Какие материалы используются для создания геокупольных конструкций
Актуальные технологии активно интегрируются в привычные методы строительства. Все чаще встречается смешение материалов и подходов в строительстве капитальных объектов свойственных быстровозводимым. Среди наиболее быстро развивающихся направлений — геокупольные конструкции. Подобные объекты поддерживают сами себя, не требуя внутренних колонн или несущих стен. Они привлекают внешним видом, быстротой возведения и стоимостью. О материалах и особенностях геодезических объектов рассказывают специалисты компании-производителя геокуполов Fullerdome.
Предыстория
В 1919 году немецкий инженер Вальтер Бауэрсфельд создал инновационный метод построения планетария, который позволял создавать более крупные купола. Раньше купола планетариев вращались, а свет проходил сквозь отверстия в оболочке, чтобы создать эффект звезд и планет. Такой подход ограничивал размер и вместительность купола. Бауэрсфельд избавился от проблемы, установив передвижные проекторы внутри стационарного купола. Он применил идею икосаэдра и разделил его грани на меньшие треугольники, создав почти 3500 тонких железных прутьев. Затем он установил сферическую деревянную форму внутри каркаса и напылил на нее пастообразную бетонную смесь, чтобы создать сферическую оболочку. Этот метод позволил создавать купола большего размера, соответствующие геодезическим куполам.
Спустя три десятилетия Р. Бакминстер Фуллер, американский архитектор, инженер, поэт и философ, придумал структурную систему, которая напоминает сферические формы. Он создал геодезический купол — доступное, эффективное жилье, которое можно было бы быстро построить из компонентов массового производства. Фуллер использовал сферические формы, потому что они охватывают заданное пространство с минимальной площадью поверхности. Сначала он нарисовал сферы сетью полос, приближающихся к большим кругам, которые образовывали треугольники при пересечении друг с другом. Затем он начал формировать сферы из шестиугольников и пятиугольников и разделять их на треугольники для прочности и простоты конструкции.
Почему элементы каркаса треугольные
Треугольник — стабильная форма, а следовательно здания с геодезическим куполом очень устойчивы к различным воздействиям, таким как снежный покров, землетрясения, ветер и даже торнадо. Площадь поверхности геодезического купола составляет всего 38% площади поверхности здания коробчатой формы, охватывающего ту же площадь этажа. Это означает, что меньше поверхности подвергается колебаниям температуры воздуха снаружи, что делает обогрев и охлаждение здания дешевле, чем у прямолинейной конструкции. Кроме того, геодезические купола могут быть построены быстро и без использования тяжелого оборудования.
Современные геокупола
Размеры геодезических куполов варьируются от спортивной арены Poliedro de Caracas высотой 143 м в Венесуэле до временных укрытий диаметром 5 м или меньше. Следовательно, строительные материалы сильно различаются. Простые подвижные конструкции могут быть построены из поливинилхлоридных (ПВХ) труб или каркасов из оцинкованной стали, покрытых пластиковой пленкой или парашютными козырьками. Большие, постоянные сооружения, такие как арены и заводы, были построены из таких материалов, как алюминиевые и стальные каркасные стойки, покрытые алюминиевыми, медными, конструкционными гипсовыми, акриловыми или панелями из оргстекла.
Производители комплектующих для жилых куполов используют деревянные компоненты, в основном высушенные в печи стойки из дугласовой пихты, покрытые 1,3 см толщины фанерой наружного или конструкционного качества. В такие комплекты входят соединители различных конструкций для надежного соединения деревянных стоек в надлежащей конфигурации; для соединителей обычно используется высокопрочный алюминий или сталь, покрытые цинком, эпоксидной смолой или промышленной грунтовкой. Соединители крепятся оцинкованными стальными болтами, а обшивка прибивается гвоздями.
Также используют альтернативные материалы для изготовления сборных панелей, которые сочетают каркас и внешнее покрытие. Один, например, производит формованные панели из стекловолокна. Другая компания поставляет железобетонные панели; стальная сетка, идущая от краев панели, перекрывается сеткой из соседней панели, а стык герметизируется бетоном.
Большинство комплектов куполов возводятся поверх бетонных фундаментных плит. Часто эти плиты заглубляются в землю, чтобы обеспечить уровень подвала. Фундаментные стены и стены стояка (вертикальные стены под куполом, которые могут быть использованы для увеличения его общей высоты) обычно изготавливаются из бетона или дерева. Внутренняя изоляция в целом состоит из стекловолоконного ватина или напыленного уретана, целлюлозы или пенопласта.