Как сделать купольный дом — пошаговое руководство по строительству из 6 этапов.
Несмотря на кажущиеся небольшие размеры, купольные дома внутри очень просторные.
Хотите удивить своих гостей или соседей по участку необычной формой загородного дома? Я подробно расскажу, как построить купольный дом своими руками. Для тех, кто сомневается в целесообразности такого решения, я опишу все положительные и отрицательные стороны купольных зданий, а пошаговая инструкция наглядно подтвердит мои слова.
Особенности жилых домов в форме купола.
Самонесущие сооружения сферической форма начали возводить еще в прошлом веке, однако в жилищном строительстве куполообразные дома появились относительно недавно.
Среди частных застройщиков есть много сторонников и противников такой формы жилого дома. Я никого не склоняю ни в ту, ни в другую сторону, а просто приведу очевидные факты.
Невысокая стоимость.
Для возведения купольного здания требуется значительно меньше времени и строительных материалов, чем для строительства типового деревянного или кирпичного дома с такой же площадью.
Соответственно, в таком случае цена строительства уменьшается, а скорость увеличивается.
Небольшой вес.
Тонкостенная сферическая оболочка имеет небольшой удельный вес, поэтому для возведения такого здания можно использовать мелкозаглубленный ленточный или столбчатый фундамент.
По этой же причине такие дома можно строить даже на неустойчивых или пучинистых грунтах.
Самонесущая конструкция.
Сферический купол сам по себе обладает хорошей самонесущей способностью, поэтому для него не требуются никакие несущие или поддерживающие элементы конструкции (колонны, балки, ригели и пр.
При необходимости вы сможете в любой момент установить силовые элементы внутри дома, например, для поддержания перекрытия второго этажа, балкона или мансарды.
Равномерное распределение нагрузок.
Арочное перекрытие под воздействием вертикальной нагрузки всегда работает на сжатие.
Вектор приложенной силы направлен по касательной относительно полусферы, которая к тому же имеет идеальную аэродинамическую форму.
Совокупность этих факторов обеспечивает высокую сейсмоустойчивость и способность противостоять значительным снеговым и ветровым нагрузкам.
Меньшее отапливаемое пространство и эффективное распределение теплого воздуха позволяют экономить до 30% топлива на обогрев купольного дома.
Хорошее энергосбережение.
Отапливаемый объем купольного дома на 30% меньше, чем внутренний объем стандартного здания с такой же площадью по полу.
В сферическом доме нет холодных углов и потолочных стыков, которые в значительной мере приводят к потерям тепла.
Арочная форма купола способствует более равномерному и плавному распределению тепловых потоков.
Свободная планировка.
Пустотелая сферическая оболочка позволяет выполнить внутреннюю планировку всех помещений в доме на свое усмотрение.
Если вам такая планировка со временем надоест, вы в любой момент сможете ее переделать без изменения несущей конструкции здания.
Оригинальный дизайн.
Жилой дом полусферической формы имеет необычный внешний вид, поэтому он будет акцентировать на себе внимание и зрительно выделяться среди других построек частного сектора.
Чтобы не позориться перед соседями, нужно грамотно продумать концепцию наружного оформления и архитектурного стиля.
Сферическая форма может быть не очень удобна для привычной планировки помещений, а также для расстановки мебели, сантехнических приборов и бытовой техники.
Сложная архитектура. У круглого дома сложнее сделать крыльцо, входные двери, окна, балконы и прочие архитектурные элементы.
Внутри купола свободно размещается полноценный двухэтажный жилой дом для большой семьи.
Как устроены купольные дома.
Для индивидуального строительства купольных домов применяется несколько технологий.
Монолитно бетонный свод изготавливается в виде тонкостенной наружной оболочки из армированного монолитного бетона.
Из стального арматурного прутка сваривается легкий каркас полусферической формы.
Сам по себе он практически не имеет жесткости, поэтому поддерживается временными подпорками.
Изнутри и снаружи каркаса по всему периметру устанавливается скользящая опалубка, а внутрь нее заливается бетонный раствор.
По мере застывания бетона убираются некоторые секции опалубки, и она перемещается выше, после чего в нее заливается новая порция раствора.
Когда весь бетон полностью застынет, опалубка убирается, и остается прочная армированная оболочка в виде полусферы.
Для заливки бетонного купола применяется надувная опалубка в виде большого баллона со сжатым воздухом.
Купол из кирпича или камня можно построить даже без специальной оснастки.
На круглом фундаменте по периметру выкладывается несколько рядов кирпича.
Кладка первых рядов делается строго вертикально по отвесу.
Начиная с 10-15 ряда, каждый последующий кирпич укладывается немного под наклоном в сторону центра окружности.
С каждым следующим рядом кладка все больше наклоняется, а ее радиус постепенно уменьшается.
Для поддержания последних рядов под них подставляются временные подпорки, а в самом конце по центру кладется замковый камень.
Кладка купола из кирпича требует большого опыта, поэтому такой способ не подойдет для новичков.
Купольный свод из пенопласта сделать своими руками еще проще, поскольку он собирается из готовых легких сферических сегментов.
Пенопластовые секции из готового набора устанавливаются на круглом фундаменте, и скрепляются между собой при помощи специального клея.
Снаружи на поверхность пенопласта укладывается армирующая сетка, затем наносится слой влагостойкой штукатурки на цементной основе.
Нижняя часть полусферы обкладывается облицовочным кирпичом или клинкерной плиткой, а сверху монтируется гибкое кровельное покрытие на битумной основе (рубероид, битумная черепица.
Внутренняя отделка сводится к оштукатуриванию и окрашиванию купола с применением армирующей сетки серпянки.
Пенопластовый купол, обложенный искусственным камнем, выглядит вполне добротно и стильно.
Каркасный купольный дом собирается из множества небольших отрезков деревянного бруса или досок.
Все заготовки для каркасного купола имеют одинаковое сечение, но немного отличаются по длине.
Они устанавливаются на круговой фундамент, и соединяются друг с другом в строго определенной последовательности.
Снаружи каркас обшивается влагостойкой фанерой или ориентированно-стружечной плитой (ОСП) толщиной 10-15 мм.
Нижнюю часть можно оштукатурить или обложить облицовочным кирпичом, а верх купольного свода покрыть гибкими кровельными материалами.
Изнутри в полости каркаса закладывается теплоизолирующий материал, а затем выполняется отделка листами ОСП, доской вагонкой или другими интерьерными материалами.
Полукруглая терраса вокруг купольного дома позволяет существенно увеличить полезную площадь.
Разновидности каркасных куполов.
Каркасная технология строительства купольного дома предполагает возведение несущего каркаса одного из двух типов.
Стратодезический купол дома имеет дуговой несущий каркас. По структуре каркасной решетки он напоминает параллели и меридианы северного полушария Земли.
По окружности фундамента расположено множество меридиональных радиусных сегментов, которые сходятся в самом верху в центральной части дома.
Все вертикальные сегменты связаны между собой параллельными горизонтальными перемычками, которые равномерно расположены с одинаковым шагом от фундамента до верха купола.
Такая конструкция в сборе с обшивкой хорошо противостоит вертикальным и горизонтальным нагрузкам.
Благодаря прямоугольной форме ячеек решетки, в нее удобно встраивать стандартные окна и двери.
Несущая способность стратодезического купола сохраняется только при полном комплекте всех связанных элементов и наличии наружной обшивки.
Если часть наружной обшивки и несущих сегментов удалить, то такой дом может рассыпаться.
По этой причине стратодезическая технология непригодна для строительства сферических домов нестандартной формы с большими проемами или с обрезанным плоским фасадом.
Стратодезический каркас состоит из множества радиусных сегментов, похожих на дольки апельсина.
Геодезический купол отличается сетчатой структурой несущего каркаса. На первый взгляд его решетка может показаться хаотичной, но на самом деле она строго систематизирована.
Все составные элементы геодезического купола связываются в отдельные пучки по 6 штук.
Они соединяются при помощи металлических коннекторов, и располагаются под углом 45° относительно друг друга.
Каждый пучок образует пространственный многогранник, близкий по форме к сегменту правильной сферы.
Связанные между собой пучки обеспечивают хорошую несущую способность даже без наружной обшивки, а также в том случае, когда сфера собрана не полностью.
Такое свойство позволяет использовать геодезическую решетку для строительства купольных домов самой необычной формы, например, с открытыми террасами, широкими проемами или плоскими фасадами.
Для изготовления требуется большое количество коннекторов и более сложные инженерные расчеты.
Треугольная форма ячеек решетки не всегда удобна для раскроя материалов, а также для установки металлопластиковых окон и дверей.
Каркас геодезического купола состоит из множества отдельных прямых ребер, соединенных между собой под небольшим углом.
Строительство геодезического купольного дома.
Этап 1: подготовка инструментов и материалов.
Чтобы строить купольные дома своими руками, не требуется грузоподъемной техники или специального оборудования, за исключением пилорамы. В остальном можно обойтись обычным набором домашних инструментов.
Материалы для столбчатого фундамента.
Асбоцементные или пластиковые трубы диаметром 200-300 мм (как на фото.
Арматурный пруток диаметром 10-12 мм.
Резьбовая штанга М12.
Овражный или карьерный чистый песок.
Портландцемент марки М400-М500.
Щебень гранитный размером 20-30 мм.
Холодная чистая вода.
Вместо пластиковых труб можно использовать картонные гильзы от больших рулонов или свернутый в 2-3 слоя рубероид.
Сухой брус сечением 100х100 мм.
Обрезные доски 50х100 мм.
Нестроганые доски толщиной 25 мм.
Рейки и бруски сечением 20х20 — 60х60 мм.
Шпунтованные половые доски толщиной 40 мм.
ОСП или влагостойкая фанера толщиной 10-15 мм.
Доска вагонка для внутренней отделки.
Тепло- и гидроизоляция.
Минеральная вата в рулонах или плитах.
Полиэтиленовая пленка.
Гибкая битумная черепица.
Паропроницаемая гидрозащитная мембрана.
Металлизированный алюминиевый скотч.
Монтажная пена в баллонах.
Битумная мастика.
Оцинкованные болты М6-М12 с гайками и шайбами.
Пяти- и шестилучевые коннекторы для соединения брусков.
Саморезы по дереву диаметром 4-6 мм и длиной 32-85 мм.
Кровельные саморезы длиной 25-55 мм.
Оцинкованные монтажные пластины и уголки с перфорацией.
Коннекторы можно сварить самому из толстостенной трубы и стальных пластин 4-5 мм. Для этого удобно использовать кондуктор из фанеры и деревянных брусков.
Этап 2: изготовление фундамента.
Строительство купольного дома своими руками всегда начинается с фундамента. В данном случае он может быть ленточным или столбчатым. Последний сделать проще и дешевле, поэтому я расскажу об изготовлении столбчатого фундамента.
На участке земли определить центр будущего дома в плане, и нарисовать окружность, равную его наружному диаметру.
Это можно сделать с помощью импровизированного циркуля из колышков и шнура.
В пределах окружности сныть верхний слой грунта на глубину 150-200 мм.
От центра к окружности провести прямые линии со смещением 30°, разделив ее на 12 равных частей.
Внутри нарисовать еще один круг, диаметр которого должен быть в два раза меньше большой окружности.
На пересечении большой окружности и прямых линий пробурить 12 ям диаметром 200-300 мм и глубиной 1500 мм.
На пересечении малой окружности и прямых пробурить 6 ям с такими же размерами.
В каждую яму установить и зафиксировать пластиковые или асбоцементные трубы.
Их верхние торцы должны быть расположены в одной горизонтальной плоскости на высоте не менее 200 мм над уровнем земли.
Из трех или четырех стальных прутков сварить 18 армирующих решеток на всю длину свайной трубы.
По центру каждой решетки приварить резьбовую шпильку так, чтобы после установки арматуры она выступала на 150 мм выше торца трубы.
В каждую трубу вставить арматурный каркас, и залить до самого верха бетонным раствором марки М200.
Бетон уплотнить погружным вибратором, накрыть полиэтиленом и оставить в покое для отвердевания.
На время работы резьбу на шпильке желательно защитить малярным бумажным скотчем.
Чтобы под домом со временем не прорастала трава, после монтажа фундамента, на место вынутого верхнего слоя грунта нужно уложить геотекстиль, а сверху засыпать слой песчано-гравийной смеси.
Этап 3: Монтаж основания дома.
Возведение купольного дома на столбчатом фундаменте можно начинать не ранее чем через 2-3 недели после заливки бетона.
Наибольшая нагрузка от веса купола приходится на большую окружность.
Поэтому обвязку наружного контура нужно делать из бруса сечением не меньше чем 100х100 мм.
Для обвязки внутреннего контура столбов можно использовать доску 50х100 мм, установив ее на ребро.
Шаг между опорными точками для каждого бруса должен быть не более 1500 мм.
Если дом имеет диаметр более 12000 мм, то количество опорных столбов надо увеличить.
Чтобы влага из бетона не проникала в дерево, на каждый столб сверху надо наклеить прокладки из рубероида.
Укладка бруса и радиальных лаг.
Соединение всех несущих брусьев и радиальных лаг между собой выполняется в полдерева.
Каждый брус наружного контура должен ложиться на два соседних опорных столба.
После стыковки двух смежных брусьев, в них нужно просверлить отверстие, и насадить на резьбовую шпильку.
Когда весь наружный контур будет собран, его нужно притянуть гайками с широкими шайбами к каждому столбу.
Лаги одним концом опираются на центральный столб.
Посередине поддерживаются внутренним контуром, а другим концом ложатся на брус наружного контура.
Монтаж вертикальных столбов.
Нижняя часть купольной постройки обычно делается вертикальной, а радиусный свод начинается на высоте 800-1500 мм от уровня чистового пола.
Такое решение позволяет более рационально использовать внутреннее пространство.
Для этого перпендикулярно к земле по углам основания надо установить 12 вертикальных столбов из бруса 100х100 мм.
Их надо насадить на резьбовые шпильки, и с двух сторон укрепить боковыми подкосами.
Столбы должны стоять строго вертикально, и расстояние между ними по всему периметру должно быть везде одинаковым.
Этап 4: сборка несущего каркаса.
Для сборки каркаса геодезического купольного дома можно использовать коннекторное или бесконнекторное соединение граней.
Соединение с коннекторами рассчитано на более высокие нагрузки, однако такой способ обойдется дороже.
Бесконнекторное соединение проще и дешевле, но его можно использовать только для куполов небольшого размера.
