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Wind loss prevention by wind force redirection using semipermeable textile membranes
Starkwindereignisse nehmen klimabedingt weltweit zu. Die europäische Versicherungsbranche beklagt die steigende Häufigkeit von Orkanen und die deutlich steigenden Schadenssummen pro Sturm. Um Gebäude präventiv vor Schäden durch Starkwindereignisse zu schützen und Schäden durch herumfliegende Gebäudeteile zu vermeiden, können temporäre Schutzvorrichtungen einen wichtigen Beitrag liefern. Dafür wurden vor allem in den USA auch textilbasierte Vorrichtungen entwickelt, um Gebäudedächer mit im Boden verankerten Gurten, Seilen, Netzen bzw. Membranen durch eine statisch auf die Dachkonstruktion wirkende Kraft zu schützen. Diese statischen Kräfte sind, solange kein starker Wind auftritt, bereits deutlich größer als zu diesem Zeitpunkt notwendig. Um in dieser Situation kritische Gebäudebeanspruchungen zu vermeiden, können sie jedoch nicht beliebig gesteigert werden. Wenn dann allerdings ein Starkwindereignis am Gebäude eine große nach oben gerichtete Kraft - den Auftrieb - auf die Dachkonstruktion erzeugt, ist aufgrund dieser Beschränkung der Schutz durch solche Vorrichtungen möglicherweise geringer als nötig. In diesem Vortrag wird ein innovativer Lösungsansatz vorgestellt, der unter Verwendung von textilen Membranen mit vorgegebener Winddurchlässigkeit eine dynamische Kraft auf das zu schützende Gebäude erzeugt und so den gefährlichen Windauftriebskräften entgegenwirkt oder sie sogar eliminiert. Solche textilen Membranen schützen genau dann, wenn der Schutz benötigt wird. Dadurch könnten zum einen unnötige Lasten auf Gebäude und Verankerungen vermieden und zum anderen Windschäden reduziert werden. Als Nebeneffekt schützt die textile Membran die Mauern des Gebäudes sowie Fenster und Türen vor umherfliegenden Objekten. Es werden Ergebnisse eines Modellversuchs im Windkanal (Zusammenarbeit mit Dr. V. Hildebrand, TU Dresden) und Modellberechnungen (Zusammenarbeit mit Dr. M. Körber, TU Dresden) vorgestellt.
Due to the climate, strong winds are on the increase all over the world. The European insurance sector is complaining that hurricanes occur more frequently and that the amount of loss per gale has also risen significantly. To prevent buildings from being damaged by strong wind events and from damage caused by flying parts of a structure, temporary protection devices can play a vital role. The USA has taken a lead in developing textile-based devices which protect roof structures by holding the roof in place by means of a static load, using straps, ropes, meshes and membranes respectively, anchored to the ground. As long as there are no strong winds, this static load is substantially higher than necessary at that particular moment. However, in order to avoid critical loads on the system in this situation, the static load cannot be increased unrestrictedly. As a consequence, though, protection of a building by these devices may be lower than required when a strong wind applies and produces a strong uplift on the roof structure. We will present an innovative approach to solving the problem. It involves generating a dynamic force on the building to be protected by using textile membranes with a predetermined wind permeability, thus counteracting or even eliminating dangerous wind uplift forces. Such textile membranes give protection if and only if the protection is needed. Thus, unnecessary load on buildings and anchors can be avoided and wind-loss damage is reduced. As a side effect, the textile membrane protects the walls, the windows and the doors of the building against flying debris. We present results of a model experiment carried out in the TU's wind channel, (in cooperation with Dr. V. Hildebrand, TU Dresden) and model calculations (made in cooperation with Dr. M. Körber, TU Dresden).
Wind loss prevention by wind force redirection using semipermeable textile membranes
Starkwindereignisse nehmen klimabedingt weltweit zu. Die europäische Versicherungsbranche beklagt die steigende Häufigkeit von Orkanen und die deutlich steigenden Schadenssummen pro Sturm. Um Gebäude präventiv vor Schäden durch Starkwindereignisse zu schützen und Schäden durch herumfliegende Gebäudeteile zu vermeiden, können temporäre Schutzvorrichtungen einen wichtigen Beitrag liefern. Dafür wurden vor allem in den USA auch textilbasierte Vorrichtungen entwickelt, um Gebäudedächer mit im Boden verankerten Gurten, Seilen, Netzen bzw. Membranen durch eine statisch auf die Dachkonstruktion wirkende Kraft zu schützen. Diese statischen Kräfte sind, solange kein starker Wind auftritt, bereits deutlich größer als zu diesem Zeitpunkt notwendig. Um in dieser Situation kritische Gebäudebeanspruchungen zu vermeiden, können sie jedoch nicht beliebig gesteigert werden. Wenn dann allerdings ein Starkwindereignis am Gebäude eine große nach oben gerichtete Kraft - den Auftrieb - auf die Dachkonstruktion erzeugt, ist aufgrund dieser Beschränkung der Schutz durch solche Vorrichtungen möglicherweise geringer als nötig. In diesem Vortrag wird ein innovativer Lösungsansatz vorgestellt, der unter Verwendung von textilen Membranen mit vorgegebener Winddurchlässigkeit eine dynamische Kraft auf das zu schützende Gebäude erzeugt und so den gefährlichen Windauftriebskräften entgegenwirkt oder sie sogar eliminiert. Solche textilen Membranen schützen genau dann, wenn der Schutz benötigt wird. Dadurch könnten zum einen unnötige Lasten auf Gebäude und Verankerungen vermieden und zum anderen Windschäden reduziert werden. Als Nebeneffekt schützt die textile Membran die Mauern des Gebäudes sowie Fenster und Türen vor umherfliegenden Objekten. Es werden Ergebnisse eines Modellversuchs im Windkanal (Zusammenarbeit mit Dr. V. Hildebrand, TU Dresden) und Modellberechnungen (Zusammenarbeit mit Dr. M. Körber, TU Dresden) vorgestellt.
Due to the climate, strong winds are on the increase all over the world. The European insurance sector is complaining that hurricanes occur more frequently and that the amount of loss per gale has also risen significantly. To prevent buildings from being damaged by strong wind events and from damage caused by flying parts of a structure, temporary protection devices can play a vital role. The USA has taken a lead in developing textile-based devices which protect roof structures by holding the roof in place by means of a static load, using straps, ropes, meshes and membranes respectively, anchored to the ground. As long as there are no strong winds, this static load is substantially higher than necessary at that particular moment. However, in order to avoid critical loads on the system in this situation, the static load cannot be increased unrestrictedly. As a consequence, though, protection of a building by these devices may be lower than required when a strong wind applies and produces a strong uplift on the roof structure. We will present an innovative approach to solving the problem. It involves generating a dynamic force on the building to be protected by using textile membranes with a predetermined wind permeability, thus counteracting or even eliminating dangerous wind uplift forces. Such textile membranes give protection if and only if the protection is needed. Thus, unnecessary load on buildings and anchors can be avoided and wind-loss damage is reduced. As a side effect, the textile membrane protects the walls, the windows and the doors of the building against flying debris. We present results of a model experiment carried out in the TU's wind channel, (in cooperation with Dr. V. Hildebrand, TU Dresden) and model calculations (made in cooperation with Dr. M. Körber, TU Dresden).
Wind loss prevention by wind force redirection using semipermeable textile membranes
Windschutz durch Kraftumlenkung mit semipermeablen textilen Membranen
Siegmund, Stefan (author)
2014
3 Seiten, Bilder, 4 Quellen
(not paginated)
Conference paper
Storage medium
English
Membran , Auftrieb , Gebäude , Orkan , Gebäudedach , Schutzvorrichtung , Schütz , Mauer , Modellversuch , Windkanal , Modellberechnung , Dach , statische Last , Textilien , Schutzgerät , Wicklungsverluste , Windkraft (Energiequelle) , Grenzbelastung
CONSTRUCTION STRUCTURES OF SEMIPERMEABLE BREAKWATER WITH WIND POWER GENERATOR
European Patent Office | 2015
|Semipermeable Membrane Devices
British Library Online Contents | 1996
|Ion transfer mechanism in pores of semipermeable polymer sensor membranes
Springer Verlag | 2012
|Structure and properties of semipermeable membranes based on modified cellulose diacetates
Springer Verlag | 2014
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