Kupola Mājas - Celtniecības Tehnoloģija

2023 Autors: Douglas Hoggarth | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-08-25 05:41

• Nedaudz par izcelsmes vēsturi

• Dizaina iezīmes

  • Pamats mājas celtniecībai
  • Ēku būvniecība, pamatojoties uz ģeodēzisko sfēru
  • Kupola konstrukcija balstīta uz pneimorāmja
  • Kupola mājas uz fiksētu veidņu un rūpnīcas ēku bāzes
  • Grīdu un starpsienu uzstādīšana

• Kupolveida māju iezīmes un priekšrocības

  • Enerģijas taupīšanas funkcijas
  • Nepārspējamas izturības īpašības
  • Maksimāls ietaupījums
  • Optimāls telpas sadalījums un nepārspējams komforts

Kupola konstrukcijas tehnoloģijas izmantošana ļauj uz pusi samazināt būvmateriālu izmaksas un trīs reizes samazināt būvniecības laiku. Problēmas risinājums balstās tikai uz būvlaukumu tehnisko pāraprīkojumu, jo visi nepieciešamie materiāli būvniecībā jau ir izmantoti tik ilgi. Šī tehnoloģija ir veiksmīgi izmantota Amerikas Savienotajās Valstīs un Rietumeiropā kopš 20. gadsimta beigām. Par laimi, tagad postpadomju telpā ir izveidots labs un stabils pamats kupolveida māju celtniecības attīstībai.

Nedaudz par izcelsmes vēsturi

Iepazīšanās ar kupolveida mājām jāsāk, izpētot to rašanās vēsturi. Kopš seniem laikiem cilvēks noteikti zina harmonijas būtību ar apkārtējo pasauli, kas daļēji izpaužas kā ēkas. Piemērs tam ir daudzie seno mājokļu prototipi, kas izveidoti puslodes formā: eskimosu iglu, Ziemeļamerikas indiāņu vigvami, afrikāņu cilšu teltis. Daudziem kultiem un reliģiskajām konfesijām ir arī raksturīgi izmantot kupolus kā elementus vai pamatus tempļiem, katedrālēm un kapelām.

Mūsdienu pasaulē kupola konstrukcijas tehnoloģija ir datēta ar divdesmitā gadsimta pirmo pusi, kad amerikāņu inženieris Ričards Fullers patentēja būvniecības tehnoloģiju, kas pēckara Eiropai nodrošina mājokļus par pieņemamām cenām. Diemžēl ideja neizplatījās, bet pēc piecdesmit gadiem viņi atkal sāka runāt par kupolveida mājām, un šoreiz nopietni.

Sākotnēji iedzīvotāji par māju ideju puslodes formā sāka interesēties tikai to sākotnējās formas dēļ. Nedaudz vēlāk cilvēki saprata šādu ēku neapstrīdamās priekšrocības, un to skaits mūsdienu pasaulē nepārtraukti pieaug.

Dizaina iezīmes

Īpašās formas dēļ ēkas ar kupoliem var droši klasificēt kā mākslas darbus. Viņi izskatās diezgan miniatūri, taču šis attēls maldina: neskatoties uz ārējo kompaktumu, šīs mājas ir ļoti plašas. Var rasties iespaids par dizaina trauslumu un neuzticamību, taču pievilcīgs izskats šajā gadījumā nebūt nenozīmē tehnisku trūkumu klātbūtni. Kupola mājas visos aspektos ir pārākas par parastajām kubiskajām ēkām.

Pamats mājas celtniecībai

Pati kupolveida mājokļu celtniecības būtība nozīmē griestu un atbalsta balstu neesamību. Tas ne tikai ļauj ietaupīt līdz 30% sienu un grīdas materiālos: konstrukcija kļūst viegla un tai nav nepieciešama masīva pamatne.

Acīmredzami ietaupījumi no kupolveida mājas celtniecības ir redzami jau būvniecības pirmajā posmā - pamatu celtniecības procesā. Vieglais pamats ļauj ietaupīt 50% no naudas, kas iztērēta zemes darbiem un betona darbiem. Parasti par pamatu tiek izmantots sloksnes vai pāļu pamats.

Ēku būvniecība, pamatojoties uz ģeodēzisko sfēru

Pirmā zināmā metode kupolveida ēku ieviešanai bija tehnoloģija, kuras pamatā bija rāmis trīsstūra puslodes formā. Metodes pamatā ir vienāda izmēra trīsstūrveida bloku izmantošana, kas, palielinoties augstumam, to galotnes arvien vairāk sasveras centra virzienā, tādējādi veidojot kupolu. Savienojot, bloki veido līdz četrdesmit centimetru biezu rāmi.

Ārpus mājas ir pabeigta presēta celuloze, kas piesūcināta ar bitumenu, metāla apvalku vai vienkārši apmesta. Ārējo materiālu galvenā prasība ir absolūta ūdens izturība. No iekšpuses sienas ir sašūtas ar dēļiem, un kā izolācija tiek izmantota vidēja blīvuma minerālvate. Dabiskās gaismas problēmu mājā atrisina trīsstūrveida stikla pakešu logi plastmasas rāmī, kas izgatavoti atbilstoši standarta rāmja šūnas izmēriem. Ja stikla vienība ir noslēgta ar pastiprinātu metāla rāmi, rāmja blakus esošās šūnas var apvienot, lai iegūtu nestandarta loga ģeometrisko formu.

Šīs metodes īpatnība ir tāda, ka ēkas ir izgatavotas no videi draudzīgiem materiāliem. Ģeodēziskais kupols mūsdienās tiek izmantots kā pamats izstāžu zālēs, siltumnīcās un sporta kompleksos.

Kupola konstrukcija balstīta uz pneimorāmja

Cita erekcijas metode ir kļuvusi pieejama salīdzinoši nesen, un tās parādība ir jāpateicas straujai polimēru materiālu attīstībai. Šī tehnoloģija ir visneparastākā un sarežģītākā, taču pateicoties tai, mājas celtniecības laiku var samazināt līdz minimumam. Jautājums par šīs metodes piemērojamību tieši ir atkarīgs no specializētās iekārtas pieejamības būvniecības jomā: betona maisījumu izsmidzināšanas iekārtas un iekārtas pneimatisko rāmju uzstādīšanai.

Mājas pamats, kā vienmēr, ir viegls sloksnes pamats gredzena vai cietas monolītas plātnes formā. Gar pamatnes perimetru ar ievilkumu no 20 cm ārmalas tiek parādīti vertikālo armatūras elementu "astes". Stieņiem vajadzētu izvirzīties vismaz 40 cm, un attālums starp tiem ir no 30 līdz 50 cm, atkarībā no konstrukcijas lieluma un stieņu diametra. Armatūra jāizmanto profilā, kuras biezums ir vismaz 12 milimetri. Betona konstrukcijas un tās stiprināšanas shēmas aprēķināšanas uzdevumu labāk uzticēt organizācijai, kas specializējas arhitektūras projektēšanā. Lai gan kupolveida māju celtniecības tehniku nereglamentē īpaši valsts normatīvie dokumenti, sfērisko betona konstrukciju stiprības un tehnisko īpašību aprēķināšanas metodika tika izveidota pagājušajā gadsimtā.

Nākamais posms ir galvenā sienas armatūras sieta izbūve. Tērauda stieņi ar nominālo diametru, kuru garums ir vienāds ar ceturtdaļu no sfēras centrālās daļas apkārtmēra, tiek pievienoti izvirzītajai armatūrai ar metināšanas vai vītņotu savienojumu. Pēc pagarinājuma stieņi ir saliekti līdz ēkas asij, veidojot kupolu. Parasti garenisko stieņu garumu izvēlas ar rezervi, pārošanās laikā nogriežot lieko stiegrojumu, ko pēc tam izmanto pastiprinošā sieta elementu papildu savienošanai.

Kā gala savienojumu var izmantot:

• gredzens ar I stara vai kanāla profilu, ja plānojat kupola augšdaļu padarīt caurspīdīgu;
• divu apaļu tērauda lokšņu saskarne;
• savienojošā sekcija zvaigznes formā, kas izgatavota no atbilstoša diametra caurulēm (virsotņu skaits ir vienāds ar armējošās sieta garenisko elementu skaitu).

Kad rāmis ir ieguvis puslodes formu, vertikālajiem stieņiem tiek pievienoti šķērsvirzieni, metinot vai adot ar stiepli.

Šai tehnoloģijai jāizmanto iepriekš izgatavots pneimatiskais rāmis. Tas tiek izgatavots atsevišķi un, piepūšoties, pilnībā seko kupola iekšējās virsmas kontūrām. Tajās vietās, kur jābūt logiem un durvīm, rāmim ir noteiktas formas un izmēra izvirzījumi. Pneimatiskā rāmja izgatavošana ir visdārgākais un sarežģītākais būvniecības posms, taču, tā kā tehnoloģija uz pusi samazina būvniecības izmaksas, tā cena tiek pilnībā atmaksāta.

Rāmi var pasūtīt no uzņēmumiem, kas ražo piepūšamos batutus, iepriekš izgatavotas pneimatiskās konstrukcijas vai ūdens slidkalniņus. Kā materiālu labāk izvēlēties augsta blīvuma audumu ar lateksa vai PVC impregnēšanu. Rāmja izmaksas būs no 50 tūkstošiem rubļu, ražošanas laiks ir aptuveni divi mēneši. Pēc lietošanas produktu var pārdot jebkuram celtniecības uzņēmumam.

Visi turpmākie darbi tiek veikti pakāpeniski:

1. Pneimatiskais rāmis ir stingri nostiprināts tērauda redeļu kastē un piepūšas.
2. Durvju un logu vietās uz armējošās sietas nākotnes atveru izmēri ir atzīmēti izvirzījumu veidā uz rāmja.
3. Rāmis tiek iztukšots un noņemts visā metināšanas laikā.
4. Armatūra tiek sagriezta atbilstoši izgatavotajiem marķējumiem. Atveres ir apmales no visām četrām pusēm ar profila veidgabaliem 2-3 rindās.
5. Rāmi apstrādā ar hidrofobu savienojumu un uzstāda vietā.

Darba pēdējais posms ir pamatmateriāla izsmidzināšana uz kupola. Process ir sadalīts vairākos posmos: sastāvs tiek uzklāts slānis pa slānim ar slāņa biezumu no 3,5 līdz 8 cm, atkarībā no materiāla veida. Pēc tam, kad pirmais slānis ir uzklāts, bet vēl nav sasalis, tajā perpendikulāri rāmja plaknei tiek iegremdēti īpaši fiksēta garuma stieņi-bākas, pa kurām tiks kontrolēts sienu biezums un izsmidzināšanas vienmērīgums. Kā galveno sienas materiālu var izmantot cementa polimēru vai gāzbetonu, putupolistirolu vai dažādu materiālu kombināciju. Piemēram, izsmidzināšanas ārējie un iekšējie slāņi ir izgatavoti no strūklas betona, tādējādi nodrošinot paaugstinātu virsmas izturību.

Pēc maisījuma galīgās sacietēšanas rāmis tiek demontēts, izsmidzināšanas defekti tiek novērsti atverēs, pēc tam beidzas kupola uzcelšanas process.

Kupola mājas uz fiksētu veidņu un rūpnīcas ēku bāzes

Kupola būvniecība Krievijā ir kļuvusi plaši izplatīta, galvenokārt pateicoties pastāvīgo polistirola veidņu sistēmām un sfēriskām blokveida ēkām. Šo tehnoloģiju sākotnējais uzdevums ir tā sauktās ātrās celtniecības objektu īstenošana. Šajā gadījumā kupolveida māju celtniecība ilgst ne vairāk kā divas nedēļas (izņemot pamatu un iekšējās kārtības būvniecību).

Abām tehnoloģijām ir vairākas līdzīgas funkcijas:

1. Galvenie ēku elementi tiek ražoti māju celtniecības rūpnīcās, pēc tam tos transportē uz vietu un tur samontē.
2. Putu polistirolu izmanto kā izejmateriālu blokiem.
3. Ēkas izceļas ar paaugstinātu energoefektivitāti: faktiski kupolveida māja kļūst par sava veida "termosu", jo konstrukcijā ir liels siltumizolācijas materiālu saturs. Ārējā apdare abos gadījumos tiek veikta, uzklājot ūdensizturīgu fasādes apmetumu.
4. Kā pamatu var izmantot jebkura veida pamatus, ieskaitot vieglu pamatu karkasa mājai.
5. Piegādes komplektā gandrīz vienmēr ir ēkas tehniskais projekts un ieteikumi būvdarbiem.

Ir arī vairākas atšķirības:

1. Bloku mājām nav nepieciešami papildu betona darbi.
2. Gatavo bloku saliekamo konstrukciju var izjaukt un pārvietot. Ļoti bieži šādu māju izmantošana ir sezonāla.
3. Tehnoloģijas atšķiras ar durvju un logu atvērumu sakārtošanas metodēm.
4. Bloku ēkas, atšķirībā no veidnēm, bieži tiek piegādātas pilnībā aprīkotas (ieskaitot durvis, logus, ventilācijas sistēmas utt.).
5. Fiksēto veidņu izmantošana nedaudz ierobežo formu un izmēru dažādību.

Kas attiecas uz būvniecības tehniku, tas ir pavisam vienkārši. Konstrukcijas elementi pēc piegādes būvlaukumā tiek sakārtoti un sadalīti grupās. Pirmais ir pagraba līmenis: tas ir piestiprināts pie pamatnes, izmantojot kronšteinus vai enkurus. Aiz tā ir kupolveida daļas konstrukcija. Bloki ir tāda paša izmēra un formas šūnveida formā. Tie ir piestiprināti viens ar otru, izmantojot slēdzenes vai gaisa mehāniskos savienojumus.

Ja mēs runājam par ēkām ar pastāvīgu veidni, tad betona liešanu var veikt gan pēc pilnīgas montāžas, gan tā procesā. Jebkurā gadījumā, tā kā tiek uzcelta galvenā konstrukcija, tās iekšpusē ir uzstādīts pastiprinošs rāmis. Kupola augšdaļa ir atsevišķi piegādāta daudzslāņu vienība, ko var izgatavot kā stikla paketi plastmasas rāmī.

Pēc sienu uzcelšanas:

1. Durvju un logu uzstādīšana:

   • veidņu mājās logu un durvju atveres paliek gludas. Uzstādīšana tiek veikta jebkurā pieejamā veidā;
   • bloku konstrukcijām bieži ir rūpnīcas rievas un bloķēšanas (mehāniskie) savienojumi, kas atvieglo uzstādīšanas procesu.
2. Savienojumu blīvēšana ar poliuretāna putām.
3. Ārējā apdare, palodžu, ventilācijas režģu un citu piederumu uzstādīšana.
4. Pamatnes aklās zonas ierīkošana un drenāžas kanālu ierīkošana.

Veidņu ēku ārējai apdarei ir nepieciešams raupja apmetuma slānis, izmantojot stikla šķiedras sietu. Bloku mājās detaļu ārējam slānim ir īpašs pārklājums (piemēram, polimēra cements), kas atvieglo fasādes apdares procesu, vai pabeigta ūdensizturīga apdares virsma ar dekoratīviem elementiem.

Grīdu un starpsienu uzstādīšana

Starpstāvu griestu ierīce ir paredzēta galvenokārt kupolveida mājās, kuru pamatā ir ģeosfēra un pneimorāmis. Pārklājumi var būt vai nu saliekami, vai dzelzsbetona. Būvniecības process ir diezgan vienkāršs:

1. Pirmkārt, galvenais rāmis ir samontēts no metāla vai koka sijām. Pirmajā gadījumā T-sijas vai I-sijas tiek izmantotas ar "dimes" galos. Tērauda sijas tiek piestiprinātas ar enkuriem vai caurlaidīgajām kronšteiniem, un koka siju nostiprināšanai, kas tiek ieskrūvētas no ēkas ārpuses, tiek izmantotas skrūvju tapas.
2. Atbalsta konstrukcijas ir savienotas ar saitēm.
3. Saliekamā cietkoksnes grīda ir piepildīta ar minerālvilnu un sašūta ar apmales dēli vai koka dēli.
4. Ja ir nepieciešama dzelzsbetona liešana, spraugās starp atbalsta sijām ir uzstādīta stiegrojuma acs ar linuma acu izmēru 10x10 cm un stieples biezumu vismaz 6 mm.
5. Veidne betona liešanai ir izgatavota no OSB plāksnēm, kuras piestiprina pie sijām ar cinkotu stiepli. Parasti no pieciem enkurpunktiem ir vajadzīgs viens lineārs sijas metrs.
6. Veidne jāpārklāj ar polietilēnu, pēc kura betona maisījumu var ielej.

Kupolveida māju iezīmes un priekšrocības

Mājas, kas būvētas, izmantojot jebkuru no kupola konstrukcijas tehnoloģijām, izceļas ar vairākām īpašām īpašībām, kuras nevar sasniegt ar tradicionālām celtniecības metodēm. Pateicoties šīm atšķirībām, kupolveida ēkas nav tikai kubveida māju alternatīva. Tie pārstāv pilnīgi jauna veida struktūras, kas spēj atrisināt visaktuālākās ikdienas problēmas, ja nav materiālu izmaksu.

Enerģijas taupīšanas funkcijas

Kupola mājas apkurei ziemā nepieciešams par 20–30% mazāk enerģijas nekā parastajām ēkām. Pirmkārt, tas tiek panākts mājas unikālās formas dēļ: ar tādu pašu platību kupolveida ēkas tilpums ir daudz mazāks. Turklāt telpas sfēriskā forma palīdz uzturēt pastāvīgu dabisko gaisa cirkulāciju, kas nozīmē, ka istabas augšpusē neuzkrāsies siltāks gaiss. Šī funkcija ir lieliski izsekojama termiskās attēlveidošanas pārbaudes laikā. Ir vēl viens triks, pateicoties kuram jūs varat sasniegt papildu ietaupījumus apkurei: ja ēkas augšējā daļā novietojat panorāmas stiklojumu vai caurspīdīgu kupola augšdaļu, siltumnīcas efekta dēļ māja tiks papildus sasildīta.

Nepārspējamas izturības īpašības

Ideālā gadījumā vienmērīgu slodzes sadalījumu uz konstrukciju nodrošina tās sfēriskā forma. Neatkarīgi no tā, kura konstrukcijas daļa ir pakļauta mehāniskai iedarbībai, tā tiks efektīvi sadalīta visā masīvā. Šis īpašums ir īpaši izteikts mājās, kas uzbūvētas, pamatojoties uz trīsstūrveida rāmi, pateicoties sabalansētam stingrinātāju un šarnīru izvietojumam. Reģioniem ar nestabilu klimatu kupolveida mājas ir vispiemērotākās: racionalizētās formas dēļ tās paliek neaizsargātas pret vēja brāzmām ar ātrumu līdz 230 km / h.

Maksimāls ietaupījums

Kā minēts iepriekš, mājas celtniecība, izmantojot kupola tehnoloģiju, ļauj ietaupīt aptuveni 50% naudas. Pārbaudīsim šo apgalvojumu, salīdzinot kupolveida māju ar tradicionālo.

Materiālu izmaksu salīdzinājums dažādu veidu māju celtniecībai

Salīdzināšanas kritēriji Standarta vienstāvu māja Māja celta, izmantojot kupola tehnoloģiju

Galvenais

parametriem

ēka

Kopējā platība: 100 m ²

Mazākais iespējamais perimetra garums: 40 m

Iekšējā perimetra garums: 34,4 m

Kopējā platība: 100,24 m ²

Ārējās robežas rādiuss: 5,65 m

Iekšējās robežas rādiuss: 5,25 m

Ārējais apkārtmērs: 35,48 m

Iekšējais apkārtmērs: 35,08 m

Dati

par pamatu

Platība horizontālajā plaknē: 26,04 m ²

Minimālais pieļaujamais augstums: 0,7 m

Betona masas tilpums: 18,23 m ³

Platība horizontālajā plaknē: 13,69 m ²

Minimālais pieļaujamais augstums: 0,4 m

Betona masas tilpums: 5,48 m ³

Dati

par ārsienām

Sienas biezums: 0,6 m

Ēkas augstums: 2,7 m

Sienas masīva tilpums: 59,62 m ³

Sienas biezums: 0,4 m

Ēkas augstums: 4,7 m

Sienas masīva tilpums: 57,94 m ³

Dekoratīvā apdare Ārējās sienas virsmas laukums: 108 m ²

Iekšējās sienas virsmas laukums: 92,88 m ²

Ārējās sienas laukums: 157,08 m ²

Iekšējās sienas virsmas laukums: 132,95 m ²

Jumta segums Nepieciešams Nav nepieciešams Paredzamās galveno materiālu veidu izmaksas, rubļi Pieraksts Standarta mājai Mājai ģeosfērā Mājai uz pneimorāmja

Fonds

(tikai betons)

Uz kubikmetru m: 2900

Kopā: 52 867

Uz kubikmetru m: 2900

Pilnībā: 15 892 + 20% ^* = 19 070

Uz kubikmetru m: 2900

Kopā: 15 892

Sienas

Salvetes bloks + ķieģelis

Uz kubikmetru m: 3250

Kopā: 193 765

Betons

Uz kubikmetru m: 2900

Kopā: 168 026

Koks + Minvata

Uz kubikmetru m: 2300

Kopā: 133 262

Jumts

Par kv. m: 2850

Kopā: 359 100

Nav nepieciešams Nav nepieciešams Griestu plāksne

Par kv. m: 1100

Pilnībā: 110 000

Nav nepieciešams Nav nepieciešams

Fasāde

Apdare

Par kv. m: 950

Pilns: 102 600

Par kv. m: 1300

Kopā: 204 204

Par kv. m: 500

Kopā: 78 540

Fināls

izmaksas

818,332 391 300 227,696

^* Slokšņu pamati šajā gadījumā ir gandrīz par ceturtdaļu augstāki.

Optimāls telpas sadalījums un nepārspējams komforts

Sakarā ar to, ka nav nesošo sienu, kupolveida mājā nav plānošanas ierobežojumu. Tas var viegli apvienot dzīvojamo un ēdamistabu vienā plašā telpā ar augstiem griestiem. Atpūtas telpa var aizņemt vismaz pusi no visas mājas, un nebūs problēmu ar džakuzi uzstādīšanu vannas istabā. Jāatzīmē, ka kapitālā remonta laikā izkārtojumu var mainīt, pārvietojot iepriekš izgatavotās starpsienas. Kupola mājās nav nepieciešams norobežoties slēgtās telpās, cenšoties pasargāt sevi no kairinātājiem: sfēra efektīvi absorbē skaņu un tajā pašā laikā nelaiž cauri troksni no ielas.