自分の家を整えるときに建設的な解決策を選択するという点で、人は実用性と美しさの間で永遠に引き裂かれます。 外部の状況や好みに応じて、ロココ、バロック、ゴシックなどの豊かな建築様式は、より簡潔な古典主義、ミニマリズムに置き換えられます。
しかし、私たちは現代の素材の助けを借りて、ほぼすべての建築形式に命を吹き込むことが非常に簡単かつ低コストで実現できるユニークな時代に生きています。 円錐形の屋根は、実用主義的な 21 世紀には不当にも忘れ去られていた、復活した構造要素の 1 つになりました。
円錐形の屋根は伝統的なロシア建築の一部であり、正教会の特徴であるロシア塔の不可欠な部分であり、今もそうであり続けています。 この記事では、ドーム屋根構造とは何か、それがどのように取り付けられ、覆われているかについて説明します。
円錐形の屋根は複雑な屋根構造で、その底部に円があります。視覚的には、それは通常の真っ直ぐな円錐に似ており、その底面はマウアーラートであり、円の中央である頂点はフレームの垂木脚の収束点です。
この建築要素には、古代ロシア建築における豊かな歴史があります。 円錐形の屋根は、ロシアの伝統的な塔、正教会、裕福な住宅や別館の特徴でした。
ほとんどの場合、この複雑な構造は、塔、「カッコウ」、ポーチなど、構造の小さな建築上の詳細をカバーするために使用されました。 ドーム屋根は、基部の形状が同じであるため、円錐形と鐘形に関連しています。
現在、ドーム屋根の装置は非常に高価で設置が難しいため、この技術は民間の住宅建設ではあまり使用されていません。 円錐形の構造を組み立てる方法を直接知っている職人はそれほど多くありません。
ただし、これらの建築要素で装飾すると、すぐに家にエレガントで複雑なオリジナルの外観を与えることができます。 新しい家が歴史的建造物に隣接するエリアには、円錐形の屋根が適切に見えます。これにより、都市の単一の建築的外観を維持することができます。
面白い！ イタリアの領土では、集落全体が分布しており、屋根は円錐形でした。 素朴な農民は石灰岩のブロックで作られたこれらの住居に住み、長い尖塔を備えた円錐形の屋根を普通のわらや葦で覆いました。 これらの建物はイタリアの文化遺産としてユネスコによって保護されています。
デザイン上の特徴
円錐形の屋根は、視覚的に見ても、ロシアで最も一般的な伝統的な切妻屋根とは大きく異なります。 多くの場合、その用途は純粋に装飾的であるという事実にもかかわらず、急な斜面から水がよく滑り落ちるという事実により、非常に機能的になることもあります。
円錐形の屋根の設計上の特徴は次のとおりです。
- 丸いベース。 扇状に広がる垂木の脚を支える部分は常に丸いベースです。 この要件は、ドームやベル構造にも適用されます。これらは、基部の形状が円形または半円形で、主屋根または壁と連結されている場合にのみ使用されます。
- 柔軟な屋根材。 形状により、円錐形の屋根の建設には、瀝青瓦、屋根鋼などの柔軟で弾力性のある屋根材のみを使用する必要があります。 そうしないと、多数の接合部に水が流れ込みます。 柔軟なコーティングだけが円錐形の屋根の気密性を確保できます。 通常よりも高価であり、特別な設置条件が必要な場合のみです。
- リッジノットの取り付けの複雑さ。 フレームの多数のトラス脚はすべて 1 点に集中しており、これが最も脆弱で組み立てが難しい構造単位です。 したがって、負荷が集中することを考慮した設計が必要です。
注記！ あなたの家に円錐形の屋根を選択したら、まず建設が進行中の地域の降水量と風荷重を計算して設計プロジェクトを作成する必要があります。 この屋根構造は円錐またはドームの形状のため、風による影響が大きいため、国内の風の強い地域での使用はお勧めできません。
設計上の利点
円錐形の屋根はかなり複雑で高価な構造ですが、利点もあります。 明らかな美しさと独創性に加えて、非常に機能的で外部要因に対する耐性があると考えられています。 さらに、このタイプの屋根には次のような利点があります。
- 斜面からの雪や水の滑りを改善。 コーンは操作上非常に便利な屋根の形状です。 一方で、表面に雪が留まらない一方で、溶けた水や雨水が斜面から自由に滑り落ちます。 これにより、屋根要素が自動洗浄されます。 このため、このタイプの屋根は掃除の頻度が減り、雨漏りも少なくなります。
- 外部の影響に対する耐性。 多数の垂木によってさらに強化された接続の強度により、風荷重や地震荷重に対する耐性が向上します。 この品質により、コーン構造は地震の不安定な地域での使用に適しています。
- 屋根の下のスペースを利用する新たな機会。 ドームを設置するとき、屋根の下の部屋の天井は、他のタイプの屋根を使用する場合よりも高くなることがわかります。 これにより、空きスペースをより合理的に使用できるだけでなく、この部屋のデザインを見直すことができます。
重要！ マスターは、その独創的で珍しい外観が円錐形の屋根構造の議論の余地のない利点であると考えています。 円錐形の屋根を持つ小塔が 1 つあるだけで、退屈な小屋がおとぎ話のような城や塔に変わります。 さらに、ほとんどの建築スタイルと簡単にリンクでき、調和がとれていてもスタイリッシュに見えます。
欠陥
円錐形の屋根について言えば、職人たちは、設置中に遭遇するであろう困難や、その動作に影響を与える設計上の特徴など、その欠点を共有しています。
ただし、このような複雑な構造の設置を進める前に、この技術的ソリューションの長所と短所をすべて慎重に比較検討する必要があります。 円錐形の屋根の欠点は次のとおりです。
- 屋根裏部屋を装備することは不可能です。 円錐形の屋根はその表面に窓を設置することを意味しないため、その下のスペースに住宅の屋根裏部屋を装備する方法はありません。 窓は構造の外観を著しく損なうだけでなく、その気密性を侵害し、フレームの耐荷重能力を低下させます。
- 屋根材の消費量の増加。 金属シート、金属タイルのシート、さらにはロール状の屋根材は長方形の形状をしているため、円錐形の屋根を覆うときに切断する必要があり、多くのスクラップが発生し、消費量が増加します。
- 設計の複雑さ。 一般に、円錐形の屋根は設計と設置が非常に難しいと考えられており、当然コストに影響します。 このタイプの屋根の設置を請け負ってくれる職人を見つけるだけでも簡単ではありません。
注記！ 円錐形か円形ドームかは関係ありませんが、そのようなデザインは通常の切妻屋根よりも少し高価であることがわかります。 したがって、この解決策は通常、低予算のカントリーハウスの建設には使用されず、商業建設や高価なコテージの建設によく使用されます。
デザイン
円錐形の屋根の装置は、一方では他のタイプの屋根の構造と似ていますが、他方では、その形状の特殊性により非常に異なります。 これは次のコンポーネントで構成されます。
- トラスフレーム。 垂木システムは、原則として、層状タイプに属します。 主な荷重がかかるベアリングベースです。 一点に集まる木製の垂木脚は、構造に円錐形を与え、剛性を与え、荷重を分散します。
- 防水加工。 垂木フレームの上にフィルム防水材を敷き、屋根からの雨漏りを防ぎます。 フィルムの上端はクレートで固定されています。
- 木箱。 防水の上に柔軟なプラスチックの箱が取り付けられています。 木箱は屋根材を固定するための基礎として機能し、屋根材を支え、荷重を均等に分散します。 各板は防水材の上に直接タッピングねじで垂木に固定されています。
- 仕上げ塗装。 仕上げ塗装 - フレームの木枠またはカウンターバテンに取り付けられる屋根材。 これらの目的のために、コーン構造を設置するときは、瀝青タイル、屋根用鋼板または銅のシート、複合タイルなどの柔軟な材料が使用されます。
ドーム屋根と円錐屋根は構造的に大きな違いがないことに注意してください。 ドーム構造のフレームを組み立てる場合、必要な半径を得るために 2 つのサイズの縦方向のバーが使用されます。 タイルを使用する場合、屋根が均一で滑らかな曲線を持つことが重要です。
垂木フレーム装置
垂木システムは屋根の基礎、つまり屋根の骨格であり、屋根に必要な形状と剛性を与え、大きな荷重に耐えて分散することができます。 円錐形の屋根を設置する場合、層状タイプのフレームが最もよく使用されます。
同時に、垂木の脚は、一端がマウアーラットの上に置かれ、壁の上部ベルトに置かれ、もう一端が垂直サポートであるスタンドに置かれます。 円錐形の屋根のトラスフレームは次の要素で構成されます。
- マウアーラート。 トラスフレームが設置される場所には、屋根の重量を均等に分散する環状のマウアーラットが配置されます。 この目的のために、垂木はトラスフレームの下部にある半円形の壁の周囲に沿ってマウアーラットまたは支持梁に取り付けられます。
- スクリード。 スクリードの助けを借りて、構造ユニットにさらなる強度が与えられます。 これを行うには、マウアーラットの反対側をまとめる十字架の取り付けを実行します。
- ラック。 垂直の柱が十字架の中央に設置され、垂木の上部がそこに切り込まれます。
- 垂木。 固定強度を確保する部分を備えた垂木は、屋根の最上部で接続され、尾根の結び目を形成します。 そして脚の下部でマウアーラットに取り付けられます。
- 木箱。 木箱は垂木の脚に対して垂直に固定されています。 スラットなどで作り、タッピングネジで垂木にねじ込みます。 レール間のピッチの選択は、材料の選択とその固定に必要な距離によって説明されます。
覚えて！ 自立型と呼ばれる円錐屋根をフレームレスで構築する技術があります。 ただし、このアプローチには、慎重な計算と、複雑な屋根の設計と設置における豊富な経験が必要です。
ビデオによる説明
コテージの屋根の最も一般的な形式は、寄棟と切妻です。 これは、この形式の屋根が多くの建築業者によく知られており、すべての製造ステップが方法論的な出版物に詳細に記載されているという事実によるものです。
しかし、多くの民間開発者は「スタンプ」から離れたいと考えています。 ドーム型、半円型、およびランセット型の屋根の形状に対する関心が高まっています。 魅力的な外観に加えて、このような屋根には多くの重要な利点があります。
- 高い強度と支持力。
- 強風に対する高い耐性。
- このような屋根の表面には雪が積もらず、雨水が停滞することもありません。
- 住宅の屋根裏部屋の内部利用可能スペースと天井高が大きくなる。
- アーチ型トラスシステムの要素（特にトラスの形で作られている場合）は、屋根裏部屋の室内装飾の見事な装飾要素になる可能性があります。
木製の半円形の屋根を作る方法を考え、「湾曲した」屋根の多くの利点を理解している多くの開発者は、アーチ型トラスシステムの価格の高さ、その計算と製造の複雑さに怯えています：産業条件下では、ラメラ（接着された集成材が作られる）は、高湿度（木に弾力性を与える）で100℃まで蒸し、特別なパターンに従って曲げられ、その後接着され、乾燥室で乾燥されます。
木材の折り線に沿って、「円錐上」または「長方形上」の特別なカットを行うことができます。 これにより、木材を曲げるプロセスが簡素化されます。
民間建設の条件では、このような技術段階を繰り返すのは難しく、経済的に非現実的です。 そして、工業用部品を使用する場合-接着された曲がった梁、鋼鉄と木製の湾曲したトラスなどの形で。 - このようなトラスシステムのコストは何倍にも増加します。 したがって、フォーラムハウスユーザーは、アーチ垂木と半円屋根垂木が作られることに応じて、独自の、より「予算の高い」方法を提案します。
ニコファー FORUMHOUSE ユーザー、モスクワ
半円形のランセット屋根を持つフレーム別棟を建てる予定でした。 これを行うには、建築家、設計者、顧客、見積もり担当者、建設の「スポンサー」、現場監督、技術監督の専門家、施工者という 1 人の人間になる必要がありました。 しかし、結果はそれだけの価値がありました。 私は自分のアイデアをすべて実現することができました。 そして、数十万ルーブル（そのうち26万ルーブルは純粋に「フレーム」に費やされました）で、「ランセット屋根」、3つの寝室、キッチン、リビングルーム、玄関ホール、独立したバスルーム、小さなホールのある家を建てました。二階にあります。
フォーラムのメンバーが最終的に何をしたのかは、この写真で見ることができます。
特に興味深いのは、「曲がった」トラス システムの製造段階です。
古典的な意味では、この「垂木」には通常の垂木脚がありません。
また、接着された要素はありません。 写真を見ると、トラスシステムには造船から借用した要素が使用されていることがわかります。
使用されているテクノロジーの本質 ニコファー以下で構成されます。
- 主な荷重は「フロントトラス」によって支えられます。 このファームでは、外側の半径エッジは「フレーム」で構成されています。 「フレーム」は短い薄板でできており、2層に組み立てられ、ネジで固定されています。
- 水平の「ストリンガー」が切妻トラスの間に敷設され、垂直壁の上端から屋根の尾根まで伸びています。
- ストリンガーの間には薄板からなるスペーサーが取り付けられています。 これらの薄板は、屋根の半径と一致する外半径の曲率を持っています。
スラットはチェーンソーで切断されました。 ラメラのマーキングを簡素化し、スピードアップするために、2枚のスラットと厚さ12 mmの合板からなる半円形の特別なテンプレートが作成されました。
このようなテンプレートは、屋根の曲率の事前に計算された特定の半径に合わせて切り出されます。 また、湾曲トラス システムの製造に進む前に、フルサイズの半径テンプレートを作成する必要があります。 設置場所で必要な半径が守られているかどうか、すべてが正しく計算されているかどうかを確認してから、残りの垂木脚の製造に進みます。 これにより、結合が回避されるだけでなく、トラス システムとテンプレートの寸法をタイムリーに適切に調整できます。
作業員が 1 つの「半径」ラメラを作成するのに、マーキングと適切なボードの選択を含めて約 3 分かかります。
トラスシステムの建設が完了した後、木箱が屋根フレームに沿って詰められました。 木箱には（お金を節約するために）合板やOSBの代わりに、10x2.5 cmの二級エッジボードが使用され、ボード間の段差は5 cmで、オンデュリン屋根が取り付けられました。
「曲がった」垂木を作る提案された方法と、永住用の安価なフレームハウスを建てるプロセスは、フォーラムで幅広い反響を呼びました。 フォーラムのメンバーはまた、このようなランセットルーフの建設の経済的実現可能性について賛否両論を表明した。 木材の無駄遣いについても話し合いました。 これがどれほど真実であるかを見てみましょう:
アーチ状のセクションのおかげで切妻屋根、同等の木材コスト、内部に有用 アーチの下のこのような住宅の屋根裏部屋の容積はより大きくなります従来のデザインの屋根裏部屋や、張り出しを増やした屋根裏部屋よりも優れています。
上記の図面はすべて、特殊なグラフィックス プログラムではなく、「古い」MS ペイントを使用して Nikofar によって描かれました。
アーチ型の屋根はその形状により、非常に重い荷重に耐えることができ、これは古代の建築家にはよく知られていました。
また、フォーラムのメンバーによる半円形の屋根を持つ家のプロジェクトも非常に興味深いものです。 クレイジートルティーヤ.
クレイジートルティーヤ フォーラムハウスユーザー
半円形の屋根の家を建てたいです。 このプロジェクトによると、サポートされていない 11x8 メートルのスパンがカバーされる予定です。 木製のI型鋼を使おうと考えています。 次に、上からOSBフローリングを作り、柔らかい屋根を敷きます。 屋根裏部屋はなくなります。 理解できるよう助けてください、半円形の木の屋根の作り方。
厚さ 9 mm までの耐湿合板または OSB ボードを使用して、アール屋根に沿って柔軟なタイルを敷設するためのベースを準備できます。 この厚さのプレートは、特別な装置を使用せずに「その場で」曲がります。 必要なベースの厚さを設定するには、薄い厚さ（6 mm）のスラブ材料を2層に配置し、下層の継ぎ目を上層の継ぎ目に重ねます。
フォーラムでブレーンストーミングを行い、このような屋根のトラス システムの構造の種類について議論した後、水平 I ビームの代わりに、曲げて接着した木製トラスを使用するという決定が下されました。 その後、フォーラムのメンバーが設計者にトラスプロジェクトを発注しました。 下の写真は、これらの農場の完成図を示しています。
曲がったトラスの収集（経済性のため） クレイジートルティーヤ自分で決めた。 構造的には、農場は3層の木材で組み立てられており、150x30 mmの板が使用されています。
ドームハウスは、通常の退屈な幾何学的形状から逃れたいというだけの願望ではありません。 このタイプの建物には多くの利点があります。 これは、最小の表面積で最大の体積をカバーする半球です。 したがって、最小限の建材を使用して、最大の利用可能な面積を持つ家を建てることができます。 ドームハウスは、オリジナルの「より少ないものでより多くのことを実現する」というアイデアの典型です。ドームの建設に必要な建材は、同じ囲い面面積を持つ従来のボックスハウスを建設するよりも 60% 少なくなります。
半球状の住宅の建設には、測地線または成層線ドームが使用されます。 最初のケースでは、主なコンポーネントは「リブ」、ハブ (ハブ)、およびコネクタ (スリーブ) です。 カラマツ板またはLVL材が「リブ」として使用されます。 ブランクはプロジェクトに従って切断され、ハブ (「ロック」の中央部分) とコネクターで構成される特別なシステムを使用して、明確に定義された角度で三角形に接続されます。
その結果、最大 100 m/s の突風や建築基準をはるかに超える荷重に耐えることができる非常に強力なフレームが誕生しました。
ストラトデシック ドームを建てる場合、耐力フレームは曲げて接着された構造用木材の梁で作られ、梁と同様に最上部で収束します。
ドームフレームが完全に組み立てられた後、膜がその上に置かれ、耐湿性が向上したFSFの合板シートで覆われ、次に屋根の敷設に進みます。
なぜフレキシブルタイルがドーム型住宅に最適なのでしょうか?
ドーム屋根の設計では重い材料をその上に置くことができないため、この場合、セラミック屋根やセメント砂タイル、スレート屋根、緑化屋根は使用できません。 いくつかのプロジェクトでは、屋根板が敷かれていますが、プロセスの手間がかかり、材料の耐久性と信頼性が低いため、多くの住宅所有者はこのタイプのコーティングを拒否しています。 結果として、最も最適なオプションはフレキシブル タイルです。
サイズ 100 x 32/33/35 cm の単層または多層シートで構成され、片側の端に沿ってカールした切り抜きが付いています。 屋根板は腐らないグラスファイバーをベースとしているため、各屋根板は優れた柔軟性と耐久性を備えており、複雑な建築屋根や円形の屋根にもこのコーティングを敷くことが可能です。
他のタイプとは異なり、柔らかいタイルは、傾斜角11.4°のあらゆる形状と複雑さの屋根に適しており、設置中の廃棄物の量は3〜5％を超えません。 （比較：複雑な形状の屋根では金属瓦の廃材量が最大60％に達する場合があり、屋根全体のコストが大幅に上昇します。）また、施工技術が優れていれば、柔軟なタイルは垂直面にも敷設できることが確認されており、ドーム構造に最適な素材と言えます。
屋根材の施工の特徴（多層フレキシブルタイルTECHNONICOL SHINGLASの例）
半球状の家の垂木として、湾曲した接着構造梁またはLVL梁からの梁が機能します。 ドーム屋根の換気ギャップの装置は、古典的な傾斜屋根の装置と何ら変わりません。 拡散膜を垂木の上に張り、防腐剤を染み込ませた50×50mmの棒で固定します。 その後、構造全体を厚さ 15 mm の FSF 合板の三角形シートで覆います。
無垢合板フローリングを設置する場合、線膨張を補うためにシート間に 3 ～ 5 mm の隙間を残す必要があります。
構造上の観点から見ると、ドーム型の屋根は曲面であるため、合板の上に連続した粘着性の下敷きが敷かれます。 上部には、屋根の下の換気のために出口が作られ、必要に応じて煙突の貫通口が配置されます。 カーペットを敷いた後、コーニスストリップが取り付けられます。 準備作業が完了したら、タイルを敷いていきます。
球形の屋根での作業は、吊り下げポイントの構成を使用して実行され、産業用の登山方法によってのみ可能です。
タイルの設置は、開始ストリップを敷設することから始まります。 コーニスストリップの曲がりから1〜2 cm逸脱する必要があります。 その後、12本の釘で釘付けされます。
2列目以降は通常のタイルを敷きます。 TECHNONICOL SHINGLAS 多層タイルは亜鉛メッキ屋根釘で固定されています。 適切な釘の間隔は敷設説明書に指定されており、カットの形状によって異なり、各釘は上部の屋根板とその下の屋根板の両方に穴を開ける必要があります。 タイルを取り付けるとき、各屋根板は釘で固定されますが、釘の数は球の角度とタイルのカットの形状によって異なります。
ドーム構造には尾根がないため、屋根の下の空間の換気に問題が生じます。 この問題は、屋根にルーフファンを設置することで解決されます。
ドームに多層タイルを設置する際の主な作業は、取り付けとマーキングです。 各セグメントはトリミングとトランジション角度の調整が必要です。 屋根の曲がり部分にある一部のセグメントは、屋根の曲率を補正するために、いくつかの小さなセクションに切断する必要があります。
材料に対する注意深く慎重な態度で廃棄される割合は比較的小さい（約5％）ことに注意する必要があり、これは多層タイルが確かにドーム屋根にとって費用対効果の高い選択肢であることを意味します。
丸い屋根自体はそれほど珍しいものではありません。 ロシアの教会の電球やイスラム教の寺院のドームなど、カルト目的の建築記念碑のほとんどは丸い屋根です。 例外はカトリックゴシックです。 西ヨーロッパでは、通常、世俗的な建物の冠にドームが建てられます。
ドームは、個々のプロジェクトに応じた都市の建物、科学的建物、天文台などで頻繁に使用される屋根オプションです。 郊外の村に限って、丸い屋根の家は珍しい。 その理由は、トラスシステムの設置が複雑であるためです。 丸い屋根はどうやって作るの？
丸い屋根とは何ですか？
屋根を丸いと呼ぶのは間違いです。 完全に丸くないんです。 このグループには、形状が回転図形またはそのセグメントの 1 つである屋根が含まれます。 ドーム半分またはボールの一部。
丸屋根のトラスシステムの設計
これらすべてのタイプの屋根の垂木システムは、さまざまな方法で製造されます。
丸い屋根の垂木システムは通常、層状になっています。 これは、構造内の垂木に追加のサポートが存在することを意味します。
ドームの屋根。
強くて信頼性の高いドーム屋根には、オールラウンド構造に固有の重要な利点があります - それは空気の周りを完全に流れます。
私たちの気候条件にとって重要なもう 1 つの利点は、雪がまったく残らないことです。
ドームの装置には、アーチの形をした垂木が使用されています。 技術的には、これは複雑なソリューションであるため、すべての計算はこの分野の専門家が行う必要があります。
構造の中央には垂直の柱支持体が設置されており、その上にリングが取り付けられています-垂木の上部支持体です。 下部では、アーチ型の要素がマウアーラットに固定されています。
環状の木箱はラックに取り付けられ、垂木のパフに寄りかかり、屋根葺きがすでにその上に置かれています。
ドームは屋根でもあり、2 階の壁でもあります。
三角形で形成されたドームは測地線ドームとして知られています。 そのハイライトは、全面ガラス張りの可能性にあります。
しかし、その利点にもかかわらず、計算が複雑なため、この設計は広く使用されていません。
円錐形（円錐形）の屋根。
垂木システムは層状タイプを使用します。 建物の中心には支柱、つまり柱があるはずです。
垂木の脚は次のもので支えられています。
- 上から - バーからの環状の走行上で、次にブレースで中央サポートに当接します。
- 下から - リングの形でマウアーラートの上に。
垂木はコーナーの助けを借りてサポートにしっかりと取り付けられています。 それらの間の距離は、断面と予想される荷重、つまり屋根材の重量によって異なります。 木箱は円形です。
したがって、選択はあなた次第です！
