Geodetické kupoly a priestorové konštrukcie

Ilustrácia Encyclopaedia Britannica/Universal Images Group/Getty Images (orezané)

A geodetická kupola je sférická priestorová štruktúra zložená zo zložitej siete trojuholníkov. Prepojené trojuholníky vytvárajú samostužujúci rám, ktorý je štrukturálne pevný, ale elegantne jemný. Geodetická kupola by sa dala nazvať prejavom frázy „menej je viac“, pretože minimum stavebných materiálov geometricky usporiadaných zaisťuje pevný a ľahký dizajn, najmä ak je konštrukcia pokrytá moderné obkladové materiály ako ETFE. Dizajn umožňuje masívny vnútorný priestor bez stĺpov alebo iných podpier.

A space-frame je trojrozmerný (3D) štrukturálny rámec, ktorý umožňuje existenciu geodetickej kupoly, na rozdiel od typického dvojrozmerného (2D) rámu dĺžky a šírky. 'Priestor' v tomto zmysle nie je 'vonkajší priestor', hoci výsledné štruktúry niekedy vyzerajú ako z doby vesmírneho prieskumu.

Termín geodetické je z latinčiny, čo znamená 'rozdelenie zeme .' A geodetická čiara je najkratšia vzdialenosť medzi akýmikoľvek dvoma bodmi na gule.

Vynálezcovia geodetického dómu:

Kopule sú relatívne nedávnym vynálezom v architektúre. Rímsky Panteón, prestavaný okolo roku 125 nášho letopočtu, je jednou z najstarších veľkých kupol. Aby sa udržala hmotnosť ťažkých stavebných materiálov v raných kupolách, steny pod nimi boli vyrobené veľmi hrubé a horná časť kupoly sa stala tenšou. V prípade Panteónu v Ríme je otvorený otvor alebo okulus na vrchole kupoly.

Myšlienka spojenia trojuholníkov s architektonickým oblúkom bola priekopníkom v roku 1919 nemeckým inžinierom Dr. Waltherom Bauersfeldom. V roku 1923 Bauersfeld navrhol prvé projekčné planetárium na svete pre spoločnosť Zeiss v Jene v Nemecku. To bolo R. Buckminster Fuller (1895 až 1983), ktorý vymyslel a spopularizoval koncept geodetických kupol využívaných ako domy. Fullerov prvý patent na geodetickú kupolu bol vydaný v roku 1954. V roku 1967 sa jeho návrh ukázal svetu s „Biosférou“ skonštruovanou pre Expo '67 v Montreale v Kanade. Fuller tvrdil, že by bolo možné uzavrieť stred mesta Manhattan v New Yorku dve míle širokou kupolou s regulovanou teplotou, ako je tá, ktorá bola predstavená na výstave v Montreale. Kupola sa podľa neho zaplatí do desiatich rokov...iba z úspor nákladov na odpratávanie snehu.

Na 50. výročie získania patentu na geodetickú kupolu bol R. Buckminster Fuller v roku 2004 pripomenutý na americkej poštovej známke. index jeho patentov nájdete na Buckminster Fuller Institute.

Trojuholník sa naďalej používa ako prostriedok na posilnenie architektonickej výšky, čo dokazujú mnohé mrakodrapy, vrátane Jedno svetové obchodné centrum v New Yorku. Všimnite si masívne, predĺžené trojuholníkové strany na tejto a ďalších vysokých budovách.

O štruktúrach Space-Frame:

Dr. Mario Salvadori nám pripomína, že „obdĺžniky nie sú vo svojej podstate tuhé“. Takže nikto iný ako Alexander Graham Bell prišiel s nápadom triangulovať veľké strešné rámy na pokrytie veľkých, bezbariérových vnútorných priestorov. „Takže,“ píše Salvadori, „moderné priestorový rám vyšiel z mysle elektroinžiniera a dal vznik celej rodine striech s obrovskou výhodou modulárnej konštrukcie, ľahkej montáže, hospodárnosti a vizuálneho efektu.“

V roku 1960 Harvard Crimson opísal geodetickú kupolu ako „štruktúru zloženú z veľkého počtu päťstranných obrazcov“. Ak si postavíte svoj vlastný model geodetickej kupoly, získate predstavu o tom, ako sa trojuholníky skladajú do šesťuholníkov a päťuholníkov. Geometria môže byť zostavená tak, aby vytvorila všetky druhy vnútorných priestorov, ako napríklad architekt I.M. Pei Pyramída v Louvri a mriežkové formy používané pre ťahovú architektúru Frei Otto a Shigeru Ban.

Ďalšie definície

„Geodetická kupola: Štruktúra pozostávajúca z množstva podobných, ľahkých, rovných prvkov (zvyčajne v ťahu), ktoré tvoria mriežku v tvare kupoly.“
Slovník architektúry a stavebníctva , Cyril M. Harris, ed., McGraw-Hill, 1975, s. 227

'Space-Frame: Trojrozmerný rámec na uzavretie priestorov, v ktorom sú všetky prvky vzájomne prepojené a pôsobia ako jeden celok, odolávajúci zaťaženiam pôsobiacim v akomkoľvek smere.'
Slovník architektúry, 3. vydanie. Tučniak, 1980, s. 304

Príklady geodetických kupol

Geodetické kupoly sú efektívne, lacné a odolné. Domy z vlnitého plechu boli montované v nerozvinutých častiach sveta len za stovky dolárov. Plastové a sklolaminátové kupoly sa používajú pre citlivé radarové zariadenia v arktických oblastiach a pre meteorologické stanice po celom svete. Geodetické kupoly sa používajú aj na núdzové úkryty a mobilné vojenské bývanie.

Najznámejšou stavbou postavenou na spôsob geodetickej kupoly môže byť Vesmírna loď Zem , pavilón AT&T na EPCOT v Disney World na Floride. Ikona EPCOT je adaptáciou geodetickej kupoly Buckminster Fuller. Medzi ďalšie stavby využívajúce tento typ architektúry patrí Tacoma Dome v štáte Washington, Milwaukee's Mitchell Park Conservatory vo Wisconsine, St. Louis Climatron, projekt púšte Biosphere v Arizone, Greater Des Moines Botanical Garden Conservatory v Iowe a mnohé projekty vytvorené s ETFE vrátane projektu Eden v Británii.

Zdroje

• Fuller, Nervi Candela doručia sériu prednášok Norton 1961-62 , Harvard Crimson , 15. novembra 1960 [prístup 28. mája 2016]
• História planetárií Carl Zeiss , Zeiss [prístup 28. apríla 2017]
• Why Buildings Stand Up Mario Salvadori, Norton 1980, McGraw-Hill 1982, s. 162;