Prefabricacion

Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica Universidad Politécnica de Madrid

Master en Técnicas y Sistemas en Edificación Innovación en materiales y sistemas constructivos Los cerramientos prefabricados. Tendencias. Nuevos sistemas

Jaime Santa Cruz Astorqui

Innovación en Materiales y Sistemas en Edificación

Ventajas e inconvenientes de la prefabricación Prefabricación de estructuras Prefabricación de fachadas

Los cerramientos prefabricados. Tendencias. Nuevos sistemas




VENTAJAS

INCONVENIENTES

Racionalidad del proyecto

Necesidad de modulación

Economía de tiempo

Limitaciones de diseño

Economía de materiales

Volumen de obra mínimo

Economía de transporte

Requisitos mínimos en obra

Economía de mano de obra Economía en estructura Calidad final



Cimentación Muros de contención


Pilares de H.A. y mixtos Jácenas de H.A. y mixtas Forjados / losas Muros portantes

Losas alveolares Forjados de semivigas Chapa colaborante Panel celosía madera



Ventajas e inconvenientes de la prefabricación Prefabricación de estructuras

PESADAS

Paneles HA autoportantes

Homogéneos

Paneles HA portantes

Multicapa

Prefabricación de fachadas Stud-frame (cáscara) GRC LIGERAS

Panel sandwich Panel sandwich

Metálicas

Chapa cassete

Aplacado cerámico Pétreas

Muros cortina

Aplacado composite


Prefabricación de estructuras

Cimentación


Zapata prefabricada de H: para cargas leves o terrenos muy buenos. Colocación sobre base de hormigón de nivelación (Hormipresa)



Cimentación

CIMENTACIÓN POR ZAPATA AISLADA


Sistema para cimentación de pilar en cofre prefabricado de chapa CIMENTACIÓN POR PILOTES




Cimentación

Sistema para cimentación de pilar con anclajes, cuando no es posible la utilización del cofre de chapa (muros, losas de pequeño canto, etc)

Sistema AR de Hormipresa



Muros de contención

Doble tablero de H.A. como encofrado perdido


Sistema de muros de contención (GRUPO 2000 )




Pilares de H.A. y mixtos Tipos de empotramiento en cimentación (Hormipresa)

Pilar mixto: - Mayor ligereza de colocación en obra - Mejor comportamiento

Pilar ranurado para empotrar en cimentación mediante cofre de chapa grecada



Pilares de H.A.


Tipos de remate superior para uniones con jácenas prefabricadas y con estructuras de hormigón in situ (Hormipresa)



Pilares de H.A.

APOYOS EN MÉNSULA


Sistemas de ménsula para apoyo de jácenas prefabricadas (Hormipresa

EMPOTRAMIENTOS



Pilares de H.A.


Ejemplos de apoyos de viga en pilar sobre ménsula



Jácenas de H.A.

Resalte para apoyo del forjado


Modelos de vigas prefabricadas de H.A. pretensado



Vigas centrales:

Vigas laterales:

Jácenas mixtas


Sistema DELTAMIX (Hormipresa): viga DELTABEAM



Jácenas mixtas


Sistema DELTAMIX (Hormipresa)  apoyos en pilares



Jácenas mixtas


Sistema DELTAMIX (Hormipresa)  empalmes entre jácenas



Jácenas mixtas


Sistema DELTAMIX (Hormipresa)  empalmes entre jácenas


Prefabricación de estructuras Detalle de apoyo d e la losa en pilar

Forjados / losas


Forjado de losa alveolar pretensada



Forjados / losas


Forjado de losa alveolar pretensada: sistema de embrochalamiento



Forjados / losas


Forjado de losa alveolar pretensada: reparto transversal de cargas



Forjados / losas


Forjado alveolar pretensado (mod. FARLAP, grupo2000)

Retirada de bloque de EPS para formación de zuncho lateral



Forjados / losas


Forjado alveolar pretensado FARLAP: ejecución

Brochal de acero para formación formación de hueco hueco

Sobre viga plana de H.A. in situ

Sobre estructura de acero laminado (en ala inferior de viga)



Forjados / losas


Viga de forjado TWIN (Hormipresa) para grandes luces / cargas



Apoyo sencillo

Forjados / losas


Viga de forjado TWIN: enlaces con muros de H.A.

Empotramiento

Apoyo en continuidad



Forjados / losas


Forjado de chapa colaborante



Forjados / losas


Forjado de chapa colaborante

Forjado mixto



Forjados / losas


Forjado de chapa colaborante: conectores chapa - viga



Forjados / losas


Forjado de chapa colaborante: tipos de perfil de chapa



Forjados / losas


Forjado de chapa colaborante: ejecución



Forjados / losas


Forjado de chapa colaborante: ejecución



Forjados / losas


Losas de paneles en celosía KIELSTEG (Redbloc, Austria)



Forjados / losas


Losas de paneles en celosía KIELSTEG (Redbloc, Austria)



Muros portantes


Estructura de muros prefabricados de H.A.  uniones húmedas



Muros portantes


Estructura de muros prefabricados de H.A.  uniones húmedas



Muros portantes


Ejemplo de edificio residencial



Muros portantes


Ejemplo de edificio residencial: uniones entre paneles y losas



Muros portantes


Ejemplo de edificio residencial: uniones entre paneles y losas



Muros portantes

Panel tipo sandwich / junta seca


Ejemplos de juntas horizontales entre paneles en unión con losas

Panel multicapa / junta seca



Panel multicapa / junta húmeda

Muros portantes


Ejemplos de juntas horizontales entre paneles en unión con losas



Muros portantes


Ejemplos de juntas verticales entre paneles



Muros portantes


Ejemplos de juntas entre paneles



Muros portantes





Muros portantes





Muros portantes


Sellado de juntas



Muros portantes


Sellado de juntas



PESADAS

Prefabricación de fachadas LIGERAS

Paneles HA autoportantes Paneles HA portantes (visto en estructura)


Prefabricación de fachadas

Pesadas


Paneles de HA autoportantes

Homogéneos: Paneles cáscara nervados



Pesadas



Homogéneos: macizos aligerados (hor ligero)



Pesadas



PANELES MULTICAPA

Hoja exterior acabado exterior Impermeabilización Protección ante agentes externos Hoja intermedia Aislamiento térmico Aligeramiento del conjunto Hoja interior Elemento portante y resistente del panel Acabado interior (o base lisa para revestimiento)



Pesadas



Paneles co n aislamiento co ntínuo



Pesadas



Paneles tip o sandwi ch



Pesadas



Componentes de los paneles: Material base Aislamiento térmico Aislamiento acústico Acabado interior Acabado exterior




Pesadas




Componentes de los paneles: Material base Aislamiento térmico Aislamiento acústico Acabado interior Acabado exterior

Acabados por molde directo Acabados por tratamiento del hormigón Lavado con ácido Chorro de arena Cepillado Fratasado Abujardado

Revestimientos Piedra artificial Aplacados Pinturas Barnices Chapados



HORMIPRESA

Pesadas



Paneles tip o sandwi ch: ensamblaje



HORMIPRESA

Pesadas



Paneles tip o sandwi ch: ensamblaje



Pesadas



MONTAJE: anclajes y fijaciones



Pesadas






Pesadas






Pesadas



MONTAJE



Pesadas



Ejemplos



Pesadas



Ejemplos



Pesadas



Ejemplos



PESADAS

Prefabricación de fachadas GRC LIGERAS

Metálicas Pétreas



Ligeras


GRC

Definición

GRC (Glass Fiber Reinforced Concrete): 

Cemento Portland + fibra de vidrio AR

FIBRAS: Mod Young: 70 Gpa Tens rotura: 2500 Mpa Alarg rotura: 3.6%



Ligeras


GRC

fabricación



Ligeras


GRC

STUD-FRAME



Ligeras


GRC

FIJACIONES



Ligeras


GRC

JUNTAS



Ligeras


GRC

Detalles stud-frame



Ligeras


GRC

Detalles stud-frame



Ligeras


GRC

Detalles panel sandwi ch



Ligeras


GRC

Detalles panel sandwi ch



Ligeras


GRC

Ejemplos



Cassete NOVELIS

Ligeras


Metálicas

Tipología

Panel (placa nervada)



Chapa NOVELIS

Ligeras


Metálicas

Tipología

sandwich



ISOPAN

Ligeras


Metálicas

Sandwich



TECZONE

Ligeras


Metálicas

Sandwich



ISOPAN

Ligeras


Metálicas

Sandwich

cubierta



Ligeras


Cerámicas

Nivel de prefabric ación

Chapados

Placas

Ladrillos en bastidor



FRONTEK

Ligeras


Cerámicas

Placas



FRONTEK

Ligeras


Cerámicas

Placas: suj eción



FAVEMANC

Ligeras


Cerámicas

Placas – fachadas ventiladas



FAVEMANC

Ligeras


Cerámicas




FAVEMANC

Ligeras


Cerámicas

Placas – fachadas ventil adas: detalles



FAVEMANC

Ligeras


Cerámicas

Placas – fachadas ventil adas: detalles



FAVEMANC

Ligeras


Cerámicas

Placas Pla cas – fachada fachadas s ventiladas: ventiladas: mont aje



SANINI

Ligeras


Cerámicas

Placas Pla cas – fachada fachadas s ventiladas



SANINI

Ligeras


Cerámicas

Placas Pla cas – fachada fachadas s ventiladas



SANINI

Ligeras


Cerámicas




SANINI

Ligeras


Cerámicas




TERREAL

Ligeras


Cerámicas




TERREAL

Ligeras


Cerámicas




TERREAL

Ligeras


Cerámicas




TERREAL

Ligeras


Cerámicas




TERREAL

Ligeras


Cerámicas

Placas – fachadas ventiladas: ejemplos



TERREAL

Ligeras


Cerámicas

Placas – fachadas ventiladas: ejemplos



ULMA

Ligeras


Polímeros / composites

Fachadas ventiladas



ULMA

Ligeras



Fachadas ventiladas



ULMA

Ligeras



Fachadas ventiladas



ULMA

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



LARSON-Alucoil

Ligeras



Fachadas ventiladas



AXTER

Ligeras



Fachadas ventiladas



AXTER

Ligeras



Fachadas ventiladas



AXTER

Ligeras



Fachadas ventiladas



PRODEMA

Ligeras


Composites: madera

Fachadas ventiladas



PRODEMA

Ligeras


Composites: madera

Fachadas ventiladas

Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica Universidad Politécnica de Madrid

Master en Técnicas y Sistemas en Edificación Innovación en materiales y sistemas constructivos Los cerramientos prefabricados. Tendencias. Nuevos sistemas

Muchas gracias por vuestra atención!


Paneles de GRC para viviendas de emergencia

F. Hernández / M. del Río / J. Santa Cruz

PANELES DE GRC INTRODUCCIÓN

1.1 LA PREFABRICACIÓN EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS 1.1.1 Ventajas de la prefabricación 1.1.2 Inconvenientes de la prefabricación 1.2 SISTEMAS DE PREFABRICADOS ACTUALES 1.3 PANELES DE HORMIGÓN 1.3.1 Paneles portantes 1.3.2 Paneles autoportantes 1.3.3 Sistemas de montaje 1.4 PANELES DE GRC 1.4.1 Fabricación de paneles de GRC 1.4.2 Anclaje y sujeción de paneles 1.4.3 Juntas entre paneles



1. INTRODUCCIÓN

1.1 LA PREFABRICACION EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS: La industrialización ha evolucionado mucho en los procesos de fabricación de componentes y materiales para la construcción. Muchos de éstos materiales innovadores que actualmente se aplican en la construcción de edificios, provienen de la investigación aeroespacial y militar, puesto que una vez “amortizadas” estas investigaciones, se buscan campos de aplicación en la industria. Es quizá en el mundo de la construcción donde ésta aplicación resulta más difícil, debido sobre todo a dos características propias del proceso constructivo: •

•

El objeto arquitectónico es difícilmente estandarizable, tanto por su fundamento creativo como por ser un objeto que se debe adaptar a situaciones muy diversas y a veces poco previsibles. A diferencia de lo que sucede en una fábrica, en el proceso de montaje difícilmente se pueden controlar aspectos como las inclemencias del tiempo y (sobre todo) la cualificación de los operarios.

En realidad, la gran diferencia entre el proceso de industrialización en una fábrica y en una obra de construcción, es que en la primera resulta rentable invertir en una cadena de producción, tanto en maquinaria como en formación específica del personal, pues esa misma cadena funcionará de forma idéntica durante el tiempo necesario para permitir su amortización, y no así en el sector de la construcción. Estas limitaciones propias del proceso constructivo, limitan (e incluso imposibilitan) la utilización de métodos “tecnológicos” o industrializados. En un mundo altamente tecnológico, donde se pueden automatizar casi todos los procesos de carácter rutinario (con la consiguiente mejora de la calidad), la distinta evolución que están sufriendo el mundo industrial y el mundo de la construcción, y el consiguiente abismo entre sus niveles tecnológicos, empieza a originar graves problemas de compatibilidad de tecnologías; si bien hace 200 años los medios de construcción estaban adecuados a los materiales utilizados y a los medios utilizados, en la actualidad se producen ciertas aberraciones con serias consecuencias desde el punto de vista económico y fundamentalmente de la calidad. Actualmente, se están colocando en obra componentes y materiales de alta tecnología, con unos requerimientos de niveles altísimos de control de calidad, por operarios sin ningún tipo de formación, y con una ausencia de control real de puesta en obra. El resultado es una calidad inferior a la lograda por medios tradicionales y a un coste mayor, en consecuencia, un rechazo a éstos sistemas por parte de arquitectos y constructores. Estos son quizá los motivos más importantes por los que la prefabricación todavía no supone un porcentaje importante en la construcción de edificios hoy en día,

aunque como se demostrará en el punto siguiente, desde muchos puntos de vista, su utilización sólo reporta ventajas.



1.1.1 Ventajas de la prefabri cación Racion alidad del pro yecto

La prefabricación, implica un diseño más riguroso del proyecto de los edificios a construir, así como una necesidad de adaptar las formas y geometría del mismo a una modulación determinada. Ello supone un mejor aprovechamiento de espacios (menores espesores de cerramiento), y en general, obras mas racionalizadas. No hay que olvidar que “inventar” es complicado y generalmente merma la calidad, y sin embargo, la utilización de componentes industrializados, asegura una solución constructiva contrastada y experimentada. Economía de tiempo

La prefabricación obliga a una programación en obra minuciosa, con lo que se evitan retrasos de suministros, plazos de fraguado, interferencias entre oficios, etc. Además, es importante resaltar la poca incidencia de las condiciones atmosféricas en los tiempos de montaje. Economía de materiales

Se produce una utilización más racional de los materiales para obtener los mismos resultados y prestaciones que en los sistemas tradicionales, utilizando componentes de menor espesor y peso. También se reduce al máximo el volumen de escombro, siendo ésta tecnología más benigna con el medio ambiente. Economía de transporte

Se reduce considerablemente el peso total de material a transportar, racionalizándose además dicho transporte al tratarse de piezas acabadas. Economía de mano de obr a

Sustituye horas/hombre en la “obra”, por horas/hombre especializado en fábrica, de mayor rendimiento, calidad y eficacia. En consecuencia, se reduce la mano de obra de colocación y montaje “en obra”, y se evita la necesidad de especialización de la misma. Este aspecto es especialmente importante en la prefabricación de fachadas, pues los sistemas tradicionales implican un alto número de horas para su realización (p.ej. una fábrica de ladrillo visto). Economía en la estructu ra del edific io

Pues se reduce considerablemente el peso propio de los elementos constructivos que debe soportar la estructura. En el caso de utilizar paneles portantes, el ahorro sobre la utilización de muros de carga convencionales es aún mayor.



Calidad final

La calidad ya no depende de la idoneidad de las soluciones constructivas ni de la pericia de su ejecución en obra, pues todos éstos factores se controlan en fábrica, bajo estrictos controles de calidad en un proceso de fabricación industrializado. Su puesta en obra se realiza siguiendo estrictos protocolos y pliegos de condiciones técnicas que han sido elaborados de forma específica y experimentada. ++++++++ La nueva legislación sobre la calidad de la edificación, y en consecuencia la necesidad de controlar exhaustivamente la calidad de cada unidad de obra, obliga al arquitecto a plantearse la utilización de sistemas constructivos industrializados, en donde la incidencia del operario en obra no especializado en la calidad final se minimice. Se trata a: -

de reducir el riesgo de malas ejecuciones no controlables en obra debidas Falta de formación específica del operario Ausencia de control intensivo en cada fase de montaje. Condiciones de ejecución no deseables: temperaturas extremas, medios auxiliares no idóneos, etc.

En paralelo, la industria está reaccionando a ésta creciente demanda, y empieza a dar respuesta con una gran variedad de productos que resultan muy interesantes desde el punto de vista arquitectónico, y aunque a día de hoy todavía se les cataloga como soluciones de imitación (p.ej. morteros impresos, piedra artificial, etc.), se está demostrando que poco a poco van sustituyendo a las soluciones tradicionales. A medida que el mercado se habitúe a éste tipo de construcción, las empresas invertirán mas en investigar nuevos materiales, y se amortizarán antes los costes de I+D, haciendo estos sistemas perfectamente competitivos.

1.1.2 Inconvenientes de la prefabricación Lógicamente existen numerosas razones y situaciones en las que no es aconsejable la adopción de sistemas prefabricados, aunque en cierta medida siempre existe en un grado u otro la industrialización: Necesidad de modul ación

En ciertas situaciones (sobre todo en edificios de viviendas), el aprovechamiento máximo de la superficie edificable y del perímetro de ocupación máxima del solar, obliga a adoptar formas, fundamentalmente en la fachada del edificio, difícilmente resolubles por sistemas industrializados. Cuando en éstas situaciones se intenta utilizar un alto grado de prefabricación, los costes se disparan debido a la imposibilidad de modulación, a la complejidad de los mismos y al elevado coste de los moldes por el alto numero de piezas especiales. A esto se suman los problemas originados por las soluciones complicadas de encuentros y juntas que normalmente se dan en soluciones arquitectónicas complejas.



Limitaciones de diseño

Una característica de éstos sistemas es la limitación en cuanto al diseño de elementos diferentes, pues esto nos llevaría a un aumento en los costes. No se debe olvidar que un alto nivel de prefabricación implica la utilización de piezas existentes en catálogo, por lo que en ocasiones ciertos diseños son complejos de realizar. Este ha sido sin duda el factor más determinante desde el punto de vista arquitectónico, que ha frenado el desarrollo de los sistemas prefabricados. Es un hecho que el espíritu creativo con el que se debe iniciar cualquier proyecto, se ve en cierta medida constreñido por la poca oferta existente en el mercado. Volumen de obra mínimo

Dado que se utilizan piezas cuyo coste empieza a ser competitivo a partir de una cantidad determinada, hay dos alternativas de diseño: Utilización de paneles y piezas en stock : el diseño y el molde ya están amortizados, y el coste final no depende de la cantidad suministrada, pero la oferta comercial es pobre y enfocada sobre todo a edificaciones industriales. Utilización de piezas por encargo: para ser competitivos en costes respecto a sistemas tradicionales, hay que amortizar los moldes, y esto obliga al pedido de un gran numero de piezas por molde. En definitiva, éste sistema que es muy flexible desde el punto de vista de diseño, sólo es rentable en obras de mucho volumen.

Requis Requis itos m ínimos en obra

Los sistemas de montaje de elementos prefabricados obligan a una coordinación y una programación muy estudiadas, así como a la existencia en obra de unos medios auxiliares adecuados al transporte y colocación de los mismos, fundamentalmente en el caso de paneles pesados ó frágiles. Además, aunque la colocación de estos elementos no suele precisar de mano de obra especializada, sí precisa en cambio de un control de replanteo efectuado por un operario especializado, algo que puede convertirse en un inconveniente en ciertas situaciones.



1.2 SISTEMAS SISTEMAS DE DE PREFABRICADOS ACTUALES ACTUAL ES Al entrar en la industrialización de la edificación se puede considerar el producto industrial de dos formas, bien que sea todo un edificio, o bien que sean sus partes. En el primer caso estaremos hablando del método de modelos y en el segundo del método de elementos. El método de modelos se identifica con los sistemas cerrados y el de elementos con la llamada industrialización abierta por componentes compatibles.

Método de modelos: Se caracteriza principalmente porque los elementos que constituyen los edificios a que da lugar no pueden intercambiarse con elementos procedentes de otras marcas, al igual que sucede en la industria del automóvil, los electrodomésticos, etc.

Dentro de este método se han desarrollado extensamente los sistemas de grandes paneles prefabricados de hormigón, los edificios realizados con encofrados-tunel y los módulos tridimensionales pesados y ligeros. Son todos ellos, sistemas aplicables a edificios de programa simple y duradero. En estos sistemas, las cuestiones de coordinación dimensional han pasado a un segundo plano, siendo en la mayoría de los casos una simple herramienta interna de trabajo, sin ninguna relación con procedimientos de otros fabricantes.

Método de elementos : Por el contrario, la característica principal de éste método es la intercambiabilidad, es decir, el uso en un mismo edificio de componentes realizados en distintas fábricas, que se montan en obra con uniones sencillas, cada vez más universales.

Por ello, y para que los elementos sean intercambiables, su puesta en marcha exige que dos convenios sean admitidos y aplicados:



- Todos los participantes en el objeto arquitectónico deben ponerse de acuerdo, principalmente en las elecciones de multimódulos y retículas modulares, dimensiones y tolerancias de fabricación y montaje. - Las juntas deben ser compatibles, aunque los elementos a combinar sean de distinta procedencia. Este método se basa en la construcción mediante elementos tipo lámina (paneles). Los sistemas actuales de grandes paneles tienen sus precedentes en experimentaciones realizadas con diversas clases de hormigón desde mediados del siglo XIX. No obstante, hubo que esperar a la finalización de la II guerra mundial, para que la necesidad de viviendas y la escasez de la mano de obra, incidiera en la búsqueda de sistemas industrializados que fueran capaces de satisfacer lo más rápido posible la demanda. En España se realizaron los primeros elementos prefabricados de este sistema en la década de los cuarenta, pero hubo que esperar a 1.970 para la realización de experiencias más serias en el terreno de la construcción industrializada, constituyéndose fábricas importantes para la producción de grandes paneles según sistemas franceses y daneses principalmente, existiendo también uno ruso y varios de origen español. Con todos ellos se realizaron conjuntos de viviendas pero por culpa de la depresión económica y sus negativos efectos en el sector de la construcción se cerraron la mayoría de estas factorías, quedando sólo algunas que fabrican para su propia inmobiliaria. Para la construcción de paneles tipo lámina, en principio, se necesita un material que mantenga unas condiciones de trabajo no direccionales (isotropía). El hormigón y el GRC son los materiales más adecuados para realizar elementos constructivos de este tipo. Los elementos laminares tienen la ventaja de ser componentes componentes con con funciones resistente (a esfuerzos verticales y de arriostramiento del edificio) y divisoria (vertical u horizontal) del espacio (exterior-interior, interior-interior) a la vez, aunque, un único elemento laminar, no forma espacio ni es estable por si mismo.

Estos elementos suelen disponer de: •

• • • •

Terminación de sus paramentos, de tal forma que sólo precisan la incorporación en obra de los materiales de acabado (pavimentos, pinturas, papeles,...). Los elementos de fachada suelen salir de fábrica con su terminación definitiva. Aislamiento térmico en caso necesario. Aislamiento acústico. acústico. Incorporación de instalaciones secas. Incorporación de carpinterías: ventanas y cercos de puertas.

Estos elementos por su composición se pueden clasificar en: • •

Homogéneos, generalmente los elementos interiores. Multicapa, los elementos de cerramiento.



Además y atendiendo a su función, podemos clasificarlos como: • • • •

Paneles exteriores portantes o no. Paneles interiores portantes o paneles no portantes de tabiqueria. Paneles de forjados. Elementos específicos (bloques técnicos, escaleras...)

Paneles exteriores

Estos elementos, además de su función propia de cerramiento (estanqueidad al aire y al agua, aislante higrotérmico, aislante acústico), podrán tener otras como la resistente, en el caso de ser portantes.

Atendiendo a clasificaciones: •

diversas

consideraciones,

se

pueden

presentar

diferentes

Por su forma:

Elementos cerrados y abiertos. Los primeros comprenden paneles que cubren la distancia suelo-techo y suelen incorporar la carpintería. Los segundos pueden adoptar formas muy variadas, que pueden ir desde los sencillos paneles de peto a los elementos de macrocelosía. •

Por su composición: −

− − −

Paneles multicapa: de hormigón o GRC con aislamiento en la capa intermedia; Paneles mixtos de hormigón y cerámica. Paneles homogéneos: (hormigones ligeros). Paneles cáscara que precisan de trasdosado en obra.

Por su peso, según la NBE-CT-79: Se clasifican en pesados o ligeros, si pesan más o menos de 200 k/m².

•

Por su función: Actualmente, los paneles prefabricados se utilizan en dos situaciones diferentes, que a su vez definen dos grandes tipologías: •

•

Paneles portantes (fachada + muro de carga) Paneles de fachada autoportantes para fijar a una estructura existente

Por el material que los constituye: Hormigón GRC

− −



Lógicamente, este último método abre enormemente las posibilidades creativas y de aplicación. A pesar de esta gran ventaja, se decide continuar este estudio en el campo del método de modelos, pues se entiende que es el más adecuado para resolver el objetivo de este trabajo, es decir la construcción de viviendas de bajo coste para casos de emergencia en caso de catástrofes.

Dependiendo de si son homogéneos o multicapa, los paneles estarán constituidos por una o varias hojas. En general, además, si el material base que los constituye es hormigón armado, el panel se definirá como panel pesado si el material que lo constituye es GRC entonces se definirá como panel ligero.

1.4 PANELES DE HORMIGÓN Material base

Se utiliza el hormigón armado con acero (malla electro soldada en armadura de reparto, y barras de alta adherencia en refuerzos). Cuando se trata de piezas sin requerimientos mecánicos excesivos, se pueden utilizar hormigones aligerados: -

Mediante áridos ligeros (arlita, vermiculita, etc.) Mediante granulometrías exentas de finos Con la adición de espumantes (hormigón celular)

Estos hormigones son de alta calidad, pues en su fabricación se controla de forma precisa tanto la granulometría como el vibrado y el curado en condiciones higrotérmicas óptimas. En el caso de paneles multicapa, se trasdosará a la capa base de hormigón:



Ais lami ent o t érm ico

En los paneles multicapa, se utilizan planchas de poliestireno expandido, debido a su bajo coste y suficiente rigidez, sin necesidad de que sea impermeable al agua.

En ciertos modelos, si el hormigón que constituye el panel está aligerado, el aislamiento se confiere únicamente al hormigón. Ais lam ient o ac ús ti co

En general, todos los elementos que configuran el panel, colaboran en el aislamiento acústico global. La masa propia de hormigón por un lado, y la asimetría usual del panel, son características mas que suficientes para asegurar un suficiente aislamiento acústico. Acabad o i nt erio r

Normalmente, el acabado de éste tipo de paneles es el resultante del molde, para revestir posteriormente al interior con guarnecido de yeso, pinturas u otros materiales. Acabad o ex ter io r

Es aquí donde se observa una gran evolución de la oferta comercial, pues es lo que durante años ha constituido el factor decisivo en cualquier criterio de diseño de fachadas. Podríamos clasificar éstos acabados exteriores en: • • •

Acabados por molde directo Acabados por tratamiento del hormigón Revestimientos

Acabados por molde directo: Según las características del molde, la superficie de hormigón resultante puede ofrecer los aspectos de textura deseados. Los moldes utilizados son mas caros y menos reutilizables, pero las posibilidades casi infinitas si combinamos la coloración del hormigón y el tipo de árido, con la textura y forma del molde. Ejemplos conocidos de ésta técnica son los morteros impresos para suelos (Paviprint) y las piezas de hormigón aligerado para revestimientos (Ecopiedra). En ambos casos se han conseguido imitaciones casi exactas de materiales como la piedra natural, el ladrillo, la madera, etc. Acabados por tratamiento del hormigón: Están enfocados a conseguir una aspecto de hormigón texturado, utilizándose para ello, y preferiblemente durante las primeras horas de fraguado: • • • • •

Lavado con ácido de la pasta superficial (2-3 h después del hormigonado) Chorro de arena (ídem) Cepillado (ídem) Fratasado (antes de endurecer) Abujardado (en hormigón fresco con rodillo o mecánico en H. duro)



Estos sistemas de acabado superficial (los mas utilizados hasta la fecha) son económicos, aunque la excesiva rugosidad obtenida, hace que la suciedad se incruste en la superficie del hormigón, dificultando en éste aspecto su mantenimiento posterior. Revestimientos: realizados en el mismo proceso de hormigonado del molde. Se trata de la inclusión de un material específico de acabado en la cara exterior de la pieza:

- Piedra artificial: se incorpora un árido de mármol o granito, y colorante en la pasta de cemento. Una vez desmoldado el hormigón, se pule la cara exterior, obteniéndose una superficie de gran calidad y alta resistencia. Y alta durabilidad - Aplacados: la inclusión de piezas o placas de piedra natural o material cerámico en el molde, que al desmoldar quedan como acabado exterior. Este sistema a abierto grandes posibilidades, pues con los sistemas de corte de piedra actuales, podemos utilizar lajas de espesores mínimos (0,7 -> 1 cm) de bajo coste ,que quedan perfectamente unidas a la base de H.A. El resultado es idéntico a de fachadas de gran calidad, pero con costes mas reducidos y un máximo nivel de industrialización. Otros sistemas de acabados son los realizados en obra, una vez montados los paneles: Pintura Barnices Chapados

• • •

1.3.1 Paneles portantes Este tipo de paneles se suele utilizar de forma conjunta con placas de forjado de tipo alveolar, de tal forma que por combinación de las mismas se obtiene un armazón estructural completo y cerrado. Así, los tiempos de terminación del edificio son los mínimos conseguidos. Estos paneles se apoyan unos sobre otros mediante grúas (son paneles muy pesados), y con diversos sistemas de nivelación, dejando juntas abiertas para el apoyo de las placas de forjado y arriostrando temporalmente sobre el forjado inferior (ya construido) para evitar el vuelco de los paneles. Una vez estabilizado el conjunto y asegurado el replanteo de cada elemento, se hormigonan las juntas (denominadas húmedas), haciendo solidarios los paneles inferior, superior y placa de forjado. Una vez endurecida la junta, podemos seguir añadiendo módulos en altura, quedando un conjunto de gran monolitismo.

Sistemas d e juntas en paneles port antes

En este sistema de paneles, las juntas horizontales son casi siempre húmedas, para conseguir el mencionado monolitismo entre estructura vertical (paneles) y estructura horizontal (placas de forjado).



Las armaduras de ambos paneles y de la placa de forjado, pueden unirse por solape o por soldadura, para una vez hormigonada la junta, asegurando la perfecta transmisión de esfuerzos entre elementos. En paneles donde la capa aislante es pasante y la hoja interior del panel es la resistente, la placa de forjado apoya sobre ésta última, y el hormigonado de junta se realiza contra el material aislante, asegurando así la ausencia de puentes térmicos. En casi todas las tipologías de juntas, existen una serie de elementos que garantizan la estanqueidad de la las mismas:

- Achaflanado de la arista del panel: impide roturas en la manipulación del mismo.

-

Cordón de sellado rehundido, y lámina impermeable.

-

Material aislante para evitar el puente térmico de la hoja exterior y el hormigón de junta.

Estos mismos elementos los encontramos en el diseño de juntas verticales, aunque en éstas, la función principal es la resistir los esfuerzos de cizalladura entre paneles. Para reforzar esta unión, se suele incorporar al diseño del canto del panel, unas entalladuras o redientes.



1.3.2 Paneles autoportantes En líneas generales, la colocación se realiza apoyando la hoja interior (hoja resistente) o nervio del panel, en el forjado inferior, para posteriormente fijar el panel en el forjado superior evitando así la posibilidad de vuelco. En los paneles fijados a estructura vertical, el panel se apoya sobre el panel inferior mediante cuñas, y posteriormente se fija a la estructura a través de placas embebidas en el hormigón. Debido a la existencia de una estructura o bastidor de fijación de los paneles, para la nivelación y planeidad final de la fachada será muy importante el buen replanteo de dicho bastidor, y la utilización de fijaciones que permitan un ajuste “fino” en los tres ejes espaciales:

-

Reglado horizontal o nivelación (eje vertical)

-

Reglado en el plano o alineación (eje horizontal perpendicular a fachada)

-

Replanteo en el plano de fachada (posición respecto otros paneles)

En todos los tipos de fijaciones, el elemento principal suele ser una pieza de acero embebida en el hormigón del panel, a la que se puede soldar o atornillar elementos mas complejos de ajuste de la unión, o sencillamente soldar pletinas a la estructura metálica del edificio.

Sistemas d e juntas en paneles autoportantes

En éste tipo de paneles, la junta tiene otras consideraciones, pues no existe una transmisión de esfuerzos de un panel a otro, y únicamente deben satisfacer los requerimientos siguientes:

- Absorber las deficiencias de colocación y tolerancias dimensionales de fabricación.

-

-

-

-

Permitir movimientos relativos entre paneles debidos a dilataciones diferenciales, y a movimientos de la base estructural. Impermeabilizar ante el agua de lluvia, teniendo especial consideración en las cámaras de drenaje (cámaras de descompresión), y en las características de los productos de sellado aplicados una vez montados los paneles. El espesor de junta debe ser suficiente como para no provocar entrada de agua por capilaridad. Resolver en la medida de lo posible el problema de puentes térmicos, y aislamiento térmico, a ser posible con elementos diferentes de los empleados para la impermeabilización de la junta. Y por último lugar, y muy importante, permitir la sustitución de paneles dañados de la forma menos traumática posible.



En paneles con aislamiento incorporado y continuo, se hace necesario poner especial cuidado en el diseño de junta para asegurar dicha continuidad, y en paneles nervados, se intentará aislar por el interior dichos nervios para atenuar el efecto del puente térmico creado. Las juntas pueden ser:

-

Juntas selladas o o

Sellado con mástic + protección sellado Sellado con cubrejuntas a presión

-

Juntas secas o drenadas (cámara de descompresión)

-

Juntas por solape y encaje

1.3.3 Sistemas de montaje A efectos de describir los diferentes sistemas de colocación de paneles, diferenciaremos entre los sistemas de paneles portantes (o estructurales) y paneles autoportantes:



1.4 PANELES DE GRC El GRC (Glassfibre Reinforced Cement) ó cemento reforzado con fibras de vidrio, es un material compuesto que surge hace treinta años como alternativa al hormigón armado. En este material, el hormigón resiste los esfuerzos de compresión y las fibras de vidrio distribuidas al azar, se encargan de absorber los esfuerzos de tracción. Este sistema presenta el inconveniente de contar con fibras en zonas donde el material trabaja únicamente a compresión y donde por tanto estas fibras no serían necesarias, pero esto se compensa con la reducción de costes en la mano de obra, al resolverse el proceso de fabricación de una forma automatizada. El GRC, esta constituido por un cemento ordinario tipo Pórtland y una fibra de vidrio tipo “AR” (resistentes a los álcalis del cemento), con características de tensión de rotura de 2.500 MPa, un módulo de elasticidad de 70 GPa y un alargamiento en rotura del 3.6%.

1.4.1 Fabricación de paneles GRC Existen dos aplicaciones arquitectónicas del GRC, donde su sistema de fabricación las diferencia, siendo estas; premezclado o “pre-mix”, para pequeñas piezas o de



formas complejas; y la proyección simultánea o “spray-up”, para piezas planas de mayor tamaño (principalmente paneles ligeros para fachadas). Siendo éste último el más empleado y por tanto el más susceptible de presentar problemas sino se realiza adecuadamente. En ambos sistemas la longitud de las fibras estará comprendida entre 20 y 40 mm y el espesor de la capa o capas de GRC, según se trate de un panel simple o de un panel “sandwich” oscilará alrededor de 10 mm. El proceso de fabricación se realiza manualmente; las dimensiones del panel no deben exceder los 2.00 m, para que el operario pueda abarcar el molde sin dificultad, sin embargo también se cuentan con otras medidas llegando a alcanzar hasta los 6-7 m. En el caso del panel “sándwich” por su espesor (10 mm) y su ligereza puede desempeñar el papel de panel ligero de fachada, pero deberá rigidizarse mediante nervaduras (también de GRC) para evitar posibles problemas en el panel, como fisuras o alabeos. Estas nervaduras se realizan durante el proceso de fabricación del panel, colocando sobre la primera capa de GRC, planchas de aislante compartimentados a intervalos de 1 m aproximadamente.

Dentro de esta fabricación convencional se pueden presentar diferentes tipos de acabados en superficie, estos pueden ser: •

Con cemento blanco.

•

Con cemento gris, con pinturas y / o barnices.

•

Con pigmentos.

•

Con aspecto satinado, cubriendo totalmente la porosidad del material.

•

•

Con textura estriada: a diferentes escalas y dibujos. Se coloca en el molde papel vinílico con textura ó madera proporcionando formas sutiles. Con superficie de árido visto, capa de áridos con diferente coloración que se coloca sobre el fondo del molde consiguiendo texturas muy suaves. Estos



también pueden conseguir texturas variadas así como el acabado cepillado, con chorro de aire, lavado, tipo martelinado, etc.

1.4.2 Anclaje y sujeción de paneles de GRC El anclaje a la estructura de los paneles de fachada de GRC debe cumplir unos requisitos específicos para su correcta puesta en obra, evitando posibles lesiones de ejecución que se podrían traducir en fisuras e incluso en el desgarramiento de los paneles. Estas condiciones son: −

−

−

−

−

Deben de ir sujetos tanto en el extremo superior como en el interior; Deben de ir apoyados en su parte inferior, de tal modo que su centro de gravedad caiga sobre la zona de apoyo y poder así presentar una mayor resistencia a los efectos del viento; Las piezas auxiliares de sujeción deben diseñarse de forma que permitan el libre movimiento del panel debido a variaciones térmicas, siendo anclajes de tipo flexibles; La fijación se hará interponiendo arandelas elásticas, tipo neopreno, para no causar lesiones al panel; Por último, en el caso de los paneles tipo”sándwich”, las fijaciones se realizarán en zonas macizadas de un GRC de buena calidad;

Además, en paneles simples, se está utilizando recientemente una estructura auxiliar o “stud-frame” que posteriormente se fija a la estructura principal del edificio y sirve como aislante térmico convirtiendo al panel simple en un panel “sándwich” con una capa interna de poliestireno expandido o espuma de poliuretano.





1.4.3. Juntas entre paneles de fachada de GRC Existen diferentes juntas entre paneles, las mas utilizadas por su sencillez de ejecución son: −

−

−

−

Junta sellada: exige una separación entre paneles colindantes en función a la anchura mínima permitida por el mástic, donde el sellado es de pasta de silicona para proporcionar mayor durabilidad a la junta. En los paneles sándwich esta junta se complementa con un retén para evitar el desplazamiento del material de sellado al interior de la junta. Junta abierta: por su fabricación tan compleja no se usa con frecuencia pero este tipo de junta permite una mayor separación entre dos paneles anexos. Junta cerrada: de gran empleo. Estas juntas precisan mantener una cierta compresión lateral entre los paneles para que funcione el sellado. Perfil tapajuntas: es poco frecuente debido a la gran perfección alcanzada en los acabados de estos paneles que hacen innecesario el empleo de este tipo de junta para disimular los defectos que pudiera presentar el panel tras su proceso de fabricación. Permiten variaciones de anchura y movimiento de los paneles, pero deben estudiarse cuidadosamente los encuentros entre las juntas verticales y horizontales para no alterar la estética de la fachada.

Tendencias en la construcción de fachadas prefabricadas con paneles pesados

Jaime Santa Cruz

Tendencias en la construcción de fachadas con paneles prefabricados pesados


1. INTRODUCCION 2. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA PREFABRICACION EN LA FACHADA DE UN EDIFICIO 3. DEFINICION DEL SISTEMA 3.1 Clasificación 3.2 Componentes de los paneles 4. SISTEMAS DE MONTAJE 4.1 Paneles portantes 4.2 Paneles autoportantes 5. Referencias comerciales 6. Biblio grafía

1. INTRODUCCION La industrialización ha evolucionado mucho en los procesos de fabricación de componentes y materiales para la construcción. Muchos de éstos materiales innovadores que actualmente se aplican en la construcción de edificios, provienen de la investigación aeroespacial y militar. Una vez “amortizadas” estas investigaciones, se buscan campos de aplicación en la industria, y es quizá en el mundo de la construcción donde ésta aplicación resulta más difícil, debido sobre todo a las características propias del proceso constructivo: •

El objeto arquitectónico es difícilmente estandarizable, tanto por su fundamento creativo como por ser un objeto que se debe adaptar a situaciones muy diversas y a veces poco previsibles.


•

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A diferencia de lo que sucede en una fábrica, en el proceso de montaje difícilmente se pueden controlar aspectos como las inclemencias del tiempo y (sobre todo) la cualificación de los operarios.

En realidad, la gran diferencia entre el proceso de industrialización en una fábrica industrial y en una obra de construcción, es que en la primera resulta rentable invertir en una cadena de producción, tanto en maquinaria como en formación específica del personal, pues esa misma cadena funcionará de forma idéntica durante el tiempo necesario para permitir su amortización. Estas limitaciones propias del proceso constructivo, limitan (e incluso imposibilitan) la utilización de métodos “tecnológicos” o industrializados.

En un mundo altamente tecnológico, donde se pueden automatizar casi todos los procesos de carácter rutinario (con la consiguiente mejora de la calidad), la distinta evolución que están sufriendo el mundo industrial y el mundo de la construcción, y el consiguiente abismo entre sus niveles tecnológicos, empieza a originar graves problemas de compatibilidad de tecnologías: si bien hace 200 años los medios de construcción estaban adecuados a los materiales utilizados y a los medios utilizados, en la actualidad se producen ciertas aberraciones con serias consecuencias desde el punto de vista económico y de la calidad. Actualmente, se están colocando en obra componentes y materiales de alta tecnología, con unos requerimientos de niveles altísimos de control de calidad, por operarios sin ningún tipo de formación, y con una ausencia de control real de puesta en obra. El resultado es una calidad inferior a la lograda por medios tradicionales y a un coste mayor, y en consecuencia, un rechazo a estos sistemas por parte de arquitectos y constructores. Estos son quizá los motivos más importantes por los que la prefabricación todavía no supone un porcentaje importante en la construcción de edificios hoy en día, aunque como veremos, desde muchos puntos de vista, su utilización sólo reporta ventajas.

Actualmente, los paneles pesados prefabricados se utilizan en dos situaciones diferentes, que a su vez definen dos grandes tipologías: -

Paneles de fachada portantes (fachada + muro de carga) Paneles de fachada autoportantes para fijar a una estructura existente

Aunque morfológicamente se diferencian básicamente en el espesor de hormigón, su colocación es radicalmente diferente, tanto en la fijación a la estructura del edificio, como en los sistemas de juntas entre paneles.

Paneles portantes: Es sobre todo, después de la II Guerra Mundial, cuando se hace necesario adoptar tecnologías de construcción que permitan una rápida recuperación del parque de viviendas devastado. Es en éstos años cuando tiene su máximo desarrollo las técnicas de prefabricación total, donde los grandes paneles de hormigón, resuelven tanto el aspecto estructural como el cerramiento del edifico.


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A raíz de éste impulso y de cientos de miles de viviendas construidas en Europa, se constituyen importantes empresas con sistemas fundamentalmente franceses y daneses. Después de la crisis económica de los años 70, casi todas estas empresas cierran, quedando únicamente las asociadas directamente a promotoras. En la actualidad, el sistema de grandes paneles está muy implantado en el norte de Europa (sobre todo Dinamarca), debido más que a su tradición, a la necesidad imperiosa de cerrar las edificaciones en periodos de tiempo muy cortos. Sin embargo, en España y países de la cuenca mediterránea, la tendencia es a seguir modelos de prefabricación mas abierta, que implican paneles más pequeños, sin función estructural, por lo que encontramos escasos ejemplos de utilización de grandes paneles fuera del entorno de la obra civil.

Paneles autoportantes: Estos sistemas se conciben como una industrialización mas abierta, y permiten “cerrar” edificios con paneles de suelo-suelo apoyados en los bordes de la estructura horizontal perimetral, o bien apoyados en los elementos de estructura vertical (pilares). La ventaja es su flexibilidad de adaptación a cualquier tipo de estructura, lo que los convierte en sistemas alternativos a los tradicionales. Otra ventaja de éste tipo de paneles, es el menor tamaño, que como hemos dicho, facilita una industrialización mas abierta, y una mayor flexibilidad de diseño. Actualmente en España, es este tipo de paneles el más utilizado y el que previsiblemente se desarrollará más en el futuro.

2. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA PREFABRICACION EN LA FACHADA DE UN EDIFICIO 2.1 VENTAJAS Racion alidad del proyecto La prefabricación de la fachada, implica un diseño más riguroso de la misma y casi siempre más estudiado, así como una necesidad de adaptar las formas y geometría de dicha fachada a una modulación determinada. Ello supone un mejor aprovechamiento de espacios (menores espesores de cerramiento), y en general, obras mas racionalizadas. No hay que olvidar que “inventar” es complicado y generalmente merma la calidad, y sin embargo, la utilización de componentes industrializados, asegura una solución constructiva contrastada y experimentada. Economía de tiempo La prefabricación obliga a una programación en obra minuciosa, con lo que se evitan retrasos de suministros, plazos de fraguado, interferencias entre oficios, etc. También es importante resaltar la poca incidencia de las condiciones atmosféricas en los tiempos de montaje. Economía de materiales Se produce una utilización más racional de los materiales para obtener los mismos resultados y prestaciones que los sistemas tradicionales, utilizando componentes de


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menor espesor y peso. También se reduce al máximo el volumen de escombro, siendo ésta tecnología más benigna con el medio ambiente. Economía de transporte Se reduce considerablemente el peso total de material a transportar. También se racionaliza dicho transporte, al tratarse de piezas acabadas. Economía de mano de obra Sustituyo horas / hombre en la “obra”, por horas / hombre especializadas en fábrica, de mayor rendimiento, calidad y eficacia. En consecuencia, reduzco la MO. de colocación y montaje “en obra”, y evito la necesidad de especialización de la misma.

Este aspecto es especialmente importante en la prefabricación de fachadas, pues los sistemas tradicionales implican un alto número de horas para su realización ( p.ej. una fábrica de ladrillo visto). Economía en estruc tura Pues se reduce considerablemente el peso propio del cerramiento que debe soportar. En el caso de paneles portantes, el ahorro sobre la utilización de muros de carga convencionales es aún mayor. Calidad final La calidad del cerramiento ya no depende de la idoneidad de las soluciones constructivas ni de la pericia de su ejecución en obra, pues todos estos factores se controlan en fábrica, bajo estrictos controles de calidad en un proceso de fabricación industrializado. Su puesta en obra se realiza siguiendo estrictos protocolos y pliegos de condiciones técnicas que han sido elaborados de forma específica y experimentada.

2.2 INCONVENIENTES Lógicamente existen numerosas razones y situaciones en las que no es aconsejable la adopción de sistemas prefabricados, aunque en cierta medida siempre existe en un grado u otro la industrialización: Necesidad de modul ación En ciertas situaciones (sobre todo en edificios de viviendas), el aprovechamiento máximo de la superficie edificable y del perímetro de ocupación máxima del solar, nos obliga a adoptar formas en la fachada del edificio difícilmente resolubles por sistemas industrializados. Cuando en estas situaciones se intenta utilizar un alto grado de prefabricación, los costes se disparan debido a la imposibilidad de modulación, a la complejidad de los mismos y al elevado coste de los moldes por el alto número de piezas especiales. A esto se suman los problemas originados por las soluciones complicadas de encuentros y juntas que normalmente se dan en soluciones arquitectónicas complejas. Limitaciones de diseño Una característica de estos sistemas es la limitación en cuanto al diseño de fachadas. No olvidemos que un alto nivel de prefabricación implica la utilización de piezas existentes en catálogo, por lo que en ocasiones ciertos diseños son complejos de realizar.


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Este ha sido sin duda el factor más determinante desde el punto de vista arquitectónico, que ha frenado el desarrollo de éstos sistemas. Es un hecho que el espíritu creativo con el que se debe iniciar cualquier proyecto, se ve en cierta medida constreñido por la poca oferta existente en el mercado. Volumen de obra mínimo Dado que estamos utilizando piezas cuyo coste empieza a ser competitivo a partir de una cantidad determinada, hay dos alternativas de diseño:

Utilización de paneles y piezas en stock : el diseño y el molde ya están amortizados, y el coste final no depende de la cantidad suministrada, pero la oferta comercial es pobre y enfocada sobre todo a edificaciones industriales.

Utilización de piezas por encargo: Para ser competitivos en costes respecto a sistemas tradicionales, hay que amortizar los moldes, y esto obliga al pedido de un gran numero de piezas por molde. En definitiva, éste sistema que es muy flexible desde el punto de vista de diseño, sólo es rentable en obras de mucho volumen. Requis itos m ínimos en obra No hay que olvidar que el proceso de montaje de los paneles prefabricados de fachada, no es complejo en sí, pero obliga a una coordinación y una programación muy estudiadas, así como a la existencia en obra de unos medios auxiliares adecuados al transporte y colocación de elementos pesados y frágiles.

También es importante comentar aquí, que aunque la colocación de paneles no precisa de mano de obra especializada, sí precisa de un control de replanteo efectuado por un operario especializado, algo que puede convertirse en un inconveniente en ciertas situaciones.

3. DEFINICION DEL SISTEMA La nueva legislación sobre la calidad de la edificación, y en consecuencia la necesidad de controlar exhaustivamente la calidad de cada unidad de obra, obliga al arquitecto a plantearse la utilización de sistemas constructivos industrializados, en donde la incidencia del operario en obra no especializado en la calidad final se minimice. Se trata de reducir el riesgo de malas ejecuciones no controlables en obra debidas a: - Falta de formación específica del operario - Ausencia de control intensivo en cada fase de montaje. - Condiciones de ejecución no deseables: temperaturas extremas, medios

auxiliares no idóneos, etc.

En paralelo, la industria está reaccionando a ésta creciente demanda, y empezar a dar respuesta con una gran variedad de productos que resultan muy interesantes desde el pto. de vista arquitectónico, y aunque a día de hoy todavía se les cataloga como soluciones de imitación (p.ej. morteros impresos, piedra artificial, etc.), se está demostrando que poco a poco van sustituyendo a las soluciones tradicionales.


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A medida que el mercado se habitúe a éste tipo de construcción, las empresas invertirán mas en investigar nuevos materiales, y se amortizarán antes dichos costes de I+D, haciendo estos sistemas perfectamente competitivos.

3.1 CLASIFICACION Partimos de la idea de panel prefabricado pesado, como elemento industrializado para la realización de fachadas en elementos de media y gran dimensión, que puede constituir la fachada sobre la estructura existente o bien conformar muros portantes. Los paneles pesados prefabricados se pueden dividir en dos tipologías, atendiendo a su estructura interior, en: -

Paneles homogéneos o macizos Paneles multicapa o compuestos

Paneles homogéneos o macizos: Fabricados en moldes con hormigón armado. Para reducir el espesor de los paneles, se refuerzan los bordes con nervios que rigidizan el conjunto a modo de bastidor. Esta solución se debe terminar en obra con un trasdosado y aislamiento interiores (en caso de ser necesarios). Una variante se realiza con una capa exterior de hormigón armado, a la que se adosa (en fábrica) un alma de hormigón ligero y aislante.

Paneles multicapa o comp uestos: Se fabrican con dos láminas de hormigón armado separadas por un núcleo de material aislante. Esta solución es más industrializada y resuelve en un mismo elemento todos los requerimientos de una fachada. Normalmente, cada hoja asume las distintas funciones propias de una fachada:

Hoja exterior: Acabado exterior Impermeabilización Protección ante agentes externos Hoja intermedia: Aislamiento térmico Aligeramiento del conjunto Hoja interior: Elemento portante y resiente del panel Acabado interior (o base lisa para revestimiento) Dentro de ésta tipología, cabe diferenciar dos subtipos:

Paneles con aislamiento contin uo Aquellos que se fabrican por adición de hojas, donde el material aislante es continuo en toda la superficie del panel, y la unión mecánica de la hoja exterior con


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la interior (resistente), se realiza mediante grapas o conectores de acero inoxidable, cuya mínima sección permite que no se consideren como puentes térmicos.

Paneles tipo sándwich En los que la hoja interior está unida a la exterior, y el material aislante es realmente un relleno de la cámara intermedia. En éste caso, los bordes del panel son nervios de hormigón, que al rigidizar el panel, permiten menores espesores de las hojas. El inconveniente son los puentes térmicos provocados, que limitan la utilización de éste tipo de paneles.

Aunque la NTE-FPP admite en su clasificación como paneles pesados prefabricados de fachada, tanto a los paneles formados de bloques (cerámicos o de hormigón) como a los llamados aligerados de hormigón, formados de una matriz de hormigón y bloques aligerantes, no se estudiarán aquí por tener un bajo índice de industrialización o por tener poca incidencia en la tendencia actual del mercado.

3.2 COMPONENTES DE LOS PANELES A continuación se describen los componentes y características de éste tipo de paneles de fachada:

Material base Se utiliza el hormigón armado con acero (malla electro soldada en armadura de reparto, y barras de alta adherencia en refuerzos). Cuando se trata de piezas sin requerimientos mecánicos excesivos, se pueden utilizar hormigones aligerados: -

Mediante áridos ligeros (arlita, vermiculita, etc.) Mediante granulometrías exentas de finos Con la adición de espumantes (hormigón celular)

Estos hormigones son de alta calidad, pues en su fabricación se controla de forma precisa tanto la granulometría como el vibrado y el curado en condiciones higrotérmicas óptimas.

Ai slamiento térmico En los paneles multicapa, se utilizan planchas de poliestireno expandido, debido a su bajo coste y suficiente rigidez, sin necesidad de impermeabilidad al agua. En ciertos modelos, el aislamiento se confiere únicamente al hormigón, siendo éste aligerado.

Aisl amiento acústico En éste caso, todos los elementos que configuran el panel, colaboran en el aislamiento acústico global. La masa propia de hormigón por un lado, y la asimetría usual del panel, son características mas que suficientes para asegurar un suficiente aislamiento acústico.

Acabad o interior Normalmente, el acabado de éste tipo de paneles es el resultante del molde, para revestir posteriormente al interior con guarnecido de yeso, pinturas u otros materiales.


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Acabad o exterior Es aquí donde se observa una gran evolución de la oferta comercial, pues es lo que durante años ha constituido el factor decisivo en cualquier criterio de diseño de fachadas. Podríamos clasificar éstos acabados exteriores en:

Acabados por molde directo Acabados por tratamiento del hormigón Revestimientos Acabados por molde directo: Según las características del molde, la superficie de hormigón resultante puede ofrecer los aspectos de textura deseados. Los moldes utilizados son mas caros y menos reutilizables, pero las posibilidades casi infinitas si combinamos la coloración del hormigón y el tipo de árido, con la textura y forma del molde. Ejemplos conocidos de ésta técnica son los morteros impresos para suelos (Paviprint) y las piezas de hormigón aligerado para revestimientos (Ecopiedra). En ambos casos se han conseguido imitaciones casi exactas de materiales como la piedra natural, el ladrillo, la madera, etc.

Acabados por tratamiento del hormigón: Están enfocados a conseguir una aspecto de hormigón texturado, utilizándose para ello, y preferiblemente durante las primeras horas de fraguado: -

Lavado con ácido de la pasta superficial (2-3 h después del hormigonado) Chorro de arena (ídem) Cepillado (ídem) Fratasado (antes de endurecer) Abujardado (en hormigón fresco con rodillo o mecánico en H. duro)

Estos sistemas de acabado superficial (los más utilizados hasta la fecha) son económicos, aunque la excesiva rugosidad obtenida, hace que la suciedad se incruste en la superficie del hormigón, dificultando en éste aspecto su mantenimiento posterior.

Revestimientos: realizados en el mismo proceso de hormigonado del molde. Se trata de la inclusión de un material específico de acabado en la cara exterior de la pieza: - Piedra artificial: se incorpora un árido de mármol o granito, y colorante en la pasta de cemento. Una vez desmoldado el hormigón, se pule la cara exterior, obteniéndose una superficie de gran calidad y alta resistencia. Y alta durabilidad - Aplacados: la inclusión de piezas o placas de piedra natural o material cerámico en el molde, que al desmoldar quedan como acabado exterior. Este sistema a abierto grandes posibilidades, pues con los sistemas de corte de piedra actuales, podemos utilizar lajas de espesores mínimos (0,7 -> 1 cm) de bajo coste, que quedan perfectamente unidas a la base de H.A. El resultado es idéntico a de fachadas de gran calidad, pero con costes mas reducidos y un máximo nivel de industrialización. Otros sistemas de acabados son los realizados en obra, una vez montados los paneles: - Pinturas - Barnices - Chapados


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4. SISTEMAS DE MONTAJE A efectos de describir los diferentes sistemas de colocación de paneles, diferenciaremos entre los sistemas de paneles portantes (o estructurales) y paneles autoportantes:

4.1 Paneles portantes Este tipo de paneles se suele utilizar de forma conjunta con placas de forjado de tipo alveolar, de tal forma que por combinación de las mismas se obtiene un armazón estructural completo y cerrado. Así, los tiempos de terminación del edificio son los mínimos conseguidos. Estos paneles se apoyan unos sobre otros mediante grúas (son paneles muy pesados), y con diversos sistemas de nivelación, dejando juntas abiertas para el apoyo de las placas de forjado y arriostrando temporalmente sobre el forjado inferior (ya construido) para evitar el vuelco de los paneles. Una vez estabilizado el conjunto y asegurado el replanteo de cada elemento, se hormigonan las juntas (denominadas húmedas), haciendo solidarios los paneles inferior, superior y placa de forjado. Una vez endurecida la junta, podemos seguir añadiendo módulos en altura, quedando un conjunto de gran monolitismo.

Sistemas de juntas en paneles portantes En este sistema de paneles, las juntas horizontales son casi siempre húmedas, para conseguir el mencionado monolitismo entre estructura vertical (paneles) y estructura horizontal (placas de forjado). Las armaduras de ambos paneles y de la placa de forjado, pueden unirse por solape o por soldadura, para una vez hormigonada la junta, asegurar la perfecta transmisión de esfuerzos entre elementos. En paneles donde la capa aislante es pasante y la hoja interior del panel es la resistente, la placa de forjado apoya sobre ésta última, y el hormigonado de junta se realiza contra el material aislante, asegurando así la ausencia de puentes térmicos. En casi todas las tipologías de juntas, existen una serie de elementos que garantizan la estanqueidad de la las mismas:

-

Achaflanado de la arista del panel: impide roturas en la manipulación del mismo. Cordón de sellado rehundido, y lámina impermeable. Material aislante para evitar el puente térmico de la hoja exterior y el hormigón de junta.

Estos mismos elementos los encontramos en el diseño de juntas verticales, aunque en éstas, la función principal es la resistir los esfuerzos de cizalladura entre paneles. Para reforzar esta unión, se suele incorporar al diseño del canto del panel, unas entalladuras o redientes.


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4.2 Paneles autoportantes En líneas generales, la colocación se realiza apoyando la hoja interior (hoja resistente) o nervio del panel, en el forjado inferior, para posteriormente fijar el panel en el forjado superior evitando así la posibilidad de vuelco. En los paneles fijados a estructura vertical, el panel se apoya sobre el panel inferior mediante cuñas, y posteriormente se fija a la estructura a través de placas embebidas en el hormigón. Debido a la existencia de una estructura o bastidor de fijación de los paneles, para la nivelación y planeidad final de la fachada será muy importante el buen replanteo de dicho bastidor, y la utilización de fijaciones que permitan un ajuste “fino” en los tres ejes espaciales:

-

Reglado horizontal o nivelación (eje vertical) Reglado en el plano o alineación (eje horizontal perpendicular a fachada) Replanteo en el plano de fachada (posición respecto otros paneles)

En todos los tipos de fijaciones, el elemento principal suele ser una pieza de acero embebida en el hormigón del panel, a la que se puede soldar o atornillar elementos más complejos de ajuste de la unión, o sencillamente soldar pletinas a la estructura metálica del edificio.

Sistemas de juntas en p aneles autoportantes En éste tipo de paneles, la junta tiene otras consideraciones, pues no existe una transmisión de esfuerzos de un panel a otro, y únicamente deben satisfacer los requerimientos siguientes: - Absorber las deficiencias de colocación y tolerancias dimensionales de fabricación. - Permitir movimientos relativos entre paneles debidos a dilataciones diferenciales, y a movimientos de la base estructural. - Impermeabilizar ante el agua de lluvia, teniendo especial consideración en las cámaras de drenaje (cámaras de descompresión), y en las características de los productos de sellado aplicados una vez montados los paneles. El espesor de junta debe ser suficiente como para no provocar entrada de agua por capilaridad. - Resolver en la medida de lo posible el problema de puentes térmicos, y aislamiento térmico, a ser posible con elementos diferentes de los empleados para la impermeabilización de la junta. - Y por último lugar, y muy importante, permitir la sustitución de paneles dañados de la forma menos traumática posible.

En paneles con aislamiento incorporado y continuo, se hace necesario poner especial cuidado en el diseño de junta para asegurar dicha continuidad, y en paneles nervados, se intentará aislar por el interior dichos nervios para atenuar el efecto del puente térmico creado.


Las juntas pueden ser:

-

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Juntas selladas o Sellado con mástic + protecc. sellado o Sellado con cubrejuntas a presión Juntas secas o drenadas (cámara de descompresión) Juntas por solape y encaje

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5. REFERENCIAS COMERCIALES PANELES PREFABRICADOS DE HORMIGÓN: ALVISA Orense, 10-12 1º. 28020 Madrid Tel: 915 55 05 35 fax. 915 55 83 59

ARRIKO, S.A. Pol. Ind. De Araia, s/n. 01250 Araia (Alava) Tel: 945 30 40 26 fax: 945 30 42 51

CANDIDO ZAMORA, S.A. Crta. De los Navalmorales, 2. 45600 Talavera de la Reina (Toledo) Tel: 925 80 57 12 fax: 925 80 36 45

CASTELLO & PUJOL Hermosilla, 20, 1º. 28001 Madrid Tel: 915 75 40 46 fax: 915 75 41 03

ESCOFET Ronda Universitat, 20. 08007 Barcelona Tel: 933 18 50 50 fax: 934 12 44 65

INDAG, S.A. Santa María Magdalena 14, 1º. 28016 Madrid Tel: 913 43 18 01 fax: 913 50 22 35

HORMIPRESA Avda. de Chile, 42. 08028 Barcelona Tel: 933 34 62 50 fax: 933 33 98 01

PORQUERAS, S.A. Pol. Ind. Conde de Sert, 6 y 7. 08755 Castellbisbal (Barcelona) Tel: 937 72 07 28 fax: 987 72 12 81

POSTENSA, S.A. Apdo. 950. 48080 Bilbao (Vizcaya) Tel: 946 72 18 00 fax: 946 72 18 16

PRAINSA Vía Hispanidad, 77 A. 50012 Zaragoza Tel: 976 34 92 00 fax: 976 33 90 80

PREANVISA Pol. Ind. Venta del Barro. 44511 La Puebla del Hijar (Teruel) Tel: 978 82 18 11 fax: 978 82 16 79

PRECISA, PERFABRICADOS DE CIORDIA, S.A. Crta. N-I, km 391. 31809 Ciordia (Navarra) Tel: 948 56 33 01 fax: 948 56 20 61

PREFABRICADOS BEIN (ACB - Arquitectura en Cemento Bein, S.L.) Crta. De Andalucía, Km 18, Pol. Ind. Las Arenas. 28320 Pinto (Madrid) Tel: 916 91 06 45 fax: 916 91 60 68

PREFABRICADOS CIRERA Crta. De Gádor a Laujar, 47. 04400 Alhama de Almería (Almería) Tel: 950 64 01 30 fax: 950 64 07 81

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PREFABRICATS DEL SOLSONÉS, S.A. Crta. Manresa, km 49, Apdo. 47. 25286 Olius (Lérida) Tel: 973 48 02 25 fax: 973 48 28 60

PREFABRICATS MATEU PLANAS S.A. Ctra. De Sils, s/n. 17430 Santa Coloma de Farnérs (Girona) Tel: 972 84 02 64 fax: 972 84 02 64

SIPOREX, S.A. París, 207 –2º 1ª. 08008 Barcelona Tel: 934 15 68 50 fax: 93415 97 46

TRUMES, S.L. Ctra. Exterior, s/n. 43420 Santa Coloma de Queralt (Tarragona) Tel: 977 88 03 78 fax: 977 88 10 36

VANGUARD General Díaz porlier, 109. 29006 Madrid Tel: 914 11 47 97 fax: 914 11 71 59

FIJACIONES y ANCLAJES: DEHA. SISTEMA DE ANCLAJE S.L. Gral. Alvarez de Castro, 31 ss 1. 28010 Madrid Tel: 915 94 21 69 fax: 915 94 32 60

EDING APS, S.L. Doctor Vicente Pallarés, 46 3ª. 46021 Valencia Tel: 963 62 01 89 fax: 963 93 46 24

EUROCONT Londres, 68 – 1º 1ª. 08036 Barcelona Tel: 934 39 68 00 fax: 934 30 48 05

FISHER IBERICA, S.A. Avda. De Roma, 1-9. 08290 Cerdanyola del Vallés (Barcelona) Tel: 93580 60 00 fax: 936 91 19 12

HALFEN HISPANIA, S.L. Playa de Benicasim, 56. 28669 Boadilla del Monte (Madrid) Tel: 916 32 18 40 fax: 916 32 13 55

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GRUPO MECANOTUBO Apdo. 23. 08100 Mollet del Vallés (Barcelona) Tel: 935 70 72 27 fax: 935 70 03 67

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ESTRUCTURAS Grupo Extremadura 2000. Muros de contención, placas alveolares, losa pretensada: http://www.extremadura2000.com/DesktopDefault.aspx?tabid=66

Jaime Santa Cruz


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FACHADAS ULMA polímeros. Fachas ventiladas: http://www.ulmapolimero.com/es/sistemas-prefabricados-para-fachadas-ventiladas/ NOVELIS. Paneles de aluminio laminado: http://www.novelis-painted.com/productos/construccion/fachada/ff2_esp/index_esp.html ISOPAN Ibérica. Paneles sándwich http://www.isopan.es/prodotti/?lang=es& Hormipresa. Paneles sándwich de H.A: http://www.hormipresa.com/ PREINCO. Paneles de GRC http://www.preinco.com/ AXTER Ibérica. Paneles sándwich y placas fachada ventilada: http://www.axter.es/ TECZONE. Paneles sándwich: http://www.teczone.es/empresa.html FAVEMANC. Paneles cerámicos para fachada ventilada: http://www.favemanc.com/site_sp/index.php SANNINI. Aplacados cerámicos para fachada ventilada: http://www.sannini.com TERREAL. Aplacados cerámicos para fachada ventilada: http://www.terreal.com/webapp/wcs/stores/servlet/FacadeFlow/index.html FRONTEK (grupo Greco Gres Internacional). Placas cerámicas. Aplacados – fachada ventilada http://www.frontek.es/ PRODEMA. Paneles de madera para exteriores: http://www.prodema.com/Index.html ALUCOIL. Paneles composite fachada ventilada http://www.alucoil.com/es/index.asp

6. BIBLIOGRAFIA Las Tecnologías de la Industrialización de los edificios de Vi vienda (Tomos 1 y 2) del Aguila García, Alfonso ETS de Arquitectura (UPM)

Edificios de viviendas prefabricados con elementos de grandes dimensiones Lewicki, B. Ed. IETcc, 1968

Las juntas en los edificios

Prefabricacion

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