על כיפות גיאודסיות – המבנה שעושה לי את זה

טכנולוגיה נאותה

סיפור האהבה הזה התחיל כמו כל נער שעוזב את העיר, בקיבוץ הקטן והחם קיבוץ לוטן. יצאנו כל הש"שנים לסיור ברחבי הקיבוץ ולפתע היא נגלתה לעיני – הפאפאצ'נגה, נפתחו לי העיניים והצ'אקרות ולא יכולתי להפסיק להביט על המבנה מכל מיני כיוונים ופרספקטיבות, ולהעריץ את צורתה המושלמת. בליבי אמרתי לעצמי יום יבוא והיא תהיה שלי, או לפחות מישהי דומה…

קרה לכם שהתאהבתם במבנה? או בצורה? אולי זה רק אני, אבל יש משהו פשוט מושלם בצורה הזו שנקראת כיפה גיאודסית. סיפור האהבה הזה התחיל כמו כל נער שעוזב את העיר, בקיבוץ הקטן והחם קיבוץ לוטן. יצאנו כל הש"שנים לסיור ברחבי הקיבוץ ולפתע היא נגלתה לעיני – הפאפאצ'נגה, נפתחו לי העיניים והצ'אקרות ולא יכולתי להפסיק להביט על המבנה מכל מיני כיוונים ופרספקטיבות, ולהעריץ את צורתה המושלמת. בליבי אמרתי לעצמי יום יבוא והיא תהיה שלי, או לפחות מישהי דומה…

אז למי שלא מכיר, קצת רקע

הפאפהצ’נגה – הבנוייה מכפות תמרים וצינורות השקיה

הפאפהצ’נגה – הבנוייה מכפות תמרים וצינורות השקיה

הצורה הגיאודסית הומצאה על ידי איש האשכולות המפורסם באקמינסטר פולר מארה"ב. ליתר דיוק, פולר היה זה ששיכלל ופירסם את הכיפות הגיאודסיות ברחבי העולם – הממציא הראשון היה מהנדס גרמני בשם Walther Bauersfeld שעסק בבניית מבני פלנטריום בגרמניה (לא נורא, לפחות לא לקחו לך את הצעד הראשון על הירח…).

כשבאקמינסטר פולר הבין את האפשרויות הגלומות במבנה הזה הוא היה בטוח שהוא פתר את בעיית הדיור בעולם שאחרי מלחמת העולם. אל תטעו – לא מדובר בבחור תמהוני – פולר הצליח לסחוף אחריו אנשים רבים מכל קצוות האוכלוסייה לבנות ולקדם כיפות גיאודסיות בכל העולם.

בית שהוא כיפה גיאודסיתהמשמעות של המילה גיאודסית היא "מעגל גדול" שזהו מושג בגיאומטריה של מעגל החוצה כדור לשני חצאים שווים. הצורה יכולה להיות כדור שלם או חצי כדור (כיפה) המתבססת על משפחת ה "עשרימון" – צורון בעל 20 צלעות (לחובבי הגיאומטריה והמתמטיקה, תוכלו לקרוא עוד בנושא כאן).

הכיפה גיאודסית כפי שאנו מכירים נראית יותר כמו כדורגל. יחידות הבסיס הינם משולשים (שווי שוקיים השונים בגודלם) היוצרים יחד מחומשים ומשושים שלא נמצאים על מישור אחד.

כיפות גיאודסיות נחלקות לסוגים שונים לפי אורכי המוטות (או תדירות המיתרים). למשל כיפה מסוג 2V מורכבת ממוטות בשני אורכים שונים, כיפה 4V מורכבת ממוטות בשישה אורכים וכך הלאה. ככל שיש יותר מוטות מאורכים שונים כך הכיפה תראה קרובה יותר לחצי כדור עגול לחלוטין. באתר הנהדר DesertDomes תוכלו למצוא דיאגרמות הרכבה של כיפות מסוגים שונים גם לפי קוטר הכיפה הרצויה לכם וגם לפי אורך המוט.

http://www.desertdomes.com/pictures/dome/4vdiagram.gif

http://www.desertdomes.com/pictures/dome/3vdiagram2.gif

כיפה של 2v

 

כמו כל גבר קלאסי (קלאסי במובן של זן ואחזקת האופנוע) זו לא היתה אהבה ממבט ראשון אלא אהבה שבאה מתוך החיבור לשכל שמעריך את התכונות המיוחדות שלה.

התכונה הראשונה שגם הכי חשובה לי זה שהיא קלה להשגה! זאת אומרת ממש קלה לבנייה יחסית לכל מבנה אחר. בימינו המסובכים זה בכלל לא מובן מאליו שאפשר לבנות לעצמך בית בקלות יחסית, בסך הכל 2 או 3 אורכים של מוטות, מחברים זהים, ברגים ואומים ושלום על ישראל (וכל העולם גם). הבעיה מתחילה כשנרצה לכסות ולאטום את הכיפה שכן העולם התעשייתי לא אוהב צורת מוזרות כגון משולשים שווי צלעות באורכים שונים שיוצרים הרבה פחת של חומר.

התכונה השנייה היא החוזק האדיר שלה, שבניגוד לכל מבנה אחר ככל שנגדיל את המבנה הוא ילך ויתחזק. איך זה קורה? כאשר מגדילים את המבנה ומקטינים את אורך המוטות, ישנן יותר נקודות חיבור וכך המסה של המבנה מתחלקת על יותר נקודות. כמו כן, בשונה ממבנה על עמודים שבו העמוד נושא את המשקל, במקרה של הכיפות כיוון הכוח המופעל על החומר בנקודת החיבור הוא בניצב למוט. אולי נושא החוזק לא מטריד אותנו ביום-יום אבל במקרה של רעידת אדמה חזקה זה יכול להיות ממש קריטי.

תכונה שלישית היא היעילות הארכיטקטונית, משמע – הכיפה מכילה יותר נפח ליחידת שטח מה שמוביל לחיסכון בחומרי בנייה (לא צריך לבנות קומה שנייה, אלא רק גלריה).

למרות כל אלה, הניסיון בבניית כיפות כבתים לא הצליח כפי כקיווה פולר, שכן גם לכיפה יש חסרונות (חייבים להודות) הצורה המיוחדת מייקרת מאוד את עלויות הבנייה, וגם מקשה על השימוש בריהוט סטנדרטי, החזרי הקול מהקירות יכולים ליצור מצבים לא נעימים…סוד שנלחש בקצה אחד של הכיפה יכול להגיע היישר לאוזן שלא אמורה לשמוע. כך שהיום נראה את המבנה בעיקר כחממות ענק (פרוייקט עדן בתמונה) וכמבני ציבור שונים ומשונים.

 

בטח אתם שואלים את עצמכם בשלב זה שתי שאלות: איך לא רואים מבנה כזה מוצלח בטבע?  וכיצד בונים אותה? אז לגבי הטבע הצלחנו להמציא את הכיפות הגיאודסיות לפני שהצלחנו להמציא את המיקרוסקופים שיראו את המולקולות במבנה הגיאודסי. מולקולה זו, הנקראת Fullerene או Buckyball כהוקרה לבאקמינסטר פולר כמובן, מכילה פחמן בלבד (כמו יהלום וגרפית) נמצאת בטבע ולאחרונה גם התגלתה בחלל. אז אל תדאגו אמא טבע חשבה על זה קודם…

 

לגבי השאלה השנייה… חכו למדריך הבא :)

לתוכן זה נכתבו 7 תגובות

  • שלום אייל אני מורה לעיצוב ואמנות ואשמח אם תיצור איתי קשר לשיתוף פעולה
    050-7890304
    תודה, נעמי

  • נחמד מאוד (=
    מה שחשוב ומאוד קריטי זה שהכיפופים בסוף המוטות יהיו מכופפים נכון וזווית הכיפוף של אזור החיבורים, מבאס לשנות בעשר מעלות 165 מוטות (בדום V3) בשני הצדדים אחרי שכבר עשית את המלאכה פעם אחת .
    *יש לך טעות לגבי משהו שכתבת, בדום V4 יש 6 אורכי מוטות .

      • בכיף (=
        יהיה נחמד כשיהיה מדריך פשוט בעברית להפנות אליו אנשים ששואלים במקום לפצוח בהרצאה .

עליך להתחבר כדי לבצע פעולה זו...

הצטרפות

דילוג לתוכן