Domeniul Geodezic

“One of humanity's prime drives is to understand and be understood. All other living creatures are designed for highly specialized tasks. Man seems unique as the comprehensive comprehender and co-ordinator of local universe affairs.” Richard Buckminster Fuller.

Cuvinte cheie: dom, dom geodesic, geodezie, case tip dom, dome, arhitectura, casa viitorului.

Fig.1 Studiu de compozitie pentru un complex de domuri.

Un dom geodezic este o structura aproape sferica, asemanatoare unui solid platonic multifatetat, ale carui elemente sunt reprezentate de o retea de diferite poligoane care aproximeaza suprafata unei sfere. Reteaua se intersecteaza in numeroase puncte care sunt, in esenta, pentagoane regulate, formate din triunghiuri echilaterale plane sau curbilinii, care sunt aproape tangente la suprafata sferei circumscrise sau la cea a celei inscrise. Aceste puncte preiau greutatea ansamblului redistribuind-o omogen intregii structuri. Cand structura este foarte aproape de a constitui osfera, domul geodezic devine o sfera geodezica.

Modalitatea tipica de proiectare a unui dom geodezic se bazeaza pe selectionarea unui solid platonic, asa cum este icosaedrul, care se incrie intr-o sfera, dupa care se acopera fiecare triunghi plan al solidului cu o retea de triughiuri mai mici, care sunt ulterior proiectate pe o sfera devenind triunghiuri curbilinii.

Un dom geodezic este o structura aproape sferica, asemanatoare unui solid platonic multifatetat, ale carui elemente sunt reprezentate de o retea de diferite poligoane care aproximeaza suprafata unei sfere. Reteaua se intersecteaza in numeroase puncte care sunt, in esenta, pentagoane regulate, formate din triunghiuri echilaterale plane sau curbilinii, care sunt aproape tangente la suprafata sferei circumscrise sau la cea a celei inscrise. Aceste puncte preiau greutatea ansamblului redistribuind-o omogen intregii structuri. Cand structura este foarte aproape de a constitui osfera, domul geodezic devine o sfera geodezica.

Modalitatea tipica de proiectare a unui dom geodezic se bazeaza pe selectionarea unui solid platonic, asa cum este icosaedrul, care se incrie intr-o sfera, dupa care se acopera fiecare triunghi plan al solidului cu o retea de triughiuri mai mici, care sunt ulterior proiectate pe o sfera devenind triunghiuri curbilinii.

2. Evolutia domului geodesic:

Initial domurile geodezice au fost influentate indirect de zonele geografice si culturile popoarelor ce se aflau pe acele sezaminte.

Domurile au plecat initial de la sezaminte cu rol de protectie impotriva intemperiilor intrat in constiinta omului mai tarziu ca structura civila cu rol functional de locuinta sau diferite functiuni anexe.

Fig.2 Bordei construit din pamant.

Alta functiune intalnita de-a lungul timpului in civilizatiile antice a fost acela de mormant funerar, bolta domului simbolizand capodopera boltii cereasca si ascensiunea sufletului catre nemurire.

Fig.3 Mormantul lui Agamemnon. Fig 4 Mormant

O prima functiune cu adevarat importanta si complexa a fost cea de lacas cult. Enoriasii au simtit nevoia cumva sa redea inaltarea la cer a sufletului si bolta cereasca protejata de divinitate.

Functiunea de locuinta care a fost atestata cea mai de timpuriu in existenta omenirii a fost locuinta de tip Igloo ce se realizeaza doar la polii pamentului, locuinta realizata in intregime din cuburi masive de gheata bine slefuite.

Fig.5 Sat format din Igloo-uri.

Primul inventator al domului geodesic ce a adus la viata constructia dintr-o idee a fost a fost un vizionar, designer, arhitect, poet, autor și inventator american Richard Buckminster Fuller.

Fig.6 Richard Buckminster Fuller.

Fig.7 Richard Buckminster Fuller in discursurile sale

Preocupatia lui Fuller de-a lungul vietii a fost aceea de a gasi o metoda prin care „viata” se poate adapta oricarui mediu de viata ostil sau propice. Mereu a avut viziunea ca obiectele obijnuite sunt obiecte primordiale si trebuie in spirate din aceastea orice creatie, domul geodesic fiind inspirat din forma pura a sferei.

Fig.9 Primul dom geodesic realizat de Fuller.

Inventia sa a fost asimilata in conceptia omenirii doar printr-o serie de calatorii lungi in lume, organizate pentru a-si expune tezele.

3. Designul domului geodesic

In primul rand designul domului este dat de structura sa circulara realizata din polinoame cu 3/4/5 muchii.

Numarul acestor muchii dau complexitatea si designul formei domului geodesic.

3.1 Influente structurale

· Domurile sunt constructii cu forma semisferica impartita triangular, pentagonal sau hexagonal.
· Pot avea deschideri de maxim 68 m in diametru, destinatia fiind foarte variata: o casa de locuit, show-rom, restaurant, spatii publice, stadioane, case, spatii de concerte, solare.

· Se foloseste lemn si/sau materiale compozite
· diametru, care variaza intre 7.0 m si 15 m deschiderea.

Fig10 Designul Structurii Domului.

Fig11. Studiu de tipologii de structuri

3.2 Influente geometrice

Designul pleaca de la felul cum polinoamele se uniformieaza pana la felul cum acest dom este “imbracat” pentru a da aspect placut vizual.

Fig12. Influentele geometriei

3.3 Influentele iluminarii

Un alt aspect important ce da un efect vizual este suprafata golurilor si a vitrajelor ce sparg coaja puternica a domului.

Fig.13 Studiu realizat 3D pentru efectul golurilor si numarul polinoamelor.

Fig.14 Studiu realizat 3D pentru intelegerea unei suprafete mult mai mari vitrate dpdv psihologic si al designului.

Fig.15 Studiu realizat 3D pentru intelegerea unei suprafete mult mai mari vitrate dpdv psihologic si al designului.

Fig.16 Studiu realizat 3D pentru efectul golurilor si numarul polinoamelor.

3.1 Influente tehnice de realizare

Odata stabilita structural numarul polinoamelor si numarul muchiilor acestuia din care este construit, se realizeaza scheletul ce urmeaza a fi imbracat si impusca cu goluri si vitraje.

Fig17 Structura invelita tip sandvis.

Designul acestui dom pune o problema majora: felul cum structura se uneste piesa cu piesa, fiind elemente repetitive de acelasi fel, acelasi ritm, acelasi material.

Aceste elemente ce unesc structura sunt: conectorii metalici de forta Super-Lok™ si Ultra-Lok™

Inima domului geodezic in sistem NSD este sistemul de conectori metalici de forta Super/Ultra-Lok™

Conectorii Super-Lok™ si Ultra-Lok™ sunt incercati si patentati si au venit ca raspuns la o multitudine de incercar si experimente, timp de mult timp, incercari efectuate cu tot de felul de materiale inadecvate ce au pus in pericol utilizaotorii si ieftine ceea ce au dus la coplasul inimii, ce impuneau o serie de ranforsari suplimentare ulterioare, folosirea utilajelor mari, reajustari in montaj, deci costuri finale suplimentare pentru a rezista multitudinii de forte si descarcari in ea.

Acesti conectori sunt proiectati special ca sa:

sa respecte (chiar exceed datorita formei pure) normele de siguranta privind structura de rezistenta

sa reziste la incarcari uriase; fiecare sistem punctual si lamelar de connectori actionand de unul singur, singur, putand prelua o tensiune de peste 10tf, aliajul fiind ranforsat cu titan si alte elemente dure.

sa reziste timp foarte lung putand fii o mostenire sunt purtatori de „Life-guarantee”, adica o garantie de minim 75 de ani],

sa se monteaze usor si rapid ganditi spre o montare rapida si sunt proiectati sa alinieze singuri structura datorita ritmului si regularitatii elementelor, dand posibilitatea si unui amator sa-ti monteze casa

nu erodeaza in timp si nu accepta deformarea produsului

reperele principale nu trebuie sa fie sudate (sunt turmate dintr-o bucata in fabrica; sunt eliminate riscurile de ruper), sa nu rugineasca, fiind in fapt gandite special pentru a ranforsa la maxim domul geodesic.

Fig.18 .conectori metalici de forta Super/Ultra-Lok™

Designul domului prin structura sa ce este invelita sandvis, a dezvoltat un sistem intraventilatie naturala directionata in interiorul zidului ce elimina pernele de aer statice facandu-le fluide si asigura o circulatie naturala si continua a aerului, pe deasupra stratului de termo-izolatie si a barierelor de vapori.

     Aerul circula de la baza la varf pe doua directii vertical cat si circular pe intre structura si caoaja, pe sub intregul invelis al domului,acest lucru eliminand caldura verii, sau condensul provocat de diferentele de temperatura interior-exterior.

Acest sistem simplu, dar foarte eficient asigura, un bioclimat sanatos, ecologic, fara urme de consom energetic, poluare sau alte efecte asupra mediului. Asigura un climat uniform in  toata casa, chiar si de la o singura sursa de energie, rezultand costuri mici de incalzire/racire.

4. Designul exterior al formei:

Stratul exterior poate fi realizat in diverse moduri, utilizand materiale diverse (lemn,metal, ceramica, placi sintetice, tencuiala clasica,polimeri etc), conferindu-i domului fie un aer boem rustic fie un aer futurist demn de arhitectura contemporana.

Materialul de baza propus pentru designul sandvisurilor ce acopera structura domului este lemnul.

Lemnul este un material cu o puternica persoanlitate atat data de culorile acestuia cat si de frumusetea fladerului ce se observa pe toate muchiile acestuia.
    Diversitatea esentelor si culorilor dau o multitudine de aspect ale designului, unele nuante fiind mai reci altele mai calde, fiecare avand rezistenta sa proprie.    Lemnul pe partea interioara in schimb are mereu un aspect cald primitor ce incanta mereu privitorul. Este un material care pana la momentul montarii este foarte pretentios ce trebuie tratat in multe feluri.

Fig.19 .materialitatea si designul interior pe baza de lemn

Problema generala a lemnului este ca in esenta pura nu poate rezista intemperiilor si a dusmanilor din naura.

Acesta trebuie cu grija tratat inca de la taiere, primul pas fiind uscarea pana la 7 % cu ajutorul curentilor de aer controlat. Al doilea pas este debitarea si obtinerea formelor dorite pentru a realiza structura sandisului iar mai apoi aplicarea diferitelor tratamente pentru a creste gradul de rezistenta la intemperii si inamici daunatori.

Plecand de la exterior spre interior structura sandvisului se compune din:

Placare interioara lemn stratificat si curbat sau lambriu din rasinoase.

Bariera de vapori – folie de poli etilena PE.

Izolatia termica realizata din vata minerala cu grosimile de 100-150mm

Pane intermediare finisate si contrafise cu inaltimea de 150 sau 200mm, in functie de tipul de izolatie aleasa de beneficiar.

Membrana permeabila la vapori, atunci cand ea este ceruta de sistemul de invelitoare ales.

Suport pentru invelitoare(in functie de tipul invelitorii).

Invelitoarea rezultatanta din materialul ales.

5.Concluzii:

Domul geodezic odata intrat in constiinta oamenilor poate revolutiona orice lucru cunoscut pana acum in materie de economie, constructii, design si psihologie aplicata.

casa absolut eficienta dpdv energetic; este platforma prefecta pentru sistemele alternative de energie ecologice

manevrabilitate umana a pieselor si componentelor care sa duca la eliminarea utilajelor mari si special si operarea lor de majoritatea beneficiarilor.

montare usoara si rapida; nedorind ca in timpul montajului sa se execute operatii absurd

incalzirea pasiva si aciva ce implica ca structura sa suporte cat mai multa suprafata vitrata; domul geodezic poate fi incarcat cu luminatoare, chiar tripane, la peste 70% din suprafata sa exterioara.

ambient natural si sanatos al materialelor , nu s-a dorit un ambient ermetic sau de buncar; aceasta casa tip dom cauta sa respire sis a se autosustina in orice mediu cu cele mai mici costuri de energie.

Structura este longeviva in timp si garantata pe o durata lunga de ani.

Domul poate fi mereu adaptat cerintelor fiind o o casa de tip structural fagure elementele pot fi mereu rearanjate in functie de creaivitatea locaturilui si nevoile care se schimba in timp

Dpdv al aspectului este o casa spectaculoasa atata ziua cat si noaptea prin jocuri de lumini, materiale dar si vitraje.

Referinte