Una mirada más cercana a la arquitectura extensible

La arquitectura extensible es un sistema estructural que utiliza predominantemente tensión en lugar de compresión. De tensión y tensión a menudo se usan indistintamente. Otros nombres incluyen arquitectura de membrana de tensión, arquitectura de tela, estructuras de tensión y estructuras de tensión livianas. Exploremos esta técnica moderna pero antigua de construcción.

Tensión y compresión son dos fuerzas de las que escuchas mucho cuando estudias arquitectura. La mayoría de las estructuras que construimos están en compresión: ladrillo sobre ladrillo, tablero sobre tablero, empujando y apretando hacia el suelo, donde el peso del edificio está equilibrado por la tierra sólida. La tensión, por otro lado, se considera lo opuesto a la compresión. La tensión tira y estira los materiales de construcción.

" Una estructura que se caracteriza por una tensión del sistema de tela o material flexible (típicamente con alambre o cable) para proporcionar el soporte estructural crítico a la estructura."— Asociación de estructuras de tela (FSA)

Pensando en las primeras estructuras hechas por el hombre de tipo humano (fuera de la cueva), pensamos en la obra de Laugier Choza primitiva (estructuras principalmente en compresión) e, incluso antes, estructuras en forma de carpa: tela (por ejemplo, piel de animal) apretada (tensión) alrededor de un marco de madera o hueso. El diseño extensible estaba bien para tiendas nómadas y pequeños tipis, pero no para el Pirámides de Egipto. Incluso los griegos y los romanos determinaron que los grandes coliseos hechos de piedra eran una marca registrada de longevidad y cortesía, y los llamamos Clásico. A lo largo de los siglos, la arquitectura de tensión fue relegada a carpas de circo, puentes colgantes (por ejemplo, puente de Brooklyn) y pabellones temporales a pequeña escala.

Durante toda su vida, el arquitecto alemán y galardonado con el premio Pritzker Frei Otto estudió las posibilidades de la arquitectura ligera y extensible, minuciosamente calcular la altura de los postes, la suspensión de cables, la red de cables y los materiales de membrana que podrían usarse para crear carpas a gran escala estructuras Su diseño para el pabellón alemán en la Expo '67 en Montreal, Canadá, habría sido mucho más fácil de construir si hubiera tenido CANALLA software. Pero fue este pabellón de 1967 el que allanó el camino para que otros arquitectos consideraran las posibilidades de la construcción de tensiones.

Los modelos más comunes para crear tensión son el modelo de globo y el modelo de tienda. En el modelo de globo, el aire interior crea neumáticamente la tensión en las paredes y el techo de la membrana al empujar el aire hacia el material elástico, como un globo. En el modelo de carpa, los cables unidos a una columna fija tiran de las paredes y el techo de la membrana, de forma muy similar a como funciona un paraguas.

Los elementos típicos para el modelo de tienda más común incluyen (1) el "mástil" o poste fijo o conjuntos de postes para soporte; (2) Cables de suspensión, la idea traída a América por un alemán John Roebling; y (3) una "membrana" en forma de tela (por ejemplo, ETFE) o red de cable.

Los usos más típicos para este tipo de arquitectura incluyen techos, pabellones al aire libre, arenas deportivas, centros de transporte y viviendas semipermanentes después del desastre.

^{Fuente: Fabric Structures Association (FSA) en www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-structures/tensile}

El Aeropuerto Internacional de Denver es un buen ejemplo de arquitectura extensible. El techo de membrana estirada de la terminal de 1994 puede soportar temperaturas de menos 100 ° F (bajo cero) a más 450 ° F. El material de fibra de vidrio refleja el calor del sol, pero permite que la luz natural se filtre en los espacios interiores. La idea de diseño es reflejar el entorno de los picos de las montañas, ya que el aeropuerto está cerca de las Montañas Rocosas en Denver, Colorado.

Arquitecto: C. W. Fentress J. H. Bradburn Associates, Denver, CO
Terminado: 1994
Contratista Especializado: Birdair, Inc.
Idea de diseño: Similar a la estructura de pico de Frei Otto situada cerca de los Alpes de Munich, Fentress eligió un sistema de techos de membrana que emulaba los picos de las Montañas Rocosas de Colorado.
Talla: 1,200 x 240 pies
Número de columnas interiores: 34
Cantidad de cable de acero 10 millas
Tipo de membrana: Fibra de vidrio de PTFE, un teflón^®de fibra de vidrio tejida recubierta
Cantidad de tela: 375,000 pies cuadrados para el techo de la Terminal Jeppesen; 75,000 pies cuadrados de protección adicional en la acera

^{Fuente: Aeropuerto internacional de Denver y Fibra de vidrio de PTFE en Birdair, Inc. [consultado el 15 de marzo de 2015]}

Inspirada en los Alpes alemanes, esta estructura en Munich, Alemania, puede recordarle el Aeropuerto Internacional de Denver 1994. Sin embargo, el edificio de Munich fue construido veinte años antes.

En 1967, el arquitecto alemán Günther Behnisch (1922-2010) ganó un concurso para transformar un basurero de Munich en un paisaje internacional para albergar los XX Juegos Olímpicos de Verano en 1972. Behnisch & Partner creó modelos en arena para describir los picos naturales que querían para la villa olímpica. Luego contrataron al arquitecto alemán Frei Otto para ayudar a descubrir los detalles del diseño.

Sin el uso de CANALLA software, los arquitectos e ingenieros diseñaron estos picos en Munich para mostrar no solo a los atletas olímpicos, sino también al ingenio alemán y los Alpes alemanes.

¿El arquitecto del Aeropuerto Internacional de Denver robó el diseño de Munich? Quizás, pero la compañía sudafricana Estructuras de tensión señala que todos los diseños de tensión son derivados de tres formas básicas:

• "Cónico - Una forma de cono, caracterizada por un pico central "
• "Bóveda de cañon - Una forma arqueada, generalmente caracterizada por un diseño de arco curvo "
• "Hypar - Una forma retorcida de forma libre"

^{Fuentes: Competiciones, Behnisch & Partner 1952-2005; Información técnica, Tension Structures [consultado el 15 de marzo de 2015]}

Günther Behnisch y Frei Otto colaboraron para encerrar la mayor parte de la Villa Olímpica de 1972 en Munich, Alemania, uno de los primeros proyectos de estructuras de tensión a gran escala. El Estadio Olímpico de Munich, Alemania, fue solo uno de los lugares con arquitectura de tracción.

Se propuso ser más grande y más grandioso que el Pabellón de tela Expo '67 de Otto, la estructura de Munich era una intrincada membrana de red de cable. Los arquitectos eligieron paneles acrílicos de 4 mm de espesor para completar la membrana. El acrílico rígido no se estira como la tela, por lo que los paneles estaban "conectados de manera flexible" a la red del cable. El resultado fue una ligereza y suavidad esculpidas en toda la Villa Olímpica.

La vida útil de una estructura de membrana de tracción es variable, dependiendo del tipo de membrana elegida. Las avanzadas técnicas de fabricación actuales han aumentado la vida útil de estas estructuras de menos de un año a muchas décadas. Las primeras estructuras, como el Parque Olímpico de 1972 en Munich, fueron realmente experimentales y requieren mantenimiento. En 2009, la empresa alemana Hightex fue reclutado para instalar un nuevo techo de membrana suspendido sobre el Salón Olímpico.

^{Fuente: Juegos Olímpicos 1972 (Múnich): estadio olímpico, TensiNet.com [consultado el 15 de marzo de 2015]}

El arquitecto de hoy tiene una serie de opciones de membrana de tela para elegir: muchas más "telas milagrosas" que los arquitectos que diseñaron el techo de la Villa Olímpica de 1972.

En 1980, el autor Mario Salvadori explicó la arquitectura de tracción de esta manera:

"Una vez que una red de cables se suspende de puntos de soporte adecuados, las telas milagrosas pueden colgarse de ella y estirarse a través de la distancia relativamente pequeña entre los cables de la red. El arquitecto alemán Frei Otto ha sido pionero en este tipo de techo, en el que cuelga una red de cables delgados de los cables delimitadores pesados ​​sostenidos por largos postes de acero o aluminio. Tras la construcción de la carpa para el pabellón de Alemania Occidental en la Expo '67 en Montreal, logró cubrir los stands de la Estadio Olímpico de Munich... en 1972 con una carpa que alberga dieciocho acres, sostenida por nueve mástiles de compresión de hasta 260 pies y por cables de pretensado de límite de hasta 5,000 toneladas de capacidad. (La araña, por cierto, no es fácil de imitar: este techo requirió 40,000 horas de cálculos y dibujos de ingeniería) ".

^{Fuente: Por qué se levantan los edificios por Mario Salvadori, McGraw-Hill Edición en rústica, 1982, pp. 263-264}

A menudo llamado la primera estructura de tracción ligera a gran escala, el pabellón alemán de la Expo '67 de 1967 - prefabricado en Alemania y enviado a Canadá para el montaje en el sitio - cubierto solo 8,000 cuadrados metros Este experimento en arquitectura extensible, que solo tardó 14 meses en planearse y construirse, se convirtió en un prototipo, y despertó el apetito de los arquitectos alemanes, incluido su diseñador, el futuro Pritzker Laureate Frei Otón.

Ese mismo año de 1967, el arquitecto alemán Günther Behnisch ganó la comisión para las sedes olímpicas de Munich de 1972. La estructura de su techo de tracción tomó cinco años para planear y construir y cubrió una superficie de 74.800 metros cuadrados, muy lejos de su predecesor en Montreal, Canadá.

• Estructuras de luz - Estructuras de luz: el arte y la ingeniería de la arquitectura extensible ilustrada por el trabajo de Horst Berger por Horst Berger, 2005
• Estructuras de superficie extensible: una guía práctica para la construcción de cables y membranas por Michael Seidel, 2009
• Estructuras de membrana extensible: ASCE / SEI 55-10, Asce Standard de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, 2010

^{Fuentes: Juegos Olímpicos 1972 (Munich): estadio olímpico y Expo 1967 (Montreal): Pabellón alemán, Base de datos del proyecto de TensiNet.com [consultado el 15 de marzo de 2015]}