Casas esféricas (cúpulas): estruturas e características de design
As habitações esféricas e de cúpula são conhecidas há muito tempo - como yurts, choumas, wigwams, etc. - construídas segundo esse princípio. Eles se distinguem pela alta resistência e simplicidade de construção, merecendo assim a popularidade de nossos antepassados. Mas as casas de cúpula em seu estado puro, como fenômeno da construção moderna, surgiram não há muito tempo - aproximadamente na segunda metade do século passado. Quando o cientista americano Fuller desmontou a estrutura de cúpula em figuras simples - triângulos, dos quais frequentemente toda a estrutura é montada. Muitas casas esféricas são construídas hoje com base nesse princípio.
Dome Homes: Tecnologias e Suas Características
Casa geodésica ou esférica é um nome para uma técnica de construção. O nome reflete a característica da construção desse tipo de casa: não é retangular, mas sim tem a forma de uma semiesfera. Na realidade, é mais parecido com um poliedro que se aproxima visualmente de uma esfera.
Esse formato melhor suporta as cargas de vento e neve e, tendo a mesma área de construção de uma casa retangular, oferece mais espaço útil. No entanto, é improvável que haja, pelo menos, um cômodo retangular ou quadrado em uma casa desse tipo. Pelo menos um lado será irregular, o que torna mais difícil o planejamento, a decoração, a escolha e a instalação de móveis. É muito provável que toda ou a maior parte do mobiliário precise ser feito "sob medida", de acordo com dimensões e desenhos personalizados.
Casas de cúpula são principalmente construídas com tecnologia de treliça, tornando a estrutura leve. A treliça é feita de madeira ou tubos metálicos, revestidos com material de construção em folha (compensado, OSB). O isolamento é colocado entre as colunas da estrutura (poliestireno expandido, lã mineral, espuma de vidro, materiais ecológicos como juta, algas e assim por diante). Ou seja, além da forma incomum, não há grandes novidades, os materiais são escolhidos como para uma casa de treliça comum.
Há também casas de cúpula feitas de concreto armado. Mas essa tecnologia é raramente utilizada, especialmente em nosso país, onde a madeira às vezes é mais barata. Considerando também a necessidade de uma boa isolamento térmico da cúpula de concreto, sua impopularidade se torna compreensível.
As estruturas das casas de cúpula não são tão simples. Existem duas tecnologias pelas quais elas são construídas: cúpula geodésica e cúpula estradésica. Elas têm suas próprias características que podem influenciar a sua escolha.
Domo geodésico
Dado que a quantidade de conectores pode chegar a dezenas ou até centenas, sua presença tem um grande impacto no custo da construção. Aqueles que planejam construir uma casa geodésica por conta própria tentam evitar o uso de conectores ou fazer os próprios. As razões são compreensíveis, mas se a conexão não for resistente o suficiente, a estrutura pode se romper sob carga. Portanto, é preciso ter muito cuidado ao economizar nesse componente.
By the way, when using wooden beams, there is a non-connector technology, but assembling such nodes requires a high level of carpentry skill and precise execution. Also, they are not as reliable as connections with metal connectors.
The advantage of this type of frame is its stable construction. When 35% of the elements are destroyed, the dome does not collapse. This has been tested in seismic active regions during hurricanes. This stability allows for easy removal of some girders. This means that doors and windows can be placed anywhere, and of almost any size. The only thing to consider is that the windows will be triangular. In this structure, there's no way around it. For many, this is a critical drawback.
Outra característica é que durante a montagem da estrutura, sem o revestimento, ela oferece boa resistência à torção, mas não tolera muito bem cargas horizontais. Portanto, a estrutura é montada completamente antes de ser revestida.
A cúpula de estruturas.
As casas de cúpula desse tipo são montadas a partir de seções de forma trapezoidal. Ou seja, suas partes se parecem mais com retângulos ou quadrados. Essa estrutura permite o uso de portas e janelas de construção padrão, o que para muitos é uma grande vantagem.
A desvantagem da cúpula geodésica é que remover elementos da estrutura só é possível após cálculos cuidadosos e reforço das estruturas adjacentes. Portanto, mover portas ou janelas, ou alterar tamanho, só é possível após o cálculo da mudança na capacidade de carga daquela área ou até mesmo da cúpula como um todo.
Esta tecnologia tem a sua própria característica de montagem. A estrutura deve ser revestida à medida que as colunas são instaladas. Ou seja, a segunda fileira de colunas é montada apenas depois que a primeira é revestida, a terceira fileira - após a segunda ser revestida com material em folha, e assim por diante. Isso se deve ao fato de que, na forma inacabada - sem revestimento - a estrutura tem alta capacidade de carga vertical e não é muito resistente a torções. Assim que as superfícies são revestidas, ela se torna muito estável e confiável.
Ao contrário da cúpula geodésica, a montagem do conector estratódico não requer conectores. As partes verticais da estrutura são unidas por fechaduras de forma especial. As travessas horizontais são fixadas com placas, que são fixadas com parafusos nos quais são colocados calços metálicos.
Há mais uma nuance que afeta o custo da casa com cúpula. Ao cortar o material em folha para a cúpula estratódica, há mais sobras do que na construção geodésica. Isso aumenta os custos de material em certa medida. Mas eles são compensados pelo fato de que as janelas e portas são de construção padrão e, portanto, mais baratas do que as triangulares. Como resultado, o custo das cúpulas de diferentes tecnologias é pouco diferente.
Vantagens e desvantagens
Os benefícios das casas em forma de cúpula
Além da aparência externa incomum, as vantagens das casas esféricas são as seguintes:
- Uso otimizado do espaço. Os quartos são projetados com a máxima área do piso e uma área muito menor do teto. Ou seja, o espaço não utilizado acima da cabeça é menor.
- Menor área externa das paredes em comparação com as construções retangulares padrão.
- Menos superfície - menos dispersão do calor no inverno e absorção no verão. Ou seja, a manutenção dessas casas é mais econômica.
- As precipitações são retidas em quantidades muito pequenas nas estruturas de cúpula - elas simplesmente escorrem. A estrutura é leve, exigindo uma fundação leve. Normalmente - em fita, mas também é bom com estacas e estacas-tavela. Em solos instáveis, é possível usar uma fundação rasa.
- Qualquer quantidade de janelas pode ser embutida na cúpula. Isso não afetará a estabilidade da estrutura.
- Uma casa de pequenas dimensões não tem paredes estruturais internas, portanto os custos com materiais de construção são mínimos. Casas com grandes cúpulas devem ter paredes estruturais ou colunas de apoio. No entanto, elas podem ser colocadas quase em qualquer lugar, o que permite que elas sejam ajustadas à planta desejada.
- A estrutura da cúpula permite a disposição ideal de painéis solares.
- É conveniente instalar sistemas de ventilação, aquecimento e ar condicionado em edifícios do tipo cúpula. Isso se deve à forma arredondada do telhado, que contribui para a mistura natural do ar.
Pelos seus atributos, as casas em forma de cúpula parecem muito atraentes. Além disso, muitos argumentam que construir uma casa desse tipo requer muito menos recursos, devido à menor área das paredes, o que resulta em economia de materiais. Segundo cálculos matemáticos, a área das paredes é quase um terço menor. No entanto, se houver economia, não será tão significativa, pois a construção é específica, com a utilização de componentes específicos que encarecem a construção. Na realidade, o custo por metro quadrado acaba sendo aproximadamente o mesmo que o da construção de uma casa comum de estrutura convencional.
Os contras
As desvantagens também existem e são bastante sérias. De qualquer forma, é importante conhecê-las e levá-las em consideração.
- Calcular casas de cúpula por si mismo es difícil.
- El cálculo se realiza no en dos, sino en tres planos, lo que es bastante complicado.
- La tecnología no ha existido por mucho tiempo, no hay descripciones precisas ni instrucciones.
- Se recomienda encargar este tipo de proyecto y construcción a organizaciones que ya tengan experiencia en la construcción de estructuras esféricas, pero no hay muchas de ellas.
- Ficam mais resíduos de materiais de construção, já que são principalmente vendidos em blocos ou folhas retangulares. Isso reduz a viabilidade econômica, que decorre da menor área das paredes.
- Nas cúpulas geodésicas, as portas e janelas têm formas incomuns. Elas são feitas sob encomenda, o que custa mais caro. A boa notícia é que cada vez mais empresas podem atender a essa demanda, o que leva a uma redução de preços.
- Há uma escolha limitada de materiais para o acabamento exterior. Apenas dois tipos são ideais para o telhado: telhas macias ou madeira serrada. Os demais materiais são inconvenientes devido à sua forma ou rigidez. Para o acabamento externo das paredes, o mesmo material pode ser usado, mas é necessário também o reboco e a pintura. Existem projetos nos quais as paredes e o "telhado" são feitos do mesmo material, então a divisão é convencional.
- A presença de paredes curvas também limita a escolha dos materiais de acabamento para as paredes internas. Não é possível usar azulejos cerâmicos de grande formato nos banheiros e cozinhas, mas o mosaico seria ideal, embora seja consideravelmente mais caro. Quando for feito o acabamento com forro, a area
