Следующая статья была написана Джеем Болдуином в 1985 году, а затем опубликована в Институте Бакминстера Фуллера (за 16 лет до того, как проект «Eden» в Великобритании открыл свои двери для публики).
С тех пор, как Баки впервые продемонстрировал перспективу геодезической структуры, дизайнеров привлекает идея прозрачных куполов. Однако на практике это оказалось проблемой — высокие затраты на строительство, утечка воды и плохо контролируемый поток тепла (неприлично в наши дни) были одними из проблем даже в великолепных куполах.
В 1969 году, работая резидентом факультета контркультуры «Pacific High School» в Северной Калифорнии, я натолкнулся на идею собрать купол с отдельными раздутыми прозрачными виниловыми треугольниками.
Всего было сделано шесть «подушечных» куполов, прежде чем было обнаружено, что винил выделяет канцерогенные газы. Этот процесс длится около шести лет, прежде чем воздействие солнечного света берет свое. В то время другого подходящего материала не было, поэтому мы сократили дальнейшее развитие проекта.
Десять лет спустя, работая в New Alchemy Institute на Кейп-Коде, возникла серьезная проблема в знаменитой солнечной теплице Института «Арк», одной из самых первых низкоэнергетических теплиц.
Дюпон щедро согласился пожертвовать материал на изготовление подушек, другие средства были предоставлены за счет гранта Национального фонда искусств. Команду Новой Алхимии консультировал Джон Тодд (один из основателей Института) и капитан Джон Вулф, который также проводил солнечные вычисления, а направление садоводства вела Лиз Фиал.
«Арк» содержит растущую среду, состоящую из интенсивных органических садов, орошаемых выхлопом из больших прозрачных резервуаров с рыбой. Резервуары также служат эффективным теплоотводом, позволяя в помещении формироваться климату, достаточному для выращивания бананов в феврале (в Новой Англии), без источника тепла из ископаемого топлива.
Проблема состояла в том, что из-за горячей влажной атмосферы разрушалась структура здания. Из-за чувствительности рыбы к фунгицидам древесина не могла быть эффективно защищена. Кроме того, вентиляторы с циркуляцией воздуха использовали электричество от близлежащего ядерного объекта, что очень противоречило философии Института Новой Алхимии.
Новая Алхимия уже имела сильно изношенный купол из стекловолокна. Я предложил заменить его на версию купола-подушки, выполненного из алюминия и Tefzel, материала DuPont, относящегося к тефлону. Тефзель инертен, не выделяет ничего противного, не пахнет и устойчив к большинству химикатов. Насколько известно, он не разлагается на солнце вообще. Он более прозрачен, чем стекло, и, в отличие от почти всех других материалов для остекления, пропускает ультрафиолет, который, по-видимому, сдерживает рост плесени.
Другие признаки включают устойчивость к прохождению длинноволнового инфракрасного света, дающего полезный «парниковый эффект», сильную устойчивость к проколам и разрывам.
Подушки были изготовлены в три слоя, откалиброваны вместе со швом в 3 дюйма от края материала. Газонаполнительный клапан был установлен с одного угла. Подушки монтировались на трубчатую раму с помощью длинных полуцилиндрических зажимных полос, выполненных из щелевой водопроводной трубы из ПВХ. 3-дюймовые откидные створки на каждой подушке перекрывались «под уклон» под зажимными планками перед тем, как прикрепляться к раме с помощью 3/16-дюймовых привертов, разнесенных на каждые 6 дюймов. Это создавало надежное, механическое, водонепроницаемое уплотнение, способное противостоять тяжелым погодным условиям и сокращению расширения, которое привело к такому количеству утечек в других куполах. Подушки были вырезаны из рулонного сырья без отходов.
Наполнение происходит с помощью газа (аргона) под давлением. Аргон инертен, нетоксичен и на 30 процентов лучший изолятор, чем воздух. Подушки имеют толщину примерно 4 дюйма в центре, что дает эффективную прозрачную изолированную панель с тройным остеклением примерно такой же проницаемости, что и один слой солнечного стекла с низким содержанием железа. Подушки также обеспечивают определенную степень защиты от огня — если кокой-то элемент повредится пламенем, инертный газ быстро погасит его. Еще один атрибут — очень хорошая акустика. Выпуклые подушки полностью убирают неприятное эхо, обычно встречающееся в куполах.
Сферическая рама диаметром 31 фут, 3 частоты, 3/8 дюйма была изготовлена из алюминиевой трубы 40 дюймов T6 с диагональю I дюйм 6061 — замечательный материал. Грубые центры штампованного алюминиевого листа были покрыты раковинами, приспособленными от крышек кемпинга. Внутри купола рама изолирована с помощью 1-дюймовой изоляционной щели для труб с закрытыми порами пополам в продольном направлении и защищена тонкой металлической перемычкой. Пять верхних и пять нижних треугольников, открытых пружинными стойками, обеспечивают вентиляцию. Они достаточно хорошо уплотнены, чтобы обеспечить только 1/10 воздушной замены в час при закрытии.
Когда подушки надуваются, весь купол подвергается сжимающей нагрузке, которая имеет тенденцию противостоять значительному ветровому подъему. Эта предварительная нагрузка вместе с анкерным креплением, обеспечиваемым заглубленными бетонными блоками, привязанными к самым низким ступицам, выдержала 30 дюймов снеговой нагрузки и ветер значительно выше 100 миль в час. Это можно считать хорошей производительностью конструкции, которая весит всего 1/2 фунта площади пола (всего менее 500 фунтов). Легкий вес не только приводит к низкой стоимости доставки — все это легко поместится в небольшой универсал, также он не требует фундамента. Единственная основа под этим куполом — это изолирующее кольцо по периметру из 2-дюймовой доски из пенопласта, закопанной глубиной 2 фута.
Физические показатели были хорошими. Биологическая эффективность равнялась исходному Новому Алхимическому Ковчегу по выходу на квадратный фут, то есть количеству коммерческого производства. Более того, естественная схема циркуляции воздуха в куполе-подушке исключает необходимость использования ядерного вентилятора. Купол также отбрасывает 1/5 тени более обычной теплицы, что важно для зимнего выращивания.
Как и в случае с любым прототипом, были проблемы, но нет ничего, что не могло быть легко решено с помощью специальной версии. Консервативная оценка стоимости серийного купола подушки в диапазоне размеров 1000 футов составляет около 12 долларов США / фут кв., включая трудозатраты. По меньшей мере, он конкурентоспособный. Широкое использование может значительно сократить денежные потоки из северных штатов в штаты с лучшей сельскохозяйственной погодой, что позволит получать продовольствие на местном уровне в течение всего года.
Какое будущее у всего этого? Теперь мы можем делать прочные, надежные, сверхлегкие, изолированные прозрачные купола! Если бы центральная подушка была изготовлена компанией «Heat Mirror» корпорации «Southwall», тепловые характеристики были бы еще лучше. Также можно использовать материал для автоматического затенения Day-Chahroudi Cloud-Gel (в настоящее время близится к производству), обеспечивающий полный контроль солнца и создание настоящей органической строительной системы.
В заключение — становится разумным конструктивно и энергетически жить в саду и иметь здания, которые приносят больше, чем берут у природы. Конечно, есть и другие способы для достижения этой цели, но кажется, что настало время для дальнейшего развития возможностей, предлагаемых сочетанием купола-подушки, сельского хозяйства в Новой Алхимии и перспективных новых материалов.
Используйте это! Там нет патента на идею, и не может быть. А у меня там будет моя кровать. Под вишневым деревом.
3D-модели:
- sketchfab.com/3d-models/dome-34bc64dfcbf74e76b2069367e1ff8260
- 3dwarehouse.sketchup.com/model/587e69377a1269ef7b0b9bbf4c325695/New-Alchemy-Institute-Pillow-Biome
Комментарии: