Купольные конструкции архитектура: Г. А. Цвингман. Основные типы куполов, их конструкция и архитектура. 1936

Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 72.036; 624.074.2

Н . А. Ку з я е в а В. С. Горбунова

Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей

В данной статье речь пойдет о развитии купольных конструкций в мире. Появившись как вариант завершения здания религиозного культа, в современной архитектуре они уже перекрывают здания общественного назначения. В статье показано их совершенствование и приобретение ими новых функциональных назначений на примерах выдающихся памятников архитектуры.

Ключевые слова: архитектура, архитектурный стиль, строительство, купольные конструкции, перекрытие-оболочка, сетчатая оболочка, геодезический купол, купольный дом.

N. A. Kuziaeva V. S. Gorbunova

Dome construction as a w-ay of realization of new architectural ideas

In this article we will focus on the development of domed structures in the world. Appearing as a variant of the completion of the building of a religious cult, in modern architecture they already cover public buildings. The article shows their improvement and acquisition of new functionalities to outstanding examples of architectural monuments.

Keywords: architecture, architectural style, construction, dome structures, thin-shell structures, gridshell, geodesic dome, dome house.

истории строительства купольные конструкции довольно часто являлись завершениями зданий; и в этой статье речь пойдет о развитии купольных решений в мире, начиная с древности и заканчивая применением их в современной архитектуре.

Купол не был известен египтянам и редко использовался греками, но стал важным элементом в римской архитектуре. Попытки создания криволинейных крыш, в том числе и куполов, предпринимались еще в Древнем Риме. До V столетия купола сооружались только над круглыми в плане сооружениями. Таковым является самый древний купол из ныне существующих. Он расположен в римском Пантеоне, возведенном примерно в 128 году нашей эры. Отметим, что первыми материалами были камень и дерево, но из-за сложности обработки и эксплуатации камень перестали использовать. Купол Пантеона был построен впервые с применением более совершенного материала — бетона, в котором скрыт скелет из кирпичных арок. Распор купола и его тяжесть воспринимаются массивными стенами толщиной 6 метров. Для облег-

чения стен и придания им зрительной легкости в них было установлено 8 внутренних больших ниш и столько же наружных пустот.

Он представляет собой большое инженерное достижение античности и вплоть до XIX в. он был обладателем купола самого большого диаметра. Несколько столетий спустя (в 537 году) был построен еще один огромный купол, возведенный уже над квадратным в плане сооружением. Это Собор Святой Софии в Константинополе. Поддерживаемые столбами арки, своды, полукупо-ла и купола стали ведущими конструктивными элементами. Дальнейшее развитие структур и форм самого купола сдерживалось «кирпичной» технологией его строительства.

Далее продолжается использование куполов в строительстве памятников архитектуры, но оно использовало принципы возведения купола Пантеона, тщательно изучая его конструкции. Новую жизнь купольной конструкции подарили мастера эпохи возрождения. Это, например, Брунеллески, спроектировавший и построивший купол Санта-Марии-дель-Фьоре во Флоренции. Стоит отметить, что Брунеллески принадлежит

новаторское инженерное решение по расчленению несущих и ограждающих конструкций — идея постройки двухслойного каркаса, укрепленного ребрами. Это был один из первых шагов перехода от архитектуры Средневековья к архитектуре Ренессанса.

Одно из выдающихся творений архитектора конца XVII начала XVIII века Кристофера Рена — Собор Святого Павла — причудливым образом сочетает элементы готики, классицизма и барокко и является примером дальнейшего развития и совершенствования купольных конструкций. Его рассмотрим более подробно.

Рен не хотел возводить собор в существующем прежде готическом стиле, и поэтому, в процессе проектирования ему пришлось трижды полностью менять проект. Первые два были отвергнуты комиссией, а третий предполагал большой храм с куполом и двумя башнями-звонницами. Рен создает тройной купол, подобных которому не было еще в архитектуре. Его купол — трехслойный. Он состоит из внутреннего, играющего роль потолка, и внешнего, видимого только снаружи, который поддерживает деревянный каркас, покрытый свинцовыми листами.

Купол сам по себе интересен по форме. В геометрическом смысле он повторяют изгиб подвешенной цепи без груза (она называется цепная линия). Все звенья такой цепи сдавлены силой тяжести и, если ее перевернуть, получается отличная устойчивая структура. К такой форме архитектора подтолкнул Роберт Гук, известный своими работами в области химии и физики. Но основную нагрузку на себе несет купол, полностью скрытый от глаз зрителя, расположенный между внутренним и внешним куполами и имеющий форму конуса. Он сделан из кирпича и служит опорой для фонаря весом в 800 тонн.

В процессе строительства Рену приходилось решать еще много проблем. Было обращено внимание на то, что при столь большом размере купола и его массивности, внутри храма отсутствовали колонны, поддерживающие свод. Рен приводил собственные точно выверенные расчеты, пытаясь убедить комиссию, что колонны не нужны и купол не рухнет на головы прихожан. Однако ученому не поверили и распорядились установить колонны, подпирающие купол и своды собора.

Рен выполнил это требование, но лишь частично: возведенные по его проекту колонны не достигают потолка собора, между капителями и самим потолком остается свободное пространство, однако, осматривая собор снизу, увидеть это практически невозможно. Будучи гениальным ученым, он решал и другие возникающие проблемы, например, создал ложный второй этаж, чтобы замаскировать массивные контрфорсы, которые поддерживают стены нефа и купол.

На этом купольные решения не остановились. На протяжении веков они совершенствовались

в зависимости от применяемого строительного материала. Так, конец XVIII века открыл новую эпоху в строительстве куполов — существенно стали расти пролеты, уменьшаться толщина оболочки. Все это вкупе с прочным материалом позволяло создавать проекты сооружений с куполами до 100 метров в диаметре. Появившаяся в начале XIX века сетчатая конструктивная схема только упрочнила положение металла.

Конструкция купола стала куда прочнее, более легка при монтаже, экономичней и выглядела куда изящней по сравнению с куполами из дерева и железобетона, а главное она позволила возводить сооружения до 250 метров в диаметре, что, естественно, не является ее пределом. Постепенно, от своей первостепенной задачи — перекрытие больших пространственных частей здания — они перешли к выполнению и некоторых других. Например, эстетическое украшение городской застройки, создание яркого, запоминающегося образа здания.

И если раньше купольные конструкции применялись в архитектуре общественных зданий, преимущественно в храмовых сооружениях, то уже позже купольные конструкции стали использоваться в зданиях другого функционального назначения. Еще в XIX веке купола используются редко в строительстве домов, но постепенно — в строительстве больших оранжерей, в планетариях, в аудиториях, складах, ангарах. С развитием технологии строительства и появлением новых материалов, в том числе полимерных, архитекторы стали проектировать ещн более разнообразные формы купольных перекрытий.

Уже в конце века — 1896 году российский инженер и архитектор В.Г.Шухов запатентовал свою конструкцию перекрытий зданий и сооружений, получившую название перекрытие-оболочка, которая включает в себя выпуклые, висячие, сетчатые и мембранные оболочки. Примером дальнейшего совершенствования архитектурной формы и несущей сетчатой оболочки является геодезический купол.

На рисунке 1 представлена купольная конструкция, созданная архитектором Ричардом Фуллером (бывший Павильон США на Экспо-67)

Эти купола обладают большой несущей способностью; простые сооружения создаются очень быстро из достаточно легких элементов силами небольшой строительной группы; купола также обладают идеальной аэродинамической формой, благодаря чему их можно возводить в ветреных и ураганных районах.

На рисунке 2 показан самый большой в мире купол, выполненный в виде однослойной структуры по схеме lattice.

Патент на конструирование геодезических куполов получил Ричард Фуллер. Он считается родоначальником строительства купольных домов. Это еще одна революционная идея, свя-

Рис. 1. Монреальская Биосфера

Рис. 2. Спортивный комплекс Нагоя (Япония)

Перспективы Науки и Образования, 2014, №1

занная с применением купольных конструкций. Купольный дом обладает рядом колоссальных преимуществ: имеет необычный внешний вид, свободную планировку внутренних помещений из-за отсутствия внутренних опорных стен и колонн, возможность установки в сейсмически неблагополучных районах, минимальные требования к фундаменту. Его отличает относительная дешевизна постройки и эзотерическая составляющая. Однако, этот дом не получил массового распространения.

Имеются еще два варианта выдающихся сооружений с применением купольных конструкций. Это стадион «Астродром», построенный в 1965 году в Хьюстоне (США) и являющийся родоначальником крытых стадионов с куполоо-

бразной крышей. Среди подобных зданий можно выделить крупнейшее сферическое сооружение в мире — Глобен-Арена, построенное в 1989 году в Стокголме (Швеция).

Благодаря огромному опыту мирового строительства и архитектуры сейчас новаторские идеи сменяют одна другую с большой скоростью. Вот уже и в индивидуальных домах применяются купольные решения. Ознакомившись с их историей, как один из вариантов реконструкции Пензенского планетария (г. Пенза, Россия), можно предложить купольную конструкцию, которая либо будет возрождать идеи прошлого — напоминать купол реновского Собора, либо отвечать требованиям современности — использовать элементы оболочки-перекрытия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю. В. Алексеев, В. П. Казачинский, В. В. Бондарь «История Архитектуры, градостроительства и дизайна». Курс лекций. — М. Издательство АСВ, 2004, — 448с.

2. Википедия — свободная энциклопедия [сайт]. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page (дата обращения: 06.12.13)

3. Википедия — свободная энциклопедия [сайт]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения: 09.12.13)

4. Никонова Е.Р. Социальное проектирование в подготовке архитекторов к профессиональной деятельности. Анализ мотивационной составляющей. [Электронный ресурс]/ Перспективы науки и образования, 2013. — №6. Режим доступа: http://pnojournal.files.wordpress.com/2013/10/pdf_130519.pdf (дата обращения: 5.12.2014).

REFERENCES

1. U. V. Alekseev, V. P. Kazachinskii, V. R. Bondar’ «Istoriya arhitekturi, gradostroitel’stva I dizaina» [«The history of architecture, city construction and design». Course of Lectures]. Moscow, Print house ASV, 2004, 448 p.

2. Wikipedia — the free encyclopedia [site]. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page (accessed 5 February 2014).

3. Wikipedia — the free encyclopedia [site]. Available at: http://ru.wikipedia.org/wiki (accessed 5 February 2014).

4. Nikonova E.R. Social engineering in the training of architects to professional activity. The analysis of motivational component. Perspektivy nauki i obrazovaniia — Perspectives of science and education, 2013. no.6. Available at: http://pnojournal.files.wordpress. com/2013/10/pdf_130519.pdf (accessed 5 February 2014).

Информация об авторах Кузяева Наталия Андреевна

(Россия, Пенза)

Студентка архитектурного факультета. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

E-Mail: [email protected]

Горбунова Валентина Сергеевна

(Россия, Пенза)

Доцент, кандидат филологических наук, доцент кафедры «Иностранные языки». Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

E-Mail: [email protected]

Information about the authors Kuziaeva Nataliia Andreevna

(Russia, Penza)

Student of Architectural faculty.

Penza State University of Architecture and Construction.

E-Mail: Kusyaev@hotmail. com

Gorbunova Valentina Sergeevna

(Russia, Penza)

Associate Professor, PhD in Philology, Associate Professor of the Department «Foreign languages». Penza State University of Architecture and Construction.

E-Mail: [email protected]

Сводчато-купольные распорные конструкции | Architectural Idea

В ряде стран (Бирма, Лаос, Вьетнам) применялась кладка из кирпича на известковом растворе. В Бирме из кирпича возводились клинчатые своды и купола.

Сводчато-купольные распорные конструкции получают наибольшее развитие в Индии в XIII — XV!! I вв. на основе иранской и среднеазиатской техники, в связи с проникновением ислама и строительством мечетей и мавзолеев. Грандиознейшая среди этих построек — мавзолей Адиль-шаха «Г ол-Г умбаз» в Биджапуре (1626— 1660 гг. ), купольное покрытие которого — одно из крупнейших в мире (диаметр 41 м). Купол несколько приплюснутой сферической формы выложен кольцевыми рядами кирпичной кладки без кружал на толстых слоях известкового раствора.

Строительные достижения Китая, Японии и других дальневосточных стран наиболее интересны в развитии стоечно-балочных деревянных конструкций (табл. XX!). Из дерева строились не только народное жилище, но и дворцы знати, общественные и большинство культовых зданий. В течение веков в Китае были выработаны традиционные типы конструктивных систем и вместе с буддистскими постройками они распространились в Корею, Японию и другие страны. Типы конструкции канонизировались и стандартизировались строительными правилами. Так, в 1130 г. китайцем Ли Минчжуном был написан трактат «Инцзаофаши>; («Методы архитектуры»), в котором предписывались правила по изготовлению и производству деревянных конструкций и деталей. В Японии с ранней поры утверждения буддизма существовало травило, согласно которому деревянные храмы должны были обновляться через каждые 20 лет посредством создания абсолютной копии, что позволило сохранить в неизменности древнейшие типы культовой деревянной архитектуры.

Тип деревянной конструкции сложился в Китае к Vi —VII вв. вместе с формированием основных типов построек. Ее основу составляют стойки и балки со сложной системой карнизного опирания крыши посредством нескольких ярусов деревянных кронштейнов — «доугунов». В этой системе в определенной последовательности сочетаются два основных элемента: квадратная в плане опорная плита — брус со скошенными внизу гранями («доу») и поддерживающий его продолговатый брусок со скругленными снизу углами («гун»). Детали унифицировались и в зависимости от величины карниза и его выноса варьировались их число, габариты и комбинации.

Опирающиеся на стилобат стойки каркаса связывались наверху продольными и поперечными балками. Между наружными стойками устанавливались деревянные панели; в верхней части— решетки. На севере страны стены иногда выкладывались из кирпича, в толще которого скрывались стойки каркаса.

Купол | Архитектура и Проектирование

Купол (итал. cupola — купол, свод, от лат. cupula, уменьшительное от cupa — бочка) — вид перекрытия (свода), близкий по формек полусфере. Формы купола образуются различными кривыми, выпуклыми наружу. В куполе обычно возникают горизонтальные усилия (распор), которые передаются на поддерживающую его конструкцию или воспринимаются нижним (опорным) кольцом самого купола. Каменные (кирпичные) купола могут опираться на цилиндрический постамент (барабан). Если куполом завершается прямоугольная в плане ячейка здания, переход от квадрата к круглому (или эллиптическому) основанию купола решается с помощью специальных сводов — парусов или тромпов. Купольные перекрытия впервые получили развитие в архитектуре Древнего Рима (в зданиях терм и общественных зданий — базилик). Для римской архитектуры характерны купола полусферические купола с кессонированной внутренней поверхностью. В средние века разнообразные по конструкции купола использовались главным образом в храмовой архитектуре. С осознанием роли купола во внешнем облике здания изменяются и его наружные очертания относительно внутренних; позже над ними появляются внешние оболочки (отличные по очертаниям от собственно купола), обычно в виде криволинейного покрытия по деревянным стропилам (ранний пример — собор Сан-Марко в Венеции, IX—XI вв. ). Купола с внешними оболочками, опирающиеся на постаменты — барабаны, получили широкое распространение в русской средневековой архитектуре (см. Глава), а также в зодчестве Средней Азии. В эпоху Возрождения такие купола распространились в архитектуре Западной Европы, подчас становясь доминантой городской застройки. В архитектуре Возрождения получают распространение зонтичные купола и римские кессонированные купола. Постройки Андреа Палладио (XVI в.) послужили примером, следуя которому архитекторы вновь стали использовать купола в светских зданиях; эта тенденция получила развитие в XVIII в. Со второй половины XIX в. применяются купола с металлическим каркасом и остеклением, купола из дерева и железобетона. В XX в. с развитием монолитного и сборного железобетона, тонкостенных сводов-оболочек и металлических конструкций резко увеличилось многообразие структур и форм куполов: появились ребристые, ребристо-кольцевые, сетчатые, с волнистой внутренней поверхностью, «геодезические» (образованные из стандартных многоугольных элементов), сборные и другие купола. Возникают новые типы куполов: из полимерных материалов, с двойной надувной оболочкой и др.

Ложный купол — купол, построенный по принципу ложного свода.

купольные и оболочечные конструкции, купола и оболочки, проектирование

Пространственным развитием арок являются купольные и оболочечные конструкции, которые позволяют реализовать эффективные и привлекательные решения для концертных залов, больших помещений общественного спортивного и иного назначения. Купола и оболочки, являясь преимущественно выпуклыми конструкциями, всегда являются акцентами среды застройки и органично вписываются в природный рельеф. Кроме того, положительная кривизна позволяет максимизировать внутренний объем при минимальной внешней поверхности, что сокращает расходы на ограждение и подчеркивает компактность здания.

Классификация куполов и оболочек

Формы, которые образовывают купольные конструкции, представляют собой криволинейные или разбитые на плоскости пространственные поверхности положительной кривизны.

Различают в основном сферические, эллиптические и стрельчатые купола. Также иногда вычленяют конические, зонтичные и некоторые другие формы. Как правило, купола организовываются на круглом или овальном плане как поверхности вращения, но также применимы и трех-, четырех-, многоугольные планы и другие конфигурации, повышающие конструктивную и архитектурную сложность. По конструктивной системе выделяют в основном ребристые, ребристо-кольцевые и сетчатые купола. Ребристый купол представляет собой конструкцию, образованную из радиально расположенных арок. В верхней точке арочные ребра замыкаются на кольцо, работающее на сжатие. В нижней части купол должен иметь опорный контур или фундамент, воспринимающий радиальный распор и заземляющий вертикальное усилие.

Ребристо-кольцевые купола имеют горизонтальные меридиональные кольцевые элементы, которые образуют с ребрами единую пространственную систему, а также выполняют роль прогонов покрытия.

Сетчатые купола могут не иметь ребер, в них стержни расположены в определенном порядке, основанном на регулярной системе ячейки либо блока. Наибольшее распространение получили треугольные системы геометрии ячеек сетчатых куполов, а также геодезические, стержни которых являются ребрами элементов многогранников, вписываемых в сферическую поверхность купола.

Конструкции покрытий из сетчатых куполов, имеют существенные преимущества перед другими пространственными покрытиями:

Экономичная форма и выразительный архитектурный внешний вид.

Технологичность монтажа, однотипность и легкость монтируемых элементов.

Свободная внутренняя планировка.

Оболочки являются конструкциями, которые сопредельны с куполами по своему формообразованию. Они могут образовывать своды, складки и цилиндрические поверхности. По конструктивной схеме различают континуальные оболочки, которые образуют сплошные поверхности, и дискретные, которые формируют из отдельных элементов. Континуальные оболочки формируются из тонко- или толстолистовой сплошной либо профилированной стали, и использоваться как ограждающие и как самостоятельные несущие конструкции. Дискретные оболочки образуют из отдельных регулярно расположенных стержней. Они могут быть также классифицированы как пространственные стержневые конструкции, описанные выше, и иногда как сетчатые купола, являясь синтезом различных принципов взаимодействия несущей системы с внешним силовым потоком.

Особенности проектирования куполов и оболочек

Купола и оболочки являются конструкциями, которые активизируют свою поверхность для рассредоточения внешнего силового потока. Ребристые и ребристо- кольцевые купола рассчитывают и проверяют почти также, как и арочные конструкции. При проверке первого предельного состояния сетчатых куполов и оболочек контролируют прочность и устойчивость отдельных стержней, а также местную и общую устойчивость стержневой системы. Континуальные оболочки требуют особого внимания, листы, из которых они состоят, работают в сложном напряженно-деформированном состоянии и подвержены местной потере устойчивости. Прогибы пологих куполов и оболочек также являются фактором, влияющим на их формообразование и размеры сечений.

Из-за сложных поверхностей купола и оболочки требуют тщательного внимания при сборе ветровых и снеговых нагрузок. Для большепролетных и сложных по форме конструкций могут потребоваться специальные аэродинамические исследования. Также большие поверхности листовых оболочек чувствительны к температуре, которая может действовать неравномерно. Диаметральный размер ребристых и ребристо-кольцевых куполов принимают в границах 24-100 м, а подъем высоты 1/5-1/8. Высота ребер принимается в пределах 1/60-1/100 пролета, а шаг ребер в уровне нижнего опорного кольца – 6-12 м. Однослойные сетчатые купола позволяют перекрывать наибольшие пролеты для купольных конструкций – до 150 м, а двухслойные – до 400 м при строительной высоте сечения 1/100-1/150 пролета. Диапазон применимости однослойных сетчатых оболочек 30-60 м. При более значительных пролетах рекомендуется применять двухслойную сетчатую структуру с отношением строительной высоты к перекрываемому пролету 1/50-1/100.

Купола и оболочки как конструктивный инструмент архитектурной формы

Поскольку округлые формы оказывают психологически позитивное воздействие, соответствуя нашему внутреннему архетипу целостности, купольные строения создают комфортную и гармоничную архитектурную среду. Благодаря значительному внутреннему пространству и большепролетности купола и оболочки нашли широкое применение как покрытия спортивных комплексов, концертных залов, выставочных павильонов и т. д. Современные технологии моделирования быстровозводимых зданий и производства стальных конструкций дают возможность континуальным и дискретным оболочкам формировать нестандартные и смелые решения, обладающие высокой архитектурной выразительностью. Хотя тонкостенность континуальных листовых оболочек визуально не различима, их основное преимущество-это, как и у мембран, совмещение несущих и ограждающих конструкций. Дискретные оболочки, напротив, могут быть оставлены максимально открытыми во внутреннем и внешнем пространстве. Кроме того, максимально открытые выпуклые конструкции могут быть использованы для дополнительного расширения функциональных возможностей. Например, на них могут быть размещены солнечные батареи, обеспечивающие быстровозводимому зданию нулевой энергетический баланс, как это сделано в решении стадиона Kaohsiung.

Куполный дом — архитектура будущего!

Сравнительно новое направление в архитектуре – купольные дома. Конструкция и дизайн такого помещения требуют минимальных затрат, при этом обеспечивают высокую функциональность жилого пространства и отличную эстетику.

Особенности технологии постройки дома-купола

Как основу для проекта используют классическую геодезическую купольную конструкцию, возводимую по методу каркасного строительства. При этом обязательно учитывают обеспечение вентиляции кровли (изготавливают ее, используя керамопласт), гидроизоляцию здания, особенности установкидверных и оконных проемов. Обязательно применяют экологически чистый утеплитель.

Можно использовать один из четырех способов сооружения купола:
коннекторный – конструкция создается из заранее изготовленных заготовок при помощи коннекторов и бруса;
бесконнекторный – в этом случае купол создается при помощи панелей или брусьев, идеально подогнанных по размерам;
легкие сооружения, в основе которых металлопрокат или пластиковые трубы;

Несколько лет назад никто не верил в популярность таких домов, но, как показала практика, экономия при строительстве и эксплуатации превысила классические представления о внешнем виде дома.

Процесс возведения купольного дома

Прежде всего, заказчик оговаривает с исполнителем место размещение и размеры дома, составляют эскизный план, подбирают необходимые материалы. Каждый дом начинается с фундамента. Поскольку вес купольного сооружения на 30% ниже, чем вес обычного дома, то можно использовать облегченный фундамент ленточного типа. Параллельно подводятся необходимые инженерные коммуникации.

Выбор оптимальной частоты купола – важный момент строительного процесса, обычно руководствуются диаметром сооружения. Чем выше частота, тем более гладким будет дом, но при этом значительно увеличивается число составных элементов. Поэтому расчеты ведут, исходя из конкретного случая. Чаще всего строят дом, который будет иметь обычные вертикальные стены из кирпича или дерева, на которые крепится сама купольная конструкция.

Особенности дома позволяют использовать разнообразные виды оконных и дверных проемов. Целесообразно не поддаваться соблазну широкого остекления, поскольку это ведет к потере тепла и удорожанию проекта.

На первом этаже можно установить треугольные окна, а на мансарде – стандартные прямоугольные проемы.

Благодаря наличию окон в кровле купола и в основе жилища, в установке специальной вентиляционной системы дом не нуждается. Устройство кровли достаточно простое – фанера накрывается гидроизоляционной пленкой, сверху укладывается черепица.

Утепление купольного дома достаточно просто выполняется, поскольку внутренние сегменты купола представляют собой ячейки, которые заполняет подходящий утеплитель.

Внутренняя отделка зависит от пожеланий заказчика, для этих целей используется гипсокартон, фанера или доска обрезная. Дом, построенный по образцу купола, дает пространство и воздух, позволяет существенно экономить и обеспечивает собственника действительно уникальным жильем.

Купольные дома

Гармония сферы – закономерность мироздания

О многом, что нас ожидает в ближайшем и отдаленном будущем, мы узнаем из фантастической литературы и фантастической живописи. При этом предвидения огромного большинства фантастов основаны не столько на утилитарных сугубо научных знаниях, сколько на интуитивном озарении – способности, дарованной Свыше. И хотя мысленное конструирование процессов и явлений представителями фантастического жанра осуществляется по-своему, есть вещи, в творческом осмыслении и творческом воссоздании которых все они поразительно единодушны.

Одним из наглядных примеров подобного единства мнений и видения являются порожденные фантазией авторов литературных произведений и живописных полотен здания будущего, в которых нет места прямым углам и вообще углам как таковым. Все они без исключения, будь то космические станции первопроходцев на далеких планетах, земные города грядущих тысячелетий или даже жилища эльфов и гномов в сусально-сказочном фэнтези, наделены сферическими очертаниями, имея то шарообразную, то эллиптическую, то куполоподобную форму. Что это: цепь случайностей? Возможно, но тогда не лишним будет вспомнить старую истину о том, что любая цепь случайностей – всегда закономерность.

Форма шара, эллипсоида или их половинки – купола, таким образом, изначально не является творением человеческого гения – гений человека разумного способен был лишь ее воссоздать, воплотив в реальные осязаемые объекты. Присущее макромиру отсутствие прямых линий и углов – закономерность не общепланетарного либо даже общегалактического, а вселенского масштаба, закономерность мироздания, гармонии, которой подчиняется все сущее. В основу гармонии, идет ли речь об архитектурных формах, музыке, живописи или даже самой теории познания, изначально заложено доминирование плавных округлостей над зубчатыми изломами, легато над стаккато, близких по тону цветовых сочетаний над контрастными, а в общем смысле – добра над злом. Думается, совсем не случайно в массовом сознании на протяжении всей истории человечества носители доброго начала неизменно ассоциируются с гармоничными образами и мироощущениями, носители же начала злого, напротив, всегда вызывают отвращение и страх именно в силу отсутствия в них гармонии, величественной плавности.

И если попытаться экстраполировать общефилософскую концепцию об изначальной гармонии сферы на реальную практику повседневной жизни, то окажется, что наиболее наглядное и очевидное воплощение она нашла в архитектуре купольных зданий и сооружений.

Немного истории

Купольная архитектура – достояние истории, дошедшее до нас из глубины веков. Многие постройки куполовидной формы, создаваемые еще на заре цивилизации, дошли до наших дней практически без изменений и поныне распространены в малозаселенных местностях с экстремальными климатическими условиями, где господствуют ветры, солнечная радиация, предельно высокие или, напротив, чрезмерно низкие температуры. Это юрты жителей пустынь, яранги северных народностей и, конечно же, создаваемые из спрессованного снега и льда безупречные по форме эскимосские иглу. Именно способность противостоять разгулу стихии, обеспечивая при этом вполне комфортные условия для проживания, обусловила жизнестойкость этих нехитрых творений человеческих рук на протяжении тысячелетий. Археологические находки в местах с более мягким климатом позволяют констатировать, что и здесь куполовидные постройки были в почете, однако в силу разных причин оказались вытесненными пришедшей им на смену архитектурой прямоугольных форм. Впрочем, о достоинствах купола и, в частности, их способности аккумулировать космическую энергию люди помнили всегда, что проявилось, например, в создании куполов православных храмов. Однако в полной мере второе рождение купола в мировой архитектуре состоялось лишь в середине ХХ века и было ознаменовано гениальным изобретением американского архитектора и инженера Ричарда Бакминстера Фуллера, получившем название «Геодезический купол». Что лишний раз подтвердило неразрывную связь времен и верность библейского афоризма: «Нет ничего нового под солнцем, ибо все новое – это лишь забытое старое».

Купольные дома – господствующая тенденция в современной архитектуре и зодчестве будущего

Любая современная архитектурно-инженерная конструкция в форме геодезического купола – наглядный образец применения фуллеровской геометрии, в основу которой заложен принцип векторного разделения пространства на правильные многогранники-тетраэдры, грани которых в форме равносторонних треугольников размещаются вдоль так называемых геодезических линий – кратчайших расстояний между двумя точками на криволинейной поверхности. Практическое воплощение этого фундаментального принципа обеспечивает возможность наиболее эффективного заполнения пространства, а значит и максимального использования структурных прочностных характеристик материалов, применяемых для создания купольной конструкции. Таким образом, наиважнейшее достоинство геодезического купола заключается в его способности накрыть максимально возможный объем пространства при наименьшем расходе стройматериалов. При этом конструкция купола будет тем прочнее и легче, чем большее пространство он покрывает. В реальной строительной практике несущий каркас геодезического купола состоит из соединяемых под определенными углами прямолинейных элементов строго рассчитанной длины. В качестве исходных материалов могут быть использованы железобетонные балки, деревянный брус, полые стержни из металла или пластмассы и т.п.

В настоящее время геодезические купола нашли повсеместное применение при создании спортивных сооружений (стадионы, бассейны, ледовые арены, теннисные корты и т.д.), выставочных павильонов, полярных и радиолокационных станций, множества других строительных конструкций. При этом купольная архитектура – тенденция не только настоящего времени, но и обозримого будущего, поскольку особые надежды на нее возлагают исследователи космоса, считающие купольные конструкции неотъемлемой составляющей орбитальных космических комплексов, проектов освоения планет Солнечной системы.

Достоинства экстерьера купольных архитектурных конструкций

При возведении зданий традиционных архитектурных форм внимание строителей прежде всего акцентируется не столько на эстетике экстерьера, сколько на обеспечении функциональных преимуществ: защите от неблагоприятных атмосферных факторов, возможности использования оптимального солнечного освещения и естественного дренажа, особенностях рельефа местности, на которой здание расположено. Вот почему дома классической архитектуры зачастую не в полной мере гармонируют с природным окружением, в результате чего заметно снижается потенциал визуализации как самого здания, так и его окрестностей.

Купольные дома избавлены от этого недостатка благодаря возможности их независимого от внешних факторов размещения на застраиваемом участке, что обеспечивает наличие множества выгодных точек обзора прилегающего к зданию ландшафта. Идеальны и условия инсоляции: каждая из треугольных поверхностей в составе оболочки купола открыта солнечному свету. Позитивные эмоции вызывает сам внешний облик такого дома: купольная конструкция способна не только идеально вписаться в какой угодно ландшафт, но и стать его украшением в качестве элемента общей гармонии. При этом предельно широки возможности обустройства в едином архитектурном ансамбле различных вспомогательных пристроек: подсобных помещений, гаража, оранжереи, солярия, веранды, бассейна и т.п. Таким образом, создается дополнительное пространство, не только не наносящее ущерб внешнему виду здания, но и визуально обогащающее его экстерьер.

Эстетика интерьера в подкупольном пространстве

Важнейшая особенность купольных конструкций – полное отсутствие в них несущих стен, что высвобождает пространство и делает творческие возможности дизайнера интерьера практически безграничными. На руку здесь играет все: и наличие соборных потолков по типу храмовых (что, кроме всего прочего, обеспечивает идеальную акустику), и равномерность распределения светового потока, и беспрепятственная циркуляция воздуха – залог великолепной вентиляции и тепловой конвекции. Высокие характеристики естественного освещения обеспечиваются благодаря свойству сферического купола рассеивать свет, в то время как помещения прямоугольных очертаний, напротив, свет поглощают. В подтверждение достаточно отметить, что внутри купольного здания всегда светлее, чем снаружи, на улице. Что же касается акустических преимуществ, то они выражаются в на треть большей по сравнению с прямоугольными зданиями степени шумопоглощения, отсутствии резонансных явлений, равномерности распределения звуковых волн.

И все же основное достоинство подкупольного интерьера – обилие пространства. Кажущаяся небольшой величина купольных зданий – не более, чем обман зрения. Так, при семиметровом радиусе купола площадь его основания составит примерно 153 квадратных метра при высоте в наивысшей точке потолка от семи метров. Как видим, пространство для жизнедеятельности просто огромно и может быть в разы увеличено в случае обустройства под единым сводом второго, а то и третьего, мансардного этажа. В этом случае общая внутренняя площадь здания указанных параметров составит уже не 153, а более 300 квадратных метров!

Эксплуатационные преимущества купольных зданий

Основные эксплуатационные преимущества построек по типу геодезического купола обусловлены их сферической формой и состоят в следующем:

при одинаковых с постройками классических прямоугольных очертаний значениях полезной площади купольные дома имеют намного больший объем внутреннего пространства, что, в свою очередь, обуславливает наличие большего количества воздуха и света внутри помещений, а также тридцатипроцентное сокращение расходов на стройматериалы;
минимальная площадь наружной поверхности при одинаковой с «прямоугольным» домом полезной площади внутренних помещений – залог меньшего рассеивания тепла в осеннее-зимний период и меньшего поглощения тепла весной и летом: результат – тридцатипроцентное снижение финансовых затрат на кондиционирование и обогрев;
остекление купольного здания может быть произвольным вплоть до сплошного – количество окон и площадь остекления не влияет на прочностные характеристики купола;
конструктивно сферический купол – очень прочное сооружение, несмотря на отсутствие тяжелых перекрытий, системы стропил, отдельной кровли: результат – способность выдерживать большую снеговую нагрузку и высокая сейсмоустойчивость, что позволяет возводить купольные здания на Крайнем Севере и в сейсмически нестабильных регионах;
купола отличаются идеальной аэродинамической обтекаемостью, вследствие чего способны успешно противостоять торнадо, штормовым и ураганным ветрам;
за счет меньшей площади внешней поверхности внутрь купольного здания проникает меньше уличного шума, что обеспечивает комфорт пребывания людей;
благодаря симметрии сферы появляется возможность максимально эффективной пространственной ориентации размещенных на куполе солнечных батарей и модулей солнечных коллекторов.

Особенности возведения купольных строительных конструкций

Создавать купольные дома выгодно во всех отношениях, поскольку:

с древнейших времен купольные конструкции обоснованно считаются архитектурными формами исключительной прочности, причем значение несущей способности купола будет тем большим, чем больше площадь его основания, при этом прочностные характеристики купола практически не зависят от прочности применяемых для его обустройства стройматериалов;
геодезический купол, при его высокой прочности, конструкция очень легкая, поэтому возведение купольного здания не требует обустройства дорогостоящего тяжелого фундамента;
по сути, геодезический купол можно уподобить детскому конструктору с предельно малой номенклатурой типовых составляющих, вследствие чего оптимизируется весь процесс сборки, не требующий участия большого количества квалифицированного персонала;
кроме того, поскольку элементы купола легко монтируются вручную за счет их малого веса и незначительных габаритных размеров, строительство не нуждается в использовании тяжелой строительной техники;
процесс возведения купольных конструкций выгодно отличается от строительства обычных зданий своей простотой и минимальным расходом строительных материалов;
при возведении купольных домов можно применять все стандартные решения, используемые в ходе строительства обычных зданий прямоугольной конфигурации.

Недостатки геодезического купола

Как и любая строительная конструкция, геодезический купол не избавлен от определенных недостатков, среди которых доминируют:

определенная сложность в расчетах на этапе проектирования, поскольку купол невозможно начертить и рассчитать лишь в двух плоскостях, что требует наличия специальных компьютерных программ с возможностью 3D-графики;
возведение купольных зданий – дело новое и пока недостаточно емко описано в специальной литературе, вследствие чего к строительству необходимо привлекать к профессионалам в данной области, чьи услуги стоят недешево;
частая необходимость применения нестандартных комплектующих, таких, как пожарные лестницы, двери, окна и т.п. – подобные изделия могут изготовить только специализированные предприятия, и себестоимость их довольно высока.

Впрочем, описанные издержки – явление временное, являющееся следствием опережения инновациями инерции консервативных подходов, а потому легко преодолимое. За купольной архитектурой – будущее, и ее многочисленные достоинства несравнимо более значимы.

Заключение

Путь любого новшества к звездным высотам всегда тернист и никогда не бывает усыпан розами. В полной мере это относится и к купольной архитектуре, которая, несмотря на все препятствия, упорно «набирает обороты». Такая тенденция вполне закономерна: стремление людей к гармонии неизбывно и непреодолимо. Пройдет какое-то время, быть может, всего два-три десятка лет, и привычный глазу современный облик жилых поселков и городских кварталов изменится до неузнаваемости. Убогие, обезличенные кубические постройки бесследно исчезнут вместе с изжившими себя стереотипами, а им на смену придут безупречные очертания устремляющихся к Солнцу купольных конструкций, отображающих истинную гармонию человеческих мыслей и чувств.

Купольные конструкции – архитектура будущего

В последнее время в архитектуре наметилась тенденция возврата к классическим решениям. Не остаются в долгу и малые формы: спросом пользуются купольные конструкции — сферические шатры с тентами из ПВХ и сборной основой из оцинкованной стали. Купола издревле были обязательным элементом церквей, да и само внутренне пространство полусферы настраивает на особый лад, вызывает ощущение гармонии и завершенности.
Область применения

Гармоничная форма – не единственное достоинство купольных конструкций. Шатры-полусферы используют повсеместно благодаря их мобильности и простоте монтажа. Аренда или покупка вместительного купола с надежным каркасом дает возможность проведения любых мероприятий на природе, на городских площадях и в парках при любой температуре «за бортом».

В таком переносном доме можно провести свадебное пиршество или корпоратив, организовать выставку, показ мод, разместить выездной ресторан, теннисный и любой спортивный клуб. Немалым успехом пользуются купольные конструкции у организаторов музыкальных, танцевальных и прочих фестивалей, их используют для проведения занятий по йоге, размещения библиотек, лекториев. Зимой в шатре можно расположить раздевалку и пункт выдачи спортивного инвентаря.
Преимущества и дополнительные резервы

Купольные конструкции от «Royal Tent» просты в монтаже, прочны и устойчивы, тентовое покрытие не промокает и не продувается ветром. Сферические шатры можно устанавливать на любой ровной поверхности, они выдержат сильные порывы ветра, вес снежного покрова и прочие климатические перипетии.

Помимо аренды шатров, доставки и монтажа куполов разных размеров наша компания предлагает полный спектр услуг, способных превратить полусферу в банкетный или выставочный зал, шикарный ресторан, модный подиум, ночной клуб или закрытую арену для выступлений. Мебель и освещение, кондиционирование и утепление, установка подиумов и сцен, теплого пола, декор, печать любых изображений на тентах, — в нашем распоряжении есть все необходимые инструменты, и вам остается лишь выбрать свой вариант.

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю использования в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру. Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

В простейшем виде купол представляет собой полый полусферический конструктивный элемент. Однако существует множество вариаций этой основной формы, и «Справочник по строительству зданий» описывает купола как: «Оболочки двойной кривизны, которые могут быть образованы с вращением любой изогнутой геометрической плоской фигурой, вращающейся вокруг центральной вертикальной оси.’

Купола произошли от арок, изначально приспособленных только для небольших зданий, таких как хижины и гробницы; однако по мере развития методов строительства и проектирования они стали более популярными как средства демонстрации величественных сооружений, таких как соборы, законодательные здания и, в последнее время, здания для отдыха, такие как спортивные стадионы.

В терминах семиологии, усиливая центральность и сингулярность, форма купола явно выражает примат круга пространства, расположенного непосредственно под ним.

С исторической точки зрения репрезентативная эффективность купола сделала его популярным среди тех, кто стремится укрепить понятие централизованной и единственной системы власти, будь то абсолютная монархия, монотеизм, гегемонистская диктатура, фашизм и так далее.

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

Купола могут быть построены из различных материалов, от традиционной каменной кладки и бетона до чугуна, дерева и стали. В последнее время легкие материалы, такие как архитектурные ткани и кабельные конструкции, также использовались для создания «куполов»; по большей части это не настоящие купола, поскольку их составные части имеют антикластическую форму, однако надутые тканевые конструкции могут иметь форму купола.

Традиционные купола могут быть высокоэффективными конструкциями, подобными аркам. Они являются самонесущими, стабилизируются силой тяжести, действующей на их вес, чтобы удерживать их в сжатии. Они могут охватывать большие площади и не требуют промежуточных столбцов, создавая свободное пространство внизу.

Однако вес традиционных куполов вызывает толчки вниз и наружу. Нисходящая тяга должна передаваться на фундамент, в то время как толчок наружу должен выдерживаться, чтобы предотвратить обрушение купола.Это сопротивление может быть обеспечено массой опорных стен, контрфорсами или натяжным элементом, например кольцом по периметру, тросом или цепью.

[править] Купол Corbel

Возведенный в эпоху палеолита, это одна из самых ранних купольных форм, также известная как «купол улья». Это не купола в строгом смысле слова, так как они образованы горизонтальными слоями кладки, которые слегка консольны до встречи в центре.

[править] Хранилище монастыря

Монастырские своды, также известные как купольные своды, имеют многоугольную форму в горизонтальном поперечном сечении.Они выгнуты к центру от постоянной точки пружины вдоль стены.

[править] Купол скрещенной арки

Это один из самых ранних типов ребристых сводов, в которых ребра, вместо того, чтобы встречаться в центре купола, переплетаются, образуя многоугольники, оставляя пустое пространство в центре. Самый ранний известный пример — Великая мечеть Кордовы в Испании, датируемая 10 веком.

[править] Геодезический купол

Геодезические купола — это сферические конструкции, состоящие из сети треугольников, которые обеспечивают самоуравновешивающийся структурный каркас при использовании минимального количества материалов.Их разработал американский инженер и архитектор Бакминстер Фуллер в конце 1940-х годов.

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

Эти купола характеризуются тем, что они выступают за пределы диаметра основания и плавно сужаются в форме овала (S-образная кривая). Их высота обычно превышает ширину, часто они позолочены или ярко раскрашены.Они традиционно связаны с русской архитектурой, в частности с их многоглавыми церквями. Для получения дополнительной информации см. Собор Василия Блаженного.

[править] Овальный купол

Овальный купол можно определить как купол, план или профиль (или оба) которого имеют овальную форму. Геометрия определяется как использование комбинаций дуг окружности, переходящих в касательные точки.

[править] Вращающийся купол

Также известные как «полусферические купола», они представляют собой половину сферы, построенную на круглой кольцевой балке.

[править] Купол тарелки

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонтика

Также известен как «ребристый», «парашютный» или «зубчатый» купол. Они разделены на изогнутые сегменты, которые повторяют кривую отметки. Радиальные линии структуры, которые действуют как «ребра» купола, проходят вниз по пружине от вершины.

[править] Купол кабельной сети

Хотя купола не являются традиционными в том смысле, что они не являются конструкциями сжатия, а являются конструкциями натяжения, конструкции кабельной сети могут принимать общую куполообразную форму, хотя отдельные секции, как правило, имеют плоскую или антикластическую форму (а не синкластическую форму куполов сжатия).Купол тысячелетия в Лондоне представляет собой купол из кабельной сети и диаметром 320 м является одним из крупнейших куполов в мире.

[править] Надутые купола

Надутые конструкции образуются путем сжатия объема воздуха, заключенного в легкую тканевую мембрану. Надувные конструкции могут принимать куполообразную форму и обычно используются для пространств, требующих большого ограждения, не прерываемого колоннами, таких как обтекатели, склады, спортивные сооружения, стадионы и так далее.

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю использования в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру.Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

В простейшем виде купол представляет собой полый полусферический конструктивный элемент. Однако существует множество вариаций этой базовой формы, и «Справочник по строительству зданий» описывает купола как: «Оболочки двойной кривизны, которые могут быть вращательно образованы любой изогнутой геометрической плоской фигурой, вращающейся вокруг центральной вертикальной оси».

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю использования в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру.Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю использования в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру.Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

10 фактов об архитектуре купола, которые вы не знали —

Купол (происходит от Domus на латинском языке ) — это замечательно эффективный способ ограждать большое пространство, и эта форма может быть замечена на вершине некоторых из самых известных и впечатляющих зданий в мире.Купол — это самонесущий конструктивный элемент, напоминающий изогнутую полую верхнюю половину сферы. Купол может опираться непосредственно на стены, колонны, барабан или систему скоб или подвесов, используемых для поддержки перехода формы от квадрата или прямоугольника к круглому или многоугольному основанию купола. Вершина купола может быть закрытой или открытой в виде окулуса, покрытого куполом или фонарем, в зависимости от функции.
Купольная архитектура используется с доисторических времен с технологическими достижениями для достижения желаемых пролетов.Купола строились веками из различных материалов, таких как грязь, снег, камень, дерево, кирпич, бетон, металл, стекло и пластик. Купола также связаны с символикой таких пространств, как морг, небесные, правительственные традиции, наука и т. Д. Купола в современном мире можно найти над религиозными зданиями, законодательными палатами, спортивными стадионами и различными функциональными сооружениями.

Вот десять вещей, которые вы, вероятно, не знали об архитектуре купола:

1.«Вигвам» был самой ранней простой куполообразной структурой, которая была задокументирована

На языке оджибве wiigiiwaam — это полупостоянное купольное жилище, ранее использовавшееся американскими племенами и представителями коренных народов. Они до сих пор используются для церемониальных и ритуальных мероприятий. Эти конструкции представляют собой каркас из арочных столбов, часто деревянных, покрытых каким-либо коровым рубероидом. Спецификации строительства зависят от культуры, региона и доступности материалов. Замечательные материалы, используемые для кровли, — это трава, щетка, кора, тростник, циновки, тростник, шкуры или ткань.

2. Собор Святой Софии представляет собой оригинальный дизайн, покрывающий план базилики с куполом

После расхождения с римским Западом началась византийская эпоха. Собор Святой Софии Юстиниана был необычным и новаторским, без каких-либо известных прецедентов, как он покрывает план базилики с куполом и полукуполами. Повторяющиеся землетрясения вызвали три частичных обрушения купола, а также потребовали ремонта.В нем используется особый стиль: купол ставится на квадратное основание, что сочетает в себе светскую мощь купола и духовность христианства с формой базилики. До завершения строительства базилики Святого Петра он был самым большим подвесным куполом в мире и имел меньшую высоту, чем любой другой купол такого большого диаметра.

Внутренний вид с изображением христианских и исламских элементов на вершине главного купола © en.wikipedia.org Поперечный разрез Собора Святой Софии © scihi.org Купол Собора Святой Софии, иллюстрирующий строительство каркаса © www.alamy.com

3. Впервые в Москве купола позолочены методом гальваники золотом

Многоглавый храм — типичная форма русской церковной архитектуры, которая отличает Россию от других православных народов и христианских конфессий. Обилие древесины в России сделало деревянные купола привычными и способствовало популярности луковичных куполов, поскольку их легче формировать из дерева, чем из кирпича. Одним из таких примеров является собор Василия Блаженного на Красной площади в Москве, один из самых известных культурных символов России.Русские купола, как правило, ярко окрашены, где химическое золочение с использованием ртути применялось в некоторых случаях до середины XIX века, особенно в гигантском куполе Исаакиевского собора. Впервые современный метод золотого гальванического покрытия был использован при золочении куполов Храма Христа Спасителя в Москве, самого высокого православного храма в мире.

4.Купол Санта-Мария-дель-Фьоре — самый большой каменный купол из когда-либо построенных

Филиппо Брунеллески спроектировал восьмиугольный кирпичный купольный свод над Флорентийским собором и фонарь на куполе. Брунеллески использовал новый узор в виде елочки, который позволял кирпичу самоусиливаться при укладке, и, следовательно, кирпичи не падали со стены при наклоне. По сей день купол Флорентийского собора является самым большим каменным куполом из когда-либо построенных. Брунеллески выиграл соревнование, не показав никаких планов, с одним лишь яйцом.Он сказал комиссии, что раскроет свои планы, если они заставят яйцо стоять на столе. Поскольку им это не удалось, он разбил яйцо на две части и положил одну половину скорлупы поверх другой, заставив яйцо встать вертикально.

5. Купола в Индии иллюстрируют слияние персидской и индийской архитектуры

Слияние персидской и индийской архитектуры можно увидеть в куполах различных архитектурных элементов.В куполе Тадж-Махала луковичная форма происходит от куполов персидских тимуридов, а навершие с основанием из листьев лотоса — от индуистских храмов. Гол Гумбаз, или Круглый купол , является одним из самых массивных куполов из каменной кладки с наиболее технически продвинутой техникой, использованной в Декане. Последней известной исламской гробницей, построенной в Индии, была гробница Сафдара Джанга. Центральный купол трехслойный, с двумя слоями плоского внутреннего кирпича и внешним слоем из выпуклого мрамора с украшением из листьев лотоса наверху.

6. Первыми постоянными мембранными куполами с воздушной опорой были обтекатели, построенные после Второй мировой войны

США разрабатывали трансконтинентальную сеть для наблюдения за советской угрозой. Следовательно, радиолокационные купола были спроектированы и построены Уолтером Бердом после Второй мировой войны под названием «Обтекатели». Берд обнаружил новый материал, используемый НАСА для скафандров миссии «Аполлон» — стекловолокно, покрытое тефлоном. В рамках недорогого плана Radomes можно было создать постоянные версии с использованием стекловолокна с тефлоновым покрытием, и к 1985 году большинство купольных стадионов по всему миру использовали эту систему и до сих пор являются наиболее знаковыми фигурами в истории холодной войны.

7. Бакминстер Фуллер — архитектор геодезических куполов

Самая узнаваемая архитектура Фуллера, относительно авангардная для своего времени, прославилась. Геодезический купол, сферическая структура, запатентованная Фуллером, с омни-триангулированной поверхностью, которая придавала ему сверхпрочность. Купол, созданный в павильоне США на Всемирной выставке 1967 года, а ныне научный музей под названием Монреальская биосфера, является одной из его самых известных работ.Первоначальная модель дома с геодезическим куполом Бакминстера Фуллера в настоящее время также выставлена в Музее современного искусства в Нью-Йорке. В 1960 году Фуллер также описал 3-километровый геодезический купол, охватывающий центр Манхэттена, для регулирования погоды и уменьшения загрязнения воздуха.

8. Биосфера 2: Крупнейшая купольная конструкция закрытой системы

Биосфера 2 призвана продемонстрировать жизнеспособность замкнутых экологических систем для поддержки и поддержания жизни человека в космическом пространстве.В его первоначальном эксперименте приняли участие восемь человек, и он оставался крупнейшей закрытой системой, которую пытались сделать на сегодняшний день. Планировалось исследовать сеть взаимодействий внутри жизненных систем в различных биологических биомах с командой из восьми человек, называемых «биосферами». Он поддерживал концепцию Бакминстера Фуллера «Космический корабль Земля» и исследовал идею биосферы как убежища от бедствий, таких как ядерная война. Днем тепло солнца заставляло воздух внутри расширяться, а ночью он охлаждался и сжимался.Чтобы избежать воздействия огромных сил и при этом поддерживать постоянный объем, в конструкции использовались большие диафрагмы, называемые «легкими».

9. Купол Тысячелетия, легкая прочная конструкция

Millennium Dome изготовлен из стекловолокна, покрытого PTFE (тефлоном). К опорам подключаются кабели, которые помогают растягивать мембрану. Это девятое по величине здание архитектуры купола в мире по полезному объему.Лондонский архитектор Ричард Роджерс спроектировал Купол тысячелетия в форме дикобраза в качестве временного сооружения, которое возглавит человечество в следующую тысячу лет, но в конечном итоге стал центральным элементом развлекательного района O2. Вся конструкция крыши весит легче, чем воздух, заключенный внутри здания. Хотя его называют куполом, он на самом деле не один, поскольку он не самонесущий, а представляет собой гигантский навес, поддерживаемый куполообразной кабельной сетью из двенадцати королевских столбов.

Купол тысячелетия, сооружение в виде дикобраза © ru.wikipedia.orgIMG 2 — Растяжимая конструкция над куполом © en.wikipedia.org

10. Предложение НАСА по колонии Лунный купол

Примерно в 2005 году куполообразный лунный город диаметром 25 миль и высотой 5000 футов над кратером Шеклтона начал распространяться на аэрокосмических конференциях. Планируется, что город будет состоять из нескольких участков, соединенных транспортной системой пригородных железнодорожных линий. По мере расширения подземной инфраструктуры будут строиться и интегрироваться в систему субшкальные купола все большего размера.Таким образом, подземное основание продолжает защищать купольную конструкцию от повреждений даже после завершения строительства. Сам купол будет прочной конструкцией и, когда будет завершен, будет поддерживать реальные жилые, развлекательные и деловые помещения для первого лунного поселения.

Колония Лунного купола © medium.com Предложение НАСА © medium.com Стеклянный купол над колонией с унифицированной плиткой © medium.com

Ссылки:

https://en.wikipedia.org/wiki/Dome

https: //www.florenceinferno.com / the-brunelleschi-Dome /

https://www.architecturaldigest.com/gallery/buckminster-fuller-architecture

купол | Национальное географическое общество

Купол — это изогнутое образование или конструкция. Он имеет форму полусферы. Представьте, что вы разрезаете апельсин пополам и кладете его разрезанной стороной вниз на стол. Это форма купола, хотя большинство куполов в природе не имеют идеально округлой формы.

Некоторые естественные купола образуются, когда магма из глубины Земли выталкивает вверх поверхностные слои горных пород.Этот тип геологического купола может образовываться при проникновении магмы между двумя слоями осадочной породы. Магма создает форму купола или треугольника, раздвигая другие слои. Затвердевшая магма, образующая этот тип купола, называется лакколитом.

Лавовые купола образуются по мере затвердевания лавы на вулканических жерлах. В вулкане Чайтн в Чили продолжающееся извержение, начавшееся в 2008 году, формирует купол лавы рядом с другим куполом, который полностью заполнил кратер, когда вулкан извергался 9400 лет назад.

Купол другого типа формируется в основном в результате выветривания и эрозии, в результате которых изогнутые пласты породы отделяются от большого массива горных пород.Купол Чима в пустыне Мохаве в американском штате Калифорния когда-то был горой. Со временем выветривание и эрозия стерли гору и превратили ее в округлый купол.

Соляные купола

Соляные купола возникают, когда каменная соль поднимается через вышележащие осадочные породы. Соль накапливается по мере высыхания древних морей. В конце концов, над этим слоем соли образуются отложения. Соль менее плотная, чем у большинства других пород, и она медленно движется вверх к поверхности, образуя куполообразный холм.

Одним из самых известных соляных куполов является остров Эйвери в американском штате Луизиана. Остров Эйвери — соляной купол, окруженный низменными болотами дельты реки Миссисипи.

Со временем эти соляные купола могут прорваться сквозь поверхностные слои горных пород. Иногда соли под соляным куполом достаточно, чтобы создать соляной ледник. Соляные ледники ведут себя как ледяные ледники, медленно движущиеся вниз по склону горы. Соляные ледники наиболее активны зимой, когда они наполняются влагой от снега и дождя.Горы Загрос в Ираке и Иране образовали серию соляных куполов и имеют активные соляные ледники.

Соляные купола — важные промышленные объекты. Соль — ценный минерал, используемый в производстве пластмасс, пестицидов, консервантов и оборудования для пожаротушения. Соляным шахтам около острова Эйвери и в горах Загрос сотни лет.

Соляные купола также важны для нефтяной промышленности. Соляные купола удерживают нефть между слоями породы.Нефтяные скважины могут пробуриться в соляной купол и добыть нефть. Соляные купола на побережье и под Мексиканским заливом часто открывают залежи нефти.

Архитектурные купола

Купола — одна из наиболее известных особенностей архитектуры или структуры зданий. Один из самых известных куполов — Тадж-Махал, мавзолей в Агра, Индия.

Купола часто используются для правительственных зданий, таких как Капитолий США в Вашингтоне, округ Колумбия. Они также используются в религиозной архитектуре, такой как Купол Скалы, исламский храм в Иерусалиме, Израиль; и Флорентийский собор, католическая церковь во Флоренции, Италия.(Флорентийский собор даже называют Дуомо или куполом Брунеллески в честь его архитектора Филиппо Брунеллески.)

В русской архитектуре есть купола в форме луковиц. Самые известные из этих луковичных куполов, вероятно, принадлежат собору Василия Блаженного в Москве.

Геодезические купола создаются с помощью сложной серии треугольников. Геодезические купола — эффективное архитектурное решение; они прочнее, легче и быстрее возводятся, чем более традиционные здания. Они также заключают в себе большое пространство с минимумом материалов, труда и энергии.

Хотя геодезические купола занимают много места, людям нелегко использовать их форму и пространство. Большая часть мебели и оборудования предназначена для плоских стен. Хотя некоторые геодезические дома были построены, большинство геодезических куполов используется для общественных вольеров или спортивных сооружений.

Купольная конструкция — South Industries

Архитектурные купола издавна использовались для строительства важнейших зданий. От Кремля в Москве до Капитолия США в Вашингтоне, округ Колумбия, купола появляются на некоторых из самых знаковых правительственных зданий по всему миру.Точно так же купола часто используются в зданиях религиозного значения, включая луковичные купола собора Василия Блаженного в России, Дуомо (Флорентийский собор) в Италии, Купол Скалы в Иерусалиме и даже Тадж-Махал в Индии.

В то время как исторические купола продолжают использоваться для обозначения зданий, имеющих большое культурное значение, современные монолитные купольные конструкции образуют здания многих типов в США и во всем мире. Монолитные купола используются гораздо чаще, чем многие думают.Причина популярности монолитного купола кроется в фактической структуре самого купола.

Как устроены купола?

Важно понимать форму купола, а также действующие на него силы природы, чтобы понять, как он работает. Проще говоря, купол — это самонесущая криволинейная конструкция, имеющая форму части сферы. Купол опирается на несколько существенных сил, чтобы поддерживать полусферическую крышу без колонн или другой опорной системы, поднимающейся из-под пола:

Нормальная сила — эта сила природы является опорной силой, оказываемой на конструкцию купола через контакт с основанием и землей, на которой опирается здание.Эта сила давит вверх от земли.
Гравитация — эта сила природы возникает из-за того, что земля притягивает все объекты к своему центру и тянет купол вниз. Гравитацию также можно описать как вес материалов, из которых изготовлен купол.
Сжатие — эта сила действует на каждый компонент купола, давя на него с обеих сторон. Представьте себе купол, построенный из кирпичей; каждый кирпич получает давление со стороны окружающих его кирпичей, чтобы удерживать его на месте.
Напряжение — эта сила действует извне от каждого компонента купола.В нашем примере с кирпичным куполом представьте, что каждый кирпич прижимается и поддерживает кирпичи рядом с ним.
Тяга — вышеупомянутые силы объединяются, чтобы давить вверх (нормальная сила) и тянуть вниз (сила тяжести), уплотняя купол и увеличивая сжатие и растяжение, которые стабилизируют изогнутую поверхность купола. Когда силы достигают этого равновесия, линия тяги обеспечивает его устойчивость.

Монолитные купола, не построенные из отдельных кирпичей, используют те же принципы силы для создания исключительно прочной купольной конструкции.Сначала возводится бетонный фундамент кольцевой формы, армированный стальной арматурой. Затем пневматическая (заполненная воздухом) форма формирует следующий этап — изоляционный слой из пенополиуретана. Наконец, в зависимости от диаметра круга и высоты купола, арматурный стержень расширяется над слоем пенопласта, обеспечивая структуру, направляющую слой напыляемого бетона, который сформирует окончательную оболочку крыши купола.

Почему купольная конструкция выгодна?

Люди осознали преимущества купольных конструкций на протяжении тысячелетий.Купола меньшего размера использовались со времен появления некоторых из первых непещерных жилищ, известных человечеству, в виде куполообразных крыш глиняных хижин, иглу и т.п. Эти меньшие конструкции, естественно, поддались купольной конструкции из-за доступных материалов и инструментов — в основном природных элементов, рук и простых формующих инструментов. Более того, купола позволяли увеличить пространство внутри конструкции без необходимости использования внутренних опор.

Древние римляне тоже осознали преимущества отказа от традиционных опорных конструкций.Раньше архитекторы и греки, и римляне полагались на колонны для поддержки своих более крупных каменных зданий, даже когда римляне начали широко использовать арки в своем крупномасштабном строительстве. Когда стало ясно, что купольная конструкция (по сути, арка на 360 градусов) не требует внутреннего лабиринта из колонн, чтобы поддерживать ее, родилась купольная структура Пантеона.

Современные монолитные купольные конструкции обладают многочисленными преимуществами, намного превосходящими их предшественников, в том числе:

Прочность.Благодаря принципам силы, перечисленным выше, а также прочным материалам, используемым для создания монолитного купола, купола могут выдерживать невероятную силу и нести большие нагрузки. Сила, приложенная к вершине (наивысшей точке), распределяется по поверхности купола до бетонного основания.
Прочность. Из-за этой прочности купольные конструкции обычно служат намного дольше, чем другие конструкции того же размера. Они устойчивы к ветру из-за своей изогнутой поверхности и довольно регулярно переносят сильные штормы без повреждений.Кроме того, монолитные купола водонепроницаемы и огнестойки благодаря своей конструкции.
Техническое обслуживание. По сравнению с традиционными черепичными, черепичными, металлическими и другими популярными промышленными и жилыми кровельными материалами, кладка или бетон купола требуют относительно небольшого ухода. В основном это связано с отсутствием таких вредителей, как термиты, а также с общей прочностью материалов.
Энергоэффективность. В то время как обширный характер купольной конструкции может показаться, что нагрев и охлаждение будет дорогостоящим, в случае монолитного купола верно обратное.По сравнению с деревянными конструкциями монолитный купол из пенобетона служит для идеальной теплоизоляции конструкции. Это позволяет кондиционированному воздуху циркулировать внутри, не выходя наружу, что снижает затраты на электроэнергию.
Космос. Наконец, наиболее заметным преимуществом купольной конструкции является огромное пространство, создаваемое внутри конструкции без необходимости в опорах, поднимающихся с пола под ней. Получающееся открытое пространство позволяет архитекторам проектировать помещения внутри купольной конструкции практически любой конфигурации и приводит к истинной индивидуализации интерьера.

Какие типы зданий могут получить выгоду от купольных конструкций?

Как уже упоминалось, купольные сооружения существовали на протяжении всей истории человечества, от мельчайших индивидуальных жилищ, таких как иглу и глиняные хижины, до самых важных правительственных зданий и религиозных соборов, когда-либо созданных человеком. Современный монолитный купол, который несколько отличается от кирпичных, глиняных и снежных куполов прошлого, может похвастаться таким же разнообразием.

Многие типы зданий могут воспользоваться преимуществами купольных конструкций, в том числе:

Школьные здания: Большой объем универсального внутреннего пространства и общая долговечность купольной конструкции хорошо подходят для такого долговечного здания, как школьное здание.Кроме того, как постоянные посетители, так и сообщества получают преимущества в области энергоэффективности и экономии средств.
Промышленные здания: Монолитные купольные конструкции используются во всем мире для хранения промышленных материалов, таких как песок, соль, известь и т. Д. Долговечность и низкие эксплуатационные расходы купольных конструкций защищают находящиеся внутри материалы, не требуя особого ухода.
Коммерческие здания: Предприятиям во многих отраслях необходимы большие открытые пространства, не прерываемые внутренними опорами.Независимо от того, построено ли здание для размещения автопарка или внутреннего пространства для собраний, купольные конструкции чрезвычайно полезны для коммерческого использования.
Общественное здание: Купольные конструкции могут принести пользу общественным зданиям, церквям, конференц-центрам и местам для собраний всех видов, обеспечивая большое количество внутреннего пространства. Эти конструкции также полезны для сообществ, поскольку они не требуют обслуживания или высоких затрат на энергию для поддержки в течение долгого срока службы.

Первое имя в монолитных купольных конструкциях

South Industries уже давно считается ведущим новатором в области монолитных купольных конструкций. Основатели Рэнди, Барри и Дэвид Саут разработали уникальный метод строительства монолитного купола, описанный выше, чтобы решить несколько проблем, создаваемых традиционной архитектурой, и воспользоваться многими преимуществами купольных конструкций. Чтобы получить дополнительную информацию о нашем процессе, преимуществах монолитной купольной конструкции для вашей организации или запланировать экскурсию по проекту купола рядом с вами, свяжитесь с South Industries сегодня.

Ресурсов:

https://www.penn.museum/documents/education/penn-museum-china.pdf

https://www.products.pcc.eu/en/blog/how-monolithic-domes-are-created-a-few-facts-about-modern-construction/

https://concretedomestructures.weebly.com/analysis-of-domes.html

https://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-2/Types-of-Forces#:~:text=The%20normal%20force%20is%20the,the%20weight%20of%20the%20book .

https://www.nationalgeographic.

Купольные конструкции архитектура: Г. А. Цвингман. Основные типы куполов, их конструкция и архитектура. 1936

Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Сводчато-купольные распорные конструкции | Architectural Idea

Купол | Архитектура и Проектирование

купольные и оболочечные конструкции, купола и оболочки, проектирование

Классификация куполов и оболочек

Особенности проектирования куполов и оболочек

Купола и оболочки как конструктивный инструмент архитектурной формы

Куполный дом — архитектура будущего!

Особенности технологии постройки дома-купола

Можно использовать один из четырех способов сооружения купола:

Процесс возведения купольного дома

Купольные дома

Купольные конструкции – архитектура будущего

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

[править] Монолитный купол

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

[править] Монолитный купол

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

[править] Монолитный купол

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

[править] Купол Corbel

[править] Хранилище монастыря

[править] Купол скрещенной арки

[править] Геодезический купол

[править] Монолитный купол

[править] Луковый купол

[править] Овальный купол

[править] Вращающийся купол

[править] Купол тарелки

[править] Купол зонтика

[править] Купол кабельной сети

[править] Надутые купола

10 фактов об архитектуре купола, которые вы не знали —

купол | Национальное географическое общество

Купольная конструкция — South Industries

Как устроены купола?

Почему купольная конструкция выгодна?

Какие типы зданий могут получить выгоду от купольных конструкций?

Первое имя в монолитных купольных конструкциях

Добавить комментарий Отменить ответ

Информация

Служба поддержки

Дополнительно

Личный Кабинет