Archivos para el mes de: agosto, 2014

Con este post sigue una serie en los que se actualizarán o modificarán los anteriores sándwich de cubierta ideal con el propósito de cumplir con los valores orientativos de los parámetros característicos de la envolvente térmica (en este caso, una cubierta) para el predimensionado de soluciones constructivas en uso residencial. Dichos valores están en la tabla E.1 del apéndice E del Documento Básico HE Ahorro de energía del Código Técnico de la Edificación, publicado en el BOE el 12 de septiembre de 2013.

En el Sándwich XPS + aislamiento acústico tenemos el XPS y un aislamiento acústico como la lana mineral con una densidad de unos 15 kg/m³.

Las propiedades físicas del XPS son:

 

Densidad (kg/m³) 34
Calor específico c (J/kg.K) 1450
Conductividad térmica λ (W/m°K) 0.034
Resistencia a la difusión del vapor de agua μ 120
Comportamiento al fuego según Euroclase E
Desfase en horas, con un espesor de 8 cm 2,182

 

Las propiedades físicas de la lana mineral son:

 

Densidad (kg/m³) 15
Calor específico c (J/kg.K a 20°C) 800
Conductividad térmica λ (W/m°K) 0.036
Permeabilidad al paso del vapor de agua μ <1
Comportamiento al fuego según Euroclase A1
Desfase en horas, con un espesor de 20 cm 6

 

La lana mineral se presenta en forma de panel semirrígido.

 

El esquema de este sándwich es el siguiente:

1º.- Pares (o cabrios) como estructura portante.

2º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

3º.- Una membrana de freno de vapor con sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

4º.- Aislamiento de XPS con un espesor de 80 mm.

5º.- Rastreles horizontales de 50 x 80 mm, paralelos al alero.

6º.- Aislamiento de lana mineral de 80 mm de espesor, cuyos paneles se colocan paralelos al alero.

7º.- Rastreles verticales de 30 x 40 mm.

8º.-  Membrana impermeable y transpirable tipo Tyvek, con un sd=0,02.

 

El freno de vapor tiene la función de que el vapor de agua que provenga del interior de la edificación no haga disminuir las propiedades aislantes de la lana mineral.

 

El aislamiento de lana mineral se coloca entre rastreles de 50 x 80 mm. Y éstos se atornillan hasta los pares o correas de la estructura.

El aislamiento XPS se coloca como una piel continua, sin puentes térmicos. Para ello es conveniente que se coloquen dos capas que sumen el espesor requerido y, además, deben disponerse contrapeadas, para no hacer coincidir las juntas de una capa con las de la otra. Se mejora todavía más la continuidad del aislamiento si los cantos de los paneles tienen un perfilado en L o un machihembrado.

 

Sobre el aislamiento de lana mineral, se atornillan los rastreles de 30 x 40 mm a los rastreles de 50 x 80 mm[1].

 

Estos rastreles crean la cámara de ventilación. No obstante, el rastrel puede tener más altura si se desea una cámara más grande.

 

Luego se coloca la membrana sobre el aislamiento, disponiéndola encima de los rastreles verticales y dejándola holgada como formando valles entre aquéllos.

 

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,209 W/m²k, próximo al límite de la zona E (0,19). No obstante, debe hacerse un estudio global del edificio para comprobar si cumple con las nuevas exigencias del CTE.

Haciendo la comprobación de condensaciones intersticiales con el programa WUFI (Wärme und Feuchte Instationär), no las hay. Se ha considerado una temperatura interior de 20° C, con una humedad relativa del 50 % del aire, y una exterior de -10° C, con una humedad relativa del 80 % del aire.

Con este sándwich se consigue un desfase térmico de 5,5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

 

Desde el punto de vista de estos dos aislamientos, se muestran los pros y contras:

Pros:

  • La lana mineral es un muy buen aislamiento térmico y de medio a buen aislamiento acústico, no es hidrófilo y es imputrescible, inerte e incombustible.
  • La lana mineral es muy permeable al vapor de agua.
  • La lana mineral procede de recursos no renovables pero abundantes.
  • El XPS tiene una alta resistencia mecánica.
  • El XPS tiene una muy buena durabilidad y estabilidad dimensional.
  • La lana mineral es uno de los materiales más baratos del mercado.

Contras:

  • El XPS no es ecológico.
  • El XPS es tóxico en caso de incendio.
  • El XPS y la lana de roca no tienen ninguna capacidad higroscópica.
  • EL XPS electroestático.
  • El XPS no es transpirable y no capilar.
  • EL XPS tiene una muy débil capacidad de protección contra el calor.
  • El XPS es atacable por los roedores.
  • La lana mineral de débil densidad es fácilmente degradable por los roedores.
  • La lana mineral tiene una mala estabilidad en el tiempo.
  • La lana mineral tiene una contribución mediocre.
  • La eficiencia de la lana mineral se degrada en presencia de la humedad a causa de una puesta en obra negligente.
  • La lana mineral tiene un mal balance del carbono y energía gris elevada.
  • La lana mineral contiene fibras respirables irritantes a la hora de manipular los paneles.

 

Finalmente, se exponen las ventajas e inconvenientes de este sándwich:

Ventajas:

  • La baja absorción de agua y la resistencia al hielo-deshielo (para evitar pérdidas de resistencia mecánica) del XPS lo hacen ideal ya que el aislante se encuentra debajo de la teja. Entonces, es un punto a favor para hacer una cubierta invertida, ya que hay versiones especiales de paneles para recibir directamente, con adhesivos especiales, las tejas cerámicas.
  • Los tirafondos que atornillan los rastreles de 50 x 80 mm pueden ser más cortos y más baratos, de 6/8 x 260 mm (22 + 80 + 80 mm), al contrario que sucede con un aislante como piel continua de espesor elevado.
  • Se respeta la regla 5/1 del orden de los aislamientos según la permeabilidad al vapor de agua: cada vez más abiertos según se va hacia el exterior de la envolvente.
  • Muy buena relación entre aislamiento térmico-acústico y precio.

Inconvenientes:

  • Los dos aislamientos no son eficaces en la protección contra el calor.
  • Cuando se trabaja en la cubierta hay que tener cuidado de pisar sobre los rastreles.
  • Hay un puente acústico.

 

El principal inconveniente es la protección contra el calor de ambos aislantes debido a una característica poco conocida: la capacidad de acumulación, que mide la aptitud del material en atenuar las diferencias extremas en función del ritmo día/noche. Es decir, estos aislantes presentan un mal desfase térmico, lo cual restituyen el calor más pronto hacia el interior de la vivienda favoreciendo los picos de calor en verano (interior más caluroso).

 

El otro inconveniente es el puente acústico que crea el rastrel de 50 x 80 mm porque pone en contacto el XPS con el entarimado. La solución es colocar otro aislante como la lana de roca como una piel continua de menos espesor, pero con el espesor suficiente para el aislamiento acústico de la cubierta. Entonces, el espesor del aislante XPS será mayor. No obstante, hay que hacer un cuidadoso estudio de la eficiencia térmica y acústica de este sándwich. Otra solución, es adherir a la cara inferior de los rastreles bandas de un aislante como el corcho, fieltro de cáñamo, etc.

 

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/AYDA

Para manejar el dibujo 3D, he aquí unas sencillas instrucciones para manejarlo con el ratón:

  1. Pulsando continuamente el botón izquierdo y arrastrando, gira el dibujo en todas las direcciones,
  2. Pulsando continuamente el botón derecho y arrastrando, desplaza el dibujo en todas las direcciones,
  3. Moviendo la rueda del ratón hacia arriba o abajo, se hace zoom más o menosSe visualiza en navegadores que soporten WebGL, conmo Firefox y Chrome.

 

Se visualiza en navegadores que soporten WebGL, conmo Firefox y Chrome.

 

[1] El hecho de colocar horizontalmente los rastreles de 50 x 80 del aislante permite dos cosas: primero, no influye la distancia entre ejes de pares y, segundo, colocar los rastreles verticales de 30 x 40 con la distancia entre ejes que deseemos.

Si la estructura portante fueran correas, los rastreles del aislamiento se colocarían verticalmente, pero con más sección, es decir, hay que sumar al espesor del aislante de lana mineral la altura de la cámara de ventilación. Entonces, estos rastreles serían de 50 x 110/120 mm. Así, se ahorra la colocación de los rastreles de 30 x 40 mm.

Por lo tanto, estos rastreles verticales cumplen dos funciones: colocar la lana mineral y crear la cámara de ventilación, y como soporte de los rastreles horizontales de la cobertura de teja o pizarra.

 

La empresa japonesa KES System Headquearters Shelter Co., Ltd ha patentado un herraje oculto para la conexión de pilares con vigas de madera laminada. Este herraje facilita un ensamblaje más eficaz y rígido que los tradicionales ensambles Tsugite y Shiguchi, ya que en éstos reducen la sección estructural, especialmente si las escuadrías de la madera son pequeñas, “y se considera que es una de las deficiencias inherentes de las estructuras de madera tradicionales japonesas”.

Estos herrajes están galvanizados en caliente con una capa de galvanizado con un espesor de más de 500 g/m², mucho más que en el caso del cableado de las redes eléctricas. Se estima una duración, en ambientes costeros, de más de 173 años. Con un galvanizado convencional sería de 50 años.

Para demostrar la flexibilidad y resistencia de estos herrajes en situaciones de seísmo, es interesante la fotografía que muestra un edificio residencial de 3 plantas que resistió en la zona más afectada por el terremoto de Kobe en 1995.

Son interesantes los gráficos de la página web para mostrar las ventajas de la madera en la construcción, una fórmula para calcular la duración de un galvanizado, etc.

Más en:

http://structure.kes.ne.jp

Imagen de KES System Headquarters Shelter

Imagen de KES System Headquarters Shelter

Imagen de KES System Headquarters Shelter

Imagen de KES System Headquarters Shelter

He aquí un enlace a una web italiana de Promo Legno en colaboración con Timber Tech (D ela Universidad de Trento). Sólo calcula en dos escenarios: tejado a 2 aguas y pares, y tejado a dos aguas con pares y viga parteluz. Lo interesante es que se incluyen, como cargas, unas combinaciones de sándwich de cubierta.

 

http://calcolo.promolegno.com/

 

Madera Estructural® ha actualizado los catálogos de tarimas, sobre la instalación de entarimados, y revestimientos al exterior, se ha añadido un nuevo producto composite.

Véalos en:

http://issuu.com/maderaestructural/docs/madera_estructural_-_tarimas_al_ext/0

http://issuu.com/maderaestructural/docs/madera_estructural_-_revestimientos/0

 

 

Un interesante artículo de Logan Ward aparecido en Architect Magazine sobre una estructura arborescente en Canadá. Es interesante por mostrar que una estructura de madera es más eficiente que una de hierro y que dicha estructura se mecanizó sin máquinas de CNC. Madera Estructural les ofrece una traducción:

Farrow Partnership Architects creó un bosque interior antes de que la fabricación digital alcanzara la mayoría de edad.

La idea del bosquecillo de árboles de madera florecientes en el atrio del Centro Regional del Cáncer Carlo Fidani Peel del Hospital Credit Valley,en Mississauga, Ontario, Canadá, surgió a partir de las visitas del arquitecto Tye Farrow a los 30 centros de cáncer en América del Norte y Europa. Los pacientes le dijeron que querían menos servicios parecidos a los de los hoteles y más razones para sentirse esperanzados.

“Hemos decidido crear un entorno que parecía estar vivo y en crecimiento”, dice Farrow, socio senior de Farrow Partnership Architects, Toronto, Canadá. Él hizo algunos bocetos y modelos en poliestireno para el espacio de unos 1.070 metros cuadrados, antes de crear un plano de planta triangular centrado en cuatro columnas de las que se extienden miembros de madera laminada de abeto Douglas.

Las columnas curvas de madera tienen unos 13,60 m hasta las vigas que sostienen el techo del atrio. Al igual que los árboles, de las columnas estructurales brotan casi a la perfección las ramas de madera laminada que soportan aún más la estructura del techo.

Diseñado en 2003, el proyecto precede avanzadas tecnologías de software de modelado y fabricación 3D de hoy en día. Al principio del proceso de diseño, Farrow y su equipo comenzaron un diálogo constante con los socios de Timber Systems en la fabricación e instalación de estructuras de madera para detallar la compleja geometría. Timber Systems modeló y asignó cientos de juntas utilizando el software 3D-CAD/CAM de Dietrich’s para la construcción en madera.

Incluso conun presupuesto ajustado, Gary Williams y Tye Farrow han desarrollado un innovador sistema para ocultarlas placas de conexión. En lugar de dos placas expuestas, se inserta una única placa de acero de 9,5 mm encajada en una ranura en el centro de cada miembro de madera laminada.

Los dibujos originales pidieron conectores externos de acero. Pero el presidente de Timber ASystems, Gary Williams, sintió que el metal podría interrumpir la estética, “Los árboles”, señala, “no tienen placas laterales”, por lo que el equipo de Timber Systems idearon un sistema de conectores ocultos.

Farrow dice que el Centro de Cáncer tenía la estructura de madera más compleja en América del Norte cuando se inauguró en 2004. Diez años más tarde, Williams dice que no ha habido necesidad de ningún tipo de mantenimiento o de renovación del acabado de los componentes de madera laminada. Este mes de mayo, Farrow ha dicho: “Se ve tan bien como cuando se abrió. […] Tal vez aún mejor, gracias a la pátina que ha cogido.” Incluso ahora, Farrow todavía escucha de los pacientes y sus familias, quienes llaman el espacio “edificante” y “natural”.

Una fotografía Geoffrey James de un árbol en Prospect Park,en Nueva York,sirvió de inspiración inicial de diseño de Farrow. “Los árboles simbolizan la fuerza y comodidad”, dice Farrow. Debido a que el diseño poco convencional parecía astronómicamente caro, el promotor del proyecto,el Ministerio de Salud y Cuidados a Largo Plazo de Ontario, requirió un análisis de costes durante la fase de diseño final. El concepto de Farrow resultó ser menos costoso que la construcción en acero estándar, lo que provocó que un miembro del directorio del hospital llamar el diseño “la belleza en un presupuesto.”

Las vigas de madera laminada cubican más de 25.000 metros cúbicos de pino de Oregón. Seis ajustes de plantilla diferentes se utilizaron para construir los arcos de madera laminada.

A pesar de la reducida cantidad de acero ayudó a compensar los costes adicionales de diseño, el sistema de la madera aún requirió más de 27 toneladas de soportes y barras de acero. Las placas fueron pre-taladrados con agujeros que se alinean con con los agujeros pre-taladrados en las caras de las piezas de madera laminada. Las clavijas de acero de una 24,5 mm de diámetro, con una longitud entre +/-100 y +/-200 mm, fueron golpeados en los agujeros, que luego fueron conectados con la madera. Aunque el software de CAD es esencial para diseñar el sistema complicado, Timber Systems no tenía máquinas de corte CNC en 2004. En cambio, los trabajadores ensamblan las ranuras biseladas y los extremos de forma manual, utilizando una sierra de banco de la fábrica.

Timber Systems fabricó los miembros de madera laminada en ocho semanas y los instaló en dos fases de ocho semanas junto con el fabricante de acero.

 

Imagen de Timber Systems

Imagen de Timber Systems

Imagen de Farrow Partnership Architects

Imagen de Farrow Partnership Architects

Imagen de Tom Arban

Imagen de Tom Arban

Véalo en:

http://www.architectmagazine.com/wood/inspiring-patients-and-staff-with-architectural-trees_o.aspx?dfpzone=home&utm_source=newsletter&utm_content=jump&utm_medium=email&utm_campaign=ABU_072914&day=2014-07-29