имя
пароль
  регистрация

Библиотека

Технологии

Справочник

Место

Купол и его эффективность

Начиная строительство, владелец будущего дома, где бы он сегодня не жил, должен задумываться не только над архитектурным обликом и планировкой своего дома, но и о безопасном проживании в нем, о ежедневных расходах, связанных с эксплуатацией здания, ведь дом строят не на один год.

Сегодня, может быть, легче строить дома старым способом, но это не окупится завтра. Дома в последнем столетии строили не думая об энергосбережении, экологии, безопасном и «здоровом» строительстве.
Пришло время строить жилища, подходящие для нашего образа жизни. Вам будет комфортнее жить в современном, сейсмоустойчивом, энергоэффективном, «здоровом» и экологичном доме, вместо того чтобы выбрасывать свои деньги на строительство и содержание морально устаревшего жилья. C каждым годом запасы энергоресурсов уменьшаются, а их стоимость возрастает. Благодаря энергоэкономичности, Ваш купольный дом будет с каждым годом все выгоднее и выгоднее для Вас.
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.
И 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.
Красивые и функциональные – жилые дома купольного типа – это здания с невероятными характеристиками и феноменальными свойствами, способные обеспечить максимум комфорта, в любых климатических зонах они выдерживали самую неистовую погоду на Земле.
Купольные дома – это инновации в строительстве. Они представляют собой удобные, надежные конструкции из экологически чистых материалов по доступной цене. Каркасные купольные дома изготавливаются в заводских условиях, а заказчику доставляются в виде конструктора. На заранее подготовленном основании такой дом собирается в течение нескольких дней.
Купольный дом технологичен в сборке/постройке с использованием каркасно-панельно-модульных технологий, что позволяет строить экономичнее, менее материалоемко, быстрее, разнообразнее, мобильнее традиционным способам, а форма здания, в купе с геометрией комнат и спален, спроектированных по «золотому сечению», получается наиболее оптимальной для биоэнергетики человека.
Изменение формы здания с угловой на купольную, с целью оптимизации влияния наружного климата и достижения энергоэффективности конструкции не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными. Если купол «обмять» и переформовать в параллелепипед, потеряем 25-30% пространства интерьера, а если полученную «коробку» преобразовать в 3-х гранную пирамиду – потери составят 66%. Поскольку большинство традиционных домов представляют собой комбинацию прямоугольных и треугольных форм, потери интерьерных площадей и пространств составляют у них, по сравнению с куполом, от 40 до 60%.
Купольный дом имеет сотни вариантов пластики поверхностей, которые достигаются без какой-либо дополнительной декоративной обработки, удорожающей строительство - путем меридионально-кольцевого членения осесимметричных поверхностей.
Равномерность распределения нагрузки по оболочке купола позволяет изъять до 50% треугольников, а ненесущие проемы использовать для обрамления дверей, окон, веранд, балконов, зимних садов. Оставшиеся же элементы можно использовать для сооружения подсобных помещений. Купол это не просто совокупность треугольников – это сочетание прочности, компактности и эффекта беспрецедентной новизны.
Рассмотрим 5 вариантов домов построенных по одной и той же технологии, из одинаковых материалов, с одинаковой площадью пола.
   
вариант № 1 вариант № 2 вариант № 3 вариант № 4 вариант № 5
     
Таблица 1 Влияние архитектурных решений на стоимость строительства
 
 
ед.изм.
1 вариант
2 вариант
3 вариант
4 вариант
5 вариант
2эт. план в осях 6,93м Х 6,93м
1эт.план в осях 6м Х 16м
2 этажа, план сложный
1 этаж, план сложный
Купол
R = 4м
h = 3,8м
площадь пола
кв.м.
96
96
96
96
100,4
строительный объем
куб.м.
288
288
288
288
268
площадь стен
кв.м.
166,3
132,0
221,5
203,5
 
площадь кровли
кв.м.
55,4
110,8
55,4
110,8
 
суммарная площадь стен и кровли
кв.м.
221,7
242,8
276,9
314,3
200,9
длина фундамента
п.м.
27,7
44,0
32,2
46,1
25,1
увеличение совокупной площади относительно базового варианта
%
100,0%
110,0%
125,0%
142,0%
-9,0%
 
Как видим, чем сложнее архитектурная форма здания, тем больше площадь его ограждающих поверхностей, и как следствие больший расход материалов, и большая стоимость. Перерасход материалов на наружные поверхности в «квадратном» доме выше купольного и могут достигнуть 51%! Этого объема стройматериалов достаточно, чтобы дополнительно к дому пристроить, например, гараж площадью 50м2. В процессе монтажа купольных конструкций отходы (непригодные обрезки) составляют до 5%, в то время как на обычной крыше от 15%.
К тому же сложные архитектурные формы требуют высококвалифицированных специалистов для их сборки и отделки, что дополнительно удорожает строительство, при этом качество проживания остается обычным.
Помимо строительства индивидуальных домов, купольная технология вполне подходит для пристроек к квадратным домам. Можно использовать не ½ часть сферы, а ¼ или даже сектор в 1/8 части для того, что бы вписать конструкцию, например в 90 градусный угол между домами.
Очень эффективно использование куполов в туристическом и санаторно-курортном бизнесе, там, где сегодня влачат жалкое существование сотни полуразрушенных баз отдыха и пионерлагерей купольные конструкции могут стать реальным, экономически оправданным и безопасным средством оживления туристической отрасли. Технология так же может применяться для укрытия сооружений, постройке производственных помещений с большими площадями, торгово-офисных помещений, теплиц, дач.
Купольный ресторан имеет большую вместимость при относительно малых затратах на строительство. Высокая скорость возведения способствует быстрому возврату вложенного капитала. Купольный ресторан органично впишется в любой ландшафт и будет привлекать внимание потенциальных клиентов как в городе, так и в сельской местности, на морском побережье, в горах, вблизи оживленных автомобильных трасс. Необычный дизайн, круговой обзор изнутри, повышенный уровень комфорта - все это сделает пребывание в таком заведении незабываемым. На берегу Катуни, на скале поставить – изумительный вид.
 
Энергоэффективность дома-купола
 Все просто: 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.
Поверхность 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.
Положительное соотношение 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.
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.
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.
Положительное соотношение площади к объему – не единственная причина удивительных термальных характеристик куполов; меньший процент огороженного воздуха соприкасается с оболочкой, где происходят потери тепловой энергии, или нежелательный нагрев. Удвоение размеров купола приводит к удвоению его термоэффективности. Это законы аэро и термодинамики на службе купола.
 
Сейсмоустойчивость купольных зданий
Круг и купол, совмещенные в одной конструкции составляют основу ограждения пространства – стены, перекрытия и кровлю. Такая форма строительной конструкции подвижна и позволяет без разрушения воспринимать вихревые, волновые и сейсмические критические нагрузки. Не испытывая действия теллурической волны и будучи изготовленным из сборных элементов и «мягких» материалов, купол будет стоять даже при колебаниях земной коры в 8-12 баллов по шкале Рихтера, ураганного ветра в 250км/ч, снеговых нагрузок до 700кг/м2. За исключением повреждений от разверзающейся почвы непосредственно под куполом, они обречены выдерживать самые мощные землетрясения.
Проводились лабораторные и компьютерные испытания по 10 различным критериям нагрузки купольной конструкции, когда вся тяжесть приходилась только на 1/2 купола. И купол спокойно выдержал все испытания.
 

просмотров: 2805

Другие статьи темы крыша



28.02.14 ЖИВАЯ КРЫША ДЛЯ ДОМА
04.01.12 Купол и его эффективность
04.01.12 О Его Величестве – Куполе.
15.03.11 Плоские кровли
26.09.08 «Дырка» в крыше - это нормально!
26.09.08 Крыша без сосулек
26.09.08 Крыши одноэтажных домов (конструкция, материалы, эксплуатация)
26.09.08 Стропила
07.04.08 СКЕЛЕТ КРЫШИ
27.03.08 Фэн-шуй. Крыша дома
26.03.08 Крыша дома твоего
25.03.08 Бесчердачная крыша
25.03.08 Чердачная скатная крыша
25.03.08 Типы крыш
17.01.12 Геодезический купол
23.02.10 Барьер для солнца на чердаке