¿Por qué las fábricas tenían esos típicos techos inclinados a principios del siglo XX? ¿No costaría mucho menos un techo plano simple?

Es difícil saberlo sin más detalles, pero creo que te estás refiriendo a un techo con dientes de sierra.

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O esto:

Un techo de diente de sierra permite que ingrese mucha luz natural al interior del edificio, reduciendo la demanda de iluminación eléctrica adicional. Esta era una forma popular de reducir los costos de iluminación en grandes edificios de fábricas industriales.

La forma del diente de sierra típicamente tiene superficies inclinadas y ventanas de vidrio casi verticales, dispuestas en un patrón alterno. Muchas veces las ventanas de vidrio verticales se pueden abrir, lo que permite la ventilación del espacio interior. El patrón del diente de sierra naturalmente proporciona una gran rigidez fuera del plano al diafragma del techo, por lo que la deflexión del techo generalmente no es un problema, sin embargo, la forma del diente de sierra no arroja escombros, lluvia y nieve de forma natural, por lo que hay una mayor necesidad de proporcionar detalles adecuados en las articulaciones y para limpiar los dientes rápidamente después de que se acumulen escombros o nieve.

Yahoo Answers lo ha cubierto (por una vez):
http://au.answers.yahoo.com/ques

Respuesta corta: lo hicieron principalmente para la iluminación, para que la luz del día entrara en la fábrica a través de los lados verticales orientados al norte que tenían ventanas de vidrio. Las secciones triangulares eran muy resistentes, siempre que estuvieran apoyadas por pilares en sus cruces. El espacio de la fábrica podría construirse como un diseño modular y expandirse en consecuencia.

(fuente: http://home.vicnet.net.au/~aholg …)

¿No costaría mucho menos un techo plano simple?

Un techo plano es menos costoso y a menudo se elige por esa razón, pero no está exento de problemas propios.

Nada en arquitectura es realmente plano, aunque parezca que lo es. A veces, la pendiente de un techo “plano” se mide en unas pocas pulgadas de caída sobre muchos pies de un techo. Si el techo no se inclina hacia un desagüe, el techo acumulará agua de lluvia. Esta condición se conoce como estanque y el peso del agua puede colapsar el techo. Esto también ocurre cuando el techo se inclina hacia el desagüe, pero por alguna razón, como las hojas de otoño, los desagües se bloquean y la lluvia se acumula de todos modos. En cualquier caso, es una condición peligrosa para los ocupantes del edificio. El agua estancada también es propicia para las goteras del techo. Ambas condiciones son caras de arreglar. En algunos casos, la falla del techo plano puede conducir al abandono del edificio.

En cuanto a la configuración del techo de diente de sierra, es una forma de capturar la luz del día en un edificio. Desafortunadamente, el borde inferior de cada “diente” actúa como una canaleta y es propenso a fugas.

La nieve es otro problema que enfrentan los sistemas de techo plano. Siendo nieve sólida, no solo se escurre como lo hace la lluvia. Y congelar, descongelar ciclos puede convertirlo en hielo. En un techo plano, ¡solo se acumula y se acumula hasta BOOM! Si crees que palear un camino de entrada es un trabajo duro, ¡intenta palear un techo plano!

Por lo tanto, en lugares con mucha lluvia o nieve, los techos inclinados son en realidad una mejor opción que los techos “planos”.

El diente de sierra / techo inclinado es superior al techo plano en algunos aspectos.

Permite que se instalen ventanas para que la luz del día / luz solar ilumine naturalmente el interior del edificio, ahorrando electricidad para la iluminación y (en climas más fríos) calefacción. Si bien las ventanas también se pueden instalar en un techo plano, podría causar un sobrecalentamiento dentro del edificio debido a la luz solar directa en lugar de la luz dispersa.

Estructuralmente, el techo inclinado es más fuerte que el techo plano. Pruébelo usted mismo, tome 2 papeles, doble uno por la mitad y apoye ambos lados como un techo. Verá que el techo plano se dobla en el medio, mientras que el doblado no.

En la práctica, el techo plano necesitaría una viga más fuerte que sumaría el costo, e incluso podría ser imposible de construir en un edificio de fábrica de gran envergadura.

En cuanto al mantenimiento, el techo inclinado es menos propenso a las fugas debido a que prácticamente no hay posibilidad de acumulación de agua.

¿Te refieres a Northlights? Estos son solo techos con acristalamiento a una serie de pendientes orientadas al norte para proporcionar luz natural, sin deslumbrar al piso de la fábrica debajo. Se hicieron populares en la época victoriana, pero se desarrollaron antes y se están reintroduciendo para ahorrar en costos de iluminación.

Es un techo de Northlight, como este

Obras, Pasture Lane, Clayton (C) Humphrey Bolton

La parte empinada de cada diente de sierra estaba esmaltada y miraba hacia el norte. La luz artificial era costosa, y al usar la luz natural se podía ahorrar mucho dinero. Hacer que las ventanas miren hacia el norte produjo una iluminación más consistente y difusa durante todo el día y evitó el sobrecalentamiento en el verano.

Algunos de estos se encontraban en fábricas anteriores al uso generalizado de la bombilla. Dado que el método principal de iluminación interior en ese momento involucraba llamas de una forma u otra, muchas fábricas debían encenderse con luz solar, ya que las llamas abiertas podrían ser peligrosas alrededor de ciertos productos químicos o materiales combustibles utilizados en el proceso de fabricación.

También hay otro beneficio para esta estructura. Dado que muchos procesos de producción emiten un exceso de calor, el aire calentado y posiblemente contaminado se eleva y se acumula en los lugares más altos. Este aire desperdiciado se puede liberar con relativa eficiencia y utilizando selectivamente una construcción de ‘cobertizo’ en lugar de un techo plano, es decir, aprovechando la convección natural.
Hoy en día, a menudo se dedican esfuerzos para capturar el aire cargado de energía mediante la ventilación y la limpieza de las máquinas para cumplir con las regulaciones y / o usarlo para recalentar a través de intercambiadores de calor.
Fuente: He trabajado varios años en la industria industrial de aire acondicionado y reducción de la contaminación.

La mayoría de las superficies acristaladas alineadas de los dientes de sierra hacia el norte proporcionan una iluminación difusa durante todo el día (en el hemisferio norte).
También se llama acristalamiento industrial.

El techo con dientes de sierra tenía una ventaja adicional para las fábricas textiles. Por lo general, el acristalamiento miraba hacia el norte, de modo que ningún rayo de sol directo golpearía el piso de la fábrica (en el hemisferio norte, por supuesto) y solo entraría la luz diurna indirecta. Esto hizo más fácil juzgar el color de las telas, ya que la luz solar directa haz que se vea demasiado amarillento.

Si usa material de techo barato, como metal corrugado delgado, no puede hacer que el techo sea plano porque no resistirá el peso del agua acumulada o el peso de un ser humano.
Tenía amigos que tenían un complejo fabril en Chile. El hijo del dueño una vez casi cayó 3 pisos a través del techo barato a la maquinaria debajo. El techo estaba hecho de material delgado y su peso hizo un agujero.

Estos edificios generalmente miran al norte. Por lo tanto, hay iluminación a través del edificio desde el norte. La luz solar directa puede tener un efecto negativo sobre los procesos industriales que ponen en peligro a los trabajadores o afectan la calidad de la producción.

Puede estar hablando de armazones o marcos espaciales. Ambas son formas muy ligeras y eficientes de recorrer largas distancias, que son comunes en lugares como almacenes, aeropuertos, fábricas, hangares, etc.

No necesariamente ese techo plano lo salvará, de hecho está acumulando “cargas” de problemas;
1.) el agua durante los días lluviosos se acumulará sobre todo el techo, y esa es una carga muy pesada que deben transportar las estructuras del techo.
2.) durante el invierno, la nieve, que es muy impredecible, permanecerá sobre el techo y con el tiempo se convertirá en hielo sólido y también será muy pesada.
En este escenario, tendrá que diseñar un gran tamaño de viguetas de acero de banda abierta para resistir que sus cargas de techo puedan transportar. Esto es especialmente cuando el área del techo plano es terriblemente grande.
El diseño de tejado con aspecto de diente es una solución de ingeniería perfecta para reducir la altura máxima del techo cortando un triángulo grande convirtiéndolo en una serie de triángulos. También es una forma de dividir una carga pesada en muchas series de cargas mediante la distribución del área del techo en segmentos.
Nuevamente, como dijo Isaac Gaetz, hay muchos beneficios para diseñar este tipo de techo.

Fueron inventados por una de las personas que trabajaron con Henry Ford, como otros han dicho, para permitir que la luz natural y la ventilación ingresen a grandes espacios industriales cerrados.