Vorteile

Auszüge aus dem Buch Bucky Works, von J. Baldwin, Seite 112, Kapitel Why Domes?

Alle Kuppeln haben gemeinsame Vorteile, seien sie nun geodätisch oder nicht. Ihre zusammengesetzt-geschwungene Form ist von Natur aus stark, was ihnen eine sich selbst stützende weite Spanne ohne Säulen verleiht. Kuppeln sind ressourcen- und energiesparend, da die Kugel von allen möglichen Formen das größte Volumen bei kleinster Oberfläche einschließt. Das gilt auch für Abschnitte einer Kugel. Eine Kuppel hat eine kreisförmige Grundfläche. Von allen möglichen Formen schließt der Kreis die größte Fläche bei kleinstem Umfang ein. Daher umschließt eine Kuppel bei gegebener Materialmenge mehr Bodenfläche und Volumen als jede andere Form.

Die minimale Oberfläche bedeutet die kleinste Fläche, durch die Wärme aufgenommen werden oder verloren gehen kann. Feldversuche haben gezeigt, daß hausgroße Kuppeln etwa 1/3 weniger Heizöl verbrauchen als gleichartige gut isolierte konventionelle Häuser mit der gleichen Grundfläche und aus den selben Materialien. .. Wenn ihr die äußeren Dimensionen einer Kuppel (oder jedes anderen Objektes) verdoppelt, vergrößert sich die Oberfläche um den Faktor 4, während sich das Volumen um den Faktor 8 vergrößert. ... Große Kuppeln sind energieeffizienter, da weniger Prozent der enthaltenen Luft sich in der Nähe der Wände aufhält oder sie berührt, wo der größte Wärmeverlust auftritt. Wird die Größe einer Kuppel verdoppelt, verdoppelt sich ihre thermale Effizienz. Bucky schlug vor, daß die gewaltige Luftmenge in einer Kuppel eine Isolierung überflüssig machen würde, besonders wenn die Kuppel eine Doppelhaut hat. ..

Das zu bevorzugende Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ist nicht der einzigste Grund für die bemerkenswerte thermale Performance einer Kuppel. Interne und externe Aerodynamik spielen ebenfalls eine Rolle. ... Außer bei der Berechnung der Windbelastung, berücksichtigen die Architekten die Aerodynamik überhaupt nicht. Bucky fand jedoch heraus, daß die Aerodynamik beim Design energieeffizienter Gebäude ein kritischer Punkt ist. Er entdeckte in 4D-Experimenten, daß der Wärmeverlust eines Gebäudes direkt proportional zum aerodynamischen Zug ist. .. Anders als die meisten Gebäude sind Kuppeln stromlinienförmig. Wind gleitet sanft über sie und um sie herum und erzeugt dabei nur minimale Wirbel und Strudel, die die isolierende Grenzschicht der Luft, die unmittelbar auf jedem Gebäude liegt, stören. ..

Der Wärmeverlust der Kuppel wird weiterhin durch ein konkaves Inneres reduziert. .. Ein Wärme produzierendes Gerät, welches irgendwo im zentralen Auftrieb plaziert wird, verteilt die Wärme gleichmäßig in der ganzen Kuppel. Das konkave Innere bietet auch einen wenig erwarteten Vorteil: Selbstkühlung.