Купольные дома

Купольные дома обладают рядом преимуществ, которые делают их уникальными архитектурными сооружениями. Купола обладают большой несущей способностью, причем чем больше купол, тем она выше. Простые сооружения создаются очень быстро из достаточно лёгких элементов силами небольшой строительной группы: структуры до 50 метров собираются даже без строительного крана. Купола также обладают идеальной аэродинамической формой, благодаря чему их можно возводить в ветреных и ураганных районах.

Преимущества купольных домов:

• Геодезический купол известен с давних времен как особо прочная конструкция на грамм используемого материала, которым можно накрывать большие площади с использованием наименьшего количества строительных материалов.

• Прочность, чем больше купол, тем, легче и прочнее его конструкция (пропорционально к изменению его размера), т.к. сеть геодезических линий предлагает геометрию самой прочной и экономичной структурной системы, а геодезическая решетка распространяет напряжение и натяжение в самой экономичной манере из всех возможных.

• Равномерность распределения нагрузки по оболочке купола позволяет изъять до 50% треугольников, а ненесущие проемы использовать для обрамления дверей, окон, веранд, балконов, зимних садов.
• Геометрия, основной фактор, влияющий на рациональное использование материалов и энергоэффективность конструкции — это форма.

• Сфера имеет наименьшее отношение площади наружных стен к внутреннему объёму здания среди всех фигур одинаковой емкости. Чем меньше общая площадь стен и крыши, тем выше КПД энергозатрат на контроль климата в помещении.

• Купольные дома наиболее привлекательные и экономичные, в совокупности с современными материалами и правильным проектированием расходы на отопление (и охлаждение) в них меньше на 70-90%. Это геометрия на службе купола.

• Технология строительства поверхности шара примерно на четверть меньше, чем поверхность куба такого же объема, а значит и материалов для строительства купола потребуется на четверть меньше. Помимо этого, у купола, на 60-70% меньше деталей в самом каркасе конструкции, что позволяет сэкономить дополнительно 5-10% энергии на отсутствии «мостиков холода» из-за однородности материала защитных ограждений и еще сэкономить 40% времени на сборке. Это технологии на службе купола.

• Физика положительных соотношений площади к объему дает изумительную термальную характеристику куполам. Площадь поверхности подверженной влиянию окружающей среды имеет намного больше влияния на энергетическую эффективность дома, чем качество замазки в швах, и толщина его стен, а теплопотери фундамента зависят не от площади пола, а от длины периметра. Это законы физики на службе купола.

• Аэро и термодинамические свойства теплопотери здания находятся в прямой пропорции к его аэродинамическому сопротивлению. Ветер плавно скользит поверх и вокруг купола, создавая недостаточные завихрения и воронки, чтобы нарушить пограничный слой воздуха, который крепится к поверхности любого объекта интермолекулярной микрогравитацией. Благодаря аэродинамическому эффекту конструкции ветер огибает купол с меньшим сопротивлением.

• Искривленная поверхность внутри купола способствует натуральной циркуляции воздуха и эффективному воздухообмену в помещениях. Натуральные «кольцеобразные» течения воздуха, предотвращают расслоение, и температура воздуха остается одинаковой по всему объему купола, от пола до апекса. Аэродинамический эффект конструкции экономит немалые средства на отоплении и кондиционировании.

Очевидные преимущества строений на основе геодезического купола определяются свойствами сферы:

• Максимальный внутренний объем при одинаковой с «прямоугольным» строением полезной площади. – Больше воздуха и света. Меньше – до 30% - затрат на строительные материалы.
• Минимальная площадь внешней поверхности при одинаковой с «прямоугольным» строением полезной площади. – Меньше рассеивается тепла зимой. Меньше тепла поглощается летом. Соответственно снижаются (до 30%) расходы на обогрев и кондиционирование.
• Геодезический купол очень легкий. – Для постройки купольного дома не нужен мощный и дорогостоящий фундамент.
• Геодезический купол может имеет любое количество окон, вы можете остеклить весь купол – это почти не повлияет на его прочностные характеристики.
• Сфера – очень прочная конструкция, в ней нет отдельной «крыши», стропильной системы, тяжелых перекрытий. Поэтому купольный дом обладает высокой сейсмоустойчивостью, и разрушение даже 35% элементов конструкции не приводит к ее обрушению.
• Недостижимая для других строений прочность, позволяет купольным строениям выдерживать большую снеговую нагрузку.
• Непревзойденная аэродинамика куполов обеспечивает отличное огибание ветрами. – Купольные дома доказали свою непревзойденную устойчивость во время разрушительных ураганов и смерчей на побережье США.
• Небольшой купольный дом не имеет несущих стен, в большом – несущие стены можно устанавливать достаточно произвольно, что дает больше свободы при внутренней планировке.
• Через меньшую площадь поверхности проникает меньше звуков, что делает жизнь в купольном доме более комфортной.
• Симметрия сферы позволяет наиболее эффективно ориентировать в пространстве размещенные на ней солнечные батареи и модули солнечных коллекторов.
• Купольный дом можно как угодно разместить на участке – он все равно «круглый».
• И, опять же, купольный дом, как все круглое, просто красив...
• Купола известны с незапамятных времен, как особо прочные архитектурные формы. Особенность геодезического купола в том, что его несущая способность тем больше, чем больше размер купола, причем прочность купола мало зависит от прочностных характеристик используемых материалов.
• Геодезический купол по своей сути – конструктор, имеющий малую номенклатуру типовых элементов, поэтому для его постройки не требуется квалифицированная рабочая сила, а сама сборка производится очень быстро.
• Еще одна особенность геодезического купола – для его постройки, как правило, не требуется тяжелая строительная техника, потому что все его элементы имеют малый вес и размер, их легко монтировать вручную.
• Идеальная аэродинамическая форма геодезического купола и быстрая скорость возведения делают возможным возведение купольных построек в условиях действия ураганных ветров.

У прямоугольного же здания очень высокая парусность. Ветер ударяется прямо в вертикальную стену, срывает теплоизолирующую прослойку воздуха, создает область высокого давления. А подветренная сторона здания в это время находится под влиянием турбулентных потоков и частичного вакуума.

Завихрения охлаждают здание, а вакуум высасывает из помещения нагретый воздух не только через щели вокруг дверей и окон, но и любые мельчайшие несовершенства конструкции на этой стороне здания. Теплый воздух, высосанный из помещения, замещается холодным, с подветренной стороны, через подобные щели, микротрещины и микропоры. Даже в современных домах совокупная площадь таких щелей и пор составляет эквивалент открытого окна. Расширяясь в помещении плотный, холодный воздух, дополнительно охлаждается за счет эффекта Берноули и превращается в сквозняк, влекомый всасыванием. Конструкция купола лишена таких сквозняков.

Недостатки геодезических куполов

Одним из недостатков почему-то считается высокий уровень отходов. Объясняется он тем, что в геодезических куполах используются в основном плоские треугольники, а почти все стройматериалы прямоугольной формы. Хотя, те же треугольники отлично вписываются в них, при грамотных расчетах каркаса купола. В любом случае получается дешевле.
Реальным неудобством такой геодезической формы, по-моему, можно считать только использование специальных окон. И мансардные и обычные, только нестандартной формы, например, треугольные, стоят дороже, чем стандартные окна.
Есть аналогичный вопрос с мебелью, но при расстановке ее вдоль внутренних перегородок или в центре функциоональных зон, он решается просто.