Domul geodezic atrage întotdeauna atenția. Se deosebește de majoritatea constructiilor mai clasice prin faptul că îmbină designul, eleganța și funcționalitatea.
Când îl privim, suntem adesea fascinați de forma sa neconvențională, de armonia, de geometria sa excepțională și de frumusețea sa.
Scopul acestui articol este de a oferi o imagine de ansamblu a domului geodezic, discutând despre invenția în sine, beneficiile sale, tehnicile de construcție și cele mai bune utilizări ale acestei forme arhitecturale neobișnuite.
Unele dintre cele mai mari și mai remarcabile cupole din lume pot fi văzute în locuri publice, cum ar fi grădinile botanice, muzeele sau parcurile de distracții.
Iată două exemple:
Telus World of Science – Vancouver, Canada:
Dom geodezic sticla – Muzeul Dali, Figueres, Spania:
Utilizări practice ale domului geodezic în arhitectură
Dacă enumerăm cele mai comune utilizări ale sale, se pare că domul geodezic este folosit pentru o varietate de scopuri și uneori datorită efectului său uluitor.
Printre aceste utilizări practice se numără: case geodezice, sere geodezice , corturi geodezice, camere de hotel în aer liber, grădini de iarnă, voliere, studiouri foto, pergole, magazii de grădină, bungalouri, săli de clasă în aer liber, cafenele, săli de yoga, săli de joacă pentru copii, magazine pop-up…
Prima cupolă geodezică a fost creată în 1922 în Iena, Germania, ca suprafață pentru un proiector de planetariu Zeiss.
Ulterior, arhitectul american R. Buckminster Fuller a dezvoltat ideea și a brevetat structura. De atunci, cupolele geodezice au devenit din ce în ce mai populare și sunt acum o adevărată tendință.
Principalele avantaje ale unei cupole geodezice
Deoarece domul este considerat un tip de geometrie sacră, i se atribuie multe caracteristici mistice.
Se spune că oricine se află în interiorul unei structuri domoale va fi mai bine conectat la univers și la energia cosmică și se va simți ca în pântecul mamei.
Se crede, de asemenea, că o cupolă ajută cele două emisfere cerebrale să se conecteze și să se armonizeze mai bine, creând o stare specială de relaxare pentru creier.
Lăsând la o parte toate aceste beneficii spirituale și energetice, există și altele mult mai tangibile.
- COSTURI INIȚIALE MAI MICI
O formă de dom permite închiderea unei cantități maxime de spațiu într-un spațiu minim, reducând astfel costurile de materiale și energie necesare pentru construcție și climatizare.
- VENTILAȚIE EXCELENTĂ
Deoarece cupola este o suprafață sferică, ventilația este excelentă. Aerul circulă continuu de jos în sus și în centru, reducând astfel proliferarea umidității, a ciupercilor sau a bacteriilor.
- ACUSTICĂ IMPECABILĂ
Acustica din interiorul cupolei este fenomenală, fiind apreciată în special de muzicieni.
- SPAȚIUL INFINIT
O senzație de spațiu infinit, în absența stâlpilor sau a coloanelor.
- O MARE ROBUSTEȚE
Rezistență mare la furtuni, cutremure, zăpadă și la vânturile violente ale uraganelor și chiar ale tornadelor. Acesta este motivul pentru care au fost construite multe cupole în Antarctica.
Dar ce este mai exact o cupolă geodezică? Structura tehnică.
O sferă geodezică este un ansamblu de poligoane în formă de sferă. Un dom geodezic este o parte a unei sfere geodezice. Clădirile sau acoperișurile sunt construite din cupole geodezice care au o dimensiune de 5 până la 100% sferică.
Domurile folosite pentru case sunt, de obicei, o serie de triunghiuri care reprezintă 3 sau 5 optimi dintr-o sferă geodezică.
Domurile geodezice sunt structuri eficiente din multe puncte de vedere.
Triunghiul este o formă foarte stabilă. De exemplu, o forță aplicată la colțul unui dreptunghi îl poate deforma într-un paralelogram, dar aceeași forță nu va deforma un triunghi.
Acest lucru face ca domurile geodezice să fie foarte rezistente, în special împotriva căderilor de zăpadă, cutremurelor, vântului și chiar a tornadelor.
Suprafața unui dom geodezic reprezintă doar 38% din suprafața unei clădiri cubice cu aceeași suprafață. Aceste clădiri au o suprafață mai mică expusă la fluctuațiile de temperatură exterioară, ceea ce le face mai puțin sensibile la căldură și frig decât o structură paralelipipedică.
Domurile geodezice pot fi construite rapid, fără echipamente importante. Folosind componente prefabricate, sunt necesare doar câteva persoane pentru a ridica un dom de 185 m² în 10 ore sau mai puțin.
Un dom geodezic este autoportant, fără a avea nevoie de coloane sau pereți portanți interiori. Această proprietate face ca aceste structuri să fie foarte potrivite pentru biserici, arene sportive și săli de expoziții.
Atracția estetică a tavanului înalt le face, de asemenea, foarte atractive ca locuințe, iar primele etaje, întregi sau parțiale, pot fi suspendate cu ușurință la jumătatea înălțimii, fără niciun alt suport în afară de sistemul de fixare la cupola însăși.
Istoric: inventarea și popularizarea domului geodezic.
Primul dom geodezic: Iena, Germania.
În 1919, în timp ce căuta o modalitate de a construi un planetariu mai mare, inginerul german Walter Bauersfeld a decis să monteze proiectoare mobile în interiorul unei cupole staționare.
Până atunci, cupolele planetariilor se roteau atunci când lumina exterioară pătrundea prin găurile din cochilia domului pentru a simula stelele și planetele. Dar acest lucru a limitat dimensiunea domului și numărul de persoane pe care le putea găzdui.
Conceptul de proiecție interioară al lui Bauersfeld a fost de a lucra într-o cupolă mai mare. Primul model construit a fost mai mult de o jumătate de sferă și avea un diametru de 16 metri.
Bauersfeld a rezolvat problema construirii unei sfere atât de mari, aproximând-o cu un icosaedru (un solid cu 20 de fețe triunghiulare egale) și subdivizând fiecare latură în triunghiuri mai mici.
El a realizat triunghiurile din aproximativ 3.500 de tije de fier subțiri. Pentru a construi o cochilie sferică pe acest cadru, a construit o formă sferică din lemn în interiorul cadrului și a pulverizat pe ea un amestec de pastă.
Coaja a fost proiectată în aceleași proporții în ceea ce privește subțirimea ca o coajă de ou în raport cu diametrul său, un raport care mai târziu va fi considerat deosebit de potrivit pentru cupolele geodezice.
R. Buckminster Fuller – arhitectul american care a inventat oficial cupola geodezică
Treizeci de ani mai târziu, R. Buckminster Fuller, un arhitect, inginer, poet și filozof american, a inventat independent un sistem structural similar.
După cel de-al Doilea Război Mondial, Fuller a dorit să creeze un spațiu de locuit accesibil și eficient, care să poată fi construit rapid cu componente produse în masă.
Deschis la abordări neconvenționale, Fuller a lucrat mai întâi cu forme sferice, deoarece acestea îi permiteau să închidă un anumit spațiu cu o suprafață minimă.
El a început prin a încadra sferele cu o rețea de benzi care se apropiau de cercuri mari (cercuri pe o sferă ale căror centre coincid cu centrul sferei); benzile formau triunghiuri atunci când se intersectau între ele.
El și-a numit produsul „dom geodezic”, cercurile mari fiind cunoscute sub numele de geodezice (de la cuvântul grecesc care înseamnă „a împărți pământul”). În cele din urmă, Fuller a început să formeze sfere din hexagoane și pentagoane (ca fațetele unei mingi de fotbal) și să le împartă în triunghiuri pentru rezistență și ușurință în construcție.
În 1953, Fuller a folosit noul său sistem pentru a acoperi o curte cu diametrul de 28 de metri, înconjurată de clădirea sediului central al companiei Ford.
Clădirea nu a fost proiectată pentru a susține greutatea mare a unui dom tradițional, dar creația lui Fuller a fost cu 95% mai ușoară. El a finalizat proiectarea și construcția în doar trei luni.
Un stâlp temporar ridicat în centrul curții a susținut cupola în timpul construcției, iar structura a fost ridicată și rotită treptat după ce fiecare secțiune nouă a fost finalizată.
Structura a constat din 12.000 de contravântuiri din aluminiu, cântărind în total 1.700 kg, conectate pentru a forma triunghiuri, apoi ridicate la locul lor și nituite la structura în creștere.
După ce cupola a fost finalizată, aceasta a fost coborâtă ușor pe stâlpii instalați pe clădirea existentă. Un panou din fibră de sticlă transparentă a fost apoi instalat în fiecare triunghi pentru a completa cupola. În 1954, Fuller a primit un brevet pentru cupole geodezice.
CUM SE CONSTRUIEȘTE O CUPOLĂ GEODEZICĂ?
Puteți alege să cumpărați un dom geodezic de la un producător care le vinde sau puteți alege să vă construiți singur unul folosind un kit de asamblare. Pentru proiecte mai mici, cum ar fi un iglu de grădină, o colivie pentru păsări, o cupolă pentru copii, puteți utiliza kitul Ekodome. Citiți articolul complet aici.
Kituri geodezice Ekodome – Click aici
Cumpărarea unui dom geodezic
Achiziționarea unei case cu dom, a unei sere cu dom sau a unui dom geodezic pentru grădină, de exemplu, este o opțiune atractivă, deoarece vă permite să specificați exact ceea ce doriți fără a fi nevoie să vă chinuiți, dacă este cazul, să montați structura.
Există mulți producători de cupole geodezice în întreaga lume, inclusiv în SUA, Franța, Belgia, Elveția, Canada.
Prețurile pot varia foarte mult în funcție de dimensiunea domului, de design (tipul de frecvență), de materialele folosite (lemn, oțel, plastic, gips-carton, carton, aluminiu, beton, bambus, hârtie, pvc, pânză, paie, materiale reciclate), de tipul de izolație etc.
Construiți un dom geodezic de unul singur?
A doua opțiune este alegerea naturală pentru cei cărora le place să construiască lucruri mari. Vom analiza ce presupune construirea unui dom geodezic, precum și diferitele elemente care trebuie folosite în acest scop.
Designul
La fel cum elaborarea unui plan reprezintă geneza construcției unei clădiri contemporane, elaborarea proiectului este punctul de plecare pentru construcția unei cupole geodezice.
Pentru cupolele geodezice se pot folosi diferite modele, rezultând o varietate de tipuri de cupole geodezice. Cel mai simplu model este cel al unui icosaedru cu 20 de fețe, în formă de triunghiuri echilaterale.
Aceste triunghiuri pot fi împărțite în triunghiuri mai mici. Alte modele folosesc un număr diferit de triunghiuri echilaterale, triunghiuri isosceles sau ambele.
Un număr mai mare de triunghiuri va avea ca rezultat un dom geodezic mai mare. Programele de calculator sunt adesea folosite pentru a găsi modele de domuri geodezice și mai complexe.
Distanțiere
Distanțierele se referă la seria de tije care formează structura unui dom geodezic. Acestea pot fi fabricate din aliaje metalice sau din lemn.
Lungimea acestora va depinde de tipul de dom geodezic. Există diferite tipuri de cupole geodezice, datorită complexității rețelei de elemente triunghiulare. Pe măsură ce complexitatea crește, clasa domului geodezic va crește și ea.
Cupolele geodezice din clasa cea mai joasă au, în general, montanți de aceeași lungime. Cupolele de clasă superioară necesită montanți de diferite lungimi pentru a asigura o sferă perfectă.
Din fericire, există formule disponibile pe internet care vă vor ajuta să determinați lungimea montanților și razele domurilor geodezice.
Materialele
Puteți alege să acoperiți panourile triunghiulare cu lemn, gips-carton, plastic, beton etc. Diferitele materiale vor duce, de asemenea, la diferite tipuri de cupole geodezice.
Oțelul este cel mai frecvent utilizat la fabricarea butucilor care conectează rețeaua de distanțiere (numiți și conectori sau fitinguri).
Unele cupole geodezice sunt realizate din componente fabricate din materiale reciclabile, ceea ce le face și mai ecologice.
Ansamblul domului geodezic
Înainte de a asambla toate componentele, sunt necesare câteva verificări. În primul rând, distanțierele trebuie să aibă lungimea potrivită.
În al doilea rând, capetele montanților trebuie să fie aplatizate pentru a se asigura că vor fi în același plan atunci când sunt fixate împreună.
În cele din urmă, aceste capete aplatizate trebuie să fie, de asemenea, ușor curbate. Există o formulă pentru a determina curbura exactă necesară. Apoi puteți începe să asamblați domul geodezic de jos în sus.
După ce structura este completă, puteți acoperi elementele triunghiulare cu un material la alegere dintre cele menționate mai sus.
Asamblarea unei cupole geodezice nu este atât de descurajantă pe cât pare la prima vedere. Acesta este unul dintre acele lucruri care este mai ușor de făcut decât de spus.
Utilizarea unui kit de dom geodezic
Cu toate acestea, ceea ce vă poate simplifica enorm sarcina este să cumpărați un kit de dom geodezic. Un kit include de obicei planul de construcție a domului și materialele deja pregătite, împreună cu toate instrucțiunile necesare.
Descoperiți kitul complet de dom geodezic – Ekodome! Faceți clic aici pentru a citi prezentarea completă.
Cum să construiți singur un dom geodezic – un exemplu și un ghid rapid.
Folosiți acest calculator de cupolă disponibil online AICI.
Iată un exemplu de proces pas cu pas pentru construirea unei cupole cu diametrul de 5 metri:
- Selectarea și tăierea lemnului.
- Elaborarea triunghiurilor.
- Fundația și izolarea solului.
- Asamblarea structurii.
- Acoperirea cu foi de material impermeabil.
- Construcția structurii metalice pentru elaborarea ușii.
- Amplasarea podelei și a ferestrelor.
TRANSFORMAREA ICOSAEDRULUI ÎN DOM GEODEZIC
Cupolele geodezice sunt concepute dintr-un poliedru numit icosaedru, compus din 20 de triunghiuri echilaterale. Prin proiectarea marginilor acestor triunghiuri plane pe o suprafață sferică, se creează triunghiuri echilaterale curbe și, astfel, o cupolă sau un dom geodezic.
După cum am menționat mai devreme, construcția unui dom geodezic se bazează pe unirea triunghiurilor, care la rândul lor formează pentagoni și hexagoane.
Astfel, cu cât numărul triunghiurilor (și, prin urmare, al pentagonelor și hexagoanelor) este mai mare, cu atât dimensiunea fiecărei figuri este mai mică, iar domul devine mai sferic. Acest lucru se numește „frecvență”.
Ce frecvență ar trebui să aleg?
Frecvența V4: aceasta este una dintre cele mai utilizate, deoarece este o semisferă perfectă: dacă este așezată pe o suprafață plană, toate laturile bazei sale se sprijină pe ea, ceea ce evită multe probleme în timpul construcției. Unirea a două cupole V4 ar produce o sferă completă.
Frecvența V3: Semisfera creată este imperfectă. Dacă ar fi fost montat pe o suprafață plană, doar capetele laterale ale bazei sale ar fi fost în contact cu solul, ceea ce ar fi făcut construcția mai complexă și mai instabilă.
Frecvența V5: creează, de asemenea, o semisferă perfectă, dar numărul de triunghiuri care trebuie realizate crește considerabil. Prin urmare, această frecvență este interesantă doar pentru cupolele mari. Cu cât este mai mare frecvența, cu atât este mai mare numărul de triunghiuri și cu atât mai robustă va fi structura.
Concluzie
Pentru a rezuma, iată din nou avantajele considerabile ale domurilor geodezice
Forma perfectă
Fuller credea cu tărie că domul geodezic este structura naturală perfectă. De ce? Pur și simplu pentru că înconjoară cea mai mare suprafață posibilă cu cea mai mică cantitate de material.
Rămânând în armonie cu mediul înconjurător, cupola se susține singură, fără coloane sau pereți interni. Spațiul deschis pe care îl creează oferă posibilități infinite de utilizare.
Asamblare rapidă
Priviți o cupolă geodezică și veți vedea că arată ca o sferă tăiată în două sau ca o emisferă. Priviți mai atent și veți descoperi că este alcătuit dintr-o rețea de triunghiuri.
Aceste suporturi triunghiulare rămân într-o stare de tensiune permanentă, ceea ce face ca structura să fie practic indestructibilă. În prezent, un dom de 110 metri pătrați poate fi construit de 4-6 persoane în mai puțin de o zi, iar cele mai mici pot fi asamblate în câteva ore.
Deși în practică nu este niciodată posibil să se obțină o sferă perfectă în arhitectură, este posibil să se ajungă foarte aproape, iar cupolele geodezice sunt fracțiuni aproape ideale ale unor astfel de sfere.
Eficiență
Dacă ar fi să creați două structuri de dimensiuni similare, una dreptunghiulară și una bombată, cea de-a doua ar necesita o suprafață cu 30% mai mică. Ce înseamnă asta mai exact?
Ar fi nevoie de 1/3 mai puțin material pentru a o construi (și ar fi mai robustă decât o structură rectilinie). Aceasta înseamnă, de asemenea, că veți economisi la facturile de încălzire și răcire, deoarece există o suprafață mai mică de încălzit sau răcit!
Robustețe extremă
Domurile geodezice sunt fascinante din mai multe motive, nu în ultimul rând din cauza durabilității lor excepționale. Acestea combină o formă robustă de arc cu triunghiuri, cea mai puternică formă geometrică cunoscută de om.
Rezultatul este o structură extrem de puternică, care poate rezista la sarcini masive. Datorită laturilor lor fixe, triunghiurile care formează structura domului transferă forțele mai uniform prin laturile lor decât alte forme.
Se spune chiar că domurile geodezice au rezistat mai bine la incendii și cutremure decât structurile bazate pe o formă dreptunghiulară.
Luminozitate
Să ne întoarcem pentru un moment la cel mai vechi planetariu din lume (și primul dom geodezic). Construcția lui Bauersfeld pentru fabrica Zeiss trebuia să fie extrem de ușoară – cupola trebuia să fie amplasată pe acoperiș.
De asemenea, trebuia să fie suficient de largă pentru a găzdui un număr mare de vizitatori, suficient de rotunjită pentru a oferi o suprafață bună pentru proiecția cosmică și suficient de puternică pentru a rezista la o tornadă.
Și exact asta a făcut. Masa de aer se acumulează în interior, iar forțele sunt distribuite uniform pe toată suprafața.
Respectul pentru mediu
Având în vedere efectele concrete ale încălzirii globale, guvernele adoptă legi din ce în ce mai stricte pentru a impune o amprentă ecologică cât mai redusă în toate domeniile. Domurile sunt soluția.
Inginerii constructori fac eforturi considerabile pentru a se asigura că designul domurilor nu lasă loc pentru greșeli ecologice.
Astfel, cupolele respectă principiile designului eco-responsabil și se bazează pe noțiunea de protejare a resurselor limitate ale pământului.
Scopul este de a optimiza utilizarea acestora fără a perturba procesele naturale ale planetei. Domurile sunt eficiente din punct de vedere energetic, sunt realizate din materiale reciclabile, iar unele dintre ele nu necesită utilizarea fundațiilor – toate acestea pentru a păstra echilibrul natural.
Acestea conectează armonios arhitectura, ecologia și mediul înconjurător, formând un exemplu perfect de design durabil care aduce beneficii umanității.