Cum Funcționează Casele Geodezice

{h1}

Domurile geodezice sunt un dispozitiv uimitor de inginerie și arhitectură. Aflați mai multe despre aceste minunății moderne în modul în care funcționează casele geodezice.

Puteți găsi produse ecologice, durabile și fabricate și cultivate local pe rafturi în aproape fiecare magazin în aceste zile. Așadar, poate că nu este o surpriză faptul că unii oameni doresc să facă clădirile în sine mai în ton cu mediul. Sau pur și simplu ar putea fi faptul că oamenilor le place foarte mult ideea de a trăi în interiorul unor mingi de fotbal uriașe, așa cum arată cupele geodezice. Pe scurt, cupole geodezice sunt structuri care arată ca jumătăți de sferă alcătuite din multe suporturi triunghiulare.

Domurile geodezice (și casele bazate pe aceste proiecte) sunt extrem de eficiente și ieftine. Aceste trăsături, atunci când sunt luate în considerare în contextul problemelor economice și de mediu de astăzi, înseamnă că cupele se bucură de tipul de popularitate care nu se vede încă de la începutul anilor 1960 și începutul anilor '70. Multe comunități din întreaga lume se lăudă cu cupole geodezice, fie ca case sau ca structuri comerciale, și nu le puteți rata - sunt atât de futuriste, încât fac să pară că o mamă extraterestră a debarcat și a început o preluare planetară.

Și dacă fanii designului geodezic își au drumul, exact asta vor face în cele din urmă aceste cupole. Pe măsură ce impulsul pentru o viață durabilă continuă și burgionii noștri din populație, cupolele pot oferi modalități accesibile și inteligente de a adăposti oamenii. Sau, pur și simplu, ar putea provoca o mulțime de complicații. După cum veți vedea în curând, există o mulțime de argumente despre cât de utile sunt aceste domuri (sau nu).

Există însă câteva puncte de neînceput cu privire la cupolele geodezice. Primul este că sunt atrăgătoare. Poate pentru că aceste forme sunt atât de rare în arhitectură, este greu să nu-ți lași ochii atrași de aceste cupole.

Un alt fapt concret legat de cupole este faptul că provin din proiectări geodezice, care se bazează pe o poliedru. Un poliedru este un solid tridimensional format din mai multe fețe plane. Atât piramidele cât și prismele sunt exemple de poliedri.

Unul dintre cei mai obișnuiți poliedri utilizați pentru proiectarea cupolei geodezice este numit an icosahedron, care este o formă solidă compusă din 20 de fețe plane. Fiecare față este identică echilateral (toate laturile sunt egale) triunghi. Rotiți marginile acelor triunghiuri încet spre un centru imaginar și în cele din urmă veți termina cu o versiune brută a unei sfere, numită un sfera geodezică. Tăiați acea sferă în jumătate și aveți o aproximare a unei cupole geodezice.

Și iată o geometrie puțin mai de bază. Probabil știi deja că a linia este cea mai scurtă distanță între două puncte. Cuvantul geodezic se referă la cea mai scurtă distanță între două puncte pe o suprafață curbă și provine de la un cuvânt latin care înseamnă „împărțirea pământului”.

Ne vom opri de acum cu limbajul ezoteric. În pagina următoare, veți afla mai multe despre istoria cupolelor geodezice - și modul în care unii oameni au crezut că ar putea însemna mântuirea locuințelor pentru omenire.

Originea și utilizările domeniilor geodezice

În 1926, prima cupolă geodezică din lume s-a deschis în Jena, Germania, ca planetariu finanțat de legendarul producător de optică Zeiss. Are un diametru exterior de 25 de metri și este cel mai vechi planetariu de pe Pământ.

Construcția planetariului a fost creierul inginerului Zeiss Walter Bauersfeld, care și-a dat seama că clădirea trebuia să fie extrem de ușoară - întrucât trebuia să fie amplasată pe acoperișul unei fabrici Zeiss - totuși suficient de mare pentru a găzdui un public numeros, suficient de puternic. pentru a rezista furtunilor și suficient de rotunjite pentru a prezenta o suprafață de proiecție drăguță pentru stelele și planetele planetariului.

În acest scop, Bauersfeld a decis un design geodezic. În ceea ce privește spațiul lor interior, cupolele geodezice înglobează cel mai mare volum de spațiu folosind cea mai mică cantitate de material de construcție. La rândul său, deoarece necesită atât de puțin în ceea ce privește materialul, sunt de asemenea extrem de ușoare. În cele din urmă, dimensiunile geometrice ale cupolelor le conferă și o mare rezistență.

Romanul Jena building a stârnit interesul mondial pentru construcția planetariului, iar cupolele au devenit mai frecvente. Dar, în Statele Unite ale Americii din anii 1950, doar un tip supranumit Bucky ar fi putut populariza ceva la fel de futurist precum cupolele geodezice.

„Bucky” a fost Buckminster Fuller, un inginer american care a ajutat la răspândirea și comercializarea construcțiilor poliedrice în toată țara. Fuller a fost cel care a lipit aceste clădiri cu termenul „geodezic” și a primit un brevet american pentru cupola sa în 1954, chiar dacă Bauersfeld și-a dezvăluit desenele cu zeci de ani mai devreme.

Fuller și-a luat inspirația din designul cupolei din natură. El s-a minunat de uniformitatea structurală a unor lucruri precum fulgii de zăpadă, păstăi de semințe, flori și cristale și a hotărât că oamenii ar trebui să imite acele aranjamente simple, puternice și vizibil sferice [sursa: Futuristul]. Astfel, el a început să lucreze cu seriozitate la cupolele geodezice, pe care le-a văzut ca o modalitate economică și eficientă de a face față lipsei de locuințe post-al doilea război mondial.

El a început construcția pe prima sa cupolă în 1948. Acea cupolă a eșuat imediat din cauza slabelor și subțirele șipci venețiene-orbe pe care le-a folosit. Modelele ulterioare (și mult mai de succes) au prezentat materiale puternice și ușoare, cum ar fi tubul de aeronave din aluminiu.

Au lucrat parțial datorită unui principiu structural pe care Fuller l-a inventat - tensegritatea. tensegrităţii este un cuvânt format din alți doi - tensional și integritate - și se referă la relația și echilibrul dintre tensiune (etanșeitate sau etanșeitate) și comprimare (o forță scurtează sau strânge ceva) într-o structură. Deși aceste structuri aveau relativ puțin masă, forma lor le-a permis rigiditatea substanțială care a susținut o greutate mare.

Cantitatea redusă de materiale necesare pentru cupole geodezice, potrivită cu durabilitatea și aspectul lor bun, înseamnă că și-au găsit drum în locuri din întreaga lume. În Antarctica au stat zeci de ani și au rezistat vânturilor de aproximativ 200 de mile pe oră (322 de kilometri pe oră). Domeniile au rezistat și la uragane, cutremure și incendii mai bune decât structurile bazate pe dreptunghi.

Au fost folosite pentru sisteme radar militare, biserici, săli și, de asemenea, pentru tot felul de evenimente speciale în care sunt necesare adăposturi temporare, necostisitoare și puternice. În pagina următoare veți vedea de ce construcția specială a acestor cupole le face atât de utile.

Geometrie geodezică

Ferestrele triunghiulare ale acestei case servesc ca o amintire a formei geometrice care ajută la crearea acestei structuri a cupolei atât de puternice.

Ferestrele triunghiulare ale acestei case servesc ca o amintire a formei geometrice care ajută la crearea acestei structuri a cupolei atât de puternice.

Oamenii construiesc cupole de secole. Popoarele antice precum romanii și-au aplicat abilitățile de zidărie - și cunoștințele lor despre arc - pentru a crea cupole masive. Dar acele cupole necesare ziduri de sprijin la fel de mari împiedică întreaga structură să se prăbușească la sol. Pe scurt, cupole vechi imense erau grele și obligate să eșueze la un moment dat.

Domurile geodezice sunt diferite. Nu numai că încorporează rezistența unei forme de arc puternice, dar sunt alcătuite și din mai multe triunghiuri. Împerechează cupole cu triunghiuri și ai o structură extrem de durabilă. Triunghiurile sunt forma cea mai puternică, deoarece au unghiuri fixe.

O mare parte din această durabilitate rezultă din caracteristicile triunghiurilor, care sunt supereroii formelor. Triunghiurile sunt cea mai puternică formă, deoarece au unghiuri fixe și nu distorsionează foarte ușor.

Michael Busnick, proprietarul american Ingenuity, care vinde case cu cupole, spune că triunghiurile sunt esențiale pentru a face puternice cupole. „(Domeniile) sunt structuri tridimensionale care utilizează sfere de aproximare a triunghiurilor stabile pentru a crea mai multe căi de încărcare de la un punct de încărcare la un punct de sprijin. Triunghiul este singurul aranjament al elementelor structurale care este stabil în sine, fără a necesita conexiuni suplimentare la punctele de intersecție pentru a preveni deformarea geometriei. "

Cu alte cuvinte, aplicați presiune pe o margine a unui triunghi și această forță este distribuită uniform pe celelalte două părți, care apoi transmit presiune triunghiurilor adiacente. Acea distribuție în cascadă a presiunii este modul în care cupolele geodezice distribuie eficient stresul pe întreaga structură, la fel ca învelișul unui ou.

Modelul acestor triunghiuri este esențial pentru structura cupolelor geodezice. Pentru a înțelege de ce, luați în considerare mai întâi un pătrat de bază cu patru fețe. Dacă așezați multe pătrate perpendiculare (în unghi drept) unul față de celălalt, acestea se pot așeza perfect într-un plan plat.

Nu același lucru este valabil pentru pentagoni sau hexagoane. Încercați să așezați aceste forme în același mod ca pătratul și nu va funcționa. Dar înclinați aceste forme către interior într-o formă de bilă sau sferă și laturile se potrivesc frumos ca mozaicare, care sunt pur și simplu modele care pot fi repetate pentru a crea o altă formă fără a se suprapune sau spații între forme. Și la fel se întâmplă ca pentagonii și hexagonii să poată fi împărțiți perfect în triunghiuri, fundația cupolelor geodezice, deci sunt, de asemenea, extrem de puternice.

Diferite țesături au ca rezultat diferite proiectări pentru clădirile din cupolă. În pagina următoare, veți citi mai multe despre modul în care design-urile facilitează - sau mult mai greu - asamblarea cupolelor.

Reducerea construcției cupolei geodezice

Casele din cupole pot avea designuri neradiționale, dar pot încorpora în continuare materiale tradiționale de construcție, cum ar fi grinzile de lemn și betonul.

Casele din cupole pot avea designuri neradiționale, dar pot încorpora în continuare materiale tradiționale de construcție, cum ar fi grinzile de lemn și betonul.

Nu toate cupolele geodezice sunt deopotrivă. Cea mai de bază și obișnuită cupolă se bazează pe icosaedrul menționat mai sus, cu cele 20 de fețe formate din triunghiuri echilaterale. Puteți face cupole tot mai mari împărțind fața fiecărui triunghi în triunghiuri mai mici și mai mici.

Pe măsură ce vizualizați o cupolă geodezică, puteți observa că lungimile suportului lonjeroane (tijele sau barele individuale) care alcătuiesc cadrul cupolei, de obicei, nu sunt identice. În cel mai de bază tip de proiectare a cupolei, există multe lungimi diferite de bonturi necesare pentru a completa o sferă neîntreruptă.

O cupolă cu o frecvență folosește bare de o lungime similară. De asemenea, o cupolă cu două frecvențe folosește două lungimi distincte de strung. Inferior frecvență cupole (cele cu mai puține părți) sunt mai ușor de montat, dar cele cu frecvență mai mare pot fi construite la dimensiuni mai mari. Atunci când sunt asamblate în triunghiuri, strigile sunt numite structuri. Îmbinarea în care se întâlnesc capetele drepte ale barelor se numește a nodul.

Struturile trebuie măsurate și tăiate cu precizie pentru ca domul să ia forma corectă. Deci, pentru oricine trebuie să facă față provocărilor construcției fizice reale a cupolei, mai puține linii fac mai puține strune și mult mai ușor de asamblat.

Deci, deși software-ul ar putea fi capabil să calculeze cupole enorm de complexe, în realitate, doar câteva modele de bază se termină de obicei în lumea reală. Planurile mai complexe - adică cele cu frecvență mare - necesită bârloguri de lungimi variate și, ca atare, sunt mai dificil de realizat.

Odată ce un design al cupolei este gata de plecare, constructorii selectează materialele dorite. Struturile pentru cupole pot fi aliaje metalice de mare rezistență sau mai multe elemente tradiționale din lemn. Nodurile, sau butucurile, care conectează barele sunt deseori din oțel.

După ce cadrul este complet, acesta trebuie acoperit. Panourile triunghiulare sunt, în general, din placaj, plastic sau beton. Interiorul cupolei este adesea căptușit cu izolație și finisat cu secțiuni triunghiulare de gips-carton sau lemn.

Cu un plan inteligent al cupolei, nu există nicio limită cu privire la cât de înalte vor merge acele triunghiuri. Continuați să citiți pentru a afla mai multe despre cum sunt construite cupole și despre cum creațiile geodezice ale lui Fuller au luat proporții gigantice - și apoi au urcat în flăcări.

Domeniile fantastice ale lui Fuller (și uneori în flăcări)

Dom

Lui „tătic” lui Bucky Fuller îi plăcea să se gândească în afara cutiei - literal.

Domurile logice, bine planificate, pot îndeplini fapte pe care alte tehnici de construcție nu le pot. Drept dovadă, există cupola mamut care a ajutat să strice cupole geodezice până la statutul de celebritate.

În 1953, Ford Motor Company l-a angajat pe Bucky Fuller pentru a crea o cupolă care să închidă o curte centrală la sediul companiei. Distanța dintre curte era de 28 de metri (28 de metri), iar tehnicile tradiționale de construcție ar face o cupolă gigantică grea care ar zdrobi pereții de susținere.

Introduceți Fuller și desenele sale geodezice. El i-a convins pe Fords că planul său va cântări mai puțin de 10 tone (9 tone metrice) și va costa mult mai puțin decât o cupolă de modă veche. În câteva luni, Fuller și-a dezamăgit toate îndoielile sale terminând proiectul înainte de termen, acoperind deschiderea de deasupra curții, așa cum era planificat. Inginerii din întreaga lume au fost uimiți și Fuller a devenit faimos pentru expertiza sa.

Câțiva ani mai târziu, a fost detectată o scurgere în cupolă și o echipă a fost trimisă să o remedieze. Din păcate, au dat din greșeală cupola și a fost distrusă. Nu contează - ideea lui Fuller a luat deja stăpânire.

Ulterior a fost angajat pentru a crea ceea ce va deveni una dintre cele mai faimoase domuri ale sale, de data aceasta pentru Expoziția Internațională și Universală din 1967 la Montreal. Această cupolă de 250 de metri (76 de metri) avea aproape 62 de metri (62 de metri) înălțime și a servit ca piesă arhitecturală a târgului.

Lui Fuller îi plăcea să creadă mare. După succesul său la Ford, a speculat chiar că o cupolă uriașă ar putea acoperi o parte din Insula Manhattan. Cupola ar fi temperaturi moderate, și echipate cu filtre de aer, ar putea menține sănătatea oamenilor prin reducerea numărului de germeni și virus. Ba mai mult, Fuller a crezut că cupola va plăti de la sine eliminând costurile de deszăpezire. Cu toate acestea, ideea lui auditivă nu a fost prinsă deloc.

Nu toate cupolele sunt construite cu imensitate sau grandoare în minte. Unele sunt foarte practice. În pagina următoare, veți citi totul despre cum unii proprietari de case imaginative tranzacționează case blocate, dreptunghiulare pentru cupole, cupole dulci, ca case.

Bucky Dome Home

Carbondale, Ill., Găzduiește o cupolă prototip construită de Bucky Fuller. A fost singura cupolă în care a trăit vreodată - și, de asemenea, se prăbușește din cauza pagubelor și neglijării furtunii. O unitate de fond de restaurare este în curs de desfășurare pentru a salva clădirea.

Dome Sweet Dome Acasă

Long Island Green Dome are un tavan înalt întrețesut cu șuruburi din lemn care se adaugă la estetica sa.

Long Island Green Dome are un tavan înalt întrețesut cu șuruburi din lemn care se adaugă la estetica sa.

În anii ’60 -’70, contracultura a fost totală, iar cupolele geodezice noi înfășurate se potrivesc acelei vibrații anti-mainstream. Mulți oameni au văzut cupele puternice, ecologice și ieftine, ca fiind casele viitorului și erau gata să șanțeze construcția tradițională în unghi drept, dreptunghic pentru case pe bază de triunghi.

Beneficiile păreau evidente. Sferele înglobează un spațiu maxim cu materiale minime și nu necesită suport interior. Atracția lor estetică pentru mulți oameni este incontestabilă; tavanele înalte și senzația deschisă le pot face atractive și este ușor să construiți lofturi în interior pentru spațiu parțial de la etajul doi.

Proiectarea sferică are ca rezultat o circulație a aerului extrem de eficientă și atât vara, cât și iarna. O suprafață mai mică face ca aceste clădiri să fie mai puțin sensibile la schimbările de temperatură și, prin urmare, să fie ieftine pentru a se încălzi și răci în comparație cu casele dreptunghiulare. Exteriorul aerodinamic înseamnă aer rece și cald în jurul structurii, în loc să-și forțeze drumul către interior.

Acestea sunt atât de ușor de asamblat de la kituri, care tipuri de experiență, fără experiență de construcție, pot asambla kituri cu coduri de culori într-o zi sau două cu ajutorul prietenilor. Aceste truse pot include bare de lemn sau piese din aliaj metalic, dar în orice caz, componentele sunt ușoare și nu necesită macarale sau alte echipamente cu putere mare.

Totuși, unele dintre avantajele caselor din cupolă se traduc și în dezavantaje. Aceeași formă care face un flux de aer eficient înseamnă sunete și mirosuri de călătorie în toată casa, ceea ce înseamnă că există foarte puțină confidențialitate și un potențial de ecouri enervante și amplificate. În mod similar, lumina sări în jurul cupolelor, ceea ce înseamnă că o singură lumină mică poate trezi pe toată lumea din casă.

Pereții curbi interiori sunt provocări majore atunci când vine vorba de contractori de construcții. Totul, de la izolare, la instalații sanitare și conducte electrice trebuie să fie reconsiderate cu atenție într-o casă rotundă și, deoarece materialele de construcție standard sunt realizate pentru locuințe dreptunghiulare, componentele cupolei sunt în general mai scumpe. Ba mai mult, unii contractori refuză chiar să lucreze la cupole, deoarece frustrările și costurile sunt prea mari, iar profiturile prea mici.

Chiar și mobilierul poate fi problematic. Paturile, mesele și paturile sunt făcute pentru a se așeza pe pereți plate. Puneți-le într-o sferă și nu numai că arată din loc, dar, de asemenea, pierd o mare parte din spațiul suplimentar minunat pe care îl oferă sferele.

Impermeabilizarea este un alt obstacol. Acoperișurile plate sunt ușor de șindrilat, astfel încât să plutească. Dar numeroasele triunghiuri și cusături dintr-o casă a cupolei sunt o altă problemă cu totul. Pătrunderea apei a însemnat sfârșitul multor case rotunjite.

În aceste zile, kiturile de cupole sunt încă populare pentru pasionați și pentru durabilitate. Multe companii, cum ar fi American Ingenuity, Pacific Domes, Timberline Geodesic Domes, Oregon Domes și Natural Spaces Domes toate vând case și planuri pentru cupole. Totuși, complicațiile și dezavantajele cupolelor îi pot împiedica să ajungă la popularitatea anilor trecuți.

Inovații ultime ale cupolei

Faimoasa minge de golf din argint Epcot, Spaceship Earth. Omule, vezi toate acele triunghiuri!

Faimoasa minge de golf din argint Epcot, Spaceship Earth. Omule, vezi toate acele triunghiuri!

Nu există un număr sigur de câte cupole geodezice există în lume, dar cele mari sunt ușor de observat.

Cea mai mare cupolă din lume se află în Fukuoka, Japonia și este numită în mod corespunzător Domul Fukuoka. Această cupolă uriașă servește în primul rând ca stadion de baseball și are mai mult de 30.000 de oameni.

De asemenea, are un acoperiș retractabil unic. Acoperișul cuprinde trei panouri din titan cu ramă de oțel, care au o suprafață de aproximativ 59.795 de metri pătrați (50.000 de metri pătrați). În ansamblu, armăturile și panourile acoperișului cântăresc aproximativ 12.000 de tone (10.886 tone metrice) [sursa: Web Japonia], totuși este nevoie de doar 20 de minute pentru ca panourile să se retragă, expunând spectatorii la cerul de deasupra orașului.

Tacoma, Wash., Găzduiește cea mai mare cupolă din lemn din lume Cupola Tacoma. Această structură are suficient spațiu pentru a găzdui mai mult de 17.000 de fani pentru jocurile de baschet, datorită diametrului de 160 metri și a înălțimii de 15 metri. Deși arena a fost construită în primul rând ca o casă pentru fostul club profesionist de baschet Seattle Supersonics, este suficient de mare pentru a fi folosită pentru terenurile lungi de 100 de metri de jocuri de fotbal, deși acest lucru reduce semnificativ capacitatea de ședere [sursa: Tacoma Dome].

Eden Project, situată în Cornwall în Regatul Unit, este o altă capodoperă a cupolei. Proiectul include două cupole imense care sunt climatizate pentru a imita regiuni diferite din întreaga lume. O cupolă, de exemplu, înglobează un mediu tropical foarte cald și umed, care menține plantele ecuatoriale înfloritoare.

Cupola tropicală (numită Biomul tropical) acoperă aproape 4 acri și folosește un cadru de oțel pentru a atinge o înălțime de 55 de metri (55 de metri) și o lățime de 100 de metri. Adiacente Biomul mediteranean este relativ mică, la 115 metri (35 metri) înălțime și 213 picioare (65 metri) lățime.Deoarece plantele de mai jos au nevoie de lumină solară, o peliculă de plastic subțire, transparentă, suficient de rezistentă pentru a rezista la vremea locală [sursa: Eden Project].

Unul dintre cele mai iconice modele de cupole geodezice din lume este de fapt o sferă completă. este Nava spatiala Pamant, o geosferă de argint de 180 de metri (54,9 metri), în centrul parcului tematic Epcot, care face parte din stațiunea Walt Disney World din Orlando, Flac. Epcot este un acronim pentru comunitatea de prototipuri experimentale de mâine, care a fost Walt Ideea Disney pentru o comunitate experimentală, utopică.

Spre deosebire de majoritatea cupolelor, aceasta nici măcar nu încearcă să respingă ploaia cu niciun fel de șindrilă sau panouri. În schimb, panourile sunt aranjate cu goluri de 1 inch între ele. Apa curge în aceste spații și în partea de jos a clădirii, unde este folosită într-una din lagunele parcului.

Există o plimbare în sfera care se numește și Spaceship Earth. Călăreții se deplasează rapid prin scene ale dezvoltării omenirii, de la locuitorii peșterilor preistorice la o societate modernă, bazată pe tehnologie. Din acest motiv, poate că sfera Epcot este un simbol bun pentru cupolele geodezice în ansamblu.

Aceste structuri rotunjite reprezintă capacitatea noastră de gândire și construcție imaginativă, precum și capacitatea noastră de a crea articole concrete, utile, din idei și teorii abstracte. Deși domurile geodezice nu pot fi niciodată la fel de populare precum Bucky Fuller și sperau acoliții săi, aceste semi-sfere sunt un testament al inventivității și persistenței oamenilor de pretutindeni.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Nu Există Străini, Dar Oamenii De Știință Găsesc Mai Multe Dovezi Pentru Viață Pe O Lună De Saturn
Nu Există Străini, Dar Oamenii De Știință Găsesc Mai Multe Dovezi Pentru Viață Pe O Lună De Saturn

Cameră Prinsă: Animale Sălbatice Evazive Surprinse În Fotografii
Cameră Prinsă: Animale Sălbatice Evazive Surprinse În Fotografii

Ce Naiba? Creatura Ciudată Și Subțire A Mării Sfidează Explicația
Ce Naiba? Creatura Ciudată Și Subțire A Mării Sfidează Explicația

Câinii De Poliție Pot Elimina Drogurile?
Câinii De Poliție Pot Elimina Drogurile?

De Ce Pisicile Le Plac Cutiile?
De Ce Pisicile Le Plac Cutiile?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com