Geodetische koepels en ruimtekaderstructuren

EEN geodetische koepel is een sferische ruimtekaderstructuur samengesteld uit een complex netwerk van driehoeken. De gekoppelde driehoeken creëren een zelfversterkend raamwerk dat structureel sterk en toch elegant delicaat is. De geodetische koepel zou de manifestatie van de uitdrukking "minder is meer" kunnen worden genoemd, omdat een minimum aan geometrisch gerangschikte bouwmaterialen zorgt voor een ontwerp dat zowel sterk als licht is, vooral wanneer het raamwerk is bedekt met moderne gevelbeplatingmaterialen zoals ETFE. Het ontwerp maakt een enorme binnenruimte mogelijk, vrij van kolommen of andere steunen.

EEN ruimteframe is het driedimensionale (3D) structurele raamwerk dat een geodetische koepel mogelijk maakt, in tegenstelling tot het tweedimensionale (2D) frame van een gebouw in lengte en breedte. De 'ruimte' in deze zin is geen 'buitenruimte', hoewel de resulterende structuren er soms uitzien alsof ze afkomstig zijn uit de Age of Space Exploration.

De voorwaarde geodetische komt uit het Latijn, wat betekent "aarde verdelen." EEN geodetische lijn is de kortste afstand tussen twee willekeurige punten op een bol.

Uitvinders van de Geodesic Dome:

Koepels zijn een relatief recente uitvinding in de architectuur. Het Pantheon van Rome, herbouwd rond 125 na Christus, is een van de oudste grote koepels. Om het gewicht van de zware bouwmaterialen in vroege koepels te dragen, werden de onderliggende muren erg dik en werd de bovenkant van de koepel dunner. In het geval van het Pantheon in Rome bevindt zich een open gat of oculus bij de top van de koepel.

Het idee om driehoeken te combineren met de architecturale boog werd in 1919 ontwikkeld door de Duitse ingenieur Dr. Walther Bauersfeld. In 1923 had Bauersfeld 's werelds eerste projectie-planetarium ontworpen voor de Zeiss Company in Jena, Duitsland. Het was R. Buckminster Fuller (1895 tot 1983) die het concept van geodetische koepels bedacht en populair maakte als woning. Fuller's eerste patent voor een geodetische koepel werd uitgegeven in 1954. In 1967 werd zijn ontwerp aan de wereld getoond met "Biosphere" gebouwd voor Expo '67 in Montreal, Canada. Fuller beweerde dat het mogelijk zou zijn om Manhattan in New York City te omsluiten met een twee-mijl brede temperatuurgestuurde koepel zoals die gepresenteerd op de tentoonstelling in Montreal. De koepel, zei hij, zou zichzelf binnen tien jaar terugbetalen ... alleen vanwege de besparingen op de kosten voor sneeuwruimen.

Op de 50e verjaardag van het ontvangen van een patent voor de geodetische koepel werd R. Buckminster Fuller herdacht op een Amerikaanse postzegel in 2004. Een index van zijn patenten is te vinden bij het Buckminster Fuller Institute.

De driehoek wordt nog steeds gebruikt als een middel om de architectonische hoogte te versterken, zoals blijkt uit veel wolkenkrabbers, waaronder One World Trade Center in New York City. Let op de massieve, langwerpige driehoekige zijden op deze en andere hoge gebouwen.

Over ruimtekaderstructuren:

Dr. Mario Salvadori herinnert ons eraan dat "rechthoeken niet inherent stijf zijn." Dus kwam niemand minder dan Alexander Graham Bell op het idee om grote dakframes driehoekig te maken om grote, barrièrevrije binnenruimtes te bedekken. "Aldus", schrijft Salvadori, "het moderne ruimteframe ontstond uit de geest van een elektrotechnisch ingenieur en gaf aanleiding tot een hele familie daken met het enorme voordeel van modulaire constructie, eenvoudige montage, zuinigheid en visuele impact. "

In 1960, De Harvard Crimson beschreef de geodetische koepel als 'een structuur bestaande uit een groot aantal vijfzijdige figuren'. Als je je eigen geodetische koepelmodel bouwt, krijg je een idee van hoe driehoeken worden samengevoegd om zeshoeken en vijfhoeken te vormen. De geometrie kan worden geassembleerd om allerlei interieurruimtes te vormen, zoals de Piramide van architect I.M. Pei in het Louvre en de gridshell-vormen die worden gebruikt voor de trekarchitectuur van Frei Otto en Shigeru Ban.

Aanvullende definities

"Geodetische koepel: een structuur bestaande uit een veelvoud van soortgelijke, lichte, rechte elementen (meestal onder spanning) die een raster vormen in de vorm van een koepel."
Woordenboek van architectuur en constructie, Cyril M. Harris, ed., McGraw-Hill, 1975, p. 227

"Space-Frame: een driedimensionaal raamwerk voor het omsluiten van ruimtes, waarin alle leden onderling zijn verbonden en als een enkele entiteit fungeren, die weerstand biedt aan belastingen die in elke richting worden uitgeoefend.
Dictionary of Architecture, 3e ed. Penguin, 1980, p. 304

Voorbeelden van geodetische koepels

Geodetische koepels zijn efficiënt, goedkoop en duurzaam. Gegolfde metalen koepelwoningen zijn voor slechts honderden dollars geassembleerd in onontwikkelde delen van de wereld. Plastic en fiberglas koepels worden gebruikt voor gevoelige radarapparatuur in arctische regio's en voor weerstations over de hele wereld. Geodetische koepels worden ook gebruikt voor noodopvang en mobiele militaire huisvesting.

De bekendste structuur gebouwd op de manier van een geodetische koepel kan Spaceship Earth zijn, het AT&T paviljoen op EPCOT in Disney World, Florida. Het EPCOT-pictogram is een aanpassing van de geodetische koepel van Buckminster Fuller. Andere structuren die dit type architectuur gebruiken, zijn de Tacoma Dome in de staat Washington, het Milellukee's Mitchell Park Conservatorium in Wisconsin, het St. Louis Climatron, het Biosphere-woestijnproject in Arizona, het Greater Des Moines Botanical Garden Conservatory in Iowa en vele projecten die zijn gemaakt met ETFE inclusief het Eden Project in Groot-Brittannië.

bronnen

• Fuller, Nervi Candela levert Norton Lecture Series 1961-62, De Harvard Crimson, 15 november 1960 [geraadpleegd op 28 mei 2016]
• Geschiedenis van Carl Zeiss Planetariums, Zeiss [geraadpleegd op 28 april 2017]
• Why Buildings Stand Up van Mario Salvadori, Norton 1980, McGraw-Hill 1982, p. 162;