Дома из пенополистирола: преимущества и недостатки

История купольных домов насчитывает столетия. У индейцев и в Африке – из глины, песка и веток. Те же юрты и чумы из кож у наших народов Юга и Севера. У эскимосов изо льда. Полусферы давно применяются у наших полярных станций и центров. В 1951 году архитектор из Америки Ричард Фуллер спроектировал полусферический дом именно для жилья. Из стекла на стальном каркасе. С тех пор в строительстве к решению прибегали футуристы и экзотические дизайнеры.

Японская фирма Dome House соединила все решения в одну инновацию. Энергетически эффективная форма, и дешевый теплый материал. Похоже, предпосылками были следующие задачи:

• Предложить японцам массовое и недорогое жилье. В Японии уже есть целые поселения с сотнями таких домов у подножий гор.
• Экономия энергии и очень высокая тепловая эффективность. Равномерное распределение энергии волн тепла, света и звука.
• Доступность строительства. Дом не просто дешевый. Он строится быстро и очень легко.
• Из-за легчайшего веса ему не нужен тяжелый фундамент. Небольшую ровную площадку можно подготовить на любой пересеченной местности.
• Высокая сейсмичность в Японии. Такая форма очень устойчива при земных колебаниях. И японцы всегда применяли легкие материалы для жилья. Раньше они вообще строили дома из бумаги. Для сейсмической безопасности.
• Высокая аэродинамика. Купол обдувается даже сильными штормами. Для островов Японии это важно.
• Дизайн полусфер отлично вписывается в любой ландшафт – горный, лесной или степной.

По сути, к решению японцев натолкнули местные условия. И главную цель они достигли. Получили недорогой теплый дом, который легко собрать. Он полностью вписывается в местные условия. При крупных сейсмических волнениях он легко ремонтируется или восстанавливается.

Японцы прогнозируют срок эксплуатации такого дома в 300 лет. И называют его жильем 21 века.

Главной инновацией стал процесс подготовки и сборки. Составные модули и секции у них готовятся на производстве в уже изогнутой форме. Они напоминают дольки апельсина или разрезанного арбуза. Производятся готовые блоки с окнами и дверями. Материал – экструдированный пенополистирол плотностью до 35-45 кг/м2. Его часто называют пенопластом. Поэтому с такими элементами дом собирается, как конструктор. Без каркаса, и за день. Пара человек за день соберет, и за день отделает.

При минимизации фундамента площадка ровняется и покрывается плитами ОSB или СИП-панелями.

Еще одно ускоряющее решение – исходные элементы проходят подготовку отделки на производстве. Модули пропитываются противопожарными и антисептическими материалами. Потом закрепляются материалами для прочности. Все пропитки распыляются машинным способом быстро и технологично. После сборки еще раз обрабатываются стыки и швы. Отсутствуют ручные штукатурки и шпатлевки. Дорогая штучная отделка для их применения там не требуется.

Толщина стен в таких домах Японии не больше 20 см. Этого достаточно для японского климата даже без отопления. Такая конструкция спокойно противостоит штормовым ветрам и ураганам.

В массовых поселениях практикуются дома с диаметром основы до 9 метров. Их высота под сводом до 4 метров. Отдельный сектор дома даже делается двухэтажным. Стоимость таких домов начинается от 3,5 тысяч долларов.

Модули или секции домов японцы производят с помощью промышленных печей и объемных прессов. Готовые узлы собираются на месте, как детский конструктор. У основания секции закрепляются на легких фундаментах. Это мелкозаглубленные свайные или кольцевые ленточные фундаменты. Если этого требуют условия. Площадка под домом застилается полами из ОSB или СИП.

Готовые блоки точно соединяются в заводских пазах. За часы собирается основная полусфера с круглым отверстием вверху по центру. Оно усиливается фиксирующим центральным кольцом из пенопласта. По центру в вершине монтируется устройство для вентиляции.

Стыки смонтированных модулей дополнительно герметизируются. В модулях предусмотрены каналы для прокладки электрической проводки и коммуникаций.

Стены снаружи могут оштукатуриваться. Но японцы часто только выравнивают отдельные места. После этого покрывают поверхность слоем полиуретановой смолы. Сверху окрашивают в нужный цвет или рисунок. Такое покрытие надолго защищает пенопласт от солнечной эрозии. В массовых поселениях практикуется минимальная отделка. Именно потому, что это недорогое жилье в сейсмически опасных районах.

Японские архитекторы проектировали такие дома в расчете, что в доме 60 м2 смогут проживать 3-5 человек.

Варианты сборки и отделки

Кроме полусфер, японцы часто используют эллинговую форму домов – вытянутую арочную. Особенно если это дом для общественного использования или сервиса. Они могут применяться для офисов или теплых складов. Модульность эллинговых конструкций позволяет наращивать или составлять несколько домов. Соединяются они переходами. Практикуют также обрезанные полусферы или их сектора. Такие формы применяют, чтобы пристраивать их к классическим домам.

Внутри их конструкторы практикуют зонирование одного этажа, и двухэтажные надстройки внутри. Так часто обустраиваются функциональные зоны. Двухэтажное планирование особенно удобно в эллингах. Когда купол можно дополнительно вытянуть вверх, не теряя гармонии формы.

Для комфорта добавляют различные виды декоративных отделок.

Кроме крупных модулей, японцы применят для сборки малые трапециевидные модули на 1-2 м2 каждый. Такая сборка длится уже не часы, а пару дней. Модули соединяются по схеме на клее. В отличие от крупных модулей с готовыми проемами, здесь проемы собираются из малых модулей. После этого в проемы самостоятельно устанавливаются двери и окна.

Еще один вариант сборки – готовые эллинговые дома. Они собираются на производстве вместе с заполнениями проемов. Погрузочная техника просто устанавливает их на подготовленное место.

В нашей стране их модификации практикуются с дорогим упрочнением конструкции и дополнительной прочной отделкой. Обычно практикуются следующие решения:

• Жесткий каркас из деревянных или металлических балок. Он заполняется пенопластовыми модулями. Применяется два вида:

• Геодезический купол, разделенный на треугольники как сборные единицы каркаса. Он более дорогой из-за массы соединительных лучевых коннекторов из стали. Хорошо держит скручивания. При разрушениях до 35% конструкция будет стоять.
• Стратодезический купол собирают, как и в Японии. Из трапеций – как дольки мандарина или арбуза. Но между вертикальными жесткими и изогнутыми стойками. Такой купол дешевле первого, но дороже японского. Его плюс – классические проемы.

• Более мощные фундаменты. Как ленточные и свайные, так и бетонная плита на всей площади. По периметру делается отмостка, и бетонные площадки.
• Устройство перегородок с ГКЛ и шпонированием, декоративными штукатурками. Снаружи отделывают теми же штукатурками, тентами с рисунком, алюминиевыми панелями (кассетами) или битумной черепицей.
• В дорогих вариантах каркас купола заполняют теплыми стеклопакетами, прозрачными и тонированными. Особенно здорово это смотрится у моря.

В Европе массово стали применять пенопласт при строительстве домов вместе с бетоном. Из пенопласта производятся полые пенопластовые блоки, которые при сборке заливаются бетоном. Способ трудоемкий и дорогой. И применяется в строительстве домов классической формы. Единственный плюс – одновременное утепление. В отечественном домостроении он не приобрел большую популярность.

У купольных пенопластовых домов есть свои выгодные достоинства:

• Оригинальность и свобода планировки внутреннего пространства. Внешне он эстетичен и естественен, как сама природа.
• Фундамент минимизируется.
• Высокая тепловая эффективность.
• Отличная аэродинамика и отсутствие парусности.
• Нагрузки распределяются равномерно. Подвижки грунтов минимально опасны.
• Прекрасная акустика, и плавное рассеивание света и тепла. Под куполом светлее всего. Пассивное отопление от энергии солнца.
• Любое количество окон не повлияет на устойчивость конструкции.
• Материал не гниет и не подвергается коррозии.

Обтекаемость строения позволяет длительно сохранять стабильную температуру внутри дома, а также избавляет от сквозняков. Эта форма способствует равномерному распределению всякой волновой энергии - звука, света и тепла. Стоимость строительства и дальнейшей эксплуатации дешевле, чем возведение жилья аналогичной площади по традиционным технологиям.

Минусы касаются только материала – пенопласта:

• Пенопласт слабо горит, но при плавлении выделяет смертельно опасные газы.
• Он разрушается под воздействием солнечных лучей.
• Для надежной защиты пенопласт нужно покрывать слоем штукатурки до 10 мм.

Альтернативой пенопласту может быть пожаробезопасная базальтовая вата. Но она значительно дороже. Надо отдать должное отечественным пожарным нормам. Они запрещают утепление пенопластом многоквартирных домов. А также изготовление сэндвич панелей с его наполнением.

Идеальным вариантом для купольных эффективных домов есть использование пожаробезопасных утеплителей и отделочных материалов.

Рекомендуемые статьи: