FIBROCK JAKOB BROCKMANS
Jakob Brockmans
APLICACIÓN EN SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN MODULAR SOSTENIBLE
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Sistema de construcci贸n modular sostenible
Jakob Brockmans
Una buena arquitectura se permite a sĂ misma adaptarse a las necesidades de los usuarios a travĂŠs del tiempo. Jakob brockmans
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Edición de documento: Jakob Brockmans
Diagramación y diseño gráfico:
Mia Simó
Calle Pedro Clisante #5 Sosúa, Puerto Plata. República Dominicana Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida, almacenada o transmitida de manera alguna sin el concentimiento previo y escrito por el autor. Este documento es de esclusiva responsabilidad del sustentante. Santo Domingo, República Dominicana Agosto 2013.
Todos los derechos reservados: © Jakob Brockmans.
FIBROCK
APLICACIÓN EN SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN MODULAR SOSTENIBLE
Trabajo de grado para optar por el título de Arquitecto Sustentante: Jakob Brockmans | 10-0257 Asesor: Arq. Geovanis Pérez Linval República Dominicana, Santo Domingo
Introducción [8]
Índice
▪▪ Acercamientno [10] ▪▪ Planteamiento del problema [12] ▪▪ Objetivos y alcances [14] ▪▪ Justificación [16]
Fase I [18]
Estudio de materiales y sistemas constructivos
▪▪ Bloques de concreto [20] ▪▪ Estructuras de madera y revestimiento [22]
Fase II [26]
Desarrollo del sistema propuesto
▪▪ Descripción del sistema [29] ▪▪ Experimentos de materiales [30] ▪▪ Panel FIBROCK [32] ▪▪ Vigas y columnas [34] ▪▪ Procedimiento de construcción [36]
Fase III [40]
Aplicación del sistema de construcción Estudios previos
▪▪ Estudio socio-cultural [44] ▪▪ Estudio medio-ambiental [46] ▪▪ Reglamentos [49] ▪▪ Diseño [49] ▪▪ Planos ▪▪ Vistas [50] ▪▪ Estimado de tiempo y costos [62] ▪▪ Estimado utilizando bloques de concreto [64] ▪▪ Estimado utilizando el sistema apanelado [66] ▪▪ Resultados [68] ▪▪ Referencias [71] ▪▪ Agradecimientos [73]
La innovación ofrece un futuro de infinitas posibilidades. Se trata de cambiar y mejorar continuamente las cosas existentes, de eficientizar procesos y proponer nuevas alternativas. En el campo de la construcción vemos cómo van mejorando los materiales y sistemas constructivos. Las tecnologías evolucionan de manera exponencial porque cuando se genera una idea, la misma sirve para generar otra. La construcción en la República Dominicana tiene dos aspectos que deben de desarrollarse para que sea más eficiente y económica. La mano de obra es lo que más cuesta despúes de los materiales de construcción y usualmente se requiere de mucho personal. Por otra parte tenemos el tiempo que mientras más se tarda la obra, más costosa es, porque los materiales pueden aumentar de precios y la mano de obra se prolonga. Para lograr este desarrollo es necesario conocer diferentes opciones de sistemas constructivos y ver cuales son los más eficientes. Pero también podemos desarrollar un sistema que se adapte a la necesidades existentes y sirva como generador de ideas y soluciones que eficienticen y hagan más viable la construcción. En el futuro, la arquitectura será totalmente diferente a la que vemos hoy en día porque los sistemas constructivos se irán modificando a partir de las nuevas necesidades del
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humano. Este proceso de adaptación (de operatividad y
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estética) de los sistemas constructivos se ha presenciado a lo largo de la historia.
[Intr
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roducci贸n]
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[Acercamie Antecedentes
Los materiales y técnicas de construcción
construcción más eficientes en relación a las
grandes avances ingenieriles como mezclas de
humanidad. En un principio el hombre vivía en
Entre los primeros periodos de la humanidad
Durante la edad medieval, se enfatizó el
a ser dinámico, a explorar nuevos lugares
construir estuvo el neolítico, donde se usaban
recubiertas con mortero. En el renacimiento se
han sido de gran importancia para el hombre
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y han existido a lo largo de la historia de la
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cuevas, pero evolucionó; pasó de ser sedentario y a aprender nuevas cosas. Con esto surgió
la necesidad de utilizar y experimentar con diversos materiales para crear refugios.
Desde entonces la trayectoria ha sido larga y hoy en día tenemos materiales y sistemas de
necesidades del presente.
que se comenzó a utilizar materiales para piedras y elementos vegetales como base:
palos, ramas, cuerdas y hojas. Luego surgen
civilizaciones como la antigua Mesopotamia, donde se utilizaba el lodo y la madera. Los
egipcios y los griegos trabajaron con lodo y piedra. Los romanos, por su parte, lograron
concretos y morteros.
uso del ladrillo y estructuras de madera
destacan los inicios de industrialización con máquinas para cortar árboles y hacer tablas,
la producción en masa y estandarización del
ladrillo y la creación de piezas estándares de hierro.
ento] creación del vidrio; en el siglo XVIII el hierro fundido y el hierro forjado. En el siglo XIX,
al obrero, como el casco protector, arnés, protector de columna y otros equipos.
con la revolución industrial, se comenzaron
Finalmente hoy en día lo que tenemos es una
introdujo el acero y el concreto reforzado.
constructivos. Sin embargo los requisitos
los trabajos con maquinas más eficientes y se
En el siglo XX lo que más se desarrolló fue la implementación de maquinaria pesada como ascensores, grúas, tractores, excavadoras y aplanadoras. También tecnologías para
facilitar el trabajo y brindarle protección
recopilación de esos materiales y sistemas
de las necesidades existentes (reducción de
tiempo, costo y mano de obra, e incremento de los factores de seguridad) han servido como motor para el desarrollo de nuevos sistemas
que simplemente utilizan esos materiales de diferentes maneras.
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En el siglo XVII el mayor avance fue la
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Planteamiento del Problema La República Dominicana es un país que
El aspecto social también debe tomarse
inestabilidad económica y no sólo por
personas: hay que conocer lo que piensan
desde hace varias décadas transita en una
factores globales, pero por problemas
internos y propios de la nación. Este factor afecta directamente a la población y su calidad de vida en el aspecto de la
adquisición de bienes inmuebles ya que los precios de la construcción aumentan sin pausa con el pasar de los años.
en cuenta, ya que se construye para las
y cómo se sienten respecto a los diferentes tipos de materiales. La percepción del
dominicano promedio consiste en que una vivienda debe estar hecha de hormigón
y bloques de cemento, ya que son los materiales más implementados.
El costo de los materiales de construcción
en la isla son altamente variantes y
usualmente de manera ascendente. Al
tener tantos cambios en los precios, no se puede trabajar con una base de datos segura que permita la realización de
proyectos que vayan al pie de la letra con el plan. Tampoco permite que se realicen
estudios de factibilidad confiables ya que si se cuenta con una inversión determinada y los precios de construcción varían,
puede que los fondos no sean suficientes para culminar el proyecto en su totalidad.
Independientemente de los precios de los materiales de construcción, el sistema constructivo que se implementa tampoco
contribuye a la causa, ya que este consume mucho tiempo y si lo vemos desde un
punto de vista económico, tiempo es igual a costo. El tiempo de construcción es extremadamente importante ya que la mano de obra, y a la vez altera todo el presupuesto.
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influye en los precios de los materiales, de
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Objetivos Objetivo General
Creación de un material y sistema constructivo que optimice los
recursos económicos, tiempo y mano de obra, a la vez siendo
responsables con la calidad de vida de las personas que lo
utilizarán y disminuyendo el impacto medio-ambiental por medio
de la reducción de materia prima.
Objetivos Específicos
▪▪ Reajustar mezcla tradicional de concreto para reducir tiempo de
elaboración e impacto medioambiental.
▪▪ Crear un sistema de construcción modular eficiente y adaptable
a las necesidades de los usuarios.
▪▪ Plantear una aplicación arquitectónica del uso del material y el
Fase I Se centra en el estudio de materiales de construcción y los procesos constructivos más utilizados para determinar su eficiencia. El estudio se concentra primordialmente en sistemas que se utilizan para construir muros interiores y muros exteriores. Esta fase servirá de base para la concepción de un nuevo material y sistema de construcción.
sistema propuesto.
Los objetivos específicos de este proyecto se desarrollarán en 3
fases fundamentales:
Alcances ▪▪ Estudio general de bloques de concreto.
▪▪ Estudio general de sistemas de paneles como (Sheetrock, Durock, OSB)
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▪▪ Análisis de materiales que se pudieran utilizar.
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Fase II
Fase III
Se compone de una serie de experimentos para
Se diseñará una vivienda urbana para mostrar
estudiar la composición química de diferentes mezclas, propuestas para mejorar la mezcla tradicional de concreto. Se analizarán los resultados de las pruebas que se llevaron a cabo para entender el comportamiento de las diferentes
una de las posibles aplicaciones del sistema de construcción y material propuesto. Se realizarán todos los estudios pertientes (sociocultural, medioambiental y reglamentos de diseño) necesarios para la conceptualización.
composiciones, determinar las resistencias y hacer las modificaciones necesarias.
Alcances
Alcances
▪▪ Realización de diferentes mezclas de materiales. ▪▪ Poner a prueba las diferentes mezclas. ▪▪ Analizar los resultados de las mejores pruebas. ▪▪ Explicación del proceso constructivo del sistema
▪▪ Estudios previos
▪▪ Estimado de tiempo y costos de sistema tradicional y sistema propuesto
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concebido.
▪▪ Aplicación del sistema constructivo en un modelo de diseño y variaciones modulares.
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Justificación
La innovación es una de las llaves de la arquitectura y no debe ser pasada por alto. Por lo general, en la República Dominicana, cuando
los profesionales de la construcción entienden que existe un problema
o que el proceso de la misma puede ser mejorado, simplemente esperan a que profesionales en países más desarrollados (económica y tecnológicamente) realicen la solución.
Casi siempre se espera a que se desarrolle un nuevo material o un nuevo
sistema de construcción. ¿Por qué no desarrollar un sistema uno mismo? El caso más común es que un profesional de la construcción entre en contacto con una compañía de materiales para ser representantes locales de esos materiales.
Uno de los problemas es que al hacer eso, los materiales son mucho más costosos por todo el proceso de importación, cobro de tecnología, impuestos, y finalmente la ganancia extra del representante local. Otro problema es que no siempre esos materiales y sistemas se adaptan al clima ni a las necesidades de la República Dominicana.
Uno de los motivos de este trabajo es mostrarle a los profesionales de
la construcción en la República Dominicana que se debe de comenzar
a generar más ideas, plantear nuevas soluciones ya sean técnicas o
constructivas y enfatizar la creación de nuevas invenciones que hagan un futuro mejor.
Preferencias arquitectónicas y filosóficas
Un diseño simple no se trata de eliminar todos los detalles, ideas o
formas. Se trata de balancear; no sobrecargar el diseño pero tampoco
que le falte o se vea vacío. Lograr la simpleza en arquitectura es uno de los mayores retos, porque se trata de mantener un equilibrio estético y funcional entre todas las partes que la componen.
Para obtenerla no se debe permitir que la operatividad sea muy complicada ya que las soluciones más ingeniosas son aquellas que dan las respuestas más sencillas a los problemas más complejos.
Es aquí donde la simpleza y la flexibilidad en la construcción dan inicio
a una nueva concepción de modularidad, en la que no sólo el proceso constructivo requiere mínimos esfuerzos, sino que a medida que las
necesidades de los usuarios cambian, pueden ser solucionadas con adaptable y no estática en el tiempo.
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igual facilidad. Es por esto que se sugiere un modelo de arquitectura
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FAS
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Estudio de Materiales y Sistemas Constructivos
SE I
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茅bil contra las filtraciones
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Bloques de concreto
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Estructuras de madera y revestimiento La construcción de estructuras de madera
sistemas es que se debe cubrir el esqueleto
“OSB” (tablero de partículas orientadas),
poder obtener una resistencia estructural
recubiertas con algún revestimiento como Sheetrock o Durock; es otro de los sistemas
más utilizados globalmente debido a que permite una buena agilidad disminuyendo considerablemente el tiempo y el costo.
Este sistema disminuye el tiempo de construcción en comparación con una
la humedad, no son inmunes a las termitas (excepto por el durock), se incineran con
rapidez y no soportan muchas cargas de impacto por lo cual se requiere que estos se cubran por lo menos con pañete.
El sistema apanelado tiene una gran variedad
es sencilla y guiada por lógica. También se
por ejemplo, hacer divisiones de espacios,
puede decir que es bastante ecológico porque se utiliza la madera como material principal. El Sheetrock, el Durock, el OSB y el plywood
son los revestimientos que más se utilizan para cubrir el esqueleto de madera. El
beneficio principal de estos sistemas es que se consiguen en una ferretería, y se pueden instalar con facilidad y sin requerir muchas Sistema de construcción modular sostenible
suficiente. El problema es que se pudren con
vivienda de blocks. Es flexible para una gran
cantidad de usuarios ya que su instalación
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de madera, y recubrirlo nuevamente para
herramientas. La desventaja principal de estos
de usos y aplicaciones y terminaciones como revestimiento protector del techo, plafón,
muros de baños, instalarlo como piso de un segundo nivel, escaleras y entre otras.
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Sheetrock
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Durock
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Plywood & OSB
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FAS
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Experimentaci贸n y desarrollo del sistema propuesto
SE II
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Nuevo sistema
Después de haber realizado una introducción sobre los dos sistemas constructivos que se utilizan, ha surgido la idea de crear un material híbrido, algo que tenga propiedades de ambos sistemas. Ya sabemos que los bloques de concreto son resistentes y que consumen mucho
tiempo de construcción. Por otra parte tenemos el sistema de los paneles como el “Sheetrock, OSB y Durock, que son eficientes a la hora de construir, sin embargo se deterioran con gran facilidad.
La idea es la de crear un material apanelado que tenga propiedades de instalación similares a los paneles ya mencionados, pero que tenga mayor resistencia a la flexión, incineración, humedad, control térmico y demás. Los materiales más resistentes son las piedras, los agregados como la arena, y el cemento.
Problemas de hacer un panel de concreto Inflexible: Ya que es una cerámica, se
Peso: Si el panel fuera de concreto, debería
Ambiente: Para producir un panel de
panel de cemento, no soportaría impactos,
que no se rompa con facilidad, pero el peso
grava y arena que se sacan de los ríos y
quiebra con gran facilidad. Si se hiciera un no pudiera clavarse ni atornillarse a otros elementos estructurales.
tener un espesor de por lo menos 10cm para
sería absurdo. Y aunque el espesor fuera menor, el peso sigue siendo un gran factor.
concreto se necesita además de cemento,
altera circunstancialmente los ecosistemas.
Idea
Como ya sabemos todas estas características
de los diferentes materiales entonces tenemos
que trabajar y conseguir los aspectos positivos de cada uno.
▪▪ Madera: flexibilidad y ligereza ▪▪ Arena: relleno y resistencia
▪▪ Grava: relleno y resistencia a la compresión ▪▪ Cemento: resistencia, durabilidad, resiste fuego, humedad y termitas.
▪▪ Acero/ metales: flexibilidad ▪▪ Fibras: resistencia
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▪▪ Foam: insulante y ligereza
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Experimentos
Se realizó una serie de pruebas con diferentes mezclas para saber cuáles son las combinaciones
Relación Kn/g
Resistencia
Peso
Dimensiones
más resistentes. Se hicieron pequeños paneles para hacerle pruebas de resistencia a la flexión.
20x50x4cm
20x50x4cm
20x50x4cm
20x50x4cm
5322.4 g
4775 g
3480G
3287g
3 Kn
1Kn
2Kn
4Kn
0.0003
0.0002094241
0.0005747126
0.001216841
Cemento 30
Aserrín
Foam procesado
Foam no procesado
Sheetrock de 1/2”
Durock de 1/2”
¿Cómo se hicieron las pruebas? Después del curado de los paneles, estos se volvieron a medir para asegurar las dimensiones. Luego se pesaron en un peso digital (en gramos) para disminuir el márgen de error. Tal y como se muestra en las imágenes, se colocaron las piezas en los pilares de acero, dejando una luz de 50 centímetros. Luego, con una máquina hidráulica, se le aplicaron las cargas puntuales en el centro de la pieza para
20x50x4cm
20x50x1.27cm
20x50x1.27cm
20x50x2.5cm
3300.5g
1020g
660g
2675 g
3Kn
0.34020 Kn
0.25020 Kn
3.5Kn
0.0009007657
0.0003335294118
0.0003790909091
0.0013084112
Fibra de vidrio (2.5cm)
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determinar la presión que soporta en Kilonewtons (Kn) hasta que las piezas fallan.
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Panel FIBROCK
Piezas del sistema modular
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Panel FIBROCK: es un panel compuesto de cemento, foam y fibras metálicas. En algunos casos puede añadírsele una capa de fibra de vidrio.
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-El costo disminuye porque la mano de obra y el tiempo de construcci贸n se
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reducen.
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Vigas y columnas
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Piezas del sistema modular
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de FIBROCK.
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Procedimiento
Primero se construye la losa de piso con las
Instalamos los encofrados de
varillas instaladas.
columnas, insertandole la varilla a la
Debe de quedar de este modo.
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pieza.
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Colocar 2 varillas. Proceder a instalar.
Colocarlas a ambos lados de la varilla de la columna y atar con alambre.
tablas de madera).
Hacer el vaciado, primero llenando por completo las columnas y vibrar cada 20 cm de vaciado. Cuando se llenen las columnas entonces llenar las vigas de amarre.
Procedemos a instalar el encofrado de vigas.
Pero tenemos que perforar la pieza donde se unirá con la columna para permitir el paso del hormigón a la hora del vaciado.
Despúes del curado entonces remover los pies de amigo. Este es el resultado.
Para instalar panel se atornilla (con taladro) o se clava con una pistola de presión. Los tornillos van a una distancia de 30 centímetros.
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Colocar pie de amigo. (pueden ser
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Procedimiento
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Así mismo de instala del otro lado. Ojo, en la
Cubrir la losa a una distancia de 5-10 centímetros
El mismo procedimiento se lleva a cabo si se
parte exterior se solapa con la losa.
del borde.
quiere instalar más columnas y vigas.
Luego de colocar las varillas, se hace el
Se corta una franja de un panel
vaciado.
o una tabla y se coloca como se indica.
Se atornilla o se clava en la junta de ambos paneles.
Se cubren del mismo modo. El borde de los
Para hacer una esquina o la intersecci贸n muros.
paneles debe de quedar en el centro de la
Se corta el encofrado de viga donde se quiere intersectar y se coloca la viga intersectoria.
columna. De ese modo hay espacio de agarre
Se coloca el panel y se atornilla de la franja que se instalo y de la columna.
Debe de quedar de este modo.
Para instalar puertas y ventanas se hace lo siguiente.
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para cada panel.
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Procedimiento
Se colocan piezas de madera o cortes de otro
Se asegura bien con las columnas y la losa de piso.
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panel como se ilustra.
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Lo mismo en la parte superior de la ventana.
Hacerle los cortes necesarios a los paneles e instalar.
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El resultado debe de quedar asĂ.
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Aplicaci贸n del sistema a la construcci贸n
SE III
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Estudio socio-cultural Lo siguiente es un análisis de la “Vivienda Urbana”
para obtener una mayor comprensión de cuáles serían los factores óptimos para estas edificaciones y observar
respectivamente cuales detalles se pueden mejorar. Por
consiguiente repasaremos brevemente su definición, aspecto legal/ derechos humanos, estadisticas de la
familia dominicana, reglamentos y bases de diseño.
Vivienda Urbana como se conoce en la República Dominicana, o “Vivienda Digna” según el Alto
Comisionado de la Naciones Unidas para los Derechos Humanos”, es la vivienda donde las personas pueden
vivir con dignidad, seguridad y paz.
La vivienda digna no quiere decir que una persona tenga derecho a tener un hogar cualquiera, sino el derecho a un hogar y una comunidad, ya sea vecindario, complejo habitacional o apartamentos, le brinden seguridad, paz y salud física y mental, al individuo y a su familia.
La familia dominicana
La familia dominicana tiene un promedio de 5 miembros, 2 de ellos siendo el padre y la madre, los otros 3 son los hijos/hijas, por lo que la vivienda usualmente es de 3 dormitorios: uno para los padres y dos para los diferentes sexo de los hijos/as. Es muy poco probable que una familia joven pueda adquirir una vivienda de tres dormitorios y que los demás espacios tengan la capacidad para 6 usuarios.
Sistema de construcción modular sostenible
Por esta razón el hogar debe de alguna manera irse desarrollando
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al paso que se desarrolla la familia y esto se puede lograr construyendo viviendas modulares que cuando surge la necesidad de ampliar, esta sea de gran facilidad. Según la ONE (Oficina Nacional de Estadística), “Breve mirada a la preferencias de facundidad de la población dominicana”.
La vivienda digna es un derecho humano y está dentro de la “La Declaración Universal de los Derechos Humanos” establecida por La Asamblea General de la ONU. De los 30 artículos que establece dicha declaración, el siguiente concierne a este estudio: Artículo 25.1 Toda persona tiene derecho a un nivel de vida adecuado que le asegure, así como a su familia, la salud y el bienestar, y en especial la alimentación, el vestido, la vivienda, la asistencia médica y los servicios sociales necesarios; tiene asimismo derecho a los seguros en caso de desempleo, enfermedad, invalidez, viudez, vejez u otros casos de pérdida de sus medios de subsistencia por circunstancias independientes de su voluntad. Fuente: Declaración Universal de los derechos Humanos, sitio: http://www.un.org/es/documents/ udhr/ También
establecido
por
el
“Pacto
Internacional de los Derechos Económicos, Sociales y Culturales” (del cual la República Dominicana también es miembro), de los 10 derechos que se reconocen, se especifica lo siguiente: Art. 11 Derecho a un nivel de vida adecuado y a la mejora continua de las condiciones de existencia Fuente: Oficina del Alto Comisionado de las Naciones Unidas para los derechos Humanos. Enlace: http://www2.ohchr.org/spanish/law/cescr.
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htm
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[Estudio medioambiental]
Diseño y construcción sostenible Para comenzar nuestra investigación sobre diseño
Además el hombre debe de aprender que para
produzcan o que existan en el lugar y evitar hacer
los problemas y a través de los mismos proponer
y no tratar de dominarla.
República Dominicana no se produce aluminio,
y construcción sostenible tenemos que determinar
las pautas que se deben tomar en cuenta.
¿Por qué hacer arquitectura sostenible? El diseño y la construcción sostenible es la que
toma en cuenta los factores de la naturaleza para lograr mejores resultados en las edificaciones,
como por ejemplo el asoleamiento de la edificación, recolección de agua y utilización
de materiales renovables. A la hora de hacer
arquitectura debemos tener una mayor conciencia para reducir el impacto medioambiental.
hombre debe dominarlo todo, sin embargo, es un pensamiento que todavía tenemos. La realización de edificaciones en terrenos naturales así como en
futuras, tampoco debemos privar de recursos a las demás especies que habitan el planeta.
Otra razón por la que debemos hacer arquitectura sostenible es porque la tierra tan sólo puede satisfacer hasta un punto ya que los recursos
naturales no son ilimitados, estos son finitos, así como los combustibles fósiles, minerales, espacio, y hasta los recursos que son renovables
pueden ser deteriorados debido al sobre-uso que se le puede dar. Entonces debemos no sólo utilizar
quien pertenece a la tierra.
Así que si queremos sobrevivir tenemos que cooperar para cuidar los recursos que tenemos.
los materiales que se utilizan en la construcción
cierto tiempo debemos reemplazar los materiales
o elementos de las edificaciones. Si entendemos la vida útil de cada material y también sabemos cuál es el ciclo de vida de restauración de ese material entonces podremos determinar cuáles materiales son eficientes para la construcción. Por ejemplo: si uno decide hacer una casa de madera y sabe
que a los 15 años debe cambiarla, pero el árbol
dura 20 años en crecer lo suficiente, entonces hay que sembrar dos árboles 5 años antes de construir esa casa y unos 5 años antes de cada cambio. De
este modo se crea un ciclo de vida sin depredar el medio ambiente.
El “dónde” es otra incógnita que debe de tomarse
madera, entonces esas plantas deben de ser del
una arquitectura que sea amigable con el medio
mismo lugar, para reducir transporte.
no mejor diseñar una puerta con maderas que
existen en el lugar?
ambientalmente hablando, es mucho más factible
no pertenece al hombre, sino que el hombre es
los recursos, sino saber cómo administrarlos,
por ejemplo: si se construyen edificaciones con
que importarlo y luego hacer la puerta. ¿Por qué
por el sentido de dominio, sin embargo la tierra
tienen un ciclo de vida, esto definirá cada que
Pero no sólo es no comprometer las generaciones
y se quiere hacer una puerta de aluminio hay
El “cómo se realizará” es otro aspecto que
que el hombre hace desafiando la naturaleza y es
medio-ambientalista, “Las acciones del hombre
sin comprometer las generaciones futuras”.
largos viajes de transporte. Por ejemplo, en la
montañas, islas artificiales y ciudades, son gestos
El tiempo es un factor importante ya que todos
deben de satisfacer las necesidades del presente
Sistema de construcción modular sostenible
Es un pensamiento muy anticuado pensar que el
Construir edificaciones de esta categoría es
necesario porque así como lo establece la filosofía
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sobrevivir tenemos que cooperar con la naturaleza
muy en cuenta porque para la realización de ambiente es conveniente utilizar materiales que se
debe contemplarse a la hora de diseñar ya que la realización de un proyecto que no requiera
excesiva mano de obra. Esto indica que no hay eficiencia en la construcción. Otra nota es que se debe tratar de no utilizar equipos pesados lo más que se pueda ya que además de utilizar muchos
combustibles, estos equipos también requieren de mucha energía y mantenimiento. No es que el uso
de estos equipo está mal, pero si se puede resolver de una manera más sencilla y sin necesidad de
equipos pesados, ¿por qué no sentarse un tiempo
a pensar en alternativa de como realizar cada parte de la obra de una manera eficiente?
Consejos para la realización de una edificación sostenible
Restaurar el medio:
Trabajar con ciclos de vida:
restaurar todo lo que se intervino pero con los
una edificación puede tener un uso un día, y otro
Cuando la obra esté terminada, es necesario mismos recursos que existían. Utilizar la misma
tierra y las mismas plantas que habían en el sitio (en algunos casos es necesario hacer una
Los proyectos tienen diferentes ciclos de vida, día tener otro. Entonces debemos de diseñar proyectos que tengan multiplicidad de usos.
restauración de fauna).
Energía Eléctrica
requiere de conocimientos y estar consciente
Salud:
obtener energía electrica de manera limpia y no
durante el ciclo de vida de un proyecto. Para
ambiente, pero también de las personas que
de estas opciones estan la energía solar, la eólica
y poder tener una visión enfocada en alternativas
garantizar la salud y la seguridad. Se deben
tecnologías altamente desarrolladas como lo
La realización de una arquitectura sostenible
Hoy en día existen diferentes maneras de
de la mayoría de las acciones que se adoptan
No sólo debemos pensar en la salud del medio-
dañina para el medio-ambiente. Entre algunas
lograrla tambien es necesario ser perseverantes
utilizarán las edificaciones. Estas deben de
y la hidroelectricidad. Cada una de estas tienen
eficaces.
evitar los materiales que se descompongan
son las ventanas solares.
Eficiencia
generan una serie de enfermedades.
No sólo hay que pensar en la forma de obtención
lograr arquitectura sostenible. Se puede lograr
Fácil de mantener y operar:
utilizar equipos eléctricos de bajo consumo.
implementación de nuevas tecnologías para la
tomarse en cuenta porque se pueden reducir
Consejos para ubcación de equipos
mismas.
detergentes, pintura, insulación, cambio de
Refrigeradores: no deben de estar en muros que
La eficiencia es una de las llaves para poder
con gran facilidad porque muchas veces estos
con pequeños detalles, diseños modulares,
El mantenimiento de las edificaciones debe de
adquisición de energía, agua y el manejo de las
los recursos que utilizan como es el uso de
pero en el consumo. En los proyectos se pueden
tuberias y entre otros.
den hacia el oeste porque este lugar se calienta
Es óptimo diseñar las edificaciones tan sólo
La operatividad se puede optimizar por medio
equipo.
necesarias. El reto está en que la calidad de
ventilación natural podemos diseñar epacios
Estufas: es óptimo que las estufas esten en el
iluminación.
Lavadoras y secadoras: las viviendas deben de
Hacerla pequeña
con los espacios necesarios y las dimensiones
del diseño. Ademas de utilizar iluminación y
espacial no debe perderse.
que requieran menos ventilación y menos
Utilizar recursos renovables
Al utilizar recursos renovables nos mantenemos
Hacerla económica:
utilizar materiales no renovables que sólo se
menos materiales y menos mano de obra para
renovables le damos chance a la naturaleza de
afectamos menos el medio-ambiente.
durante la tarde y disminuye el rendimiento del
muro oeste debido a la incidencia solar.
tener un espacio para secar la ropa (tendedero).
en ritmo con los ciclos de la naturaleza, en vez
Podemos diseñar edificaciones que requieran
Calentador de agua: lo más cercano al oeste o
pueden utilizar una vez. Si utilizamos recursos
su ejecución. Utilizando menos materiales,
transporta agua caliente.
utilizar calentadores solares. Insular tubería que
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recuperarse.
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Diseño “Una buena arquitectura se permite a sí misma adaptarse a las necesidades de los usuarios a través del tiempo”
Sistema de construcción modular sostenible
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Conceptualización
Como ya observamos en el estudio socio-cultural y guiándonos de los reglamentos entonces surge la idea de realizar un diseño habitacional que se adapte a las necesidades de los usuarios en vez de que el usuario se adapte al proyecto. Esto se logra elaborando un diseño que sea lo suficientemente
flexible, en cierto aspecto podría llamarse modular o articulable, compuesto por piezas y bloques que se puedan unir con facilidad.
Reglamentos Se proporcionan las dimensiones mínimas de
Capacidad
Los beneficios del sistema establecido pueden
instancia de un solo dormitorio, porque es
de operatividad, calidad de vida de las
La unidad puede construirse a primera la primera necesidad de una familia joven, luego con el crecimiento del primer hijo o con
la llegada de un segundo hijo, se necesitará
otro dormitorio, entonces simplemente se
le agrega otro bloque de dormitorio. Si se llegase a necesitar una tercera habitación, entonces con gran facilidad se puede realizar esta ampliación.
ser medidos a través de aspectos financieros,
cada espacio a partir de la cantidad de usuarios, actividades a realizar, mobiliario, equipos, comodidad y bienestar.
personas y responsabilidad medio-ambiental.
Como se estableció anteriormente en la
por medio de la mano de obra y el tiempo
habitacionales deben de facilitar el uso para
Se reduciría circunstancialmente el costo de construcción, disminuyendo el margen de error en los estimados de costos.
La manera en que se emplea este sistema constructivo en comparación a la construcción
estadística de la familia dominicana, las unidades 5 personas y por eso, los reglamentos que se
estudiarán son para una cantidad de 6 usuarios (6 en vez de 5, de este modo no entramos en un margen crítico).
con bloques de concreto, es más eficiente y
Dimensiones mínimas para una capacidad de 6
personas, el resto de los espacios deben de
El sistema establecido y el diseño de la
▪▪ Altura mínima: 2.40 m
áreas comunes de la vivienda se mantendrán
asequible para las personas, lo cual representa
▪▪ Comedor-cocina (con mesa central): 10.53 m2
Como la capacidad máxima de habitantes
en estas unidades habitacionales es de 6 abastecer esta población, por esta razón las con las mismas dimensiones fijas y diseñadas para esta cantidad de usuarios, (aunque sea para una o dos personas). En el caso de que
menos deteriorante para los obreros.
vivienda, permiten que la vivienda sea más
un aumento de la calidad de vida de los ciudadanos.
crezca la familia, entonces sólo se necesitan
Finalmente, si analizamos
demás espacios ya están resueltos.
que la reducción en el uso del cemento es de
añadir los bloques de dormitorios porque los
un 54% ya que el volumen que ocupa un (1)
Aplicaciones
Con la misma flexibilidad que el diseño se adapta a las necesidades de los usuarios,
el diseño también se adapta a diferentes tipologías
habitacionales,
así
como
la
realización de un vecindario con cada unidad independiente,
complejos
este sistema
medio-ambientalmente nos damos cuenta
habitacionales,
habitantes:
▪▪ Sala/ estar: 8.91 m2
▪▪ Cocina en “L” (lado mínimo): 2.40 m
▪▪ Dormitorio matrimonial (con clóset): 7.29 m2 ▪▪ Dormitorio Sencillo (con clóset): 5.04 m2
▪▪ Clóset profundidad y ancho: 0.60m y 0.70m ▪▪ Baño completo: 2.00m x 1.52m ▪▪ Patio de Servicio: 2.31 m2
metro lineal de muro de block es de 0.534m3
Fuente:
0.248m3. Ambos con una altura de 2.50m.
Dirección General de Reglamentos y Sistemas.
y el sistema establecido ocupa un volumen de
Recomendaciones
Provisionales
para
Espacios Mínimos en la Vivienda Urbana. M-016,
Además de que los paneles no utilizan ni arena (que se saca de los ríos) ni grava como relleno
ni agregado. En vez, los paneles utilizan foam reciclado que realicen la función de relleno.
casas dúplex, townhouses y una gran diversidad conjunto de apartamentos.
Todas estas tipologías también se pueden
utilizar para diferentes usos como: una tercera
vivienda, vivienda de vacaciones, residencias o de renta, complejo para personas de
tercera edad con asistencia médica, unidades turísticas entre otros usos.
Jakob Brockmans
estudiantiles, residencias familiares, privadas
49
PLANOS
54
Sistema de construcci贸n modular sostenible
55
Jakob Brockmans
56
Sistema de construcci贸n modular sostenible
57
Jakob Brockmans
Modularidad Plano base
1 dormitorio
Sistema de construcci贸n modular sostenible
M贸dulo dormitorio
60
Dos dormitorios
*Los planos no estรกn a escala
Jakob Brockmans
Tres dormitorios
61
Otras posibilidades
Sistema de construcci贸n modular sostenible
Conjunto de 4 apartamentos
62
Jakob Brockmans
Townhouse
63
64
Sistema de construcci贸n modular sostenible
Jakob Brockmans
Estimado de costos
65
Estimado de costo de mano de obra para una vivienda de blocks de 70m2 Fase 1.0 Preliminares Replanteo Excavación de Zapatas Compactación 2.0 Cimentaciones Hormigón de nivelación Colocación de bloques de 8” 2.1 Losa de piso Carpintero para la Losa Varillero Ligado y vaciado de hormigon 3.0 Muros Colocación de bloques de 8” Pañetetero 4.0 Vigas de amarre Encofrado y desencofrado Ligado y vaciado de hormigon 5.0 Techo de madera y zinc Maestro Carpintero Carpintero de 1era (ayudante) 6.0 Instalaciones Baño Plomero Albañil instalador de ceramicas Cocina Albañil instalador de ceramicas
Días
2 2 1
1 1 1
2 2
1 1
1 2 2
1 1
66
Unidad
Mano de obra Metro lineal Metro cuadrado Metro cúbico
418
7 1744
304 56
1.6
Precio
Costos
RD$1,000.00 RD$800.00 RD$500.00
RD$2,000.00 RD$1,600.00 RD$500.00
RD$500.00 RD$14.00
RD$1,000.00
RD$1,000.00 RD$800.00 RD$630.00
RD$1,000.00 RD$1,600.00 RD$8,820.00
RD$14.00 RD$120.00
RD$24,416.00 RD$36,480.00
RD$90.00 RD$630.00
RD$5,040.00 RD$1,008.00
1 1
2 2
RD$1,200.00 RD$1,000.00
RD$2,400.00 RD$2,000.00
1 1
2 1
RD$1,000.00 RD$1,000.00
RD$2,000.00 RD$1,000.00
1
1
RD$1,000.00
RD$1,000.00
1 1
1 1
RD$1,000.00 RD$1,000.00
RD$1,000.00 RD$1,000.00
1 1
1 2
RD$2,000.00 RD$1,000.00
RD$2,000.00 RD$2,000.00
1
3
RD$1,000.00
RD$3,000.00 RD$100,864.00
Sistema de construcción modular sostenible
Carpintero de 1era Plomero Puertas y Ventanas Instalador de puerta Instalador de ventanas Extras Carpintero de 1era Subtotal
# Personal
LISTA DE PRECIOS APROXIMADOS DEL 5 DE AGOSTO DE 2013
Estimado de costo de materiales para una vivienda de blocks de 70m2
2.0 Cimentaciones Hormigón de nivelación Bloques de 8” Hormigón para bloques 3.0 Losa de piso Tablones 1”X4”X10’ (encofrado) Tablones 1”X4”X10’ (para estacas) Malla electrosoldada (rollo) Varillas de 1/2” x 9’ Ligado y vaciado de hormigon 4.0 Muros Blocks de concreto de 8’’ Hormigón para pegar y rellenar blocks Cemento para pañete (fundas) Arena para pañete 4.2 Vigas Varillas de 5/8” x 9’ (para viga) Plywood 4’x8’ x 1/2” para encofrado Vaciado de hormigón en viga 5.0 Techo de madera y zinc Tablones 2”X6”X16’ (viguetas) Tablones 2”X6”X16’ Extra tablones 2”X6”X16’ (vigas de altura) Tablones 1”X4”X10’ Horizontales OSB debajo 4’x8’ Planchas de Zinc 8’X4’ 6.0 Instalaciones Baño Inodoro Lavamanos Cocina Gabeteros (set) Tope de mesa (set) Fegadero Puertas y Ventanas Puertas Ventanas Extras Extras Subtotal Total
Materiales Unidad Metro cúbico
Costos
1
RD$4,610.00 RD$28.00 RD$4,610.00
RD$1,480.73 RD$11,760.00 RD$4,610.00
7
RD$200.00 RD$200.00 RD$14,500.00 RD$480.00 RD$630.00
RD$2,800.00 RD$1,000.00 RD$25,375.00 RD$26,880.00 RD$4,410.00
2
RD$28.00 RD$4,610.00 RD$300.00 RD$1,000.00
RD$48,832.00 RD$6,915.00 RD$4,200.00 RD$2,000.00
1.6
RD$800.00 RD$1,200.00 RD$4,610.00
RD$33,600.00 RD$12,000.00 RD$7,376.00
28 5 12 30 27 82
RD$500.00 RD$500.00 RD$500.00 RD$200.00 RD$500.00 RD$400.00
RD$14,000.00 RD$2,500.00 RD$6,000.00 RD$6,000.00 RD$13,500.00 RD$32,800.00
1 1
RD$4,000.00 RD$3,000.00
RD$4,000.00 RD$3,000.00
1 1 1
RD$20,000.00 RD$15,000.00 RD$3,000.00
RD$20,000.00 RD$15,000.00 RD$3,000.00
5 13
RD$5,250.00 RD$3,000.00
RD$26,250.00 RD$39,000.00
1
RD$30,000.00
RD$30,000.00 RD$408,288.73 RD$509,152.73
420 14 5 1.75 56 1744 14 42 10
0.3212
Precio
1.5
Jakob Brockmans
Fase
67
Estimado de costo de mano de obra para una vivienda FCR de 70m2 Fase 1.0 Preliminares Replanteo Excavación de Zapatas Compactación 2.0 Cimentaciones Hormigón de nivelación Colocación de bloques de 8” 2.1 Losa de piso Carpintero para la Losa Varillero Ligado y vaciado de hormigon 3.0 Muros Instaladores Columna pre-fabricada (incluido) Vigas Pre-Fabricadas (incluido) Varillero de 1era Vaciado hormigón en elementos Paneles (incluido) 5.0 Techo de madera y zinc Maestro Carpintero Carpintero de 1era (ayudante) 6.0 Instalaciones Baño Plomero Albañil instalador de ceramicas
Sistema de construcción modular sostenible
Cocina Albañil instalador de ceramicas
68
Carpintero de 1era Plomero Puertas y Ventanas Instalador de puerta Instalador de ventanas Extras Carpintero de 1era Subtotal
Mano de obra # Personal Días Unidad Metro cúbico
Precio
Costos
2 2 1
1 1 1
RD$1,000.00 RD$800.00 RD$500.00
RD$2,000.00 RD$1,600.00 RD$500.00
2 2
1 1
RD$500.00 RD$14.00
RD$1,000.00
1 2 2
1 1
RD$1,000.00 RD$800.00 RD$630.00
RD$1,000.00 RD$1,600.00 RD$8,820.00
2
2
1
1
1 1
418
7
RD$3,000.00 RD$12,000.00 RD$800.00 RD$630.00
RD$800.00 RD$1,088.64
2 2
RD$1,200.00 RD$1,000.00
RD$2,400.00 RD$2,000.00
1 1
2 1
RD$1,000.00 RD$1,000.00
RD$2,000.00 RD$1,000.00
1
1
RD$1,000.00
RD$1,000.00
1 1
1 1
RD$1,000.00 RD$1,000.00
RD$1,000.00 RD$1,000.00
1 1
1 2
RD$2,000.00 RD$1,000.00
RD$2,000.00 RD$2,000.00
1
3
RD$1,000.00
RD$3,000.00 RD$47,808.64
LISTA DE PRECIOS APROXIMADOS DEL 5 DE AGOSTO DE 2013
1.728
Estimado de costo de materiales para una vivienda FIBROCK de 70m2
2.0 Cimentaciones Hormigón de nivelación Bloques de 8” Hormigón para bloques 3.0 Losa de piso Tablones 1”X4”X10’ (encofrado) Tablones 1”X4”X10’ (para estacas) Malla electrosoldada (rollo) Varillas de 1/2” x 9’ Ligado y vaciado de hormigon 4.0 Muros Columna pre-fabricada Vigas Pre-Fabricadas Varillas de 5/8” x 9’ (para viga) Vaciado hormigón en elementos Paneles Tornillos (paquetes) 5.0 Techo de madera y zinc Tablones 2”X6”X16’ (viguetas) Tablones 2”X6”X16’ Extra tablones 2”X6”X16’ (vigas de altura) Tablones 1”X4”X10’ Horizontales OSB debajo 4’x8’ Planchas de Zinc 8’X4’ 6.0 Instalaciones Baño Inodoro Lavamanos Cocina Gabeteros (set) Tope de mesa (set) Fegadero Puertas y Ventanas Puertas Ventanas Extras Extras Subtotal TOTAL
Materiales Unidad Metro cúbico
1
RD$4,610.00 RD$28.00 RD$4,610.00
RD$1,480.73 RD$11,760.00 RD$4,610.00
7
RD$200.00 RD$200.00 RD$14,500.00 RD$480.00 RD$630.00
RD$2,800.00 RD$1,000.00 RD$25,375.00 RD$26,880.00 RD$4,410.00
RD$500.00 RD$400.00 RD$800.00 RD$4,610.00 RD$700.00 RD$800.00
RD$28,000.00 RD$8,400.00 RD$33,600.00 RD$7,966.08 RD$72,800.00 RD$18,400.00
28 5 12 30 27 82
RD$500.00 RD$500.00 RD$500.00 RD$200.00 RD$500.00 RD$400.00
RD$14,000.00 RD$2,500.00 RD$6,000.00 RD$6,000.00 RD$13,500.00 RD$32,800.00
1 1
RD$4,000.00 RD$3,000.00
RD$4,000.00 RD$3,000.00
1 1 1
RD$20,000.00 RD$15,000.00 RD$3,000.00
RD$20,000.00 RD$15,000.00 RD$3,000.00
5 13
RD$5,250.00 RD$3,000.00
RD$26,250.00 RD$39,000.00
1
RD$30,000.00
RD$30,000.00 RD$462,531.81 RD$510,340.45
420
14 5 1.75 56 56 21 42 104 23
0.3212
Precio
Costos
1.728
Jakob Brockmans
Fase
69
Resultados El nuevo material desarrollado agrupa las siguientes características:
SEMANA IV
Sistema de construcción modular sostenible
SEMANA III
SEMANA II
SEMANA I
▪▪ Es 74.7% más resistente que el Sheetrock. ▪▪ Es 71.6% más resistente que el Durock. ▪▪ El peso en comparación con el hormigón de 240kg/cm2 se redujo un 64%. ▪▪ El uso de este material no es para cargas a compresión, se diseño para utilizarlo a la flexión. ▪▪ Es buen insulante ya que no deja pasar el calor porque contiene foam procesado. ▪▪ Es ecológico porque la reducción del uso del concreto es de 54%. ▪▪ Reducción de un 66.67% del tiempo de construcción.
{ { { {
VIVIENDAS CON BLOQUES DE CONCRETO
VIVIENDAS CON PANELES DE FIBROCK
6-7 DÍAS
Sistema apanelado propuesto
Sistema tradicional de blocks
Tiempo de construcción de 56m
lineales de muro con altura de 2.70m
Tiempo de construcción de 56m
2-3 lineales de muro con altura de 2.70m
DÍAS
Jakob Brockmans
La eficiencia del nuevo sistema se aprecia de manera exponencial. A medida que aumenta la producción, se ahorra más tiempo y recursos.
71
72
Sistema de construcci贸n modular sostenible
Referencias ▪▪ Oficina del Alto Comisionado de las Naciones
Unidas para los derechos Humanos | Enlace: http:// www2.ohchr.org/spanish/law/cescr.htm
▪▪ Referencia: “Nevada City Co-Housing” en Nevada, California, USA.
▪▪ Referencia: “Harmony Village” en Golden, Colorado, USA y el “East Lake Commons en Atlanta”, Georgia, USA.
▪▪ “The Natural House”,Daniel D.Chiras. ▪▪ Estimating Production: Maintain production history files on every masonry task. Carolyn Schierhorn.
▪▪ Recomendaciones provisionales para espacios mínimos en la vivienda urbana. | M-016, DGRS (Direcció General de Reglamentos y Sistemas).
▪▪ Xtec | Enlace:http://www.xtec.cat/~sescanue/ neolitic/castellano/index.html-
▪▪ Allied Concrete Co.; Concrete Block Sizes and Shapes.
▪▪ Wiki Answers | Enlace: http://wiki.answers.
com/Q/How_many_blocks_can_a_block_layer_or_ mason_lay_in_a_day
▪▪ UK.answers | Enlace: http://uk.answers.yahoo.
com/question/index?qid=20081006075141AAOaVlP
▪▪ Ingeteca | Enlace:http://ingeteca.info/
precios-mano-de-obra/ http://www.scribd.com/ doc/53143542/Varilla
▪▪ Declaración Universal de los derechos Humanos |
Jakob Brockmans
Enlace: http://www.un.org/es/documents/udhr/
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Sistema de construcci贸n modular sostenible
Mia: Tú has sido una persona de suma importancia en mi vida. Santo Domingo no hubiera sido lo mismo sin tí, era una ciudad nueva y un gran reto para mí conocer nuevas personas, entender cómo funciona y entre otras cosas, no sólo me ayudaste a ubicarme, también a sentirme bien de estar en Santo Domingo. Contigo he aprendido muchas cosas sobre mí mismo y sobre la vida. También contigo aprendí que “No importa de donde vienes, lo que importa es hacia donde vas”. Edita Mayerstein: A demás de todos los consejos, nuestras conversaciones de ideas y el intercambio de pensamientos; me han servido como base de que las cosas se hacen con el poder de “querer” y la perseverancia. Familia Calderón, familia Fermín y familia Lorenzo: Aunque son tres familias ustedes son mi segunda familia y gracias a ustedes pude acostarme todas las noches sabiendo que hay un grupo de personas aquí en Santo Domingo que me cuida y me tiene presente en todos momentos. También quiero agradecerles por sus constantes consejos. Julio Lorenzo: No es por competencia, pero siempre sabía que había otra persona como yo, en lo mismo que yo, para lo mismo que yo. Esto me dejaba saber que sí valía la pena hacer un buen trabajo, porque hay otra persona con la que puedo compartir y que entiende buenas ideas arquitectónicas. Saskia Brockmans: Gracias por estar ahí y siempre atenta, mostrando gran entusiasmo por las cosas que hago. Luis Serret: Título de tío y gran amigo, me han aportado mucho las conversaciones y observaciones sobre los proyectos desde el punto de vista profesional. Geovanis Perez Linval: Muchas gracias por tomar su tiempo para observar el proyecto y hacer siempre las correcciones necesarias. También por la alta dedicación como asesor, asegurándose siempre de que los trabajos den lo mejor. Escuela de Ingeniería Civil: Por facilitar el uso de los equipos para poner a prueba los materiales.
Jakob Brockmans
Agradecimientos
Alexandra Brockmans y Raphael Diaz Faña: No sé ni como, ni por dónde comenzar porque el agradecimiento es por todo. Sin ustedes simplemente no estaría donde estoy. Gracias por su apoyo incondicional, por permitirme recibir una buena educación, y aunque suene cursi, por ser los mejores padres.
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Sistema de construcci贸n modular sostenible