Купольная кровля из металла

Обновлено: 18.05.2024

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 её 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. Типчный 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.

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.

Коннектор (он же соединитель).

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 всей его окружной протяженности с шагом в 100-120 см закрепляют саморезами Г-образные металлические пластины, в которых заранее изготавливают отверстия для крепления рёбер условного треугольника. Закрепив ребра треугольника к пластинам, в точке вершины условного треугольника соединение его рёбер 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 рёбра второго ряда треугольников.

В технической конструкции у крыши отсутствует конёк 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 требуются компьютерные программы, позволяющие моделировать в 3d — трехмерное моделирование. Или специальные калькуляторы. Можно использовать калькулятор нашего сайта, представленные на странице: калькулятор расчёта геодезической купольной крыши.

Расходных материалов в отличие от скатной кровли для купольной кровли требуется значительно меньше. Всреднем расход материалов ниже на треть в сравнении с двускатной кровлей. При проектировании требуется высчитать точное количество заготовок бруса для рёбер 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 клеёного бруса;
Сборные из бруса, изготовленные самостоятельно;
Металлические фермы заводского производства.

Дороже всего стоят стропила из клеёного 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 клеёный брус, форма которого будет умышленно изогнута под определенным радиусом.

Изогнутые стропила из клееного бруса.

В процессе же монтажа, нижние концы дугообразных стропил закрепляют к основанию мауэрлата, а верхние концы арочных стропил соединяются вместе посредством небольшого круглого деревянного или металлического кольца.

Соединение арочных стропил.

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 можно 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 есть, у нее отсутствуют начало, конёк, фронтон и прочие элементы присущие двухскатным крышам. Это всё позволяет практически не накапливаться снегу в зимний период. Вот тут-то и кроется для незнающих людей подвох. Решив, что нагрузка на кровлю будет незначительная, её 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.

При большой площади крыши, 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.

Соединение стропил и перемычек с использованием металлических конструкций.

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 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.

КУПЛЕН ДОМ С КУПОЛЬНЫМ ПОМЕЩЕНИЕМ, КРОВЛЯ ВЫПОЛНЕНА ИЗ ЛИСТОВ ЖЕСТИ. НЕОБХОДИМО ПОМЕНЯТЬ СТЕКЛО НА ВЕРШИНЕ КРЫШИ. ИЗ ПОМЕЩЕНИЯ ДОБРАТЬСЯ НЕТ ВОЗМОЖНОСТИ. КАК МОЖНО ЗАЛЕЗТЬ С НАРУЖИ ДЛЯ РЕМОНТА НА ВЕРШИНУ КУПОЛЬНОЙ КРЫШИ?

Все виды крыш частных домов и их особенности, выбор материала для кровли, фото проектов

Крыши частных домов являются одним из основополагающих элементов всего строения. Эффектная, уместно спроектированная кровля – визитная карточка дома, мерило вкуса владельцев. Важная несущая конструкция, она призвана защищать жилье от капризов погоды и поддерживать комфортную температуру и влажность. Современное строительство предлагает всевозможные виды крыш для частного дома. Все они способны стать надежным, устойчивым и долговечным решением при условии правильного расчета нагрузок на конструкцию и подбора соответствующих строительных материалов.

Основные виды крыш

Основное деление крыш на виды производится в зависимости от внешнего вида, причем отличить один тип крыши от другого сможет даже невооруженный глаз непрофессионала.

Плоская

Современные модные тенденции сделали плоскую кровлю популярным трендом частного строительства. Крыши такого типа мягкие, имеют уклон до 3°. Они могут стать достойным вариантом по многим причинам:

Благодаря минимальной площади достигается существенная экономия на материалах, строительно-монтажных работах и сроках строительства. То же самое можно сказать о последующем обслуживании и ремонте.
Такая кровля является дополнительной многофункциональной площадью. Здесь можно установить антенну, систему кондиционирования или солнечные батареи. Крыша дает возможность обустроить спортивную площадку, место для комфортного отдыха и загара, разбить цветник.

Главный недостаток – малый угол ската. В районах со снежными зимами на такой кровле может накапливаться большая снежная масса, достаточная, чтобы повредить конструкцию. При потеплении велика вероятность протечек, но это преимущественно особенность строений, при возведении которых была нарушена технология строительства.

Скатная

Скатная кровля – с наклонными поверхностями, позволяющими крыше самоочищаться естественным образом. Наклон скатов характеризуется углом к линии горизонта; он может варьироваться от 5° до 70°.

Скатные виды кровли крыш частных домов позволяют использовать чердачное пространство под хозяйственные нужды и как мансарду. Устройство скатной кровли зависит как от архитектуры строения и материала для финишного покрытия, так и от климата.

Существуют различные скатные крыши домов, разновидности объединяются в группы в соответствии с формой и количеством скатов:

Односкатные. Такие конструкции упираются на разные по высоте стены. Простой, дешевый и долговечный вариант.
Двускатные. Позволяют обустроить чердак или мансарду, хорошо отводят осадки. Практичный и распространенный вариант.
Четырехскатные. Самые прочные и надежные. Но большой вес кровли требует укрепления несущей конструкции.
Шатровые, дизайнерские. Самые необычные и затратные варианты.

Сферическая

Интерес к сферическим конструкциям неизменно высок. Кроме оригинального внешнего вида они привлекают дополнительными преимуществами:

Обтекаемая форма. Позволяет избегать прямого давления ветра, что является гарантией прочности и целостности.
Герметичность. Обеспечивается кровельным материалом (как правило, оцинкованная сталь).
Легкость в обслуживании. На поверхности не скапливаются снег и вода.

Онлайн калькулятор кровли

Чтобы узнать примерную стоимость кровли различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Оптимальные углы наклона для крыш

Профессиональные строители знают, что углы наклона для крыш подбираются, исходя из предстоящих условий эксплуатации. При определении оптимального угла наклона кровли берут во внимание несколько факторов:

Природные (климатические) факторы

Правильно спроектированная кровля должна противостоять ветру и атмосферным осадкам, характерным для данной местности.

В районах со снежными зимами задают большой угол наклона крыши (45-60°); так снег сходит плавно, уменьшается вероятность оледенения.
Чтобы конструкция выстояла в районах с сильными ветрами, угол ската делают минимальным. Для снижения парусности выбирают диапазон 9-20°.
В южных регионах, где преобладает солнечная погода, лучшим вариантом станет плоская крыша, с уклоном 3-5° (для схода воды). По сравнению с кровлями других видов нагреваться она будет меньше.
Оптимальным углом ската считаются значения от 20 до 45°.

Тип кровельного материала

От выбора кровельного покрытия зависит минимальный показатель угла наклона скатов.

Шиферное покрытие, черепица. Влага не будет скапливаться и просачиваться при минимальном уклоне кровли 22° (для черепицы) и 30° – для шифера.
Рубероид, еврорубероид. Количество слоев определяет величину параметра. Для кровли из 2 слоев необходим уклон в 15°, для 3 – достаточно 5°.
Профлист. Минимально допустимый уклон кровли составляет 12°.
Металлочерепица. Минимальный уклон кровли ограничен 14°.
Ондулин. Минимальный показатель – 6°.
Мягкая черепица. Монтируется с уклоном от 11°.
Кровельные покрытия мембранного типа. Задают минимальный уклон в пределах 3-5°.

Видео описание

Какой должна быть крыша – в видео:

Конструкционные различия каркасов – популярные конфигурации

Несмотря на высокий интерес к плоским крышам, лидером по популярности все-таки являются скатные кровли, к которым с некоторыми натяжками можно отнести и шатровые крыши. Поэтому при определении оптимальной конструкции преимущественно выбирают из следующих вариантов:

Односкатные

Такая конструкция является наклонной плоскостью, которая опирается на внешние разновысотные несущие стены. Ею снабжают хозяйственные постройки (гараж, веранда, сарай). Ее достоинствами считают простоту монтажа, экономичность и простоту ремонта. Недостатки: выбор такой крыши исключает устройство чердака; сильный ветер может сорвать даже хорошо закреплённую кровлю. Но современные материалы значительно повышают как красоту, так и прочность односкатных крыш частных домов – фото ниже показывает одно из решений, позволяющее сделать двухэтажный дом с мансардой.

Двускатные

Классические варианты крыши частного дома, надежно защищающие от непогоды в различных климатических условиях. Такие конструкции просты в монтаже и надежны в эксплуатации; для кровли можно подбирать любой материал. Основу составляют 2 ската (уклона), опирающиеся на две равновысотные стены.

Достоинства:

Самоочищение от снега, маленькая вероятность протекания.
Большой выбор доступных материалов при изготовлении.
Возможность обустройства чердачного помещения.

Недостатки:

Затрудненный монтаж из-за наклона кровли.
Слабый элемент конструкции – ендова (внутренний угол в месте стыка скатов), на которую приходится максимальное климатическое воздействие.

Комбинированные (многощипцовые)

Многощипцовые (ендовые) каркасы являются одними из самых сложных. Необходимость в такой конфигурации возникает, если особенность планировки здания не позволяет использовать более простую конструкцию. Особенностями многощипцовых форм считают:

Сложный монтаж дополнительных пересечений, требующий профессиональных знаний и хорошей погоды.
Дополнительные затраты материалов и времени, большое количество отходного материала.
Чтобы исключить проблемы с появлением конденсата, проводится качественное паро- и гидроизолирование, обустраивается качественная вентиляция.

Вальмовые и полувальмовые

Вальмовая крыша состоит из четырех поверхностей (скатов). Два больших по площади ската имеют форму равнобедренной трапеции, два боковых – треугольные (вальмы). В полувальмовых кровлях (их еще называют голландскими) вальма принимает усеченный вид, из-за чего на торцах здания образуются свесы с маленьким вылетом и меньшим углом наклона.

Такие виды кровли для крыши частного дома сложны в конструкции и монтаже (требуют усиления стропильной системы), зато экономичны по расходу материала; они оправдывают себя в северных районах с сильными ветрами.

Шатровые

Крыша состоит из скатов в форме равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке. Такую конструкцию, подразумевающую возведение мансардного этажа, сложно проектировать; смягчающее обстоятельство – минимум расходных материалов. Аэродинамическая форма кровли помогает противостоять ветрам.

Особый класс крыш составляют круглые (купольные) крыши, повторяющие форму фигуры вращения. Подобные кровли можно увидеть на культовых сооружениях; они устанавливаются на стадионах, бассейнах, промышленных зданиях, верандах и зимних садах, и все чаще – в частном строительстве.

Сводчатые (арочные)

Сводчатая (арочная) крыша может проектироваться над мансардным помещением, холлом, зимним садом или входом. В основе помещают несущую конструкцию, выполненную из металла, бетона или дерева. Покрытием служит оцинкованная сталь, гонт (дранка), стекло, поликарбонат, прозрачный шифер. Такое решение практично и оригинально; покрытие устойчиво к ветру, а использование прозрачного материала позволяет экономить электроэнергию.

Геодезические

Обычная купольная кровля создается на основе каркаса изогнутой формы.

Геодезическая купольная крыша позволяет получить конструкцию сферической формы без использования стропил и вертикальных упоров. Каркас монтируется из треугольных элементов, собранных из брусков. Между собой бруски соединяются металлическими соединителями; между рядами монтируется связывающий брус.

Для проектирования конструкции необходима компьютерная программа трехмерного моделирования. По сравнению со скатной кровлей расход материалов в среднем на треть меньше.

Особенности мансардных крыш

Вот уже несколько столетий, со времени изобретения во Франции, мансардные кровли пользуются неизменной популярностью. Мансардой принято называть чердачное пространство, приспособленное (или запланированное) для проживания.

Виды крыш частных домов с мансардой радуют разнообразием. Для обустройства мансард подходят всевозможные виды – двускатные, вальмовые, шатровые, купольные. В чердачной мансарде достаточно пространства, чтобы создать жилую комнату, тренировочный зал, библиотеку или зимний сад. Поскольку мансардное помещение размещается в верхней части строения, оно требует особенного подхода:

Потеря тепла из нижних жилых помещений приводит к образованию конденсата на внутренней части кровли. В конструкции надо предусмотреть тщательную паро- и гидроизоляцию, а также вентиляцию.
У мансардного помещения нет внутренних стен, оно полностью соприкасается с внешней средой. Актуальным для комнаты является теплоизоляция минеральной ватой или пенополистиролом. Для внутренней отделки лучше всего подойдет натуральная древесина.

Материалы для облицовки

Использование того или иного вида материала для облицовки кровли обусловлено прежде всего климатическими особенностями региона. Даже традиционная «цена вопроса» зачастую пасует перед здравым смыслом – сэкономить на качестве крыши не удавалось еще никому. Наиболее востребованными материалами традиционно являются:

Черепица (из металла, битума или керамики)

Черепица из металла – популярный вариант, ценимый за долговечность, не очень высокую цену и способность выдерживать удары, что особенно ценно при погрузке и перевозке. Металлочерепица имеет небольшой вес (не создает давление на фундамент), легко крепится. Недостатком считается неэкономичность при монтаже (значительный процент идет в отходы) и плохая звукоизоляция, что становится ощутимым при любом дожде.
Битумная (гибкая) черепица. Такое покрытие обладает высокой звуко- и теплоизоляцией, но требует профессионального монтажа.
Натуральная (керамическая) черепица. Материал, проверенный временем, с преимуществами металлочерепицы, кроме одного. Значительный вес требует укрепленной кровли.

Шифер

Щифер – самый доступный по цене материал, содержащий до 15% асбеста. Это ограничивает область его применения постройками хозяйственного предназначения. Шифер обладает большой прочностью при сгибании и ударах; он негорючий и легко обрабатывается (режется болгаркой). В минусах лежит хрупкость, высокая гигроскопичность (со временем может покрыться мхом) и опасность для здоровья.

Стеклянная крыша

Стеклянная крыша (особенно ее эффектный вариант – панорамная) привлекает множеством достоинств. Помимо оригинального внешнего вида такая конструкция отлично защищает от непогоды и позволяет уменьшить счета за электроэнергию. Основным недостатком является ее стоимость, включая сложность проектирования и монтажа. Кроме того, летом помещение превращается в теплицу, а, чтобы не выглядеть неряшливо, стеклянная крыша нуждается в регулярной очистке.

«Зеленая» крыша

Рост внимания к проблемам экологии породил интерес к зеленой крыше. Современные технические решения, разработанные в скандинавских странах, позволяют реализовать желание чаще общаться с природой.

При монтаже, на кровлю укладывают слои гидро- и теплоизоляции с водонепроницаемой мембраной, защищающей кровлю от корней. Затем формируют слой дренажа и, наконец, слой вегетации (грунт), на который можно высаживать растения.

Эко-крыша служит не только декоративным элементом. Она поддерживает стабильный микроклимат в доме, защищает от шума и снижает нагрузку на канализацию (впитывая дождевую воду). При этом, неизбежны значительные траты средств на организацию и времени для последующего ухода.

Красивые и оригинальные проекты крыш: фото и видео

Интересные виды крыш частных домов смотрите в следующем видеоролике:

И еще оригинальные разновидности крыш домов на фото:

Заключение

Начиная возведение частного дома, владелец желает выбрать крышу не только эстетически совершенную, но и надежную, способную прослужить долгое время. Такой выбор не всегда однозначен, каждый вариант имеет плюсы и минусы. Чтобы принять правильное решение, недостаточно просто знать виды крыш и их названия – следует рассмотреть комплекс вопросов, включающий конструктивные особенности и общую архитектуру строения, климатические условия и, конечно, личные предпочтения.

Разновидности круглой крыши, из каких элементов состоят и способы монтажа

Многообразие кровельных конструкций, которые сегодня используют для покрытия частных домов, дает возможность выбрать оптимальный вариант по эксплуатационным характеристикам и цене сооружения. В этой же статье будем говорить о кроле, которая встречается на российских просторах не часто. Это круглая крыша. Рассмотрим, каких форм она бывает, из каких элементов ее возводят, а также расскажем о технологии ее сооружения.

Виды круглой кровельной конструкции

Чисто в конструктивном плане круглую кровлю надо разделить на три разновидности:

Необходимо отметить, что каждый вид имеет свои преимущества перед другими, а также технологию сооружения. Поэтому рассмотрим каждую позицию по отдельности.

Геодезическая крыша

Этот вид кровельной конструкции был разработан в 1951 году американским архитектором Фулером. Инженер нашел способ создать крышу, в которой не было традиционной стропильной системы. Вместо нее основу составлял каркас, собранный из равносторонних треугольников. Последние в свою очередь собирались из бруса сечением 50х100 мм и длиною 1-1,2 м.

Их соединяли между собой специальным соединительным элементом, который называется коннектор. По сути, это стальная труба диаметром 100 мм и длиною 6-8 см. К ней приваривали металлические лопасти шириною 60 мм и длиною 150 мм, которые образовывали в целом пяти- или шестиконечную звезду. Лопасти приваривали попарно. На фото ниже такой коннектор показан.

То есть при сборке получалось так, что равносторонние треугольники образовывались за счет установки их элементов между парными лопастями коннекторов. Где они крепились саморезами со стороны каждой лопасти.

Сегодня производители крыш полусферического типа предлагают не только соединительные элементы этого вида. Есть и другие конструкции. К тому же надо отметить, что крыши Фулера сегодня собирают по технологии, в которой нет места коннекторам.

Процесс сборки крыши этого типа начинается, как и все кровельные конструкции. А именно с установки мауэрлата. Понятно, что круглую кровельную конструкцию можно установить только на круглый по форме дом. И здесь есть один тонкий момент, от которого зависит качество конечного результата. А именно способ монтажа мауэрлата.

Для этого брус сечением 50х100 или 100х100 мм разрезают на отрезки длиною, равной длине равносторонних треугольников, из которых формируется каркас кровли. После чего эти отрезки пиломатериала монтируют или на стены дома, или за залитый фундамент. Способ крепления выбирается стандартный, но чаще это установленные вертикально шпильки, которые вмонтированы в армирующий пояс дома или фундамент.

После того как мауэрлат установлен и закреплен переходят к сборке кровельного каркаса. Для этого по краям элементов мауэрлата устанавливают и закрепляют саморезами Г-образные стальные пластины. К ним крепят ребра треугольников, расположенных под наклоном к горизонтали. В верхней же части двух ребер устанавливают коннектор. То есть получается так, что отрезок мауэрлата в самой нижней плоскости сборки кровельного каркаса выполняет функции одного из ребер равносторонних треугольников.

После чего по горизонтали между вершинами образованных треугольников монтируют по одному дополнительному ребру. Во-первых, эти ребра образуют горизонтальную опорную плоскость. Во-вторых, они же формируют треугольники, которые расположены в перевернутом виде. Далее весь процесс повторяется. То есть формируется второй ряд из двух разнонаправленных треугольников.

Необходимо отметить, что в конструкции крыш геодезического типа нет такого элемента, как конек или подобие его. Суть в том, что кровельная конструкция плавно переходит в полусферу, образуя на самом верху скругленную форму, состоящую из равностороннего треугольника или шестиугольника.

Как только крыша-полусфера будет собрана, переходят к ее дальнейшему формированию. Сегодня конструкции этого типа покрывают гибкими кровельными материалами, к примеру, битумной черепицей. Поэтому под нее укладывают сплошную обрешетку из плит ОСП, которые нарезаются в виде равносторонних треугольников. Основное требование – оставить между нарезанными плитами зазор в пределах 1 см, который компенсирует влажностное расширение материала.

И последнее. Это утепление геодезических крыш. Здесь все так же, как и в кровлях скатных. Используются те же материалы и технологии. То есть внутрь треугольников закладывают теплоизоляционный материал, который режется под форму элемента кровельного каркаса.

Как уже упоминалось выше, собирать такую кровлю можно или на возведенные стены круглого дома, или на фундамент. Последний вариант сегодня очень популярен, особенно в Европе. Есть возможность неплохо сэкономить. При этом полусфера прекрасно справляется со всеми нагрузками.

Арочная крыша

Отметим, что кровли этого типа по чисто конструктивным особенностям схожи со скатными крышами. То есть в них присутствует стропильная система. Правда, это не линейного типа брусы или доски. Это дугообразные элементы, которые на рынке представлены двумя видами:

Первые собой представляют тонкие доски, который выдерживают в воде, а затем гнут под требуемый радиус изгиба. В таком изогнутом виде доски проходят принудительную сушку, образуя арочного типа элемент. После чего несколько досок склеивают между собой, формируя клееный брус. Это очень прочное изделие, но не очень дешевое. Что касается второй позиции, то это, по сути, стандартные фермы из металлопрофиля (труба, уголок, швеллер). Этот вариант применяют обычно в том случае, если пролет кровельной конструкции превышает 5 м.

Процесс сборки купольной крыши арочного типа из готовых элементов – это установка стропил так, чтобы они нижними концами упирались в мауэрлат, к нему же и закреплялись. А верхними в верхней точке кровли упирались друг в друга. Между собой же здесь и закреплялись.

Есть еще один вариант, как собрать крышу купольную арочного вида. Для этого используют доски сечением 50х100 мм небольшой длины, из которых формируют стропила дугообразной формы. Их соединяют между собой перфорированными металлическими пластинами при помощи саморезов. При этом укладывают отрезки досок так, чтобы сформировать дугу. На фото ниже один из таких вариантов сборки показан.

Конусная крыша

Эта разновидность кровельных конструкций купольных крыш может быть использована и как отдельная единица, и как составная часть сложной крыши. Но при одном условии – основание под конструкцию должно быть круглым.

В конусной крыше используют стропильные ноги прямолинейного типа. Но все остальные элементы скатных кровель здесь отсутствуют, а именно: конек, фронтоны, ендовы и прочие. Это дает возможность создать скатную плоскость, на которой никогда не скапливается большое количество снежного покрова. Но это часто становится ошибкой в процессе проектирования конусных крыш.

То есть некоторые заказчики не обращают внимание на высоту кровли. А ведь их делать пологими нельзя. Здесь минимальный угол наклона не должен быть меньше 15°. И чаще всего такие крыши делают чердачными, то есть нежилыми. Чтобы выдержать нагрузки, под каждую стропилу устанавливают опорную стойку из точно такой же доски, что и стропильная нога. Стойку упирают или в балку перекрытия потолка, или в железобетонное перекрытие строения.

Если под кровлей предполагается организовать эксплуатируемое помещение, то к формированию стропильной системы подходят по-другому. Во-первых, для этого создают кровельную конструкцию с углом наклона в пределах 70-75°. Во-вторых, между стропилами устанавливают распоры из досок или брусов, которые увеличивают жесткость конструкции. Распорки устанавливают не в каждое межстропильное пространство, а через одну ногу. К примеру, если стропил в конструкции конусной крыши 10, то распорок должно быть 5. Дополнительную жесткость крыше придаст обрешетка.

То есть, во втором варианте нет стоек и опор, которые занимают много места. Но необходимо обозначить и тот факт, что крутая крыша с большим углом наклона по своей плоскости практически не нагружается. Основные нагрузки ложатся на верхнюю часть конструкции. Поэтому стропила в верхней точке хорошо соединяются между собой с использованием длинных саморезов и дополнительных крепежных приспособлений.

В видео показано, как сооружается каркас конусной крыши:

Тип домов под круглые крыши

Основное требование к сооружению купольных крыш – геометрически правильное основание. А здесь два варианта: круглое или квадратное основание. Если форма стен дома – прямоугольник, то даже и не стоит думать о том, чтобы возвести кровельную конструкцию купольного типа. Есть вариант другой – арочная крыша полукруглого типа.

Если основание частного дома – это сложная по форме конструкции. Или в процессе строительства в него вносились изменения, к примеру, достраивались новые помещения, то в этом случае лучше использовать комбинированную кровлю. То есть ту, в которой используются скатные и купольные конструкции.

Что касается нагрузок от крыши на стены и фундамент, то здесь, как и в случае с другими видами кровельных конструкций, необходимо соотнести типы материалов, используемых для сооружения стен и крыши. К примеру, нельзя на деревянные стены, собранные по каркасной технологии, устанавливать фермы из металлопрофиля. Если дом сооружается из камня, блоков или кирпича, то ограничения снижаются, а во многих случаях полностью отсутствуют.

Преимущества купольных крыш

На самом деле кровли купольного типа являются обладателями очень серьезных достоинств:

пространство чердачного помещения можно максимально использовать, практически со стопроцентной эффективностью;
на купольных кровлях можно устанавливать неограниченное количество окон, даже есть прозрачные конструкции, полностью покрытые стеклом;

круглая конфигурация не дает снегу зацепляться на плоскости кровли, что снижает нагрузки от природных осадков до нуля;
небольшой вес конструкции за счет меньшего количества используемых элементов и деталей;
крыша купольного типа в разы прочнее и надежнее любой скатной разновидности;
уникальный внешний вид, который отличается от всех других кровельных конструкций.

В видео владелец круглого дома, покрытого круглой крыши, рассказывает, как он строил это оригинальное сооружение:

Заключение по теме

Крыши круглой конфигурации с учетом их преимуществ сегодня постепенно завоевывают российский строительный рынок. Не все загородные застройщики отдают им предпочтение, но такие кровельные конструкции появляются все чаще и чаще. К тому же именно купольные кровли дают возможность построить дома без стен. А это большая экономия.

Купольный дом: технологии возведения и особенности планировки

Сейчас мало кого можно удивить новым жилым зданием, однако это правило не относится к популярным сферическим или купольным домам, проекты и цены которых до такой степени разнообразны, что не могут оставить равнодушным ни одного покупателя. Сферические постройки уникальны сами по себе, их конструкция выглядит необычно в любой местности. Причем невероятный внешний облик купольного дома — это не единственное его достоинство.

За счет своей уникальной конструкции каждый проект дома может значительно отличаться от другого, поскольку существует возможность использования кардинально различных деталей. Такие строительные объекты обладают высокой функциональностью. С каждым днем они становятся все популярнее на российском строительном рынке.

Что такое купольный дом: особенности и история возникновения

Под купольным домом принято понимать строительный объект со сферической, закругленной крышей. Однако это лишь общее описание такого типа построек. Многие отмечают, что купольный дом внешне похож на жилище эскимосов (на иглу).

Современные сферические здания выглядят просто невероятно, проекты поражают воображения. Для проектировщиков особой задачей является грамотное совмещение одной главной сферы с пятью боковыми. Готовый результат проекта во многом зависит от фантазии дизайнера и ваших личных предпочтений.

Первые сферические постройки появились еще в Византии, да и эскимосы стали создавать свои жилища в условиях экстремально низких температур еще много лет назад. Из этого можно сделать простой вывод – в древности дома округлой формы пользовались не меньшей популярностью, чем в наши дни, однако тогда для их возведения использовался более прочный материал – натуральный камень.

Северные народы первыми заметили, что сферические постройки обладают высокой ветроупорностью и сейсмоустойчивостью.

В 1951 году американский архитектор Ричард Бакминстер Фуллер предложил использовать сферическую конструкцию в качестве основы для строительства жилых построек.

Основные технологии возведения купольных домов

На сегодняшний день существует несколько технологий строительства, по которым возводятся купольные дома, проекты и цены соответственно тоже "играют" в ту или иную сторону, в зависимости от метода строительства. Они могут быть выполнены из таких материалов, как кирпич, монолит, пенобетон, пенопласт и даже глина. Причем постройки из кирпича, монолита и пенобетона мало чем отличаются от стандартных конструкций жилых домов. Технологии строительства купольных домов классифицируются на возведение:

на основе геодезической сферы;
на основе пневмокаркаса;
на основе несъемной опалубки.

Одной из самых распространенных технологий строительства сферического дома является совместное использование пенопласта и пенополистирола – при этом возведение постройки осуществляется посредством японского метода. Однако такие дома требуют дополнительных манипуляций для обеспечения круглогодичного проживания.

Самой бюджетной и приближенной к стандартным условиям является технология строительства купольных домов, основанная на каркасном методе строения. Как отмечают специалисты, для такого рода построек можно использовать каркас практически из любого материала (с достаточной прочностью и сроком эксплуатации). Для соединения деталей применяют коннекторы различных модификаций и размеров.

Какой фундамент подойдет для купольного дома

Вы определились с участком для возведения строительного объекта, приняли решение о том, что это будет именно дом купол, оформили проект планировки с установленными размерами, значит, пора переходить к возведению фундамента.

Его строительство требует предварительной подготовки – необходимо провести разметку на участке, определить нулевую отметку и другие параметры (для этих целей рекомендуем использовать нивелир – геодезическое устройство по определению разности высот). Не стоит пренебрегать и помощью профессионалов в области геодезических работ.

Сама суть купольного домостроения подразумевает отсутствие потолков и несущих опор. Это дает не только до 30% экономии на материалах стен и перекрытий: конструкция становится легкой и не требует массивного фундамента.

После того, как проведены все подготовительные работы, следует переходить к рытью траншеи под ленточный фундамент (это лучший вариант для создания купольного дома).

Также под дом купол часто применяют свайный вид фундамента.

Ленточный фундамент представляет собой железобетонную конструкцию, оборудованную по периметру всего строительного объекта. Как правило, такая установка состоит из обрешетки (арматурной сетки) и застывшей бетонной смеси. Для создания обрешетки подойдет арматура с диаметром 12 мм с проволочной обвязкой. Далее, проводится заливка цементно-песчаного раствора.

При выборе глубины траншеи учитывайте, что фундамент должен располагаться в месте промерзания грунта (это ниже нулевого уровня на 1500 мм).

При возведении свайного фундамента для постройки купольного дома, как правило, применяют винтовые, забивные или бетонные сваи в зависимости от качества грунта.

Каркасная технология купольного дома

При строительстве, проекты круглого дома, чаще всего подразумевают применение каркасной технологии – она обеспечивает легкость сооружения. Каркас собирается из специальных металлических труб или бруса, после чего получившаяся конструкция обшивается листовым стройматериалом (OSB плита либо фанера). В прослойках между листами укладывается утеплительный элемент (минеральная вата, джут, пенополистирол).

Для возведения каркаса купольного дома может использоваться и монолитный железобетон. Однако такой способ в нашей стране используется очень редко, за счет более низкой цены на пиломатериалы. Да и не стоит забывать о необходимости хорошей теплоизоляции купола, с которой дерево справляется гораздо лучше бетона.

На сегодняшний день существует два варианта каркасной схемы купольных домов: создание стратодезического или геодезического купола. Каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки. В процесс создания проекта постройки осуществляется выбор более подходящей модели каркаса.

Как сделать круглую крышу – варианты купольной и конической кровли

Несмотря на то, что круглая форма крыши является несколько необычной для строительства зданий, в современной архитектуре можно найти множество примеров округлых конструкций. В данной статье мы расскажем, как сделать круглую крышу различных видов, и в чем основные отличия между ними.

Необычная на первый взгляд круглая крыша привлекает внимание в первую очередь совершенством форм, без острых углов и асимметрии. Зачастую такие конструкции можно встретить на зданиях религиозного назначения. При сооружении частных жилых домов круглая крыша делается довольно редко. В некоторых случаях она является составляющим элементом конструкции и придает архитектурному сооружению индивидуальность. Как правило, такие крыши возводятся над декоративными верандами, беседками или башенками.

Стоит отметить, что округлая форма позволяет кровле не бояться порывистых ветров и обильных снегопадов. К тому же, подкровельное пространство можно использовать максимально рационально. Различают коническую, купольную и «луковичную» разновидность крыши.

Строение крыши конического типа

Как правило, коническая крыша устанавливается на многогранных или круглых строениях. При этом сооружается наслонная стропильная система. Кольцевой прогон, на который впоследствии будут опираться стропильные ноги, закрепляется на центральной опорной балке. Его монтаж производится так, чтобы не нагружалась высшая точка конуса.

Вторым опорным элементом для стропильной системы будет выступать мауэрлат, установленный по кольцу. Монтируют его на стенах здания. Размещая балки перекрытий, необходимо учесть, что в месте установки центральной опоры на них будет приходиться максимальная нагрузка.

Кольцевой конек фиксируется на центральной опоре специальными раскосами. Перед тем, как построить круглую крышу, необходимо выполнить точный расчет всех узлов. Чтобы не ошибиться в расчетах, такую работу лучше поручить специалистам.

При строительстве стропильного каркаса оптимальным выбором будет клееный брус, который рассчитан на существенные внешние нагрузки. В частности, керамическая черепица, если она используется для перекрытия кровли, отличается большой массой – не менее 40 кг в 1 м 2 . Поэтому для укладки требуется надежная система стропил. Следовательно, опорные элементы из древесины должны отличаться хорошей прочностью.

При обустройстве конической кровли стропильные ноги выступают в роли ребер жесткости. Их количество рассчитывается, исходя из типа кровельного материала и его характеристик.

Зачастую для перекрытия дома с круглой крышей используется не только керамическая черепица, но и мягкие битумные материалы, деревянная черепица, а также листовой металл. Обратите внимание, что профильные материалы в данном случае применять непрактично, поскольку образуется слишком много отходов, а швы между листами нуждаются в очень тщательной герметизации. Тем не менее все равно места стыковки могут причинять неудобства в дальнейшем, а внешний вид кровли будет не самым привлекательным.

Устройство круглой купольной кровли

При организации купольной кровли ее круглая стропильная система делается из стропил висячего типа, а не наслонного, как в предыдущем варианте. Стандартно такая кровля представляет собой трехшарнирную арку из висячих стропильных ног. Нижнее ребро арки стыкуется с мауэрлатным брусом, смонтированным на стенах. Верхний край арки при этом опирается на кольцевой прогон, установленный в верхней части опорной балки, размещенной по центру здания.

Безусловно, если вы не знаете, как сделать купол на крыше, и не можете самостоятельно выполнить проект стропильного каркаса, лучше доверить выполнение расчета специальным строительным организациям, поскольку такая работа требует теоретических и практических знаний механики и сопромата. В то же время, по уже готовым расчетам соорудить крышу в виде купола вы сможете вполне самостоятельно.

Полукруглая купольная крыша приобретает форму благодаря наличию кольцевой обрешетки. Она фиксируется на вспомогательных опорах, которые стыкуются с затяжками висячих стропильных арок.

Американский архитектор Р. Б. Фулер в свое время предложил еще один метод возведения купольной крыши. Его проект получил название «Геодезический купол». Основная особенность конструкции заключается в том, что она состоит из множества треугольников. Ввиду очень сложных расчетов и непривычного способа исполнения, проект не получил широкого распространения.

Стропильную систему для геодезического купола можно сооружать одним из способов:

коннекторный – при этом воедино треугольники собираются непосредственно над стенами постройки при помощи коротких брусков и замков-коннекторов;
бесконнекторный – панели в форме треугольников изготавливаются заранее, а в одно целое их собирают уже непосредственно на месте строительства.

Достоинства проекта геодезического купола

Хотя авторский архитектурный проект геодезического купола не получил широкого распространения, все же он имеет ряд существенных преимуществ, придаваемых ему сферической формой:

Хотя по площади прямоугольные и круглые сооружения получаются равными, внутренний объем последних намного больше. Благодаря этому в помещение попадает существенно больше воздуха и света. Кроме того, круглая конструкция позволяет сэкономить до 30 % материала.
Округлая форма крыши позволяет снизить теплопотери в зимний период, а также минимизировать поглощение тепла в летнее время. Следовательно, расходы на обогрев или охлаждение пространства сокращаются примерно до 30 %.
Небольшая масса каркаса геодезического купола позволяет обойтись без усиленного фундамента под домом.
В здании с круглой крышей в форме купола можно организовать любое количество окон, вплоть до полного остекления купольной конструкции. При этом волноваться по прочности крыши не потребуется – она сохранит все свои характеристики.
Крыша в форме шара позволяет максимально равномерно распределить нагрузку, поэтому она не боится даже очень сильных зимних снегопадов.
Благодаря аэродинамическим свойствам, купол не пострадает от сильного порыва ветра.
Округлая крыша пропускает существенно меньше внешнего шума внутри здания, то есть обеспечивает звукоизоляцию.
Для размещения солнечных батарей и модулей симметричная сферическая крыша подходит наилучшим образом.
Подобная конструкция крыши просто очень красива внешне и смотрится весьма оригинально.

Как сделать крышу в форме «луковицы»

Еще один вариант круглой крыши, который можно встретить в строительстве зданий, это «луковичная» кровля. Как правило, такие конструкции сажают на христианских церквях и храмах. В частном строительстве такая форма не применяется – слишком специфична. Однако для тех, кто занимается реконструкцией религиозных сооружений, например в глухих деревнях, где у жителей нет возможности нанять специалистов строительных фирм, будет полезно ознакомиться с техникой создания каркаса такой крыши.

При условии, что купол в форме луковицы не будет превышать 3 м в диаметре, каркас для него можно изготовить из древесины. Специфические стропильные ноги для луковичной крыши называют журавцами. Обычно используется наклонный тип стропил. Чтобы придать конструкции прочность и жесткость, используются раскосы и подкосы. Такие элементы монтируют в местах, на которые приходится максимальная нагрузка. Таким образом, они защищают каркас от разрушения.

Для создания «журавцов» используются специальные лекала, которые накладываются на доску толщиной 40 мм. Как вариант, иногда применяют по две доски с меньшей толщиной. По центру купольной конструкции всегда размещается центральная опора, в которую упираются все стропила.

Перед тем, как покрыть круглую крышу в форме луковицы листовым металлом, поверх «журавцов» необходимо набить обрешетку с шагом в 30 см. Если же перекрытие луковичного купола будет выполняться с помощью чешуек, под каждый такой элемент потребуется дополнительное кружало. Поэтому последний способ требует максимальных трудовых и временных затрат.

Купола православных церквей во время реставрации нередко перекрываются осиновым лемехом. При этом каждый элемент изгибается таким образом, чтобы в точности повторять форму луковицы. Укладку материала следует выполнять таким образом, чтобы между швами не подтекала вода.

Для тех случаев, когда купольная конструкция в диаметре превышает 3 м, каркас для нее изготавливается из металла. При этом крепление «журавцов» к центральной опоре выполняется с помощью распорок из металла. Обрешетка делается тоже металлической, а крепят ее с отступом в пределах 40-50 см. В качестве финишного покрытия обычно используется фальцевая кровля. Если же организовывается чешуйчатая крыша, то швы между пластинами после их укладки нуждаются в обязательном припаивании, чтобы исключить попадание воды.

Читайте также: