Geodesic Dome

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Francesco Sabbatini, Antonietta Lanzone

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  • 1Introduzione _2 La cupola geodetica _12 Vantaggi della cupola geodetica _20 Svantaggi della cupola geodetica _24 Metodi di costruzione _28 Bibliografia _47

    Sommario

  • 2INTRODUZIONE

    Se parliamo di cu-pole geodetiche non possiamo non partire dal suo inventore. R. Buckminister Full-er (1895-1983) non era un architetto, la definizione che pi volentieri dava di se stesso era quella di scienzi-ato del design de-finendo design una scienza radicata nelle leggi rigorose delleconomia e dellefficienza. Tutte le strutture di Fuller rappresen-tano il frutto di una concezione che ha stravolto, di fatto, le regole composi-tive consolidate: la concezione sistem-ica, da lui adottata fin dallinizio del-la ricerca, lo dis-tacca subito dalla filosofia accadem-ica, in direzione dellarchitettura moderna e, di fatto, anche di quella con-temporanea.

  • 3Fuller con un modellino di sfera geodetica

  • 4Fuller con la sua cupola Flys eye del diametro di circa 20 metri e con la Dymaxion car del 1934, a Snowmass (Colorado), 1981

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  • 7Una rappresentazione grafica del globo terrestre costi-tuito da un solido con sei facce quadrate e otto facce a triangolo equilatero (ico-saedro). La Dymaxion world map, creata nel 1954, una mappa che mostra il globo (isola in un mondo oceano), suddiviso in parti e tradotto in piani, con lo scopo di an-nullare le distorsioni tipiche delle raffigurazioni delle mappe tradizionali.

  • 8La concezione sistemica rappre-senta un modo al-ternativo di conce-pire larchitettura. Per comprenderla necessario abban-donare un atteg-giamento che vede lopera architettoni-ca come composizione di parti o elementi, per abbracciare un principio che intende larchitettura come unit indissolubile, come insieme, la cui forma e il cui sig-nificato vanno ricer-cati allinterno del sistema stesso.Alla luce dei fatti il geode non sem-plicemente una forma pura, ma un sistema indissolubile, perfet-to, complesso, che rientra allinterno di un sistema pi ampio, dal quale non possibile prescind-ere delle parti.

  • 9La cupola geodetica viene utilizzata da coloro che ritengo-no di doversi allon-tanare dal sistema del trilite, in quan-to rappresentazione dellapparato isti-tuzionalizzato, ver-so unarchitettura leggera, libera, eco-nomica.E unarchitettura che si ispira al macroscop i co , l a sfera terrestre e celeste, e al mi-croscopio, il mondo dei microrganismi e dei radiolari. Con il geode di Fuller la copertura assume il ruolo di vero e pro-prio edificio o meglio di involucro la cui pelle, che coincide con la struttura con-tinua, pu assumere diverse configura-zioni. Infatti possi-bile, attraverso par-titure in orizzontale o in verticale, deter-minare degli aumenti di volume, fino a rag-giungere dimensioni considerevoli .

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    Strutture geodetiche natu-rali, immagini di strutture radiolari al microscopio

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    Strutture geodetiche natu-rali, immagini di strutture radiolari al microscopio

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    LA CUPOLA GEODETICA

    La cupola geodetica una struttura em-isferica composta da una rete di travi gia-centi su cerchi mas-simi (geodetiche). Le geodetiche si inter-secano formando el-ementi triangolari che giacciono ap-prossimativamente sulla superficie di una sfera; i trian-goli garantiscono la robustezza lo-cale, mentre le geo-detiche formate dai loro lati distribuis-cono gli sforzi loca-li sull'intera strut-tura. Fra tutte le strut-ture costruite con elementi lineari, la cupola geodetica quella con il mas-simo rapporto fra volume e peso rac-chiuso: struttural-mente sono molto pi forti di quanto sem-brerebbe guardando le travi che le costi-tuiscono.

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    Disegni della pianta e del prospetto, presentati allufficio brevetti

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    Schizzi di studio sullicosaedro e sulle cir-conferenze massime della sfera

    Fuller si serve dellemisfero a 31 circonferenze massime per realizzare la cupola supina, un esperimento fal-limentare, con gli studenti del Black Mountain College, 1948

    A pag seguente: cupola geo-detica in legno

    cupola a triacontaedro rom-bico

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    Studi sui solidi platonici e sui sistemi strutturali po-liedrici

    Il progetto di una cupola geodetica molto complesso, in parte perch non esistono progetti standard di cupole geodetiche pronti, da scalare dimen-sionalmente secon-do le necessit, ma ogni cupola deve es-sere progettata da zero in base alle di-mensioni, alla forma e ai materiali. Esis-tono dei criteri di progettazione basa-ti sull'adattamento di solidi platonici, come l'icosaedro: es-senzialmente consis-tono nel proiettare le facce del solido sulla superficie del-la sfera che lo cir-coscrive. Non c' un modo perfetto di eseguire una simile operazione, perch non possibile con-servare contempo-raneamente i lati e gli angoli originali, e il risultato una soluzione di compro-messo basata su tri-angoli e geodetiche solo approssimativa-mente regolari.

    Il progetto di geo-detiche si pu es-tendere a superfici di forma qualsiasi, purch curva e con-vessa; in questi casi per si rende neces-sario calcolare separatamente ogni trave della struttu-ra, facendo lievitare i costi. A causa delle difficolt di proget-to delle cupole geo-detiche i costruttori tendono a standard-izzarle e a costruire solo pochi modelli di dimensioni prefis-sate.

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    Una playdome da tre metri circa in grado di sostenere undici uomini e una bambina

    VANTAGGI DELLE CUPOLE GEODETICHE

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    Fuller e i suoi studenti appesi alla Necklace dome, 1949

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    Queste cupole sono molto resistenti, e sono tanto pi re-sistenti quanto pi sono grandi. La struttura base pu essere eretta molto rapidamente con el-ementi leggeri e una piccola squadra di operai: cupole di 50 metri di diametro sono state costru-ite in zone isolate con materiali di for-tuna e senza l'uso di una gru. La cupola anche aerodinamica, e pu reggere forti carichi eolici, come quelli creati dagli uragani.

    Oggi esistono molte ditte che vendono sia progetti completi sia materiali per la struttura e le istruz-ioni per il montaggio, semplici abbastanza perch un privato possa costruirsi da solo la propria cu-pola; molti riescono cos a mantenere il costo di costruzione pi basso delle nor-mali abitazioni. Gra-zie all'esperienza accumulata, le tec-niche costruttive sono migliorate con-tinuamente durante i sessant'anni tras-corsi dall'invenzione della cupola geodet-ica, e le nuove case geodetiche hanno risolto quasi tutti gli svantaggi, elen-cati sotto, che af-fliggevano le prime realizzazioni.

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    Un elicottero del corpo dei Marine degli USA solleva una cupola del diametro di 16,5 metri circa, 1954

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    SVANTAGGI DELLE CUPOLE GEODETICHE

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    Come sistema abita-tivo la cupola geo-detica ha una serie di problemi e contro-indicazioni:La forma di una casa geodetica rende problematico rispet-tare le leggi vigen-ti in fatto di camini, scarichi e impianti di ventilazione. I mate-riali gi pronti non si adattano alle forme curve o triangolari della cupola, e la loro lavorazione per adattarli genera una quantit notevole di scarti, che alza i costi di costruzione. Le uscite antincen-dio (obbligatorie per le costruzioni pi grandi) sono pi cos-tose, perch devono essere posizionate in punti che disturbano la struttura e quindi irrobustite.

    Le finestre triango-lari a norma posso-no costare da cinque a quindici volte le loro equivalenti ret-tangolari; gli impian-ti elettrici, idraulici e termici hanno costi maggiorati a causa del lavoro supple-mentare di instal-lazione.La circolazi-one dell'aria e dell'umidit in una cupola sono insolite, e tendono a far mar-cire rapidamente in-fissi e pannellature in legno; la privacy difficile da ottenere, per via delle diffi-colt di suddivisione degli spazi interni: i suoni, gli odori e per-fino la luce riflessa tendono ad essere convogliate lungo tutta la cupola.

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    Casa a cupola fabbricata dalla Dura Dome, Colorado

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    Metodi di costruzione

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    La cupola geodetica di Mon-treal del diametro di circa 15 metri fu costruita nel 1950. Il progetto fu realiz-zato in Canada perch negli Stati Uniti lalluminio era an-cora soggetto a razionamen-to. Si noti come dai nodi si protendano verso lesterno le pertiche, collegate con cavi in tensione

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    Cupola geodetica in legno costruita a Bear island

    Il montaggio della plydo-me, cupola a basso costo realizzata con fogli di com-pensato di spessore vario e destinata a usi molteplici

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    Nel caso di travetti in legno si pratica un foro attraverso di essi ad una es-tremit, che poi viene usato per fissarla ad un cerchio in tubo d'acciaio; i travetti vengono poi tagliati alla misura esatta, e le estremit tagliate vengono forate e as-sicurate a loro vol-ta ad altri cerchi in tubo d'acciaio. Il rivestimento fatto di triangoli di leg-no compensato, in-chiodati alla strut-tura di travett

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