тремя же равнобедренными треугольниками с углом при вершине 108°, а пирамида с пятью боковыми гранями – пятью равносторонними треугольниками (рис. 7.11). Учитывая, что число узлов велико и требуется высокая точность и идентичность их изготовления (иначе конструкция может не собраться в правильную фигуру), понадобятся соответствующие приспособления – сварочные кондукторы (рис. 7.12, а, б), сделать которые нетрудно. Для изготовления кондуктора для узлов-вершин додекаэдра необходимо отрезать три одинаковых куска металлического уголка длиной, равной 1, 62хL (L – длина ребра пирамиды- вершины). Затем эти отрезки складываются на плоскости в треугольник, как показано на рис. 7.12, а, и собираются в единое целое прихватками (сварными «клепками»).
Высоту вертикальных полок уголков перед их сборкой следует довести до размера h=0,394хL. В полученный кондуктор вершинами к центру вкладываются заготовки граней пирамиды. Если с размерами все в порядке, заготовки (треугольники) сойдутся вершинами в центре и сомкнутся ребрами по всей длине без нахлестов и зазоров. При необходимости высоту вертикальных полок уже собранного кондуктора можно увеличить подкладками под горизонтальные полки или уменьшить, например, на точильном станке (возможно и размещение регулировочных подкладок в центральной части плоскости, ограниченной кондуктором).
Пирамиду нужно сваривать, не вынимая ее из кондуктора. Технология изготовления узлов (вершин) для икосаэдров аналогична, с той лишь разницей, что кондуктор (правильный пятиугольник) составляется из пяти отрезков уголка длиной L с высотой вертикальной полки h = 0,524хL (см. рис. 7.12, б). Заготовки же боковых граней (см. рис. 7.11) представляют собой равносторонние треугольники с длиной стороны L. Для проверки правильности геометрии пирамид, полученных в результате сварки, можно воспользоваться угловыми шаблонами (рис. 7.13), с помощью которых контролируются углы между гранями пирамид.
Трубчатыми элементами узлы снабжаются по одному из двух вариантов (см. рис. 7.10). Сваривают их (по вариантам а и в) в тех же кондукторах, что и пирамиды. В процессе изготовления узлов и после окончательной их сборки сварные швы следует зачищать, а готовые узлы предохранить от коррозии атмосферостойким покрытием. Сколько и каких узлов надо иметь для изготовления каркаса строения в каждом конкретном случае? Если в основе купола лежит додекаэдр, то полным его имеет смысл делать лишь для небольших парников, то есть требуются табличные числа узлов (вершин) и ребер (см. табл. 6).
При строительстве теплиц «солидных» размеров резонно сделать купол в виде многогранника с отсеченной нижней частью. Тогда общее число необходимых узлов и ребер уменьшается на 5, еще пять узлов видоизменяются (в них соединяются по четыре ребра, два из которых длиной 1,62ха лежат в горизонтальной плоскости). Площадь парника составляет 4,5ха2. В случае использования икосаэдра в качестве купола общее число узлов уменьшается на 1, число ребер – на 5, а 5 узлов видоизменяются наиболее простым способом – убирается одно из пяти соединений. Площадь парника равна 1,72ха2. Для правильной сборки куполов очень желательно максимально точное изготовление узлов – вершин.
Для компенсации погрешностей изготовления (в некоторых пределах) имеются следующие возможности. Во-первых, можно до известных пределов раззазорить соединение ребер в узлах, а во-вторых, желательно иметь некоторую зону осевого перемещения ребер в узлах, что позволит компенсировать погрешности всей конструкции путем удлинения ребер. Соединить трубчатые ребра с втулками узлов наиболее просто шплинтами или «морскими болтами» на сквозных отверстиях. Если это почему-либо нежелательно, можно обойтись одним выполняемым во втулке узла резьбовым отверстием с ввернутым в него винтом. В трубке-ребре сверлится соответствующее гладкое отверстие. Размечать отверстия под фиксаторы следует в процессе пробной сборки одновременно с подгонкой элементов.
Собранный каркас покрывают либо стеклом, либо полиэтиленовой пленкой. Трубчатый каркас, который может быть легким (алюминиевые, пластиковые, деревянные ребра), резонно покрывать полиэтиленом. И тут надо решить две проблемы: как раскроить пленку и как закрепить ее на ребрах. Наиболее прост раскрой пленки для икосаэдра. Его боковую поверхность легко закрыть одной полосой номинальной шириной 0, 87ха. Верхняя часть покрытия купола может быть в худшем случае сделана из пяти кусков в форме равносторонних треугольников с номинальным значением стороны а.
Для крепления пленки на ребрах используются цилиндрические шайбы, полученные из разрезанных по образующим на две-три части 30 – 40 мм отрезков тех же труб, что идут на изготовление ребер (рис. 7.14). Резьбовое отверстие под винт делается в трубе, если позволяет толщина стенки. Для тонкостенных или пластмассовых труб может быть использован и винт с гайкой. Для полоски, на которую накручивается припуск пленки, подойдут жесть, фанера, пластик и т. п. Главное, чтобы длина ее равнялась длине трубки- ребра. Шайб и винтов на каждое ребро нужно три и более в зависимости от жесткости полоски и длины ребра.
Для додекаэдра есть смысл нарезать куски сразу на две грани, тогда несколько ребер освобождаются от крепежных деталей. Крепление пленки аналогичное. Если парник-многогранник маленького размера, что исключает возможность входить внутрь, его можно сделать откидным. Для этого одно из нижних ребер нужно закрепить на основании шарнирно. Тогда для обработки площади парника достаточно просто откинуть его на шарнирах. В больших теплицах входную дверцу можно выполнить в виде одной из граней (в додекаэдре – пятиугольник, в икосаэдре – треугольник), шарнирно закрепленной на ближайшем ребре. Все, о чем говорилось выше, касается легких укрытий, которые, в частности, могут быть разборными и в межсезонье убираться.
А можно ли сделать стационарную теплицу-купол с остеклением? Оказалось, что не только можно, но во многом и проще. На рис. 7.15 приведен соединительный узел купола в виде додекаэдра. На пирамиде – вершине многогранника, сделанной, как описано выше, закрепляются металлические уголки (сваркой, болтами, заклепками). При этом полки уголка, прилегающие к граням пирамиды, образуют плоскость грани купола, которая может быть остеклена.
Крепление стекла показано на рис. 7.15 и 7.16. В качестве крепежных подойдут винты М4 с полукруглой головкой, которых достаточно 4 – 5 шт. по длине для каждого стекла при обязательном наличии прокладки. Для облегчения всей конструкции можно использовать алюминиевый уголок. Такую конструкцию целесообразно собирать, начиная с верхней части, наращивая пояс за поясом и сразу окончательно скрепляя ребра с вершинами. Завершая тему о таких необычных, но вполне реальных парниках, упомянем о вентиляции, что очень важно.
Для парников с шарнирным креплением одного из ребер основания можно, например, организовать откидывание купола на некоторый угол с целью проветривания, если температура в парнике чрезмерно повысилась. В больших теплицах легко реализуется схема с открыванием пары окон для обеспечения приточно-вытяжной вентиляции (рис. 7.17). В заключение остается обратить внимание на весьма важное свойство описанных конструкций и технологии – их сравнительно низкую (по отношению к традиционным) трудоемкость. Получается, что на пути реализации стольких очевидных преимуществ купольных укрытий лежит всего лишь навсего барьер традиционности, преодолеть который, безусловно, стоит.
7.4. Почем немного солнца?
Идея использования солнечной энергии для обогрева жилья и получения горячей воды для других хозяйственных нужд далеко не нова. За рубежом, например, десятилетиями существуют и в настоящее время процветают фирмы, поставляющие на потребительский рынок высокоэффективное оборудование для гелиоустановок бытового назначения. По данным печати, только в Европе потребление
