Kuppelhus: eksempler og oversikt over konstruksjonsteknologier

I hodet til de fleste er en bygård en rektangulær kasse under et skråtak.

Holdningen til strukturene i sfæriske og kuppelformede konturer er todelt. Mange av dem tiltrekker oppmerksomhet med sitt uvanlige "romfarge" -utseende, og tviler på påliteligheten og bekvemmeligheten ved å leve.

Denne artikkelen vil hjelpe deg med å overvinne den eksisterende "kubiske" stereotypen, objektivt studere fordeler og ulemper med kuppelhus, for å vurdere muligheten for deres uavhengige konstruksjon.

Hjemmesfære – en arkitekt innfall eller et hint fra naturen?

Til å begynne med lånte mennesket mange fremragende oppfinnelser fra naturen og observerte dyrenes liv. La oss rette oppmerksomheten mot "teknologien" som fugler bruker til å bygge hjem. Det er lett å se at det ikke er rette vinkler hvor som helst. Halvkuler, baller, sirkler – bare slike former er gjenkjent av naturen. Det viser seg at den levende "boksen" som er så elsket av oss overhodet ikke er skapelsens krone.

Med fokus på dette naturlige fenomenet undersøkte ingeniørene de mekaniske egenskapene til sfæriske og kuppelformede strukturer. Det viste seg at de ikke bare har utmerket aerodynamikk, men er også mye sterkere enn rektangulære.

Den sfæriske overflaten er energisk feilfri. Med sitt maksimale interne volum har den et minimumsareal. Derfor, i en kuppelstruktur, er varmetapet til det ytre miljøet flere ganger mindre enn i et vanlig hus. Det er ikke for ingenting at innbyggerne i Arktis, eskimoene, har bygget sfæriske igloer av snø i århundrer. Praktisk erfaring fortalte dem hva en vindtett og energieffektiv struktur skal være.

I dag har sfæriske hus flyttet seg fra teoretikernes felt til kategorien praktiske teknologier for økologisk konstruksjon. Tusenvis av mennesker over hele verden har satt pris på fordelene og angrer ikke på valget.

Eksempler og varianter av kuppelstrukturer

En sfærisk struktur kan konstrueres på to måter:

I form av en geodesisk kuppel (samlet fra trekantede rammeceller, sammenføyd ved hjelp av nodelementer – kontakter).
Fra bøyde stag eller buede segmenter forbundet med topper (stratodesisk kuppel).

Geodesisk kuppel

Stratodesisk kuppel

Bøydlimede treholdere for montering av en stratodesisk kuppel

Teknologien til den stratodesiske kuppelen brukes til å montere "kuplene" til ortodokse kirker. Den geodesiske kuppelen kom til oss fra Amerika. Ingeniøren Fuller regnes som oppfinneren.

Til tross for forskjellene i utseende, er disse strukturene preget av minimal vekt, høy stivhet og stabilitet.

Kulehus kan bygges av hvilket som helst materiale, fra isopor til betong. Valget av et spesifikt alternativ avhenger av entreprenørens tekniske utstyr. For bygging av boligbygg brukes ofte strukturer med treramme.

Det er flere grunner til dette. Tre er et miljøvennlig og slitesterkt materiale med høy motstandskraft. Geodetiske kupler er satt sammen av trebjelker, forbundet med stålkontakter.

Husramme basert på en geodesisk kuppel

Stratodesiske boligstrukturer er bygget av bøyde limte bjelker.

Bygningsramme basert på en stratodesisk kuppel

Japansk sfærisk bygningsteknologi er basert på bruk av bøyde skumblokker med låser. Små en-etasjes bygninger er satt sammen fra dem. Styrofoam i et slikt hus utfører to funksjoner samtidig: et strukturelt materiale og isolasjon.

Et moderne iglohus er ikke bygget av snø, men fra et skum "skall"

Kulehusets minimumsvekt gjør at det kan reises på en grunn stripe eller haugfundament. For å isolere seksjonene, bruk mineralull, halm, økoull eller skum.

Den vanligste typen taktekking er myke bituminøse helvetesild. Dette materialet passer perfekt på buede overflater.

Huskule dekket med bituminøse fliser

Øko-byggesupportere velger helvedesild av tre – tynne planker som danner et originalt, skjellete belegg.

Tre singel ser naturlig ut på en sfærisk bygning

To-nivå hus basert på en stratodesisk kuppel med singelbekledning

Nylig har nye materialer dukket opp på markedet, ideelt tilpasset for å skape et sømløst takteppe. Dette er "flytende kork" (korkpartikler i en akrylpolymer) og flytende gummi.

Som vi allerede har sagt, kan materialet for bygging av et sfærisk hus varieres. Hvis betong er din favoritt, er det ikke noe problem.

Ved hjelp av sprøyteteknologi er det mulig å reise kuppelformede konstruksjoner fra lettbetong

Moderne teknologier gjør det mulig å bygge slike hus ved hjelp av PVC-pneumatisk forskaling, der det påføres skumisolasjon. Deretter plasseres et forsterkningsbur over isolasjonen, og det påføres en betongblanding ved hjelp av gunning-metoden.

Du kan ikke bygge et kulehus av halmblokker alene. Dette materialet brukes som isolasjon. Halmen pakkes tett inn i cellene på brettene, og kuppelen samles fra dem.

Romrammen er laget av treceller fylt med halm

Byggegenskaper

Mer nylig var kuppelhuset en eksotisk bygning. For sin konstruksjon, entusiaster av miljøbevegelsen og elskere av originale design påtok seg. I dag er Internett fylt med fabrikksett av sfæriske hus. En uvanlig bolig basert på en geodesisk kuppel og en stratodesisk struktur kan kjøpes uten å forlate en byleilighet.

For de som foretrekker å gjøre alt med egne hender, anbefaler vi å bo på den geodesiske kuppelen. Ved montering er det litt mer komplisert enn et semi-buet kulehus, men det krever ikke komplekst utstyr for bøying og liming av tre.

Den viktigste strukturelle enheten er kontakten. Den romlige sammenføyningen av alle elementene avhenger av nøyaktigheten av produksjonen. Derfor er det bedre å kjøpe et ferdig fabrikksett for arbeid.

Det neste trinnet er å forberede rammebenene fra 50 mm tykke treklosser. Bredden deres skal være lik tykkelsen på isolasjonen (minst 10 cm). Lengden på ribbeina velges ut fra monteringsdiagrammet til geokuppelen.

Nødvendig avklaring: i beregningene av kuppelrammer brukes begrepet "frekvens" eller "seksjon", betegnet med symbolet V. Det bestemmer tettheten av delingen av overflaten til kuppelen i trekanter. Jo høyere frekvens, desto mindre "kantet" og mer sfærisk er kuppelstrukturen.

Imidlertid forårsaker en økning i frekvens en økning i antall ribber og kontakter, noe som kompliserer designet betydelig. Derfor blir det i praksis oftest bygd kuppelhus med en frekvens på 2V.

Utsettingsfrekvens (V) til kuppeloverflaten – grunnleggende beregningselement

I tillegg til frekvensen, må du bestemme diameteren på kuppelen og dens høyde. Hvis du kjøper et ferdig sett med kontakter, trenger du ikke bruke en online kalkulator for å beregne lengden på ribbeina. Produsenten lager kontakter for montering av rammen med en gitt høyde og diameter.

Som praksis viser er en kuppel med en diameter på 8 meter og en høyde på 4 meter optimal for bygging av et to-nivå landsted med et samlet areal på 64 m2, en vinterhage eller en badstue.

For å bygge et kuppelhus med egne hender, må du utføre flere operasjoner:

Merk grunnlaget for rammen på stedet (stripe, søyle, "svensk plate" eller haug).
På anlegget vil du legge et anker i fundamentet. De er nødvendige for å feste fôret som den første raden med "trekanter" i rammen er festet til.
Monteringen utføres i parallelle rader, som forbinder kantene på rammen til en romlig struktur ved hjelp av kontakter.
Etter at installasjonen er fullført, er kuppelen kappe fra innsiden med trebord eller gipsplater.
Isolasjon legges i cellene i rammen, dekkes med en vindtett membran og hylses på utsiden med en Isoplat- eller OSB-plate.
På steder der vinduer er installert, lages ikke kledning. I dørinstallasjonssonen blir rammen "revet fra hverandre" og etterlater en nisje av ønsket størrelse i den. Stivheten til den geodesiske kuppelen er veldig høy, så døråpninger kan ikke redusere den betydelig.

En to-nivå hus-kule på scenen for utvendig kledning med OSB

Noen utviklere lager første etasje i form av en polyhedron, og den andre er kronet med en geokuppel.

Døråpningen passer perfekt inn i utformingen av den sfæriske bygningen. Men trekantede vinduer og tilleggselementer i dørkarmen er dyrere enn vanlig. De må bestilles som ikke-standardvarer.

Fordeler og interiør i kuppelhus

I tillegg til de nevnte fordelene – unik styrke og vindmotstand, har sfæriske strukturer andre fordeler:

kostnadseffektivitet (på grunn av et lett fundament, montering uten involvering av kraner, bruk av effektiv isolasjon);
muligheten for gratis planlegging av boareal på grunn av fravær av innvendige vegger;
utmerkede lydisoleringskvaliteter;
attraktivt utseende og unikt interiør.

Innvendig er de sirkulære bygningene overraskende romslige og vakre. Den høye høyden lar deg enkelt plassere andre etasje i dem.

Et komfortabelt bad kan plasseres selv under en liten 4 meter kuppel. Den sfæriske formen og ovnens sentrale beliggenhet gir varmebesparelser og jevn oppvarming av lokalet.