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Bibliografía – Le charpentier et l’architecte. Une histoire de la construction en bois au Japon

Hoy en día, cuando pensamos en la arquitectura japonesa, las imágenes de un templo o una pagoda vienen a la mente de forma natural. Algunos también tendrán en mente obras más contemporáneas: las enormes y modulares velas de hormigón de Ando Tadao, la arquitectura más ligera de Ito Toyo, Sejima Kazuyo o las elaboradas fachadas de Kuma Kengo, por nombrar sólo algunas. Parece que se ha abierto una brecha generacional, incluso histórica, bastante sorprendente entre las imágenes de una arquitectura tradicional muy emblemática, en la que la madera es el material de elección, y las de proyectos innovadores más contemporáneos, en los que se está reduciendo su uso.


En Japón, aunque el carpintero fue durante mucho tiempo el principal contratista, la cultura arquitectónica contemporánea parece haber olvidado este conocimiento constructivo acumulado durante siglos. Esto se aplica a muchos otros campos del arte como la música – los niños japoneses están más inclinados a aprender el piano o el violín que el shamisen o el koto – la pintura y la escultura, enseñadas según los cánones occidentales desde la reforma Meiji a finales del siglo XIX.

El declive de la artesanía, la industrialización y la modernización de los conocimientos y las técnicas son fenómenos que pueden observarse actualmente a escala mundial, pero en el caso del Japón en particular, existe un contraste sorprendente, incluso preocupante, entre lo que queda de un patrimonio antiguo y lo que se construye principalmente en las ciudades japonesas.”

En tres capítulos, el libro traza la historia de la arquitectura japonesa de madera, con todo lo que este tema implica en términos de nociones estructurales, espaciales y estéticas. Construido a partir de documentos históricos, estudios de campo e interpretaciones de textos de artesanos y diseñadores, el libro pretende a través de esta narración desentrañar los contornos de las particularidades de una tradición, y esbozar los vínculos que la historia ha tejido entre los oficios de arquitecto y carpintero en este territorio singular, así como entre ellos, el recurso material, y su origen forestal. La primera parte, dedicada a la arquitectura antigua (siglos VI y XII), medieval y moderna (siglos XIII a XIX) y a los sistemas de pilar y viga utilizados principalmente durante este período, trata de las dimensiones espaciales y estructurales. La segunda parte trata de la modernidad, durante la cual hubo un fenómeno de asimilación de las técnicas occidentales, pero también, más tarde, un deseo de volver a las “fuentes de la arquitectura japonesa”. Finalmente, la tercera parte trata de las reminiscencias, la permanencia y las recientes reinterpretaciones contemporáneas de esta tradición de la arquitectura en madera, “en un momento en el que parece que se está produciendo una cierta revisión de la relación con este material”, y en el que la cultura globalizada está dando lugar a un deseo renovado de “lo auténtico, lo artesanal, lo local, lo artesanal”. La historia de la construcción del Centro de la Escuela Francesa de Extremo Oriente (EFEO), en Kioto, está precisamente contada por los autores cuyo trabajo es el tema de este encuentro, y por lo tanto de este libro. Se presenta aquí como un importante acontecimiento de la época.”

Referencia bibliográfica del libro:

Jacquet, Benoit; Matsuzaki, Teruaki; Tardits, Manuel, Le charpentier et l’architecte. Une histoire de la construction en bois au Japon, Colección Architecture, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, octubre 2019, 432 pp., ISBN-13: 978-2-88915-289-6.

En:

https://www.eyrolles.com/BTP/Livre/le-charpentier-et-l-architecte-9782889152896/

Pocos son los que pueden considerarse como los tipos estructurales más sencillos, fabricados con el menor número posible de secciones, la menor cantidad de mecanización y el menor uso de conectores, es decir, con la menor huella de carbono posible.

Sólo la madera, como material, cumple con estos requisitos. Con ella pueden construirse estructuras radicales en su sencillez. Se pueden considerar unos principios que Lloyd Alter expuso en un post:

“Porque cada edificio debe tener los siguientes atributos:

  • Descarbonización radical: diseño para minimizar las emisiones de carbono iniciales.
  • Suficiencia radical: diseñar el mínimo para hacer el trabajo, lo que realmente necesitamos, lo que es suficiente.
  • Simplicidad Radical: diseño para usar la menor cantidad de material posible, sea lo que sea.
  • Eficiencia radical: diseñado para usar la menor cantidad de energía posible.”

 

Pero hay otro material que puede considerarse como el competidor directo de la madera: el bambú. Se construyen hermosas edificaciones sólo con pocas secciones cilíndricas y cuerdas.

Chiangmai Life Architect’s Bamboo Sports Hall for Panyaden International School

No obstante, el bambú pertenece a una cultura propia en Asia y en expansión en Sudamérica. Pero en nuestro entorno (Europa, Latinoamérica, Norteamérica y Oceanía), sólo disponemos de la madera.

 

Los tipos estructurales son:

  • Estructuras recíprocas:

Las estructuras recíprocas son conocidas por los constructores desde tiempos inmemoriales para salvar de forma eficiente grandes vanos mediante el uso de elementos cortos de madera que se apoyan mutuamente entre sí. Además, eran atractivos para edificios donde se requería un rápido montaje y desmontaje. Sin embargo, debido al complejo comportamiento estructural, hasta ahora sólo ha habido un número muy limitado de aplicaciones en la arquitectura.

Aquí hay un video muy interesante, de Tom Godthelp de cómo se diseña, con Rhinoceros+Grasshopper y Cadwork y se fabrica, con la Hundegger K2i, un domo como estructura recíproca.

Imagen del video de Tom Godthelp

 

Casi todas las formas abovedadas y planas son posibles.

Relativamente habituales son los tejados Zoellinger (o lamella roof), desarrollado por el arquitecto alemán Friedrich Zoellinger . Es un tejado abovedado formado por simples y sencillas piezas estándar prefabricados (en su mayoría de madera) como una forma de cubrir grandes espacios (luces de hasta 40 metros utilizando piezas individuales con dimensiones de 2000 x 200 x 20 mm). Ahorra aproximadamente un 40% de material en comparación con las estructuras lineales de la misma envergadura. Las piezas individuales se unen con pernos y/o placas para formar un patrón romboidal.

 

 

Un tejado Zollinger con piezas de eucalito – Imagen de Udo Thoenissen

 

  • Por apilamiento:

Aunque no deja de ser una estructura recíproca, la principal característica es la presencia de “pilares” hechos con los materiales pequeños y ligeros del resto de la estructura. Un ejemplo es el Café Kureon, de Kengo Kuma and Associates, en Toyama, Japón. La estructura, que puede desmontarse, trasladarse o añadirse y renovarse sin dañar el material, se ha construido con barras de madera de 105 x 105 mm, sin ningún tratamiento, y conectadas con varillas metálicas de 31 mm de diámetro.

Cafe Kureon de Kengo Kuma Associates

Puente de Yusuhara – Kengo Kuma and Associates

  • Cáscaras de rejilla

Las cáscaras de rejilla (gridshell) de madera fue desarrollada por primera vez por el profesor Frei Otto y consiste en deformar una rejilla plana de tablas de madera de la misma sección, inicialmente rectas, en una forma doblemente curvada. Esto es posible gracias a la baja rigidez torsional de la madera y a la garantía de que se permiten las rotaciones en las uniones nodales, donde los cruces de tablas. Debido a la disposición bidireccional de las barras, las rejillas de madera pueden soportar fuerzas a lo largo de las dos direcciones (tensión o compresión) y flexión fuera del plano.  Una de las ventajas de la técnica de la rejilla de madera es que permite el uso de uniones nodales idénticas en toda la estructura.

Gridshell construido por los estudiantes de máster del Escuela de Diseño de Melbourne, con tablas de Accoya

Esta técnica permite la construcción de estructuras de grandes luces, gracias a la alta rigidez específica de la madera, con una alta eficiencia estructural conseguida por la trabajabilidad de la madera y un simple proceso de construcción y fabricación.

Downland gridshell, UK

A la par con la creciente popularidad de las estructuras de forma libre, existen nuevos fabricantes como Ekilaya que ofertan este tipo de estructuras de una manera sencilla.

 

  • Entramados con barras de una única sección:

El mejor ejemplo este garaje en Castrisch, Suiza. Sólo utiliza una única sección de 120 x 120 mm de madera maciza y clavos de 8,5 x 300 mm, con pretaladro, como conectores (que, perfectamente, podrían ser tirafondos de media rosca con cabeza ancha). Utilizar una única sección presenta ventajas económicas: un uso eficiente de los troncos que, sin secar en horno, se asegura una mejor calidad de madera secada al aire. “Los pilares y las vigas dobladas pueden ser encajadas según un esquema ortogonal tridimensional. Este principio de ensamble funciona gracias a un gran número de superficies de contacto. Los ensambles trabajan sistemáticamente en doble cizallamiento y permiten asimilar fuerzas importantes con medios simples.”

Imagen del libro Timber Construction Manual de Thomas Herzog et all.

Considero que esta técnica es la más interesante porque es más factible en las condiciones del mercado actual en España.

 

En algunos tipos, como las estructuras reícprocas y los gridshells, gracias a los modernos programas CAD paramétricos (por ejemplo, Rhinoceros + Grasshopper) y los robots CNC de 5/6 ejes han ampliado las posibilidades de obtener estructuras sencillas y eficientes, pero tras un diseño de gran complejidad conceptual.

 

 

Los incendios forestales son hechos habituales en el paisaje español y causan daños considerables. Ya lo hemos visto recientemente en Chile. Y queda poco para que se abra la temporada de incendios en España.

Hemos visto una progresión de las construcciones en madera en España. Se han construido casas de madera y edificaciones de materiales tradicionales con estructuras de maderas. Y se han equipado con tarimas de madera al exterior, balconadas de madera, carpinterías de madera para ventanas y puertas, porches de madera, aleros de madera, etc. Y se ha construido muchas viviendas y urbanizaciones al lado de las masas forestales, en zonas que se denominan Interfaz Urbano Forestal (IUF).

Pero, ¿cómo se protegen frente a un incendio forestal?

En España, cada proyecto de edificación se atiene a lo que disponga el Código Técnico de la Edificación en su Documento Básico Seguridad en caso de incendio. Los ayuntamientos y las comunidades autónomas legislan sobre la prevención y lucha contra los incendios forestales en urbanizaciones, núcleos de población aislada, cámpings, instalaciones industriales, etc.  Entre otras medidas, se establece que los núcleos residenciales mantengan una franja de seguridad, o sea, un cortafuego, con una anchura mínima de 15 metros.

¿Es suficiente? No, ya que un 90% de las poblaciones y urbanizaciones carece de un Plan de Autoprotección. Tampoco el Real Decreto 893/2013, Directriz Básica de Planificación de Protección Civil de Emergencia, que obliga a los ayuntamientos a participar de forma más activa y a ejecutar cortafuegos que separen las zonas urbanas con viviendas y el monte colindante, ha llegado a cumplirse. Pero el monte se rige por unas leyes, la Ley de Montes, y el urbanismo, por otras. La normativa de protección civil obliga a los medios de extinción a defender las viviendas antes que al monte. Pero las edificaciones sin cortafuegos tienen menos posibilidad de defender el monte y evitar que el fuego se propague a otras zonas urbanas.

No obstante, declarado el fuego, quedan las casas a su merced. Depende de su diseño el que resistan o no a un incendio. Pero, en España, no se han creado normas específicas de diseño para mejorar la resistencia de las edificaciones ente los incendios forestales. En Francia, ya se ha instalado la preocupación de compatibilizar la construcción en madera con los Planes de Prevención contra los riegos de Incendio Forestal. En un post anterior se ha tratado de esto.

Pero en Australia, otro país azotado por grandes incendios y donde es habitual la construcción en madera, ya tienen una norma, la AS 3959 Construction of buildings in bushfire-prone áreas (Construcción de edificios en áreas propensas a incendios forestales), que establece requisitos para el diseño y construcción de elementos en cualquier edificio construido en un área designada como propensa a incendios forestales.

Se explica, a grandes rasgos, el contenido de esta norma.

En un incendio, los fuertes vientos desplazan las brasas alrededor de los edificios y que pueden depositarse en las superficies planas. A medida que el fuego avanza, la envolvente del edificio está sometido a la altísima radiación de calor que puede romper ventanas y provocar que los elementos constructivos se enciendan.

Impacts of bushfire on buildings

El diseño para resistir incendios forestales, necesario dentro de los 100 metros de monte, se focaliza en:

  • reconocer los niveles de riesgo del sitio,
  • y evitar que los incendios se inicien en el edificio protegiendo las superficies del encendido por las brasas, protegiendo las ventanas del calor emitido por frente del incendio y limitando la combustibilidad de los materiales expuestos.

El AS 3959 requiere que el edificio debería:

  • resistir ataques de brasas antes del frente de fuego,
  • proporcionar un refugio seguro mientras pasa el frente de fuego,
  • y permitir que los ocupantes, después de pasar el frente de fuego, extingan los elementos constructivos que todavía están ardiendo.

El diseño para el fuego de arbusto es un proceso de tres pasos, a saber:

  1. Determinar el Nivel de Ataque de Incendio Forestal del lugar (BAL, Bushfire Attack Level).
  2. Cumplir con las restricciones sobre los elementos de la envolvente del edificio para el BAL evaluado.
  3. Elegir las maderas correctas y detallando el rendimiento del elemento requerido.

Concretando estos pasos:

1. El BAL indica el calor radiante probable en el exterior del edificio en el frente del fuego. Un asesor cualificado determinará el BAL después de considerar: el Indice de Peligro de Fuego (FDI), la vegetación del lugar, la distancia entre el lugar y la vegetación y la pendiente del terreno.

Fire danger Rating

Baushfire Level Attack

 

2. La norma se enfoca en los elementos de construcción externos tales como: terrazas sobre subestructuras (abiertas o cerradas); escaleras, tarimas exteriores y rampas; superficies de paredes externas; ventanas y puertas exteriores; sofitos, aleros, fascias y canalones; y las superficies de tejados. No hay restricciones para los materiales usados dentro de la edificación. Las restricciones se incrementan con los niveles 40 y BL-FZ.

3. Las maderas adecuadas para el uso en los elementos de la envolvente se listan en la norma en tablas y apéndices y detalles donde la madera en cada tabla puede ser utilizada . La norma clasifica las maderas, basándose en su densidad, en cuatro grupos: resistentes a incendios forestales (debido a sus propiedades naturales – como el merbau, Eucaliptus camaldulensis, etc. -, impregnadas con químicos retardantes al fuego o con pinturas intumescentes); maderas con una densidad de más de 750 kg/m³ (Eucalipto gris, etc.); maderas con una densidad de más de 650 kg/m³ (ciprés, etc.); y otras especies de baja densidad (pino radiata y Western Red Cedar).

Ahora veremos cómo estos grupos y los requisitos de la norma interactúan en cuatro ejemplos según la guía de diseño de WoodSolutions, “Building with timber in bushfire prone areas”.

En el primer ejemplo, la madera se puede utilizar sin restricción en cualquier BAL en cualquier aplicación donde la madera esté protegida de la exposición a los incendios forestales por una envolvente resistente. Se incluyen entramados de madera, suelos interiores, carpintería interior, etc.

En el segundo ejemplo, es una tarima de madera al exterior en un área calificada como BAL 12.5. Si está situada a más de 300 mm, medido horizontalmente, de un elemento acristalado, se puede usar una madera normal, como el pino tratado, si no, hay que usar una madera densa como el merbau o baldosas de cerámica.

BAL 12.5 – tarima de madera

 

En el tercer ejemplo, es un revestimiento de fachadas en madera en un área BAL 19. Si está a 400 mm o menos de una superficie externa que puede recoger brasas o residuos ardiendo (dichas superficies incluyen el suelo, una cubierta, un balcón, un tejado de cochera, una marquesina, etc., con un ángulo inferior a 18 ° respecto a la horizontal), se usan maderas resistentes a incendios forestales, maderas como eucalipto gris, maderas molduradas para casas de troncos (densidad de 680 kg/m³ o más, 70 mm de espesor mínimo), materiales no combustibles, fibrocemento de al menos 6 mm de espesor y cualquier combinación de estos materiales.

BAL 19 – Revestimiento de fachada en madera

 

En el cuarto ejemplo, es una ventana de madera en un área 29. Si está a 400 mm o más por encima de una superficie externa horizontal, se pueden usar todas las maderas resistentes y las tratadas, pero, también, todas las maderas se pueden usar sin restricción sólo si están protegidas completamente con contraventanas de maderas resistentes ante incendios.

BAL 29 – ventanas de madera

 

 

En Francia ya se analizaron unas directrices de cómo construir en zonas propensas a incendios forestales. Recientemente, la asociación de profesionales de la construcción de las regiones mediterráneas  environbatBDM ha publicado una guía dirigida a diversos públicos, pero especialmente a los promotores que deseen construir, en una zona PPRIF (Plan de Prévention des Risques d’Incendies de Forêt), un edificio sostenible con materiales de origen biológico. Por ello la guía aborda la problemática recuperando los conocimientos a tener para solicitar la Licencia de Obras en una zona afectada por un PPRIF y proponiendo buenas prácticas constructivas que se aplican en todas las construcciones sujetas a un riesgo de este tipo, elemento por elemento.

Pero es en Australia donde se transformaron estos nuevos conocimientos en normas de obligado cumplimiento ya que su Código de Construcción Nacional requiere el cumplimiento del AS 3959.

En España tenemos el CTE, pero sólo se considera cómo prevenir y resistir incendios en o dentro de las edificaciones y sin ir más allá de normas genéricas como los 15 metros de franja perimetral (antes de las últimas revisiones eran 25 metros). Hay que esperar a que las iniciativas como las del Foro de Protección contra Incendios forestales en la interfaz urbano forestal (IUF), de Tecnifuego-Aespi, se condensen en guías hasta alcanzar una legislación conjunta de edificación y urbanismo en áreas IUF.

 

Aquí se puede descargar, previa inscripción gratuita, la guía de WoodSolutionsBuilding with timber in bushfire prone areas”. O directamente en este enlace.

Aquí se puede descargar, gratuitamente, la guía francesa” Construire durable en zone à risque d’incendie de fôret”.