Estructuras desplegables : paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente :
Abstract
Vivimos en una era en la que se producen grandes cambios, temporales, en las vidas de las personas y, en la que como sociedad debemos ser capaces de dar respuestas eficaces a las diferentes situaciones que se plantean. Desde los campos de refugiados a las grandes emigraciones que podemos observar, se pueden identificar a millones de personas que tienen que vivir de forma precaria en lugares que obvian las necesidades básicas de las relaciones humanas. Estos lugares, debido a su carácter temporal, se limitan en gran medida a solucionar el problema de donde dormir, obviando toda la necesidad de espacios públicos o comunes. Tomamos como ejemplo los campos de refugiados, reducidos a interminables calles de tiendas de campañas en las que habitan más de 70.000.000 de personas alrededor del mundo. O a situaciones parte de migraciones humanas, como la Operación Paso del Estrecho, donde se reúnen más de 1.00.000 de personas y en torno a 300.000 vehículos en ciudades como Algeciras, mayormente hacinados en el puerto esperando su turno. Localizadas esta situación y su problema, este TFG plantea generar un prototipo de estructura en báculo que sirva como articulador de un espacio público. Este trabajo está basado en un estudio previo de cómo se ha aplicado este tipo de estructuras con este fin en diferentes situaciones alrededor del mundo.
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Trabajo Fin de Grado Grado en Fundamentos de la arquitectura Escuela Técnica Superior de Arquitectura, Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas Para un espacio público diferente. Autor: David Navarro Santana Tutor: Dr. José Sánchez Sánchez, Catedrático. Departamento de Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno Grupo TFG B Dr. Juan José Sendra Salas Dr. Emilio J. Mascort Albea Miércoles, 17 de junio de 2020.
Agradecimientos: A todos los que han hecho posible este trabajo, habiendo querido cederme parte de su tiempo para ayudar a buscar y entender. A los que comparten su conocimiento. A todos los que con su esfuerzo han ayudado a hacer crecer la escalera del conocimiento, independientemente de la posición que ocupen. III
1. Resumen y palabras clave Vivimos en una era en la que se producen grandes cambios, temporales, en las vidas de las personas y, en la que como sociedad debemos ser capaces de dar respuestas eficaces a las diferentes situaciones que se plantean. Desde los campos de refugiados a las grandes emigraciones que podemos observar, se pueden identificar a millones de personas que tienen que vivir de forma precaria en lugares que obvian las necesidades básicas de las relaciones humanas. Estos lugares, debido a su carácter temporal, se limitan en gran medida a solucionar el problema de donde dormir, obviando toda la necesidad de espacios públicos o comunes. Tomamos como ejemplo los campos de refugiados, reducidos a interminables calles de tiendas de campañas en las que habitan más de 70.000.000 de personas alrededor del mundo. O a situaciones parte de migraciones humanas, como la Operación Paso del Estrecho, donde se reúnen más de 1.00.000 de personas y en torno a 300.000 vehículos en ciudades como Algeciras, mayormente hacinados en el puerto esperando su turno. Localizadas esta situación y su problema, este TFG plantea generar un prototipo de estructura en báculo que sirva como articulador de un espacio público. Este trabajo está basado en un estudio previo de como se ha aplicado este tipo de estructuras con este fin en diferentes situaciones alrededor del mundo Modular – estructura ligera – Paraguas transformable / desplegable - Espacio público. 1. Abstract and keywords. We live in an era in wich huge and temporary changes take place in people´s lives. As a society, we must be able to give effective responses to the different situations that arise. From the refugee camps to te large migrations that we can observe, millions of people have to live precariously in places that has no considerations of human relations. These places, due to their temporary nature, are largely limited to solving the problema of where to sleep obviating all the need for public or common spaces. We take as an example the refugee camps, reduced to endless strees of tents where more tan 70,000,000 people live around the world. Or to situations that are part of human migrations, such as Operation Paso del Estrecho, where more tan 1 million people and around 300,000 vehicles in cities like Algeciras, mostly crowded in the port waiting for their turn. Located this situation and its problems, this FDW proposes to generate a prototype of a staff structure that serves as an articulator of a public space. This work is base don a previous study of how this type of strucutre has been applied for this purpose in different situations around the world Modular - Lightweight structures – collapsible Umbrella – public space V
Índice Agradecimientos III Resumen y palabas clave / Abstract and Keywords V Índice VI-VII Índice de figuras VIII-X 1 Objetivos, justificación y utilidad 1 1.1 Descripción de los objetivos 1 1.2 Justificación y motivación 1 1.3 Ámbito de utilidad 1 1.4 Interés de la investigación 1 2 Metodología de trabajo 2 3 Estado de la cuestión 3-27 3.1 Introducción 3 3.2 Estudio de precedentes 3 3.2.1 Útiles en báculo 3 3.2.2 Estructuras en báculo no desplegables 4 3.2.3 Estructuras en báculo desplegables 5 3.2.4 Conclusiones al capítulo 6 3.3 Casos de estudio actuales; Bagaje de la actualidad 6 3.3.1 Fichas 7-26 3.3.2 Conclusiones al capítulo 27 4 Análisis 28-34 4.1 Tipologías de soluciones estructurales para estructuras en báculo 28 4.1.1 Tipología desplegable 1: Brazo compuesto 29-31 4.1.2 Tipología desplegable 2: Brazo simple 32-33 4.1.3 Tipología no desplegable 34 4.2 Conclusiones al capítulo 34 VI
5. Exposición previa del modelo a desarrollar 35 5.1 Ámbito de aplicación 35 6. Desarrollo de la propuesta 36-40 6.1 Descripción de la propuesta 36 6.2 Axonometrías 37 6.3 Alzados 38 6.4 Secciones 39 6.5 Vistas del conjunto 40 6.6 Renders 41 6.7 Software usado 42 7. Futuras líneas de trabajo 43 8. Bibliografía 44-45 8.1 Publicaciones 44 8.2 Referencias web 44-45 8.3 Comentarios sobre citas 45 9. Anexos 45-225 9.1 Cimentación 47-75 9.2 Patentes 9.1.1 WO1989000225A1 75-141 9.1.2 US5441068 142-172 9.1.3 ES2375616T3 173-203 9.1.4 EP1387025B1 204-215 11.1.5 EP0365572B1 216-225 VII
Indice de figuras Figura 4-1 Flabellum. TALIADOROS, J. (2011). The History of the Church in Art - By Rosa Giorgi. Journal of Religious History, 35(2), Figura 4-2 Papa pio VII siendo llevado en San Pedro, pintura de Horace Vernet 1860. Figura 4-3 esquema de estupa Juní. Maung, W. (s. f.). THE ANCESTRAL STUPAS OF SHWEDAGON. Figura 4-4 esquema de evolución de estupa budista. Maung, W. (s. f.). THE ANCESTRAL STUPAS OF SHWEDAGON. Figura 4-5 Carruaje de honor de Wang Mang. Kumar Verma, A., Kumar, R., Purusottam, M., Vijay, L., & Maurya, R. (s. f.). Figura 4-6 Antigua boda de Ryukyuan Autor desconocido. Figura 4-7 Sombrillas desplegándose. Fotografía de SL Rasch GmbH . Figura 4-8 Sombrillas desplegadas. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-9 Sección transversal de la sombrilla. Dibujo de SL Rasch GmbH. Figura 4-10 Vista frontal. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-11 Vista superior. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-12 Alzado frontal. Dibujo de SL Rasch GmbH. Figura 4-13 Sombrillas desplegadas. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-14 Sombrillas plegándose. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-15 Sombrillas plegadas. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-16 Alzado frontal. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-17 Sombrillas plegándose. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-18 Vista superior. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-19 Vista superior. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-20 Vista frontal nocturna 1. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-21 Vista frontal nocturna 2. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-22 Sombrillas plegándose Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-23 Sombrillas plegadas. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-24 Sección transversal de la sombrilla. Dibujo de SL Rasch GmbH. Figura 4-25 Alzado y secciones frontales. Dibujo de SL Rasch GmbH. Figura 4-26 Sistema de plegado. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-27 Montaje de la sombrilla. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-28 Montaje final de la sombrilla. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-29 Vista desde el patio. Fotografía de SL Rasch GmbH. Figura 4-30 Sección por el patio. Dibujo de SL Rasch GmbH. Figura 4-31 Axonometría. Dibujo de SL Rasch GmbH. Figura 4-32 Vista del conjunto. Fotografía de Rugen Architecs Figura 4-33 Detalle de unión. Fotografía de Rugen Architecs Figura 4-34 Detalle de encuentro con rasante. Fotografía de Rugen Architecs Figura 4-35 Vista frontal. Fotografía de CUBRE arquitectos Figura 4-36 Vista del conjunto Fotografía de CUBRE arquitectos VIII
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 4 3.2.2 Estructuras en báculo no desplegables Por otro lado, encontramos estructuras en báculo de una escala mayor. Uno de los primeros registros data del primer siglo antes de cristo, son las estupas, tanto budistas como Junís. La versión Juní de estas estructuras buscaban glorificar la tumba de una persona relevante, consistían en un cumulo de piedras apiladas sobre la que se colocaba un parasol en lo alto, sirviendo las piedras como cimentación en la que se empotraba el parasol. Mientras que, en la versión budista, el parasol se colocaba como un remate de un edificio de mucha mayor dimensión que funcionaba como templo. “las primeras estupas budistas, parecían similares a las estupas junís, las cuales aparecieron antes. La reliquia cremada de una persona sagrada de Arahat era puesta dentro de una urna funeraria y puesta en lo bajo de un pozo, que era usualmente puesto en lo alto de una colina y cubierto con una gran piedra a nivel de suelo. Para ser un monumento, debían superponerse un montón de piedras en forma hemisférica sobre la tapa, y colocar un paraguas encima del mismo. Así se glorificaba el monumento, tal y como se ilustra en las primeras monedas de plata de la India” Maung, W. (s. f.). THE ANCESTRAL STUPAS OF SHWEDAGON. Página 6 “Las estupas hemisféricas en forma de domo, de acuerdo con los cánones budistas, existen desde la muerte de buda. La mayor parte de estas estupas fueron construidas durante la dinastía Maurya, probablemente a la muerte del gran emperador, el Rey Asoka, entronado en el centro de India. Sus monjes, que fueron hasta la frontera noroeste de la india, intentaron generar estupas en esa área” Maung, W. (s. f.). THE ANCESTRAL STUPAS OF SHWEDAGON. Página 7 Podemos observar como a lo largo de diferentes siglos este tipo de estructura fue complejizándose, siempre manteniendo el parasol en su cumbre como reminiscencia honorífica de lo que pasa en su interior. Concluimos en la importancia y la monumentalidad para esta cultura que conllevan los parasoles y en como su uso es una constante. Figura 4-3 esquema de estupa Juní según Maung, W. Figura 4-4 esquema de evolución de estupa budista según Maung,W.
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 5 3.2.3 Estructuras en báculo desplegables En cuanto a las estructuras desplegables, podemos encontrar los primeros ejemplos de paraguas ceremoniales en china, donde destaca el carruaje de honor del emperador Wang Mang, sobre el año 21.D.C. “El paraguas desplegable fue diseñado también por los chinos (Needham, 1986 & Rankine 2017). En el 21 D.C. el emperador chino, Wang Mang, había construido un carro ceremonial de cuatro ruedas donde se usaba un paraguas desplegable. El paraguas de Wang Mang tenía unas juntas flexibles que ayudaban a extenderlo (Frater, 2010 & Needham 1986). En el sitio arqueológico de Luoyang, se descubrió una fundición compleja de bronce que tenia una estructura parecida a un parasol, con bisagras, correderas y pernos de bloqueo. Se cree que esta fundición pertenecía a la dinastía Zhou, que data del siglo VI a.c (Needham, 1986 & Rankine 2017).” Kumar Verma, A., Kumar, R., Purusottam, M., Vijay, L., & Maurya, R. (s. f.). Associate Editors. página 107 Podemos observar que al igual que en las estupas, el parasol ocupa una posición relevante en un acto ceremonial. Este a diferencia de los anteriores cuenta con diferentes piezas que permiten su desplegabilidad, según el autor, mediante bisagras, correderas y pernos de bloqueo se genera el sistema de apertura. Pero no fue este el primer paraguas registrado, considerándose que esta fecha del año 1100 antes de cristo, también en China. “la historia de los paraguas en diversa y consecuencial. El primero fue inventado en el 1100 a. C. en China (Gupta, 2005). También se discute que el paraguas fue inventado al final del cuarto siglo a. C, en el periodo de la dinastía Wei del Norte. Inicialmente, el marco estaba hecho de bambú, y el papel hecho de la corteza de la morera era el preferido para el toldo. El paraguas usado por la dinastía Wei era rojo, ya que este es un color auspicioso y feliz para los chinos. (…) Los paraguas eran usados para dar sombra a la nobleza y realice y también tenían un como uso mantener el estilo de vida de piel pálida deseado por los chinos. (…) Los chinos fueron los primeros en añadir resistencia al agua en sus parasoles. De acuerdo con la historia china, el principio del uso del parasol junto a banderas y estandartes era para glorificar el rango y el estatus durante el periodo imperial. Cuanto mayor era el tamaño del parasol, tiendo que ser cargado por varias personas, mayor era el estatus simbolizado” Kumar Verma, A., Kumar, R., Purusottam, M., Vijay, L., & Maurya, R. (s. f.). Associate Editors. página 107 Figura 4-5 Carruaje de honor de Wang Mang. Figura 4 - 6 “Antigua boda de Ryukyuan” Autor no especificado.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 6 3.2.4 conclusiones al capítulo Tras este rápido repaso por algunos de los antecedentes más notables de la antigüedad podemos concluir que este tipo de estructuras son muy valoradas a lo largo de la historia antigua como un símbolo de poder y de clase. Comprendiendo el tema que nos ocupa, podemos comprobar como desde la antigüedad se ha intentado generar una distinción de espacios, incluso distanciamientos, entre los que estaban bajo una de estas estructuras contra los que no podían. Esto pone en valor la potencia que tienen este tipo de elementos para producir ambientes y es justo este el aspecto más notable a la hora de afrontar la generación del prototipo mencionado. Tal vez se pudiera “popularizar”, entendido como “dar a las masas”, la distinción que provocaban esos elementos en la antigüedad. Se debería querer hacer una alusión a esa potencia mencionada Se distinguen diferentes formas de llevar a cabo su materialidad en la antigüedad, siempre en función de las capacidades técnicas de cada época. La mayoría con mezclas de metales, maderas, pieles y plumas. A su vez, las “cimentaciones” vistas son absolutamente “precarias”, en unos casos se cuenta directamente con una persona manipulándolo, mientras que en otros el marco está directamente empotrado contra unas rocas o empotrado contra la carrocería de un carro. En nuestra era contamos con otros materiales y técnicas ya desarrolladas que nos permiten una mayor ligereza y una mayor escala a la hora de afrontar estas intervenciones. 3.3 Fichas: Casos de estudio; Bagaje de la actualidad A continuación, haremos un desarrollo de una gran cantidad de intervenciones recientes, datadas entre finales del siglo XX y principios del XXI. En estas fichas se va a distinguir: - Una pequeña descripción del mismo:(Autor, Año, Ubicación, dimensiones y clasificación) - Una fuente donde buscar más información, - Un conjunto de fotos/planos descriptores del proyecto Este bagaje busca poner en contexto la arquitectura reciente que trata estas estructuras, así como comprender la gran cantidad de situaciones en las que han sido usadas las estructuras en báculo Posteriormente, se realiza una nueva clasificación, por sistema estructural. En el que se continuará el desarrollo de la información. En esta segunda clasificación se añade la siguiente información con respecto a la anterior: -Patente y detalles -Motivo del interés -Aporte a la investigación -Dibujo a mano alzada Esta segunda clasificación pretende generar un conocimiento más conciso sobre los condicionantes para la proyección del prototipo. Durante todo el proceso se distingue una clasificación de estos casos de estudio. Estos son: -Desplegables o No desplegables -Aislados o modulados
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 7 3.3.1.1: CourtYard Autor: Bodo Rasch Año: 1992 (rest. 2012) Ubicación: La Meca, Arabia Saudí. Altura: 14 a 19m (Abierto/cerrado) Superficie: 306m2 por módulo, 17*18 metros. (total: 3672m2) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: Plano de sombra generado por todos los módulos. Descripción: Se trata de un sistema de paraguas invertido en báculo, donde el textil se encuentra bajo la estructura con el objetivo de ocultarla de la vista del espectador. Esto es común a la mayoría de casos de estudio. Además, al plegarse, el textil se guarda dentro de un cofre, mejorando su durabilidad. Esta está estimada en 20 años, tiempo tras el cual ya ha sido restaurado desde su intervención original. La intervención completa consiste en 12 módulos repartidos por un patio de rezos. El plano generador de la sombra se coloca desfasado en cada módulo para asegurar la ventilación. Por otro lado, cada módulo tiene añadido un sistema de vaporización de aire que climatizan el ambiente. Por otro lado, el sistema de apertura y cierre está automatizado mediante sistemas electrónicos que lo regulan en función del soleamiento El mayor problema al que se enfrenta esta intervención son las grandes aglomeraciones de personas en una zona extremadamente calurosa del mundo. Figura 4-7 Sombrillas desplegándose Figura 4 – 8, Sombrillas desplegadas Figura 4 – 9, Sección transversal de la sombrilla
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 8 3.3.1.2: Hotel Sandy Lane Autor: Bodo Rasch Año: 2007 Ubicación: St.James, Barbados Altura: 3 a 5m depende del módulo Superficie: 36m2 por módulo, 6*6m metros. (total: 252m2) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: 7 Módulos aislados con diferentes alturas en una terraza Descripción: Se trata de un sistema de paraguas desplegable invertido con la estructura oculta. En esta ocasión no existe un cofre que proteja al textil. La intervención consiste en 7 módulos cuya única variante es la altura del mástil, generando eso desfases por los cuales ventila la zona sombreada. Estos módulos están colocados de tal forma que se “mimetizan” con los árboles colindantes y el paisaje, dándoles una imagen de “elegancia”, Según afirma el autor en su descripción. Al igual que en el caso anterior el cierre y apertura está programado por un sistema automatizado. Su mayor problema es la humedad y la salinidad del ambiente, al estar colocados en una playa. Este problema es paliado mediante la materialidad. El mástil es de acero inoxidable pulido y rociado con polvo de aluminio. Mientras que el textil es una membrana Tenara. Figura 4 – 10, Vista frontal Figura 4 – 12, Alzado frontal Figura 4 – 11, Vista cenital
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 9 3.3.1.3: Royal Terminal Autor: Bodo Rasch Año: 2007 Ubicación: Yeda, Arabia Saudí. Altura: 22.5 metros Superficie: 841m2 por módulo, 29*29 metros. (cantidad no esp.) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: Módulos aislados a lo largo de una calle Descripción: Se trata de un sistema de paraguas desplegable invertido con la estructura oculta. La estructura cuenta con un cofre donde guardar el textil cuando se cierra. La intervención consiste en una pareja de módulos que buscan sombrear la zona colindante a una ampliación del aeropuerto, la zona de la realeza y personas de importancia. Estas estructuras buscan glorificar la figura del país mediante la inclusión en su diseño de los colores nacionales. Al igual que en el caso anterior el cierre y apertura está programado por un sistema automatizado. El mayor problema de esta estructura es su escala. Esto se soluciona mediante el uso de estructuras especialmente resistentes, especificados según autor como “Acero de alta resistencia” para la estructura y una membrana de tipo PTFE (politetrafluoroetileno). Figura 4 – 13, Sombrillas desplegadas Figura 4 – 14, Sombrillas plegándose Figura 4 – 15, Sombrillas plegadas
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 10 3.3.1.4: Hôtel d’Angleterre Autor: Bodo Rasch Año: 2002 Ubicación: Lausana, Suiza Altura: no especificada (aprox 4m) Superficie: 42m2 por módulo, 7 * 7 metros. (total: 168m2) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: 4 Módulos aislados con diferentes alturas en una terraza Descripción: Se trata de un sistema de paraguas desplegable invertido con la estructura oculta. En esta ocasión no existe un cofre que proteja al textil. La intervención consiste en 4 módulos superpuestos a diferentes alturas que cubren la terraza de un hotel. Esta intervención busca ser armónica con la estética del hotel, generando un espacio agradable frente a su fachada, que sirva a la cafetería, sin competir en potencia con el hotel. Al igual que en el caso anterior el cierre y apertura está programado por un sistema automatizado. Tiene dos problemas que soluciona mediante diseño. Primero, la evacuación de agua, que soluciona superponiendo los planos de sombra, así como generando un bajante a través del mástil. El otro problema es que el promotor buscaba un diseño que no fuera rompedor con la estética del edificio. Para lo cual Rasch propone un estilo minimalista con la misma gama de colores que el edificio y colocando el plano horizontal entre los huecos. Figura 4 – 16, Alzado frontal. Figura 4 – 17, Sombrillas plegándose. Figura 4 – 18, Vista superior.
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 11 3.3.1.5: Texas Umbrellas Autor: Bodo Rasch Año: 2013 Ubicación: Fort Worth, Texas. Altura: no especificada (aprox 6m) Superficie: 135m2 por módulo, 11,5*11,5 metros. (total: 540m2) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: 4 Módulos ligeramente separados por una junta en una terraza Descripción: Se trata de un sistema de paraguas desplegable invertido con la estructura oculta. La estructura cuenta con un cofre donde guardar el textil cuando se cierra. La intervención resulta ser pionera en cuanto que es el primer trabajo de iluminación del estudio en Estado Unidos. Los 4 parasoles funcionan día y noche, cuando iluminan con una serie de LEDs la plaza en la que se sitúan. Al igual que en el caso anterior el cierre y apertura está programado por un sistema automatizado. Aunque permanece casi la totalidad del tiempo abierto. En esta ocasión, el estudio no superpone los planos de sombra, de forma que se generan ciertas “juntas entre los módulos”, aun así, el estudio asegura que es “altamente inafectado por la situación climática”. El principal “problema” viene de la integración entre las luminarias y los movimientos de la estructura, que el estudio soluciona mediante diseño. Figura 4 – 19, Vista superior. Figura 4 – 20, Vista frontal nocturna 1. Figura 4 – 21, Vista frontal nocturna 2.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 12 3.3.1.6: Al-Hussein Mosque Autor: Bodo Rasch Año: 2000 Ubicación: Cairo, Egipto Altura: no especificada (aprox 9 m) Superficie: 256m2 por módulo, 16 * 16 metros. (total: 768m2) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: 3 Módulos aislados Descripción: Se trata de un sistema de paraguas desplegable invertido con la estructura oculta. La estructura cuenta con un cofre donde guardar el textil cuando se cierra. La intervención consiste en sombrear la entrada de la mezquita de Al-Hussein, una de las más sagradas del islam. Para ello, el autor genera los 3 parasoles frente a su fachada, integrados con el diseño de la misma en su colocación. Esta intervención también tiene un tratamiento de luces, que activan durante las fiestas relevantes de la mezquita. El problema principal de esta intervención, vuelve a ser la de no querer competir en potencia contra uno de los edificios más emblemáticos del islam en Egipto. Para esto se genera un cofre que guarda el textil e integra la intervención con lo ya existente. Figura 4 – 22 Sombrillas plegándose Figura 4 – 23 Sombrillas plegadas. Figura 4 – 24, Sección transversal de la sombrilla.
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 13 3.3.1.7: Prototype U53 Autor: Bodo Rasch Año: 2015 Ubicación: Ehingen, Alemania (realizado) / La Meca, Arabia Saudí (no realizado aún) Altura: 30 (a 45) metros Superficie: 2300m2, 53*53 metros. Desplegable: Si Modulado: no Carácter: prototipo para generar el mayor parasol del mundo. Este prototipo, de 2300m2 de superficie y cuya diagonal mayor es de 61 metros de largo, se ha convertido en el parasol de mayor escala a nivel mundial. Para su desarrollo ha hecho falta todo un replanteo en las bases de calculo de cinemática y el sistema de plegado de la estructura, según afirma el autor. Esto le valió el premio “German Construction Engineering Award 2016”. El prototipo ha sido realizado en las fábricas de Liebherr, en Ehingen, Alemania, Con la intención de ser rehecho para la ampliación de La Meca próximamente. Figura 4 – 25, Alzado y secciones frontales. Figura 4 – 26, Sistema de plegado. Figura 4 – 27, Montaje de la sombrilla. Figura 4 –28, Montaje final de la sombrilla.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 20 3.3.1.14: Alden Biesen Autor: Ney y Asociados Año: 2003 Ubicación: Alden Biesen, Bélgica Altura: no especificada. Superficie: no especificada. (aprox 3x3m2) Desplegable: Si Modulado: Si Carácter: 6 Módulos aislados con diferentes alturas en un patio. Descripción: Se trata de un conjunto de módulos de paraguas invertidos, que no una proyección cuadrada, si no de borde irregular, ajustado a la forma del patio en su punto más cercano. La intervención consiste en sombrear el patio central de un antiguo castillo teutón ubicado en Bélgica. La membrana está hecha en PVC-Poliestireno translucido y el mástil esta realizado en acero inoxidable, siendo también un bajante para desaguar el paraguas. Su principal problema es el de ajustarse a los salientes del castillo, ya que el plano de sombra está colocado justo a la altura de la cubierta del mismo. Esto se soluciona desde el diseño, generando una serie de brazos de diferente dimensión que moldean la membrana. Figura 4 – 47 y 48, detalle del plegado de los brazos. Figura 4 – 49, Vista de los paraguas desplegados desde el patio. Figura 4 – 50, Vista de los paraguas plegados desde el patio
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 21 3.3.1.15: Park Roofing Autor: Tentum Año: 2009 Ubicación: Bochum, Alemania. Altura: no especificada. (5m aprox.) Superficie: 1.100m2 Desplegable: no Modulado: Si Carácter: Membrana única unida a 8 estructuras en báculo con viga voladiza. Descripción: Se trata de un conjunto de módulos estructurales en los que se ancla una membrana textil. La estructura principal consiste en un conjunto de vigas voladas, con un cable tensor para extremo. La intervención consiste en sombrear el aparcamiento de una oficina en Bochum, para ello se dispone dicha estructura con la intención de ocupar el menor espacio posible útil de aparcamiento. Con esta intervención, se sombrea por el día, ilumina por la noche y además tiene un sistema de recogidas de agua. Figura 4 – 51, Vista frontal del conjunto. Figura 4 – 52, Vista nocturna del conjunto. Figura 4 – 53, Calculo de cargas sobre la estructura.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 22 3.3.1.16:Shanghái Boulevard Autor: SBA international Año: 2010 Ubicación: Shanghái, China. Altura: 45m Superficie: 28.000m2 total Desplegable: no Modulado: Si Carácter: Paraguas fijo invertido Descripción: Se trata de un conjunto de módulos de paraguas invertidos fijos. Las vigas, de gran luz, cuenta con un cable en su extremo que lo ancla al mástil. Esto genera un nudo con una gran cantidad de conexiones en la parte superior del mástil. La intervención consiste en sombrear un boulevard en Shanghái para su exposición universal del 2010, tratándose este del segundo mayor evento mundial en la historia de China, tras el mundial de 2008. En cuanto a materialidad, el mástil es de acero inoxidable, mientras que el textil es de fibra de vidrio recubierta de PFTE. Figura 4 – 54, Vista frontal. Figura 4 – 55, Detalle de uniones en la parte superior del mástil. Figura 4 – 56, Detalles constructivos.
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 23 3.3.1.17: Hannover Parasols Autor: Schulitz and Partnet Año: 2000 Ubicación: Hannover, Alemania Altura: no especificada. (5m aprox) Superficie: 56m2 (7.5x7.5m) (cada módulo) Desplegable: no Modulado: Si Carácter: Paraguas fijo invertido Descripción: Se trata de un conjunto de módulos de paraguas invertidos fijos que conforman una pasarela de sombra. La intervención consiste en sombrear el frente del pabellón de Alemania para la exposición de Hannover. Según autor “ Esta cubierta genera el sentimiento de continuidad e identidad con el pabellón” Por lo que se entiende que fueron proyectados con la intención de ser una prolongación natural del edificio, generando un espacio publico con identidad en su alrededor. Al igual que otros muchos ejemplos, el mástil cuenta con un sistema de recogida de agua que ayuda a la evacuación de la misma. En cuanto a materialidad, el mástil es de acero inoxidable mientras que la membrana es de nylon. Figura 4 – 57, Vista lateral del conjunto. Figura 4 – 58, Detalle de encuentro entre brazos y mástil. Figura 4 – 59, Detalle de estructura perimetral del textil.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 24 3.3.1.18: Millennium Parasol Autor: Buro Happold Año: 2000 Ubicación: Londres, Reino Unido Altura: no especificada. (5m aprox) Superficie: No especificado. Desplegable: no Modulado: Si Carácter: Paraguas fijo invertido Descripción: Se trata de un conjunto de módulos de paraguas invertidos fijos que generan un camino en el millennium Dome Este Domo se proyectó como un exceso de medios para la celebración de la entrada del tercer milenio en el Reino Unido. Para ello, se invirtieron cerca de 800 millones de libras en un complejo entre los que se incluyen estos parasoles. Estos parasoles, que no eran plegables, funcionaban con una serie de vigas voladizas, cuyo extremo contenía un nudo desde el que se tensa la membrana, que no es continua entre las diferentes estructuras en báculo. Esta es una intervención que iba a permanecer a lo largo del tiempo, por lo que se decide hacer un sistema que prevé la evacuación de agua, evacuándolo a través del mástil, y protegiendo su salida con una pieza transparente en el punto de unión entre mástil y membrana. Figura 4 – 60, Vista frontal del conjunto. Figura 4 – 61, Detalle de encuentro entre mástil y textil. Figura 4 – 62, Detalle de encuentro entre modulos.
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 25 3.3.1.19: Brampton Civic Autor: Adamson Associates Año: 2007 Ubicación: Brampton, Canadá Altura: no especificada. (4m aprox) Superficie: 72m2. 6x,12m Desplegable: no Modulado: no Carácter: Parasol fijo de plano de sombra horizontal. Descripción: Se trata de dos estructuras en báculo en las que se entrelaza una membrana única, generando un plano de sombra entre ambos. La intervención consiste en sombrear un mirador colocado sobre una minúscula laguna en uno de los extremos de un recinto hospitalario. Además, se colocan otras estructuras textiles que acompañan a esta en una rehabilitación del hospital y sus alrededores. Esta estructura esta materializada en acero inoxidable, con un tratamiento en dos capas de pintura epoxi de gran resistencia UV. Además, su membrana es de PTFE Sheerfil. Con estas medidas, se prevé una duración de 30 años de vida útil. Figura 4 – 63, Vista frontal. Figura 4 – 64, Vista alejada del conjunto. Figura 4 – 65, Croquis realizados durante el proceso de estudio.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 26 3.3.1.20: Shopping mall Autor: Tolga Cetinyear Año: 2013 Ubicación: Antalya, Turquia Altura: 25 m Superficie: 310m2 (elipse de lado mayor 23m y lado menor 16m) (total 1240m2) Desplegable: no Modulado: Si Carácter: Parasol tipo paraguas invertido fijo. Descripción: Se trata de un modulo de grandes dimensiones de estructura en báculo tipo paraguas invertido. En cuyo extremo superior se alberga una estructura metálica que sirve para generar las sujeciones de la membrana. La intervención trata de sombrear el espacio abierto de un centro comercial en una ciudad turca. El mástil se dimensiona junto al resto de la estructura, llegando a tener hasta 2m de diámetro debido al gran tamaño del paraguas. Su materialidad consiste en acero inoxidable y membrana de PTFE. Figura 4 – 66, Vista frontal del conjunto. Figura 4 – 67, Vista alejada del conjunto. Figura 4 – 68, Fotografía de la maqueta de concurso
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 27 3.3.2: Conclusiones Teniendo en cuenta la información recopilada en el bagaje anterior, justificamos una gran cantidad de precedentes para la concepción de estas estructuras como articuladoras de un espacio público. La versatilidad de esta arquitectura es manifiesta al observar los diferentes escenarios en los que se ha podido usar. Podemos estudiar su efectividad en el sombreamiento para los casos en los que el sol es el problema mayor, así como podemos ver algunas soluciones propuestas para la evacuación de agua. Mediante la materialidad, vemos soluciones para su resistencia a los ataques químicos de los ambientes salinos o para la resistencia estructural. Además, Hemos podido observar casos en los que estas estructuras han servido para acondicionar la entrada a un edificio, el espacio adyacente o interior del mismo. En otros casos, este tipo de estructuras forman el espacio público per se, generando un espacio diferenciado del que no estaba bajo su influencia. Son este segundo el tipo que nos interesa especialmente para analizar, ya que el contexto en el que queremos aplicarlas no va a contar con grandes edificios a los que se puedan anexionar, sino que tendrán que ser el articulador principal. Por otro lado, las estructuras en báculo han sido usadas en multitud de escalas y con bastante diversidad tecnológica, es por ello que vamos a centrar un segundo estudio mas focalizado en una sola escala y técnica que nos permita precisar mayor cantidad de detalles para la concepción del prototipo.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 28 4. Análisis Encontramos las siguientes familias de estructuras en báculo Parasoles de doble cúpula Parasoles en cúpula simple Parasoles en viga voladiza Parasoles invertidos 4.1 Tipologías de soluciones estructurales para estructuras en báculo A continuación, estudiaremos la variedad de soluciones estructurales ofrecidas en los casos de estudio. Tanto las diferentes formas de desplegabilidad como las soluciones no desplegables. Figura 5- 1, Parasol doble cúpula Figura 5- 2, Parasol Cúpula simple Figura 5- 3, Parasol Viga voladiza Figura 5- 4, Parasol Invertido
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 29 4.1.1 Tipología Desplegable 1: Brazo compuesto. Descripción: Esta familia de soluciones estructurales está compuesta por las siguientes partes: Mástil: El elemento vertical que sirve de apoyo a los brazos articulados. Hueco, debido a que en él se encuentra el sistema de pistón hidráulico. Además, en muchas de los casos de estudio sirve como bajante de pluviales. Anclado a cimentación. “Lower strut” Brazo inferior: brazo inferior anclado al mástil y a la zona central del brazo principal, articulado en ambos de sus extremos. “Upper strut” Brazo superior: Brazo anclado al pistón escondido en el mástil y a uno de los extremos del brazo principal. Este brazo se desplaza acompañando al pistón, a su vez tira de uno de los extremos del brazo principal generando el movimiento del resto de la estructura. “Inner arm” Brazo interior: Parte cercana al mástil del brazo mayor articulado. Su movimiento se define como un punto fijo articulado al mástil y las dos articulaciones producto de su unión con el lower y el upper strut. “Outer arm” Brazo exterior: Parte alejada del mastil del brazo mayor articulado. Su movimiento se define según la articulación en uno de sus extremos y la fuerza generada por el textil en el otro extremo. Su parte superior puede alojar un porcentaje del cofre que protege al textil al cerrar el mecanismo.Este sistema ofrece como ventaja principal la posibilidad de proteger completamente el textil con un cofre acoplado al brazo exterior Dimensiones: Alturas: Modelos entre 4 y 20m Superficies: Modelos entre 36 y 2300m2 de sombra. Peso: Modelos entre 1 y 10 toneladas. Material: Mástil y brazos: Acero inoxidable tratado con polvo de aluminio Membrana: PTFE o nilón Sistema automático de apertura y cierre por ordenador Sistema de climatización por vaporización de agua incluido en algunas variantes. Patentes revisadas: Bodo Rasch – Juergen Bradatsch: US5441068 Casos de estudio donde aparece este sistema estructural: 4.3.1.1: CourtYard 4.3.1.2: Hotel Sandy Lane * (similar) 4.3.1.3: Royal Terminal 4.3.1.4: Hotel D´Angleterre * (similar) 4.3.1.5: Texas Umbrellas * (similar) 4.3.1.7: Prototype U53 Figura 5- 5, Esquema de articulaciones. Figura 5- 6, Esquema de brazos
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 36 6.Desarrollo de la propuesta 6.1Datos previos El prototipo finalmente se ejecuta siguiendo el mismo esquema que la primera de las familias de soluciones estructurales. Brazo compuesto. Se genera un modulo con dos variantes, que difieren en la altura máxima que alcanzan. Estos dos módulos se intercalan entre ellos, generando un plano de sombra casi continuo, con aberturas en las uniones entre las que el viento tiene libertad para pasar. Siendo el mayor de ellos 8,50m de altura y el menor de ellos de 7,80, coincidiendo en el resto de dimensiones. Ambos generan un plano de sombra proyectado verticalmente de 120m2. Se ha buscado un módulo de una escala contenida. La estructura metálica supera claramente la escala humana, aunque el textil, que es lo visible para el usuario y espectador, queda emplazado entre los 2,50m y los 4,15m de altura. Esto genera una sección vertical cambiante, reducida en los espacios cercanos a los báculos y mayor en los espacios intermodulares. Este cambio en la altura libre define y cualifica el espacio, dándole diferentes identidades y jerarquizándolo. En cuanto a la materialidad, se decide acercar a los casos de estudio, estando compuesta la estructura metálica de acero inoxidable, con tratamiento de polvo de aluminio. Mientras, el textil esta compuesto de FTPE con refuerzo de fibra de vidrio. Se elige una materialidad de gran durabilidad debido a la situación en la que se encuentra, justo en el paseo marítimo del puerto de Algeciras, el conocido como “Llano Amarillo”. Este ambiente, salino y costero, conlleva un desgaste elevado en los materiales. Este emplazamiento y esta propuesta son elegidos por un motivo principal. La operación paso del estrecho, y los problemas que se plantean en apartados anteriores. Así como con la intención de recalificar el espacio y convertirlo en una zona mas amable para la población, que actualmente lo ve como una explanada donde dejar el coche al sol durante el año. Otras de las funcionalidades que incluye el prototipo son, mediante la actuación conjunta de unos medidores y un ordenador, la activación automática del sistema de plegado en caso de superar una velocidad determinada de viento, contra la que no esta diseñada la cimentación. Este mismo sistema se encargaría de cerrar y abrir el mecanismo en función de la radiación solar. La cimentación ha sido pensada mediante un sistema ligero bajo la patente de “Piloedre”, basado en unos dados de hormigón en masa, atravesados por unos perfiles metálicos que se hincan al terreno en diferentes direcciones. No aparece representado en los dibujos debido a la escala y a su carácter de esquema. A continuación, veremos el desarrollo en planos del prototipo. Y finalmente una propuesta de emplazamiento y una vista. Figura 7-1, Esquema de funcionamiento
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 37 6.2 Axonometría Figura 7-2, Plano 1
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 38 6.3 Alzados Figura 6-3, Plano 2
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 39 6.5 Secciones Figura 7-4, Plano 3
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 40 6.6 Vistas Figura 7-5, Plano 4
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 41 6.7 Vistas Figura 7-6, Plano 5
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 42 6.8 Software usado. El prototipo ha sido modelado usando una serie de programas informáticos específicos para el modelado de estructuras tensadas y otros programas de dibujo técnico informático. El textil ha sido generado mediante el software “Formfinder V3.5”, un programa específico para el dibujo y calculo de este tipo de estructuras. Entre otros datos, ofrece las cargas y tensiones que actúan sobre la misma, así como diferentes parámetros para editar la curvatura. Por su parte, el dibujo técnico ha sido generado mediante el software “Sketchup Pro 18”. Un programa para modelado 3D. Las imágenes renderizadas han sido generadas mediante el motor de renderizado “Twinmotion 18”. Las imágenes han sido retocadas con el programa de software libre “GIMP 2”. Las animaciones y vídeos parte de las diferentes correcciones a lo largo del curso han sido generadas mediante el programa 3DSmax. La fotografía del fotomontaje es de elaboración propia. Figura 7-7, Formfinder 3.5
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 43 7. Futuras líneas de trabajo Debido a lo acotado del trabajo quedan líneas temáticas de gran interés como propuestas para siguientes trabajos de investigación y desarrollo. Estas propuestas pertenecen a diferentes ramas del conocimiento dentro la arquitectura, y aunque han sido estudiadas para el desarrollo del prototipo, sería interesante hacer un estudio mucho más dilatado en el tiempo sobre ello, principalmente son: Realizar un estudio de cimentaciones efímeras para minimizar el impacto que ofrecen tanto el prototipo como cualquier otra estructura en báculo Realizar un estudio de la resistencia estructural del prototipo o de otras estructuras en báculo, teniendo en cuenta posibles fuerzas generadas por vandalismo, debido a lo expuestos que resultan estos modelos. Realizar un estudio sobre la recogida y almacenaje de agua, enfocado tanto a la recogida de rocío en aquellos lugares de gran sequía como a la evacuación de lluvia en situaciones con posibilidad de lluvia. Realizar un estudio de adaptabilidad a todas las posibles situaciones en los que un modelo de estructura en báculo o este prototipo en concreto sería capaz de actuar de forma eficaz. Realizar un estudio botánico de la vegetación que se adaptaría a las condiciones ambientales de la propuesta para generar una actuación conjunta para una nueva zona verde. Realizar un estudio de viabilidad de generación de energía eléctrica mediante placas fotovoltaicas acoplados a los brazos, parte superior o incluso acoplado en el propio textil. Además de poder modificar su forma para buscar una mayor eficiencia. Realizar un estudio en profundidad del funcionamiento de las articulaciones y su dimensionado correcto. Así como las diferentes partes que lo componen.
Universidad de Sevilla Estructuras desplegables: Paraguas, parasoles y sombrillas para un espacio público diferente. 44 8. Bibliografía 8.1 Publicaciones 1 Sánchez, J. & Escrig, F. (2012). Modular, ligero, transformable: un paseo por la arquitectura ligera móvil. Universidad de Sevilla, Secretariado de Publicaciones. 2 Candela, F. (1993). Arquitectura transformable. Escuela técnica superior de arquitectura de Sevilla. 3 Engel, H. (2001). Sistemas estructurales. Barcelona: Gustavo Gilli. 4 Corral, J. (1973). Cobijo. Madrid: Blume. 8.2 Referencias web 1 TALIADOROS, J. (2011). The History of the Church in Art - By Rosa Giorgi. Journal of Religious History, 35(2), 305-305. https://doi.org/10.1111/j.1467-9809.2010.01017.x 2 Maung, W. (s. f.). THE ANCESTRAL STUPAS OF SHWEDAGON. 3 Kumar Verma, A., Kumar, R., Purusottam, M., Vijay, L., & Maurya, R. (s. f.). Associate Editors. Recuperado 1 de abril de 2020, de www.researchdiscourse.org 4 Base de datos de estructuras tensadas: Database. (s. f.). Recuperado 5 de abril de 2020, de https://www.tensinet.com/index.php/projects-database/index.php?option=com_tensinet&view=projects 5 Base de datos para las estructuras de Bodo Rasch: Homepage - SL Rasch. (s. f.). Recuperado 5 de abril de 2020, de https://www.sl-rasch.com/en/ 6. Fuentes de los diferentes casos de estudio: 6.1 Courtyard - SL Rasch. (n.d.). Retrieved April 2, 2020, from https://www.slrasch.com/en/projects/courtyard/ 6.2 Hotel Sandy Lane - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/hotel_sandy_lane/ 6.3 Royal Terminal - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/royal_terminal/ 6.4 Hôtel d’Angleterre - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/hotel-d-angleterre/ 6.5 Texas Umbrellas - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/texas_umbrellas/ 6.6 Al-Hussein-Moschee - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/al_hussein_moschee/ 6.7 Prototyp U53 - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/u53-prototyp/
Trabajo Fin de Grado Navarro Santana, David 45 6.8 Renaissanceschloss - SL Rasch. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.slrasch.com/de/projekte/renaissanceschloss/ 6.9 Peter Ruge Architekten. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.peter-ruge.de/ 6.10 Tensinet. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.tensinet.com/index.php/component/tensinet/?view=project&id=4498 6.11 büro für leichtbau. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from http://www.bfltr.com/html/en/projects_su/abu.html 6.12 büro für leichtbau. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from http://www.bfltr.com/html/en/projects_su/schifferdecker.html 6.13 büro für leichtbau. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from http://www.bfltr.com/html/en/projects_su/carthago.html 6.14 Tensinet. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.tensinet.com/index.php/component/tensinet/?view=project&id=4230 6.15 projects – Tentum - Membrankonstruktionen - Textile Architektur. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://tentum.info/projects 6.16 Shanghai 2010 Boulevard / SBA international + Knippers Helbig | ArchDaily. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.archdaily.com/57749/shanghai-2010-boulevard-knippers-helbig 6.17 Tensinet. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.tensinet.com/index.php/component/tensinet/?view=project&id=3997 6.18 Tensinet. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.tensinet.com/index.php/component/tensinet/?view=project&id=3997 6.19 Tensinet. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.tensinet.com/index.php/component/tensinet/?view=project&id=4436 6.20 Projects. (n.d.). Retrieved June 17, 2020, from https://www.tensinet.com/index.php/projectsdatabase/projects?view=project&id=4585 8.3 Comentarios sobre citas Las citas expuestas son traducciones hechas por el autor de este TFG, pudiendo no corresponder exactamente con la idea del texto original. El texto original se puede encontrar en la página citada bajo la traducción de la misma. 9 anexos 9.1 Cimentación. A continuación, se adjunta el manual de cimentaciones “piloedre”, propuesto como posibilidad para el prototipo. 9.2 Patentes A continuación, están adjuntadas las diferentes patentes que han sido especialmente relevantes para el desarrollo de este Trabajo de fin de grado.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.5de29 • Herramientadeclavadoconmartilloeléctrico(ref.pilce001).Estaherramientase conectaconelmartilloeléctricoytienecomofuncióntransmitirlaenergíadegolpeodel martilloalostubos.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.6de29 • Limitadordepenetración(ref.pillp001).Estaherramientapermitegarantizarque,enla fasedeclavadodelostubos,éstosquedenalniveladecuadoparapodercolocar posteriormentelostaponesdeproteccióny/opermitirelposteriordesmontaje. • ÚtildemanipulacióndelosPILEODRE(ref.pilmp001).Facilitalamanipulacióndelos PILOEDRES. • Niveldeburbuja(ref.pilnb001).PermitecontrolarposiblesinclinacionesdelPILOEDRE mientrasésteseinstala.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.7de29 • Herramientabásicadedesmontaje(ref.pilbd001).Estaherramientaseutilizapara desmontajessencillosutilizandounavarilladediámetro12mm.Permiteextraerlos tubosensituacionesenquelaadherenciaalterrenoesbajaamedia.Laextracción únicamenteseráposiblepreviadescargadelPILOEDREysilostubosnosehandoblado. • Herramientaespecialdedesmontaje(ref.piled001).Permiteextraerlostubosen situacionesenquelaadherenciaalterrenoesalta,laherramientaseconectaal PILEODREmediantelaconexiónsuperior.Laextracciónúnicamenteseráposibleprevia descargadelPILOEDREysilostubosnosehandoblado.Estaherramientaseutilizaen combinaciónconlaherramientabásicadedesmontaje(ref.pilbd001).
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.8de29 • Martilloderotopercusión.Enelcasodeterrenodealtaresistenciaomaterialesque impidanlahincadelostubossedeberápreperforarconundiámetrode40mmm.En funcióndelascaracterísticasdelainstalaciónarealizarseránecesariodisponerde barrenasdeperforacióndelongitudhasta90cmo120cm.Serecomiendala taladradoraGBH8‐45DVProfessional(1500W)delacasaBOSCH. • PistoladeinyecciónparaselladodetaponesdeproteccióndePILOEDRE. • PenetrómetroPILOEDRE(ref.pilpp001).Enelcasoqueseaprecisoestepenetrómetro permiteverificarlascaracterísticasmecánicasdelterrenodondeseinstalaráel PILOEDRE.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.9de29 2.2‐Verificacionespreviasalaejecución.Condicionesdeseguridad. PrevioaliniciodelainstalacióndelosPiloedre®debenrealizarseunaseriedeverificaciones quetendránimportanciaparagarantizarlaseguridaddelosoperarios,asícomolacalidaddela instalación,comoaspectosfundamentalesavalorarsedestaca: •ElentornodondeserealicelainstalacióndelPiloedre®debeconsiderarsecomoun entornodeobra,locualimplica,entreotrascosas,lanecesidaddebalizarlazonade trabajoeimpedirelaccesoadichazonaalpersonalajenoalainstalación.Enunradio mínimode1,50metrosalrededordelejedelPiloedre®nodeberánexistirobstáculos queimpidanqueeloperarioinstaladormanejeelmartillodehinca(verlafigura inferior),esteaspectoserádeespecialimportanciaenPiloedre®quetenganque instalarsecercanosamurosvallasolindesengeneral
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.10de29 •Enelcasodepresenciaderiesgosasociadosalentornodeltrabajoarealizar,se deberánpreverlosadecuadoselementosdeproteccióncolectivos. •LosoperariosinstaladoresdelosPiloedre®deberándisponerdelosEPI(elementosde protecciónindividual)propiosdelostrabajosarealizar. • LaoperativadeinstalacióndelosPiloedre®implicaelmanejodeherramientasque precisanprotocolosdeseguridadespecíficos,deloscualeslosoperariosdebenestar informadosyformados,loscualesentodomomentodebensercumplidos. • PrevialainstalacióndelosPiloedre®deberárealizarseelcorrespondientereplanteoy asegurarsequenoexisteelementoalgunoquepuedaserafectadoporlainstalación delPiloedre®,enespeciallaposibleexistenciadeinstalacionesenprofundidad.Como zonadeseguridadseconsiderauncircunferenciaenplantacentradaenelejedel PILOEDREyderadiolalongituddelostubosahincaryprofundidadlamismalongitud consideradadesdelapartesuperiordelPILOEDRE(verfiguraanterior).
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.11de29 • Cabedestacar,porsuimportanciaparalaintegridaddelosoperariosinstaladoresdel Piloedre®,lanecesidaddetenerlacertezaquelostubosdePiloedre®nocortarán cablesconcorrienteeléctrica,independientementedeestacertezaserecomienda extremarlasprecaucionesenelmomentoderealizarlahinca,trabajandosobre alfombrasaislantesy/ocolocandotomasdetierrasconectadasaltubohincado. • ElreplanteodelosPILOEDRESdeberásercompatibleconlaoperativadeinstalación deéstos.Serecomiendadisponerdepuntosdereferenciaexteriores(camillas)auna distanciamínimade2metrosdelejedelPILOEDREdeformaqueencualquier momentopuedancruzarsedoslíneasdereplanteoparasituarelejedelPILOEDRE, pudiéndoseretiraréstaslíneascuandolaoperativadeinstalaciónlorequiera. • EnelcasoqueseutiliceelpenetrómetroPILEODRE(ref.pilpp001).Setomaránla mismasmedidasdeseguridadquecuandoserealizalainstalacióndelpiloedre.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.12de29 2.3‐SecuenciadeinstalacióndePILOEDRE LainstalacióndelosPiloedre®implicalarealizacióndelossiguientespasos: •PASO1:Recepciónytransportealpuntodeinstalación.NormalmentelosPILOEDRES llegaránalpuntodeinstalaciónempaquetadosenunpalédondeestaránlaspiezasdehormigón,los tubosyloselementosauxiliares.LaspiezasdehormigóndelosPILEODREStienenunpeso aproximadode30kgylostubososcilanentre5y8kgporunidad,enfuncióndelatipologíade PILOEDREainstalar. ElpaquetedePILOEDRESdeberádesmontarseytransportarsealpuntodeinstalación.Parala manipulacióndelaspiezasdehormigón,sedisponedelaherramientademanipulación(ref. pilem001)opuedeutilizarseunodelostubosdelPILOEDREparatransportarésteentredos operarios.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.13de29 •PASO2:Excavaciónderecintodeparaintroducirpiezadehormigón(aprox30*30cm).La profundidaddelrecintoserácomomínimode25cmenelcasoqueelPiloedre®estédestinadoa soportaresfuerzosdecompresiónydecómomínimode50cmparaPiloedre®destinadosasoportar esfuerzosprincipalesdetracción,momentoolaterales. Laexcavacióndelrecintopuedehacersedeformamanual,aunqueserecomiendalautilización delmartilloeléctricopicadorequipadoconpalaparalarealizacióndelaexcavación. Setendráespecialprecaucióndesituarlapiezadehormigónenelpuntoexactoqueindicael replanteo,paraelloesmuyrecomendablelainstalacióndereferenciasdesmontablesexternasque puedanmontarsedenuevoparaverificarlacorrectainstalación.Paraverificarlacorrectanivelación delPILOEDREseverificarálanivelacióndeéstemedianteunniveldeobra,endosejes perpendicularesoseutilizaráelniveldeburbujadePILOEDRE(ref.pilnb001).
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.14de29 •PASO3:PosicionadoyfijadodelPiloedre®.Mediantelaherramientadeclavadomanualpara presentacióndetubosdelPILOEDRE(ref.pilpt001)yunmartillomanualseclavaránlostubosen ordenalternoyentramosdenomásde10cm. Mediantelasreferenciasexternasyelniveldeburbujasecontrolará,durantetodoestepaso, queelPILOEDREmantienesunivelaciónyposición.Enelcasoqueapreciealgúndesvío,secorregirá reposicionandomanualmentelostubos,sinosepuedecorregirlaposicióndeestaformase desisntalaráelPILOEDREyvolveráainiciarseelproceso,verificandopreviamentequenohayalgún obstáculobajoelPILOEDREqueestédificultandolainstalación. ElclavadodelostubosseprolongaráhastaqueseconsiderequeelPILOEDREestáfijoensu posición,paraellopuedensernecesariasvariasfasesdeclavadomanual.Unavezfinalizadoel clavadoserellenaráelespacioperimetralexistenteentreelPILEODREylasparedesdelrecinto excavado.Esterellenoserealizaráconelmismomaterialextraídoenfasedeexcavacióndelrecinto, compactandoésteparaquetengaunacompacidadsemejantealadelentorno.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.21de29 3.1.2‐Utilizacióndelaherramientabásicadedesmontaje(ref.pilbd001).Estametodologíase utilizaráenlasprimerasfasesdehincadooparadesinstalacionescompletasdePILOEDRES recientementeinstaladosconunaadherenciatubos‐terrenobaja. Lospasosdedesmontajesonlossiguientes: PASO1:Retiradadelostaponesdeprotección(enelcasoqueéstossehayaninstalado).Será necesariodescubrirlapartesuperiordelostubosyeliminarcualquierresiduodelostaponesydel materialdepegadodeéstos. PASO2:Conexióndelaherramientamedianteelpasador. Pasador. Fija la herramienta al tubo Barra para giro y extracción Herramienta básica de desmontaje Tubo del PILOEDRE
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.22de29 PASO3:Medianteunabarrapasantesegirarálaherramienta.Eloperariocombinaráeste movimientodegiroconunesfuerzodeextraccióndeltubo.Deberesaltarsequeelmovimiento principaleseldegiroyenésteesdondedebecentrarseelesfuerzorealizado,lacomponentede extracciónnohadeserespecialmentefuerteperosídebesercontinuayperfectamentealineadacon elejedelostubos. Enelcasoque,medianteestasistemáticanopuedaextraerseeltubodeberáutilizarsela herramientasespecialdedesmontajePILOEDRE(versiguienteapartado). Unavezextraídostodoslostubos,lapiezadehormigónpodráextraersedelaperforación.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.23de29 3.1.3‐UtilizacióndelaherramientaespecialdedesmontajePILOEDRE(ref.piled001).Esta metodologíaseutilizaráparadesinstalacionescompletasdePILOEDRESdondelaadherenciatubosterrenoseamedia‐alta.Ensituacionesespeciales,degranadherenciatubo‐terreno,tambiénpuede sernecesariaenfasedeinstalación. Cuerpo principal herramienta especial de desmontaje. La herramienta se divide en varias piezas para facilitar su transporte. Polea para tirar del tubo Tubo del PILOEDRE Pieza de hormigón PILOEDRE Pieza de conexión entre PILEODRE y herramienta especial de desmontaje Pieza de conexión entre herramienta especial de desmontaje y los tubos del PILOEDRE Palanca para girar los tubos mientras se tira de éstos.
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MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.27de29 4‐Criteriosdereutilización LosPiloedre®,unavezdesinstalados,seránreutilizablesenunnuevoemplazamiento,siendo precisorealizarlassiguientesverificacionesprevias: • Lapiezadehormigónnopresentalesionesquepuedancomprometersuresistencia.Es importantedestacarquetantoelprocesodeinstalacióncomoeldedesinstalaciónolos esfuerzosdetrabajo,puedenhaberocasionadolesionesenelpiezaperoqueéstasno impliquenlaincapacidaddelPILOEDRErecuperadoparasoportarunnuevoesfuerzo.Se destacancomoestetipodelesiones: o Lesionesasociadasalainstalaciónenlospuntosdecontactoentreeltuboyla superficiedelapiezadehormigón. o Lesionesasociadasalaaplicacióndelascargasgenerandofisuraciónsuperficialo inclusodescascarilladosenlaszonascercanasalospuntosdecontactotubopiezadehormigón.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.28de29 • Lasconexionessiguensiendofuncionales. • Lostubossoncompletamenterectos.Comoverificaciónsepasaránlostubosatravésde laperforacióndelapiezadehormigón,debiendopasaréstoscompletamente,deforma ajustadaconunmínimoesfuerzolinealydegiro,enlafigurasiguientesepuedeverla comparacióndeuntubodePILOEDREdoblado(superior)yotroreutilizable(inferior). • Elniveldeintegridaddelostubosescoherenteconlavidaútildelanuevaestructura.A mododeejemplo,untuboconindiciosligerosdeoxidaciónpodráinstalarseparauna estructuraconunavidaútilde10‐20añosperonoparaunaestructuradevidaútil50 años. 5‐Criteriosdemantenimientoo conservación. LosPiloedre®unavezinstaladosdeformacompleta,aefectosdeladurabilidaddesus componentes,norequierenmayorestareasdemantenimientosilaintegridaddeéstosnohasido afectadaporunagenteexterno. ParapoderasegurarelcorrectofuncionamientodelPiloedre®durantesuvidaútildeberá garantizarselanoafectaciónalterreno,elcual,aunquenoformapartedelPiloedre®,síestá relacionadoconsumecanismoresistente.Sinánimodeexhaustividadselistanvariosaspectosa vigilar: •AusenciadeexcavacionesalrededordelPiloedre®.
MANUALDEINSTALACIÓN,DESINSTALACIÓN YREUTILIZACIÓNDELPILOEDRE FECHANOMBRE REALIZADO15/04/2016Dept,Técnico PILOEDRE REVISADO02/05/2016Dept,Técnico APROVADO02/05/2016J.J.Rosas MANUALDEINSTALACIÓN Notaimportante:PILOEDREsereservaelderechodemodificarloscontenidos,expuestosenel siguientemanual.ElcontenidoválidodeberásolicitarseaPILOEDREenelmomentodela comprayúnicamenteserádeaplicaciónparadichacompra. Pag.29de29 •SobrecargasoaccioneslateralesquepuedanafectaralostubosdelPiloedre®debido alaimposicióndeuncampodedeformaciones. •Presenciadevegetacióncuyasraícespuedanejercerunesfuerzoqueafecteal Piloedre®. •Humectacionesodesecacionesqueafectenlascaracterísticasresistentesdelterreno oimpliquenuncampodemovimientosinternos. Paracualquierdudaenrelaciónconestetemasepuedeconsultaranuestroequipotécnicoen elcorreopilo[email protected] 6‐Medidasparalaproteccióndelmedio ambiente. LainstalacióndelosPiloedre®implicaunamínimaafectaciónalentornoyaquesuinstalación únicamenteprecisalarealizacióndeunapequeñaexcavacióndematerial,elcualtendrálamisma naturalezaqueelentornopudiéndosevalorardejarésteenlazonaollevarloavertederomediante mediosdetransportebásicos. Elrestoderesiduosselimitaránaloselementosdeembalaje,loscualesdeberángestionarseen funcióndelosmaterialesqueloscomponen. PorJuanJoséRosasAlaguero ResponsableproductoPILOEDRE IngenierodeCaminos
United States Patent 19 Rasch et al. (54) SUNSHADE, PARTICULARLY FOR STATIONARY INSTALLATION 75) Inventors: Bodo Rasch, Leinfelden-Oberaichen; Juergen Bradatsch, Stuttgart, both of Germany SL Sonderckonstruktionen und Leichtbau GmbH, Germany (21) Appl. No.: 31,796 73) Assignee: 22 Filed: Mar. 15, 1993 30 Foreign Application Priority Data Feb. 9, 1993 DE Germany ........................ 43 O3 679.1 51) Int. Cl. ............................................. E04H 15/28 52 U.S. Cl. ..................................... 135/98; 135/20.3; 135/33.2; 135/29 58) Field of Search ....................... 135/16, 33.2, 20.3, 135/48, 98, 99, 29 56 References Cited U.S. PATENT DOCUMENTS 2,334,596 11/1943 Bardy .................................... 135/48 3,177,881 4/1965 Covington. ... 135/16 3,444,799 5/1969 Covington . ... 135/16 X 3,801,809 4/1974 Slade .............................. 135/20.3 X 3,870,062 3/1975 Medlin ............................... 135/20.3 4,724,882 2/1988 Wang . 4,848,385 7/1989 Pennella ................................ 135/16 5,141,010 8/1992 Muller et al. ...................... 135/20.3 US005441068A 11 Patent Number: 45 Date of Patent: 5,441,068 Aug. 15, 1995 FOREIGN PATENT DOCUMENTS 2617689 1/1989 France .................................. 135/16 2808635 9/1979 Germany .. ... 135/16 4211530 10/1993 Germany .............................. 135/16 Primary Examiner-Lanna Mai Attorney, Agent, or Firm-Quarles & Brady 57 ABSTRACT A large sunshade for stationary installation in squares, courtyards, etc. has, above the sunshade membrane a sunshade linkage with arms, which can be opened and closed by means of spreading arms. On the arms are provided cover flaps, which are upright in the open state and in the closed state flap in wing-like manner to the side and therefore form a closed, fixed sunshade envelope in conjunction with adjacent flaps. In the central area there are receptacles for the ends of the longer sunshade arms and between which are de fined functional areas containing lighting systems, air conditioning openings, etc. By means of a control method with sensors and by means of a control device, the motor opening and closing of the sunshade is con trolled in such a way that in permanent operation the microclimate under the sunshade and in particular a group of sunshades is considerably influenced. 21 Claims, 4 Drawing Sheets
5,441,068 5 from the inner cup portion, so that it protects the sun shade mechanism against wet and dirt. FIG. 1 shows that the ends 26 of the long arms 18 in the closed position of the sunshade are located in the four circumferentially provided receptacles 17, which are recessed between the projecting functional areas 16. Thus, the long sunshade arms are mounted and guided in the closed position, which relieves the bearings e.g. under wind loading. The shorter arms 19 end above the functional area 16 and are covered in the closed state by covering means 30, which are fitted to the long sun shade arms 18. The driving of the sunshade, which can take place electromotively, e.g. by means of a spindle drive, or hydraulically, is housed in the column 13, as are the control mechanics and electrics. The functional areas 16 areas are particularly suitable for the positioning of lamps 31 and air conditioning outlets 32 for lighting and air conditioning the covered area. They are located at the highest point remaining uncovered in the open and closed position. Through the nesting of the functional areas between the long arms the sunshade height can be reduced somewhat e.g. due to the height resulting from the lighting cone and this has an advantageous optical and static effect. In FIGS. 1 to 3 there are fixed lamps31 in each of the four functional areas and which emit in downwardly sloping manner. FIG. 4 shows a construction in which the lamps 31 are pivotable about a horizontal pin or axis 33. They are shown in upwardly sloping manner in FIG. 4, where they illuminate the sunshade membrane from below and consequently create an indirect illumi nating effect. The drive thereof is advantageously cou pled to the sunshade drive, namely either mechanically or by separate servodrives, which are controlled to gether with the sunshade actuation. Thus, it is possible when the sunshade is open to create an indirect lighting and when the sunshade is closed the lamps, as in the fixed arrangement of FIGS. 1 to 3, can be directed in downwardly sloping manner so as to directly illuminate the area in question. As is in particular apparent from FIGS. 7 and 8, the arms and in particular the long sunshade arms 18, are constructed as pentagonal, welded profiles, whose cross-section roughly corresponds to a gabled house with projecting roof and sloping side walls. The "roof surface” therefore comprises profile outer faces 34 and laterally projecting side covers 35. It covers (FIG. 6) a certain part of the outer circumference of the folded up sunshade. However, a relatively large gap is left be tween them and in this are located the shorter sunshade arms 19 and the passive arms 20. Gaps are also formed between them, in which the folded up membrane is freely outwardly visible and accessible. This problem could be partly solved in a not shown embodiment by also providing the short sunshade arms with covering means projecting laterally over the arm, which in certain circumstances can be adequate, partic ularly if other means ensure that the membrane is effec tively located below said covering. The outer face 34, 35 of the long sunshade arms 18 extends radially further outwards than that of the shorter arms 19, 20. On the lateral edges of the side coverings 35 (FIG. 7) are pivotably arranged the cover ing means 30 by means of pins 36 running parallel to the arm. They are e.g. plastic or aluminium flaps, which have an angular profile, whose angle is chosen in such a way that in the folded up state (FIG. 6) a columnar O 15 25 30 35 45 50 55 65 6 profile of the sunshade selected for functional and opti cal reasons is closed (cf. FIG. 1). Thus, e.g., the surfaces 34, 35 and the outer face of the covering means 30 could be curved arcuately, so that overall a round column is obtained, but this would lead to problems with the ar rangement of the then opened flaps 30 in the open posi tion. FIG. 7 shows that the covering means are so adapted that in the completely opened state (the gaps are shown shortly before the open position) they engage flat on the surfaces 34, 35 of the arm 18 and their angled outer leg 37 projects outwards in the manner of ribs. FIG. 7 shows a construction with two covering means of dif ferent sizes on both sides, which can occur in the case of Sunshade covering a non-square, e.g. rectangular sur face. In this case the long arms extending into the outer corners would form angles diverging from 90° and correspondingly the circumferential portions located between them would be of different sizes. The flaps are driven by a mechanism shown in FIGS. 7 to 10. In the vicinity of the pivot pins, in each case one push rod 38 is articulated by means of a joint 39 to the flaps 30. It projects through openings in the profile side wall of the arm 18 and namely into the interior thereof and is articulated there on a rotary double crank 40, which is pivotable about a pin 41 by a crank shoulder 42. On the latter is articulated a connecting rod 43, which is positioned within the arm 18 (cf. FIG. 10) and articulated by means of a connecting part 44 to the associated spreading arm 22 of the arm 18 by means of a fulcrum 45. FIGS. 9 and 10 show that the connecting rod 43 during the movement between the open and closed position and as a result of the pivoting of the spreading arm 22 which occurs is longitudinally displaced be tween the open position (dot-dash line in FIG. 10) and the closed position (thick lines in FIG. 10). By means of the crank shoulder 42 it pivots the double crank 40 between the open position (FIG. 7), in which the push rods 38 are completely outwards and the covering flaps are located on the profile outer faces 34, and the closed position according to FIG. 8, where the double crank 40 is so pivoted round that it draws the push rod com pletely inwards and roughly in the extension of the side covers 35 rests on the outer circumference of the folded up sunshade. The covering means 30 are dimensioned in such a way that the left and right covering means of two adja cent, long sunshade arms 18 are connected to one an other virtually without interruption. Correspondingly in the case of a construction with four long arms carry ing covering means, they cover an inscribed angle of approximately 20 to 35, preferably somewhat below 30, whereas the outer surfaces 34, 35 of each long sunshade arm 18 can cover an inscribed between 25 and 40, preferably somewhat below 35. This makes it possible to choose an asymmetrical angle section of the covering means within a shorter outer leg 37 than inner leg, so that the outer leg 37 does not project so far upwards in the open state. A crank transmission 46 is guided into the kink of the covering flap, which transfers the force to it. The crank arm ratios are determined by the connection of the flap in the vicinity of its pin 36 to the joint 39. As a result of the quadruple crank transfer or trans mission (spreading arm 22/driving rod 43; driving rod 43/crank shoulder 42; double crank 40/push rod 38 and push rod 38/covering flap 30) the transmission ratios
5,441,068 7 are selected in such a way that, on closing, the flap only moves relatively slowly towards the closed position and only shortly before this closed position moves more rapidly towards the position according to FIG. 8. As a result of this progressive movement characteristic in the closed direction, it is ensured that the flap does not impede the folding of the sunshade membrane occur ring in the last part of the closing movement and instead shortly prior to closure the resulting folds are gathered up and pressed inwards, so that the membrane is en tirely surrounded by the covering means. FIG. 10 shows that the path of the driving rod 43 close to the open position is small due to its location behind the articulation point 23 and only reaches a maximum close to the open position. A similar effect can be brought about by a corresponding articulation on the remaining crank points. The progressiveness is multiplied, so that it is possible to compensate an oppos ing crank characteristic, such as e.g. occurs directly on the flap for spatial reasons. Driving the covering means in direct mechanical derivation from the closing movement is particularly reliable, but requires a certain mechanical expenditure. It can be advantageous to bring about the closing of the flaps by independent servodrives, e.g. electric servomo tors, which require relatively small input powers, be cause plenty of time is available for closing purposes. The desired progressiveness can also be provided. In the case of such servodrives it is also possible to only start up the closing movement when the arms are shortly before or already in the closed position and in this case the flap drive can take place with a uniform speed. FIG. 6 shows that for the covering flaps 30 provided on the four long arms 18 on each side the closed sun shade has a closed outer surface, which is shaped like a short twelve-pointed star. The flaps can extend over the entire length, but can also be provided in several por tions, e.g. in order to follow a slightly bent extension of the arms 18. FIG. 6 also shows that membrane fingers 67 are fitted to one of the shorter arms 19. They can be flexible plastic fingers, which are appropriately curved in order to store the membrane on closing the arms in the space 68 provided for membrane storage between the col lapsed arms and the column 13. These membrane fin gers 67 can be provided on random points of the arms 18, 19, 20 or optionally also on the flaps 30. As indicated in FIG. 6, they can have a closed profile, which in creases the twisting rigidity thereof and partly covers the mechanisms. FIG. 11 is a plan view of a long arm 18 showing the articulation point of the passive arms 20 (cf. FIG. 5). On collapsing the sunshade it must be ensured that it is uniformly, carefully and in controlled manner applied to the arm 18. At some distance from the articulation points 60 there is a pulling means, e.g. a cable 61 on each passive arm 20 and which runs in arm 18 by means of cable pulley 62. Both cables 61 are interconnected and fixed to a weight 63, which runs in the arm and is guided in shock absorbing guide bushes 64. In addition to the weight a tension spring 65 is provided, which acts in the same tension direction as the weight. In the open state only the tension spring acts on the stretching device 66, because the arm 18 is horizontal and correspondingly there is no tensile force of the weight 63. However, if the sunshade is closed, the arm has an increasing ten dency towards its outer end 26, so that the weight now 5 10 5 20 25 35 40 45 SO 55 60 65 8 increases the spring tension 65 and therefore laterally draws the passive arms 20 over the cable 61 on the arm 18. Both arms are moved synchronously. When open the spring 65 maintains a certain minimum pre tension, so as to keep the cables taut. It is possible to achieve the desired effect by other means, namely a force which progressively increases on closing for bringing in the passive arms, e.g. by combi nation with gas springs or the like. It would be prefera ble to provide a damping effect of known type, e.g. in the form of a shock absorber, so as to ensure that the arms are not suddenly drawn in. In the case of the use of a gas spring it could be integrated into the latter. For such a case it could also be advantageous to bring about the tensile connection between the passive arm 20 and the main arm 18 by a pressure-transferring medium, e.g. the gas spring. The sunshades according to the invention are particu larly suitable for covering large surfaces, such as public precincts, courtyards, etc. and as a result of the rectan gular shape there is an almost uninterrupted transfer between juxtaposed sunshades. By a corresponding control a special effect is possible, which leads to a surprisingly energy-saving effect in areas having only limited cloud cover. If the insolation and irradiation from the earth, e.g. from the floor or ground 12 is care fully monitored and the absorption and emission values are compared with one another and as a function thereof the floor is protected against radiation or the shielding cover is removed, e.g. by opening and closing a sunshade, then the climate can be considerably in paired. Thus, if in the case of preponderant irradiation the sunshade is opened and then immediately closed when emission preponderates, then under such climatic conditions as e.g. occur in desert areas, the climatic conditions in the zone below the sunshade can differ very considerably from the surrounding climatic condi tions and render superfluous energy-consuming artific ial air conditioning. This effect is particularly marked if this procedure is used for a long period and the area located below the cover is shielded against convection heat transfer. In such cases the night emission under cloudless skies and despite the desert climate can keep the overall temperatures at a pleasant level. In the represented embodiment radiation sensors 47, 48 are provided for this purpose, the sensor 47 being located on the upper end of the column 13, i.e. above the sunshade, and the axis of its radiation reception cone is directed vertically upwards, whereas the sensor 48 is fitted to part of the column below the sunshade and monitors the emission of the parts located below the sunshade, i.e. the ground 12. Several sensors can be located at different points. The values measured by the radiation sensors and whose spectrum not only covers the energy component of visible light, but in fact the entire thermal radiation in accordance with the energy content thereof, are processed in a control unit 49 con taining a comparator (FIG. 2), which is e.g. locatable in the column. As a function of this comparison the sun shade drive 50 is put into operation (of. FIG. 9). It would naturally also be possible to provide manual or programme-controlled action possibilities, so as e.g. not to disturb an event by the opening and closing of the sunshade, but generally the operation should take place as a function of the radiation comparison. The process is particularly effective if in the area climatically influenced in this way thermal storage means are provided, e.g. by the choice of a floor mate
5,441,068 9 rial having a high specific thermal capacity. Here, in the case of a longer application of the process, a reservoir in the form of a cold store can be created. The process functions in the same way and by merely acting on the control system for both cooling and heating. For heat ing it is merely necessary to open the shade covering when irradiation preponderates and close it in the oppo site case. We claim: 1. A sunshade comprising: a sunshade column; movable sunshade arms supported by said sunshade column; drive means operatively connected to said sunshade arms for driven movement of said sunshade arms between an open position and a closed position; a sunshade membrane extendable by said arms for movement between said open position and said closed position, wherein in the closed position the membrane has folds that are received between said sunshade arms; and a plurality of cover elements disposed above the membrane and the sunshade arms in the open posi tion, wherein said cover elements are moved to a position to cover and enclose the sunshade mem brane when the sunshade arms are moved to the closed position. 2. The sunshade according to claim 1, wherein when the sunshade arms are in the open position, the sunshade membrane is stretched below the sunshade arms. 3. The sunshade according to claim 1, wherein the cover elements are flaps that are pivotable about axes substantially parallel to the Sunshade arms. 4. The sunshade according to claim 1, wherein the drive means comprise motor-operable drive means. 5. The sunshade according to claim 4, wherein the cover elements and the sunshade membrane are both linked with the drive means. 6. The sunshade according to claim 5, wherein the drive means comprises crank and push/pull rods, which accelerate closing movement when approaching the closed position. 7. The sushade according to claim 1, wherein the cover elements, when the sunshade is in the closed position, substantially continuously surround the mem brane. 8. The sunshade according to claim 1, wherein the cover elements are provided on respective sunshade arms driven by the said drive means and also cover other sunshade arms. 9. The sunshade according to claim 1, wherein the sunshade arms have an outer covering surface with an angular or curved profile. 10. The sunshade according to claim 1, wherein in the closed position, the covering means and the outer Sur faces of the sunshade arms form a column having a polygonal cross section. 11. The sunshade according to claim 1, wherein the cover elements have surface portions, which in the open position are located over outer surfaces of the sunshade 2S 12. The sunshade according to claim 1, wherein the cover elements are fitted to lateral edges of a sunshade 10 15 20 25 30 35 45 50 55 60 65 10 arm in the open position, with surface portions project ing outwards from said arms. 13. The sunshade according to claim 1, wherein the cover elements are progessively drivable during closing movement of the arms. 14. The sunshade according to claim 1, wherein the sunshade arms have lateral coverings projecting later ally over outer surfaces of the sunshade arms forming at least a part of the covering means. 15. The sunshade according to claim 1, wherein the sunshade is in the form of a stationary parasol. 16. The sunshade according to claim 1, wherein the cover element for a respective sunshade arm are, in the closed postion, closely adjacent to the cover element of an adjacent one of the sunshade arms. 17. A sunshade comprising: a sunshade column; movable sunshade arms supported by said sunshade column; drive means operatively connected to said sunshade arms for driven movement of said sunshade arms between an open position and a closed position; a sunshade membrane extendable by said arms for movement between said open position and said closed position, wherein in the closed position the membrane has folds that are received between said sunshade arms; and wherein membrane grasping fingers are provided on said sunshade arms and formed by flexible, curved fingers, which during closing movement of the sunshade arms gather up the sunshade membrane and pass it into a collapsed position. 18. A sunshade coomprising: a sunshade column; sunshade arms, movable between an open and a closed position; and a sunshade membrane extendable by said sunshade arms; wherein said sunshade column has a circumferential portion with devices including lights and air condi tioning outlets alternated with receptacles for re ceiving ends of the sunshade arms when moved to the closed position. 19. The sunshade according to claim 18, the sunshade having relatively longer sunshade arms alternating with relatively shorter sunshade arms, said relatively longer sunshade arms being received in the receptacles, while said relatively shorter sunshade arms terminate above the receptacles. 20. The sunshade according to claim 18, wherein said circumferential portion projects radially outwards from the column, wherein the receptacles form pockets in the circum ferential portion for receiving parts of the sunshade arms, and wherein the receptacles are, in the closed position, covered by the cover elements which are fitted to the sunshade arms. 21. The sunshade according to claim 18, wherein the lights include lamps, which are oriented for illuminating the area covered by the sunshade and are pivotable by a lamp drive coupled to the sunshade drive means into a position illuminating the membrane when open.
UNITED STATES PATENT AND TRADEMARK OFFICE CERTIFICATE OF CORRECTION PATENT NO. : 5,441,068 DATED : August 15, 1995 NVENTOR(S) : Rasch, et al. it is certified that error appears in the above-identified patent and that said Letters Patent is hereby connected as show below: Col. 1, line 49 After "corresponding" the "." should be deleted. Col. 2, line 9 After 'in' the '-' should be deleted. Col. 3, line 35 "World" should be --word--. Col. 4, line 28 After "their" the word -own- should be inserted. Col. 5, line 17 The word "areas" should be deleted. Col. 6, line 55 After "inscribed" the word -angle- should be inserted. Col. 8, line 60 "(of FIG. 9)" should be -- (cf. FIG. 9)--. Col. 9, line 44 "sushade" should be -sunshade--. Col. 10, line 33 'coomprising" should be --comprising-. | Signed and Sealed this Twenty-sixth Day of March, 1996 Attest (a team BRUCE LEHMAN Attesting Officer Commissioner of Patents and Trademarks
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EP 0 365 572 B1
EP 0 365 572 B1 41