Почему купольные конструкции экономят строительные материалы?

Основным фактором влияющим на рациональное использование материалов и энергии в конструкции - это форма. Представьте себе мыльный пузырь. Сфера представляет собой наименьшее количество материала поверхности необходимое для покрытия данного объема. Полусфера становится одной из наиболее эффективных известных форм для покрытия жилой или производственной площади.
Почему купольные конструкции экономят энергию, затрачиваемую на отопление и охлаждение?
Ответ снова кроется в самой форме купольной конструкции. Чем меньше общая площадь внешней поверхности (стен и крыши), тем выше КПД энергозатрат на контроль климата в помещении. Внешняя площадь купола почти на треть меньше, чем у параллелепипеда с такой же жилой площадью. Площадь поверхности подверженной влиянию окружающей среды имеет намного больше влияния ни энергетическую эффективность, чем качество уплотнения швов, и толщина стен. К тому же потери тепла фундаментом здания в основном зависят не от площади пола, а от длины периметра. Купол с меньшими пропорциями периметра к площади, чем «коробко-подобный» дом потеряет меньше теплоты через фундамент. Эффективный воздухообмен внутри такого купола только способствует еще большей экономии средств на отоплении и кондиционировании; искривленная поверхность купола способствует натуральной циркуляции воздуха в помещении. Снаружи купола, благодаря аэродинамическому эффекту конструкции ветер огибает купол с меньшим сопротивлением. Для сравнения, «коробко-подобный» дом является плоским барьером для ветра, создавая положительное давление ветра с одной стороны, и разреженность, или отрицательное давление на противоположенной внешней поверхности, что и создает сквозняки.