Купольные сооружения – как обустроить их на даче?

Купольные сооружения – как обустроить их на даче?Строения купольной формы способны любому загородному участку придать необычный вид. И в Подмосковье уже встречаются такие. Конечно, построить на даче целый дом с куполами не каждый решится. А вот шарообразные беседки, оранжереи или гараж будут вполне уместны. Рассказываем подробно, как их сделать.

Купола для искусства и жизни

За всю историю архитектуры использовались разные формы куполов. Сводчатые крыши были уже в Древнем Риме. Самый известный купол из той эпохи — это бетонная крыша Пантеона. Поразительное сооружение, построенное оригинальным способом. Сначала строители создали ажурный каркас из кирпича, а затем отлили на нем бетонный монолит.

Огромный луковичный купол венчает мавзолей Тадж-Махал в индийском городе Агра. Говорят, что несущую роль в нем играют камни, скрепленные с помощью металлических элементов.

Купола православных храмов имеют в основе сложную стропильную систему. Их форма создается с помощью изогнутых ферм.

Но жилые здания округлой формы люди издревле создавали с помощью сетчатого каркаса. Так получались разновидности юрты.

С середины прошлого века предпринимаются попытки использовать сферическую форму при строительстве коттеджей. История купольных домов связана с именем американского изобретателя и философа Ричарда Фуллера. Он даже запатентовал несколько конструкций.

Предложенная Фуллером конструкция домов имеет важные плюсы.
– Сфера хорошо противостоит ветровым и снеговым нагрузкам.
– Сетчатый каркас стоек к землетрясениям.

Есть и экономические преимущества — жилой объем создается при минимальной площади стен. Теоретически это позволяет экономить стройматериалы и энергию для отопления.

Популяризируемая Фуллером конструкция получила название «геокупол» или «геодом». В основе данных терминов лежит понятие «геодезическая линия». Математики вкладывают в эти слова множество значений. Для обывателя же типичным примером геодезической линии является нарисованный на глобусе меридиан. Забавно, что на самом деле в очертании «купольных» домов нет геодезических линий (в отличие от купола Пантеона). Все ребра каркаса — это простые прямые балки. Но красивое название «геодом» прижилось и активно используется продавцами и популяризаторами этой технологии.

Как нарисовать «геодом»?

В основе конструкции геодома обычно лежит икосаэдр, то есть объемный 20-гранник. Каждая из граней представляет собой равносторонний треугольник.

Форма икосаэдра — это очень грубое приближение к сфере. Как сделать этот многогранник более круглым? Увеличить количество граней! Каждое ребро делим пополам и соединяем центральные точки линиями. Теперь как бы «раздуваем» фигуру изнутри. Из прежней грани (равностороннего треугольника) появилось четыре новые, но поменьше.

Таким образом происходит триангуляция сферы гранями икосаэдра (да простят нас математики и нематематики  :-) ).

Чтобы застройщикам не пришлось ломать голову, представляя себе множество треугольничков, добрые люди создали в интернете сайт, на котором эту триангуляцию можно провести в пару кликов. Откройте его для удобства в новой вкладке вашего браузера.

Чтобы не запутаться, задайте для начала такие настройки.

1. Выберите русский язык  :-) .
2. Частота V =1. (Увеличивая частоту V, мы разделяем каждое ребро надвое, а каждую грань — на 4 части. То есть проводим очередной этап триангуляции).
3. Фулеррен = нет. Фуллерены — это сетчатая структура для купола, предложенная тем самым Фуллером. Она основана не на треугольнике, а на 6-угольнике. Из-за своей сложности не используется в частном домостроении.
4. Часть сферы = 1/4.
5. Материал ребер = 50х150. Это стандартный пиломатериал, который продается на любом строительном рынке.
С помощью мыши можно вращать получившуюся модель. Поставьте ее на «пол».

Теперь можете увеличивать число V и доводить «часть сферы» до 3/4.

Увеличивать сегмент сферы до единицы нет смысла, мы же строим дом, а не космический корабль. А у дома должен быть пол. При строительстве домов сначала обычно сооружают «стакан», то есть вертикальные стены. Они могут иметь высоту 1-2 метра. А уже над ними надстраивается купол.

Таким образом, самая ходовая «часть сферы» – это полусфера. Если строить купол без «стакана», то лучше выбрать «часть сферы» 5/8. На этом сайте ее нет.

Рассмотрим внимательнее пункт «способ соединения». Для элементов каркаса разработаны несколько вариантов. На серьезном строительстве используются металлические коннекторы (пункт cone). Это такие звездообразные детали, которые изготавливают в хороших мастерских.

Но для строительства беседок или оранжерей из деревянных реек можно использовать другие виды соединения. Высший пилотаж — это соединение good karma.

Здесь «балка» собирается из нескольких реек, то есть можно использовать довольно тонкий пиломатериал. Теперь обратите внимание на «выкройки», которые располагаются на сайте под моделью каркаса. Здесь указан размер и количество балок для каркаса и листов для обшивки. Во всех подобных калькуляторах одним цветом обозначаются элементы каркаса одной длины. Разобравшись с этим простеньким калькулятором, вы сможете работать и в более сложных программах.

Как строят геодом

С точки зрения строительства геодом имеет много общего с обычным каркасником. Но есть некоторые отличия. На куполе используется пиломатериал меньшей длины. Поэтому каркас геодома можно построить фактически из обрезков, оставшихся после строительства обычного каркасника  :-) .

С материалами для обшивки ситуация другая. Плитные материалы (ОСП, фанеру и т.п.) придется распиливать на треугольники. В результате останется много обрезков. Поэтому размер сегментов «сферы» нужно на этапе проектирования подгонять под тот листовой материал, который будет использоваться.

Важный момент при проектировании геодома — это дымоходы. Торчащие из купола трубы могут испортить его вид. Поэтому топочные часто делают в пристройках. Общий план работ выглядит так.

1. Сооружаем фундамент любого типа. Подойдут и сваи с ростверком, и лента, и плита. Выбор будет зависеть от особенностей грунта и от желания застройщика иметь подвал.

2. На фундаменте возводим «стакан», то есть цокольную часть здания. Цоколь можно построить, как обычную каркасную стену: вертикальные стойки устанавливаются на нижнюю обвязку, а сверху соединяются верхней обвязкой.

Выложить почти круглый цоколь из прямоугольного кирпича непросто. Легче получить нужную форму с несъемной опалубкой из пенопласта. Вы просто подрезаете блоки ножом, и стена поворачивает на нужный угол.

3. Если для цоколя не использовался деревянный каркас, то делаем на стене обвязку из дерева. По сути это мауэрлат. Только в обычных домах он устанавливается на стены, а здесь — на цоколь.

4. Собирается деревянный каркас из заранее заготовленных элементов. Доски сделайте ровными и откалибруйте по толщине, лучше взять струганые. Кривые доски невозможно соединить коннекторами, стройка зайдет в тупик.

5. Возводим межэтажные перекрытия. Для перекрытия внутри купола придется поставить одну или несколько опор. Ими могут служить столбы или стены. Часто внутри купола возводят кирпичные стены. Они будут не только опорой, но и теплоаккумулятором. В них располагают вентканалы.

6. Выполняем внешнюю обшивку. В обычном каркаснике можно устроить вентилируемый фасад, а силовую обшивку — расположить с внутренней стороны стены. Таким образом вы исключите образование конденсата внутри стены. В купольном доме вентилируемое пространство под кровлей сделать очень сложно, и его обычно избегают. Поэтому очень важно так сконструировать «пирог» купола, чтобы конденсата внутри него не было.

Для обшивки каркаса обычно используется ОСП. Но если размер сегментов никак не вяжется со стандартным размером плит, то для обшивки лучше применить калиброванную по толщине доску.

7. Укладываем кровельный материал. В покрытие куполов-коттеджей пока нет альтернативы битумной черепице. При ее укладке придерживайтесь технологии, предписанной производителем. Обязательно используйте подкладочный ковер.

8. Обшивка и наружная отделка цоколя.

9. Утепление. Иногда купола утепляют минеральной ватой. Но прямоугольные маты утеплителя вам придется разрезать на множество треугольников. Поэтому по возможности используйте не плитный утеплитель, а так называемую задувную вату. Самая распространенная ее разновидность — целлюлозная вата (хотя задуть в стену реально и минеральную, и синтетическую).

Целлюлозная вата («эковата») хороша тем, что не боится увлажнения. Если в толще стены появится конденсат, то эковата впитает его, а потом высохнет, не потеряв своих свойств.

Задуть вату можно сухим и влажно-клеевым способом. Чтобы сделать это насухо, натяните на стены пароизоляцию, а затем проделайте в ней дыры. Вата задувается в образовавшиеся «мешочки». Потом дыры заклеивают.

Гораздо технологичнее использовать влажно-клеевой способ. Смешанная с клеем вата выдувается на купол изнутри и прилипает к нему. После высыхания излишки утеплителя срезаются, и он герметично закрывается пароизоляционной пленкой.

10. Внутренняя отделка купола. Самая практичная отделка — это деревянная вагонка. Потому что обрезков остается немного, и нет вероятности появления трещин. Иногда используют плитные материалы (ГВЛ или ДСП). Их затем шпатлюют и оклеивают обоями или красят.

Кстати, для внутренней отделки куполов «мокрые» обои подходят гораздо лучше, чем традиционные рулонные.

Как построить беседку

Беседка — это упрощенный геодом. Для просторной беседки целесообразно выбрать высоту в 1/4 или даже 1/6 сферы, то есть сделать купол более приземистым. Маленькую декоративную беседку можно сделать в форме полной сферы.

Для скрепления элементов не обязательно использовать коннекторы. Хватит и зубчатых пластин.

Хороший каркас для беседки можно сделать из металлических труб. Их легко крепить друг с другом болтами.

Для беседки не обязательно сооружать полноценный купол. В беседке бывает и 2-3 входа. Ее вообще можно сформировать из нескольких куполов, как бы сросшихся друг с другом. Сферу можно присоседить к параллелепипеду или пирамиде… В общем, здесь огромный простор для творчества! Для покрытия беседки подойдет ткань, прикрепите ее к каркасу степлером. Купольная беседка отлично подходит и для того, чтобы оплести ее вьющимися растениями.

Особенности купольной оранжереи

Оранжерея или теплица купольной формы сооружается еще проще. Для изготовления каркаса не обязательно использовать деревянный рейки. Можно взять пластиковую арматуру. Кстати, именно гибкая арматура, в отличие от деревянных реек, позволяет получить те самые геодезические линии. Конструкция получается очень близкой по форме к сфере.

Каркас из арматуры можно сделать за пару часов. Берем отрезок арматуры и втыкаем его двумя концами в землю. Получается дуга. Высшая точка этой дуги будет верхней точкой сферы. Как рассчитать длину первого отрезка? Достаточно вспомнить всего одну формулу. Длина окружности равна произведению диаметра на число Пи.

Если мы строим полусферу, то наша дуга будет равна половине длины окружности. Но не забудьте еще ту часть арматуры, которая втыкается в землю. Заложим для этого по 50 см на каждый конец.

Получается: L=1/2πD+1= πr+1 (метров).

Величина r будет равна высоте конструкции, если мы строим полусферу.

Иными словами, если вам нужна теплица высотой 2 метра, то длину первого отрезка арматуры считаем так: 3,14х2+1= 7,28 (метра).

Теперь нужно воткнуть в землю еще несколько дуг так, чтобы они образовали полусферу. Центры этих дуг должны сходиться в одной точке, то есть в вершине сооружения, а ножки втыкаются в землю по его периметру.

Так мы создали контуры купола. Не забудьте определить, где у вас будут двери. Для проветривания теплицы лучше оставить два выхода.

Теперь придаем каркасу сетчатую структуру. Для этого берутся отрезки арматуры и вплетаются между дугами в горизонтальном направлении. Места пересечения укрепляются хомутами.

Остается накрыть теплицу пленкой. Сделать это нелегко: пленку придется резать, подгоняя ее плоскость к сфере каркаса. Выдержит такое обращение только армированная пленка. Крепят ее все теми же хомутами и скотчем.

Зачем нужна такая теплица? Исключительно для красоты. В огороде для овощей лучше сделать теплицу в форме тоннеля. А шарообразная теплица поможет вам дивно украсить сад. Весной высадите в нее теплолюбивые растения, а летом — снимите укрытие. По каркасу пустите вьющиеся растения и украсьте цветными лентами. Ночная подсветка в такой теплице смотрится очень эффектно.

Дерзайте — и пусть все у вас получится!  :-)

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

Остались вопросы? Напишите нам!

Нажимая кнопку «ОТПРАВИТЬ ВОПРОС», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 года №152-ФЗ «О персональных данных», на условиях и для целей, определенных в Согласии на обработку персональных данных