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Introducción a las fachadas prefabricadas de hormigón

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Presentación en castellano, realizada el 17 de abril de 2023 a los alumnos de grado de Arquitectura en la Universidad CEU San Pablo.

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SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS INDUSTRIALIZADAS CON
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Introducción a las fachadas prefabricadas de hormigón
 Asociación Española de la Industria del
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Introducción a las fachadas prefabricadas de hormigón

  • 1. Alejandro López – Director Técnico SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS INDUSTRIALIZADAS CON ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN Introducción a las fachadas prefabricadas de hormigón
  • 2.  Asociación Española de la Industria del Prefabricado de Hormigón  Fundada en 1964  Representamos a >100 fabricantes de PH (70% del volumen del sector) y >20 socios adheridos (proveedores de materiales o servicios)  Socios principales organizaciones empresariales (PTEH, CEOE, CEPCO, PTEC, BIBM…), alianzas internacionales… ¿Qué es ANDECE? “Si quieres llegar rápido, camina sólo. Si quieres llegar lejos, camina en grupo”
  • 3. Prefabricados… Producto fabricado de acuerdo con una norma específica, en un lugar distinto de su localización final de uso, protegido de las condiciones ambientales adversas durante la fabricación y que es resultado de un proceso industrial bajo un sistema de control de producción en fábrica, con la posibilidad de acortar los plazos de entrega
  • 4. … de hormigón  Material universal: prácticamente en cualquier parte existen áridos y materias primas para fabricar cemento (→ hormigón)  Consumo de cemento (→ hormigón) = indicador macroeconómico  Material masivo → Buen comportamiento global (mecánica, durabilidad, térmica, resistencia fuego, acústica ruido aéreo,…) → Empleo hormigón ≥ 2·Σ resto de materiales juntos  Moldeable (diseño)  Capaz de incorporar nuevas materias primas (sostenibilidad)
  • 8. Control de producción en fábrica  La mayor parte de productos prefabricados sujetos al marcado CE obligatorio (más de 50 puntos de control rutinarios)  Fiabilidad del control en fábrica vs obra  Efecto experiencia  Uso más óptimo de los materiales  Mayor automatización
  • 10. Construcción tradicional Construcción industrializada Definición Más posibilidades de cambios a lo largo de todo el proceso Etapas claramente definidas, empezando desde el proyecto Calidad Elementos se manufacturan y/o ejecutan en la propia obra, mayor influencia del error humano (más rechazos) Mayor control (cada pieza tiene su destino), menor influencia del error humano (se sustituyen los albañiles por montadores: la pieza tiene su lugar) Precisión Se admiten los errores. Las tolerancias se basan en centímetros La precisión dimensional y espacial de los elementos es crucial. Las tolerancias se basan en milímetros Mano de obra Dependencia casi exclusiva de la capacitación técnica de la mano de obra humana disponible Procesos más automatizados Coste En origen, normalmente menor. Pero mayor riesgo de imprevistos y desviaciones económicas Precio cerrado en proyecto Tiempo El mayor grado de indefinición y la mayor interacción entre los distintos agentes provoca desviaciones en tiempo y, por tanto, en costes Mayor grado de cumplimiento en la planificación de la obra, rápida apertura de tajos para otros gremios, menor dependencia de las condiciones climatológicas Materiales La obra es la fábrica al mismo tiempo. Muchos excedentes de materiales Menor generación de residuos
  • 15. Proyecto Mov. tierras Cimentaci ón Montaje, conexión y acabados Tradicional / Secuencial Industrializado / Simultáneo 9-12 meses GAP Licencia de obra Proyecto Mov. tierras Cimentación Estructura Envolvente & part. Instalaciones Acabados 18-24 meses Estructura Envolvente & part. Instalaciones Ensambl aje Transpor te Fuente: AEDAS HOMES Velocidad de ejecución → ↓↓Plazos
  • 16. Industrializada “Tradicional” Atrasos < 1,5% Reparaciones y re-trabajos < 2,0% No optimización materiales < 7,0% Pérdidas mala calidad < 3,5% Restos de material < 5,0% Proyectos no optimizados < 6,0% Tiempos improductivos < 5,0% TOTAL <<< ++30% Ineficiencia - residuos
  • 17. Estación Alta Velocidad Rabat (Marruecos) PREHORQUISA
  • 18. Estación Alta Velocidad Rabat (Marruecos) PREHORQUISA
  • 19.  Transporte (peso)  Red de empresas  Repercusión del coste Paraguay Estados Unidos 1) Acero 2) Hormigón 3) Moldes 4) Mano de obra 1) Mano de obra 2) Acero 3) Hormigón 4) Moldes Limitaciones
  • 20. Edificación Residencial Industrial Públicos Oficinas Comercial Hoteles Centros sanitarios Recintos deportivos Centros docentes Espacios religiosos Centros tecnológicos Parkings Correccionales Instalaciones militares Construcciones modulares Edificios singulares Obra civil Puentes Pasarelas Carreteras Vías férreas Obras subterráneas Contención de empujes Aeropuertos Áreas marítimas Infraestructuras energéticas Cementerios ¿Presas? ¿Torres refrigeración? Campos de aplicación PH
  • 27. 1) Los ODS en la edificación 2) Construcción para la salud 3) Industrializar para ser más eficaces 4) Agenda urbana para problemas reales 5) Construcción colaborativa 6) La necesidad de digitalizar 7) Digital Twin en la construcción 8) Hacia un Nuevo Código de la Edificación y una Nueva Ley de Contratación 9) Mecanismos avanzados de financiación, modelos de uso de viviendas 10) Descarbonización de la edificación y economía circular 10+1) Formación para la nueva edificación Proyección de futuro
  • 29. Alejandro López – Director Técnico (II) DISEÑO DE EDIFICIOS Soluciones constructivas e industrializadas con elementos prefabricados de hormigón para edificación y arquitectura
  • 30. 3D: módulos completos (<95% obra off-site) 1D (vigas, columnas) + 2D (paneles, losas forjado, escaleras, particiones interiores) Construcción modular/industrializada/off- site/prefabricada: 1D - 2D vs 3D
  • 31. PH para edificación  Estructuras y/o cerramientos  Hormigón armado y/o pretensado  Fabricantes monoproducto (ej. placa alveolar) hasta soluciones integrales (toda la estructura, incluyendo montaje)  Cada fabricante tiene sus propios diseños (moldes, software)  Peso/volumen: factor limitante
  • 32. Diseño de edificios: I Estructuras
  • 33. Modulación horizontal  Mallas estructurales de forjado en edificación de 10x10 ó 12x12 m → reducción de pilares → Espacios más diáfanos → mayor flexibilidad para posibles cambios de uso futuros  Optar por módulos rectangulares, evitando picos, círculos o geometrías irregulares  Intentar obtener regularidad e igualdad de luces
  • 35. Estructuras y forjados (logístico/industrial)
  • 36. Metro Casco Viejo de Bilbao Ingeniería IDOM Estudio de arquitectura: César Azkárate Prefabricador: ADHORNA
  • 37.  Prefabricados utilizados:  Pilares con ventanales entre medias, marcando las plantas, para el apoyo de las vigas y las losas alveolares  Luces medias entre pilares varían entre los 5 y 7,5 m. Altura pilares hasta 20 m  Posterior hormigonado in situ de la losa de compresión, para aportar una mayor rigidez a la estructura final  Acabado de la fachada mediante paneles prefabricados.  Cuatro pasarelas prefabricadas de secciones T y U Ingeniería estructural FHECOR [+] Proyectos: Hospital de Fuenlabrada (Madrid)
  • 38. Proyectos: estadios Nuevo Estadio de Anoeta de San Sebastián  Gradas hasta 12,50 m de long.: 15.000 m.l.  Remates de grada sin zanca: 1.200 m.l.  Antepechos de grada: 400 m.l.  Gradas tipo Ribbon: 300 m.l.  Vigas portagradas tribuna baja: 46 Uds.  Vigas portagradas tribuna alta: 40 Uds.  Escaleras de varios pasos: 145 Uds.  Peldaños simples: 1.550 Uds.  Peldaños dobles y triples: 350 Uds.
  • 39. Proyectos: edificación industrial Estructura rígida para edificio industrial dentro de una instalación ya construida
  • 41.  Características generales: tres edificios: la Torre con forma de vela, con 26 plantas más ático; el Atrio, adherido a la Torre, con 7 plantas; y el Podium, de tan solo 2 plantas.  Prefabricados utilizados de ROANSA:  La complejidad geotécnica del terreno provocó que se analizasen varias alternativas. La solución elegida fueron pilotes prefabricados de hormigón pretensado de 40x40 cm y hasta una profundidad de 45 m.  Se modificó la propuesta inicial de forjados mixtos con pantallas deslizantes, por prelosas prefabricadas pretensadas de 9 metros de luz para evitar cimbrar y encofrar agilizando de esta manera los plazos de ejecución. Proyectos: Hotel Vela de Barcelona
  • 43. Edificio Gonsi Sócrates Pich Architects PRECON Eficiencia estructural y material
  • 44. Diseño de edificios: II Fachadas
  • 45. Evolución de las fachadas con paneles PH  Medios  Materiales  Conocimiento  Reglamentación
  • 46. Tipos de fachadas (paneles)  Según su composición: homogéneos, multicapa o alveolados; pesados o ligeros  Según su comportamiento: portantes o autoportantes  Según su forma: totalmente planos; o con configuraciones espaciales (curvos, relieves, ondulados, tridimensionales, discontinuos, piezas de celosía, piezas con vueltas incorporadas laterales, inferiores o superiores, hacia el interior o el exterior del edificio, nervados, etc.  Según su posición: horizontal (la más habitual) o vertical; parte ciega de la fachada (la más común) u otras zonas (huecos de puertas y ventanas, paneles de esquina)  Según su ubicación: uso exterior (el más habitual) sometido a los agente exteriores (viento, contaminación, etc.) o uso interior (divisiones interiores, aplacados)  Obra nueva o rehabilitación  Según su aplicación: como elemento de cerramiento o como parte de un sistema modular
  • 48. PH-M Panel macizo industrializado de hormigón C Cámara de aire no ventilada AT Aislamiento térmico LH Fábrica de ladrillo hueco cerámico u hormigón RI revestimiento interior formado por un enlucido de yeso Fachadas pesadas
  • 50. Acabados superficiales: geometrías Acabados superficiales: geometrías, colores
  • 51. 148 VPO carabanchel, Isozaki+humbert. Premio Pritzker 2019 PREHORQUISA Fachadas pesadas
  • 52. Palacio Congresos de Córdoba. PREFABRICADOS HERMANOS QUIJADA Fachadas pesadas
  • 55. Paneles portantes como muros de carga  Cálculo estructural de los elementos verticales  Se colocan en ambas direcciones para proporcionar la estabilidad transversal al edificio 484 viviendas en Coslada (Madrid). 20 plantas con paneles portantes. INDAGSA
  • 56.  Fachadas adaptadas al diseño del proyectista, pero con apoyo y conocimiento del prefabricador  Cada obra requiere un proyecto específico cuya modulación y acabados difícilmente se vuelvan a repetir de manera idéntica  Dimensiones máx. paneles particulares de cada fabricante y vienen fundamentalmente limitadas por transporte ≤ 12 x 3,5 m  Espesor paneles es función de su superficie, siendo generalmente de 10 y 12 cm (autoportantes) y de 14 cm o más (portantes) Cómo enfocar el diseño de la fachada pesada
  • 57. Edificio Riverside Madrid Fuente: Foro Técnico ANDECE 2019
  • 58. Título de la obra 303 y 300 Vdas. Skyline Park Residential Tower Localización Paseo de la Dirección esq. Capitán Blanco Argibay Datos generales (estudio de arquitectura, empresa constructora, promotor, etc.) ✔️ Arquitecto: TOUZA ARQUITECTOS ✔️ Constructora: Dragados SA ✔️ Promotora: Stoneweg, S.A. Descripción general de la obra Se trata de 603 viviendas distribuidas en dos torres de 25 plantas y aproximadamente 100 metros de altura cada una. Por su estructura, forman un elemento singular, un pórtico de entrada a la ciudad. Descripción de los elementos prefabricados de hormigón suministrados y el porqué de su elección Prefabricados Ponce ha suministrado y montado 9.870 m2 de panel hormigón blanco liso en terrazas, con buzón para barandilla de cristal. Proyectos recientes: edificación residencial
  • 60. Proyectos recientes: viviendas unifamiliares  5 edificios prácticamente iguales, con 8 apartamentos por cada edificio y 2 plantas de altura, para un total de 3.300 m2 ejecutados.  En esta obra, se ha utilizado el sistema Arctic Wall de HORMIPRESA consistente en un panel de 30 cm de espesor tipo sándwich para conformar los cerramientos, combinado con placas alveolares pretensadas de 20 cm de canto que materializan los forjados. Este sistema permite la máxima optimización en la ejecución de la obra.
  • 61. Fachadas ligeras (GRC proyectado) 2 láminas de espesor ≥ 10 mm y un núcleo de aligeramiento de espesor según proyecto (EPS – 80 a 100 mm) Peso entre 60 y 80 kg/m² Lámina de espesor ≥ 10 mm que se conecta a una estructura auxiliar metálica de mínimo 80 mm que aumenta en función de las dimensiones del panel hasta un máximo de 140 mmm para las dimensiones máximas Peso entre 45 y 60 kg/m² Paneles sándwich Paneles stud-frame
  • 62. Fabricación en moldes (proyección GRC)
  • 63. Fachadas ligeras: ventajas adicionales  Alta resistencia mecánica, sobre todo a la flexión y al impacto  Ligereza: facilita el transporte e instalación  Ideal para su uso en edificios independientemente de su altura  Aptitud para ser moldeado en formas complejas e ilimitadas posibilidades de diseños arquitectónicos  Enorme variedad de texturas y acabados  GRC, UHPC, Hormigón polímero (piedra artificial…)
  • 64.  Fachadas adaptadas al diseño del proyectista, pero con apoyo y conocimiento del prefabricador  Cada obra requiere un proyecto específico cuya modulación y acabados difícilmente se vuelvan a repetir de manera idéntica  Dimensiones máx. paneles particulares dependen del tipo de sistema:  Paneles sándwich: superficie máxima 15 m2, con un lado de altura aconsejable de 3,15 m (determinada por el tipo de transporte) y el otro lado de 5 m como máximo.  Stud-frame: superficie máxima 25 m2, con un lado de altura aconsejable de 3,15 m (determinada por el tipo de transporte) y el otro lado de 8 m como máximo. Cómo enfocar el diseño de la fachada ligera
  • 65. Prado Pozuelo - MORPH STUDIO PREFABRICADOS PONCE Fachadas ligeras (GRC)
  • 66. Edificio El Rengle. GRC de PREFABRICATS PLANAS Fachadas ligeras (GRC)
  • 68. Castle Hotel. Legoland Windsor Resort (Londres). PREFABRICADOS PONCE Fachadas ligeras (GRC)
  • 70. C.C. LYON LA PART DIEU – MVRDV+PREHORQUISA Fachadas ligeras (UHPC)
  • 71. Fachadas ligeras (UHPC) One Ocean Marina Port Vell, Barcelona. ESCOFET
  • 72. Hospital Sant Pau en Barcelona. BREINCO Fachadas ligeras (UHPC)
  • 73. Museu Murena de Norman Foster. Narbonne. PREFABRICATS PLANAS Otros revestimientos
  • 74. Otros revestimientos Paneles i.light en Centro Pompidou en Málaga HEIDELBERGCEMENT HISPANIA
  • 76. Diseño de edificios: II Fachadas
  • 77. Diseño industrializado con PH de edificios Tipos de edificios (residenciales principalmente) Características principales Unifamiliar 3D (vs 1D-2D) Residencial con limitación en alturas y plantas 1D-2D (vs 3D) Logística del hormigón comienza a ser importante Edificios altos 1D-2D ↑ dificultad frente a materiales más ligeros
  • 80. Conclusiones  Es posible la industrialización integral, o al menos maximizarla  Cambio de modelo constructivo necesario, implicando al industrial desde el principio  Debe valorarse su contribución: no es un solo proveedor de materiales, sino un agente externo imprescindible para llevar a cabo el proyecto  Cambio de enfoque en la valoración de los costes: construcción vs toda la vida de servicio del edificio  La digitalización (BIM) y los requisitos de construcción sostenible deberían conllevar una progresiva industrialización: precisión, preservar elementos del proyecto, versatilidad en el uso, durabilidad, economía circular, desmontabilidad, nuevas prestaciones…