Геодезические купола – Геосфера Фуллера (геодезический купол) — эффектное решение в экологическом строительстве для целей туризма, пропаганды и органического земледелия

Геодезический купол Б. Фуллера — machined HOUSE

Геодезический купол (геокупол, геодом) — сферическое архитектурное сооружение, собранное из стержней, образующих геодезическую структуру, благодаря которой сооружение в целом обладает хорошими несущими качествами. Геодезический купол является несущей сетчатой оболочкой.
Форма купола образуется благодаря особому соединению балок: в каждом узле сходятся ребра слегка различной длины, которые в целом образуют многогранник, близкий по форме к сегменту сферы.

Представленная информация взята из журнала «Архитектон: известия вузов» № 18 – Приложение Июль 2007 автором статьи является:
Токарев Евгений Александрович
магистрант УралГАХА Научный руководитель: кандидат архитектуры, доцент кафедры ТИАД Конева Е.В

Известно, что роль купола, широко применявшегося в архитектуре до конца XIX века, в современном мире значительно изменилась. Если раньше в купольных сооружениях воплощались религиозные и государственные идеалы, то теперь в большинстве случаев купол имеет преимущественно функционально-утилитарную роль. Но ряд сооружений, созданных в XX веке, хоть и имеет функциональную значимость, одновременно является воплощением глубокой философской концепции и оригинального научного подхода, применяемого к архитектуре. В первую очередь такими сооружениями являются работы Б. Фуллера. Его произведения и идеи значительно повлияли на архитектуру конца XX века и, скорее всего, их потенциал еще полностью не раскрыт.

Он стал всемирно известным в 1960-х годах благодаря изобретению «геодезических куполов», имеющих уникальное сочетание конструктивных и экономических характеристик. Данная конструкция обладает значительной прочностью, при этом является очень эффективной, экономическая выгода от ее применения возрастает при увеличении размеров.

Концепция, благодаря которой была создана эта конструкция, еще не получила достаточную известность. Идея «геодезических куполов» появилась в результате исследований в области картографии, а именно переноса сферической поверхности земли на плоскость с минимальными искажениями. Широко используемая проекция Меркатора дает существенное искажение соотношений и размеров. В 1942 году Б.Фуллер получил патент на изобретение более верной проекции сферической поверхности на плоскость.

Ричард Бакминстер Фуллер

Идея достаточно проста, сфера представляется в виде многогранника (икосасаэдра), то есть двадцатигранника со сторонами в виде правильных треугольников. Эта фигура и разворачивается на плоскость, давая неискаженные соотношения по всей поверхности. У этой проекции также имеется недостаток – невозможности использовать классическую систему координат.

Икосаэдр – правильный выпуклый многогранник, двадцатигранник^[1], одно из Платоновых тел. Для развёртки сферы, описанной вокруг икосаэдра, каждая его грань делится на равносторонние треугольники, вершины которых проецируются на сферу. Полученные точки образуют геодезический купол. Чем больше частота разбиения граней икосаэдра, тем ближе геодезический купол к сфере.

В 1947 он году начал разрабатывать конструкцию «геодезического купола», представляющего собой полусферу, собранную из тетраэдров. Эта конструкция оказалась очень эффективной при том, что она позволяет перекрывать большие пространства практически без ограничений по площади, но еще ее экономическая целесообразность возрастает пропорционально размеру, также она обладает очень хорошими характеристиками прочности: может выдерживать порывы ураганного ветра до 210 миль/ч.

Первый геодезический купол Бакмистера Фуллера, имевший 18 м в диаметре, был построен в Woods Hole, Масачюсетс, для местного ресторана в 1952 г. Он имел ряд технических недостатков – недолговечность внешнего покрытия (неполная защищенность от осадков), трудность управления внутренними температурами при ярком солнечном свете, плохое шумоподавление. В 1953 был построен еще один купол над центральным атриумом офиса Ford Motor в Дирборне, в предместьях Детройта (Штат Иллинойс) диаметром 83 фута и весом 8,5-тонн. Именно это сооружение привлекло внимание прессы и позволило ему прославиться.

Потенциал этой новой конструкции был замечен, и в 1963 г. Фуллер продолжил его разработку, уже при поддержке правительства США. Одним из первых результатов этого сотрудничества стал «золотой купол», построенный для Американской национальной выставки в Москве 1959 года, проходившей в Сокольниках. Он использовался как выставочный павильон для экспозиции американского искусства.

Фуллер в Сокольниках

Золотой купол в Сокольниках

Следующим и, пожалуй, самым известным сооружением Фуллера является павильон США на Всемирной выставке в Монреале 1967 г., Expo ‘67

Купол этого сооружения имел диаметр 75 метров, конструкция была покрыта прозрачной внешней оболочкой, составленной из крашеных акриловых панелей. В этом сооружении примечательно и то, что это не только купол, но и пространственная композиция из этажей-платформ, как бы парящих в пространстве купола, олицетворяющего Вселенную. За этот оригинальный архитектурный прием в 1968 г. он получил премию от Американского Института Архитекторов. В основу этого сооружения положен тот же икосасаэдр, который использовался в проекте «картографической проекции», но его грани разбиты еще на несколько треугольников для приближения формы к более сферической.

«Геодезические купола» получили большое распространение, они продолжают использоваться и сейчас в крупных общественных сооружениях, например: «Проект Эдем»

Ботанический сад “Проект Эдем” из геодезических сфер

Аэросъёмка ботанического сада “Проект Эдем”

“Проект Эдем” Ботанический Сад

Панорама ботанического сада “Проект Эдем”

Всего построено около трехсот тысяч «геодезических куполов», они широко используются как ангары, склады, эксплуатируются как жилища в местах со сложными погодными условиями (купол на Южном полюсе). Эта конструкция рассматривается как подходящая для организации постоянно обитаемых станций на Луне и Марсе.

В 1985 году был обнаружен углерод в новом молекулярном состоянии, молекулы представляли собой полые сфероидальные структуры в форме правильных многогранников, напоминающих «геодезические купола» – их назвали фуллерены, в честь Б.Фуллера. Благодаря этому открытию появилась возможность создавать электрические, механические, оптические эффекты. В частности, это позволит создать материалы, обладающие уникальным соотношением прочности и веса.

Таким образом, можно говорить, что творчество Б. Фуллера в значительной мере повлияло и продолжает воздействовать на современную архитектуру, и не только в архитектурно-художественном и конструктивном смысле. На современном этапе развития зодчества важную роль в совершенствовании современной архитектуры может сыграть изучение сооружений и научно-методического подхода, использованного Б. Фуллером для проектирования своих сооружений.

machined.house

Как легко сделать геодезический купол Фуллера своими руками

Определяясь с проектом для дачного строительства, прежде всего, оценивается не только комфортность, но и внешний вид будущей постройки. Частный дом принято считать местом для отдыха, поэтому его стоит сделать красивым и комфортным. Если есть желание построить на приусадебном участке уникальную оранжерею, домик или беседку, то стоит попробовать подумать над возведением геодезического купола. С виду это довольно сложная конструкция, но построить ее способен даже не очень опытный строитель, а материальные затраты будут небольшими. В этой статье будет описано, как построить купол своими руками.

Определение геодезического купола

Специалисты считают, что большинство людей не имеют представления о такой конструкции здания, потому что она встречается очень редко. Именно поэтому стоит подробно описать все особенности и технические характеристики геодезического купола. Разработал постройки с несущей сетчатой оболочкой изобретатель Ричард Фуллер. Сначала он взял очень прочную конструкцию в виде сферы и разделил ее на небольшие треугольники, чьи стороны расположены на правильных геодезических линиях. Расчеты Ричарда Фуллера смогли сделать строительство купола простым и доступным любому человеку.

Изобретатель полагал, что подобная уникальная конструкция строения обязана была решить проблему быстрой постройки дешевого и комфортного дома. Эту разработку не оценили специалисты, и она не применяется в массовом строительстве. Однако для постройки уникального кафе или красивого летнего домика геодезический купол Фуллера является оптимальным вариантом.

Разработка Ричарда Фуллера является довольно устойчивой конструкцией. Геодезический купол равномерно распределяет всю массу, может выдержать огромные нагрузки и уменьшает финансовые вложения при строительстве фундамента. Уникальная сферическая форма способна противостоять самым мощным порывам ветра. Экономия при строительстве таких домов обусловлена сокращением общей площади боковой поверхности. В самом куполе круглые стены помогают качественной циркуляции воздуха, создавая комфортный микроклимат.

Главным недостатком можно считать очень сложные, по сравнению с простыми домами, математические расчеты. Так как конструкция состоит из огромного числа деталей, то необходимо утеплить довольно много стыков. Других существенных недостатков у геодезического купола нет.

Измерения и расчеты

При наличии желания построить геокупол своими руками сначала необходимо провести все математические расчеты. Главная задача расчета геодезического купола состоит в том, чтобы имея определенный радиус, получить такие данные:

общую площадь и высоту строения;
площадь поверхности геодезического купола;
длину и число ребер;
величину углов между ребрами строения;
нужный тип и общее число специальных коннекторов.

Необходимо заострить внимание на таком узле для постройки геокупола, как специальный коннектор. Эта деталь представляет собой узел, соединяющий между собой все стропильные части. Так как коннектор является главным элементом для закрепления всей конструкции, то он изготавливается из прочного материала высокого качества.

В зависимости от конструкции геодезического купола и места расположения в нем, соединительный коннектор должен иметь разное количество лепестков. Все крепления для постройки купольного дома можно приобрести или изготовить своими руками. Хорошим примером может быть коннектор из обычной перфорированной ленты. Подобный коннектор обладает очень ценным качеством, потому что на нем довольно просто регулируется угол наклона. Геодезические купола с маленьким диаметром можно построить безконнекторным методом. Однако при строительстве большого дома применять для крепежа ребер коннектор из металла необходимо.

Для того чтобы произвести расчеты, нужно знать габариты строения. Необходимо запомнить, что общая площадь изготовленного геодезического купола будет немного меньше площади окружности, потому что в основании располагается многогранник, который вписан в круг. Высоту постройки можно определить по общей длине диаметра. Стоит заметить, что чем больше высота купола, тем конструкция будет больше похожа на сферу.

Чтобы рассчитать нужные детали будущей конструкции, стоит применить специальный онлайн-калькулятор. Нужно ввести данные о высоте и радиусе постройки, а калькулятор сделает расчеты геокупола и предоставит длину и число ребер, вид и количество соединительных коннекторов.

Строительство своими руками

Самыми подходящими для купольного строительства конструкциями можно считать небольшие теплицы, уютные беседки или дачные домики. Сначала необходимо выбрать место для постройки. Если это будет теплица, то нужно найти хорошо освещенный участок. Для домика или беседки подойдет немного затененная площадка. Участок под любое из этих строений выравнивается, а потом убирается на нем весь мусор и корни деревьев.

Теплица

Построить купольную теплицу легче всего. Чтобы ее собрать, не нужен фундамент, а материалом для основания могут быть обычные доски, бруски или металлические трубы. На предварительно подготовленной поверхности необходимо начать сборку основания теплицы-купола. В первую очередь собираются треугольники и скрепляются между собой. Для того чтобы не перепутать грани, их необходимо подписывать и сверяться с чертежом. Если теплица маленьких размеров, то при сборке соединительный коннектор стоит заменить простой монтажной лентой и крепежными материалами.

Изготовленный геодезический купол стоит накрыть простой пленкой. Намного лучше будет выглядеть купольная теплица, которая покрыта листами поликарбоната. Вырезанные из поликарбоната треугольники необходимо закрепить на каркасе, а все стыки закрыть декоративными рейками. С улицы геокупол можно украсить при помощи декоративного камня, посадить цветы и установить небольшой забор. Подобная купольная теплица будет уникальным украшением любого загородного дома.

Беседка

В виде геодезического купола можно построить беседку. Для этого необходимо придерживаться таких рекомендаций:

наилучшим материалом для строительства такой беседки является профильная труба;
концы подготовленных труб нужно сплющить или согнуть под углом в 12 градусов;
на всех концах трубок стоит сделать отверстия;
чтобы собрать детали конструкции, коннектор не нужен, необходимо просто соединить трубки при помощи болтов.

После изготовления конструкции купольной беседки следует не менее важный этап работ. Он заключается в накрытии круглой беседки с куполом. Материал для этого можно использовать самый разный. Если конструкция геодезического купола полностью не накрывается, и оставляется пара секций беседки открытыми, то их можно декорировать красивой тканью. В подобной комфортной беседке можно с удовольствием проводить свободное время с близкими и друзьями.

Дом

Купол способен стать основой уникального дома на дачном участке. Главным отличием от беседки и теплицы является необходимость строительства фундамента. Для того чтобы построить купольный дом, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

нужен хорошо теплоизолированный фундамент;
к основанию фундамента крепятся специальные угловые стойки, которые укрепляются при помощи горизонтальных распорок;
собирается конструкция купольного дома;
снаружи дом необходимо обшить листами из фанеры.

Установив дверные и оконные рамы, стоит начать отделку геодезического дома изнутри. Во все проемы закладывается хороший утеплитель, который зашивается листами фанеры. Для того чтобы соорудить купольный дом, необходимо не более трех месяцев работы. Форма геодезического купола поможет сэкономить на количестве материалов.

При проживании в таком доме можно оценить основные преимущества этой конструкции:

небольшая площадь потолка и стен сокращает потери тепла;
округлые стены помогают воздуху хорошо циркулировать, создавая при этом комфортный микроклимат.

Купольное здание является оптимальным вариантом функционального, дешевого и уникального строения на территории дачного участка.

landshaftnik.com

Геосфера Фуллера (геодезический купол) — эффектное решение в экологическом строительстве для целей туризма, пропаганды и органического земледелия

Геокупол для занятий йогой и медитациями в эко кемпе Новоульяновка, Юго-западный Крым

Американский архитектор Фуллер получил патент на геосферу (геодезический купол) из стандартных сегментов с тремя, четырьмя, пятью или шестью углами, образующими прочный купол, ещё в 1951 году. А сам принцип таких построек идёт с глубокой древности. 1920-е годы в советской России с мощной творческой активностью также оставили архитектурные эксперименты с куполами.

Но как и все американские изобретения геосфера Фуллера создала технологию и промышленную индустрию.
Футуристический вид геодезического купола.

Геодезические купола применяются при строительстве оранжерей, ангаров и сводов зданий. Подобные конструкции представляют собой архитектурные сооружения в виде объемного многогранника, вписанного в сферу, полусферу или другую часть сферы.

История геодезических куполов

Основным конструктивным элементом подобных сооружений является треугольник, поэтому конструкция приобретает большую устойчивость к сверхсильным нагрузкам (например, к давлению снега). Сфера в сравнении с другими геометрическими фигурами при одинаковой площади поверхности имеет наибольший объем, в связи с чем при строительстве таких сооружений значительно экономятся материалы.

Впервые изучением купольных конструкций вплотную занялся американский инженер, архитектор, дизайнер и изобретатель Ричард Бакмнистер Фуллер в 1940-х годах. Он получил ряд патентов на свои изобретения, в том числе и на строительство геодезических куполов. Впоследствии исследования Фуллера принесли ему международное признание, хотя до сих пор его изобретения подвергаются критике и не получили широкого распространения. К сожалению, они до сих пор мало используются в строительстве домов, хотя основной идеей Фуллера в послевоенные годы было обеспечение человечества доступным и быстровозводимым жильем.Между тем, многие купола успели стать знаменитыми: в 1959 году для Американской национальной выставки в Москве был построен «золотой купол», в 1967 году — павильон США на Всемирной выставке в Монреале.

Купольные конструкции

Благодаря своему внешнему виду купольные конструкции нашли отражение в фантастических произведениях и фильмах. Например, у любителей фантастики с ними прочно ассоциируются поселения первопроходцев на других планетах.

Купольные конструкции — это действительно технологии будущего, но хочется верить, что для ближайшего. Деятельность Бакминстера Фуллера была связана также с разработкой возобновляемых источников энергии для «природных» поселений людей. Он был всецело поглощен вопросом выживания человечества на нашем общем космическом корабле под названием планета Земля.

Многие компании пробуют свои силы в создании купольных конструкций. Из них наиболее известны Natural Spaces Domes и PacificDomes. Свою деятельность эти компании начали в 70-е годы прошлого столетия.

Компания Natural Spaces Domes внедрила специальные шаблоны для внешних панелей, позволяющие существенно экономить на материалах. Также её специалисты разработали уникальную систему коннекторов, позволяющую выполнять сборку-разборку конструкций в очень сжатые сроки. Специалисты проектного и дизайнерскогор бюро Pacificdomes создали ряд сферических экранов, выставочных комплексов как в тропиках так и в Антарктике.

В России пока сложно выделить какого-то признанного лидера по возведению геодезических куполов. В основном это небольшие компании, предлагающие купольные конструкции как дополнение к другим проектам. Стоит отдельно выделить интернет-сообщества (например, domesworld.ru), объединяющие конструкторов, изобретателей, инженеров, а также просто людей, которые интересуются технологиями возведения геодезических куполов.

Как уже отмечалось, преимущество подобных конструкций в большем объеме внутреннего пространства, а также в повышенной прочности. При этом для их сборки могут использоваться самые простые и легкие материалы. С увеличением объема конструкции ее прочность также увеличивается благодаря равномерному распределению нагрузки по всей поверхности. Это позволяет возводить купола огромного размера. Например, купол до 50 метров собирается в течении нескольких дней небольшой командой людей, причем без использования специальной техники.

Основной проблемой на данный момент является отсутствие материалов специально для геодезических куполов. Все производства ориентированы на четырехугольные конструкции, отсюда дополнительные сложности в обработке материалов, а также большом количестве отходов.

Геодезические купола

Другая проблема — консервативность потребителей. Подавляющему большинству людей пока сложно решиться на строительство дома сферической формы.

визуализация (макет) проекта комлексной застройки и благоустройства с применением купольных конструкций

Пионерам гео-движения в России эта ситуация известна. Они решили начать с того, чтобы предложить клиентам поставить на своем участке купольные теплицу, беседку или домик (возможно, даже самостоятельно собрав их). Чем доступней будет эта возможность, тем проще будет людям решиться попробовать что-то новое, тем меньше будет влияние консервативных взглядов.

Только при обоюдном сотрудничестве между компаниями и заказчиками удастся внедрить всё то, о чём мечтал когда-то Бакминстер Фуллер.

Информация предоставлена компанией «Геосота» — комплекты креплений для сборки геодезических конструкций.

Испытать личные ощущения от геокупола можно в Крыму. Эко кемп в селе Новоульяновка Бахчисарайского района.

ongreenway.org

Геодезический купол, история и применение | Dvamolotka.ru

Геодезические купола применяются при строительстве оранжерей, ангаров и сводов зданий. Подобные конструкции представляют собой архитектурные сооружения в виде объемного многогранника, вписанного в сферу, полусферу или другую часть сферы.

История геодезических куполов

Впервые изучением купольных конструкций вплотную занялся американский инженер, архитектор, дизайнер и изобретатель Ричард Бакмнистер Фуллер в 40-х годах прошлого столетия .Он получил ряд патентов на свои изобретения, в том числе и на строительство геодезических куполов. Впоследствии исследования Фуллера принесли ему международное признание, хотя до сих пор его изобретения подвергаются критике и не получили широкого распространения. К сожалению, они до сих пор мало используются в строительстве домов, хотя основной идеей Фуллера в послевоенные годы было обеспечение человечества доступным и быстровозводимым жильем.

Между тем, многие купола успели стать знаменитыми: в 1959 году для Американской национальной выставки в Москве был построен «золотой купол», в 1967 году — павильон США на Всемирной выставке в Монреале.

Современность. Применение геодезических куполов

В России пока сложно выделить какого-то признанного лидера по возведению геодезических куполов. В основном это небольшие компании, предлагающие купольные конструкции как дополнение к другим проектам. Стоит отдельно выделить интернет-сообщества (например, domesworld), объединяющие конструкторов, изобретателей, инженеров, а также просто людей, которые интересуются технологиями возведения геодезических куполов.

Пионерам гео-движения в России эта ситуация известна. Они решили начать с того, чтобы предложить клиентам поставить на своем участке купольные теплицу, беседку или домик (возможно, даже саморстоятельно собрав их). Чем доступней будет эта возможность, тем проще будет людям решиться попробовать что-то новое, тем меньше будет влияние консервативных взглядов.

Информация предоставлена компанией «Геосота» — комплекты креплений для сборки геодезических конструкций.

dvamolotka.ru

Геокупол — Геосота (универсальный геодезический купол)

Использование подходов фрактальной геометрии позволяет выявить сходство ряда живых и неживых объектов — как природных, так и созданных человеком. Один из примеров такого параллелизма формообразования дает сопоставление конструкций геодезических куполов с организацией молекул фуллеренов, макромолекулярных комплексов клеток многоклеточных животных и скелетных структур радиолярий (рис. 1).

Строительные конструкции геодезических куполов были запатентованы в 1954 г. Ричардом Бакминстером Фуллером (1895–1983), американским изобретателем, архитектором и философом; немногим ранее, в СССР такими разработками занимался Михаил Сергеевич Туполев.

Геодезические купола образованы сетью треугольников, которые формируют поверхность, близкую к сферической (рис. 1а). Повторные подразделения на треугольники, характерные для геодезических куполов, образуют фрактальный алгоритм.

Конструкции с таким триангуляционным разбиением оказались не только перспективными в архитектуре, но и очень сходными с природными формами. В 90-е годы прошлого века было получено новое вещество — фуллерит, состоящее из молекул углерода, фуллеренов (этимология названий фуллеренов и фуллерита весьма прозрачно связана с именем Фуллера). Фуллерит — аллотропная модификация углерода, третья кристаллическая форма углерода (две ранее известные формы — графит и алмаз). Молекулы фуллеренов представляют собой замкнутую поверхность в форме сферы или сфероида, на которой располагаются атомы углерода (рис. 1б).

Конструкции геодезических куполов подобны и некоторым биологическим структурам, например макромолекулярным комплексам клатрина (рис. 1в), сети пучков актиновых филаментов клеток многоклеточных животных (рис. 1г) и скелетам некоторых радиолярий, одноклеточных организмов [радиолярий] (рис. 1д).

Источник: Вестник ДВО РАН 06-5 «Фрактальность природных и архитектурных форм»

Прочность

Чем больше геокупол, тем, легче и прочнее его конструкция (пропорционально к изменению его размера), т.к. сеть геодезических линий предлагает геометрию самой прочной и экономичной структурной системы, а геодезическая решетка распространяет напряжение и натяжение в самой экономичной манере из всех возможных.

Равномерность распределения нагрузки по оболочке купола позволяет изъять до 50% треугольников, а ненесущие проемы использовать для обрамления дверей, окон, веранд, балконов, зимних садов.

Геометрия

Основной фактор, влияющий на рациональное использование материалов и энергоэффективность конструкции — это форма.

Сфера имеет наименьшее отношение площади наружных стен к внутреннему объёму здания среди всех фигур одинаковой емкости. Чем меньше общая площадь стен и крыши, тем выше КПД энергозатрат на контроль климата в помещении.

Купольные дома наиболее привлекательные и экономичные, в совокупности с современными материалами и правильным проектированием расходы на отопление (и охлаждение) в них меньше на 70-90%. Это геометрия на службе купола.

Технологии

Поверхность шара примерно на четверть меньше, чем поверхность куба такого же объема, а значит и материалов для строительства купола потребуется на четверть меньше. Помимо этого, у купола, на 60-70% меньше деталей в самом каркасе конструкции, что позволяет сэкономить дополнительно 5-10% энергии на отсутствии «мостиков холода» из-за однородности материала защитных ограждений и еще сэкономить 40% времени на сборке. Это технологии на службе купола.

Физика

Положительное соотношение площади к объему дает изумительную термальную характеристику куполам. Площадь поверхности подверженной влиянию окружающей среды имеет намного больше влияния на энергетическую эффективность дома, чем качество замазки в швах, и толщина его стен, а теплопотери фундамента зависят не от площади пола, а от длины периметра. Это законы физики на службе купола.

Аэро и термодинамика

Теплопотери здания находятся в прямой пропорции к его аэродинамическому сопротивлению. Ветер плавно скользит поверх и вокруг купола, создавая недостаточные завихрения и воронки, чтобы нарушить пограничный слой воздуха, который крепится к поверхности любого объекта интермолекулярной микрогравитацией. Благодаря аэродинамическому эффекту конструкции ветер огибает купол с меньшим сопротивлением.

Искривленная поверхность внутри купола способствует натуральной циркуляции воздуха и эффективному воздухообмену в помещениях. Натуральные «кольцеобразные» течения воздуха, предотвращают расслоение, и температура воздуха остается одинаковой по всему объему купола, от пола до апекса. Аэродинамический эффект конструкции экономит немалые средства на отоплении и кондиционировании.

У прямоугольного же здания очень высокая парусность. Ветер ударяется прямо в вертикальную стену, срывает теплоизолирующую прослойку воздуха, создает область высокого давления. А подветренная сторона здания в это время находится под влиянием турбулентных потоков и частичного вакуума.

Завихрения охлаждают здание, а вакуум высасывает из помещения нагретый воздух не только через щели вокруг дверей и окон, но и любые мельчайшие несовершенства конструкции на этой стороне здания. Теплый воздух, высосанный из помещения, замещается холодным, с подветренной стороны, через подобные щели, микротрещины и микропоры. Даже в современных домах совокупная площадь таких щелей и пор составляет эквивалент открытого окна. Расширяясь в помещении плотный, холодный воздух, дополнительно охлаждается за счет эффекта Берноули и превращается в сквозняк, влекомый всасыванием. Конструкция купола лишена таких сквозняков.

Положительное соотношение площади к объему — не единственная причина удивительных термальных характеристик куполов; меньший процент огороженного воздуха соприкасается с оболочкой, где происходят потери тепловой энергии, или нежелательный нагрев. Удвоение размеров купола приводит к удвоению его термоэффективности. Это законы аэро и термодинамики на службе купола.

Источник формулировок: раздел «Купольный дом» сайта apxu.ru

geosota.ru

Геодезический купол Фуллера | Идеальная форма для строительства

Строительство зданий в форме полусферы впервые запатентовал Ричард Фуллер. Одно из важных его достижений – разработка векторной разбивки пространства. Конструкция биосферы Фуллера интересна потому, что таким образом можно добиться большого объема внутреннего пространства при малом весе постройки. О том, что такое сфера Фуллера и какими преимуществами она обладает, пойдет речь далее.

Что такое геокупол Фуллера

Биосфера Фуллера — это архитектурная конструкция, состоящая из ребер и фланцев, образующих форму купола благодаря особому способу соединения. По сути геодезический купол представляет собой несущую сетчатую оболочку. Огромным плюсом такой конструкции является ее высокая прочность при отсутствии несущих стен.

В настоящее время купольные здания применяют во многих сферах. Благодаря своей универсальности геодезические купола можно установить в качестве временного здания для проведения мероприятия, теплицы и даже в качестве жилых домов.

Преимущества геокупольных зданий

1. Одним из главных преимуществ сферического дома является его форма. У таких зданий наилучшее соотношение площади внешних стен к объему внутреннего пространства. Засчёт меньшей площади увеличивается коэффициент полезного действия затрат энергии на отопление и кондиционирование помещения.

2. Сферический дом обладает отличной устойчивостью. Сетчатый каркас позволяет равномерное распределение веса внешних стен, распространение напряжения и натяжения оболочки. Можно изменять количество входов в здание, а также окон, и это никоим образом не повлияет на прочность сферического здания.

3. Мобильность. Конструкция модульная, не требует тяжелой строительной техники для монтажа (до 50 метров в диаметре), поэтому транспортировку составляющих можно осуществить в багажнике автомобиля, что очень удобно, когда к мероприятию, проходящему в куполе, нужно подготовиться в сжатые сроки.

4. Быстрое возведение. Строительство требует значительно меньше стройматериалов и затрат времени, нежели обычное прямоугольное здание. Купол имеет на 50-70% меньше деталей в каркасе здания. Поэтому сферические дома по праву можно считать самыми экономичными, при этом они не теряют качества.

5. Площадь внешних стен и купольная форма влияют на микроклимат внутри помещения сильнее, чем качество замазки швов и толщина внешних стен. Сфера обладает отличными физическими свойствами. Даже сильные порывы ветра плавно огибают стены купола, поэтому находящимся внутри людям будет безопасно, тепло и уютно в любое время года. Натуральная циркуляция воздуха внутри сферы происходит таким образом, что теплопотери практически отсутствуют.

6. Если геокупол Фуллера планируется возводить как жилой дом, есть возможность сделать его экологически чистым, используя натуральные материалы, что положительно повлияет на здоровье его владельцев.

7. Огромная вариативность применения купольного строительства в разных сферах деятельности, множество вариантов внутреннего оформления помещений.

Наша компания предоставляет услуги продажи и аренды геокуполов Фуллера. В зависимости от ваших потребностей мы готовы реализовать любую идею по возведению геокупольной конструкции, будь то временное сооружение для проведения мероприятия или строительство жилого сферического дома. Мы возводим геокупола Фуллера только из самых лучших и качественных материалов. Для приобретения геокупола Фуллера либо его аренды свяжитесь с нашим менеджером, и бригада наших специалистов начнет монтаж биосферы сразу после оформления заказа.

Перейти в каталог

fullerdome.com

История геодезических купольных зданий | Архитектурный журнал ADCity

Геодезический купол покрывает максимально возможное пространство, с использованием наименьшего количества строительных материалов. И чем больше купол, тем, — пропорционально к изменению его размера, — легче и прочнее его конструкция.

Геодезическую конструкцию здания изобрел и запатентовал в 1951 году американский изобретатель Ричард Бакминстер Фуллер. Это одно из практических применений фуллеровской геометрии, основанной на векторном разбиении пространства. Основная единица такого деления – тетраэдр, грани которого располагаются на геодезических линиях (кратчайшие линии, соединяющие две точки на криволинейной поверхности). Такое разбитие позволяет добиться оптимального заполнения пространства и наиболее полного использования структурной прочности материалов.

На практике геодезический купол состоит из отрезков деревянного бруса (металлических стержней, пластмассовых трубок), имеющих точно рассчитанную длину и соединенных друг с другом под определенными углами.

Неофициальная история утверждает, что еще в 1951 году Фуллер построил первый большой купол в Кабуле – в качестве павильона США на Международной торговой выставке. Это было сооружение из алюминиевых труб диаметром 30 метров и площадью основания 8 тыс. квадратных футов. В Афганистане купол был собран несколькими неквалифицированными рабочими, не знавшими английского языка, но сумевшими соединить вместе помеченные цветным кодом элементы конструкции. Геодезический купол вызвал у посетителей выставки гораздо больший интерес, чем размещенные в нем экспонаты.

В 1954 году Генри Форд заказал постройку геодезического купола для штаб-квартиры Ford Motors. В 1958 году был возведен геодезический купол для тропического ботанического сад в Сент-Луисе. В 1959 году геодезический купол накрыл выставочный павильон США в Москве. В 1967 еще более грандиозный геодезический купол был построен на выставке «Экспо-67» в Монреале.

Сегодня геодезические купола используются повсеместно – как частные дома, выставочные павильоны, крыши для стадионов, теннисных кортов, бассейнов… за ними прячут сложные элементы радиолокационных станций, спасают от антарктического холода полярные экспедиции. Геодезический купол – непременный элемент проектов освоения Луны и Марса, основа для постройки в космосе гигантских космических станций.

На фото: процесс сооружения геодезического купольного склада извести на цементном заводе в Канаде. Сооружение имеет высоту 46 метров и диаметр 111 метров.

#история #проекты #бвз