Cupole geodetiche e strutture spaziali

UN cupola geodetica è una struttura sferica spaziale composta da una complessa rete di triangoli. I triangoli collegati creano una struttura auto-rinforzante strutturalmente forte ma elegantemente delicata. La cupola geodetica potrebbe essere chiamata la manifestazione della frase "less is more", in quanto un minimo di materiali da costruzione disposti geometricamente assicura un design forte e leggero, soprattutto quando la struttura è coperta con materiali di rivestimento moderni come ETFE. Il design consente un enorme spazio interno, privo di colonne o altri supporti.

UN space-frame è la struttura strutturale tridimensionale (3D) che consente l'esistenza di una cupola geodetica, al contrario della struttura bidimensionale (2D) di un tipico edificio di lunghezza e larghezza. Lo "spazio" in questo senso non è "spazio esterno", anche se le strutture risultanti a volte sembrano provenire dall'età dell'esplorazione spaziale.

Il termine geodetico viene dal latino, che significa "divisione della terra."A linea geodetica è la distanza più breve tra due punti qualsiasi su una sfera.

Inventori della cupola geodetica:

Le cupole sono un'invenzione relativamente recente in architettura. Il Pantheon di Roma, ricostruito intorno al 125 d.C., è una delle più grandi cupole più antiche. Per sostenere il peso dei pesanti materiali da costruzione nelle prime cupole, le pareti sottostanti furono rese molto spesse e la parte superiore della cupola divenne più sottile. Nel caso del Pantheon di Roma, un buco aperto o un oculo è all'apice della cupola.

L'idea di combinare i triangoli con l'arco architettonico fu lanciata nel 1919 dall'ingegnere tedesco Dr. Walther Bauersfeld. Nel 1923, Bauersfeld aveva progettato il primo planetario di proiezione al mondo per la Zeiss Company a Jena, in Germania. Fu R. Buckminster Fuller (dal 1895 al 1983) a concepire e diffondere il concetto di cupole geodetiche utilizzate come abitazioni. Il primo brevetto di Fuller per una cupola geodetica fu rilasciato nel 1954. Nel 1967 il suo progetto fu mostrato al mondo con la "Biosfera" costruita per Expo '67 a Montreal, in Canada. Fuller affermò che sarebbe stato possibile racchiudere Manhattan nel centro di New York City con una cupola a temperatura controllata larga due miglia come quella presentata all'esposizione di Montreal. La cupola, disse, si sarebbe ripagata da sola entro dieci anni ... proprio dal risparmio dei costi di rimozione della neve.

Nel cinquantesimo anniversario della ricezione di un brevetto per la cupola geodetica, R. Buckminster Fuller è stato commemorato su un francobollo statunitense nel 2004. Un indice dei suoi brevetti può essere trovato presso l'Istituto Buckminster Fuller.

Il triangolo continua ad essere utilizzato come mezzo per rafforzare l'altezza architettonica, come evidenziato in molti grattacieli, tra cui One World Trade Center a New York City. Nota i massicci lati triangolari allungati su questo e altri edifici alti.

Informazioni su Space-Frame Structures:

Il dott. Mario Salvadori ci ricorda che "i rettangoli non sono intrinsecamente rigidi". Quindi, nientemeno che Alexander Graham Bell ha avuto l'idea di triangolare grandi strutture del tetto per coprire ampi spazi interni senza barriere. "Così", scrive Salvadori, "il moderno cornice spaziale è nato dalla mente di un ingegnere elettrico e ha dato origine a un'intera famiglia di tetti che ha l'enorme vantaggio di costruzione modulare, facilità di montaggio, economia e impatto visivo ".

Nel 1960, The Harvard Crimson descrisse la cupola geodetica come "una struttura composta da un gran numero di figure a cinque lati". Se costruisci il tuo modello di cupola geodetica, avrai un'idea di come i triangoli sono messi insieme per formare esagoni e pentagoni. La geometria può essere assemblata per formare tutti i tipi di spazi interni, come l'architetto I.M. Pei's Pyramid al Louvre e le forme di gridshell utilizzate per l'architettura a trazione di Frei Otto e Shigeru Ban.

Definizioni aggiuntive

"Geodesic Dome: una struttura costituita da una molteplicità di elementi simili, leggeri, a linea retta (di solito in tensione) che formano una griglia a forma di cupola."
Dizionario di architettura e costruzione, Cyril M. Harris, ed., McGraw-Hill, 1975, p. 227

"Space-Frame: un framework tridimensionale per racchiudere spazi, in cui tutti i membri sono interconnessi e agiscono come un'unica entità, resistendo ai carichi applicati in qualsiasi direzione."
Dizionario di architettura, 3a ed. Penguin, 1980, p. 304

Esempi di cupole geodetiche

Le cupole geodetiche sono efficienti, economiche e durature. Le case a cupola in metallo ondulato sono state assemblate in parti non sviluppate del mondo per solo centinaia di dollari. Le cupole in plastica e fibra di vetro sono utilizzate per apparecchiature radar sensibili nelle regioni artiche e per le stazioni meteorologiche di tutto il mondo. Le cupole geodetiche sono utilizzate anche per i rifugi di emergenza e le abitazioni militari mobili.

La struttura più nota costruita alla maniera di una cupola geodetica potrebbe essere Spaceship Earth, il padiglione AT&T dell'EPCOT a Disney World, in Florida. L'icona EPCOT è un adattamento della cupola geodetica di Buckminster Fuller. Altre strutture che utilizzano questo tipo di architettura includono la Tacoma Dome nello Stato di Washington, il Mitchell Park Conservatory di Milwaukee in Wisconsin, il St. Louis Climatron, il progetto del deserto della Biosfera in Arizona, il Conservatorio del giardino botanico Greater Des Moines in Iowa e molti progetti creati con ETFE incluso l'Eden Project in Gran Bretagna.

fonti

• Fuller, Nervi Candela, per la serie di conferenze Norton del 1961-62, The Harvard Crimson, 15 novembre 1960 [accesso al 28 maggio 2016]
• Storia dei planetari di Carl Zeiss, Zeiss [accesso al 28 aprile 2017]
• Why Buildings Stand Up di Mario Salvadori, Norton 1980, McGraw-Hill 1982, p. 162;