Публикации и инновации

Статьи и материалы

Красота и долговечность куполов – в мелочах!

Купольные системы архитектора Фуллера
Каждому архитектору хоть раз в жизни приходилось выполнять какой-либо необычный заказ, например, проектировать купольное здание или сооружение. И это не обязательно  был огромный объект, сравнимый с павильоном США на Всемирной выставке 1967 г. в Монреале. Таким объектом мог стать уютный зимний сад, необычная теплица, романтические спальня или беседка, шарообразный бассейн или экстравагантный коттедж.

Среди множества куполов своими несомненными преимуществами выделяется геодезический купол выдающегося американского изобретателя и архитектора Ричарда Фуллера, который разложил свою конструкцию на треугольники — самые прочные и стабильные  геометрические фигуры, обладающие самонесущими способностями. Стороны треугольников располагались на геодезических линиях – «прямых», которые соединяли точки на  криволинейной поверхности. Поэтому геодезический купол представляет собой сетку, состоящую из множества граней.

При проектировании объекта в форме геодезического купола принципиально важными являются два аспекта:

  1. Выбор частоты триангуляции, т.е. частоты разбивки сооружения на треугольники. Действительно, один и тот же купол можно «описать» различным количеством треугольников. Например, небольшие размеры треугольников позволяют создавать конструкции более близкие к сферической. Специалисты договорились обозначать  частоту триангуляции латинской буквой «V», а значение частоты приравнять количеству рядов.Схема триангуляции купола
  2. Требуемые размеры сечения купола.Сечение купола

Используя эти принципы разработаны все существующие программы-калькуляторы расчета геодезических куполов. Они, как правило, предусматривают в результате выдачу геометрических размеров купола в целом и его отдельных элементов, а также расчетные  характеристики – изгибающие моменты, усилия в стержнях, устойчивость конструкции, параметры опорных узлов и пр.

Очевидно, что уже на этом этапе корректно выполнить работу по проектированию  купола без специальных знаний затруднительно.  Построить же прочный, долговечный, недорогой и красивый объект без настоящих профессионалов и вовсе невозможно, т.к. здесь требуется основательная подготовка в самых различных областях технических дисциплин.Проектирование купола

Судите сами.

Ограничимся, например,  купольным объектом со светопрозрачным заполнением.

Купольные системы архитектора Фуллера

  1. Выбор материала каркаса купольного здания. Он может быть выполнен из алюминиевых сплавов, стали, дерева, стеклокомпозита или углепластика (материал для обеспеченных заказчиков). Названные материалы различаются начальной стоимостью и стоимостью эксплуатации, прочностью и экологичностью, ремонтопригодностью и долговечностью.
    Так, алюминиевые системы далеко не всех производителей предусматривают наличие каналов для сбора и отвода наружной дождевой воды и конденсата с внутренней поверхности конструкции, зачастую отсутствуют системные решения по размещению приборов вентиляции, освещения и солнцезащиты и кабелей для управления этими устройствами.
  1. Выбор наружного вида объекта. Как правило, этот этап сводится к выбору структурного, полуструктурного или с видимыми декоративными профилями фасада. Их строительство имеет свои тонкости. Например, герметик в структурном остеклении должен иметь хорошую устойчивость к ультрафиолетовому солнечному излучению, а крепления стеклопакетов должны предусматривать испытанные специальные торцевые карманы. В обычном же фасаде прижимные и декоративные профиля должны иметь форму, которая не задерживает воду или снег.
  2. Элементы крепления. Крепежи объекта (болты, шурупу, держатели и пр.) не должны образовывать с металлическим каркасом куполов так называемую электрохимическую пару. Так, соединение алюминиевого каркаса шурупами из обычной (а не нержавеющей) стали приведет к быстрому разрушению мест крепления к алюминиевой конструкции.
  3. Элементы заполнения. Прозрачными элементами заполнения может выступать стекло, поликарбонат, полиэтилен и т.д. Скажем, мало кто обращает внимание на то, что полимерные материалы хоть и прочны, но со временем теряют прозрачность. Этого недостатка лишено стекло. К тому же современное стекло дополнительно обладает уникальными свойствами – энергосбережением, звукоизоляцией (в составе стеклопакета), наружной самоочисткой, огнестойкостью, высокой прочностью.
  4. Системы вентиляции, кондиционирования и отопления. Размещение этих систем в светопрозрачном фасаде или кровле купола имеет свои особенности. Такие устройства должны иметь небольшие размеры, высокую производительность и изящный дизайн. С применением этих приборов, как правило, сталкиваются лишь компании, которые строят прозрачные витражи.
  5. Производственная база. Изготовление сложных купольных конструкций требует специального высокоточного оборудования и приспособлений. Не вызываем сомнения, что только порезка профилей под множеством различных углов предусматривает наличие автоматизированных прецизионных станков. В противном случае здание не получится построить герметичным.

Этот далекий от полноты перечень особенностей при проектировании и строительстве купольных объектов свидетельствует о том, что лишь немногие инжиниринговые компании, которые имеют профессионалов, вооруженных специализированными компьютерными программами, и обладающие высокотехнологической производственной базой в состоянии реализовать геодезические купола максимальной сложности.Купольные системы архитектора ФуллераКупольные системы архитектора Фуллера

Написать комментарий

© Modus Group 2003 - 2017. Все права защищены Войти