WISE  -­‐  The  Wales  Ins.tute  For  Sustainable  Educa.on  

Juan José Díaz 201014987 Yuli Daniela López 201213895 Nicolás Rawitscher 201024074

María Fernanda Zambrano 201215444

CARACTERÍSTICAS  GENERALES    

LUGAR Gales / Reino Unido FECHA Junio 12 De 2010 TIPOLOGÍA Edificio De Múltiples Usos AUTORES Pat Borer And David Lea (Diseño Y Construcción) AUTORES Rowland Keable And Andy Simmonds (Muro De Tierra) PALABRAS CLAVE Arquitectura Sostenible, Energía Renovable y

Tecnologías Ambientales Los  materiales   u.lizados   para   la   construcción   de  WISE   fueron   cautelosamente   seleccionados   para  minimizar   los  insumos   de   energía   y   el   impacto   medioambiental   que   conlleva   la   construcción.   Se   emplearon   también   altos  estándares  de  calidad  para  asegurar  un  edificio  de  bajo  impacto  ambiental  y  de  poco  consumo  energé.co.  En  WISE,  el   aislamiento  y   la  opresión  del   aire   fueron   combinados   con  el  diseño  para   lograr  que  aumentase   la   iluminación  natural  y  ven.lación,  así  como  el  bajo  consumo  de  energía  en  las  instalaciones  y  guarniciones  del  edificio.  Ya  que  la  idea  consisKa  en  generar  un  bajo  impacto  ambiental,  desde  la  extracción  de  los  materiales,  su  transporte  y  todos   los  procesos  necesarios  para  darles  forma,  en  WISE  se  u.lizaron  materiales  naturales  como  la  madera,   la  .erra  y  el  cáñamo.  Estos  materiales  a  diferencia  de  aquellos  que  son  producto  de  la  minería  o  la  industria,  como  el  acero  y  el  concreto,  no  generan  efectos  colaterales  que  repercutan  en  el  bienestar  del  medio  ambiente.<  

PLANIMETRÍAS  Y  DIAGRAMAS  GENERALES  

SISTEMA PORTANTE- Cimentaciones  

SISTEMAS  

Las cimentaciones del proyecto tuvieron que ser construidas en concreto reforzado para logar la resistencia requerida y la rigidez necesaria. El objetivo del sistema dentro del proyecto era propagar la carga del edificio sobre un área amplia y ser lo suficientemente rígido para soportar algunos movimientos del subsuelo. Por lo contrario el concreto a base de cal se rompería en esta situación. Debido a que uno de los objetivos del WISE es la sostenibilidad, se logro disminuir en gran cantidad la energía incorporada en la construcción de la cimentación. Se incorporo 50% al cemento portland un agregado llamado “ Ground Granulated Blast Furnace Slag” (GGBS) Este elemento es un subproducto de la industria del acero y aunque se le cataloga como desperdicio, esta volviendose cada ves mas popular en los proyectos con fines sostenibles como un agregado clave dentro de la mezcla del concreto. Al tener un uso preferencial del concreto a base de cal por su ventaja medioambiental, los ladrillos que componen los zócalos que soportan el entramado de madera, fueron hechos a partir de arena de cal. Este sistema concibe un doble muro que en la mitad está relleno de perlita que sirve como aislante térmico volviéndose parte activa del funcionamiento térmico del interior del edificio. Haciendo de este elemento un componente activo tanto en la cimentación como en el sistema de cerramiento.

Sistema Vertical

Figura.. Cimentaciones en concreto reforzado

Figura.. Bloques de ladrillo a base de aena de cal usados para la construcción de los zócalos

Estructural

Sistemas

Arquitectónicos

Cimentación

Sistema Horizontal

Entramado Ligero en

madera

SISTEMA PORTANTE- Sistema Vertical y Horizontal  

SISTEMAS  

Sistema Vertical

Estructural

Sistemas

Arquitectónicos

Cimentación

Sistema Horizontal

madera

Entramado Ligero en

La estructura principal del proyecto está construida usando el sistema de entramado ligero en madera. En donde las vigas y las columnas están echas a partir de capas adheridas con un pegante de formaldehido (Glulam). Este sistema de madera laminada permite la facilidad de vencer grandes distancias entre ejes estructurales. Aunque la estructura contenga este pegante tóxico, es solamente una cantidad muy pequeña, por lo tanto el output del sistema se puede considerar más sostenible comparándolo con estructuras de acero y concreto. Por ejemplo, la energía usada para la elaboración de un perfil en I es seis veces más alto que un perfil de madera de 550X165mm con la misma resistencia estructural. También el peso juega un papel importante en el planteamiento estructural, por ejemplo el acero puede ser 20% y el concreto 600% mas pesado que la madera. En WISE el glulam fue usado para la estructura principal permitiendo tener grandes luces entre elementos sin la necesidad de tener que usar materiales sintéticos. Algunas uniones estructurales están a la vista como acabado arquitectónico, pero la mayoría está embebida en el aislamiento térmico de los muros. Las vigas usadas para la cubierta son de madera conífera aprovada por la FSC (Forest Stewardship Counsil), libres de glulam. Debido a que las luces y las cargas no eran tan cruciales. Permitiendo un ahorro de la energía incorporada del proyecto ya que esta madera tiene 7.40MJ/Kg en comparación con 12.0MJ/Kg de la madera con glulam.

Figuras..y… Pórticos en madera laminada mostrando la unión estructural con los zócalos y su trazado geométrico propuesto para la estructura.

SISTEMA DE CERRAMIENTO- Fachada  

SISTEMAS  

Cerramiento

Sistemas

Arquitectónicos

Fachada

Interior

La tierra compactada prevée un soporte estructural para la cubierta pero no forma la envolvente exterior. Esta piel está compuesta por una doble capa de vidrio con una película de Low-e, un gas aislante y marcos de madera aislantes acreditados por la FSC. En donde la sumatoria total de las resistencias térmicas de los materiales tiene un valor de 1.1-1.4W/km2K; un valor de perdida de energía bajo, volviendo la fachada un sistema de control climático pasivo. Las paredes exteriores de WISE están compuestas por 500mm de una mezcla de cáñamo y cal estabilizado con un 15% de cemento Portland, esta mezcla es conocido como “hempcrete”. Este elemento fue rociado hasta que contuviera el marco estructural en madera para reducir la aparición de un puente térmico dentro del muro. Luego como acabado se le aplica una capa de cal. Estas paredes tienen un valor de resistencia térmica de 0.14W/m2K, pero también tienen la ventaja de ser tanto almacenador de energía y permitir el paso de la humedad a través de la pared, reduciendo los problemas de humedad. El cáñamo y la cal son empleados como materiales porque son buenos aislantes, pero también tienen el beneficio de tener una gran masa térmica, por ende tiene la capacidad de absorber y conservar energía calórica de fuentes externas y internas.

Figura.. Corte axonometrico del edificio en donde se evidencia los diferentes subsistemas que componen el proyecto para su funcionamiento bioclimático y sostenible

SISTEMA DE CERRAMIENTO- Interior  

SISTEMAS  

Cerramiento

Sistemas

Arquitectónicos

Fachada

Interior

Actualmente la construcción en tierra compactada en tierra se está volviendo más popular por ser un material renovable, con alta inercia térmica que no necesita procesos químicos para su elaboración, volviéndolo un elemento con baja energía incorporada. Además reduce la dependencia del uso del concreto al tener características estructurales similares. Los muros mas altos construidos en el Reino Unido están en el auditorio de WISE y tienen una altura de 7.2m. Para su construcción es necesario compactar mecánicamente muchas capas de tierra, mediante este proceso las moléculas de la arcilla se unen con los agregados dándole a la pared su resistencia. También se usaron bloques de tierra para las divisiones interiores en el primer piso, para agregarle más masa térmica al edificio. Los bloques son hechos comprimiendo la tierra en un molde, además solo se necesita una capa delgada de arcilla como mortero de pega para la construcción de un muro. Se ha empleado el uso de bloques de tierra en Wise porque tienen una energía incorporada baja, son fáciles de reciclar en una demolición, le agregan masa térmica al edificio, son buenos aislantes acústicos, son fáciles de usar para trabajadores convencionales y además los materiales se consiguen de los alrededores de Wise.

Figura.. Bloques de tierra Figura. Muro de tierra de 7.2m de alto del auditorio

SISTEMA Mecánico  

SISTEMAS  

Mecánico

Sistemas

Arquitectónicos

Ventilación mecánica

En WISE la ventilación mecánica se usa principalmente en el auditorio y en los baños. Extractores de bajo consumo energetico mpara mantener un minimo uso de energia para suplir los requerimientos de ventilacion de los baños. Como el auditorio tiene capacidad para albergar 200 personas, tiene el potencial de congestionarse y por ende de elevar los niveles de dioxido de carbono, produciendo en los ussuarios una sensacion de sueño y fatiga. La ventilacion mecanica ayuda a evitar las cargas maximas de dioxido de carbono. Un aspecto muy importante a cerca de la ventilacion mecanica es tener recuperacion de la energia calorica, lo cual produce que el aire que ingresa se caliente por el aire que sale por medio de un termocambiador, por ende previene la perdida de calor por medio del sistema de ventilacion.El proyecto tambien hace enfasis en sistemas de ventilacion e iluminacion natural que son componentes del sistema sostenible del proyecto. La ventilacion natural es particularmente importante porque permite que la masa termica del edificio baje de temperatura, convirtiendola al otro dia en un disipador de calor. La ubicacion de de los respiraderos en cubierta estan diseñados para lograr una ventilacion cruzada. Las claraboyas en la cubierta del auditorio iluminan todo el espacio para 200 personas inclusive en un dia nublado. La luz ingresa y rebota en el cielo raso blanco permitiendo una gran entrada de luz sin que los usuarios se deslumbren . Las claraboyas so elementos moviles para evitar la interferencia con presentaciones digitales, pero lel unico momento que se necesita iluminacion artificial es en la noche, que igualmente usa iluminacion LED de bajo consumo energetico. El sistema de iluminacin cenital tambien permite la captacion de calor por medio de las paredes de hempcrete que luego sueltan lentamente el calor a la medida que el espacio se enfria.

Ventilación Natural

Iluminación natural

Figura. Claraboyas de iluminación y ventilación natural del auditorio

Bloques de tierra pegados con mortero de arcilla

Tablero de OSB

Corcho como aislante térmico y acústico

Capa de cáñamo y cal o “hempcrete” 500mm de espesor

Marco estructural, entramado ligero en madera

ETAPAS  

Partiendo de un estudio de suelos se obtuvo como resultado la presencia de un terreno con una mezcla de entre roca madre, erosionada y arcillas. Esta roca madre debió ser removida y posteriormente se utilizó para nivelar el terreno. La pendiente que se encuentra adyacente al edificio, representó un reto a nivel estructural, esta fue cubierta con residuos de una cantera ubicada en las inmediaciones del sector, los que también fueron utilizados para la construcción de los muros del patio. Para la cimentación principal se empleó una placa de concreto reforzado con acero. Y donde fue posible, las cimentaciones fueron simplemente pequeñas franjas de concreto de limos. Bloques de tierra fueron empleados para colocar los cimientos fuera de la superficie. Con estos ladrillos de arena y limos se construyeron las paredes de la base que soportaban el marco de la estructura de la edificación. Fueron trataron en autoclave (curados en vapor presurizado) en lugar de ser vertidos. Para asegurarse de que estos ladrillos trabajarían correctamente, se le incorporaron unas juntas de movimiento y un mortero de cal reutilizado que proporcionó flexibilidad. Se asumió que el agua podía quedarse al nivel del suelo, entonces las cavidades de la pared están rellenas de perlita, que funciona como un aislamiento del exterior. En la parte superior de los muros, se le adicionó a la perlita una especie de concreto de limos para generar una capa protectora.

   PROCESO  CONSTRUCTIVO  

 

     

Las losas del suelo se ubican en una serie de bolsas con perlita de 200 mm de grosor conformando el contrapiso del edificio. En todos los entrepisos se colocaron pisos flotantes de madera contrachapada clavada sobre el suelo con una capa de Silencio Thermo Soft Board ranurado, la cual proporciona toda la protección contra el ruido. Los marcos utilizados para la conformación de la estructura están compuestos por pequeñas secciones de madera prefabricada con juntas. Estas se pegaron entre sí con Glulam y nuevamente entre sí con juntas escalonadas para así lograr hacer grandes vigas y columnas. La estructura primaria del Teatro se compone de láminas con conexiones de acero galvanizado. La del primer piso y el techo están conformadas por una estructura de madera hecha mediante la ubicación de viguetas revertidas de madera en la parte superior. El piso fue fabricado con paneles y se ubicó en las ranuras de la superficie superior de las grandes luces. El suelo fue hecho a través de prefabricados de madera, con casetones de 1.8 m de ancho y brechas de movimiento entre cada panel. La geometría del edificio es compleja. El tiempo entre el establecimiento del barco de madera y la protección contra el agua del edificio llevó al ingreso de una gran cantidad de agua lo cual ocasionó varios daños durante la construcción. Los muros del teatro están hechos de tapia pisada y son portantes, con 500 mm de grosor alcanzan una altura de 7.2 m de altura y una forma circular de 15m de diámetro. La tapia pisada debía ser protegida de la lluvia, lo cual se pudo lograr utilizando un techo temporal compuesto por chapas.

     

La tierra fue importada de la cantera cerca al lugar y una vez ahí, fue mezclado y al mismo tiempo secado, para asegurar unas adecuadas condiciones de humedad dependiendo del sitio. Para lograr semejante altura se obtuvo tierra suelta y un subsuelo húmedo, donde se va compactando el terreno en capas de 150 mm, usando una b o m b a d e p i s t ó n n e u m á t i c o . S e construyeron 4 secciones de muro, con 2 aberturas de altura completa para las puertas. En este caso, la tapia pisada provee el soporte estructural para el techo, pero no constituye las paredes externas que están conformadas por un entramado con cristales, madera y cal, formando un corredor en torno al teatro entre la fachada externa y el muro de tapia pisada. Los muros de las particiones internas del edificio fueron realizados con bloques de tierra, con una adición de una masa térmica. Los bloques se ubican de la manera convencional, utilizando una capa delgada de una mezcla de arcilla como mortero. Por último se desarrolló un aglutinante de cal para ser utilizado con las fibras de los muros. Éste se mezcló en seco con las mismas y el agua se iba rociando a medida que se iba construyendo. Se utilizó celulosa para el aislamiento del techo del teatro, el cual se compone de una hoja de acero inoxidable.

     

ASPECTOS PRINCIPALES  

WISE nos deja muchas enseñanzas en lo que a términos ambientales se refiere. En primer lugar, nos enseña que siempre hay una alternativa más natural, mas eficiente y más ecológica; que no se necesita explotar los recursos no renovables para lograr una arquitectura de calidad. Además nos da los ejemplos puntuales y nos ilustra como estos responden a las diferentes necesidades de un edificio contemporáneo. El uso de estos materiales nos pone a pensar en las futuras consecuencias que podría acarrear seguir construyendo de la manera tradicional, ya que al fin y al cabo lo más importante no es el lujo y la majestuosidad que pueda mostrar el edificio, sino la humildad y sencillez con las que esté cumple sus funciones. Hemos quedado encantados con WISE y su buen uso de estos materiales alternativos.

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APRENDIZAJES  

El  uso  de  materiales  alterna.vos  es  en  defini.va  el  mayor   legado  de  WISE.   La   cal   y  el   cáñamo  que  se  combinan  en  el  Limecrete,  un  mortero  mucho  más  ecológico  que  el  concreto.  La  madera  aserrada  y  la  madera   laminada,   que   no   deben   ser   quemadas   y  por   lo   tanto   no   combus.onan.   La   tapia   de   .erra  que  se  recubre  con  aislantes  naturales  para   lograr  reducir   el   consumo   energé.co   del   edificio,   y   en  general   todo  el   proceso   construc.vo  que   a   través  del  diseño  da  grandes  méritos  a  la  construcción.

   REFLEXIÓN  

 

BIBLIOGRAFIA  

 THE  CAT  WEB  SITE hYp://info.cat.org.uk/wise   TIMOTHY  SOAR  ARCHIVE  hYp://.mothysoararchive.co.uk/project/wise