Geodätische Kuppeln und Space-Frame-Strukturen

EIN geodätische Kuppel ist eine kugelförmige Raumrahmenstruktur, die aus einem komplexen Netzwerk von Dreiecken besteht. Die verknüpften Dreiecke bilden ein selbstverstrebendes Gerüst, das strukturell stark und doch elegant zart ist. Die geodätische Kuppel könnte als Manifestation des Ausdrucks "weniger ist mehr" bezeichnet werden, da ein Minimum an geometrisch angeordneten Baumaterialien ein stabiles und leichtes Design gewährleistet, insbesondere wenn das Gerüst mit modernen Verkleidungsmaterialien wie ETFE verkleidet ist. Das Design ermöglicht einen massiven Innenraum, der frei von Säulen oder anderen Stützen ist.

EIN Space-Frame ist das dreidimensionale (3D) strukturelle Gerüst, das die Existenz einer geodätischen Kuppel ermöglicht, im Gegensatz zum zweidimensionalen (2D) Rahmen eines typischen Gebäudes mit Länge und Breite. Der "Raum" in diesem Sinne ist kein "Weltraum", obwohl die resultierenden Strukturen manchmal so aussehen, als ob sie aus dem Zeitalter der Weltraumforschung stammen.

Der Begriff geodätisch kommt aus dem Lateinischen und bedeutet "die erde teilt sich." EIN geodätische Linie ist der kürzeste Abstand zwischen zwei Punkten auf einer Kugel.

Erfinder der geodätischen Kuppel:

Kuppeln sind eine relativ junge Erfindung in der Architektur. Roms Pantheon, das um 125 n. Chr. Wieder aufgebaut wurde, ist eine der ältesten großen Kuppeln. Um das Gewicht der schweren Baustoffe in frühen Kuppeln zu tragen, wurden die darunter liegenden Wände sehr dick und die Kuppeloberseite dünner. Im Fall des Pantheons in Rom befindet sich ein offenes Loch oder ein Oculus an der Spitze der Kuppel.

Die Idee, Dreiecke mit dem Architekturbogen zu verbinden, wurde 1919 vom deutschen Ingenieur Dr. Walther Bauersfeld ins Leben gerufen. 1923 hatte Bauersfeld für die Firma Zeiss in Jena das weltweit erste Projektionsplanetarium entworfen. Es war R. Buckminster Fuller (1895 bis 1983), der das Konzept geodätischer Kuppeln, die als Wohngebäude dienen, konzipierte und bekannt machte. Fullers erstes Patent für eine geodätische Kuppel wurde 1954 erteilt. 1967 wurde sein Entwurf mit "Biosphere" für die Expo '67 in Montreal, Kanada, der Welt gezeigt. Fuller behauptete, es sei möglich, Manhattan in der Innenstadt von New York City mit einer zwei Meilen breiten, temperaturgeregelten Kuppel zu umschließen, wie sie auf der Messe in Montreal vorgestellt wurde. Die Kuppel, sagte er, würde sich innerhalb von zehn Jahren amortisieren… allein durch die Einsparung von Schneeräumungskosten.

Zum 50. Jahrestag des Erhalts eines Patents für die geodätische Kuppel wurde R. Buckminster Fuller 2004 auf einer US-Briefmarke erwähnt. Ein Index seiner Patente ist beim Buckminster Fuller Institute erhältlich.

Das Dreieck wird weiterhin als Mittel zur Stärkung der architektonischen Höhe verwendet, wie viele Wolkenkratzer, darunter das One World Trade Center in New York City, belegen. Beachten Sie die massiven, länglichen dreieckigen Seiten dieses und anderer hoher Gebäude.

Über Space-Frame-Strukturen:

Dr. Mario Salvadori erinnert uns daran, dass "Rechtecke nicht von Natur aus steif sind". Alexander Graham Bell hatte daher die Idee, große Dachrahmen zu triangulieren, um große, barrierefreie Innenräume abzudecken. "So", schreibt Salvadori, "die Moderne Space Frame entsprang den Gedanken eines Elektrotechnikers und brachte eine ganze Familie von Dächern hervor, die den enormen Vorteil eines modularen Aufbaus, einer einfachen Montage, einer Wirtschaftlichkeit und einer visuellen Wirkung aufwiesen. "

1960, Der Harvard Crimson beschrieb die geodätische Kuppel als "eine Struktur, die sich aus einer großen Anzahl von fünfseitigen Figuren zusammensetzt". Wenn Sie Ihr eigenes geodätisches Kuppelmodell erstellen, erhalten Sie eine Vorstellung davon, wie Dreiecke zu Sechsecken und Fünfecken zusammengesetzt werden. Die Geometrie kann so zusammengesetzt werden, dass sie alle Arten von Innenräumen bildet, wie die Pyramide des Architekten I. M. Pei im Louvre und die Gitterformen, die für die Zugarchitektur von Frei Otto und Shigeru Ban verwendet werden.

Zusätzliche Definitionen

"Geodätische Kuppel: Eine Struktur, die aus einer Vielzahl von ähnlichen, leichten, geradlinigen Elementen (normalerweise unter Spannung) besteht, die ein Gitter in Form einer Kuppel bilden."
Wörterbuch für Architektur und Bauwesen, Cyril M. Harris, Hrsg., McGraw-Hill, 1975, p. 227

"Space-Frame: Ein dreidimensionales Gerüst zum Einschließen von Räumen, in dem alle Mitglieder miteinander verbunden sind und als eine Einheit fungieren und Belastungen standhalten, die in eine beliebige Richtung wirken."
Wörterbuch der Architektur, 3. Aufl. Penguin, 1980, p. 304

Beispiele für geodätische Kuppeln

Geodätische Kuppeln sind effizient, kostengünstig und langlebig. Wellblech-Kuppelhäuser wurden in unentwickelten Teilen der Welt für nur Hunderte von Dollar zusammengebaut. Kunststoff- und Glasfaserkuppeln werden für empfindliche Radargeräte in arktischen Regionen und für Wetterstationen auf der ganzen Welt verwendet. Geodätische Kuppeln werden auch für Notunterkünfte und mobile Militärunterkünfte verwendet.

Das bekannteste Bauwerk, das nach Art einer geodätischen Kuppel gebaut wurde, ist das Raumschiff Erde, der AT & T-Pavillon von EPCOT in Disney World, Florida. Das EPCOT-Symbol ist eine Adaption der geodätischen Kuppel von Buckminster Fuller. Weitere Bauwerke, die diese Art von Architektur verwenden, sind der Tacoma Dome im US-Bundesstaat Washington, das Mitchell Park Conservatory in Milwaukee in Wisconsin, das St. Louis Climatron, das Biosphere Desert-Projekt in Arizona und das Greater Des Moines Botanical Garden Conservatory in Iowa ETFE einschließlich des Eden-Projekts in Großbritannien.

Quellen

• Fuller, Nervi Candela, hält die Norton-Vorlesungsreihe von 1961-62 ab, Der Harvard Crimson, 15. November 1960 [abgerufen am 28. Mai 2016]
• Geschichte der Carl Zeiss Planetarien, Zeiss [abgerufen am 28. April 2017]
• Warum Gebäude aufstehen Mario Salvadori, Norton 1980, McGraw-Hill 1982, p. 162;