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SEMINARIODISEÑO DE EDIFICIOSDE MEDIANA ALTURAEN CLT

PROTOTIPO EDIFICIO CLT Y SOLUCIONES TÉRMICAS Y ACÚSTICAS DEL SISTEMA

CONSTRUCTIVODra. Arq. Camila Burgos Leiva

[email protected]

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Proyecto Innova CORFO 15BPE –47270 “Ingeniería Sismorresistentepara Diseño Estructural de Edificiosde Mediana Altura en MaderaContralaminada de Pino RadiataCrecido en Chile“


mailto:[email protected]


PROTOTIPO EDIFICIO CLT

Figura 1: Isométrica del edificioFuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”-CLT Chile, 2015.



Figura 2: Isométrica del edificioFuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”-CLT Chile, 2015



Figura 3: Vista isométrico techumbre. Fuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”-CLT Chile, 2015.



Figura 4: Elevación PrincipalFuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”-CLT Chile, 2015



Figura 5: Elevaciones lateralesFuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”-CLT Chile, 2015


PLANTA TIPO EDIFICIO CLT

Figura 6: Planta tipoFuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”- CLT Chile, 2015


ESTRUCTURACIÓN Y MODELACIÓN DE LOS PANELES

Figura 7: Planta piso 1.Fuente: Tesis Estudio de costos de fabricación de paneles CLT para la construcción de edificios de

mediana altura, 2016.

Dimensión de 20,58 m. x 7,08 m. al igual que el piso 2, 3 y 4.


DESCRIPCIÓN DE LOS PANELES

Fuente: Tesis Estudio de costos de fabricación de paneles CLT para la construcción de edificios de mediana altura, 2016.

PANEL CLT. Largos variables de acuerdo a la luz a cubrir entre muros estructurales. Espesor de 0,22 m., Ancho 1,20 m.LOSA

PANEL VENTANA o DINTEL

SIMBOLOGIA PISOS 1 AL 4

PANEL CLT. Usado como antepecho y dinteles de ventanas. Solo en envolventes.

PANELES CLT de 0,12 m. de espesor, 1.20 m. de ancho y 2.40 m. de largo. Usado en la envolvente de edificio y en muros estructurales

1/2 PANEL PANEL CLT de 0,12 m. de espesor, 0,60 m. de ancho y 2,40 m. de largo. Usado en envolvente de edificio y en muros estructurales.

PANEL CLT. Usado como peldaños y en descanso de escalera.

PANEL CLT. Usado en ejes estructurales para completar largos. Dimensiones variables.PANEL AJUSTE

ESCALERA

PANEL 2

PANEL 1

Tabla 1: Descripción de tableros y su disposición.


FICHA TÉCNICA DE PANELES DE CLT

Figura 8: Ficha Técnica paneles CLT.Fuente: Libro “Sistema Constructivo en madera contralaminada para edificios.”- CLT Chile, 2015

Especie Pino Radiata

Origen Arauco estructural MSDDimensiones Nominales

(Madera Aserrada)41 mm x 138 mm x 4.00 m

Dimensiones Reales

(Madera Aserrada)42 mm x 141 mm x 4.01 m

Contenido de Humedad 11,9%

Densidad de Referencia 445 kg/m3

Módulo de Elasticidad 9,92 GPaAdhesivo Adhesivo Estructural PrefereResina Prefere 6151 (100 pp.)Catalizador Prefere 6651 (15 (pp.)Esparcido utilizado 400 gr/m2

Dimensiones Paneles 120 mm x 1200 mm x 2400 mmNúmero de capas 3Dimensión Final Panel 120 mm x 1200 mm x 2400 mm.


MODELO SIMULACIÓN DESIGN BUILDER

Figura 9: Simulación del edificio en Design Builder.Fuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design

Builder- para un edificio de mediana altura construido en sistema CLT, 2016..


PLANTA EDIFICIO DESIGN BUILDER

Figura 10: Planta del edificio en Design Builder.Fuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design



ILUMINACIÓN NATURAL

Figura 11: Iluminación Natural del programa Design BuilderFuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design


Antofagasta 01 Julio 15.00 hrs - Invierno


ILUMINACIÓN NATURAL

Figura 12: Iluminación Natural del programa Design BuilderFuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design


Antofagasta 01 Enero 15.00 hrs - Verano


-200,00

-150,00

-100,00

-50,00

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

Baño

Baño

Caja

esc

ala

Cocin

a

Cocin

a

Dor

mito

rio

1

Dor

mito

rio

1

Dor

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2

Dor

mito

rio

2

Sala

de

esta

r

Sala

de

esta

r

Terr

aza

Terr

azaWh/

m2

Zonas piso 1

Ganancias y/o pérdidasmuros y techos

Antofagasta - 1 julio

Muros Techos

GANANCIAS Y/O PÉRDIDAS MUROS Y TECHOS

Figura 13: Ganancias y/o pérdidas muros y techos Antofagasta InviernoFuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design



-100,00

-80,00

-60,00

-40,00

-20,00

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

Bañ

o

Bañ

o

Caj

a e

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la

Co

cin

a

Co

cin

a

Dor

mit

orio

1

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1

Dor

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2

Dor

mit

orio

2

Sala

de

est

ar

Sala

de

est

ar

Terr

aza

Terr

aza

Wh

/m2

Zonas piso 1

Ganancias y/o pérdidasmuros y techos

Antofagasta - 1 enero

Muros Techos

GANANCIAS Y/O PÉRDIDAS MUROS Y TECHOS

Figura 14: Ganancias y/o pérdidas muros y techos Antofagasta VeranoFuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design



GANANCIAS SOLARES VENTANAS

Figura 15: Ganancias solares en ventanas. Antofagasta 1 julio - InviernoFuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design


26,44

540,37

404,24

422,47

174,8517,683610,54

Gan. Solares Ventanas Ext. Wh/m²Antofagasta - 1 julio

Baño Caja escala Cocina


80,81

126,20

95,68

181,73

347,53

55,03

902,15

Gan. Solares Ventanas Ext. Wh/m²

Antofagasta - 1 enero

Baño Caja escala Cocina Dormitor io 1

Dormitor io 2 Sala de estar Terraza

GANANCIAS SOLARES VENTANAS

Figura 16: Ganancias solares en ventanas. Antofagasta 1 enero - Verano

Fuente: Evaluación del comportamiento térmico mediante programa computacional –Design

Builder- para un edificio de mediana altura construido en sistema CLT, 2016.


RESULTADOS

- El CLT en Santiago demuestra funcionar de excelente manera las temperaturasmáximas obtenidas no se alejan en gran medida de la temperatura de confortdeseada (25°C), sin tener aislación térmica, ni elementos de terminaciones, losque aumentarán su capacidad térmica.

- Se debe verificar diferentes espesores para optimizar su funcionamiento. ElCLT disipa el calor, demostrando que el calor del muro penetra y se expulsa deforma inteligente, dependiendo de su calor específico y conductividad térmica.

- En verano los muros presentan pérdidas solares, sin embargo las ventanasexteriores y los techos, serán grandes captadores de energía solar, lo quellevará a un aumento paulatino de la temperatura interior durante el día,debido a que la radiación solar choca con los muros exteriores calentando elaire contenido y aumentando las temperaturas interiores.


ESTUDIO TÉRMICO - ACÚSTICO

Las 3 zonas geográficas por las cuales se optó paraaislar térmica y acústicamente el edificio de medianaaltura son:- Norte Litoral. (Arica, Iquique, Antofagasta, Mejillones,Caldera, Coquimbo y la Serena)- Central Interior. (Santiago, Rancagua, San Fernando,Talca, Linares)Sur Interior. (Chillán, Temuco, Osorno, Puerto Varas,Puerto Montt)


Fuente: Proposición de sistema de aislación térmica y acústica, para edificios de mediana altura en el sistema CLT, en 3 zonas climáticas de Chile, 2016

Tabla 2: Exigencia de aislación térmica y acústica según zona climática del edificio de mediana altura propuesto


Zona Climática

Valores máximos Transmitancia térmica (1) Reducción Acústica (2)

Techumbre MuroPiso

VentiladosVentana Muro Pisos

U U U U Aéreo Aéreo Impactow/m2k w/m2k w/m2k w/m2k db db db

Norte Litoral (NL)0,8 2 3 5,8 45 45 75

Zona Térmica 1

Central Interior (CI)0,5 0,8 0,8 3 45 45 75

Zona Térmica 3 y 4

Sur Interior (SI)0,3 0,5 0,7 3 45 45 75

Zona Térmica 4,5 y 6

(1) (2) OGUC – marzo 2016


Fuente: Proposición de sistema de aislación térmica y acústica, para edificios de mediana altura en el sistema CLT, en 3 zonas climáticas de Chile, 2016

Tabla 3: Características de aislación térmica y acústica de los paneles usados en el edificio de mediana altura propuesto


(1) CLT Handbook edición USA – www.dataholz.com (2) FPInnovations , www.fpinnovations.ca

Tipo Espesor U Reducción acústica (2)

Elemento mm w/m2k (1) Aéreo db Impacto db

Muro 120 0,79 39 23

Techumbre 220 0,43 39 24

Piso 220 0,43 39 24

SEMINARIODISEÑO DE EDIFICIOSDE MEDIANA ALTURAEN CLTEl CLT como material aislante:

Ø Térmicamente Cumple

Ø Acústicamente No Cumple Ruido por impacto

Zonas climáticas:

Ø Norte Litoral.Ø Central Interior.Ø Sur Interior.

Mismas soluciones de aislación.


ü

Figura 17: Solución muro perimetralFuente: Proposición de sistema de aislación térmica y acústica, para edificios de mediana altura

en el sistema CLT, en 3 zonas climáticas de Chile, 2016

SOLUCIÓN MURO PERIMETRAL (1) (2)


U [w/m2k] 0,43

Rw Aéreo 48

Rw impacto N/A

Materiales del sistema constructivo· Muro CLT 120mm· Pieza de madera 41 x 41 mm· Placa de yeso cartón 12,5mm

ü


U [w/m2k] 0,27

Rw Aéreo 56

Rw impacto N/A

Materiales del sistema constructivo

· Plancha zincalum (tipo 5v o similar)· Papel fieltro.· Losa cubierta CLT 220mm.· Lana mineral 50mm con papel en una cara.· Estructura metalcon o madera.· Plancha de yeso cartón de 12,5mm

Figura 18: Solución techumbreFuente: Proposición de sistema de aislación térmica y acústica, para edificios de mediana altura


SOLUCIÓN TECHUMBRE (1) (2)


üü


U [w/m2k] N/A N/ARw Aéreo 79

Rw impacto 75

Materiales del sistema constructivo

· Piso de corcho HRF 10,5mm· Espuma niveladora· Losa piso CLT 220mm· Lana mineral 200mm con papel en una cara.· Perfil metálico portante 40R· Placa de yeso cartón 12,5mm

Figura 19: Solución pisoFuente: Proposición de sistema de aislación térmica y acústica, para edificios de mediana altura


SOLUCIÓN PISO (1) (2)


üü


Figura 20: Solución uniones paneles losa y muroFuente: Rothoblaas – Simpson Strong Tie.

SOLUCIÓN DE UNIONES DE PANELES DE LOSA Y MURO

Simpsong Strong Tie y Rothoblaaspresentan una solución elástica yestable, reduce significativamentela transmisión del ruido por víaaérea y estructural. Rothoblaaspropone un mínimo de 5db yllegando a reducir el ruido en másde 15db. Estructura monolítica delpoliuretano, el que garantiza unagran estabilidad, una excelenteimpermeabilidad frente al agua ysiendo, a su vez, un nivelador defallas.


Figura 22: Solución fijaciones paneles de muro a losaFuente: Simpson Strong Tie

SOLUCIÓN DE FIJACIONES DE PANELES DE MUROS A LOSA

Simpson Strong TieMuros a losas es importantefijarlos con elementos quereduzcan las vibracionesgeneradas por las pisadas de loshabitantes del edificio. El perfilinsonorizante asegura lareducción de los ruidos.


Figura 23: Solución piso en zonas húmedasFuente: Rothoblaas.

SOLUCIÓN DE PISO EN ZONAS HÚMEDAS DEL EDIFICIO

Rothoblaas - Simpson Strong TieProponen usar una membranade la mezcla bituminosa (Betúnelastoplastomérico y fieltro depoliéster), el producto tiende acerrarse alrededor de lossistemas de fijación,garantizando laimpermeabilidad. Logra absorberlas vibraciones debidas alimpacto de las pisadas hasta en26 dB.


Las mejoras, producen un aumento en la resistencia térmica de la envolvente,lo que se traduce en un incremento de ahorro energético y condiciones deconfort higrotérmico. Se traducen en el tiempo en menores consumos deenergía e impacto al ambiente, permitiendo menores costos de mantención dela vivienda.

Construir viviendas sociales energéticamente eficientes es una inversión delargo plazo, y un esfuerzo de altísima retribución. Las menores pérdidas de calordeterminadas en las viviendas fueron por el piso (losa).

El CLT disipa el calor, demostrando que el calor del muro penetra y se expulsade forma inteligente, dependiendo de su calor específico y conductividadtérmica, demostrando ser un sistema constructivo con excelentespropiedades térmicas y si se le agregan materiales funciona bien en cuanto alos temas acústicos. Pudiéndose considerar un material sustentable.



Proyecto Innova CORFO 15BPE –47270 “Ingeniería Sismorresistente para Diseño Estructural de Edificios de Mediana Altura en Madera Contralaminada de Pino Radiata Crecido en Chile“

Para mayor información: www.conmaderausach.cl

http://www.conmaderausach.cl/

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