Segunda Naturaleza
farq
Universidad de la República Facultad de Arquitectura Proyecto final de carpeta Solar Decathlon Taller Scheps Grupo docente Luis Oreggioni Bernardo Martín Andrés Cabrera Gustavo Traverso Pablo Bachetta Javier Díaz Asesores A.Sanitario: Daniel Garcén Estructura: Daniel Rapetti A. Eléctrico: Alejandro Scopelli A.Térmico: Luis Lagomarsino A.Lumínico: Alejandro Vidal Proyecto+Construccion: Santiago Lenzi Jorge Pagani Fachadas Ligeras: Enrique Facal Sostenibilidad: Martín Leymonie
ÍNDICE DE LÁMINAS
Introducción................................................................................
1
Verano........................................................................................ 145
Arquitectura consciente - historias energéticas..........................
3
Estereográficas solsticio de verano................................... 147
Energía........................................................................................
5
Memoria......................................................................................
7
Estrategias proyectuales.................................................... 11
Ventilación 149 Estrategia energética > ventilación....................................... 151 Imagen verano..................................................... 153 Detalles................................................................ 154
Estrategias energéticas...................................................... 19 Cortes..................................................................
155
Imagen exterior.................................................................. 21 Proyecto...................................................................................... 23 Otoño......................................................................................... 157 Materiales............................................................................... 25 Sistema constructivo paneles de paja....................................
31
Sistema constructivo balloon frame.......................................
35
Gráficos proyecto
37
Albañilería Plantas................................................................. Detalles muros..................................................... Fachadas.............................................................. Cortes y detalles..................................................
39 39 45 51 59
Plantas.................................................................
73 75
Estructura
Estaciones.................................................................................
81
Invierno.....................................................................................
83
Estereográficas solsticio de invierno................................
85
Térmico Estrategia energética > aislación+geotermia....................... Envolvente térmica............................................. Planillas............................................................... Cálculos.............................................................. Plantas................................................................
87 89 91 97 109 111
Imagen invierno.................................................. Detalles...............................................................
115 116
Fachadas internas...............................................
117
Primavera.................................................................................
123
Estereográficas equinoccio de primavera........................
125
Jardín Sanitaria Estrategia energética > evapotranspiración......................... Plantas................................................................ Esquema riego hidropónico................................
127 129 131 135 137
Imagen primavera............................................... Detalles...............................................................
139 140
Estereográficas equinoccio de otoño................................
159
Eléctrica Estrategia energética > fotovoltaicos................................... Censo de cargas................................................. Plantas................................................................ Diagrama unifilar................................................ Catálogo luminarias............................................ Iluminación natural.............................................
161 165 167 169 175 177 179
Imagen otoño...................................................... Detalles...............................................................
181 182
Posibilidades.............................................................................
183
Materiales........................................................................ Energía............................................................................. Lugar................................................................................
185 187 189
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo constituye el proyecto final de la carrera de arquitectura en nuestra universidad. Si bien al empezar a pensar en él, las
activas de energía que nuestro proyecto incorpora, asumimos su viabilidad económica y productiva, lo que posiciona nuestra propuesta
posibilidades son ilimitadas en cuanto al programa, lugar, y temática, nos enmarcamos en la propuesta del taller de investigar acerca de
en un escenario futuro, que por momentos parece no estar tan lejano en el tiempo.
las implicancias del uso de las energías alternativas en arquitectura. La propuesta del curso consistió en tomar las bases del concurso internacional Solar Decathlon para plantear el desarrollo de una vivienda autosuficiente y energéticamente sustentable, apoyándose en el Sol como única fuente de energía. El Solar Decathlon promueve la investigación sobre el diseño arquitectónico apuntando a la eficiencia energética a escala de una vivienda. Para ello, las casas presentadas por las escuelas participantes son sometidas a diez instancias de
Nuestro proyecto (en todo su recorrido por las diversas versiones hasta llegar a la actual) es la materialización de esa búsqueda de conciliación energético-espacial. Esto deriva en la sucesiva activación-operación-desactivación de diversas estrategias que apuntan a lograr un determinado grado de confort mientras transcurren los ciclos naturales, caracterizados por las distintas estaciones del año.
competencia que miden su desempeño en diversas áreas. Si bien las bases del concurso constituyen un punto de partida para empezar a pensar en el objeto, nuestro proceso se desprende de algunas de sus condicionantes y explora otros ámbitos (por ejemplo la generación de energía por medio de geotermia como opción a la energía solar) que creemos enriquecen la investigación. Búsqueda Así como a comienzos del siglo XX la Revolución Industrial trajo consigo cambios tecnológicos a los que la arquitectura intentó dar respuesta durante el transcurso de las décadas siguientes, las cuestiones energéticas se han convertido ahora, al inicio del siglo XXI, en una de las problemáticas que más desafíos plantea a la práctica arquitectónica. En este sentido se vuelve necesario intentar una definición de sustentabilidad en relación a la temática energética, que ofrezca un parámetro de referencia con el cual trabajar. Según el informe Brundtland de 1987, la sostenibilidad consiste en satisfacer las necesidades de la actual generación sin sacrificar la capacidad de futuras generaciones de satisfacer las propias. A partir de la década del 70 la humanidad comenzó a detectar que sus acciones eran capaces de tener un fuerte impacto sobre la naturaleza, lo que, sumado a la crisis de los modelos energéticos vigentes, llevó a la elaboración de teorías que intentaban explicar la vulnerabilidad de los sistemas naturales para así poder proponer alternativas viables. La construcción del discurso energético en las sociedades capitalistas se sostiene sobre el supuesto de que el desempeño de la organización social necesita de un aumento del consumo energético a escala global, guiado por un aumento gradual del consumo. Por lo tanto, la disponibilidad de fuentes energéticas adecuadas, seguras y con reservas probadas se convierte en un factor geopolítico y en un problema estratégico fundamental para los países industrializados. Desde un punto de vista de compromiso con el entorno natural, la sustentabilidad implica el mayor grado de independencia posible del uso de energías provenientes de fuentes no renovables y cuyos procesos de extracción constituyan una alteración significativa al medio ambiente. Esta acepción del concepto implica fuentes energéticas que participen de ciclos “sostenibles”, es decir, que puedan perpetuarse sin que su continuidad se vea comprometida. Desde la práctica arquitectónica de la pequeña escala (la escala de una vivienda en nuestro caso), el concepto de sustentabilidad puede considerarse en relación a las consecuencias de nuestras acciones como proyectistas (prefigurando también las acciones del habitante de la casa en tanto usuario de los dispositivos instalados), lo que la mayor parte de las veces implica escalas mucho mayores que las del producto construido. La arquitectura propone espacios para dar cabida a las actividades humanas. En todo proyecto, el diseño arquitectónico vincula el uso de determinados materiales, búsquedas espaciales, requerimientos de programa, datos del sitio y otras variables. La arquitectura bioclimática utiliza el diseño, es decir, la disposición y la forma de los elementos arquitectónicos, para incrementar el rendimiento energético y conseguir confort de forma natural, reduciendo al mínimo el uso de sistemas electromecánicos. Nuestro objetivo es vincular los conceptos derivados de la aplicación de las prácticas energético-sustentables con búsquedas e intereses arquitectónicos propios a la disciplina, y que nos interesan personalmente. Para ello, mucho antes de pensar en incorporar tecnología adicional, se trata de verificar e intencionar la modificación de la forma y la espacialidad, aplicando conceptos tendientes a la generación de energía de manera pasiva. La retroalimentación constante del proceso arquitectónico tradicional se complejiza con la introducción de una serie de factores que apuntan a considerar lo energético como input importante del proyecto y no sólo como mera incorporación de tecnología. Conceptos tales como el aprovechamiento de la incidencia del sol en los espacios, el incremento de sus efectos al interponer un vidrio o el comportamiento de las corrientes de aire se manejaban a la perfección en la época de auge de las civilizaciones griega y romana, y se valorizan en la actualidad por su redescubierta importancia. También es cierto que se hace una elección tecnológica desde el momento que se decide entre un material y otro, Es a través de los avances tecnológicos que se puede incrementar el grado de confort de los espacios arquitectónicos; que esa elección sea consciente y responsable es nuestra preocupación. Tanto en la consideración de algunos materiales y sistemas constructivos como en las opciones
INTRODUCCIÓN
2
ARQUITECTURA CONSCIENTE - HISTORIAS ENERGÉTICAS
Pasajes extraídos de “La belleza termodinámica” - Iñaki Ábalos
Pasajes extraídos de “La arquitectura del entorno bien climatizado” - Reyner Banham
“(...) cabe preguntarse si al enfrentamiento dialéctico sostenibilidad aditiva versus sostenibilidad sustractiva, el enfrentamiento Norte-
“(...) para poder prosperar, en oposición a simplemente sobrevivir, la humanidad necesita más distracciones y entretenimiento que
Sur versus Este-Oeste, o el enfrentamiento sostenibilidad del frío seco versus sostenibilidad del calor húmedo, puede contraponerse un
lo que una lucha unilateral a puño limpio y a espaldas descubiertas podrían permitir. Gran parte de esas distracciones y
modelo técnico y estético híbrido, de carácter unitario, producto de combinar alta tecnología y sistemas constructivos masivos, casi
entretenimiento provienen de la implementación de recursos técnicos y organizaciones sociales tendientes a controlar el entorno
arcaicos: materiales inteligentes capaces de mutar su transparencia en distintas franjas del espectro solar comunicados e interactuando
inmediato: para producir sequedad durante una tormenta de lluvia, calor en invierno, frescura en verano, para disfrutar de
con partes pasivas de construcción elemental que actúan como almacenes. En definitiva, una estética material híbrida, útil en el primer
privacidad acústica y visual... ”
y el tercer mundo, capaz de reunir la eficacia derivada de la forma arquitectónica, los sistemas pasivos y los activos en una nueva combinatoria, un "mestizaje" material acorde con los cambios demográficos contemporáneos.” “Las culturas cuyos miembros organizan su entorno por medio de estructuras masivas tienden a visualizar el espacio tal como lo han vivido, esto es, constreñido y contenido, “Cabría también considerar ciertas actitudes estéticas contemporáneas ‘ambientalistas’ como anticipaciones poéticas de una cultura ambiental integral que daría lugar a un cierto grado 0 de la materialidad arquitectónica, una evanescencia material o ‘blankness’...”
“(...) parece fácil identificar dos modelos proyectuales para la estética de la sostenibilidad o, en otras palabras, la belleza termodinámica - dos modos de operar que parecen ligados a dos climas diferentes y también unidos a dos prototipos primigenios-: un modelo basado en la construcción de un ambiente tecnificado, parametrizado y artificial, promovido desde el ámbito anglosajón,
limitado por paredes, pisos y techos (...) la consecuencia es que los arquitectos, críticos, historiadores y todas aquellas personas relacionadas a la gestión medioambiental en los países civilizados carece del rango de experiencias espaciales y respuestas culturales que las personas nómadas siempre han sabido experimentar.”
“Contrario a ello, las sociedades que no construyen estructuras sustanciales tienden a
1
2
agrupar sus actividades en torno a algún foco central - un pozo de agua, un árbol que dé sombra, una fogata, un gran maestro - y habitan un espacio cuyos límites externos son vagos, adaptables según las necesidades de funcionamiento, y rara vez son regulares.”
basado en gestionar el confort artificialmente y con medios maquínicos, de duración estacional; y el promovido desde el cinturón tropical y subtropical (incluyendo el mediterráneo) es decir desde la geografía del sol, basado en una gestión hábil y sensualista de medios diversos más elementales...”
“Formas más sofisticadas utilizan el vidrio como filtro para discriminar entre energía en forma de luz, permitiendo su pasaje, y energía en forma de calor, impidiendo su entrada. Efectos similares de almacenamiento térmico se utilizan en el invernadero común, técnica que podría denominarse el modo ‘Conservativo’ de gestión del entorno
“(...) nos habla de la necesaria influencia de una sobre la otra, o, mejor, del beneficio de un aprendizaje mutuo, de un constante diálogo e intercambio entre ambas, un diálogo que puede sintetizarse en el acuerdo global en la conveniencia de una mayor integración disciplinar entre arquitectura, paisaje y técnicas medioambientales como nuevo territorio operativo.”
(...) Siempre debe verse modificado por el modo ‘Selectivo’, y más aún en climas tropicales o húmedos. Este último modo, como su nombre lo indica, opera de forma tal
Comportamiento medioambiental de una carpa. 1. La membrana de la carpa desvía el viento y excluye a la lluvia. 2. Refleja la mayor parte de la radiación, reteniendo el calor interno, excluyendo el calor solar, manteniendo la
que repele las condiciones no deseadas del exterior, como lo hace una ventana abierta que permite la salida del aire viciado y la entrada de aire fresco, y el vidrio de esa abertura, que admite la luz pero no así el viento y la lluvia (...) La construcción tradicional siempre ha mezclado estos dos modos (...) y los ha moderado mediante el modo ‘Regenerativo’ de energía aplicada, ya sea mediante la quema de combustible o la fuerza animal o humana.”
ACTUALMENTE
FUTURO
Sistemas activos
Sistemas activos
Sistemas pasivos
Sistemas pasivos
Forma arquitectónica
Forma arquitectónica
Referencias imágenes: 1. Pareja dentro de la cúpula de Jay Baldwin, 1970, en “La belleza termodinámica”, Iñaki Ábalos, Circo M.R.T. 2. Triángulos de la sustentabilidad, Ove Arup, en “La belleza termodinámica”, Iñaki Ábalos, Circo M.R.T. 3. Comportamiento medioambiental de una carpa, Reyner Banham, en “The architecture of the well tempered environment”. INTRODUCCIÓN
4
ENERGÍA
Energía
Aislación térmica
Si bien en el Uruguay se ha logrado avanzar hacia niveles crecientes de independencia energética, la situación actual es dependiente
Los valores de U (transmitancia térmica) de los muros exteriores, piso y cubierta de las casas pasivas se encuentran en un rango
del petróleo en un 56%, la leña y el carbón vegetal constituyen el 17% y la energía hidroeléctrica representa el 24%. La participación
comprendido entre 0,10 a 0,15 W/(m²ºK), pudiendo ser ligeramente mayores o menores dependiendo del clima.
creciente de la electricidad como fuente energética del sector residencial presenta gran importancia en el debate sobre la sustentabilidad, principalmente por ser una fuente nacional y por constituir una fuente energética segura (más allá de los efectos de la construcción de las mega-represas). La evolución de la matriz energética nacional en las últimas décadas indica una tendencia hacia la disminución progresiva de la importancia relativa de los derivados del petróleo, cambios que se hicieron evidentes especialmente en el sector residencial e industrial. Es necesario tener en cuenta que en el año 2006 el 23% de la electricidad producida por UTE se generó en centrales térmicas cuya fuente proviene de derivados del petróleo y un 35% lo constituye la energía importada. Por lo tanto, es posible concluir que el uso de energía eléctrica no representa un avance hacia la independencia energética. Para una sociedad, el logro de la sustentabilidad implica contar con un sistema de gestión de los recursos naturales, así como de sus alimentos, producción, sistema de comercialización y consumo que se ajusten a las necesidades internas. En este marco se incluye la gestión del sistema energético y la formulación de escenarios energéticos sustentables. Su construcción debe considerar cuestiones globales (cambio climático, agotamiento de recursos energéticos, etc.) así como cuestiones locales (contaminación, pérdida de
Si la casa es capaz de lograr estos valores, las pérdidas de calor durante los períodos fríos serían despreciables, y la temperatura de las superficies interiores sería casi la misma que la temperatura del aire, independientemente del tipo de calefacción utilizado. Esto llevaría a un nivel muy alto de confort y se podrían evitar los daños ocasionados por la acumulación de humedad en la estructura. En los climas cálidos o durante los meses de verano, un buen aislamiento también proporciona protección contra el calor. Tener protecciones eficaces en las ventanas y una ventilación adecuada es también esencial para asegurar un máximo nivel de confort durante los períodos calientes. Una buena aislación y una construcción hermética han demostrado ser extremadamente eficaces en las casas pasivas. Otro principio fundamental es el “thermal bridge free design": intentar que la aislación no deje puentes térmicos, los puntos débiles en los cuales un material con un alto coeficiente de transmisión entra en contacto tanto con el aire interior como con el aire exterior, favoreciendo las pérdidas de calor a través del mismo.
biodiversidad, solidaridad, satisfacción de necesidades y otros). Hermeticidad Los edificios son los responsables del consumo del 30 al 40% de la energía que se produce en el planeta. En nuestro país, los edificios consumen el 38% de le energía consumida en todo el territorio. Los edificios gastan esta energía en calefacción, refrigeración,
El aire interior tiene un mayor contenido de vapor de agua que el aire exterior si no se aplica ningún método de deshumidificación.
iluminación y en diversos aparatos eléctricos. Las decisiones proyectuales tienen relación directa en el comportamiento energético de
En un clima frío, el aire interior se enfría debido a la existencia de filtraciones en la pared, generando un flujo de aire de adentro
los edificios.
hacia afuera. El aire frío no puede mantener la misma cantidad de vapor de agua que tenia en el interior, produciéndose condensaciones dentro de la construcción. Esto puede conducir a serios daños, como perjudicar la estructura o disminuir la
Algunos sistemas de certificación LEED (acrónimo de Leadership in Energy & Environmental Design) es un sistema de certificación de edificios sostenibles, desarrollado
eficiencia de la aislación térmica. Ventanas
por el US Green Building Council. Fue inicialmente implantado en el año 1998, y se utiliza en varios países desde entonces. Se compone de un conjunto de normas sobre la utilización de estrategias encaminadas a la sostenibilidad en edificios de todo tipo, e incorpora en el
Las ventanas son un factor esencial para asegurar las condiciones del interior agradables. En climas fríos, las ventanas mal aisladas
proyecto aspectos relacionados con la eficiencia energética, el uso de energías alternativas, la mejora de la calidad ambiental interior, la
generan que las superficies de las fachadas estén relativamente frías y se requiera calentamiento activo cerca de las ventanas para
eficiencia del consumo de agua, el desarrollo sostenible de los espacios libres de la parcela y la selección de materiales. La certificación,
compensar condensaciones, corrientes de aire y "radiación fría" causado por las superficies frías. Por el contrario, las ventanas que
de uso voluntario, tiene como objetivo avanzar en la utilización de estrategias que permitan una mejora global en el impacto
están bien aisladas, harán una contribución activa al aumentar el nivel de confort.
medioambiental de la industria de la construcción. Passivhaus es un estándar para la construcción de viviendas originado en Alemania en 1988, y se basa en la construcción de
Renovación del aire
edificaciones que cuenten con una importante aislación térmica, en el entendido que la reducción de las pérdidas térmicas lleva a
Es importante destacar que el sistema Passivhaus depende fuertemente del uso de sistemas electromecánicos para lograr una
menores necesidades de calefacción y por ende, un menor consumo energético.
correcta renovación del aire interior, ya que el alto grado de aislación de las edificaciones va en contra de la posibilidad de abrir ventanas para ventilar. Estos sistemas son altamente tecnificados; consisten no sólo en la renovación del aire interior sino que
El modelo Passivhaus
recuperan el calor generado mediante una fuente primaria (de relativo bajo consumo), para reutilizarlo y así disminuir el consumo energético. Esto es posible solamente gracias a los grandes niveles de aislación propuestos.
El principio de Passivhaus se basa en la definición de la envolvente. Si se desea lograr edificios de bajo consumo energético, ésta deberá estar altamente aislada. La envolvente del edificio se compone de todos los elementos que separan el interior del exterior, siendo su objetivo principal el de proporcionar un clima confortable en el interior, independientemente de las condiciones climáticas exteriores. Durante los períodos fríos, la temperatura dentro del edificio es generalmente más alta que la del exterior. Como resultado, el calor se pierde a través de la envolvente, y a menos que este calor se sustituya, la temperatura interior tenderá a equilibrarse con la temperatura exterior, enfriando así los espacios interiores del edificio. Lo contrario se aplica durante periodos de calor: el calor excesivo tenderá a entrar al edificio a través de su envolvente. Por lo tanto, tiene sentido restringir el flujo de calor, independientemente del
Propuesta Reconocemos que estos sistemas de certificación escapan en gran medida a nuestra realidad, tanto por el uso de los materiales como de las tecnologías involucradas y las previsiones y controles implicados. Sin embargo, nos proponemos aplicar algunos de sus preceptos a nuestro proyecto y ver cómo es posible compatibilizar la disponibilidad y precio de los recursos y productos a la realidad de nuestro medio.
clima. La protección térmica encuentra su campo de aplicación en este punto. De hecho, para los preceptos del Instituto Passivhaus, el aspecto más importante lo constituye el aislamiento térmico y no el almacenamiento de calor. Las pérdidas de calor a través de las paredes exteriores y techos representan más del 70% de las pérdidas totales de calor en los edificios existentes. Por lo tanto, mejorar el aislamiento térmico representa la forma más efectiva de ahorrar energía, ayudando a mejorar el confort térmico y evitar daños a la estructura.
Referencias: “La importancia estratégica del sector energético”, Dr. Marcel Achkar, Dra. Ana Domínguez, Lic. Fernando Pesce. Artículo en Quehacer educativo, 2008. “Eficiencia energética en edificaciones. Un nuevo desafío”, Comisión Eficiencia Energética SAU, Arq, MSc Alicia Mimbacas, Arq. Any Paz, Arq. Gabriel Alba INTRODUCCIÓN
6
“Uno podría decir que una arquitectura ideal es un espacio exterior que se siente como un interior y un espacio interior que se siente como un exterior. En una estructura anidada, el interior es invariablemente el exterior y viceversa. Mi intención es realizar una arquitectura que no se trate ni del espacio ni de la forma, sino que simplemente exprese la riqueza de lo que se encuentra ‘entre’...” Sou Fujimoto
Entendemos la eficiencia energética en el ámbito de la arquitectura como el conocimiento del funcionamiento de los ciclos naturales en interacción con los elementos que materializan a los espacios habitables, con el fin de depender en la menor medida posible de sistemas artificiales consumidores de energía y de la obtención racional, conciente y sustentable de dicha energía.
ESTRATEGIAS PROYECTUALES
Utilizando paneles de fibra estrategias energéticas
eficiencia energética
Uno de los ejes del proyecto lo constituye
El concepto de eficiencia energética se refiere básicamente
El diseño pasivo es un método utilizado en la arquitectura
la energía y los mecanismos tendientes a
a hacer un buen uso de la energía, lo que supone la
que busca obtener edificios que logren acondicionarse de
su generación y conservación.
obtención de los mismos bienes y servicios, pero optimizando el consumo por medio de fuentes energéticas más limpias, disminuyendo así los efectos negativos sobre el medio ambiente. La eficiencia energética para el consumo resulta la acción más efectiva para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera y así limitar el calentamiento global. Para conseguirlo es necesario apostar por la mejora de los procesos, la cogeneración, el reciclaje y la reorientación de la producción hacia procesos menos contaminantes.
comprimida como aislante
diseño pasivo
aislación
manera natural, utilizando el sol, las brisas y vientos, las características propias de los materiales de construcción y
Lograr enfriamiento pasivo
la orientación, entre otras variables. En el diseño solar
generando corrientes
pasivo, las ventanas, muros y pisos se proyectan de modo
naturales por medio de
que funcionen como colectores y medios de almacenamiento de energía solar en forma de calor en el
ventilación
ventilación cruzada.
invierno, y para rechazar el calor solar en el verano. El diseño es “pasivo” porque no involucra el uso de
Proporciona la sombra
dispositivos mecánicos y eléctricos, sino que depende de
necesaria en verano para
las propiedades termodinámicas inherentes al sistema y
proteger las superficies
de los materiales para poder operar, sin necesitar fuentes externas de energía.
vidriadas, desapareciendo control solar
en invierno para permitir el pasaje de la radiación solar.
diseño activo Generar calor para
El diseño activo implica el uso de fuentes energéticas con
calefacción y agua caliente
fines de acondicionamiento del espacio (generando
sanitaria utizando fuentes
energía calórica o eléctrica). La energía solar activa y la geotermia utilizan equipos mecánicos o eléctricos para realizar esta conversión. Los sistemas de recolección y
calefacción / agua caliente sanitaria
uso de energía que no dependen de insumos externos, tales como las chimeneas solares, se clasifican como
estrategias espaciales
tecnologías solares pasivas.
Generación de energía por
Definimos 3 grupos espaciales:
medio de la radiación solar. electricidad
las cajas
Cambia la escala en el pasaje entre espacios, y se siente la idea de refugio, de abrigo o apertura. Las actividades de la casa dan lugar a espacios específicos.
el espacio intermedio
Nos proponemos pensar en la naturaleza. La naturaleza de las cosas, de los materiales, del clima. El clima nos hace pensar en los colores, en el cambio, en los ciclos. Los ciclos y la naturaleza los jardines
se reúnen en el jardín.
MEMORIA
12
envolvente aislada + generación de calor interior por geotermia en invierno
distrubución de calor en el espacio + subdivisión programática
pendiente mín 3%
pendiente desagüe pluviales
ventilación cruzada en verano
inclinación fotovoltaicos 20°
protección pantalla vegetal en primavera MEMORIA
16
USO DEL ESPACIO
cocinar
leer
dormir
pasar
estudiar
ba単arse
estar
salir MEMORIA
14
POSICIONAMIENTO
20m2
40m2
La Unión Europea recomienda 20 m2 de vegetación por habitante Para 4 habitantes, la casa ofrece el doble.
Criterios de (no) posicionamiento Un proyecto evoluciona a partir de los insumos con los que cuenta (programa, tiempos de entrega, presupuesto, requisitos específicos del cliente y otros.) Usualmente, el sitio es un factor importante en la determinación del diseño, ya que no sólo aporta los datos objetivos con los cuales operar, sino que contribuye con otros datos sensibles que influyen en las características del objeto (por ejemplo volumetría, materialidad, aperturas).
ciudad
bosque
Al encarar el proyecto, la primera aproximación a las temáticas energéticas nos lleva a estudiar la realidad de nuestro país, territorio que elegimos para posicionarnos. A la vez, decidimos abstraernos de los datos que nos podría ofrecer un único lugar para contemplar las diversas posibilidades. Es así que pensamos en una casa genérica, que podría ser ubicada en cualquier punto del Uruguay. Pretendemos que el estudio de las diferentes cartografías (solar, geotérmicas, de vientos) en paralelo a las exploraciones formales, volumétricas y espaciales de la casa, nos den los datos necesarios para lograr un producto que se adapte a las condiciones del lugar en el que se inserte, y que sea lo suficientemente flexible como para admitir las modificaciones que sean necesarias. En este sentido, creemos que es el concepto de jardín, que analizaremos más adelante, el que puede generar ese vínculo con el sitio.
duna
La envolvente verde permite plantar un jardín donde sea.
En primera medida queremos indagar cómo actúa el diseño pasivo en respuesta al entorno, para que sea la arquitectura por sí misma la que aporte soluciones. En segundo lugar, queremos descubrir cuáles son los requisitos que se formulan desde la arquitectura hacia otras disciplinas que investigan en energías alternativas y materiales, para poder llegar a un conocimiento conjunto y eventualmente desarrollar productos que se adapten a la arquitectura, y que no se trate únicamente de que la arquitectura se tenga que adaptar a los productos disponibles en el mercado.
MEMORIA
18
Enfriamiento pasivo
Autonomía energética
EE Ventilación
EE Fotovoltaicos Ver pág. 165
Ver pág. 151
Sobre la cubierta de la casa se dispone un plano de paneles fotovoltaicos con inclinación 15º que complementan el abastecimiento eléctrico de la red, y pueden eventualmente derivar en la autosuficiencia energética de la casa cuando esta se ubica en localizaciones aisladas. El generador fotovoltaico proporciona la energía necesaria para el funcionamiento de los dispositivos eléctricos, la iluminación interior y la alimentación inicial al sistema de calefacción.
La disposición de las aberturas en la casa, así como la inclusión de una claraboya en la cubierta, favorecen la salida del aire caliente del interior y por consiguiente, la renovación de aire. A su vez, la cubierta ventilada (con puntos bajos de entrada y puntos altos de salida), ventila la cavidad por encima de la aislación, mejorando su comportamiento térmico. De esta forma también es posible bajar la temperatura de las superficies que están por debajo de los paneles fotovoltaicos, lo que aumenta su rendimiento y extiende su vida útil.
S
ESTRATEGIAS ENERGÉTICAS
W
2. Desde canalón
3. A jardines
1. A tanques de recolección
Heat pump geotérmico
4. Desde tanques
Envolvente de paja prensada
EE Aislación + Geotermia Ver pág. 89
La aislación térmica de cubierta, piso y cajas se logra por medio de paneles de paja prensada, en una envolvente continua. Los paneles aglomeran con la misma lignina contenida en las fibras por medio de la aplicación de calor y presión. Los tres núcleos de la casa funcionan como elementos radiantes. Operan a través de una trama de cañerías que recorren los pavimentos de las tres cajas y alimentan una serie de losetas térmicas ubicadas en las paredes de las mismas, que irradian calor hacia el espacio intermedio. La fuente de calor es la energía geotérmica; utiliza la gran inercia térmica del subsuelo poco profundo (que se mantiene a una temperatura constante de entre 10 y 16ºC), para aportar la temperatura adecuada a los espacios interiores, por medio de una bomba de calor.
N Recolección de agua de lluvia
EE Evapotranspiración
E
Ver pág. 131
Las pendientes de la cubierta metálica junto al sistema de canalones permiten recolectar el agua de lluvia. Desde los puntos bajos se deriva a tanques de recolección, para ser utilizada en el sistema de riego hidropónico del jardín y para el lavado de ropa. MEMORIA
20
PROYECTO
Aberturas en aluminio y madera
Policarbonato
Las ventanas que incorporamos a la casa (de la marca Alu2Wood, de origen Austríaco) están compuestas por una capa interior de
La transparencia y la liviandad han sido búsquedas arquitectónicas constantes a lo largo de la historia, desde el Crystal Palace
madera (que aporta su baja transmisividad térmica) y una capa de terminación exterior de aluminio, que proporciona durabilidad y
de Joseph Paxton hasta la fundación Cartier de Jean Nouvel. La incorporación de un material que cumpla con una voluntad
resistencia. En comparación con las aberturas tradicionales de aluminio, se vuelve posible tener marcos pequeños sin tener que asumir
formal de transparencia y la necesidad de un revestimiento exterior impermeable y de bajo peso, lleva a considerar a los
pérdidas térmicas, ya que presentan valores de 0.70 W/m²K y no generan puentes térmicos.
materiales plásticos como posible solución. Esta elección supone la consideración de la sustentabilidad de los procesos de
El marco se asegura por medio de tornillos (hoja móvil) o tacos (hoja fija). Los encuentros con las jambas, dintel y antepecho se sellan
producción y la previsión de la vida útil del material, teniendo en cuenta la factibilidad del reciclaje posterior.
con una cinta de butilo para lograr hermeticidad, que se instala a una temperatura superior a los 42ºC.
PLANTA
CORTE
Referencias: “Sustainable landscape construction: Materials and Products - Life Cycle Assessments”, Gail Hansen, MLA, PhD, ENH 1141, Octubre 2009. “Solar living source book”, John Schaeffer. New Society Publishers Ltd., 2005. “La industria del aserradero en Uruguay”, Marisa Bucheli. CEPAL, 1998. “Sector forestal - Oportunidades de inversión en Uruguay”, Instituto Uruguay XXI, 2011. “Material innovations: Transparent, lightweight, malleable & responsive”, Filiz Kassen PROYECTO
30
OSB
Paja
El OSB (Oriented Strand Board, Tablero de fibras orientadas) es un
La paja es el tallo seco de ciertas gramíneas, especialmente los cereales llamados comúnmente de “caña”; es el subproducto de la
compuesto de la madera que se utiliza como sustituto de los tableros
cosecha de granos tales como el trigo, arroz, cebada, avena y centeno.
laminados para la construcción de paredes, cubiertas y pisos. A diferencia de los laminados, que se fabrican a partir de finas capas de madera, los tableros de OSB consisten en fibras o pequeños pedazos de madera que se obtienen moliendo o despedazando troncos de árbol. Como la producción del OSB es más eficiente que la de los laminados,
Existen muchas razones por las cuales la paja resulta atractiva como material de construcción. En primer lugar, en las zonas de producción de granos, el material resulta económico, constituyendo una alternativa de menor precio que la madera. En segundo lugar, dado que la paja es un material de desecho de la producción de granos, la energía incorporada en su producción resulta muy baja, y proporciona una alternativa viable a la quema y la consecuente liberación de monóxido de carbono.
el producto final resulta más económico, a la vez que es más
La forma más directa de utilizar la paja para la edificación es a través de la construcción con fardos. Durante la época de cosecha de
consistente y uniforme, de ahí que sea considerado como un material
granos, una enfardadora comprime la paja en bloques rectangulares que se atan con alambre o cuerdas de polipropileno, y existen dos
estructural.
formas usuales de construir con estos elementos. Cuando los fardos tienen función estructural, se apilan y refuerzan para proporcionar
Además del riesgo de formación de moho que tienen casi todos los materiales al entrar en contacto con el agua si quedan cavidades que no estén lo suficientemente ventiladas, otra preocupación para la salud la constituye la potencial liberación de los químicos implicados en el
muros estructurales que soportan el peso de la cubierta. Cuando la paja se utiliza como relleno, es la estructura metálica, de madera o de mampostería, la que soporta el peso de la cubierta, es decir, los fardos se apilan para generar muros aislantes sin función estructural. En cualquiera de las dos alternativas, las paredes de paja deben revocarse en ambas caras para proteger el material de la humedad y los insectos.
proceso de producción. Los paneles que utilizan una resina impermeable con base de formaldehído llamada urea-formaldehído (UF) liberan el compuesto, mientras que las resinas de fenolformaldehído lo hacen en menor medida. Es importante saber si el OSB a instalar en la casa contiene formaldehído en su fórmula para poder evitar exponer a las personas al mismo, y aislar el material para que no esté en contacto directo con los espacios interiores.
Fibras de celulosa El desempeño térmico de las fibras sueltas de celulosa se compara de manera favorable a otros tipos de aislación tradicionales. La conductividad térmica de la celulosa es de alrededor de 40W/mºK, que es prácticamente igual o aún mejor que la lana de vidrio o lana de roca. Otros aspectos importantes a considerar involucran la hermeticidad del aire, los flujos convectivos y los puentes térmicos. La celulosa proyectada resulta muy efectiva para rodear y cubrir los elementos con los que se encuentra dentro de la cavidad a rellenar (por ejemplo cañerías), dejando escasas bolsas de aire que puedan reducir la eficiencia global del muro. La Escuela de Arquitectura de la Universidad de Colorado en los EEUU realizó un estudio que comparaba dos estructuras idénticas que habían sido aisladas con celulosa y fibra de vidrio respectivamente, resultando en que la estructura que contenía celulosa precisaba utilizar un 26.4% menos de enrgía para calefaccionar los espacios. Aún los componentes no reciclados de la celulosa resultan preferibles a la materia prima de los otros tipos de aislación más comunes, que usualmente contienen una base petroquímica. A diferencia de los sistemas que utilizan agentes espumantes tales como HFC o HCFC, que poseen potenciales de contribución al efecto invernadero cientos de veces mayores que el dióxido de carbono, la celulosa no produce emisiones gaseosas significativas. La fibra de vidrio utiliza adhesivos con base de formaldehído, que se sigue liberando aún luego de la instalación y resulta peligroso para la salud humana. La celulosa no posee las desventajas características de los procesos de
Una tercera opción para la paja como material de construcción es la prefabricación de paneles, comprimiendo el material para utilizarlo como núcleo, con una terminación exterior de tapas de OSB. La gran ventaja de este tipo de producto es la capacidad de aportar altos niveles de aislación térmica a la vez que se utiliza materia prima natural.
producción de otros tipos de aislantes, ya que la toxicidad de la materia prima resulta muy baja; la única precaución de acuerdo a la categorización que realiza la OSHA es la molestia causada por el polvo, que requiere que se utilicen máscaras durante la instalación. Esto se compara muy favorablemente al potencial cancerígeno de la fibra de vidrio en su manipulación. PROYECTO
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“Recién estamos comenzando a especular acerca de los usos de estos nuevos materiales en arquitectura. En
MATERIALES
los materiales recientemente desarrollados están saliendo a la luz propiedades que son opuestas a las de muchos materiales convencionales. Surgirán cambios drásticos en las propiedades de los materiales recientemente desarrollados que serán capaces de transformar a la arquitectura. Más allá del enamoramiento [con un nuevo material]... yace un mundo de formas significativas, aún inexplorado, un mundo en el que los materiales se seleccionarán en función de las propiedades relevantes al uso”. Kieran & Timberlake, 2004.
Escuadrías de madera En 1994, la cosecha mundial de madera se situó en torno a los 3.400 millones de metros cúbicos y provino principalmente de bosques naturales. Ese mismo año, la Organización Internacional de las Maderas Tropicales planteó que el comercio mundial en el próximo milenio debe realizarse en base al manejo sostenible de los bosques y se considera incluso que ello se extienda a las zonas boreales y templadas, disminuyendo la cosecha de bosques naturales. Algunos países, como el caso de Japón -de gran importancia en el comercio internacional de productos forestales- han declarado asumir dicho compromiso. Conforme a la estructura de especies forestales sembradas en el Uruguay, la madera aserrada solida y sus derivados corresponden a los
Construcción ecológica
géneros Pinus taeda, Pinus elliottii y Eucalyptus grandis. Con la instalación de plantas de celulosa y el incremento en la demanda de
Una construcción ecológica intenta minimizar el impacto del edificio en su entorno natural. Si bien existen teorías y sistemas de normas
madera terciada surge la preocupación de la implementación de procesos sustentables de forestación, por lo que es preciso determinar
que proponen diversos métodos para lograrlo, todas comparten algunos objetivos comunes:
áreas para conservación biológica, montes nativos o especies autóctonas (por ejemplo los palmares de Yatay o los humedales de Santo Domingo), en los que se controle la práctica1. Uruguay dispone de un marco jurídico estable y propicio para la inversión en el sector, y
• Menor consumo energético – Los ciclos de producción y consumo resultan en demandas de energía muy altas a nivel global. Los procesos de generación de energía usualmente derivan en la liberación de dióxido de carbono, que contribuye a aumentar el fenómeno del calentamiento global. Al disminuir el consumo energético y el uso de combustibles fósiles en los edificios se pueden tomar acciones para prevenir el cambio climático.
de un código nacional de buenas prácticas forestales para el logro de una producción sostenible, atendiendo los requisitos de la demanda internacional. En 2004 fue aprobado el Código Nacional de Buenas Prácticas Forestales, elaborado por un grupo de trabajo integrado por la Dirección General Forestal, la Inspección General del Trabajo y la Seguridad Social, la Dirección Nacional de Medio Ambiente, el Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria, el Departamento Forestal de la Facultad de Agronomía, la Asociación de Ingenieros Agrónomos del Uruguay, la Asociación de Empresas Contratistas Forestales del Uruguay y la Sociedad de Productores
• Conservación de recursos y materiales – Diseñar de manera ecológica implica seleccionar los materiales y métodos de construcción
Forestales.
que reduzcan la cantidad de recursos naturales necesarios para construir un edificio, que muchas veces son de difícil reposición. • Ambiente interior saludable – En la actualidad las personas pasan cerca del 90% de su tiempo en espacios interiores. Por ello resulta necesario lograr que ese medio ambiente sea seguro para los ocupantes, libre de moho, de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) y otros contaminantes aéreos. • Conservación de agua – Los sistemas de ahorro de agua limitan el uso del agua y previenen su contaminación, con el fin de evitar hacer daño a los ecosistemas naturales. • Planificación en el sitio – Un desarrollo consciente del sitio y de la infraestructura y recursos disponibles es capaz de minimizar la contaminación del aire y del agua.
La evaluación del ciclo de vida (LCA, Life Cycle Assessment) de un material de construcción incluye el conjunto de impactos generados por un material o producto, desde su extracción hasta su disposición final, o el fin de su ciclo de vida. Existen seis etapas en la vida de un material constructivo en las que se puede medir su impacto medioambiental para determinar el grado de sustentabilidad del material. Estas son: adquisición, producción, instalación, desempeño del material instalado, demolición y disposición. El potencial impacto al medio ambiente durante las seis etapas del ciclo de vida del material incluye el gasto energético, daños a la salud humana, contaminación del aire, consecuencias negativas para el vertedero y su entorno, impactos del proceso de reciclaje, afectación al paisaje, daño a los ecosistemas y modificación del clima local. La elección de los materiales, en el entendido que su ciclo de vida va más allá del tiempo que el material forma parte del edificio e implica su ciclo de producción, métodos de transporte a destino, y disposición final, implica un análisis detallado de sus características y una toma responsable de decisiones. El siguiente es un análisis de los principales materiales que componen la casa teniendo en cuenta estos aspectos:
materia prima
1 usina reutilización
producción
8
7
2
7
desecho
disposición
CICLO DE VIDA transporte
racional, de acuerdo a estándares internacionales que contemplan aspectos ambientales, sociales y económicos. A través de la cadena
6
3
Todos las piezas de madera deben estar certificadas por el Consejo de Manejo Forestal, FSC (Forest Stewardship Council), que apunta hacia la conservación de los bosques del planeta. Este sello asegura que los productos proceden de bosques gestionados de manera
mantenimiento
de control de gestión de los bosques, el sello FSC garantiza que los productos derivados de la madera, tales como el papel, el cartón y las fibras de celulosa han sido elaborados bajo criterios de sustentabilidad.
4 instalación
1
5 uso
“Plantar árboles, incrementar las inversiones en gestión forestal sostenible, una promoción activa de la madera en la construcción con criterios
medioambientales y las energías renovables, serán parte integral del desarrollo verde”. Informe de la FAO “Situación de los bosques del mundo 2009 – Roma, 2010”.
PROYECTO
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SISTEMA CONSTRUCTIVO - PANELES PREFABRICADOS DE PAJA
Como alternativa a los métodos tradicionales de construcción, el uso de los SIPs (Structural Insulated Panels, Paneles estructurales aislantes) se ha vuelto más popular en los últimos tiempos. Considerando el tema del ahorro energético (ya sea en la producción del material, en la puesta en obra o en el comportamiento una vez instalado el componente) los SIPs resultan un producto atractivo: sus altos valores de aislación térmica y la baja incidencia de puentes térmicos resultan en menores requerimientos adicionales de calefacción y/o refrigeración. A su vez, por la propia composición de los paneles (un núcleo de material altamente aislante vinculado rígidamente a dos capas estructurales de terminación, con piezas de encastre incorporadas al propio panel), se reduce en gran medida el uso de estructura adicional. El uso de los SIPs presenta algunas ventajas que incluyen una rápida instalación, altos valores de aislación térmica, buen comportamiento estructural y mayor facilidad de desmantelación y reutilización de los materiales una vez alcanzado el límite de su vida útil. Existen diversos tipos de paneles estructurales aislantes, que pueden diferenciarse por el tipo de material del núcleo y de las terminaciones exteriores. Los más conocidos se componen de un núcleo de poliestireno expandido y una terminación exterior de paneles de fibras orientadas (OSB). Por otra parte, Los CIPs, Concrete Insulated Panels, utilizan dos capas de poliestireno expandido como terminación exterior, vinculadas entre sí por elementos de hierro, concretando el panel al volcar hormigón en la cavidad intermedia. Otro tipo de producto (que podría considerarse dentro de esta familia de paneles de revestimiento con cualidades térmicas), lo constituye el SmartWrap, un compuesto altamente tecnológico de varias capas de láminas plásticas impresas que se funden en una
Proceso de producción El proceso de producción de los paneles se basa en el uso de un subproducto de la cosecha de trigo o arroz, la paja, que se considera un desecho. La paja se recoje y se deposita en la fábrica, donde se convierte en insumo para la máquina de producción. El proceso de fabricación de los paneles implica la aplicación de calor a 200ºC y presión a 0.42kg/cm2 a la paja contenida en una caja de OSB y estructura perimetral de madera maciza (en forma de perfil C), para liberar el agente adhesivo natural contenido en la paja, la lignina. Bajo la acción del calor y la presión, la lignina ablanda y une las fibras de celulosa entre sí y con los materiales con los que está en contacto, para formar un panel sólido. El resultado final es el núcleo del panel, laminado entre dos capas de OSB de 0.18cm y elementos estructurales de madera maciza, que representa un panel estructural con un muy buen valor de aislación. Algunos fabricantes son capaces de producir entre 400 y 500m2 de SIPs en un turno de 8hs. Los equipos no están siempre completamente automatizados y se necesita mano de obra intermedia en el proceso. 5 personas son capaces de cubrir todas las operaciones. Una línea de producción estándar consiste en dos componentes principales – una prensa de vacío (o hidráulica) y un aplicador de pegamento. El proceso de producción requiere equipos adicionales tales como un sistema de aire para las herramientas neumáticas y una carretilla elevadora para trasladar los paneles. Debido al bajo consumo energético requerido en el proceso de producción, los costos son mínimos.
única película. En lugar de utilizar la aislación como estrategia térmica, este producto modera la temperatura mediante microcápsulas de PCM (Phase Change Material), que absorben, almacenan y liberan calor latente al cambiar de fase según lo requiera la temperatura del aire circundante, y están embebidos en una resina polimérica y para luego extruir una de las láminas que componen el panel. Diseño sustentable Los sistemas que utilizan OSB (Oriented Strand Boards, Tableros de Fibra Orientada) como material de terminación superficial hacen que se pueda llegar a prescindir de estructura adicional, lo que implica una menor demanda de escuadrías de madera. El OSB se produce a partir de árboles jóvenes que pueden plantarse y utilizarse en un par de años, mientras que la madera estructural maciza proviene de la
Tablero OSB espesor 1.8cm
tala de árboles más viejos, con una tasa de recuperación más lenta. Si bien los paneles estructurales aislantes poseen muchas cualidades que los hacen más ecológicos que los materiales tradicionales de
Material aislante interior: paja de trigo o arroz, comprimida hasta una densidad de 208kg/m3
Tablero paja prensada 10.7cm
construcción, a veces resulta difícil separar los componentes para su reutilización o biodegradación, especialmente en aquellos cuyo núcleo se compone de espumas plásticas. En este caso resulta posible mejorar el “comportamiento medioambiental” del sistema, por
Tablero paja prensada 10.7cm
ejemplo mediante el uso de espumas que no contengan CFCs, HCFCs, HFCs o formaldehídos, de forma que al convertirse en desecho no
Espesor de paneles: 25cm paneles base y cubierta 20cm paneles verticales
constituyan una amenaza al entorno. Como alternativa a los núcleos de espumas rígidas derivadas del petróleo existen materiales de origen natural, tales como las fibras agrícolas, que dan lugar a los paneles CAF (Compressed Agricultural Fiber). Estos utilizan por ejemplo la paja de trigo u otros cereales
Tablero OSB espesor 1.8cm
como material central. El resultado es un panel sólido de origen natural (ya que no incorpora aditivos químicos), que resulta fácilmente reciclable y presenta un muy buen comportamiento estructural y térmico. Panel prefabricado de fibras agrícolas El primer caso exitoso de compresión de la paja para confeccionar un panel fue realizado por Theodore Dieden en Suiza en 1935, y la primera patente se registró en Inglaterra en la década de 1940. El proceso se basa en el hecho que las fibras de paja son capaces de fundirse entre sí cuando son comprimidas a altas temperaturas, sin necesidad de adhesivos complementarios. Tomando como ejemplo
má x. 7 .20 m
el producto de la empresa norteamericana Agriboard, consideramos el desarrollo de un sistema de paneles cuyo núcleo está compuesto por fibras de cereales (paja de arroz o trigo) que se prensan con calor hasta alcanzar una alta densidad. Este núcleo se adhiere
m
mediante pegamento a dos tableros de terminación de OSB libre de formaldehído, y la caja se completa mediante la incorporación de la correspondiente estructura perimetral de encastre en escuadrías de madera. El resultado es un panel estructural aislante que responde
0 .7 .2 x á
m
Código de panel
a preocupaciones medioambientales, ya que no se utilizan químicos o vinculantes tóxicos en su producción. Cierre lateral - tirante de madera 8.5 x altura del panel (20 o 25cm)
Los cerramientos laterales (paneles verticales) tienen 20cm de espesor, mientras que los cerramientos horizontales (piso y cubierta) tienen un espesor de 25cm. El núcleo de paja prensada, a su vez, se compone de dos paneles del material prensado, de 8.2 y 10.6cm
Pieza clave de encastre
de espesor para las dos medidas de panel mencionadas anteriormente. Estos se adhieren entre sí y a la terminación exterior de OSB por medio de un adhesivo de uretano. El adhesivo resulta clave para el éxito del sistema, ya que debe ser capaz de resistir los diversos
PANEL GENÉRICO - COMPONENTES
esfuerzos a los que está sometido el panel, así como evitar la penetración de humedad y evitar que los componentes se separen. PROYECTO
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Dimensiones máximas 2 tornillos 6mmx17cm
Tomando como precedente el panel de fibras agrícolas Agriboard, proponemos un tamaño máximo para los paneles de 7.20 x 2.70m, con doble capa de panel de paja prensada al interior de la caja de OSB.
Pieza clave de madera 42.5x85mm 2 tornillos 6mmx17cm
Montaje y puesta en obra El ensamblaje de los paneles y el proceso posterior de construcción de la casa no implican el uso de maquinaria pesada, ya que los
Pieza clave de madera 42.5x85mm
Aplicar un cordón adhesivo a los 3 lados de la pieza clave.
paneles tienen un relativo bajo peso (68kg/m2 para los paneles de 20cm de espesor), y tampoco hay necesidad de mano de obra especializada – sólo se requiere un especialista para supervisar y administrar la producción y el ensamblaje de los componentes. Descarga y acopio de paneles - Preparación del sitio • Los paneles cuentan con una etiqueta que contiene la nomenclatura especificada en el esquema de la página anterior (identificando su ubicación). • Si es posible, los paneles deben cargarse de forma secuencial, con el fin de minimizar su manipulación previo al montaje. • Los paneles deben acopiarse de forma que no estén en contacto directo con el suelo y cubrirse para evitar su exposición a la intemperie. • Sustrato limpio, nivelado. Bases metálicas correctamente posicionadas y entramado de vigas soporte en su lugar.
Placa selladora de goma 3x200mm
Aplicar un cordón adhesivo a los 3 lados de la pieza clave.
Listón base de madera 2.5x16.4cm Varilla roscada de anclaje 130x35mm
DP 1
Conexión panel base - panel vertical
DP 2
Conexión lineal panel - panel
Mano de obra • 4 peones • Operador de grúa • Supervisor Materiales, herramientas • Listones base de paneles • Placa selladora de goma para fijación de paneles verticales a los paneles de base • Piezas “clave” de unión entre paneles, a colocar in situ • Adhesivo ecológico para madera • Tornillos para asegurar las piezas clave Aplicar un cordón adhesivo a los 3 lados de la pieza clave.
• Clavos de acero • Varillas roscadas y tuercas de anclaje
Pieza clave de madera 42.5x85mm
• Aislante para colocación de aberturas y cierre de eventuales perforaciones para montar el sistema • Grúa, autoelevadoras y accesorios de izamiento
2 tornillos 6mmx17cm
DP 3
Izamiento de paneles horizontales
Conexión en esquina - paneles verticales
Pieza clave de madera 42.5x85mm Aplicar un cordón adhesivo a los 3 lados de la pieza clave. 2 tornillos 6mmx17cm
DP 4
Conexión panel vertical - panel cubierta
Izamiento de paneles verticales
Referencias: “A Comparison of Structural Insulated Panels”, Linda Stevenson, Marc McIntee, Craig Roberts “Agriboard Installation Guide, Commercial Application Rev. 10”, Agriboard Industries
PROYECTO
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SISTEMA CONSTRUCTIVO - BALLOON FRAME
Las 3 cajas contenedoras del programa más específico de la casa se ubican al interior de la envolvente de paneles de fibra natural. Se
Tirafondos y tornillos
fijan a ella por medio de soleras atornilladas, que sirven como base para fijar los elementos de madera que constituyen la estructura. El entramado se realiza con escuadrías de madera de pino Elliotis de 4x2”, y su terminación en ambas caras se realiza por medio de
Estos elementos son generalmente utilizados para fijar conectores metálicos y cuando se requiere mayor resistencia a la extracción. No
paneles de yeso de 1.5cm de espesor.
deben ser nunca martillados, y para su atornillado no se debe utilizar ninguna clase de lubricante para facilitar su instalación. Placas dentadas
Estado del material
Son placas de bajo espesor utilizadas para unir las vigas cajón entre sí. Se disponen por ambos lados de la unión y son presionadas
Una madera verde afecta a las uniones en dos aspectos, disminuyendo la resistencia de la unión y propiciando la generación de
uniformemente para lograr el correcto hincado de los dientes sin deformar la placa. Además, se debe evitar que la madera contenga
rajaduras debido a la contracción por pérdida de humedad. Para ser apta para la construcción, la madera debe presentarse clara, seca,
bolsillos de resina o nudos sueltos.
uniforme y sin nudos. Complementos, herrajes y fijaciones
Uniones clavadas Los principales factores que inciden en la efectividad de una unión clavada son: diámetro del clavo, densidad de la madera, contenido de humedad, espesor de los elementos a vincular y penetración del clavo en las maderas.
Los métodos de unión para las estructuras de madera influyen directamente en el sistema constructivo. Los siguentes tipos de fijación son los más usados:
Las mayores ventajas de las uniones clavadas se obtienen con el uso de clavadoras neumáticas, las que utilizan magazines con una gran cantidad de clavos y hacen eficiente la ejecución del sistema. Se debe tener especial cuidado con la presión de clavado porque se
Pernos
debe regular a la especie de madera. Algunos de los tipos de elementos de fijación utilizados son: clavo helicoidal, galvanizado, anillado,
Los pernos son utilizados en las estructuras de madera para tomar cargas pesadas y concentradas. Deberán ser galvanizados si estarán
clavo liso, clavo de cobre punteado, perno, tornillos para yeso.
en contacto con el exterior.
Refuerzos En los encuentros con los vanos y los huecos para las losetas térmicas se colocan ángulos metálicos de refuerzo.
Acopio del material La madera debe quedar protegida de la acción del sol, la lluvia y de condiciones extremas de temperatura. Las piezas deben colocarse separadas del suelo, apoyadas sobre soportes de igual altura alineados verticalmente.
Referencias: “Arauco - Ingeniería y construcción en madera. 2ª edición” Arauco PROYECTO
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