Купольные дома: примеры и обзор технологий строительства

В представлении большинства людей жилой дом – прямоугольная коробка под скатной крышей.

К конструкциям сферического и купольного очертания отношение двоякое. Привлекая внимание необычным «космическим» видом у многих они вызывают сомнения в надежности и удобстве проживания.

Преодолеть сложившийся «кубический» стереотип, объективно изучить достоинства и недостатки купольных домов, оценить возможность их самостоятельного строительства вам поможет эта статья.

Отличие стратодезического купольного дома от геодезического

Как показывает практика, люди, впервые увидевшие или узнавшие про купольные дома, чаще всего делятся на две категории. Это — те, кто безоговорочно принимает такую форму дома и, отметим, образ жизни, и те, кто считает подобные сооружения причудой или, как вариант, — домом не под ПМЖ, а летней дачей «не как у всех».

Не будем вдаваться в подробности обсуждения достоинств и недостатков купольных домов (а они, как и у любой строительной технологии, есть) и сконцентрируемся на практике. Итак, есть застройщик, желающий построить купольный дом. С чего начать? Отличный пример грамотного и обстоятельного подхода — история пользователя портала с ником Rustad.

Rustad Пользователь FORUMHOUSE

Я решил построить купольный дом относительно небольшой площади, около 100 кв. м, под Санкт-Петербургом. Участок идёт под наклоном. Дом преимущественно будет использоваться летом с нечастыми заездами зимой. Возводить буду геодезический купольный дом по бесконнекторной технологии. Подобное сооружение является точной математической моделью. Строить его без расчёта и проекта нельзя, т.к. погрешность при сборке каркаса и при изготовлении деталей не должна превышать 1 мм. Если не соблюсти это правило, то при накоплении косяков каркас «уйдёт».

Прежде чем мы расскажем о нюансах проектирования и строительства дома, представленного на фото ниже, ответим на вопрос, который одним из первых возникает перед любым человеком, задумавшим возвести купольный дом.

Чем отличается стратодезический купольный дом от геодезического? Не вдаваясь в детальное описание технологии, скажем, что ключевое отличие заключается в способе возведения каркаса.

Стратодезический купол возводится из стоек, например, изготовленных из гнутоклееных деревянных балок, а этапы его сборки во многом напоминают обычную технологию каркасостроения.

Особенность этой технологии — устойчивость к вертикальным нагрузкам и возможность использования при строительстве стандартных окон и дверей.

Геодезический купол возводится несколько иначе. Сначала изготавливаются отдельные секции, например, в виде треугольников, которые затем, шаг за шагом, соединяются друг с другом.

При сборке рёбер (секций) геодезического купола может применяться технология коннекторного соединения (например, при помощи металлического коннектора).

Или (менее распространённая в России) бесконнекторная технология.

Rustad остановился на последнем варианте и, как мы уже говорили выше, начал с разработки проекта.

Rustad

Строить купольный дом без проекта или что-то нацарапав карандашом на листке бумаги — занятие бесперспективное. На опыте знакомых могу сказать, что это всегда приводит только к одному — переделкам и бесконечной перестройке того, что получилось. Также не панацея — отдать проект на откуп дизайнеру.

Дизайнер может красиво нарисовать, но с точки зрения практики то, что он создал, зачастую просто невозможно воплотить в жизнь. Проектировать дом должен человек с профильным образованием, но даже инженер-проектировщик может не учесть положение строения на участке относительно сторон света, розу ветров, размеры отделочных материалов. Поэтому Rustad, имея в распоряжении два свободных месяца, засел за проектирование купольного дома, и вот что в итоге у него получилось.

Отметим, что проект за это время несколько раз видоизменялся с учетом рекомендаций опытных строителей, доступности материалов, особенностей расстановки мебели и внесением пожеланий от домочадцев.

Дом сфера – прихоть архитектора или подсказка природы?

Начнем с того, что многие выдающиеся изобретения человек позаимствовал у природы, наблюдая за жизнью животных. Давайте обратим внимание на «технологии», используемые птицами при строительстве своих жилищ. Нетрудно заметить, что здесь нигде нет прямых углов. Полусферы, шары, окружности – только такие формы признает природа. Получается, что столь любимая нами жилая «коробка» вовсе не является венцом творения.

Обратив внимание на этот природный феномен, инженеры исследовали механические свойства сферических и купольных конструкций. Оказалось, что они не только обладают отличной аэродинамикой, но и намного прочнее прямоугольных.

Энергетически сферическая поверхность безупречна. При максимальном внутреннем объеме она имеет минимальную площадь. Поэтому в купольном строении потери тепла во внешнюю среду в несколько раз меньше, чем в обычном доме. Не зря обитатели арктики эскимосы веками строили сферические домики «иглу» из снега. Практический опыт подсказал им, какой должна быть ветростойкая и энергоэффективная конструкция.

В наши дни сферические дома из области теоретики перешли в разряд практических технологий экологического строительства. Тысячи людей во всем мире успели оценить их преимущества и не жалеют о своем выборе.

Этапы возведения геодезического купольного дома

Закончив этап проектирования купольного дома, Rustad перешёл к его возведению. Сразу приведём несколько рекомендаций пользователя, касающихся организации строительства.

Rustad

Дом я хотел возвести в кратчайшие сроки, поэтому привлёк помощников — одного человека, хорошо разбирающегося в особенностях каркасного строительства и подсобника. Скажу сразу, да, это — лишние расходы, но если бы я строил дом в одиночку, у меня бы на это ушло 3 летних сезона. При этом добиться качественной работы, скорее всего, не удалось бы. Т.к. чисто физически, невозможно одному удержать на весу узлы (рёбра каркаса) и при этом скреплять их друг с другом. При сборке всё время приходится что-то стягивать или отгибать. Вторая и третья пара рук жизненно необходимы. Иначе — накопление ошибок от ряда к ряду и, как следствие, «косяк» с верхним контуром.

По словам пользователя, он руководил строительством, а его личный — физический вклад, составляет около 30%. Пригодился и опыт мастера (чтобы избежать ошибок) каркасостроителя. Также значительно увеличилась скорость сборки контура, т.к. 2 человека делают работу в 4 раза быстрее, чем 1, а 3 человека «проворачивают» тот же объём работ быстрее уже в 8 раз.

Поэтому вся стройка разбивается на ряд последовательных этапов, каждый из которых требует тщательного контроля.

1. Возведение фундамента под купольный дом.

Участок находится на склоне. Угол наклона около 12 градусов. В качестве фундамента Rustad выбрал свайно-винтовой. Свайное поле состоит из 24 свай размером:

• диаметр сваи – 108 мм;
• длина сваи – 2.5 м.

Сваи закрутили за 2 дня, провозившись до ночи. Пользователь отмечает, что, доверившись бригадиру рабочих, он сам не разметил свайное поле.

В итоге: несколько свай оказались не там, где находятся узлы дома. Для исправления ошибки пришлось наваривать «16-й» швеллер.

2. Изготовление каркаса: рёбер, стоек и стропил.

Для каркаса закупили зимний лес и заранее нарезали все заготовки в размер на торцовочной пиле, в соответствии с проектом.

На это у пользователя ушло 4 выходных дня.

3. Сборка купольного дома.

Строительство дома началось в апреле. Погода стояла, мягко говоря, «не лётная»: то дождь, то снег, то ветер.

Возведение купольного дома началось с монтажа райзера (цилиндрического основания).

Райзер набирали из треугольников, чтобы дом выглядел, как единое целое.

На этом этапе возник вопрос, как сделать вынос под террасу. Крутить сваи под каждую лагу пользователь не хотел — получилось бы одно сплошное свайное поле. Это экономически невыгодно, а кроме этого, терраса смотрелась бы некрасиво.

Rustad решил изготовить террасу в виде «балкона» — вылета, являющегося продолжением пола первого этажа. Осталось подобрать материал, который выдержит такую нагрузку.

Rustad

Когда я занялся этим вопросом и обратился на фирмы, то мне рекомендовали сделать вынос из двутавровых клееных деревянных балок. Сравнив эти балки (стенка из ОСП толщиной 18 мм) с LVL брусом, сечением 51х300 мм, я не увидел особой экономической выгоды в приобретении двутавра, а сомневаться в прочности и несущей способности LVL бруса не приходится. Его и поставил.

Смонтировав лаги, на них настелили временный пол из досок, т.к. погодные условия не позволяли сделать нормальный.

Далее приступили к сборке купола.

На сборку купола (в снег, сильный ветер и ливень) ушло 2 дня.

Важный нюанс: чтобы скрепить между собой рёбра и балки, пользователь использовал конструкционные саморезы 6х140 мм.

В отличие от обычных саморезов (особенно т.н. калёных «чёрных», которые не выдерживают динамических нагрузок и ломаются), конструкционный саморез можно согнуть в дугу, и он не лопнет. Специальная насечка прорезает, а не раздвигает волокна древесины, поэтому саморез можно ввернуть в сучок или в край доски, и она не треснет.

Также саморез прочнее обычных, а головка «звездочка» не позволяет бите сорваться и срезать грани, что упрощает завинчивание.

На сборку одного узла из шести рёбер требуется 12 шт. саморезов.

Инженерные коммуникации – трубы водопровода, электрические кабели провели в полу.

Ящик с электроавтоматикой также собрали в соответствии с проектом в домашней обстановке и разместили в «цоколе».

Следующий этап – обшивка собранного купола влаго- и ветрозащитной мембраной, с обязательной проклейкой нахлестов специальным скотчем. Набивка обрешётки под вентиляционный зазор. Монтаж ОСП (основы под гибкую черепицу).

«Пирог» купола практически повторяет «пирог» крыши под монтаж мягкой кровли.

Важный нюанс: обшивка купола делалась из выкроек (треугольников) из листов OSB-3, толщиной 18 мм, размерами 1220х2440 мм.

Обшивка прибивалась ершёнными гвоздями 6х60 мм.

Rustad

Такой гвоздь очень хорошо держит. Вырвать можно только с «мясом», а забивается он быстрее, чем крутить саморезы.

Далее: основание из ОСП закрыли подкладочным ковром и всё промазали битумной мастикой.

Сделав внешний контур, строители приступили к утеплению пола. В пол задули эковату слоем в 30 см, использовав для этого самодельную установку на базе садового пылесоса и пластиковой бочки.

После утепления пол застелили листами влагостойкого ГСП (гипсо-стружечными плитами) толщиной 12 мм, уложив их в 2 слоя.

Смонтировав основание, перешли к утеплению стен. Для этого использовали синтетический нетканый материал (утеплитель) толщиной 5 см, уложив его в 3 слоя.

Rustad

С этим видом утеплителя приятно работать. Он не колется, не боится влаги, легкий. Только резать ножом трудно, лучше использовать ножницы или специальный электрорезак для ковров. И добавлю: лучше не ставить на утеплитель тяжелые предметы, а также не складировать рулоны в высоту. Утеплитель может не восстановить форму после снятия нагрузки. Лучше действовать по такому алгоритму – привезли и сразу укладываем.

Утеплив стены, по каркасу натянули пароизоляцию и также зашили всё гипсо-стружечными плитами, но только толщиной в 10 мм.

На этом этапе дом уже приобрёл законченный вид. После возведения перегородок начался монтаж инженерных систем и отделочные процессы.

Сюда вошли следующие работы:

Снаружи наколотили гибкую черепицу.

Райзер обшили имитацией бруса.

Навес закрыли сотовым поликарбонатом, толщиной в 10 мм.

Построили лестницу.

Приступили к отделке комнат и санузла.

Смонтировали дренажную систему и систему автономной канализации.

Сколько стоит построить купольный дом

По словам Rustad, его строение сломало стереотипы людей, живущих в посёлке. Настолько необычным, оригинальным и запоминающимся выглядит купольный дом. Люди, чтобы посмотреть на сооружение, приезжают «на экскурсию» со всего района и привозят родственников из города. Причём, когда строение только начали возводить, сельчане терялись в догадках, что же это будет. Слухи ходили, что пользователь строит обсерваторию, библиотеку, но меньше всего думали, что это будет жилой дом.

Rustad

Когда я только задумал строительство купольного дома, то проехал по фирмам, у которых на сайтах написано, что они строят подобные сооружения. Вывод из этих поездок неутешительный — никто толком таких домов не строит. Цель на «фирме» одна — заманить клиента и переубедить его на строительство обычного каркасника. Становиться подопытным я не захотел, поэтому взял всё в свои руки. Причём, дом я построил по малораспространённой в России технологии — бесконнекторного соединения. Как уже говорилось выше – для подобного строительства нужен хотя бы 1 помощник. Проект обязателен! Допустимая погрешность деталей каркаса +/- 1-2мм для дерева, +/-0.5мм для металла.

Дом начали строить 28 апреля и закончили (под чистовую отделку) 4 июня. Всего за это время потратили 1.6 млн руб., при проектной стоимости в 950 тыс. Но в эту цену входят расходы, которые нельзя напрямую отнести к «коробке», или они претерпели изменения на стадии строительства. Это:

• Доставка стройматериалов (на расстояние 100 км) – 100 тыс. руб.
• Покупка и монтаж автономной системы канализации – 70 тыс. руб.
• Бурение скважины и установка скважинного насоса – 80 тыс. руб.
• Оплата труда рабочих – 250 тыс. руб.
• Строительство лестницы (в проекте предусматривался более дешёвый вариант) – 50 тыс. руб.

Разновидности материалов, из которых могут изготавливаться купольные помещения:

• пенобетон;
• дерево;
• кирпич;
• пенопласт;
• глина;
• монолит;
• пенополистирол.

Купольные помещения, которые изготавливаются из пенобетона, кирпича, монолита, являются стойкими и прочными. Они обладают теми же характеристиками помещения, что и обычная постройка жилого дома. Остальные разновидности материалов могут не применяться.

Подведение итогов

Купольные дома приобретают всё большее количество поклонников. Кто-то хочет построить необычный дом для «вау»-эффекта. Кому-то нравится сама философия жизни в купольном доме (а она отличается от жизни в обычном коттедже). Кто-то просто хочет испытать себя и попробовать свои силы в строительстве. Четвёртых подкупает особая атмосфера большого пространства, скорость и относительная дешевизна строительства и экономичность (в плане отопления) грамотно построенного купольного дома.

Те, кто только раздумывает о строительстве купольного дома и хотел бы узнать больше о проекте Rustad, а также задать строителю интересующий его вопрос, может ознакомиться с темой купольный дом на склоне. V4 D9.4.

На FORUMHOUSE есть статьи, где рассказывается об этапах строительства необычного каменного дома с круглой крышей и приводятся рекомендации, как изготовить гнутую стропильную систему для полукруглой и стрельчатой крыши.

Также советуем посмотреть видео — круглый дом: конструкция стратодезического купола и дом-геосфера, где рассказывается о нюансах возведения геодезического купольного дома.

Описание

Первое, что отличает купольные конструкции — это их высокий уровень прочности. Главной их особенностью является то, что уровень несущей способности сооружения повышается с увеличением его диаметра. Важно еще и то, что прочностные характеристики строения не меняются от того, какие материалы используются для его возведения.

Купольный дом — это своеобразный конструктор. Его составляющие элементы типичны и рассчитываются самостоятельно. Для расчета параметров основы-каркаса существует специальный калькулятор купольного дома. Для удобства при создании основы сооружения есть калькулятор купольного дома на русском языке. Собрать такой конструктор достаточно просто и быстро. По такой технологии возводят деревянные купольные дома.

Сборка основы-каркаса купольного дома легко произвести вручную. Все необходимые для возведения элементы характеризуются небольшими габаритами и весом. Благодаря тому, что геодезический дом идеален относительно аэродинамических свойств, его можно возводить в условиях нестабильного климата. Например, в местности с частыми ураганами или землетрясениями.

Источник: furnilux.ru