Геодезического купола своими руками

Строительство и обустройство теплицы в виде геодезического купола на дачном участке

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.

Чем привлекательны конструкции в форме купола

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник

Обзор строений для дачи, которые можно построить в виде геодезического купола

Строения на даче, выполненные в нестандартной форме, украшают участок и повышают его привлекательность. Дома, беседки, теплицы, построенные в виде геодезических куполов, уж точно не останутся незамеченными. Претворить в жизнь проект небольшого геокупола совсем несложно. Со строительством подобного сооружения под силу справиться многим садоводам, несмотря на оригинальность каркасной конструкции. Минимальные расходы на приобретение строительных материалов позволяют выполнить все работы в кратчайшие сроки. Купольные технологии интересуют и строителей загородного жилья. Пространство внутри такого коттеджа отличается повышенной функциональностью. В доме-куполе на 20% больше полезной площади за счет уменьшения количества ограждающих конструкций. На этом и удается сэкономить стройматериалы.

Архитектурные сооружения, в качестве несущей конструкции которых использовалась сетчатая оболочка, появились в середине прошлого века. Первые геодезические купола спроектировал Ричард Фуллер (США). Свое изобретение американец запатентовал. Необычные для того времени сооружения планировалось возводить с целью получения дешевого комфортабельного жилья в короткие сроки. Однако добиться массовой застройки по изобретенной технологии не удалось.

Воздушный купольный шатер над летним бассейном открытого типа защищает отдыхающих людей от палящих лучей солнца, аккумулируя при этом тепло

Экстравагантный проект нашел себе применение в строительстве футуристических объектов: кафе, стадионов, бассейнов. Обратили внимание на геокупола и ландшафтные дизайнеры, которые данные сооружения стали размещать в центре пейзажной композиции. И тогда, и сейчас специалистов привлекает просторность купольных строений. Включив воображение и фантазию, можно найти множество вариантов применения пространства внутри сферы.

Конструкция геодезического купола отличается большой несущей способностью. От величины диаметра сферического каркаса зависит величина всей площади сооружения. Небольшие купола пятиметровой высоты возводятся без применения строительного крана силами двух-трех человек.

Почему данная конструкция лучше других?

Сферическая форма геокупола способствует гармонизации пространства, которое насыщается позитивной энергетикой. Находиться в просторном и невероятно уютном круглом помещении полезно для здоровья. Не зря купольные строения относят к экологическим сооружениям. К преимуществам легких геодезических конструкций можно отнести:

• отсутствие необходимости устройства основательного фундамента, а это значительно упрощает и ускоряет монтаж объекта;
• отсутствие необходимости использования строительной спецтехники, что снижает в разы шум при проведении работ.

В основе строительства геокуполов лежит каркасно-щитовая технология, позволяющая в кратчайшие сроки возвести на дачном или загородном участке целый ряд сооружений различного назначения, например:

• баню или сауну;
• дом или летнюю кухню;
• гараж или навес;
• беседку или детский игровой домик;
• бассейн круглогодичного использования;
• теплицу или оранжерею и т.д.

Основные виды геодезических конструкций

Конструкции геокуполов отличаются друг от друга частотой разбиения поверхности сферы на треугольники. Частоту разбиения принято обозначать буквой V. Число, стоящее рядом с V, показывает количество различных конструктивных элементов (ребер), используемых для построения каркаса. Чем больше число ребер используется, тем прочнее получается геокупол.

Существует шесть видов геокуполов, из которых активно применяются при строительстве объектов только пять:

• 2V купол (высота сооружения равна половине сферы);
• 3V купол (высота сооружения равна 5/8 сферы);
• 4V купол (высота сооружения равна половине сферы);
• 5V купол (высота сооружения равна 5/8 сферы);
• 6V купол (высота сооружения равна половине сферы).

Легко заметить, что полусферическая форма объекта достигается лишь при четной частоте разбиения.

Схема каркаса геодезического купола типа 2V для создания небольших сооружений. Разные по длине ребра выделены цветом и обозначены буквами

Для небольших дачных построек обычно выбирается конструкция 2V купола. Каркас собирают из двух видов ребер, обозначающихся на схемах для удобства латинскими буквами A и B, а также выделяющихся дополнительно синим и красным цветом. Заготовки также помечают цветом, чтобы упростить процесс сборки каркасной конструкции. Для соединения отдельных ребер каркаса геодезического купола применяют специальные узлы, называемые коннекторами. При монтаже 2V-купольной конструкции используются три вида коннекторов:

Для подсчета длины ребер и количества коннекторов используют онлайн-калькуляторы, в которые забивают исходные данные объекта: радиус основания, частоту разбиения, желаемую высоту купола.

Три типа коннекторов, используемых для соединений ребер каркаса купола, сходящихся в одной точке (вершине многоугольника)

Большие полусферические объекты, диаметр основания которых превосходит 14 метров, строят с помощью 3V и 4V куполов. При меньшей частоте разбиения получаются слишком длинные ребра, что затрудняет их заготовку и монтаж. При постройке 3V купола длина ребер составляет почти три метра. Собирать каркас из таких длинномерных материалов довольно проблематично.

Выбрав другой тип купола (4V), уменьшают длину ребер до 2,27 метра, что существенно упрощает сборку купольного сооружения. Уменьшение длины конструктивных элементов ведет к увеличению их количества. Если у 3V купола при высоте 5/8 сферы насчитывается 165 ребер и 61 коннектор, то у 6V купола при той же высоте ребер уже 555 штук, а коннекторов – 196.

Свайный фундамент для установки больших купольных конструкций позволяет обеспечить сооружению необходимую прочность и устойчивость

Пример строительства купольной оранжереи

Перед началом строительства определяются с площадью основания будущей оранжереи, а также с ее высотой. Величина площади основания зависит от радиуса окружности, в которую вписывается или вокруг которой описывается правильный многоугольник. Если допустить, что радиус основания будет равен 3 метрам, а высота полусферы полутора метрам, то для сборки 2V купола понадобится:

• 35 ребер, линейный размер которых составляет 0,93 м;
• 30 ребер длиною 0,82 м;
• 6 пятиконечных коннекторов;
• 10 четырехконечных коннекторов;
• 10 шестиконечных коннекторов.

Подбор материалов

В качестве каркасных ребер можно использовать бруски, заборную доску, профильную трубу, а также специальные двойные стойки-распорки. При заготовке ребер учитывают их ширину. Если выбирается заборная доска, то ее придется распиливать на несколько равных частей с помощью лобзика.

Выравнивание площадки

Подготовив все конструктивные элементу будущего купола, приступают к выравниванию места под строительство сооружения. При этом необходимо вооружиться строительным уровнем, так как площадка должна быть идеально ровной. Выровненное место отсыпается слоем щебня, который хорошенько утрамбовывается.

Возведение основание и сборка каркаса купола

Далее приступают к строительству основания оранжереи, высота которого вместе с высотой купола сделает помещение комфортным для эксплуатации. После сооружения основания, начинают собирать каркас из ребер по схеме, на которой показана последовательность выполнения соединений. В итоге должен получиться многогранник.

Каркас полутораметровой полусферы для обустройства оранжереи на даче выполнен из деревянных брусков, соединяемых коннекторным способом по схеме друг с другом

Облегчить сборку можно путем окрашивания разных по длине ребер в различные цвета. Такое цветовое выделение отдельных элементов конструкции позволит избежать путаницы. Равнобедренные треугольники, собранные из брусков или кусков профильной трубы, скрепляют между собой коннекторами (специальными приспособлениями). Хотя небольшие конструкции удается скрепить саморезами и обычной монтажной лентой.

Крепление листов поликарбоната

К каркасу прикручивают листы поликарбоната, выкроенные в виде треугольников. При монтаже используют специальные саморезы. Швы между соседними поликарбонатными листами декорируют, а заодно и утепляют, рейками.

Обустройство внутреннего пространства

По периметру оранжереи делают грядки, при этом их высота должна быть равна высоте основания каркаса. При отделке ограждений используют различные материалы. Лучше и элегантнее сочетается с растениями, выращиваемыми в оранжерее, природный камень. Для удобства дорожку в оранжерее по возможности делают широкой. Обязательно обустраивают место для отдыха, с которого можно любоваться красотой диковинных растений и цветов.

Каркас данной купольной теплицы выполнен из профильной трубы. Грани многоугольника выполнены из листов поликарбоната, пропускающих свет и задерживающих ультрафиолетовые лучи

Для рационального использования внутреннего пространства используют полипропиленовые трубы, которые крепят к граням каркаса. На эти трубы подвешивают кашпо с ампельными растениями. По краям оранжереи высаживают низкорослые растения, а ближе к центру – высокорослые. Для поддержания внутри купола достаточного уровня влажности устанавливают в северной части сооружения резервуар с водой. Усилить парниковый эффект внутри оранжереи позволяет светоотражающая пленка, которая крепится к конструкции каркаса, находящегося над резервуаром с водой.

Внутреннее обустройство купольной оранжереи осуществляется с максимальным использованием имеющегося пространства. Высота растений влияет на выбор места их посадки в оранжерее такой необычной формы

Беседка в виде полуоткрытой полусферы

Беседка, выполненная в виде полуоткрытой полусферы, станет самым привлекательным местом на дачном участке. Собирается это воздушное сооружение в течение одного рабочего дня. Монтаж каркаса производится из профильной трубы. Диаметр купола при этом должен составлять 6 метров, а высота объекта – 2,5 метра. При таких размерах удается получить 28 квадратных метров полезной площади, достаточной для размещения друзей и родственников. Расчет конструктивных элементов 3V купола проводится также с помощью онлайн-калькуляторов. В результате автоматического подсчета получается, что для строительства беседки понадобится:

• 30 штук ребер по 107,5 см;
• 40 штук ребер по 124 см;
• 50 штук ребер по 126,7 см.

Концы ребер, выкроенных из профильной трубы, сплющивают, просверливают и загибают на 11 градусов. Для удобства сборки решетки геокупола по схеме помечают одинаковые по длине ребра одним и тем же цветом. В итоге получится три группы элементов, которые крепят друг к другу согласно схеме с помощью шайб, болтов и гаек. Завершив монтаж каркаса, производят настил укрывного материала, в качестве которого можно рассматривать:

• фанерные листы;
• полотна цветного поликарбоната;
• вагонку;
• мягкую черепицу и др.

Если закрыть только верхнюю часть каркаса, то получится оригинальная полуоткрытая беседка. С помощью штор можно задекорировать оставшееся свободным пространство по боковым сторонам беседки. Добиться неординарного оформления купольного сооружения позволит ваша фантазия.

О том, на что обратить внимание при выборе штор для садовой беседки, можно узнать из материала: https://diz-cafe.com/dekor/shtory-dlya-sadovoj-besedki-i-verandy.html

Сборно-разборный металлический каркас может быть демонтирован в любое время. При необходимости конструкция в разборном виде вывозится на природу, где быстро собирается и накрывается чехлом, изготовленным из влагоотталкивающей ткани.

А может быть построить целый дом?

Дом, в отличие от рассмотренных выше строений, нуждается в устройстве мелкозаглубленного теплоизолированного деревянного фундамента. На возведенный фундамент крепят угловые стойки стен основания, а также горизонтальные распорки. После приступают к монтажу обрешетки купола.

Сферическая поверхность каркаса с внешней стороны зашивается фанерными листами, толщина которых должна быть не менее 18 мм. В выбранные места устанавливают окна и двери. Для утепления конструкции используют теплоизоляционные материалы нового поколения, которые изнутри также закрываются листами фанеры или иным отделочным материалом.

Возведение дачного дома в форме геодезического купола проводится с использованием теплоизолирующих материалов, прокладываемых между внутренней и внешней отделкой двойного каркаса

Для быстрого крепления всех материалов рекомендуется использовать при строительстве дачного домика систему двойных распорок.

Как видите, найти применение геодезическому куполу на дачном участке может каждый садовод. Если самостоятельно построить такое оригинальное сооружение вам не под силу, тогда наймите профессионалов. Многие строители с удовольствием берутся за подобные проекты, потому что их можно возвести в короткие сроки.

Источник