CONSTRUCCIÓN, DISEÑO Y CÁLCULO EN MADERA PROYECTO FINAL Autor: Nicolás Alonzo
Planta baja esc. 1:50
Planta alta esc. 1:50
Memoria Técnica
Muros
El proyecto es el de una vivienda unifamiliar, pensada principalmente para ser una casa de veraneo en un balneario en la costa uruguaya. Construida en madera, de dos niveles y con un área interior de 55 m2, la misma comprende dos dormitorios, living, cocina, comedor, un baño completo y un baño de servicio. Además cuenta con áreas exteriores techadas, una de ellas donde se encuentra un balcón con vista al horizonte marítimo como extensión de los dormitorios hacia el exterior y la otra en planta baja, destinada a un espacio para la colocación y uso de un parrillero ya que se entiende fundamental su presencia en una casa de balneario para nuestra cultura.
Una vez que el hormigón ha fraguado y los pernos se encuentren firmemente fijados en el hormigón se podrá proceder con la colocación de las presoleras de los tabiques perimetrales e interiores. Antes de la colocación de las presoleras se coloca una membrana asfáltica impermeable la cual cumple la función de evitar el contacto de la madera con el hormigón para que no absorba el agua de constitución del mismo. Luego se procede al posicionado de los paneles prefabricados en taller mediante una grúa de escala pequeña.
Se eligió como sistema constructivo fundamental el sistema plataforma, reforzado con el sistema pilar y viga debido a la presencia del balcón y al gran voladizo del techo de forma de poder contribuir con la estabilidad de la estructura. Este sistema plataforma, permite el armado de sus paneles en taller, para luego trasladarlo, colocarlo y terminarlo de armar con sus diferentes capas en el sitio, dejando exclusivamente la obra húmeda para la constricción de la comendación, que en este caso se eligió una platea de hormigón armado.
Los paneles (tanto interiores como exteriores) se componen estructuralmente por una solera inferior de sección 5”x2”. A ella, van unidos dos tipos de pies derechos: Pies derechos simples y pies derechos reforzados (los cuales sirven para unirse con otros paneles). Los pies derechos simples (de sección de 5”x2” y una altura de 2,20mts) se colocan separados según plano de fabricación y van atornillados a la solera inferior y superior por medio de 2 tornillos autoroscantes de acero galvanizado. Los pies derechos reforzados tienen una sección de 5”x5” por 2,20mts de alto. Además van suplementados con 1 pie derecho de 5”x2” por 2,20mts de largo de cada lado a fin de poder anclar los herrajes de unión entre paneles.
Las piezas de madera proporcionadas por el proveedor deberán tener un contenido de humedad no superior al 12%, la cual se corroborará mediante mediciones con un xilohigrómetro. Las mismas no deberán presentar defectos de secado, bolsas de resina ni nudos. Además todos los componentes deberán estar protegidos por medio de impregnación con sales de CCA por métodos de presión y vacío.
La estructura del tablero se completa con elementos horizontales (cortafuegos) que van colocados entre los pies derechos. Estos elementos cumplen la función de evitar el pandeo de los pies derechos y rigidizar el panel. Tienen una sección de 5”x2” y se colocan atornillados entre pies derechos por medio de 2 tornillos de acero galvanizado y cabeza plana. Los cortafuegos se colocan desfasados para permitir atornillado según se especifica en el gráfico respectivo.
Cimentación La primera etapa consiste en el replanteo sobre el terreno de la cimentación de la vivienda. La cimentación se realizara mediante la construcción de una platea de hormigón armado. La misma se construirá sobre un suelo que estará compuesto por una capa de relleno natural compactado, sobre él, una capa de balasto compactado y sobre este, un Film de polietileno que actuará como una barrera contra la humedad ascendente del terreno. Antes de realizar el hormigonado de la platea se deberá realizar el replanteo uno por uno de los pernos de anclajes de los tabiques, de modo de evitar errores en el posicionado. Los mismos se colocaran con el hormigón aun en estado plástico y se deberá verificar su verticalidad.
Fachada sur esc. 1:50
Fachada este esc. 1:50
Muros exteriores Además de los elementos estructurales, el panel se compone de: -El revestimiento interior, que será de yeso de 15mm de espesor en placas de 1220 x 2440mm, vinculadas a la estructura del tablero por medio de tornillos autoroscantes de acero galvanizado . -El material aislante lo constituye la lana de vidrio, de densidad 50 kg/m 3 y de espesor 75mm. Se coloca rellenando los espacios entre pies derechos que quedan en el tablero estructural. El material aislante se recubre en la cara interior con foil de aluminio el cual cumple la función de barrera de vapor y en sus solapes también se cubren los pies derechos logrando una total hermeticidad al vapor de todo el cerramiento. -Más al exterior, el cerramiento lo integran placas de OSB (de 2440 x 1200 x 10mm) cuya función es terminar de rigidizar el tablero. Las mismas van atornillados a los pies derechos y cortafuegos por medio de tornillos de acero galvanizado y cabeza plana. -Sobre las placas de OSB se colocan la membrana impermeable tipo Tyvek la cual es impermeable al agua proveniente del exterior pero permeable al vapor de agua proveniente del interior, permitiendo respirar el cerramiento. La colocación comienza desde abajo y se deben dejar un mínimo de 15cm para los solapes los cuales se unen mediante cinta adhesiva del mismo material. Las fijaciones van cada 45 cm aprox en vertical y en horizontal utilizando clavos o grapas de 1”. También se debe cubrir el vano haciendo pliegues con la membrana para envolver el marco. -El revestimiento exterior será de tablas de pino nacional CCA de espesor 1” clavadas a las placas de OSB.
Muros interiores Los paneles interiores se componen estructuralmente de igual manera que los paneles exteriores. Si son muros que no comprenden parte del cerramiento del baño, se terminan de armar con lana de vidrio como aislante acústico, mientras que el revestimiento interior en ambas caras será de yeso de 15mm de espesor en placas de 1220 x 2440mm vinculadas a la estructura del tablero por medio de tornillos autoroscantes de acero galvanizado.
-En caso de ser una pared que compone el cerramiento del baño, la placa OSB ira del lado que no pertenece al baño. Luego se colocará la lana de vidrio como aislante acústico, con el foil de aluminio hacia el lado del baño (como barrera de vapor) suplementando de igual manera que los muros exteriores, de manera de formar una lámina continúa. -El revestimiento se hará, del lado del baño con placa de yeso resistente a la humedad (placa verde) revestida luego con porcelanato. Del otro lado se realizara el revestimiento con placa de yeso estándar.
Cubierta La cubierta al exterior es de chapa galvanizada de espesor 0,06mm, que estará clavada a clavaderas de pino nacional impregnadas con CCA, ubicadas cada 52cm. A su vez estas estarán clavadas a correas de pino nacional. Entre las clavaderas y las correas, se colocara la membrana impermeable tipo Tyvek (impermeable al agua proveniente del exterior pero permeable al vapor de agua proveniente del interior) Las correas irán apoyadas sobre las vigas y sobre las sobresoleras superiores. Entre las correas irán unidades a las mismas, escuadrías de 2”x4” de forma de rigidizar la estructura. Se coloca lana de vidrio como aislante acústico de espesor 7,5cm recubierto en la cara interior con foil de aluminio el cual cumple la función de barrera de vapor. El revestimiento interior sera realizado con tablas de pino de eucaplitpo de espesor 1” las cuales seran clavadas a las correas.
Corte A-A esc. 1:50
Corte B-B esc. 1:50
Estructura de paneles de los cerramientos verticales
1- Cimentaciรณn: platea de hormigรณn armado 2- Presolera inferior 3- Solera inferior 4- Pies derechos 5- Pies derechos reforzados 6- Cortafuegos 7- Solera superior 8- Sobresolera superior 9- Dintel ventana 10- Dintel puerta 11- Alfeizar 12- Refuerzo 13- Pieza suplementaria 14- Puntal
8 7
8 7
14 9
11 8 7
6 13
9
5 4
6 5 4
6 12
12 3 2 13 9
8 7
11
3 2
8 7
5 4 3 2 1
12
Estructura de paneles Fachada sur
3 2
8 7
13
5 4 3 2 1 Estructura de paneles Fachada oeste
5 4 3 2 1 Estructura de paneles Fachada norte
Planta de techo esc. 1:50
Planta de cimentaciรณn esc. 1:50
Detalles de la resoluciรณn estructural del entrepiso
Resoluciรณn de encuentro entre el entrepiso y el cerramiento vertical
Estructura de piso en voladizo
Arriostramientos
Para impedir el volcamiento de las vigas se hace un reforzamiento de las vigas (cadeneta). Las cadenetas se pueden colocar en linea o traslapadas
Las vigas de entrepiso se instalan una vez dispuesta la solera de amarre del entramado vertical del nivel inferior (sobresolera superior) La solera de amarre sirve de apoyo para las vigas de entrepiso y friso. Las vigas y el friso se unen a la solera de amarre mediante clavos lanceros. El friso se debe clavar a los extremos de cada una de las vigas de piso en forma perpendicular con tres clavos
DETALLE 1 Sobresolera superior Solera superior
Linea de corte
- Tornillo autorroscante acero galvanizado con arandela estanca de goma - Clavadera de pino nacional impregnado con CCA - Cubierta de chapa galvanizada - Membrana impermeable al agua y permeable al vapor de agua (Tyveck) - Correa de pino nacional (sección: 2"x6") - Aislación térmico: Lana de vidrio - Cielorraso de pino nacional e: 2" Cadenetas
- Placa de yeso - Foil de aluminio - Lana de vidrio (aislante térmica) - Pies derechos - Membrana impermeable al agua y permeable al vapor de agua (Tyveck)
Sobresolera superior Solera superior
- Tablero rigidizador de OSB - Revestimiento exterorior: tablas pino nacional CCA
Linea de corte
Solera inferior Presolera inferior
- Piso flotante de madera - Tablero rigidizador de OSB - Panel estructural: Pino nacional (sección 2"x6") - Aislación acústica: lana de vidrio - Cielorraso de placa de yeso
Friso
Solera inferior Presolera inferior
Cadenetas
Sobresolera superior
- Revestimiento: Porcelanato - Adhesivo Binda - Membrana impermeable al agua (Tyveck) - Tablero rigidizador de OSB - Panel estructural: Pino nacional (sección 2"x6") - Aislación acústica: lana de vidrio - Cielorraso de placa de yeso resistente a la humedad
Solera inferior Presolera inferior Friso
Sobresolera superior Solera superior
Solera superior
Puntal Pilar de madera
- Placa de yeso resistente a la humedad - Foil de aluminio - Lana de vidrio (aislante térmica) - Pies derechos - Tablero rigidizador de OSB - Placa de yeso
Abertura fija de aluminio Alfeizar
Linea de corte
DETALLE 2 Solera inferior Revestimiento piso exterior: piedra laja
Presolera inferior
- Piso flotante de madera - Alisado de Arena y Portland - Platea de hormigón armado - Barrera contra humedad ascendente film de polietileno - Balasto compactado - Relleno natural compactado
- Revestimiento de porcelanato - Alisado de Arena y Portland - Platea de hormigón armado - Barrera contra humedad ascendente film de polietileno - Balasto compactado - Relleno natural compactado
DETALLE 3
CORTE INTEGRAL Esc. 1:20
6 7
8
9
10
12 13 14
11
15
16
Detalle 1 Resolución constructiva de intersección de muro y cubierta exterior e interior. Escala 1:10
17
1
1- Resolución de esquina de chapa galvanizada 2- Escuadría rigidizadora
2
3- Viga pino nacional impregnada con CCA 4- Platina metálica de encastre viga-pilar 5- Pilar de pino nacional impregnado con CCA
3
6- Tornillo autorroscante acero galvanizado con arandela estanca de goma
4
7- Clavadera de pino nacional impregnado con CCA
5
8- Cubierta de chapa galvanizada 9- Membrana impermeable al agua y permeable al vapor de agua (Tyveck) 10- Correa de pino nacional (sección: 2"x6") 11- Cielorraso de pino nacional e: 2" 12- Platina metálica de encastre correa con sobresolera superior 13- Sobresolera de pino nacional impregnada con CCA 14- Solera superior de pino nacional tratada con CCA 15- Lana de vidrio (aislación térmica) 16- Foil de aluminio (barrera de vapor)
18
17- Cielorraso de pino de eucaliptos e: 1" 18- Muro exterior - interior
1 2 3 4 5
Detalle 2 Resolución constructiva de encuentro entre pilar y panel estructural con cimentación Escala 1:10
6
2- Foil de aluminio
7
3- Lana de vidrio (aislante térmica)
1 2 3 4 5
4- Pies derechos
6
3- Tablero rigidizador de OSB
5- Membrana impermeable al agua y permeable al vapor de agua (Tyveck)
7
4- Pies derechos
14 18
15
17
9 10 11 12 13
1- Revestimiento exterorior: tablas pino nacional CCA 2- Membrana impermeable al agua y permeable al vapor de agua (Tyveck)
5- Lana de vidrio (aislante térmica)
6- Tablero rigidizador de OSB
6- Tablero rigidizador de OSB
7- Revestimiento exterorior: tablas pino nacional CCA
7- Placa de yeso resistente a la humedad
8- Piso flotante de madera 8
16
1- Placa de yeso
Detalle 3 Unión del cerramiento vertical exterior - interior (baño) con la cimentación Escala 1:10
9- Alisado de Arena y Portland 10- Platea de hormigón armado
12 13 14 15
16
8- Perno de anclaje
17 8 9
11- Barrera contra humedad ascendente film de polietileno 12- Balasto compactado
10- Presolera inferior Pino nacional CCA 11- Armadura de platea
10
13- Relleno natural compactado 14- Perno de anclaje
9- Solera inferior Pino nacional CCA
12- Revestimiento de porcelanato 13- Alisado de Arena y Portland
11
14- Platea de hormigón armado
15- Solera inferior Pino nacional CCA
15- Barrera contra humedad ascendente film de polietileno
16- Presolera inferior Pino nacional CCA
16- Balasto compactado
17- Platina metalica (union pilar de madera y hormigón)
17- Relleno natural compactado
18- Pilar de madera
Comportamiento higrotérmico de los cerramientos verticales exterior - interior
Comportamiento higrotérmico de la cubierta
Análisis higrotermico de los cerramientos Para el diseño y la resolución de los cerramientos, tanto horizontales como verticales, se tomo muy en cuenta el aspecto térmico, buscando generar que los mismos tuvieran un comportamiento térmica adecuado, de forma de, no solo cumplir con los valores mínimos que exige la normativa para los cerramientos livianos, sino que también generar un buen confort térmico dentro de la vivienda, que repercuta en la mejora de la calidad de vida de los usuario y en el ahorro de energía eléctrica para la calefacción artificial del recinto, contribuyendo al concepto de sustentabilidad de la vivienda. Ademas se tomo en cuenta el comportamiento higrotermico de los cerramientos, de forma de intentar de que no se generen condensaciones tanto superficiales como intersticiales, que pueden producir patologías a futuro, como por ejemplo, la aparición de manchas de humedad en los revestimientos, el deterioro de la propia madera utilizada para la estructura o del material aislante, generando en este caso una diminución de la aislación del cerramiento
Sobre el tablero OSB, se coloca la membrana impermeable tipo Tyvek la cual es impermeable al agua proveniente del exterior pero impermeable al vapor de agua permitiendo respirar al cerramiento. La permeabilidad del vapor es fundamental, ya que si existe vapor de agua dentro del cerramiento, su permeabilidad le permite salir, evitando que el vapor de agua quede contenido dentro del lado frío del cerramiento, generando el riesgo de que se produzca la condensación intersticial
El uso y la disposición correcta de ciertos materiales en el cerramiento es fundamental para el cumplimiento de este objetivo.
Ademas se debe decir que los cálculos realizados para ambos cerramientos arrojan el resultado de que cumplen con el mínimo exigido de tramitancia térmica. En el caso del cerramiento verticales la norma exige que la tramitancia térmica de cerramientos verticales liviano sea menor a 0,68W/m2.k y en nuestro caso el resultado obtenido es de U= 0,36 W/m2.k
En el interior se coloca la aislación térmica, la cual consiste en lana de vidrio recubierta en una de sus caras con foil de aluminio el cual cumple la función de barrera de vapor y en sus solapes también se cubren los pies derechos logrando una total hermeticidad al vapor de todo el cerramiento. Esta capa aislante esta constituida por lana de vidrio de densidad 50 kg/m 3, con un espesor de 7,5cm aportando la mayor parte de la capacidad aislante del paramento. La barrera de vapor se debe colocar siempre del lado caliente del cerramiento, osea, del lado interior, quedando cubierta del exterior por la capa de aislante térmica. Ambas capas impedirán que el vapor de agua producido dentro de la vivienda, llegue a capas del cerramiento mas próximas al exterior, que si las mismas se encuentra por debajo de la temperatura de rocío del aire, provocarían que el vapor de agua al contacto con dicha superficie, se convierta en agua en estado liquido, produciendose una condensación intersticial. Ademas la adecuada aislación termica, permite por si sola, evitar la condensación superficial en los cerramientos, ya que evita que las superficies de los mismos alcance temperaturas inferiores a la temperatura de rocio del aire. De no ser así lo que provocaría sería que el vapor de agua del interior de la vivienda, al entrar en contacto con dicha superficie fria (con una temperatura inferior a la de temperatura de rocio del aire) condensaría sobre la superficie del cerramiento, deteriorando dicha capa, si no se realiza una ventilación adecuada.
El resto de los elemntos que integran el cerramiento, contribuyen, pero en menor medida, con la aislación higrotermica del cerramiento En el análisis de los cerramientos, tanto verticales como horizontes, vemos que no existe riesgo de que se produzca condensación intersticial debido a que en ambos gráficos, se visualiza que en todo momento, dentro del cerramiento, la temperatura de rocío del aire es inferior a la temperatura del muro.
En el caso del cerramiento horizontales la norma exige que la tramitancia térmica de cerramientos verticales liviano sea menor a 0,40W/m2.k y en nuestro caso el resultado obtenido es de U= 0,38 W/m2.k