Купольная теплица — постройка своими руками, расчет и монтаж геокупола. Расчет геодезического купола

Купольные дома скайдом: расчет, планировка, интерьер, плюсы и минусы, фото внутри и снаружи.. Как самостоятельно произвести расчет и планировку купольного дома

Мы привыкли к тому, что подавляющее большинство зданий имеет прямоугольную форму с четко выраженными стенами и крышей. Однако существуют необычные для нашего глаза дома, у которых стены и крыша – это одно целое, а их конструкция отличается от традиционной прямоугольной. К таким строениям относятся купольные здания.

Что такое купольный дом

Нередко купольные здания называют скайдомом – по названию строительной компании, которая массово продвигает постройки такой необычной формы. Еще одно название дома куполообразной формы – дом-сфера. Отличительной чертой скайдома является его круглая форма. Купол – очень жесткая и надежная конструкция и им можно накрыть большое пространство, не используя при этом какие-либо дополнительные промежуточные опоры.

Площадь внешней поверхности сферы всегда меньше площади любой другой фигуры с таким же внутренним объемом. Именно поэтому при строительстве купольного дома для ее внешней поверхности используется меньшее количество строительных материалов.

Плюсы и минусы купольного дома

Необычность формы купольного здания можно отнести как к положительным качествам, так и к недостаткам. Для людей, желающих показать свою индивидуальность, необычное круглое здание будет гордостью, однако оно с трудом подойдет для того, кто старается не выделяться из толпы.

достоинства скайдома

вес купольных домов относительно небольшой, поэтому при их возведении можно применять любые типы фундаментов, однако экономически целесообразнее использовать легкие ленточные или свайные;
при строительстве купольного дома благодаря меньшей площади поверхности снижается количество требуемых стройматериалов, причем экономия может достигать 30%;
стены и крыша скайдома составляет единое целое, для такой постройки нет необходимости в стропильной системе;
благодаря аэродинамической форме купольное здание способно выдерживать сильные ветровые нагрузки (до 70 м/с), причем вне зависимости от направления ветра;
купольный дом способен выдержать большие снеговые нагрузки, к тому же, из-за своей формы, снег может задерживаться лишь в верхней части купола.
в отличие от традиционных построек, купольная конструкция не складывается даже при значительном повреждении;
обогрев и кондиционирование скайдома обойдется дешевле по сравнению со зданием другого типа такой же площади из-за того, что купольная конструкция имеет меньшую внешнюю поверхность;
внутри купольных домов более светло по сравнению с традиционными постройками, так как потолок является своего рода вогнутым зеркалом, фокусирующим световые лучи;
для купольного здания применяются окна самой различной формы, причем они могут быть ориентированы в любую сторону. Традиционные прямоугольные лучше устанавливать в нижней части здания. При желании можно выполнить даже круговое остекление дома.

недостатки скайдома

при постройке дома наиболее трудоемкой работой является производство большого количества ребер различного размера, а также изготовление на них запилов для сопряжения при бесконнекторном способе соединения;
монтаж купольного здания осуществляется путем соединения большого количества фрагментов, поэтому предъявляются высокие требования к герметизации и утеплению всех стыков и швов;
внешние и внутренние поверхности купольного здания обладают определенной кривизной, в то время как практически вся обстановка дома имеет прямоугольную форму, что усложняет монтаж полок, карнизов, расстановку мебели, особенно при небольшом диаметре купола;
изготовление окон, имеющих форму, отличную от прямоугольной, стоит намного дороже по сравнению с обычными;
из-за отсутствия плоской поверхности непосредственно на куполе здания затруднена скрытая установка солнечных батарей и солнечных коллекторов.

Расчет купольного дома

Традиционным архитектурным куполом считается свод, образованный с помощью кирпичной или каменной кладки. Такие купола крайне редко используются при возведении частных домов. Развитие строительных технологий и применение современных материалов позволило создать новые приемы в сооружении купольных конструкций.

Существует несколько видов куполов, однако для частного строительства чаще всего используется два вида купольных конструкций:

арочный купол (купол-зонтик) – купол, внешне напоминающий зонт и образованный рядом изогнутых ребер, нижние стороны которых располагаются по окружности основания купола, а верхние сходятся у его центра;

геодезический купол – купол, представляющий собой сетку из множества плоских фигур, вписанных в сферу. Если необходимо придать куполу максимальную прочность, то сферу должен быть вписан треугольник, самая жесткая плоская фигура.

Изготовление ребер арочного купола является трудоемким и сложным процессом, а их установка, как правило, требует использования тяжелой строительной техники. Сборка же геодезического купола значительно проще, чем арочного, все работы по монтажу можно выполнить вручную, так как его элементы меньше и легче.

Материал для изготовления каркаса геокупола может быть самым различным, например, дерево, металл, пластик. Ребра (распорки) крепятся между собой с применением запилов (безконнекторные), специальных соединителей (коннекторные), внахлест и другими способами.

Для граней купольной конструкции выбор материалов еще более разнообразен: древесина, фанера, плита OSB, SIP-панели, экструдированный пенополистирол, пенопласт, и многое другое.

Из-за специфической конструкции далеко не все фирмы принимают заказы на изготовление купольного дома. При желании и наличии некоторого опыта в выполнении строительных работ можно самостоятельно возвести скайдом.

Расчеты купольных конструкций сложны, поэтому неспециалисту проще воспользоваться готовыми он-лайн калькуляторами, например, таким:

http://acidome.ru/lab/calc/

Параметры, необходимые для расчета купольного дома

Для расчета купола в он-лайн калькулятор необходимо ввести необходимые данные о виде, размере проектируемого купола и используемых материалах.

частота разбиения

В первую очередь выбирается частота V, т.е. определяется, на сколько будут разбиваться вершины. Частота разбиения обозначается как 1V, 2V, 3V и т.д.

За единицу 1V принимается вписанный в сферу икосаэдр – объемная правильная фигура, состоящая из 20 равносторонних треугольников, соединенных 30 одинаковыми ребрами. При различном значении частоты разбиения каждый треугольник, составляющий грань икосаэдра, будет в свою очередь разделен на следующее количество треугольников:

2V – 4 треугольника;
3V – 9 треугольников;
4V –16 треугольников;
5V – 25 треугольников;
6V – 36 треугольников и т.д.

Чем выше частота разбиения, тем больше будет граней многогранника и он будет точнее вписываться в сферу. Увеличение количества граней приведет к тому, что ребра будут иметь все меньшую длину, а их количество – увеличиваться при увеличении прочности фигуры.

класс разбиения

Класс разбиения определяет форму многогранника. Используется 3 класса разбиения, которые обозначаются римскими цифрами. Фигура с частотой 1V является икосаэдром и может иметь только класс I.

Условно можно сказать, что многогранники с частотой 2V и выше образуются разбиением каждой грани икосаэдра на большее количество частей.

Линии сетки деления могут располагаться под разными углами к ребрам икосаэдра, а значит, грани новообразованных многогранников в зависимости от их проекции на грань икосаэдра будут иметь различный размер и различную форму. Именно этот угол будет определять класс, присваиваемый фигуре: I, II или III.

метод разбиения

Для разбиения многогранной фигуры применяются три основных метода:

«Равные хорды»;
«Равные дуги»;
«Мексиканец».

Из-за того, что расчет купола методом равных хорд точнее и менее сложен, этот метод является более распространенным.

Методом равных дуг получается более равномерная сеть граней многогранника, однако неудобством является большее количество типоразмеров распорок.

Методом «Мексиканец» купол разбивается таким образом, чтобы уменьшить число типоразмеров распорок до значения, равного частоте деления.

осевая симметрия

При расчете купола выбирается ось симметрии для отсечения его части. При рассмотрении геодезического купола можно заметить, что многоугольник, вписанный в сферу, имеет два типа внутренних узлов: точки соединения пяти и шести распорок. При проектировании необходимо выбрать один из трех вариантов:

Pentad – прохождение оси через точку соединения пяти распорок;
Cross – прохождение оси через точку соединения шести распорок;
Triad – прохождение оси через треугольник, являющийся гранью многоугольника.

фуллерен

Вид купола «фуллерен» получил свое название от молекулярного строения некоторых веществ, которое представляет собой объемный замкнутый многогранник, чаще с пятиугольными или шестиугольными гранями.

Он-лайн калькулятор позволяет построить купольные конструкции в виде многогранника, гранью которого является треугольник. Если необходимо изменить тип грани на шестиугольник, следует выбрать «Фуллерен». Так как купол может быть или вписанный внутрь сферы, или описанный вокруг нее, при вводе данных в калькуляторе предусмотрен выбор соответствующего значения: «Нет», «Вписанный», «Описанный».

часть сферы

Чтобы при расчетах получить купол требуемой высоты, следует из пяти предлагаемых значений выбрать требуемое значение пункта «Часть сферы». Максимальная высота конструкции – 1/1 (т.е. полная сфера), минимальная – 1/4.

выравнивать основание

При необходимости выравнивания основания необходимо установить галочку напротив соответствующего пункта меню, при этом будет произведен расчет размеров и формы тех ребер, которые опираются на основание.

радиус сферы

Для расчета купола вводятся данные о радиусе проектируемой постройки.

способ соединения

Для соединения элементов конструкции между собой следует выбрать способ соединения: коннекторный (Piped), с помощью специальных соединителей, или бесконнекторный. Бесконнекторные способы GoodKarma, Semicone и Joint отличаются типом соединения, который можно рассмотреть на построенной программой схеме.

диаметр трубы

При выборе коннекторного (Piped) типа соединения, необходимо ввести в калькулятор диаметр трубы соединителя. Применение коннекторов значительно упрощает соединение ребер между собой, однако усложняет утепление и герметизацию.

ширина, длина

Для расчета размеров и количества ребер, составляющих каркас купола в соответствии с выбранным типом соединения необходимо ввести данные о материалах, которые планируется использовать.

По результатам введенных данных рассчитываются размеры, форма и количество ребер, необходимых для возведения купольной конструкции.

При выборе вкладки «Схема» можно увидеть расположение распорок купола, причем для упрощения сборки конструкции каждое ребро определенного размера обозначено своим цветом.

Вкладка «Кровля» позволяет рассчитать и выбрать вид кровли.

Вкладка «План» показывает разметку фундамента под куполом.

Планировка и интерьер купольного дома. Фото внутри и снаружи

Непривычным в скайдоме является его непрямоугольность, что нередко приводит к нерациональному использованию площадей и создает определенные трудности при планировке и оформлении интерьера. Любители простора и минимализма по достоинству смогут оценить купольный дом. Планировка любого здания во многом определяется размерами дома, его назначением, местоположением, финансовыми возможностями и, в конце концов, предпочтениями хозяев. Не может быть единого проекта, который удовлетворил бы всех и каждого.

Купольный дом сам по себе очень прочный, в связи с чем нет нужды во внутренних несущих стенах. Перегородки, разделяющие подкупольное пространство на отдельные помещения, могут быть выстроены в любом удобном месте.

Входная дверь может быть установлена непосредственно в конструкции купола, однако лучше выполнить небольшую пристройку к дому, которая будет выполнять функцию прихожей.

Также очень удобной будет пристройка-веранда, которая увеличит площадь здания.

Особенности скайдома позволяют разместить окна в любом месте купола, однако их расположение должно соответствовать внешнему дизайну здания. Круговое остекление дает возможность любоваться окружающим ландшафтом, а остекление верхней части купола – наблюдать за облаками и звездами.

Винтовая лестница является украшением интерьера любого дома. Для двухэтажного купольного здания оригинально будет смотреться такая лестница, размещенная в центре подкупольного пространства. Винтовая лестница не требует много места, в то же время она должна иметь достаточную ширину, чтобы смогли разминуться люди, движущиеся во встречных направлениях.

Интересным решением может быть размещение ванной комнаты, туалета, кладовки в центре купола, остальное пространство целесообразно разделить на зоны: гостиная, спальня, столовая и т.д.

Возможен противоположный вариант планировки, для чего все внутреннее пространство делится на сектора необходимой величины, а центр остается свободным для оборудования входов в помещения.

С целью увеличения общей площади и обособления создаваемых зон, нередко соединяют вместе несколько куполов, чаще отличающихся по размеру.

Для кухни очень важно иметь хорошее освещение. В купольном доме есть возможность установить большое количество окон и разместить у них рабочую стенку кухни, тем самым максимально использовать естественное освещение.

При выборе проекта стоит учитывать, что чем больше размеры здания, тем проще оформить внутренний интерьер купольного дома, так как кривизна поверхности будет менее заметна.

Купольный дом – это неплохой и оригинальный дом за относительно небольшие деньги, позволяющий людям жить в нем очень комфортно.

svouimirukami.ru

Купольная крыша. Технология строительства и расчёт купольной крыши.

Купольная крыша всё чаще и чаще встречается на современных домах. Крыши круглой формы не являются редкостью в частном загородном строительстве. При этом условно, все кровли круглой формы разделяют на геодезический, арочный и конусный тип. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и отличается от другого типа технологией монтажа.

Общие преимущества купольной крыши:

Обеспечивается максимальное пространство чердачного или мансардного помещения;

Возможность на плоскости кровли изготавливать любое количество окон, что позволяет максимально использовать естественное освещение;

Круглая форма препятствует накоплению снега на поверхности кровли в зимний период;

Сфера купола в отличие от скатной кровли обладает большей прочность, при ее сравнительно меньшем весе;

Возможность получить общий уникальный наружный дизайн загородного дома.

Геодезическая купольная крыша

Впервые проект геодезической купольной кровли был разработан американским архитектором Р. Б. Фулером в 1951 году. Изготовление кровли по его проекту позволяет получить купол с максимально правильной сферической формой.

дом с геодезической купольной крышей

Технология строительства купольной крыши геодезического типа

В конструкции кровли абсолютно отсутствуют привычные для скатных крыш стропила и вертикальные упоры для них. Каркас кровли состоит из связанных между собой треугольных элементов, собранных из бруса с сечением 100х50 мм и длинной 100-120см. Как правило, после изготовления перекрытия первого этажа, по всему периметру стен круглого дома монтируется мауэрлат – брус с сечением 100х100 или 50х100 мм, закрепленный горизонтально при помощи анкеров или предварительно выпущенных из монолитной плиты шпилек с резьбой на 12 мм. В конструкции обычной двухскатной кровли мауэрлат представляет собой единый сплошной брус, на который опираются нижние участки стропил. В конструкции же геодезической купольной кровли мауэрлат изготавливается из небольших отрезков бруса, равных стороне будущих треугольников в конструкции.

коннектор или соединитель

Для соединения брусков используются пяти и шестилопастные металлические пластины, которые называют коннекторами или соединителями. Они представляют собой звезду, то есть, от металлической трубы диаметром 100 мм отрезают заготовку длинной 6-8 см. Дальше к полученному кольцу электродуговой сваркой приваривают под нужны углом металлические пластины с размерами 60х150 мм. Существуют и другие виды коннекторов, а также есть возможность безконнекторного соединения. Подробнее о способах соединения рёбер купольных конструкций можно узнать в статье: узловые элементы купольных конструкций, виды коннекторов, технологии производства коннекторов.

После монтажа мауэрлата по его всей окружной протяженности с шагом в 100-120 см закрепляют саморезами Г-образные металлические пластины, в которых заранее изготавливают отверстия для крепления ребер условного треугольника. Закрепив ребра треугольника к пластинам, в точке вершины условного треугольника соединение его ребер производят при помощи коннекторов.

строительство купольной крыши

Таким образом, закрепив на всей протяженности мауэрлата первый ряд треугольников, между их верхними основаниями производят связку брусом, образуя при этом уже перевернутые треугольники. На следующем этапе к оставшимся двум пустым лопастям коннекторов монтируют ребра второго ряда треугольников. В технической конструкции у крыши отсутствует конек или какой-то определенный верх. Стыковка последних верхних треугольников производится аналогично с предшествующим способом соединения, то есть, коннекторами. Когда заканчивают полностью сборку купольного каркаса, для усиления пролетов треугольников монтируют на их плоскости дополнительную обрешетку, поверх которой монтируются листы осп треугольной формы с последующим монтажом битумной черепицы.

купольная крыша с черепицей

Строительство по описанной выше технологии применяется не только в возведении крыш. В некоторых европейских странах таким способом возводят целиком геодезические куполообразные дома. Отличительная особенность данных зданий в том, что у них полностью отсутствуют фасадные стены. То есть, после изготовления фундамента приступают сразу к монтажу куполообразной кровли.

каркас геодезического купола

Проектирование геодезической купольной крыши

В отличие от двускатной кровли купольную крышу спроектировать на обычном листе ватмана в 2d не получится. Для проектирования всей конструкции потребуются компьютерные программы, позволяющие моделировать в 3d — трехмерное моделирование. Или специальные калькуляторы. Вы можете использовать калькулятор нашего сайта, представленные на странице: калькулятор расчёта геодезической купольной крыши.

Расходных материалов в отличие от скатной кровли для купольной кровли потребуется значительно меньше. Всреднем расход материалов ниже на треть в сравнении с двускатной кровлей. При проектировании потребуется высчитать точное количество заготовок бруса для ребер и оснований треугольников, количество монтажных коннекторов и общий метраж обшивочного материала.

Арочная купольная кровля

Конструкция арочной кровли более схожа с конструкцией скатной крыши. В конструкции уже присутствуют полноценные пропилы, правда, их форма изначально напоминает дугу.

Стропила для арочной кровли используют трех видов:

Заводского производства из клееного бруса;
Сборные из бруса, изготовленные самостоятельно;
Металлические фермы заводского производства.

Дороже всего стоят стропила из клееного бруса. Во время их производства тонкую обрезную доску насыщают влагой и укладывают в специальные, задающие изгиб доске распоры. Далее доску искусственно сушат с применением паровой вытяжки. После этого из сухой изогнутой доски собирают клееный брус, форма которого будет умышленно изогнута под определенным радиусом. В процессе же монтажа, нижние концы дугообразных стропил закрепляют к основанию мауэрлата, а верхние концы арочных стропил соединяются вместе посредством небольшого круглого деревянного кольца, при помощи хомутов или шпилек.

изогнутые стропила из клееного бруса

Дешевле обходится изготовление дугообразных стропил самостоятельно или при участии специалистов сразу на строительном объекте. Для их сборки используют заготовки деревянного бруса длиной 60-100 см с сечением 40х100 или 50х100 мм. Изначально на бумаге делают чертеж и собирают первую стропилу, которую в дальнейшем используют в качестве образца. Для скрепления между собой заготовок деревянного бруса используют перфорированные металлические пластины и, в некоторых случаях дополнительно усиливающие крепление металлические спицы.

стропила купольной крыши

Если площадь перекрываемого пролета превышает 5 м, то вместо деревянных дугообразных стропил используют металлические фермы. В зависимости от выбора наружного кровельного материала и наличия теплоизолятора, вес купольной кровли может существенно различаться. По этой причине для изготовления полукруглых металлических ферм применяют различный металлопрокат. Например, используют как круглую или квадратную трубу, так и конструкции собранные из швеллера.

Подробнее о различных видах стропил для такой крыши Вы можете прочитать в специальной статье: Арочные стропила — выбор материала, проектирование и монтаж.

Конусная купольная кровля

Конусная купольная кровля может быть изготовлена, как над всей площадью загородного дома, при условии, что его периметр круглой формы, так и являться частью двухскатной кровли. В конструкции конусной кровли используются только ровные стропила. В основном в качестве их применяют деревянный брус с сечением 50х100 или 40х150 мм.

конусная купольная крыша

Работа начинается с составления проекта и здесь существует такой нюанс. Несмотря на то, что кровля конусная, она, прежде всего, имеет куполообразную форму, то ест, у нее отсутствуют начало, конек, фронтон и прочие элементы присущие двухскатным крышам. Это все позволяет практически не накапливаться снегу в зимний период. Вот тут-то и кроется для незнающих людей подвох. Решив, что нагрузка на кровлю будет незначительная, ее высоту делают небольшой, Все дело в том, что от высоты пика – самой высокой подкровельной точки, напрямую зависит конструкция упоров и распоров для стропил. Рассмотрим два варианта.

Случай, когда чердачное помещение не будет использоваться

Если чердак не планируется использовать, то в высоком конусе кровли нет смысла. Минимальный допустимый уклон стропил не должен быть меньше 15 см на 1 погонный метр. Нижние концы стропил монтируются к мауэрлату с выпуском для дальнейшей обшивки свеса. Верхние концы стропил соединяют между собой при помощи спиц или саморезов. Однако, учитывая что уклон кровли незначительный, то для того чтобы стропила со временем не провисали под весом всей конструкции, примерно на середине их длинны монтируют вертикальные упоры. Низ вертикального упора монтируется к балке потолочного перекрытия или просто опирается на металлическую лапу, в случае монолитного перекрытия.

Случай, когда планируется использовать чердачное помещение

В этом случае нижние концы стропил закрепляют аналогично к мауэрлату с наружным выпуском. Однако угол уклона стропил по отношению к мауэрлату может составлять 70-75°. В верхней части стропила связывают между собой длинными саморезами, а после этого по кругу всей кровли по стропилам набивается обрешеточная доска с последующим кровельным настилом.

Как видно из второго примера, если задан слишком большой наклон стропил, то основная нагрузка уже будет приходиться не на середину стропил, а на самую верхнюю их точку соединения. То есть, установка подпоров здесь уже не требуется. Однако, чтобы “не гуляла” верхняя точка соединения всех стропил, их пары связывают между собой распорной перемычкой из бруса 50х100 мм. Например, в конструкции используется всего 12 стропил, следовательно, пар получается всего 6 – это каждые две противоположные стропилы.

На каких домах и основаниях возможно строительство купольных крыш

Главное условие для купольной кровли – это правильная геометрия здания. То есть, загородный дом либо изначально по периметру имеет круглую форму, либо его периметр имеет правильную форму квадрата.

основание под строительство купольной крыши

Если периметр загородного дома имеет форму параллелепипеда, то куполообразную кровлю построить затруднительно, а например, мало чем уступающую полукруглую крышу вполне возможно.

полукруглая крыша может применяться там, где купольная крыша не подходит

В случаях, когда периметр несущих стен загородного дома имеет неправильную форму или в ходе строительства в проект вносились изменения, например, пристраивались дополнительные помещения, то единственным выходом остается комбинированная кровля, которая может включать в себя и элементы скатной и элементы купольной крыши.

комбинирование различных типов крыш

Что же касается основания, то купольную кровлю можно изготовить практически на любых стенах. Дело в том, что необходимо учитывать нагрузку производимую кровлей на несущие стены. Например, если дом построен по каркасной технологии, то не получится изготовить куполообразную кровлю, в которой применяются металлические стропила или железобетонные балки. Стены не выдержат такой нагрузки. На каркасных стенах оптимально изготавливать крышу на основе деревянных стропил. Если же стены загородного дома изготовлены из кирпича, ракушечника или монолитного бетона, то здесь особых ограничений уже не накладывается.

Дополнительная информация

dompodrobno.ru

Расчет геодезического купола — maxmolchun — Сохраненная запись в кэше

Расчет геодезического купола производится по заданному радиусу (площади поверхности основания), с целью получить:

Расчетные размеры ребер и их количество
Количество и тип требуемых коннекторов
Значения углов между ребрами
Требуемые высоту, общую площадь постройки
Площадь поверхности купола

Площадь основания купола ассчитывается по заданному радиусу S=π *R2. При этом надо учитывать, что реальная площадь получится несколько меньше, вследствие того, что радиус купола считается, обычно, по внешней поверхности полусферы (по "вершинам"), и стенки купола имеют также определенную толщину.

Геодезический купол - не чистая сфера, апроксимация приводит к тому, что в основании лежит не круг, а многоугольник, вписанный в заданную окружность. Площадь такого многоугольника заведомо меньше площади круга.

Высота геодезического купола пределяется по заданному диаметру, и может быть для четной частоты разбиения 1/2, 1/4 диаметра (при большой частоте может быть и 1/6, 1/8). Для нечетной - 3/8, 5/8 диаметра (и т.д.).


4V, 1/4 сферы	4V, 1/2 сферы

Площадь поверхности геодезического купола ассчитывается по известной формуле расчета площади сферы S=4π *R2. Для купола, равного 1/2 сферы, формула будет иметь вид S=2π *R2. В более сложному случае, когда речь идет о площади сегмента, сферы, формула расчета S=2π *RH, где H - высота сегмента.

Расчет конструктивных элементов геодезического купола ожно производить с использованием готовых таблиц, в которых заданы:

Количество ребер купола одинаковой длины - ребра A, B, C, D, E, F, G, H, I. У купола с частотой 1V одно ребро - A. У купола с частотой 2V два ребра - A, B. У купола с частотой 3V три ребра - A, B, C. И т.д.
Количство и тип используемых коннекторов - 4-х конечные, 5-ти конечные, 6-ти конечные.
Коэффициенты пересчета длин ребер купола на радиус купола. К примеру, если вы хотите построить купол с частотой 2V высотой 1/2 и радиусом 3,5 метра, вам надо величину радиуса (3,5) умножить на коэффициент 0,61803 для определения длины ребра А, и умножить на коэффициент 0,54653 для определения длины ребра B. Получим: А=2,163м, В=1,912м.

1V купол

Ребра	Коэффициенты	Количество
A	1.05146	25
5-ти конечный коннектор		6
4-х конечный коннектор		5

2V купол

Ребра	Коэффициенты	Количество для 1/2
A	0,61803	35
B	0,54653	30
4-х конечный коннектор		10
5-ти конечный коннектор		6
6-ти конечный коннектор		10

3V купол

Ребра	Коэффициенты	Количество для 3/8	Количество для 5/8
A	0,34862	30	30
B	0,40355	40	55
C	0,41241	50	80
4-х конечный коннектор		15	15
5-ти конечный коннектор		6	6
6-ти конечный коннектор		25	40

4V купол

Ребра	Коэффициенты	Количество для 1/2
A	0,25318	30
B	0,29524	30
C	0,29453	60
D	0,31287	70
E	0,32492	30
F	0,29859	30
4-х конечный коннектор		20
5-ти конечный коннектор		6
6-ти конечный коннектор		65

5V купол

Ребра	Коэффициенты	Количество для 5/8
A	0,19814743	30
B	0,23179025	30
C	0,22568578	60
D	0,24724291	60
E	0,25516701	70
F	0,24508578	90
G	0,26159810	40
H	0,23159760	30
I	0,24534642	20
4-х конечный коннектор		25
5-ти конечный коннектор		6
6-ти конечный коннектор		120

6V купол

Ребра	Коэффициенты	Количество для 1/2
A	0,1625672	30
B	0,1904769	30
C	0,1819083	60
D	0,2028197	90
E	0,1873834	30
F	0,1980126	60
G	0,2059077	130
H	0,2153537	65
I	0,2166282	60
4-х конечный коннектор		30
5-ти конечный коннектор		6
6-ти конечный коннектор		160

Углы между ребрами между "лепестками" коннекторов) легко вычисляются по заданным сторонам треугольников.

Приблизительные значения углов апроксимации, в которых сходятся ребра геодезического купола на его вершинах:

1V купол - А=32º
2V купол - A=18º, B=16º
3V купол - A=10º, B=12º, С=12º
4V купол - A, B, С, D, E, F - 7-9º
5V купол - A, B, С, D, E, F, G, H, I - 6-7º
6V купол - A, B, С, D, E, F, G, H, I - 5-6º

Калькуляторы on-line:

Acidome calculator толковый российский on-line калькулятор

Desert Domes

Geo-Dome

ljrate.ru

Строительство и расчет купольной теплицы. Купольная теплица своими руками

Данная статья — перевод зарубежной заметки о возведении купольного каркаса для теплицы своими руками. Убрано лишнее, оставлена лишь техническая часть. Используя эти сведения, можно применить эти расчеты для строительства купольной теплицы или дома своими руками.

Когда дело доходит до садоводства в холодном климате, всегда нужна теплица. Она расширяет вегетационный период и дает растениям гораздо больше тепла. При выборе конструкции для теплицы, был выбран интересный вариант «Купольный дом».

В пользу применения сферической конструкции склоняют факторы:

Интересная, легкая конструкция;
Стабильная к ветровой и снеговой нагрузке;
Оптимальное поглощение света;
Наибольшая площадь;
Интригующий внешний вид.

Как построить сферическую конструкцию

На нашем примере будет показано, как построить сферическую конструкцию.

Материалы для использования

Используется необработанные пиломатериалы (ель), окрашенные перед сборкой.
Шурупы.
Покрытие. Использован парниковый прозрачный пластик, но также можно покрыть купол термоусадочной пленкой, поликарбонатом или Solawrap ™ фольгой.
В конструкцию добавлены автоматические открыватели окон и петли для дверей и окон.

Для расчета элементов конструкции купольной теплицы был использован калькулятор геокупола. Плотность элементов конструкции может быть 2В, 3В, 4В. Меньший купол может иметь более низкую плотность. Для 18‘ конструкции выбрана плотность 3В. Если больше 18‘, то должно быть 4В. Имейте в виду, что ширина купола будет вдвое меньше, чем в высоту.

Есть некоторая проблема с 3В куполом. Дело в том, что красные распорки в нижней части, как показано рисунке на 2,777% больше, чем все другие красные распорки. Большинство расчетов, найденных в интернете, не учитывают эту маленькую корректировку и в конечном итоге получается неровное основание. Конечно, можно выровнять основание, но гораздо проще отрегулировать длину 10 красных стоек, всех промежуточных пятиугольников.

Почему выбрана 3В, хотя это более сложный вариант? Место на участке было для 18-купола. Так как, размер в 2В сделает треугольники слишком большими и слишком маленький с 4В. Если вы хотите, избежать проблемы выравнивания 3В купола и есть свободное пространство, выбирайте конструкцию с большим размером с плотностью 4В! После составления плана, нужно его распечатать в цвете, для руководства им на строительной площадке.

Инструменты для строительства

Измерительная лента;
Квадрат;
Карандаш;
Защитные очки;
Дрель;
Циркулярная пила;
Уровень.

Заготовка стоек конструкции

Залог успешной постройки геокупола — точность расчета стоек конструкции (все дальнейшие расчеты ведутся в метрической системе). Вот пример:

На рисунке указаны:

Алфавитный указатель стоек;
Количество стоек этого типа;
Числовое обозначение размеров вершин, к которой примыкают края;
Значение плоского угла к плоскости наружной кромки;
Значение двугранного угла между наружной плоскости края и плоскости разреза;

Трехмерное представление законцовки стойки в 3D

Готовые стойки геодезического купола

Опорная стена высотой 0,3 м построена. Некоторые делают опорные стены высотой до 3 метров.

Приступаем к сборке теплицы. Процесс похож на игру Lego в большем масштабе. Стойки присоединены и удерживаются на месте с помощью винтов, как указано на рисунке ниже. Рекомендуем предварительно просверлить все отверстия, это предохранит древесину от раскалывания.

Верхняя часть теплицы собирается на земле и устанавливается как единое целое. Это немного тяжело и требуется помощь нескольких людей.

Как укрыть геодезический купол

Покрытие сложно из-за формы. Калькулятор купольного дома также хорошо вычисляет размер граней, что особенно важно для более качественного покрытия теплицы.

Двери и окна

Дверь смонтирована непосредственно в пятиугольнике, как показано на картинке, она имеет две вертикальные стойки, как косяки и считается хорошем решением. Это не прерывает форму купола, хорошо подходит в зимних и дождливых условиях. Снег и вода просто соскальзывают.

Теплица имеет два окна, с автоматическим открыванием. Тем не менее, если не используется система охлаждения, то двух окон будет не достаточно. Дверь и окна построены из одних и тех же стоек и покрыты пластиком.

Окончательный вариант купольной конструкции:

dvabrevna.ru

Купольная теплица своими руками - строительство и расчет геокупола

Появление круглого тепличного купола на даче преобразует ее вид и будет долгое время снабжать своих хозяев свежими овощами и зеленью. Эти теплицы состоят из изящного каркаса, который поддерживает оболочку полусферической формы. Красота такой конструкции бесспорна, но теплица еще и эффективно работает. Внешний вид ее – как декоративная беседка.Если затрагивать практическую точку зрения, теплица с геодезическим куполом, который собран посредством соединения треугольников, является довольно-таки экономичной и выгодной формой поддерживания круглогодичной жизнедеятельности растений.

Краткие сведения о купольной теплице

В купольной теплице не нужен дополнительный подогрев – температура имеет необходимое значение. Внешняя и внутренняя среда различны по температуре. Это обеспечивается способностью лучей солнца к нагреву грунта внутри купола, когда они проникают сквозь прозрачное покрытие «крыши». Происходит нагревание воздуха в теплице над самой почвой, благодаря подачи снизу тепла.

Ограждение купола также нагревается, добавляя тепла. Воздушные массы постоянно циркулируют под куполом, перенося это тепло. Перемещение теплого воздуха происходит снизу-вверх – грунтовая поверхность нагревается, нагреваются и находящиеся в теплице предметы.

По ночам и вечерам циркуляция воздуха производится сверху-вниз, спускаясь по остывшей поверхности теплицы. Воздушные массы, которые находятся вне теплицы, не нагреваются достаточно, поскольку активно движутся. Под куполом же они как будто попадают в зависимость от прозрачной оболочки теплицы.

Купольная теплица отличается тем, что она не восприимчива к любым неблагоприятным влияниям окружающей среды. Благодаря своей обтекаемой форме, теплица отлично противостоит сильным ветрам, кроме того, собранная из секций, конструкция ее достаточно сейсмоустойчивая.

Увы, и у таких теплиц есть недостаток – они проблематично загружаются стеллажами, поскольку имеют скошенные склоны.

Самостоятельный монтаж геодезического купола

Благодаря своей сферической форме купол необычайно прочный. Распределение нагрузки производится пропорционально по всей его поверхности, скрепление каркаса достаточно надежное, а благодаря легкости прозрачной конструкции не приходится затрачивать средства и время на построение мощного фундамента.

Некоторые собственники по периметру купольного парника предпочитают установку прочных несущих балок, однако, нельзя назвать такие меры необходимыми. Единственный фактор, который может вызвать снижение устойчивости теплицы – это слабый грунт. В остальном купольные теплицы являются сетью, собранной из обычных треугольников, которые затянуты поликарбонатом. Монтаж теплицы легок и прост. Главное, необходимо точно следовать порядку сборки, а также точно рассчитать все размеры.

Купольная теплица на дачном участке

Составление каркаса купола производится с помощью фрагментов труб из пластика, металлических стержней или деревянных брусьев. Необходимо максимально точно рассчитывать длину каждой его составляющей части. Соединяются части под определенным углом. Для изготовления прозрачных поверхностей широко использование поликарбоната, пленки и даже стекла.

Пленка не имеет теплоизолирующих качеств, которые присущи поликарбонату, зато ее уровень прозрачности и простота монтажа не уступает этому полимеру. Поликарбонат не обладает большой прозрачностью, но он умеет отлично сохранять тепло и прост при сборке. Однако, есть у поликарбоната существенный недостаток – он легко перегревается на солнце.

Если вы собираетесь покрывать теплицу стеклом, должны знать, что оно обладает долговечностью и прозрачностью, но хрупкое, тяжелое и стоит недешево.

Подготавливаем участок для монтажа геодезического купола

Подбор участка под построение купольной теплицы производится аналогично подбора места для любых других дачных построек – стараетесь, чтобы место было хорошо освещено. Строительная площадка тщательно очищается от мусора и ненужных предметов, а затем хорошо разравнивается.

При желании поставить купольную теплицу на фундамент (это может случиться, если вы решили строить ее, используя тяжелые стеклопакеты), то сначала необходимо разметить участок и вырыть траншею. Надобность в рытье траншеи отпадет, если вы будете использовать металлические сваи.

Если вы не планируете устанавливать теплицу на фундамент, покрываете дно будущего строения защитным материалом для того, чтобы сорняки не прорастали в теплице. Затем на материал насыпаете большой слой гравия. Площадка под теплицу должна иметь ровное дно.

Рассчитываем размеры геодезического купола

В настоящее время нет ничего сложного в расчетах купола, поскольку в интернете есть немало сайтов, специализирующихся на этих вопросах. На любой страничке подобного сайта есть калькулятор, скорректированный по вашему запросу.

Разработано и немало конкретных программ, которые помогают в расчете S=π*r2. Общую формулу, позволяющую определить площадь сферического купола по радиусу, найти в интернете несложно. Размеры реальной площади могут быть немного меньше.

Если высота купола равна ½ диаметра, что считается оптимальным тепличным вариантом, формула будет следующей: S=2 π*r2. Если диаметр купола в 4 метра, а теплица должна иметь высоту в 2 метра, то купол будет состоять из 35 треугольников, имеющих ребра длиной в 1,23 метра и 30 треугольников, ребра которых имеют длину 1,09 метров.

Самостоятельно собираем и обшиваем каркас купола

Самостоятельная сборка геодезического купола – это скрепление составляющих каркас частей с помощью специальных креплений (коннекторов). Технически соединять перегородки не сложно. После соединения теплицу обтягивают любым подходящим полупрозрачным покрытием.

Сборка каркаса купольной теплицы на дачном участке

Внутреннюю часть полусферы, которая смотрит на север, обшивают блестящими материалами для того, чтобы она отражала солнечные лучи, благодаря чему нагревается внутренняя большая емкость с водой или мелкие сосуды. Воду необходимо держать под куполом, чтобы лучше регулировать температуру в теплице. Благодаря наличию воды предотвращается дневной перегрев внутри купола, а по ночам воздух внутри его не будет сильно охлаждаться.

Чем больше емкостей с водой, тем лучше происходит регуляция внутренней температуры. Эта вода потом используется для полива растений. Лучше использовать емкости темного цвета, поскольку темные цвета притягивают лучики солнца и быстрее нагреваются.

Обустройство внутреннего пространства теплицы-купола

Обустройство купольной теплицы – это проведение в нее вентиляционной системы, решение вопросов, связанных с поливом, а, если возникнет необходимость – устройство обогрева. Про отопление немного было сказано выше – это касается резервуаров с водой или нагревающихся бутылках. Для ванночек, наполняемых водой, лучше всего подойдет северная часть теплицы, под отражающим свет блестящим покрытием, для которого может использоваться тонкий алюминий.

Величина светоотражающего участка не должна быть более 20 % площади обшивки купола. И пусть считается, что нагревание купольных теплиц осуществляется естественным способом, можно установить трубы, прогревающие почву. Они прокладываются по периметру купола, также, как и грядки с растениями.

В теплицу можно поместить вентилятор, который питается от солнечных батарей. Подходящим местом для солнечной батареи может быть верхушка купола. В летнее время для регулирования температуры в теплице используются окна с форточками. Расположение форточек и грядок с растениями должно размещаться на возвышении.

Для растений лучше выделяйте южную сторону в теплице – так солнышко будет прогревать их эффективнее. Поскольку стены купольной теплицы выполнены под наклоном, большое количество стеллажей и полок в ней не поместится, но вы можете размещать их уступами, которые уходят вверх, под купол. К грядкам необходимо оставлять проходы шириной от 1 до 1,5 метров, лучше если они будут идти по кругу. Обогревательные трубы опускайте немного ниже грядок.

Теплица-купол является рациональным и оригинальным сооружением, которое впишется в любой садово-огородный земельный участок.

remontnik.org