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Como continuación del anterior post Sistemas constructivos pocos conocidos para construir casas de madera – 4ª parte, seguimos enumerando más sistemas constructivos.

Estos sistemas constructivos se clasifican, por su formato y composición y para este post, en:

  • Bloques o elementos de materiales derivados de la madera.

  • Paneles/módulos con piezas de madera y/o otros materiales.

  • Estructuras espaciales (o timber space frame).

Bloques o elementos de materiales derivados de la madera.

TEWO es un sistema de construcción basado en un bloque de construcción genérico con capas exteriores de madera maciza/contrachapado de madera contralaminada y un aislamiento en la cavidad patentado por la empresa noruega Termowood AS, fundada en 2012. Combina las mejores características de los entramados de madera (timber framing) y la madera maciza en un producto de alta calidad en términos de resistencia, tiempo de construcción y medio ambiente.

Cada bloque de 3 metros pesa menos de 25 kg. (o 50 kg/m²), por lo que puede ser manejado por una persona, y tienen una capacidad vertical de dimensionamiento de 48 kN – 74 kN por bloque. Esto varía en función del grosor y la longitud de los elementos. Se pueden construir hasta cinco pisos con esta tecnología como estructura de carga.

El bloque se puede utilizar para soportar paredes exteriores, paredes medianeras de apartamentos (paredes de aislamiento acústico/cortafuegos), paredes interiores, elementos de parapeto, así como elementos de relleno que tienen otra construcción de soporte de carga.

La función de ranura/resorte permite que los elementos encajen perfectamente entre sí, y también hace que sea fácil montarlos juntos. Los elementos se suministran con lana mineral, fibra de madera o sin aislamiento para la insuflación.

Este sistema puede combinarse con la mayoría de las otras estructuras de pisos, techos y paredes interiores, y puede ser usado solo o en combinación con otros materiales, incluyendo el acero y el hormigón.

Este sistema de construcción reemplaza de 4 a 6 componentes en una pared de entramado de madera tradicional. Los elementos pueden utilizarse como superficies interiores acabadas, pero también son adecuados para montar paneles, yeso o tablas directamente sobre el elemento.

El sistema se compone de los bloques para muros, bloques para tejados, bloques ligeros, y bloques para rehabilitaciones.

Los bloques para muros, TEWO Wall Elements, tienen un ancho de 200, grosores de 130, 180 y 330 mm y longitudes de hasta 3 metros.

Los bloques para tejados, TEWO Roofing Elements, pueden ser utilizados para complementar las cerchas y vigas tradicionales de los tejados. Se suministran en longitudes de 1200 / 1800 mm. La estructura del tejado puede ser de cerchas ligeras o de vigas de madera laminada encolada.

Los bloques ligeros, TEWO Lightweight Elements, reemplazan los tradicionales marcos de madera con elementos aislados de madera maciza. Toda la pared entera puede ser usada como un montante de pared.

Los bloques para rehabilitaciones, TEWO Rehab, es un producto ecológico diseñado para ser utilizado para el pos-aislamiento y la sustitución del escudo climático. TEWO Rehab reemplaza el tradicional entramado de madera con elementos aislados de madera maciza, proporcionando un método de construcción eficiente y óptimo. El producto está diseñado para ser utilizado en edificios/casas/edificios comerciales más antiguos con propiedades de aislamiento, térmicas y acústicas deficientes. El producto se suministra en dos versiones diferentes, ya sea como soporte de carga o elementos no portadores de carga. Puede ser suministrado con 5 – 25 cm de aislamiento. Se pueden montar vertical u horizontalmente.

TEWO es uno de los pocos sistemas de construcción que ha recibido la aprobación técnica sin el uso de barreras de difusión de plástico.

Con el espesor de 330 mm se consigue un coeficiente U de 0,12, sin acabados internos, según EN ISO 6946.

En cuanto a riesgos de condensación, los resultados de la simulación numérica efectuada por Treteknisk (informe número 310384 – 3, de diciembre de 2015) mostraron que no hay riesgo de condensación en los elementos TEWO, a menos que la humedad interior sea superior al 75% durante al menos 6 meses consecutivos. Esto no es realista en edificios normales.

TEWO suministra entregas “exactas”, por así decirlo, de materiales a proyectos de construcción, haciendo así su parte para reducir la cantidad de materiales sobrantes que se utilizan.

TEWO dispone de un departamento de ingeniería que ofrece servicios de diseño de principio a fin para los productos en consulta directa con el cliente y los diseñadores involucrados, generando los archivos de producción automática y directamente a las líneas de de producción.

TEWO cuenta con una línea de producción automatizada de producción que permiten entregar el equivalente de hasta 1,5 casas por día en capacidad (o un total de 450 m3 de elementos de madera maciza aislados por día). A partir de 2020 una nueva línea de producción de tableros de madera laminada cruzada de tres capas (CLT /madera maciza) de 40 mm de grosor estará en funcionamiento. Esto significará que grandes volúmenes de madera – hasta 25.000 m3 por año de las zonas circundantes formarán parte de la cadena de valor local óptima y sostenible.

Termowood tiene patentes en 7 países, entre ellos: Alemania, Suiza, Austria, Francia, Suecia.

Paneles /módulos.

Es un sistema modular 2D fruto de la colaboración de Ludovic Lachavanne, arquitecto y cofundador del estudio de arquitectura francés POLYRythmic Architecture, y Guillaume Largillier. De esta colaboración nació Corner, una plataforma que ofrece un sistema digital de amdera cuya estructura de empresa se configura como una aplicación digital.

Como se cita en “<R>Evolution: Low-Tech vs High-Tech, le bâtiment comme enjeu de réconciliation?:

Para desarrollar el concepto, los fundadores partieron de dos observaciones. La primera: la creciente escasez de ciertos productos ante el agotamiento de los recursos, la inflación, el calentamiento global y las crecientes reflexiones sobre el balance de carbono, que los llevó a desarrollar un sistema que combina la prefabricación, la modularidad y el uso intensivo de la madera por su baja huella de carbono.

El segundo es el número de cuellos de botella administrativos entre el diseño del proyecto y su construcción, más una cierta lentitud en la obra, que prefigura una especie de “hastío” general y que motivó a los diseñadores a imaginar una plataforma para la producción de un producto acabado que mostrara los costos en tiempo real durante la fase de diseño. Esta es una realidad que afecta a un cierto número de arquitectos: “hubo muchos proyectos a los que no se respondió, porque el tiempo de estudio era demasiado caro en comparación con los honorarios que se podían recuperar”.

Así pues, Corner parecía ser una solución de alto rendimiento a un costo controlado, con un tiempo de aplicación considerablemente reducido.

“Queríamos crear un sistema constructivo que funcionara como un juego de construcción de tamaño real”.

Fue diseñado desde el principio para la producción en masa en taller (off site), fácil de transportar y ensamblar en el sitio. Los paneles prefabricados (paredes, suelos) se ensamblan sin problemas en el sitio gracias a nuestras “vigas mágicas“. Los postes y las vigas tienen conectores invisibles para unir los paneles SIF (Structural Insulated Finished) sin esfuerzo, asegurando al mismo tiempo una perfecta estanqueidad al agua y al aire. La estructura interna de las vigas alberga todos las instalaciones técnicas (fontanería, agua de lluvia, electricidad, aire). Cada módulo tiene dimensiones estandarizadas. El grosor estructural (40cm / 16”) sirve como unidad de cuadrícula para dimensionar cada componente del edificio (paneles, postes y vigas, ventanas, marcos de puertas, escaleras, etc.). Esto permite ofrecer un catálogo siempre en evolución de módulos compatibles que pueden ser utilizados en cualquier proyecto de construcción.

Los paneles estructurales están hechos de madera contralaminada (CLT, Cross Laminated Timber).

Corner ahorra hasta un año en la vida útil de su proyecto de construcción al agilizar todo el flujo de trabajo. En particular, Corner ahorra 4 meses de trabajo de acabado.

He aquí un video sobre este sistema.

La empresa suiza Ecocell Technology AG, fundada por el arquitecto fredy Iseli, ha diseñado un sistema constructivo, el Ecocell fast-building-system, basado en un elemento estándar: el Honeycomb-construction-board que es un panel compuesto de panal de abeja, conceptualmente similar a los paneles SIP (Structural Insulated Panel).

Ecocell Betonwabe

El panel está constituido por un núcleo patentado de panal de abeja de cartón corrugado, el Ecocell Concrete-Honeycomb (o Ecocell Betonwabe), hecho de papel 100 % reciclado y con un 90 % de aire y recubierto con un revestimiento mineral en un proceso (inmersión en cemento) cubierto por una patente mundial, y diferentes tableros a elegir:

– como panel protegidos frente al fuego: con tableros de fibrocemento o de yeso,

– y con tableros de triple capa, OSB de 15 mm, de bambú o de madera contrachapada.

Los paneles tienen un encaje para las conexiones de machihembrado o de acabado y se ensamblan con un sistema de lengüeta y ranura.

Hay unos pocos tamaños estándar de paneles para muros (espesores de 95 y 175 mm y dimensiones de 610/1220 x 2440 mm) y forjados (espesores de 95, 195 y 275 mm y dimensiones de 1220/2440 x 6100 mm). Estos paneles se usan en los muros, forjados y cubiertas.

El sistema se completa con las vigas I-joist (con alturas de almas entre 96 y 276 mm) y las tablas de madera maciza de varias secciones (de 50 x 95 hasta 50 x 275 mm).

Los paneles pesan doce veces menos que el hormigón.

Un proyecto reciente son unos edificios adosados y semiadosados con el enfoque de casas modulares Eco-Solar en Uttwill, Suiza, donde cada casa se puede construir en sólo cuatro días. Se combinan la tecnología de los panales Ecocell Betonwabe y las fachadas de vidrio con células solares fotovoltaicas integradas.

A semejanza de los sistemas alemanes IBA Timber Prototype House y Gisler Holzhaus, vistos en las anteriores entregas, este sistema sueco, pendiente de patente, permite construir muros aislantes y de carga que consisten en madera y aire, sin necesidad de envolvente. En la construcción tradicional de los entramados ligeros se utilizan membranas de sellado para garantizar que los sistemas de calefacción y ventilación funcionen de manera óptima, impidiendo que el aire se introduzca en la estructura donde se puede condensar el aire. El sistema de construcción IsoTimber elimina la posibilidad de fugas de aire, gracias a los contrachapados interno y externo. En un test tipo blower door de una casa, a 50 pascales, muestra una fuga de aire de 0,15 l / s m².

La construcción IsoTimber proporciona una densidad que es dos veces mejor que la requerida para la construcción de casas pasivas.

Los espesores son: 120, 160, 200, 250, 300 y 400 mm, pero los paneles vienen en tres dimensiones estándar (60/100/150 x 1200 x 2400 mm) y se pueden combinar para lograr el valor U que se desee. Sin embargo, la empresa suministra siempre paneles grandes en anchos de hasta 16 metros y un ancho de hasta 3,1 metros.

El IsoTimber 400 tiene un coeficiente U de 0,18 W/m2K y pesa 152 kg por m2. Es de difusión abierta al vapor.

Las paredes IsoTimber tienen una alta inercia térmica, esto permite un 15% menos de uso de energía que una pared con baja inercia térmica, a pesar de que ambas paredes tengan el mismo valor U.

Para edificios de más de 2 pisos, se recomienda construir con IsoTimber en combinación con madera contralaminada (CLT).

En cuanto al impacto medioambiental, una casa de aproximadamente 100 m2 de espacio habitable con IsoTimber en las paredes exteriores acumula 40 toneladas de dióxido de carbono.

Un edificio, en Kallfors, de 3 pisos con 8 apartamentos para personas con discapacidades físicas y mentales

En abril de 2020 IsoTimber comunicó el contrato para la construcción de una residencia de mayores de 48 apartamentos en Hudiksvall.

Aquí hay más detalles de este sistema constructivo.

Este sistema de la portuguesa Rusticasa utiliza los paneles autoportantes Naturlam para construir todos los elementos de una casa. Estos paneles son una combinación de los tablones machihembrados de abeto nórdico y de sección rectangular de las casas de troncos (log homes) tipo chalet suizo, y de las estructuras de entramados pesados de madera laminada encolada (MLE) en los forjados y tejados. Pero el “tronco” evoluciona al incorporar un núcleo aislante de corcho para aumentar el rendimiento térmico. El coeficiente U de transmitancia térmica del panel es de 0,029 W/m2K.

La cara externa del panel queda visible protegida con lasures y se puede dejar la interna vista o revestida con pladur, etc.

En este sistema lituano de pared-forjado-tejado para construir casas prefabricadas todos los componentes son de madera, o derivados.

Los paneles para muros tienen 380 mm de espesor y son una construcción de madera maciza de 180 mm con cámaras de celulosa integradas y sistema de aislamiento de fibra de madera de 180 mm.

En comparación con los sistemas de construcción convencionales de entramados ligeros de madera, WIGO ha ampliado el contenido de madera hasta diez veces y prescinde completamente de láminas de PE u otros plásticos.

Tienen una alta inercia térmica ya que la madera maciza en combinación con el aislamiento de celulosa asegura que el calor se mantenga fuera en los días calurosos y que se emita poco calor cuando hace frío. Esta propiedad positiva también se refuerza con el aislamiento externo de fibra de madera de dos capas.

El coeficiente U de los muros es de 0,16 W/m2K.

Estructuras espaciales

El sistema constructivo del neozelandés Chris Moller se ideó bajo la creencia de que “los miniprototipos pueden ser utilizados como un instrumento estratégico para ayudar a desbloquear nuevas ideas rápidamente. Es un método efectivo y barato para probar e implementar procesos y productos de construcción de bajo impacto en la industria de la construcción. La industria de la construcción de yates proporciona un paralelo útil que han afectado significativamente a la producción de barcos estándar. Un enfoque similar de bajo costo de abajo hacia arriba para la industria de la construcción con “muchas salidas” podría catalizar la industria hacia nuevos métodos, enfoques, materiales y tecnologías para iniciar la apertura a la innovación real.

Una nueva forma de arquitectura RAFT que utiliza las cualidades estructurales de los paneles de contrachapado ‘CLICK-LEAF’, de 330 x 2440 mm, para formar una red de estructura hecha de paneles estándar que pueden ser rápidamente ensamblados o ‘encajados’ juntos en RAFT’s para formar forjados, paredes y techos. La arquitectura RAFT entrelaza aislamiento, revestimiento, fontanería, energía, sistemas de agua, almacenamiento y mobiliario en el tejido estructural del edificio. Pero la flexibilidad del sistema ofrece muchas configuraciones abiertas que pueden ser exploradas por el usuario/constructor para responder a las condiciones específicas del sitio.

La arquitectura de sistema abierto Click-Raft utiliza madera contrachapada mecanizada CNC para formar una red de estructuras/redes de diafragma muy fuertes ensambladas a partir de paneles estándar que se encajan rápidamente en el forjado, la pared y el tejado en diferentes configuraciones.

Tiene un evidente parecido con la Gaiola Pombalina, una estructura en retícula ortogonal compuesta de cruces de San Andrés con pasadores de hierro como conectores, que los arquitectos e ingenieros del Marqués de Pombal idearon para la reconstrucción de Lisboa después del gran terremoto del año 1755.

Este sistema constructivo, ideado por el neozelandés Gerard Finch, se basa en un diseño de madera entrelazada autoportante que se sujeta con clips eliminando la necesidad de fijaciones de un solo uso, tiene el potencial de eliminar los residuos y reducir la cantidad de materias primas que utiliza la industria de la construcción. “El actual uso generalizado de fijaciones a base de adhesivos y materiales de una sola vida significa que la construcción de una sola casa nueva creará unas cuatro toneladas de residuos durante la construcción, y aún más, hasta 15 toneladas, cuando finalmente se derribe y se lleve al vertedero“, dice Finch.

Compuesto por doce componentes estandarizados, el sistema X-Frame ha sido sometido a cuatro mil quinientas horas de diseño de prototipos. El resultado es una matriz estructural inherentemente reforzada formada por componentes de madera contrachapada fresados por CNC que pueden ser ensamblados en paneles estructurales sin necesidad de clavos, pegamentos o tornillos.

X-Frame puede ser forrado con cualquier material de tablero estándar, sin embargo, para un potencial de circularidad total se recomienda un tablero de 12 mm de Strawboard usando cierres de presión ocultos Fastmount, los PC-F1A y PC-M1B.

Las piezas del X-Frame se fabrican con tableros estándar de 1200 x 2400 mm de madera contrachapada estructural de 12mm usando una máquina CNC.

El diseño del clip permite que cualquier tipo de estructura -forjados, paredes, techos- sea rápidamente montada y desmontada muchas veces, usando mano de obra no especializada y un mínimo de herramientas.

Con el apoyo de programas de innovación de Nueva Zelanda, Finch está tratando de comercializar su solución arquitectónica; finalizar los diseños de ingeniería para las fijaciones de sujeción resistentes a los terremotos; probar la integridad estructural y la estanqueidad a la intemperie del X-frame, ambas características críticas para cualquier producto comercializado en el futuro; colaborar con científicos de Scion que están desarrollando adhesivos naturales a partir de productos de residuos forestales y con la empresa Fastmount de Auckland que fabrica clips reutilizables que conectan los revestimientos de las paredes interiores con la estructura.

Aunque el X-Frame es innatamente estable a los terremotos debido a su geometría de diseño, las pruebas estructurales independientes son cruciales para llevar su producto al mercado.

Finch ha construido una pequeña vivienda prototipo prefabricada de 10 m² en Auckland para demostrar sus ideas a escala y para informar la viabilidad del mercado. Se ha revestido el X-Frame con un sistema de revestimiento externo completamente reutilizable, libre de químicos, centrado en un producto de madera natural preservado que está siendo desarrollado por Abodo Wood Ltd.

Finch dice: “Mi objetivo ‘blue-sky’ es construir una urbanización con un diseño de economía circular completa, en la que todos los materiales de construcción puedan recuperarse rápidamente al final de la vida de una estructura y reciclarse de forma eficiente o reutilizarse directamente sin ningún impacto ambiental negativo“.

Aquí hay un paper de Gerard Finch y otros: “Circular economy construction: lessons from applied experimentation”.

 

Como continuación del anterior post Sistemas constructivos pocos conocidos para construir casas de madera – 3ª parte, seguimos enumerando más sistemas constructivos.

Estos sistemas constructivos se clasifican, por su formato y composición y para este post, en:

  • Elementos lineales de madera.
  • Bloques o piezas de materiales derivados de la madera.
  • Paneles/módulos con piezas de madera y/o otros materiales.
  • Estructuras + piezas.

 

Elementos lineales de madera:

Es un proyecto del Institute for Computational Design and Construction de la Universidad de Stuttgart, Alemania, para ser expuesto en la Exposición Internacional de la Construcción (IBA) de Apolda, Turingia.

 

Como en una cabaña de troncos, en vez de un apilamiento horizontal, los elementos de madera maciza se disponen como marcos verticales escalonados. “De este modo, los elementos verticales se orientan en la fuerte dirección de la madera, lo que permite el aserrado de ranuras en la madera maciza sin que se vea afectada su capacidad estructural. Estas finas ranuras sirven como cortes para aliviar la tensión, lo que evita que la madera maciza se raje. Esto garantiza la estabilidad dimensional y la estanqueidad, dos aspectos importantes en la construcción tradicional de troncos. Al mismo tiempo, las ranuras se utilizan como cámaras de aire muerto, reduciendo la conductividad térmica y aumentando los valores de aislamiento del material. La fabricación digital se emplea para producir juntas herméticas de alta precisión para conectar los elementos de madera sin necesidad de sujetadores metálicos o adhesivos. El sistema de construcción de un solo material, altamente sostenible, actúa como estructura, cerramiento y aislamiento”.

Se obtiene un valor U de 0,20 W/(m²K).

Así, “El proyecto explora un novedoso sistema de construcción de madera maciza para crear de forma económica envolventes de construcción monomateriales, arquitectónicamente expresivas y respetuosas con el medio ambiente”.

Se trata de conseguir envolventes de casi un único material, la madera.

Recuerda mucho al sistema de Gisler Holzhaus, tratado en el post anterior.

“Las simulaciones indican que el demostrador debe cumplir con los estándares de Passiv Haus”.

Y, “será monitoreado de cerca para verificar los resultados de las pruebas en condiciones de la vida real”.

 

Thomas Müller

Foto: Thomas Müller

Bloques o piezas de materiales derivados de la madera.

Casi se usa sólo un material bio-renovable, el corcho expandido. No es madera, pero, como ella, es un producto de la silvicultura. Es una casa construida en Berkshire, Inglaterra, y fue diseñada por el arquitecto Mathew Barnett con un enfoque radicalmente simple y sostenible. Las paredes monolíticas y cubiertas con ménsulas se han construido con bloques de corcho con juntas en seco. La forma de esta casa recuerda las construcciones megalíticas celtas.

Se presenta como un kit de autoconstrucción diseñado para “el desmontaje, que es carbono negativo al finalizar, es decir, ha absorbido más dióxido de carbono del que se emitió durante Todo el proceso de construcción. La casa tiene un carbono de vida útil excepcionalmente bajo (619 kgCO2e/m2 a lo largo de una vida útil de 60 años): en una comparación de carbono con proyectos de referencia genéricos compilados por los Perfiles de Carbono de Sturgis, su carbono de vida entera es menos del 15% de una casa de nueva construcción, aproximadamente un tercio de un passivhaus con estructura de madera sin energías renovables, y menos de la mitad de eso para un edificio de carbono cero operacional”.

 

Es un proyecto del Clemson University Institute for Intelligent Materials, Systems and Environments (CU-iMSE) de la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Clemson, Carolina del Sur, EE. UU. Surgió de la participación en el Solar Decathlon 2015 de la universidad.

Se trata de un método de ensamblaje de edificios con componentes, precortados con máquinas de CNC, de madera contrachapada entrelazados que se mantienen unidos con abrazaderas de acero inoxidable, que pueden ser ensamblados rápidamente por trabajadores relativamente inexpertos. El montaje, dicen, es intuitivo.

Una ventaja del enfoque Sim[PLY] es que los planos de construcción digitales pueden enviarse por correo electrónico a cualquier taller equipado con herramientas CNC y un stock de tableros estándar de madera contrachapada. Los componentes se pueden montar sin necesidad de herramientas eléctricas o equipos pesados. Los edificios se pueden desmontar con la misma facilidad con la que se montan sin dañar los componentes.

Se usa una rejilla de 1,22 m., pero el espaciamiento de los montantes puede variar entre 0,61 y 0,305 m, dependiendo de las cargas. Los travesaños se parecen a las cerchas Larsen, un diseño que simplifica la plomería y el cableado, a la vez que reduce los puentes térmicos.

Encontrar una alternativa a las conexiones clavadas en los marcos convencionales fue clave. “La idea era que, si podemos reconfigurar la forma en que la madera está unida, usando un conector metálico diferente, podemos usar el metal para mantener el edificio unido en lugar de una clavija comprimida en cortante. Rediseñamos todo nuestro sistema en torno a cómo utilizaríamos el metal y los conectores de manera diferente. Sigue una lógica muy similar a la de los entramados ligeros tradicionales de madera, en el sentido de que hay montantes, conexiones de placas de soleras y estribos, muy similares a los entramados de las plataformas. Es sólo que el trabajo se está haciendo con la forma en que estas piezas de contrachapado están diseñadas y sujetas con abrazaderas de acero inoxidable”.

El equipo de Clemson Decathlon está tratando de convertir sus ideas en un sistema de construcción completo y comercializable.

El sistema aún no está listo para su uso a gran escala. Y el grupo sigue trabajando en algunas cuestiones técnicas difíciles. Entre ellos se encuentra la longitud máxima de los componentes de construcción, actualmente limitada a 2,44 m debido a que las piezas se cortan de láminas estándar de madera contrachapada de 19 mm. Hasta que el equipo diseñe y pruebe los empalmes para conectar los componentes, los edificios estarán limitados a un piso de altura. El grupo trabajará en los planos de un edificio de varios pisos y ya ha desarrollado algunos prototipos y modelos simples para las conexiones que permitirán que el sistema crezca más allá de sus límites actuales.

Se han completado rigurosas pruebas estructurales y verificación de que el entramado podía cumplir con los requisitos sísmicos del entorno de competición del sur de California (categoría sísmica D2). Esta misma prueba también demostró que las paredes de cortante Sim[PLY] son adecuadas para los vientos huracanados de las costas de Carolina del Norte y Carolina del Sur (hasta 217 Km/h).

Los desarrolladores de Clemson piensan que Sim[PLY] sería ideal para casas construidas por sus dueños, y particularmente para casas pequeñas. Los estudiantes de arquitectura han ideado un pequeño prototipo de casa que podría enmarcarse en un solo día, y la universidad dice que el Departamento de Defensa de Estados Unidos ha estudiado los edificios Sim[PLY] para su posible uso como vivienda temporal. Se está estudiando la aplicación de Sim[PLY] a las estructuras de emergencia en casos de desastre. Las autoridades italianas que buscan opciones de alojamiento temporal en las regiones afectadas por los terremotos han estado en contacto con la escuela.

 

Desarrollado por el estudio de arquitectura británico Studio Bark, es un sistema de bloques de construcción de paquetes planos para ensamblar, por una o dos personas sólo con un martillo y un atornillador, cualquier construcción (asequible y adaptable) e, incluso, muebles, con un enfoque de economía circular. El bloque es un cajón de tablero contrachapado (de abeto o abedul) u OSB, de variadas dimensiones.

Un buen ejemplo es el proyecto The Box house.

Es un proyecto de dos arquitectos franceses de la Escuela Nacional Superior de Arquitectura de Nantes, Fabien Le goff y Cédric Jenin, y premiado en el concurso Mini Maousse que, en su sexta edición, tenía como tema: “Concevoir une unité d’habitation temporaire, éco pensée et économe”.

Los arquitectos describen su proyecto como un “lego a escala humana”. Se trata de construir viviendas provisionales de calidad, “modulares, adaptables, apilables y transportables“, para personas en situación de precariedad.

Desde un punto de vista estructural, el principio constructivo principal es el de los ladrillos de madera de 96 x 20 x 22 cm. El prototipo utiliza 5 tipos diferentes de ladrillos. Los ladrillos, así como el revestimiento exterior, están hechos de abeto. Están rellenos de un aislamiento de celulosa soplada. Una membrana impermeable y una barrera de vapor completan el complejo de la pared. En el interior, un revestimiento de tablero contrachapado para ocultar la distribución de las redes.

Se prestó especial atención a la modularidad del sistema para hacer el prototipo desmontable y móvil.

Aquí hay un video.

Paneles/módulos.

 

La empresa estadounidense BamCore ha patentado el panel estructural Prime Wall, tras 10 años de desarrollo, que consiste en un panel de pared hueca, sin montantes, que puede llenarse uniformemente con cualquier aislamiento soplado. Los paneles están hechos de bambú tras un aplanado que no utiliza calor, productos químicos ni agua. Según el director ejecutivo de BamCore, Hal Hinkle, el bambú de madera es el material de construcción más ecológico del mercado actual.

El panel de BamCore consiste en cuatro capas de chapa laminada de bambú, de de 6,35 mm de espesor, forradas con chapas de abeto Douglas de 3,18 mm en ambas caras para un espesor total de 31,75 mm.

En el proceso de fabricación no se utiliza calor, agua, vapor o productos químicos para preparar, moler y fabricar el bambú en chapas.

Para el laminado de las capas de bambú y abeto se usa el isocianato.

El espesor de la pared se puede aumentar de un equivalente de 2×4 pulgadas a un equivalente de 2×12 pulgadas por casi nada más que el costo del aislamiento adicional.

Fabricar los paneles sin montantes (mejor dicho, eliminando el 90 % de ellos) significa, al minimizarse los puentes térmicos provocados por los mismos, un valor R de aislamiento mejorado y, por ende, ofrecer un mejor valor U general. “Los analistas de energía determinan el efecto del puente térmico basado en montantes calculando un “factor de armazón” para estimar qué cantidad de la pared está puenteada térmicamente por los elementos de madera. En California, el factor de armazón promedio de los entramados convencionales en 2002 fue del 27% (Según el informe preparado en 2002 por la Comisión de Ingeniería Enermodal para la Energía de California)”.

Recientes pruebas independientes documentaron que el componente de paneles a base de bambú del sistema Prime Wall de BamCore ofrece una tasa de transmisión de vapor de agua o de permanencia ocho veces mayor que los productos de madera convencionales como el OSB y la madera contrachapada”.

Los paneles de BamCore alcanzan una clasificación de propagación de la llama mejor que cualquier producto de madera no tratada, ya sea macizo o de ingeniería.

 

El Sistema Pagano es un sistema de prefabricación bidimensional para la fabricación de módulos completos de pared. Su concepto central es la agregación de elementos modulares de pared, cuyas partes estructurales son de madera, diseñadas para el ensamblaje en módulos también compuestos de muros sin carga, acabados, servicios mecánicos y eléctricos, y que se fabrican antes de su montaje en la obra.

La clave de bóveda del sistema Pagano es que se permite componer cualquier tipo de módulo de pared utilizando en cada caso dos carreras gemelas, o carriles, portantes – una superior y otra inferior- dentro de los cuales se insertan diferentes componentes estándar sin limitaciones de función.

La estructura de carga consiste en una estructura plana bidimensional, en la que todos los componentes estructurales (pilastras, vigas principales, vigas interiores y del suelo, cerchas, correas y estructuras secundarias y terciarias) están hechos de madera laminada de coníferas con un revestimiento encolado de iroko para conseguir más durabilidad.

La estructura del edificio es como un entramado. Sin embargo, al utilizar paneles rígidos de pared y montantes entre las vigas gemelas de soporte del tejado y el suelo, la rigidez del entramado longitudinal se incrementa considerablemente, de forma muy parecida a la de una viga de celosía.

Las vigas gemelas de soporte superior e inferior crean una sola estructura con las verticales. La unión entre los componentes de madera mediante pernos actúa como una única unión articulada que une los componentes de la viga de celosía.

Esta estructura se asemeja a una estructura longitudinal muy rígida, capaz de soportar cualquier fuerza, ya sea debida al viento, a un terremoto o a cualquier otra causa. Además, la estructura puede transmitir dichas fuerzas a la estructura de soporte por debajo mediante la conexión de cajas de sujeción metálicas.

La rigidez de la sección transversal del sistema es proporcionada por otras paredes transversales.

La presencia de los paneles sándwich autoportantes en los suelos crea un “efecto de compartimentación”. En otras palabras, los pisos actúan como losas infinitamente rígidas en el plano horizontal, y por lo tanto reaccionan como una viga de caja si se colocan en un plano paralelo al suelo.

La filosofía de construcción por agregación de Pagano se basa en una elección estructural precisa: un edificio se esquematiza como un sistema celular global donde tanto los elementos de la pared como los pisos se comportan como muros de vigas garantizando la seguridad sísmica de acuerdo con la normativa.  Los componentes de conexión están asegurados por bisagras fáciles de montar, altamente resistentes y equipadas con dispositivos de regulación y control. Además, los elementos del suelo se construyen con paneles sándwich autoportantes que actúan como placas infinitamente rígidas en el plano horizontal y reaccionan como una viga de caja colocada en un plano paralelo al suelo.

Vigas laminadas forradas con tablillas de iroko

 

Esta empresa canadiense de Ontario prefabrica en taller los módulos para paredes como paneles 2D (llamados Standard Plus) con un espesor de 305 mm y un valor R de 8,45.

Sigue el sistema tradicional de las estructuras ligeras (light framing) pero mejorado, mejor dicho, simplificando al máximo, siguiendo el estándar Passivhaus en base a la física de la construcción.

Se compone, desde el exterior hacia el interior: el revestimiento; una membrana Solitex Mento Plus, de ProClima y abierta al vapor y resistente a la intemperie (ésta es la particularidad de este sistema: en vez de dos capas de revestimiento de tablero como arriostramiento (sheating) como sucede en las casas de estructura ligera se usa una membrana y una capa de tablero); aislamiento de celulosa dentro de un cajón, con un espesor según proyecto; un tablero contrachapado de 19 mm de espesor (sí que actúa como diafragma o arriostramiento), que actúa como barrera de aire y retardador de vapor, y la cavidad con montantes de 2 x 6 pulgadas (con más aislamiento) donde se pueden colocar las instalaciones técnicas de electricidad, fontanería, etc. Así no se taladra o perfora la barrera de aire-vapor. En obra, los paneles (o más bien cajones) se fijan y se sellan con cinta adhesiva.

Aunque es bastante similar al de otras empresas de su entorno (Ecocor, etc.), considero que tiene una más acertada selección de materiales (contrachapado frente a Zip System).

Se suministra sin acabados exteriores e interiores ya que los clientes son contratistas y autoconstructores.

Se consigue una construcción muy estanca y aislada.

Es una empresa más de las cada vez más numerosas y emergentes que forman parte de la comunidad de fábricas de paneles o módulos para casas pasivas de las regiones canadienses de la Columbia Británica y Nueva Inglaterra.

Imagen de Lloyd Alter

 

Estructuras + piezas

 

El Kit IMBY (In My Back Yard) es una iniciativa de un equipo de arquitectos australiano liderado por Adriano Pupilli para crear un sistema de construcción modular que “debía tener la flexibilidad necesaria para ser añadido, sustraído, reconfigurado, revestido de diferentes maneras, colocado uno al lado del otro y también empaquetado y transportado a otro lugar”, sin usar clavos o adhesivos.

El módulo estructural básico es la bahía para formar una serie de marcos de pórticos que soportan los revestimientos y revestimientos de techos, paredes y suelos. “Las bahías se pueden sumar o restar según las necesidades espaciales, o se pueden colocar múltiples IMBY’s lado a lado para extender el área de piso aún más, o se pueden organizar alrededor de un espacio exterior o patio para crear una serie de pabellones”.

Se usan paneles de madera contrachapada de pino Ecoply y ensambles tipo mortaja y espiga de la carpintería tradicional mecanizados con máquinas CNC.

 

Este sistema modular tridimensional y desmontable ha sido creado por el Dr. Bill Thomas, de la empresa estadounidense MINKA Homes & Communities, en colaboración con los daneses AJG Arkitekter, para desarrollar una plataforma de viviendas asequibles a nivel mundial que pueda adaptarse para satisfacer las necesidades de personas de diferentes edades y capacidades.

Utiliza la fabricación CNC para mecanizar piezas de madera microlaminada para crear un sistema de pórticos unidos con paneles personalizables. Se ha creado un sistema modular 3D, con un número limitado de componentes, que permite configuraciones casi infinitas de paredes, paneles, postes y vigas.

Pero todo esto se enmarca en un sistema de fabricación escalable y portátil, “permitiendo la fabricación local distribuida para grandes pedidos. La Fábrica de Minka es 100 por ciento portátil. Debido a que las máquinas pueden fabricar las 24 horas del día, los componentes para trabajos domésticos individuales pueden imprimirse desde la fábrica en días y enviarse en una sola caja de contenedor de carga.  Para desarrollos a gran escala, las impresoras Minka portátiles pueden desplegarse en el lugar de trabajo, lo que permite ahorrar tiempo y costes”.

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Los daneses AJG Arkitekter también han creado otro sistema constructivo, el N-state, flexible y que permite cambios frecuentes y rápidos.  Consta de cinco tipos de módulos diferentes, hechos de madera contrachapada, mecanizada con máquinas CNC, y ensamblados con cables tensados. Aflojando dichos cables se desmontan los módulos. De esta manera, pueden formar columnas estables o vigas en todas las direcciones ortogonales.

La vivienda moderna no funciona como un objeto estático y aislado, sino que es más bien una especie de centro de la red que constituye nuestra vida cotidiana. Una red que cada vez más, además de los muebles tradicionales, consiste en sistemas y electrodomésticos tecnológicos que extienden, conectan, amplifican, expanden y desafían nuestra comprensión común de lo que es un hogar”, dice el arquitecto y socio de AJG Architects, Thomas. T. Jensen.

Es un sistema constructivo patentado por la empresa nipona Nice Holdings, Yokohama. En Europa lo distribuye Suteki Europe NV, en Bélgica, pero la madera procede y se mecaniza en Austria.

Este sistema se inspira en la construcción de casas de madera de Japón, pero racionalizando y reforzando el entramado de postes y vigas, considerado como el punto débil de las viviendas de madera.

Una de las características de este sistema es el uso de conectores de acero fundido al carbono especialmente diseñadas para unir los componentes del entramado de madera, dando así a la estructura una mayor resistencia. Otra característica del sistema: no se utilizan tornillos, por lo que no hay peligro de que se aflojen al encogerse la madera.

La solución es elegante y ha demostrado su valor en Japón, incluso en términos de resistencia sísmica.

 

 

Inicio con este libro una serie de reseñas sobre libros de la madera, desde diversas facetas: cálculo, diseño, ingeniería, estructuras, obras de referencia, pavimentos, revestimientos, tratamientos, historia, ensambles, materiales, construcción sostenible, sistemas constructivos, etc.

He aquí una reseña resumida:

La construcción en madera fundamentalmente ha sido modernizada. Ha ganado importantes cuotas en el mercado de los materiales de construcción. En la construcción en madera dominan los sistemas de construcción de entramado de madera maciza. Cada edificio de madera se define por su estructura. Es, pues, esencial controlar todas las sutilezas, desde la concepción hasta la puesta en obra. Esta referencia ofrece un enfoque completamente renovado del tema. Se propone un panorama global, analítico y visual de todas las tipologías arquitectónicas, de la casa individual a los programas a mayor escala y de varios pisos. Los diferentes tipos de envolvente, tan importantes para la eficiencia energética, así como los principales sistemas de forjado y tabiquería interior son presentados con el mismo cuidado de precisión. Con la ayuda de planos, dibujos esquemáticos y fotos, esta obra refleja el estado actual y futuro de las técnicas de construcción en madera tal como se aplicadas en los países punteros en la maestría de los sistemas constructivos de madera. Patrocinado en Francia por el CNDB y en Suiza por LIGNUM, y recomendado a todos los arquitectos e ingenieros, así como a los profesionales de la construcción.

Referencia bibliográfica:

KOLB, JOSEF, Bois systèmes constructifs. Collection:  Atlas de la construction, 2ᵉ edition, s.l., Presses Polytechniques et universitaires romandes,  2011, pp. 320.

Portadas del libro en las versiones francesa e inglesa:

Bois systèmes constructifs - Josef KolbSystems in timber engineerig - Josef Kolb