняют ряд прорезей глубиной, соответствующей толщине вентзазора или чуть меньше. Внутри образовавшихся треугольников крепят планки вентзазора, а на них (с внутренней стороны, ближе к центру купола) — треугольнички ветрозащиты.

Мы выбрали другой вариант организации вентзазора, в первую очередь руководствуясь желанием сделать 200 мм утепления. Мы закрыли каркас ветрозащитой, на неё стали прикреплять бруски вентзазора, и уже поверх — обрешетку из OSB. Этот вариант более трудоемок, но позволяет получить лучшую вентиляцию подкровельного пространства и большую толщину утеплителя.

Количество и разнообразие видов брусков вентзазора, конечно, поражает. Это очень сильный довод в пользу того, чтобы выбирать меньшую частоту купола. В этом плане для дома нашего диаметра частота 3v выглядит гораздо привлекательней 4v, на которой остановились мы.

Выбранный вариант организации вентзазора предполагает крепление обрешетки непосредственно на бруски вентзазора и ни на что более (в отличие от традиционного варианта, где обрешетка крепится на каркас купола). Это автоматически требует, чтобы все бруски были достаточно крепкими и чтобы они были распределены равномерно по площади треугольников.

Мы провели серию экспериментов по измерению усилия, необходимого для того, чтобы сломать брусок вентзазора выбранного сечения (от 25х50 до 48х50 мм, в зависимости от того, где треугольник располагается, на стене или почти у вершины купола). Эксперименты подтвердили предположение о многократном превышении этого усилия над тем, которое может образоваться под тяжестью снега в процессе эксплуатации дома.

Хочу заметить, что на лесопилке за изготовление брусочков 50х50 нам заломили двойную цену по сравнению со всем остальным деревом. Нас это не устроило, и брусочки мы успешно сделали сами, распустив доски вдоль при помощи закрепленной на верстаке дисковой пилы. Не так это и сложно, как кажется на первый взгляд. И уж точно получается ровнее, чем на лесопилке! (реально выдерживать точность по толщине 0.5-1 мм)

Наконец, последний этап, относящийся к организации подкровельного пространства — установка сплошной обрешетки из OSB. Благодаря грамотно выбранному диаметру купола, учитывающему в т.ч. размер листа OSB, удалось вырезать треугольники практически без отходов.

OSB пытались по началу вырезать при помощи дисковой пилы и направляющей, вдоль которой её вести. Это оказалось неудобно и недостаточно точно. В конце концов пришли к варианту электролобзика и вырезанию 3-4 деталей одновременно, предварительно скрепив заготовки струбцинами.
Для разметки удобно использовать эталонный треугольник из того же самого OSB.

При установке треугольников возникла одна непредвиденная трудность. За счет того, что бруски вентзазора оказались разные по толщине, где-то 45 мм, где-то 55 — вместо 50 (еще раз посылаю проклятия в адрес лесопилки), а также из-за того, что кривые балки (тьфу на лесопилку еще раз) сформировали не совсем точные размеры каркаса, треугольники обшивки не везде согласились становиться на назначенное им место. Во многих случаях пришлось их подрезать по месту. В варианте с расположением вентзазора внутри каркаса с этим эффектом должно быть несколько полегче.

Вентиляция

Тот, кто интересуется строительством, вероятно, уже заметил, что мы не используем пароизоляцию. Слой пароизоляции используется для того, чтобы в зимнее время (когда внутри дома теплее, чем снаружи) не допустить в утеплитель влагу изнутри. Это проблема множества современных строительных утеплителей — накапливать влагу и снижать от этого эксплуатационные характеристики. К счастью, холлофайбер лишен этого недостатка. Он проводит влагу сквозь себя, сам при этом её не удерживая.

Наше нежелание использовать пароизоляцию продиктовано желанием жить в доме, в котором нормально дышится, и нет ощущения термоса, как это часто бывает в каркасниках. Получившийся дом прекрасно выводит влагу и обновляет воздух через всю поверхность стен. В холодное время даже не возникает желания открывать окна для проветривания — воздух в доме всегда свежий.

В будущем, возможно, еще появится принудительная вытяжная вентиляция на случай жаркой погоды летом.

Утепление

Стены, крыша и пол утеплены строительным холлофайбером, суммарной толщиной 200 мм.
Холлофайбер выбрали за то, что он обладает всеми необходимыми характеристиками современного утеплителя, он теплый, почти не пылит, не чешется, плохо горит, не выделяет вредных веществ в ходе эксплуатации и более-менее экологичный в переработке. С ценой тоже всё в порядке, она ниже цены минваты и прочих подобных утеплителей. В чем подвох и есть ли он — так до сих пор и не поняли. Работает и всё тут. Холлофайбер еще мало раскручен, может поэтому он еще стоит дешево и его широкий выход на рынок — лишь вопрос времени.

Строительный холлофайбер поставляется в матах размером 6000х3000х100 мм, свернутых в рулоны. На заводе его к тому же могут закатать в компрессионную упаковку, так что процесс перевозки сильно облегчается.

Для вырезания деталей из холлофайбера мы использовали обычные большие ножницы из Икеи. Не сказать, чтоб было прям так удобно, но пользоваться вполне возможно. Варианты с проплавлением паяльником, разрезанием ножом и т.п. не прокатили, ни один — хорошо работают только ножницы. К каркасу холлофайбер замечательно крепится строительным степлером.

Есть еще один материал, похожий на холлофайбер, это Шелтер ЭкоСтрой. Его полегче будет купить в регионах, за счет развитой дилерской сети. Материал несколько более рыхлый и с явно выраженной внутренней структурой, в отличие от практически однородного холлофайбера.

Тепло ли было у нас зимой? — Однозначно да! В 30-градусные морозы печка работала на 70% максимальной эксплуатационной мощности, т.е. с запасом. В -35, я думаю, было бы вполне комфортно. -40 мы также бы пережили, правда уже слегка подмерзая. Но таких морозов в орловской области практически не бывает. 🙂

Геодезический купол. Об устройстве и моем опыте расчетов

Пожалуй сложно назвать геодезические купола чем-то необычным или новым. В этой заметке я расскажу немного об этих конструкциях в общем, об их устройстве, а также покажу на примере как я кое что на эту тему считал. Код тоже будет.

Википедию цитировать не буду. Почему я выбрал купол в качестве дома?

• При равном объеме площадь поверхности сферы будет меньше, чем у любой другой формы. Это положительно влияет как на материалоемкость, так и на энергозатраты при эксплуатации.
• Мне нравится как выглядит сфера.
• Это интересный инженерный проект, в каком-то смысле даже вызов. Это сложно, трудно и потому весело!

Как это геодезические сферы устроены вообще? С первого взгляда кажется, что это какое-то переплетение рёбер и уловить систему сложно. В этой заметке попробуем разобраться.

В основе таких конструкций лежит икосаэдр или октаэдр. В общем правильный многогранник.
В моем случае это был именно икосаэдр и чаще используют его. Далее берем одну грань и заменяем ее на несколько треугольников, вершины которых лежат на сфере, центр которой совпадает с центром икосаэдра. Звучит не слишком складно. Отвлечемся.

Есть замечательный калькулятор www.acidome.ru который позволяет в реальном времени покрутить геодезик. Берем в качестве основы icosahedron, ставим частоту 1, часть сферы 1/1.

Это и есть наш основной икосаэдр. Частота это на сколько частей мы разобьем каждое ребро икосаэдра. Ставим 3,4, 5 и ничего становится непонятно. Переключаем в режим кровли и ищем пятиугольники. В тех местах, где у нас вершина икосаэдра — будет пятиугольник. Между тремя пятиугольниками грань икосаэдра.

Если внимательно смотреть на геодезик и знать, что искать (обычно пятиугольник), то становится видна регулярность структуры. На Биосфере в Монреале при должном усердии можно найти пятиугольники и посчитать частоту. Частота у нас равна количеству ребер между двумя пятиугольниками.

Сами “большие” треугольники, с вершинами на вершинах икосаэдра также имеют структуру. На acidome в режиме кровли это видно по цвету. Треугольники расположены симметрично относительно центра “большого” треугольника. Количество их типов меньше общего числа треугольников. В случае с частотой 5 уникальных треугольников 9.

В процессе проектирования дома я столкнулся с задачей постройки сферы в Dynamo. Это такой инструмент, который позволяет научить Autodesk Revit работать со сложными формами. Такая среда визуального программирования.
Погуглив я даже нашел скетч, который в Dynamo строил геодезическую сферу. Сферу то он строил, да не ту.

Дело вот в чем. Когда мы берем одно ребро икосаэдра и делим его на мелкие треугольники — сделать это можно несколькими способами. В acidome за это отвечает переключатель “метод разбиения”.

Найденный скетч строил сферу методом равных хорд. Что это значит? Мы берем большой треугольник икосаэдра, каждое его ребро делим на нужное нам количество частей, соединяем точки на ребрах между собой и получаем плоскую сетку из треугольников. Затем эту сетку мы проецируем на сферу. Все бы хорошо, но сами эти треугольники достаточно сильно отличаются по размеру. Центральный больше всех. Оно и понятно, центр “большого” треугольника у нас на максимальном расстоянии от сферы. Это плохо, так как в этом случае сложнее оптимизировать расход материалов. Будет больше отходов.

Другой метод разбиения (равными дугами) предполагает, что мы строим поверх “большого” треугольника дуги и уже их делим на равные части. Подход отличается, простой проекцией не обойтись.

Скетч не подходил. Я попытался его исправить и в итоге мне пришлось нырнуть в это дело с головой.

Как оказалось помимо визуальной среды Dynamo имеет встроенный Python. С этим языком я ранее не сталкивался, но где наша не пропадала? В конце концов это просто инструмент.

Дальше будут кусочки кода, прошу обратить внимание, что это мой hello world в python, а целью было не построить максимально эффективное и производительное решение, а построить нужную сферу.

Метод равных дуг.

Берем одну из граней икосаэдра и из углов этого треугольника строим дуги.

Затем дуги делим на равные части и соединяем точки на дугах новыми дугами. У всех дуг один центр — центр сферы. Точки соединяем не все со всеми, а одноименные. На картинке оно выглядит попроще, чем в коде.

Опа, а дуги то не пересекаются! Не слишком беглое гугление вывело меня на книгу, которая подтвердила мои предположения о том, что нужно в качестве вершины ребра геодезика использовать центр треугольника, образованного пересечением дуг. Также курил исходники acidome, но не помню нашел ли там этому подтверждение. Помню, что было интересно.
Центры надо как-то найти. Это центр треугольника и это не сложно, но нужно было понять где же у нас в ворохе точек эти треугольники. Мне показалось самым простым вариантом соединять ближайшие друг к другу точки.

Теперь нам нужно соединить между собой собранные на разных этапах точки, которые и являются вершинами ребер геодезической сферы. На картинке эти точки видно хорошо, но вот когда они в массиве — все сложнее. Было несколько вариантов, но так как задача была с наименьшими трудозатратами получить рабочий скрипт, вышло вот это:

Сегмент готов. Наверное существует какой-то правильный путь для решения этой задачи, но я проложил свой.

Дальше сегмент разворачивается, несколько раз копируется копируется и получается полная сфера. Вот один из поворотов:

Скриптик вышел страшненький, я его пару раз переписывал, так как были проблемы с экспортом в Revit. Думал, что проблемы с построением. В итоге на форуме Dynamo индус подсказал украинцу и все удалось!

Теперь можно строить сферу любой частоты и любого диаметра. Сравнение размеров с результатами acidome показало, что все сходится с высокой точностью. Повторяемость это хорошо.

Также я занялся оптимизацией размеров с целью минимизации обрезков. Так как все размеры были у меня на руках это было не так трудно. В итоге радиус сферы получился 5,65 метров при частоте 5. Такие размеры позволяют мне достаточно эффективно использовать материалы шириной 125 см. Такую ширину имеют листы OSB, листового металла, утеплителя, гипсокартона. При хорошей оптимизации количество обрезков минимально. Наилучших результатов можно добиться путем расчета раскладок треугольников на материале, но этим я не занимался.

Дальше было проще, так как Revit съел сложную форму и позволил с ней работать примерно с тем же успехом, что и с квадратно-параллельной.

Конечно, трудности на этом не закончились, но это уже совсем другая история.

Купольные дома (сферические): геодезический купол

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 калькулятор расчета купольного дома. 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;
• МДФ;
• OSB;
• 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.

Описание технологии строительства купольной крыши

Купольная крыша, как и конусообразная, имеет в своем основании круг. Верхушкой конструкции становится центральная точка, где сходятся ноги стропил. Дом с высокой круглой крышей привлекает внимание своей затейливостью.

1. История купольной крыши
2. Особенности конструкции
3. Разновидности купольной крыши
4. Геодезическая
5. Арочная
6. Конусная
7. Устройство стропильного каркаса
8. Преимущества и недостатки
9. Особенности монтажа

История купольной крыши

Купольная крыша сложна в исполнении

Конструкции в форме полусферы или конуса широко использовались древнерусскими зодчими. Они характерны для теремов, усадеб, церквей и флигельных сооружений. Нередко круглая кровля перекрывала крыльцо и другие мелкие архитектурные элементы постройки.

В прошлом крыши в виде конуса можно было часто встретить в некоторых областях Италии. Они монтировались на блочных домах, для кровли использовался камыш либо солома. Сейчас использование таких конструкций в частных жилищах не слишком распространено ввиду большей трудности работ по сравнению с обустройством двускатной крыши.

Такое исполнение крыши сделает внешний вид дома более запоминающимся и выразительным. Особенно оно подойдет для местностей, где сохранились исторические постройки.

Особенности конструкции

Круглая крыша привлекательна не только декоративными качествами. С функциональной стороны этот вариант вполне практичен, так как обеспечивает своевременное отведение воды. Опорой конструкции купольной крыши является ее основание, выполненное в виде круга. На нем закрепляются ноги стропил. При сочленении со стеной, представляющей собой длинную горизонтальную плоскость, основание должно быть полукруглым.

К покрытию также предъявляются определенные требования. Листовые негибкие материалы типа профнастила для нее не подойдут. Покрытие должно быть эластичным, но не слишком мягким. Только в этом случае конструкция будет достаточно герметичной и прослужит долго. Используются гибкие сорта черепицы, в том числе битумные и некоторые из керамических, а также поликарбонат.

Самый сложный для монтажа узел – верхняя точка схождения ног стропил.

Разновидности купольной крыши

Существует несколько вариантов исполнения кровельных конструкций с круглым основанием. Они различаются внешним видом и особенностями строения.

Геодезическая

Такая сферическая крыша появилась в середине прошлого века в США. Ее особенность – отсутствие привычной системы стропил. Конфигурацию образуют равносторонние треугольные детали, сделанные из брусков метровой длины с сечением 5 на 10 см. Для соединения используется трубка-коннектор из стали 10 см, к которой посредством сварки попарно прикрепляют лопасти. В результате получается конструкция в форме звезды с 5 или 6 лучами. Иногда треугольники объединяют без коннекторов.

Арочная

Эта конструкция имеет больше сходства с привычной крышей со скатами. Стропила для нее намеренно делают изогнутыми.

Можно приобрести готовые деревянные или металлические элементы или изготовить их своими руками из бруса.

Конусная

Конусная крыша может быть независимой конструкцией или компонентом сложносоставной кровли. Важно, чтобы основание под нее имело форму круга. Ноги стропил в данном случае должны быть прямыми. Схема строения конической конструкции не включает таких привычных элементов, как фронтоны и конек. Крыша должна иметь достаточный угол уклона (минимум 15 градусов).

Для улучшения несущей способности под стропила монтируются опорные стоечные элементы, упирающиеся в балки перекрытия.

Устройство стропильного каркаса

Стропильная система конусной крыши

В месте установки купола укладывают мауэрлат в форме окружности, распределяющий массу конструкции. Другими компонентами являются:

• Стяжки на противоположных сторонах, делающие каркас прочнее.
• Сферическая стропильная система. Она может иметь и прямые ноги (как в случае конуса), все зависит от выбранной конструкции. Нижние участки закрепляются на мауэрлате, а верхние, соединяясь в самой высокой точке, формируют узел конька.
• Стойка-вертикаль, в которую производят врезку верхних стропильных элементов.

Еще один компонент – обрешетка, фиксируемая под прямым углом к ногам. Делают ее из реек, в роли крепежных деталей используют саморезы.

Преимущества и недостатки

С точки зрения эксплуатационных характеристик купольная кровля хороша тем, что с поверхности легко и своевременно сходит вода и снеговые массы. За счет этого снижается нагрузка на конструкцию, материал не подвергается порче под действием влаги. Потолок в подкровельном помещении обычно получается высоким, что позволит эффективнее использовать пространство.

Минусом является невозможность монтажа окон (они бы создавали дополнительную нагрузку и снижали герметичность), поэтому под куполом нельзя обустроить мансарду. Монтировать такую кровлю сложнее, чем двускатную.

Куполообразная крыша может быть установлена на основании, имеющем форму круга или квадрата. На прямоугольном здании сделать ее не получится. Если дом имеет сложную конфигурацию, можно создать ансамбль, сочетающий круглые и скатные элементы. На легком каркасном здании нельзя монтировать кровельную конструкцию из тяжелых материалов.

Особенности монтажа

Соединение верхней части стропил

В роли стропил применяются балки из клееных брусьев (изогнутых или прямых, в зависимости от конструкции). Все используемые деревянные стройматериалы должны быть обработаны антисептическими, антипиреновыми и противогнилостными составами.

Если работы проводятся в деревянном доме, можно обойтись без укладки мауэрлата. В остальных случаях он необходим. Крепят его поверх изоляции из рубероида. Размеры используемого бруса даются в проекте. Фиксация производится с помощью анкеров. Затем производят монтаж опорной стойки. Стропила ставят с шагом 0,5-0,9 м. Соединяют их с основанием и прогоном стойки посредством строительных уголков.

Кровельный пирог можно сделать теплым или холодным. Не следует забывать о гидроизоляционной прослойке.