Обзор строений для дачи, которые можно построить в виде геодезического купола. А может быть построить целый дом? Укрупненные примерные этапы строительства каркасных геокуполов

Теплица на даче давно стала не только подспорьем в выращивании овощей, но еще и возможностью реализовать свои творческие амбиции. Среди всех новаторских решений особого внимания заслуживает геодезический купол – детище современной архитектуры. Интерес к оригинальной конструкции объясняется просто – установить такую теплицу на своем участке под силу даже неопытному мастеру – полусфера легко собирается из простых деталей, а производительность ее грядок не уступает урожаям из стандартных сооружений.

Геодезический купол – красиво, практично и просто

Рост популярности купольных теплиц объясняется несколькими факторами:

1. Для установки не нужен прочный фундамент, так как ее конструкция значительно легче, чем аналогичные по площади привычные укрытия.
2. Сооружение легко монтируется и разбирается, при необходимости его несложно перенести на новое место.
3. Полусферическая форма отличается высокой прочностью и стабильностью. Ячеистый каркас лучше противостоит сильным ветрам, легко выдерживает снегопады и обладает хорошей сейсмоустойчивостью.
4. По сравнению с традиционными формами укрытий, строительство теплицы-купола обходится дешевле, так как для монтажа не требуется сложное оборудование. В строительстве используются простые доступные материалы – деревянные бруски или пластиковые трубки для каркаса, шурупы, поликарбонат, агроволокно или парниковую пленка для обшивки.
5. За счет уникальной секционной структуры отпадает необходимость в установке внутренних опор, а это существенно экономит стройматериалы.
6. В отличие от прямоугольных теплиц в полусфере, не нужно ориентировать грядки относительно сторон света – растения всегда хорошо освещены.

В геокуполе легко обеспечить необходимый микроклимат для выращивания нескольких урожаев огородных культур за год. Грунт всегда хорошо прогревается, а для поддержания стабильности температуры используются экологичные тепловые аккумуляторы – резервуары с водой.

Зимой геокупол способен выдержать даже сильный снегопад

Как самостоятельно построить купольную теплицу

Построить такое сооружение на своем участке несложно. Для этого потребуется рассчитать размеры секций, распечатать схему сборки, подготовить детали каркаса, расчистить место для установки теплицы и можно приступать к монтажу.

Варианты купольных теплиц

Принципы конструирования купольного каркаса

По своей сути все геодезические купола – это многогранники, грани которых образовывают поверхность, максимально приближенную по форме к сфере. Форма граней может быть разной, но треугольник считается самым стабильным и устойчивым. Поэтому в большинстве случаев основным структурным элементом для создания полусферического каркаса является треугольник.

Треугольные секции – основа обтекаемого и устойчивого каркаса

Для строительства каркаса малых купольных строений на дачных участках – теплиц, беседок, гостевых домиков – чаще всего применяют каркасно-щитовую технологию на основе равнобедренных треугольников разного размера. Чем меньше размер секций, тем больше их потребуется для создания сферического парника. Принцип их соединения между собой похож на пошив футбольного мяча – треугольники соединяются в выпуклые шести- и пятиугольники, которые объединены в устойчивую полусферу.

Совет! Если при расчете геокупола не учитывались углы соединения фрагментов, то монтаж лучше проводить при помощи коннекторов с 4, 5 и 6 лопастями.

Формула расчета длины элементов купола

Чтобы не ошибиться в процессе сборки, нужно заранее все высчитать длину всех ребер, правильную последовательность их чередования, углы соединения элементов. Для составления оптимальной схемы необходимо пользоваться специальными формулами. В основу расчета геодезического купола ложатся конкретные размеры:

• радиус основы сооружения;
• высота теплицы (выраженная в дробном отношении к диаметру сферы, H);
• частота разбивки на секции (V).

Деревянные бруски для монтажа

Чем выше числовой индекс V (1, 2, 3…), тем больше типов ребер потребуется подготовить. Купол 1V – это усеченный икосаэдр, все ребра одной длины. Такое сооружение больше похоже на пирамиду с пятью гранями. Для строительства домашней теплицы лучше всего подходят купола 2V (два вида ребер, H= радиусу) и 3V (ребра А, В, С, высота сооружения Н= 5/8, 7/12, 5/12 диаметра).

Длина каждого вида ребер (La, Lв, Lс…) рассчитывается по формуле L=R*K, где R – это радиус основания каркаса, а K – коэффициент по частоте разбивки.

Таблица коэффициентов

Для вычисления необходимого количества материала для обшивки используют формулу расчета площади сферы: S=2π *R*H, где R – радиус основания, а H – вычисленная высота теплицы. Например, при радиусе основания 3V теплицы 4 м и высоте 3/8d, расчет площади будет таким:

S=2*3,14*4*(3/8*8) = 75,36 м2

Подготовка к монтажу каркаса

При строительстве геодезического купола своими руками для каркаса нужно выбирать легкий и прочный материал – деревянные бруски, нетяжелые металлические пруты или пластиковые трубы. Деревянные бруски перед покраской лучше пропитать противогрибковым составом. При подготовке фрагментов крайне важно соблюдать точность разметки – все детали одного типа должны быть взаимозаменяемы.

Совет! Окрашивайте ребра одинаковой длины одним цветом. Например: ребра А – красные, В – синие, С – желтые. Для облегчения работы с цветной схемой сборки маркировка готовых ребер должна совпадать с маркировкой на чертеже.

Количество ребер по типам и коннекторов для монтажа каждого вида купола высчитывается по схемам.

Полевые работы и монтаж основания

Для установки геодезического купола на даче необходимо выбрать открытый незатененный участок. Плодородную почву с площадки можно временно удалить, а саму поверхность засыпать глиной и тщательно выровнять и утрамбовать. Если почва неустойчивая, то под основание придется залить небольшой фундамент или вбить опорные сваи под каждый угол основы (форма фигуры повторяет очертания нижнего ряда схемы – десяти-, восьми- или двенадцатиугольник).

Высота основания зависит от того, как предполагается использовать постройку – для легкого летнего парника хватит 15-20 см, а для зимней теплицы с теплыми грядками лучше поднять стенки на 50-70 см. Основу обычно изготавливают из толстого бруса или деревянных щитов. Невысокое временное сооружение можно установить прямо на кирпичи или камни, уложенные под углы нижнего ряда каркаса.

Монтаж основы купольной теплицы

Сборка и обшивка каркаса

Конструкцию собирать лучше снизу-вверх, соединяя ребра коннекторами или шурупами в соответствии со схемой. Вершину купола удобнее собрать на земле, и только потом прикрепить к каркасу. Заниматься монтажом такого «конструктора для взрослых» лучше с помощником – так удобнее фиксировать детали. Для входа во время сборки вместо нескольких элементов купола вставляется дверная коробка.

Совет! Для вентиляции установите в верхней части купола 2 рамки-форточки, изготовленные по внутренним размерам треугольного элемента.

Следующий этап – обшивка каркаса. Для этих работ выбирается плотный прозрачный материал – парниковая пленка, поликарбонат или стекло. Существует несколько способов укрыть купольную теплицу:

• готовый каркас обтягивают пленкой поверху;
• вырезают треугольники из поликарбоната (по размеру каждой ячейки каркаса) и крепятся, как мозаика;
• в ячейки каркаса вставляют стекло.

После того как купол полностью обшит, нужно проверить его герметичность. При необходимости места соединения реек и обшивки дополнительно герметизируют.

Проект теплицы с грядками

Внутреннее обустройство геотеплицы

Сборка геокупола своими руками завершена, самое время обустроить его внутри. До закладывания грядок необходимо подготовить системы обогрева, полива и вентиляции. Внутри купола по северной стороне необходимо закрепить блестящий материал (фольгу, металлизированную пленку) – так растения и резервуары с водой получат больше света и тепла.

Температура в теплице поддерживается с помощью самодельных аккумуляторов тепла – под светоотражающим щитом устанавливают несколько бочек с водой. Вода за день нагреется, благодаря чему ночью внутри будет поддерживаться необходимая температура. Эту же воду можно использовать для капельного полива.

Примерная схема внутреннего устройства геодезической теплицы

Для обогрева грядок под слоем почвы можно уложить гофрированные трубы, в которые будет подаваться теплый воздух.

Трубы засыпают слоем навоза или компоста. Теплый воздух циркулирует по системе под грядками благодаря вентилятору, подключенному к солнечной батарее. Дополнительно для аккумуляции тепла в центре теплицы можно установить несколько пятилитровых фляг, также заполненных водой. Кроме встроенных форточек, можно установить автоматическую систему вентиляции для проветривания по расписанию.

Грядки в купольной теплице располагают по периметру.

Ширину грядки лучше делать не больше, чем 1,5 м, иначе тяжело ухаживать за растениями. Какую именно грядку обустроить – дело вкуса. Можно построить стандартные – до 40 см в высоту, высокие или теплые, вертикальные или двухъярусные. При большом радиусе основания в центре обычно обустраивают грядку-клумбу, на которой высаживают высокорослые или вьющиеся культуры.

Грядки в два яруса хорошо освещаются под прозрачным сводом

Геодезические теплицы на природном обогреве подходят для выращивания любых культур в период с ранней весны и до ноября. При достаточно большом объеме купола и наличии дополнительного отопления и подсветки такие теплицы пригодны для круглогодичного использования даже в районах с умеренным климатом.

Как видите, самостоятельно построить на участке оригинальную теплицу-купол несложно. И если учесть, что затраты на ее создание и содержание несколько меньше, чем для других укрытий, то можно смело сказать, что популярность таких сооружений будет расти с каждым годом.

Строительство куполов.

Технология разработана архитектором Бульковым К.В.

История

Способы возведения купола, существующие на сегодняшний день:

Геодезический купол – набор несущей конструкции из треугольных или шестиугольных конструкций (деревянные,пластиковые, металлические стержни с стальные узлы). Недостаток: дорогие и сложные или слабые узлы, конструкция не стабильна пока не собрана;

Рамный способ - установка кривых балок по форме купола, вся конструкция набирается секторами. Сюда же относятся варианты строительства куполов из стали. Недостаток: необходимость в изготовлении дорогих клееных балок или сварных конструкций, не стабильна пока не собрана (за исключением вантовых конструкций);

Способ торкретирования на арматурный каркас – набирается арматурная сетка, после чего насосом набрызгивают бетон. Недостатки: высокая стоимость строительства, сложность арматурных работ, необходим бетонный завод;

Купол по опалубке – на заводе изготавливается сектор опалубки и на месте строительства последовательно заливаются сектора и замыкаются в купол. Сюда же относится вариант, когда на заводе отливаются элементы и на площадке собираются в купол, с помощью техники. Недостатки: высокая стоимость строительства, наличие бетонного завода, ограничения по форме купола, конструкция не стабильна пока не собрана, из-за необходимости ее стабилизировать идет перерасход бетона;

Метод «надувки» - на площадке раскладывается огромный надувной шар, после чего особым образом раскладывается арматура, она не закрепляется жёстко, а на специальных крючках, далее начинается заливка бетона, по мере заливки надувается шар, в итоге получается купол. Недостатки: наличие специальной опалубки, необходим бетонный завод, специальная бетонная смесь, залить необходимо до схватывания;

Классический метод выкладки купола из кирпича (плимфы) по опалубке или по шаблону. Недостатки: конструкция не стабильна пока не собрана, высокое мастерство каменщиков и качество материала.

Купола из (super adobe) мешков с уплотненным грунтом . Купол растет постепенно, применяется практически любой грунт. Недостатки: очень боится влаги и солнца, трудоемко, ограничения по форме и размерам купола.

Вроде всё, но возможно есть ещё варианты.

Каждый из выше перечисленных способов имеет свои плюсы и свои недостатки. От некоторых вариантов отказались, некоторые применяются и сегодня. Все варианты куполов отлично экономят пространство, можно перекрывать большие пролеты.

Предлагаю рассмотреть три метода строительства купольных и сводчатых зданий:

Метод первый

Итак, имеем ровную площадку, подготовленную под строительство. У нас заложена лента по форме купола. Далее понадобится много прутьев диаметром в палец-два, длиной от полутора метром до трёх. Прутья должны быть из ивняка, орешника или акации (думаю молодняк – то, что надо), но ни в коем случае не брать бузину, калину или иной кустарник у которого рыхлая сердцевина. Закрепляем прутья вертикально, достаточно жёстко в основании, чтобы не шатались и не вываливались при сгибании. Шаг прутьев 70-120 мм. Далее, в центре необходимо установить шаблон купола – это вертикальная мачта на поворотном шарнире (ось вращения) к которой прикреплён шаблон-дуга купола (повторяющая внутреннее очертание купола). Теперь приступаем к плетению гигантской корзины. Размер ячейки 150Х70 мм примерно, можно квадратные 70Х70 или 50Х50. Вплетаем всё новые и новые прутья, попеременно заплетая вертикальные стойки, и постепенно придаём форму. После того, как поднялись на метр можно заложить 700 мм снизу саманом, толщина самана у основания 500 мм, используем тяжёлый, хорошо вымешенный саман. Укладываем грубо – лепёшку-шар диаметром примерно 100-150 мм с силой вкидываем на плетень. Надо сделать так, чтоб 400 мм самана осталось снаружи, а 100 мм внутри купола. После вкидывания лепёшек, надо взять дубинку и пришлёпнуть саманину в единую массу. Влажность должна быть такая, чтоб лепёшка с высоты плеча падала практически, не деформируясь, должна оставаться лишь небольшая вмятина. Естественно, рассыпаться лепёшка тоже не должна. Важно применять солому, чем больше соломы сможет замесить «саманомес», тем лучше. Выложив один слой высотой около 700 мм, не разравнивайте, пусть он будет максимально грубым, накройте мокрыми тряпками, потом клеёнкой, после чего продолжаем плести купол. Задача в том, чтоб по кругу подымать саманную стену, по 500-700 мм, используя плетень как несущую сетку.

Перед укладкой второго и последующих слоёв самана надо снять тряпки с клеёнкой и промазать нижний слой глиняным молочком. После этого продолжаем наращивать стену. Саманная стена должна постепенно становиться тоньше к вершине. На самой вершине толщина самана должна быть не более 150 мм. По мере роста стен можно втыкать новые вертикальные прутья-стержни для плетении в саман и дополнительно привязывать их верёвками в верхушкам предыдущего стержня. Можно использовать расколотые вдоль рейки (дранку) для набора каркаса. При правильном изготовлении каркас спокойно несет вес рабочих, несмотря на шаткость.

Такой метод ограничен диаметром куполов – до 4.5-5 м, и их формой – купол должен стремиться скорее к «шлему» нежели к полусфере. Метод трудоёмкий, он отлично подходит для степного региона, где есть глина и кустарник. Получаем отличную несущую конструкцию купола.

Второй метод.

Имеем готовую площадку с залитой лентой. Вовнутрь будущего купола сносим необходимое количество соломенных тюков. Тюки укладываем с перевязкой так, чтоб конструкция не шаталась. Получаем скирту, которая грубо напоминает полусферу. Далее берём смесь песка и глины (80-90% песка и 20-10% глины) и обмазываем соломенный «купол», придавая форму полусферы. Задача – получить такую поверхность, которую потом не надо будет дополнительно обрабатывать. Готова своего рода опалубка-болванка. Далее может быть несколько методов строительства, в зависимости от диаметра полусферы: если диаметр менее 5 м – можно применять саман, если от 6 до 12 – применяем сталефибробетон или полнотелый кирпич. Принцип укладки самана такой же как и в предыдущем методе или использовать саманные блоки. Сталефибробетон наносится насосом, смесь должна иметь очень низкую текучесть и быстро схватываться. Возможно, понадобятся леса для заливки. Толщина бетона у должна быть около 150 мм у основания и около 70-80 мм у вершины. После полного высыхания (набора конструктивной прочности) бетона (или самана) начинаем вынимать солому и глинянно-песчаную смесь. В результате получаем купол с идеальной внутренней поверхностью. После утепляем, гидроизолируем, вентилируем, укрываем и эксплуатируем.

Третий метод.

Хотим строить заглублённое здание. Имеем площадку с уклоном, грунт – глина, супесь, мел, неважно, главное, чтоб не скала. Начинаем земляные работы, наша задача разметить контуры будущего сооружения. Принимаем за основу какую-то точку, пусть это будет 0.000. Относительно неё пол должен быть заглублён, к примеру, на 2 метра (отметка пола: -2.000), а отметка вершины будет +2.500. Начинаем выбирать землю в тех местах, где будет наша стена. Сначала делаем вертикальные траншеи, грунт отбрасываем во внутрь будущего сооружения. Иными словами, формируем те же очертания куполов, сводов, которые необходимо получить. Подчищаем стенки, придаём необходимую форму и уклоны. После того как «болванка» закончена, можно приступать к изготовлению фундамента и купола. Мы можем использовать такие методы куполостроения: заливка сталефибробетоном, глинобит, укладка саманных лепёшек или блоков, купол из кирпича. Перед тем, как начать использовать один из этих методов «болвану» лучше укрыть плёнкой или старыми баннерами, тканью и на эту основу укладывать несущую конструкцию купола. Когда купол готов, начинается самое интересное. Надо выбрать весь грунт-«болванку». Грунт можно выбирать двумя способами:

1) через круглый люк в вершине купола – грунт вынимается и укладывается у основания, постепенно обваловывая купол;

2) через проёмы у основания купола, и также постепенно заглубляя купол.

Это очень трудоёмкий процесс, который лучше максимально механизировать. Надо будет перекидать кубометры грунта вручную. Таким методом можно строить дома заглублённые или обвалованные, сводчатые конструкции любой сложности.

Послесловие

На протяжении всего этого труда мы говорили о куполах и сводах, простых полусферических объёмах, но любой из описанных методов может применяться для разнообразных, сложных бионических форм. Можно выплетать арки и сложные оконные проёмы, на одном большом куполе можно разместить множество маленьких. Можно усложнить форму купола, сделав его похожим на очищенный мандарин. Купол может переходить в своды. Можно состыковывать несколько сложных куполов в один потрясающий и сложный объём, который будет приводить в экстаз любого, кто попадает вовнутрь помещения. Методы разработаны для индивидуального домостроения, они не удобны для использования при строительстве большепролетных объектов.

Я не придумал ничего нового, просто адаптировал традиционные методы строительства печей под строительство сооружений. Третий метод – это усовершенствованный метод «стена в грунте». Я не утверждаю, что эти три метода лучше тех, что применяются традиционно, а предлагаю вам альтернативу и варианты. Я дал вам методы, а форма ограничена лишь вашей фантазией.­­

Выбирая проект для любой дачной постройки, будь то дом, беседка или баня, мы оцениваем не только функциональность, но и привлекательность будущего строения. Ведь загородный участок – место для отдыха, и именно здесь хочется окружить себя красотой и чем-то необычным.

Если вы хотите, чтобы на вашем участке появилась по-настоящему оригинальная оранжерея, беседка или дачный домик, попробуйте освоить постройку геодезического купола. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, освоить ее сможет даже начинающий строитель, а затраты на материалы будут минимальными.

Вполне возможно, что многие не знают, что это за конструкция, ведь встречается она не так часто.

Поэтому остановимся подробнее на характеристиках и особенностях данной архитектурной формы. Изобретателем сооружения с несущей сетчатой оболочкой стал Ричард Фуллер. Он взял известную своей прочностью купольную конструкцию и разбил ее на треугольники, стороны которых находятся на геодезических линиях. Изобретение Фуллера помогло перевести постройку купола в дело, понятное и доступное каждому.

По замыслу изобретателя, именно такая необычная конструкция постройки должна была помочь в решении проблемы быстрого строительства недорогого и удобного жилья. Идея не прижилась и не используется в массовых застройках, но вот для создания футуристического кафе или необычного дачного домика геодезический купол – самый подходящий вариант (как на фото).

Как и любой купол, изобретение Фуллера - очень устойчивая конструкция. Равномерно распределяя вес, купол способен выдерживать значительные нагрузки и экономит затраты на постройку фундамента. Обтекаемая форма успешно выдерживает даже мощные порывы ветра. Экономичность таких построек обусловлена уменьшением площади боковых поверхностей. Внутри купола закругленные стены облегчают процесс циркуляции воздуха, создавая идеальные условия для поддержания микроклимата.

Из недостатков можно отметить более сложные, в сравнении с обычными постройками, расчеты. Поскольку конструкция состоит из большого количества деталей, при наличии повышенных требований к герметичности и теплоизоляции, придется утеплять гораздо больше стыков. Это, пожалуй, единственные минусы конструкции.

Как правильно рассчитать конструкцию

Если вы решили построить геодезический купол своими руками, первое, с чего нужно начать – провести расчеты. Основная задача расчета купола - имея заданный радиус получить следующие данные:

• высоту и общую площадь постройки,
• площадь поверхности геокупола,
• количество и длину ребер,
• величину межреберных углов, количество и вид необходимых коннекторов.

Отдельно стоит остановиться на такой детали для сборки купола как коннектор. Он представляет собой узел, который соединяет стропильные части между собой.

Поскольку коннектор – основной элемент крепежа конструкции, изготовлен он должен быть из высококачественного и прочного материала.

Коннектор – основной элемент крепежа конструкции

В зависимости от сложности купола и места нахождения в нем, коннектор может иметь четыре, пять или шесть лепестков. Набор крепежа для строительства купола можно купить, а можно сделать своими руками. Примером может служить коннектор из перфорированной ленты (на фото). Такой коннектор очень хорош тем, что на нем легко регулировать угол наклона. Купольные постройки с небольшим диаметром можно собирать и безконнекторным способом, но если вы строите просторный дачный дом, использовать для крепления ребер металлический коннектор просто необходимо.

Чтобы произвести расчет геодезического купола, нам необходимо определиться с размерами будущей постройки.

1. Следует помнить, что площадь основания готового купола будет меньше площади круга, так как в основании находится многогранникк, вписанный в заданную окружность.
2. Высота геокупола определяется по длине диаметра, и может составлять для четной высоты разбиения ½, ¼, 1/6 диаметра, а для нечетной 3/8, 5/8. Чем больше высота, тем больше конструкция будет напоминать шар.
3. Площадь поверхности конструкции Фуллера определяется по формуле S=4π *R2. Для купола, равного половине сферы, используем следующую формулу S=2π *R2. Если нужно рассчитать площадь сегмента сферы, формула расчета будет иметь следующий вид: S=2π *RH, где H – значение высоты сегмента.
4. Для расчета необходимых элементов конструкции можно использовать онлайн калькулятор. После введения данных о радиусе и высоте купола, калькулятор произведет расчет геодезического купола и выдаст данные о количестве и длине ребер, а также количестве и типе коннекторов.
5. Длину ребер можно высчитать и самостоятельно с помощью коэффициентов, а вот с подсчетом количества необходимых материалов лучше справится все-таки калькулятор.

Строим купол

Наиболее подходящими для купольной постройки конструкциями являются теплица, беседка или дом. Для начала выбираем место под застройку. Если это теплица, необходима хорошо освещаемая площадка, если дом или беседка, то можно выбрать и более затененный участок.

Площадку под каждое из этих сооружений выравниваем, убираем мусор, пни и корни деревьев. А теперь рассмотрим подробнее каждый вариант.

Теплица

Проще всего собрать купольную теплицу.

1. Для ее постройки не понадобится фундамент, а в качестве материала для основы могут служить доски, бруски, профильные трубы.
2. На тщательно выровненной поверхности начинаем собирать основание купола.
3. Сначала собираем треугольники, а потом скрепляем их между собой. Чтобы не попутать грани, их желательно подписать и постоянно сверяться со схемой.
4. Если теплица небольшая, при сборке коннектор можно заменить обычной монтажной лентой и саморезами.
5. Готовый купол можно покрыть обычной пленкой.
6. Значительно лучше будет смотреться теплица, покрытая поликарбонатом. Нарезанные треугольники из поликарбоната крепятся на каркас, а сверху стыки декорируются красивыми рейками.
7. Снаружи купол можно оградить, например, декоративным камнем, или высадить цветы и поставить маленький декоративный заборчик.

Такая необычная теплица станет настоящим украшением вашего загородного участка.

Беседка

В виде купола Фуллера можно соорудить и необычную беседку.

• Оптимальным материалом для такого сооружения станет профильная труба.
• Концы нарезанных трубок необходимо сплющить и загнуть относительно трубы под углом в 11 градусов.
• На каждом конце трубки необходимо просверлить отверстие.
• Для сборки деталей каркаса коннектор не потребуется, достаточно соединить трубы с помощью болтовых соединений так, как показано на фото.

Когда конструкция будет готова, начинается последний и самый важный этап – накрытие купола. Материал для покрытия можно выбрать самый разнообразный. Выбор его зависит только от ваших финансовых возможностей и фантазии. Если не накрывать весь купол и оставить несколько секций по бокам беседки открытыми, отверстия можно задекорировать тканью. В такой уютной и необычной беседке вы с удовольствием будете проводить время с друзьями и родными.

Дом

Геодезический купол может стать основой вашего дачного дома. Основным отличием от предыдущих строений будет необходимость возведения фундамента.

• Чтобы построить дом в виде купола Фуллера, достаточно будет малозаглубленного теплоизолированного фундамента.
• На фундамент крепим угловые стойки основания, укрепляем горизонтальными распорками и возводим купол.
• Снаружи конструкция обшивается фанерными листами, как на фото.

Вставив оконные и дверные рамы, начинаем обустраивать дом внутри. Для этого в каждый проем закладывается утеплитель и опять зашивается фанерой.

Чтобы построить такой дом, понадобиться около двух месяцев. Купольная форма не только позволит вам значительно сэкономить на строительных материалах, в процессе эксплуатации вы сможете по-настоящему оценить преимущества купола Фуллера: меньшая площадь стен и потолка уменьшает теплопотери, выпуклые стены позволяют воздуху свободно циркулировать, создавая особый микроклимат, аэродинамические свойства купола препятствуют выдуванию тепла.

Теплица геодезический купол - это уникальное сооружение, занимающее минимум места на земельном участке и требующее совсем небольшое количество строительных материалов. Имея лишь брусок, несколько кусков строительной ленты из стали и шурупы - вы сможете собрать такую теплицу своими руками. Причём конструкция получится достаточно лёгкой и на установку понадобится не больше половины дня, если все материалы будут под рукой.

Необходимые материалы

Чтобы построить теплицу необходимо приобрести:

• Пруток арматурный, сечение 6-8мм, длина 0,6м - 20 шт.,
• Рейка, сечение 25х50мм, длина1,1м - 30 шт.,
• Рейка, сечение 25х50мм, длина1,2м - 35 шт.,
• Стальная полоса, сечение 2х32, длина 1,85м - 10 шт.,
• Болт, сечение М6, -, 25 шт.,
• Гайка, сечение М6, - , 25 шт.,
• Шайба, сечение 5х1,5мм, - , 250 шт.,
• Шуруп-саморез, сечение 4х32, - , 250 шт.

Для сгибаний арматурного прутка понадобятся:

• брус длиной примерно 1,5м, сечением 150х150мм - для создания гибочного приспособления;
• водопроводная труба 3/4" - 4 отрезка;
• болты диаметром 12мм - 4 штуки;
• антисептик - для пропитки деревянных деталей;

Добавьте 30 кв.м. полиэтиленовой плёнки для покрытия теплицы и 2000 металлических скобок для степлера, которыми она будет закрепляться.

Инструменты: пила-ножовка по дереву (зубчик желательно мелкий), ножовка по металлу, угольник для разметки деревянных деталей, рулетка, кусок шнура, молоток и кисточка, шуруповёрт.

Обратите внимание на технику безопасности - работайте в перчатках и защитных очках.

Изготовление реек

Работа по постройке теплицы геокупола начинается с заготовки деталей. Первый этап - изготовление реек, из которых далее собирается сам каркас сооружения. Из готовых реек готовите пятиугольники (сборочные единицы каркаса), которыми будет образована поверхность геосферы.

Если имеется кондуктор - лучше пилить рейки на нём, чтобы не делать разметку на каждой в отдельности.

Нарезка полос для соединительных деталей

Приготовленные стальные соединительные полосы толщиной 1,5-2 мм нарежьте на тридцать частей так, чтобы в каждой было по 7 отверстий. Далее - производите загиб на угол в 250. При этом на прямой части полосы должно остаться четыре (либо 3 - с большим расстоянием между собой) отверстия, а на отогнутой - три.

Сгибание производится с помощью плоскогубцев, зажимая отрезок полосы тисками. Чтобы проверить угол загиба подготовьте заранее шаблон - уголок подходящего размера.

После загиба острые края полосы обточите напильником, чтобы в дальнейшем на них не рвалась плёнка.

Сборка соединительных узлов геокупола

Теплица геокупол собирается из соединительных узлов трёх разных типов:

1. Четырёхконечный - будет соединять рейки конструкции на уровне земли. Двумя горизонтальными полосами соедините две горизонтальные рейки основания теплицы. Полосы, вставшие при этом под углом, удержат наклонные рейки пятиугольников. Произведите закрепление полос центральным болтом с гайкой. Далее в отверстия будут вставляться шурупы. Чтобы шляпка не проходили насквозь - подложите под неё шайбу.
2. Пятиконечный - на него собираются пятиугольники, которые составят основу всей конструкции. К лучам этого узла крепите рейки длиной 1,1м. Собираете так же - на центральный болт с гайкой. Углы между полосами делаете одинаковыми. Изготовляете шесть узлов.
3. Шестиконечный - благодаря этим узлам возможно будет собрать пятиугольники в цельную конструкцию. Собирается также, как и предыдущие - загнутыми частями с тремя отверстиями к болту (см.фото). Закрепляется болтом и гайкой, выравниваются углы между полосами.

Поскольку собрать нужно будет целых девять узлов - рекомендуется перед началом работы изготовить хотя бы самый простой кондуктор, в котором работы будет проводить легче и точнее.

Установка каркаса теплицы

Каркас теплицы состоит из пятиугольников, соединённых между собой рейками.

• Начинайте сборку с прикрепления на пятиконечный узел рейки, длиной 1100мм, шурупами-саморезами. Рейка крепится ребром для обеспечения конструкции достаточной прочности. Чтобы конец рейки не раскололся - сверление под шурупы сделайте не на полный диаметр шурупов, а на 0,75. Перед закручиванием в деталь под головку каждого шурупа подложите шайбу. Благодаря этому лучше распределится нагрузка, и конец рейки даже при самом крепком соединении не расколется. Пять реек собирается в единую пятиугольную конструкцию и таких сборочных единиц собирается пять.
• На два луча пятиугольника крепите по той же схеме 2 четырёхконечных соединительных узла. Позднее они прикрепятся к рейкам основания теплицы, которые будут иметь опору на землю.
• На два луча пятиугольника присоединяете соединительные узлы шестиконечного типа. С их помощью пятиугольники будут соединяться между собой. Последняя рейка остаётся свободной - для крепежа к лучу соседнего пятиугольника.
• Пятиугольник крыши расположится горизонтально наверху геокупола. Соедините его лучи по контуру рейками длиной 1,2м. Должна получиться выпуклая объёмная конструкция, которая состоит из пятиугольников с пятилучевыми «снежинками» внутри.
• Для сборки «стены» геокупола пятиугольные стены секции установите по кругу и состыкуйте их на верхнем уровне - углами, а на уровне земли - рейками. Для сборки используйте шурупы с шайбами.
• Чтобы сформировать дверной проём - на место образованного в «стене» теплицы пятиугольника установите две стойки и перекладину. При желании можно установить лёгкую рамную дверь из реек.
• Последним штрихом установки каркаса является формирование «крыши». Оставшийся пятиугольник пристыковывается горизонтально к углам «стен». Он должен иметь во всех углах шестиконечные соединительные узлы. Если крепить будет очень сложно - ослабьте гайки на центральных болтах соединительных узлов и конструкция станет более подвижной. После выравнивания всех секций подтяните болты снова.

Укрепление конструкции

Для защиты теплицы от порывов ветра, отрезки арматурного прутка согните в U-образные анкера и прикрепите ими конструкцию к земле. Чтобы закрепить каждую рейку основания используйте 2-3 анкера.

Фиксирование плёнки

Накидываете плёнку на купол и фиксируете её металлическими скобками к каркасу - с помощью степлера. Для лучшего сохранения плёнки скобки лучше вбивать через пластиковую ленту. Ваша оригинальная конструкция готова.

Примерную схему сборки геокупола вы можете увидеть на видео.

Увеличить экономию при эксплуатации можно за счет:

Достаточной теплоизоляции купола;

Использование эффекта теплицы (большая площадь эффективного застекления направленного на сбор солнечного света в зимнее время);

Использования альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветровых и водных генераторов...);

Использование для отопления печей с высоким КПД (например печи Кузнецова);

Использование рекуператоров которые отлавливают остаточный теплый воздух из "трубы";

Изолированных входных тамбуров, которые отсекают холодный или горячий воздух при входе в дом

Укрупненные примерные этапы строительства каркасных геокуполов :

Теоретические расчеты;

Подготовка основания, фундамента с предварительной закладкой жизнеобеспечивающих систем, если они предусмотрены;

Подготовка граней каркаса(если это доски, то запил по расчетным размерам и углам);

Сборка каркаса с использованием коннекторов или по безконнекторной технологии;

Прокладка электро- водо- и других коммуникационных систем

Обшивка каркаса листовым материалом (треугольниками из OSB, фанеры…)или использование экоутеплетилей в виде соломенных блоков и других саманных технологий;

Защита купола кровельными материалами

Закладывание во внутренние «соты» утеплителя

Внутренняя обшивка

Монтаж внутренних перегородок и внутренняя отделка

Кровля

Давно беспокоила мысль об оптимальном материале для кровли геокупола. Единственным приемлемым вариантом казалась битумная черепица. Через пару лет появились новинки, которые мне нравятся много больше чем такая черепица. Приведу сначала "старые возможности":

Собственно битумная черепица

Рубероид

Листовой цветмет

Природные материалы:

Тросник, солома

Дранка (шиндель, гонт)

Живая дерновая кровля (лужайка на крыше)

Новые материалы:

Жидкая пробка (измельченная пробка обычно в акриловом связующем)

Жидкая резина

Резиновая краска

И другие полимерные составы образующие тонкое эластичное покрытие (например Энесал ХР, Корунд... возможно mascoat, альфатек, tsm ceramic, теплос-топ... надо проверять)

Некоторые нюансы:

Устройство вентиляционных зазоров.

При использовании в качестве утеплителя паропроницаемых материалов, например минеральной или базальтовой ваты, желательно обеспечить хорошую вентиляцию, дабы в них не скапливалась влага из воздуха. Это может привести к существенному ухудшению теплоизоляционных свойств этих материалов и постепенному разрушению балок и других деревянных элементов конструкции.

Можно набивать планки на готовый каркас и через них уже крепить треугольные грани обшивки как на фото:

Natural Spaces Domes, например решает эту задачку V-образными пропилами в верхних гранях балок, которые примыкают к плоскости внешней обшивки. Плюс используют дистанционные прокладки из теплоизоляционного материала перед укладкой утеплителя.

Эффект самоохлаждения геокупола.

"Баки (Ричард Бакминстер Фуллер) обнаружил этот феномен, устанавливая свой первый Модуль Развертывания Димаксион (DDU). Он обнаружил, что куполообразные «консервные банки», без теплоизоляции, были удовлетворительно прохладны внутри, когда металл оболочки был разогрет до температуры достаточной, чтобы жарить яичницу. Эксперименты с дымом показали противоинтуитивный факт: теплый интерьерный воздух двигался вниз и наружу, под нижний край купола, когда прохладный воздух сильно всасывался через отверстие в апексе. Что это было?

Баки пришел к мнению, что светлый купол DDU и светлая поверхность вокруг купола, отражали солнечное тепло, а нагретые воздушние массы, поднимаясь создавали пониженное давление вокруг нижней части купола, у поверхности. Так воздух из купола высасывался наружу из под края в восходящий поток, понижая давление внутри купола.

По мере того, как теплый воздух поднимается, он охлаждается. Более холодный, следовательно - более плотный воздух над куполом, всасывается в относительно небольшое отверстие в апексе купола. Это маленькое отверстие работает как трубка Вентури, ускоряя поток воздуха, и понижая давление. По мере того, как стремительный поток холодного воздуха устремляется внутрь купола, он внезапно расширяясь, компенсируя разницу давлений, еще больше охлаждается эффектом Берноули, процессом, который похож на работу испарителя в холодильном оборудовании. Эффекту Берноули мы обязаны за газировку, шампанское и сквозняки. Когда мы открываем бутылку, газ расширяется, и охлаждает жидкость. Баки называл самоохлаждаемые купола - «охлаждающие машины»."

Забугорный. Наглядно можно увидеть много видов и форм куполов, но подробной информации по деталям там нет.

Калифорнийский. Ресурс по строительству геокуполов. Предлагает выбрать нужной частоты 1v-6v и ввести радиус постройки. Выдает количество и размеры одинаковых деталей от вершины до вершины многогранника. Т.е. для деталей из трубы это будет от крепежного отверстия до отверстия (нужно прибавлять к этому размеру), а при использовании коннекторов - до центра коннектора (нужно вычитать из этого размера "диаметр" коннектора). Еще есть количество и формат (4-х, 5-и, 6-иконечные) коннекторов для купола.

Тот же, только реверсивный. Выбираем частоту и вводим длину одного из ребер (длину доски или трубы...) и получаем радиус купола.

Сразу показывает длину ребер/досок и их количество у куполов с разным разбиением 1V-6V. Удобно для выбора оптимального варианта. Вводить надо радиус геодома.

Сайты о геодезических домах / источники:

Есть много полезной информации и ссылок на ресурсы этих куполостроителей

На их форуме есть возможность скачать проекты шаблонов для некоторых видов геодезических куполов под SolidWorks и насладиться дискуссиями участников. Полезный ресурс.

Интересный англоязычный ресурс с очень подробным описанием проектирования и строительства одного геодезического дома.

Тоже известная фирма, которая строит геодома по безконнекторной панельной технологии. Гудкарма - одноименный название безконнекторной технологии соединения ребер/досок в треугольники и сборка геодезического купола из этих каркасных треугольников или полуготовых панелей.

Известная фирма, которая давно на рынке куполостроения. Использует запатентованные коннекторы и другие наработки на несколько десятков лет.

Интересный вариант безконнекторных домов с коническими запилами. Каркас собирается с уже готовыми декоративно-конструктивными планками, которые будет видно внутри купола. Внутренние треугольные панели видимо вставляются снаружи, потом утеплитель и зашиваются внешними панелями. Получается симпатично.

Сайт о геодомах (Беларусь). И есть как по мне более интересное и подробное ЖЖ автора сайта о постройке собственного дома-геокупола.

Сайт о геокуполах (Украина)

Литература / источники :

(можно найти в интеренете)

1. Пространственные деревянные конструкции. 2003.

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н.

2. Купольные конструкции: формообразование, расчет, конструирование, повышение эффективности. 2004.

Позже загружу подборку фото по этапам строительства геокуполов... и так статья большая получилась.

Если кого забыл - пишите.

Если есть вопросы и/или уточнения - можно писать в комментах.

Или приглашайте строить:)

Кстати, интересно как вы относитесь вообще к купольным домам. Был бы признателен если бы высказались по этому поводу, ответив на несколько вопросов:

1. Вы бы построили себе дом-геодезический купол или предпочли бы дом традиционной формы? Если традиционный, то что он дает такого, чего купольный не дает?

2. Есть ли сомнения по поводу купольной формы и в чем они заключаются?

[комментарии/обсуждение]