Warum Iglus funktionieren: Catenoide, Kristallstrukturen und der 61-Grad-Schmelzpunkt

Jedes Grundschulkind kann Ihnen sagen, dass ein Iglu ein schaufelförmiges Zuhause aus verdichtetem Schnee und Eis von Inuitstämmen ist. Was sie vielleicht weniger gut beschreiben können, ist, warum Iglus so gut als kompakte, isolierte Unterkünfte funktionieren. Fragen Sie den Jungen danach und er wird wahrscheinlich einfach PS4 spielen oder sich für Obamacare anmelden, oder was auch immer. Das ist verständlich, weil die Kräfte hier nicht nur Wärme und Kälte sind. Es ist komplizierter als das.

Schnee - wie sein flüssiger Vorgänger Wasser - weist einige erstaunliche Eigenschaften auf. Eine dieser Eigenschaften ist, dass Schnee als unglaublicher Isolator wirkt. Das ist der Grund, warum so viele Tiere, wie Bären, Waschbären und Stinktiere, es als nützlich erachten, Schnee zu benutzen, um die Unterstände zu bauen, in die sie kriechen, um in den Winterschlaf zu gelangen.

Obwohl es buchstäblich zugefroren ist, besteht ein großer Prozentsatz - zwischen 90 und 95 Prozent - nur aus Luft, die in kleinen Eiskristallen eingeschlossen ist. Da die Luft nicht gut zirkuliert, bleibt die Wärme in einem kompakten, meist geschlossenen Raum ziemlich gut eingeschlossen. Was ist mit Iglus? Was macht Iglus so verdammt gut darin, Schutzhütten zur Verfügung zu stellen? Homo sapiens ?

Traditionelle Inuit-Iglus arbeiten aufgrund ihrer Strukturen. Sie sind Catenoide, was bedeutet, dass sie perfekt auf strukturelle Spannungen abgestimmt sind. Dies ist wichtig, da Schnee, wie viele von uns wissen, nicht immer ein sehr stabiles Baumaterial ist. Selbst in einem kompakten Zustand ändert sich der Schnee mit der Zeit, wenn die Temperaturen steigen und fallen. Sie brauchen etwas, das sich nicht krümmt, wenn Stressoren auf die Struktur drücken, und ein Catenoid stellt sicher, dass diese Drücke in Richtung der Seiten der Kuppel und nicht in der Mitte der Decke komprimiert werden.

Idealerweise ist die gesamte Wand des Iglus mit einer gleichmäßigen Dicke und Dichte gebaut. Die beste Schneeart, die verwendet werden kann, wurde wahrscheinlich durch ausreichend Wind geblasen, um ihn kompakt und fest zu machen. Denken Sie an den Unterschied zwischen frisch gefallenem Schnee und Schnee, der ein paar Tage alt ist - ersterer ist feines Pulver, während letzterer knuspriger ist und in verschiedene Formen und Blöcke gepackt werden kann. Ein Iglu, das richtig gebaut ist, besteht normalerweise aus einzelnen Blöcken, die in einer nach oben gerichteten Spirale aufeinander gestapelt sind. Sie sollten aufrecht stehen und sich ohne zusätzliche Stützstrukturen aneinander anlehnen. Wenn Sie auf dem Dach stehen können, ohne dass die Decke nachgibt, haben Sie ein gutes Iglu gebaut.

Viele Iglus verfügen außerdem über einen Tunneleingang, der den Wärmeverlust verringert und verhindert, dass der Wind eindringt. Dicke Tierhäute sorgen für gute Türen

Am besten bleiben Iglus warm. Obwohl die durchschnittlichen Außentemperaturen einige Dutzend Grad unter dem Gefrierpunkt liegen können, kann das Innere eines Iglus allein durch Körperwärme erwärmt werden und ein Innenraumklima bereitstellen, das zwischen 19 Grad Fahrenheit und bis zu 61 Grad Fahrenheit liegt.

Dies liegt daran, dass heiße Luft steigt, während kalte Luft sinkt. Der Schlüssel für jedes Iglu besteht darin, im Inneren ein Bad zu schaffen, in dem überschüssige kalte Luft absinkt und sich zu einem isolierten Teil bewegt, der mit dem Eingang verbunden ist, während der Rest des Innenraums erhöht bleibt und von wärmerer Luft umgeben ist - insbesondere im Schlafbereich.

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Das Merkwürdigste an Iglus ist vielleicht, wie einfach sie auch sind. Bei genügend Schnee und einem guten Gespür für die Catenoid-Struktur dauert der gesamte Vorgang nur weniger Stunden. Das macht den DIY-Ansatz so praktisch, dass er 200 Dollar pro Nacht für den Aufenthalt in einem Airbnb-Schneebau bezahlen muss.