CASA MODERNA DE MADERA - ASPECTOS GENERALES PARA EL DISEÑO
Al diseñar una casa moderna de madera tiene que tener en consideración distintos conceptos y procedimientos los cuales concluyen en criterios de diseño para edificaciones de madera ,que en su mayoría de veces son una constante en toda propuesta en los planos de casas, los cuales en esta sección dividimos en 4 partes, que son de suma importancia y que sin duda se debe de tomar en cuenta.
- Aspectos de habitabilidad
- Aislación y Ventilación
- Protección contra el fuego
- Consideraciones en las instalaciones
En este post daremos lugar a la protección contra el fuego, y todos los lineamientos que se deben tener de conocimiento para poder afrontar un proyecto de esta índole.
ASPECTOS DE HABITABILIDAD
La habitabilidad es el concepto primordial que debe cumplir todo lugar destinado a ser ocupado y que se refiere a la calidad de las características que proporcionan a su usuario la posibilidad de vivir en condiciones que le protejan de los factores ambientales, con una higiene adecuada, con independencia y seguridad, razón suficiente para considerar la protección térmica y barreras que protejan de los agentes externos a la envolvente, como argumento clave para lograr un correcto comportamiento higrotérmico.
PROTECCION AMBIENTAL
La protección ambiental esta referida a todo elemento ya sea constructivo o ambiental, que permiten aislar los agentes agresivos externos a la edificación, capaces de modificar las condiciones de ambiente interior de la vivienda, logrando condiciones ambientales confortables para los usuarios.
AMBIENTE EXTERNO
El ambiente exterior se refiere a lo que se conoce como solicitaciones ambientales de una zona geográfica determinada, es decir, factores climatológicos del lugar.
Estas solicitaciones afectarán directamente las condiciones
de confort del ambiente interior, el que está definido
como la combinación de temperatura del aire, la humedad
relativa, la temperatura de los muros y el movimiento del
aire con el que el ser humano expresa satisfacción.
Conceptualmente, la envolvente de una vivienda es una barrera o una separación entre un ambiente controlado (el interior de la vivienda) y otro que no lo está (el ambiente exterior).
¿COMO SE COMPORTA LA VIVIENDA FRENTE A LA RADACION PRODUCTO DEL SOL?
El ambiente exterior se refiere a lo que se conoce como solicitaciones ambientales de una zona geográfica determinada, es decir, factores climatológicos del lugar.
TRANSMISION DE CALOR FRENTE A MATERIALES TRANSLUCIDOS
Los materiales translucidos permiten ganancias térmicas por la exposición directa al sol, sin embargo esta influenciada por aspectos que se puede manejar en el diseño y los cuales se mencionan a continuación:
– La orientación de las superficies transparentes o translucidas.
– La presencia de protección natural o artificial.
TRANSMISION DE CALOR FRENTE A MATERIALES OPACOS
Las superficies opacas también transmiten calor, debido a la diferencia de temperaturas en las caras de los muros.
La radiación reflejada dependerá de las características superficiales del material. Un acabado superficial que refleje la radiación solar disminuirá el paso del flujo de calor a través de la envolvente de la vivienda. Ya con lo antes mencionado es de alta prioridad y relevancia el color superficial y la rugosidad del material que se propondra en el revestimiento de la edificacion.
VENTILACION Y AISLACION
En las casas modernas de madera es indispensable al momento de diseñar tener en cuenta criterios de control térmico asi como el material constructivo adecuado para poder aislar a la vivienda de los factores agresivos externos.
AISLACION TERMICA
GENERALIDADES
La madera si bien es el material constructivo principal en la estructura y se usa también como el revestimiento de terminación de la envolvente de la vivienda, no posee una resistencia alta a la transmisión de calor.
Por ello es necesario colocar aislamiento térmico evitando la perdida excesiva de energía y por el contrario procurar aumentar las ganancias internas.
Las construcciones de viviendas con estructuras de madera son fáciles de aislar, ya que cuentan con espacios en su estructura (entramados verticales, horizontales e inclinados que pueden ser rellenados con aislantes relativamente económicos. Por sí mismos, dichos espacios ofrecen una resistencia considerable al flujo del calor, aumentando esa capacidad al ser cubiertos con material aislante.
SISTEMAS DE AISLANTES TERMICOS Y MATERIALES
Para lograr una adecuada y eficiente aislación térmica es necesario conocer la disponibilidad de diferentes materiales aislantes en el mercado. De esta forma, la especificación entregada por el diseñador será la adecuada para lograr la máxima eficiencia del material y será correctamente interpretada e instalada por el constructor.
A continuación se dan a conocer las características y propiedades más relevantes de los materiales habitualmente utilizados en la aislación térmica de una vivienda.
POLIESTIRENO EXPANDIDO
El poliestireno expandido es una espuma rígida suministrada en forma de planchas de color blanco, de dimensiones volumétricas estables y constituido por un termoplástico celular compacto. Se elabora en base a derivados del petróleo en diferentes densidades, según aplicación y es compatible con el medio ambiente.
Dentro de su estructura, el poliestireno expandido posee un sinnúmero de celdas cerradas en forma de esferas envolventes que mantienen ocluido aire quieto en su espacio interior. Estas esferas, solidariamente apoyadas en sus tangentes e íntimamente soldadas y próximas entre sí, conforman una masa liviana por el volumen de aire encerrado, que permite la alta capacidad de aislamiento térmico (98% de aire y 2% de material sólido).
La estructura celular cerrada del poliestireno expandido permite que no sea higroscópico y tenga una gran estanqueidad, lo que limita la absorción de agua al mínimo, aún en estado sumergido y prácticamente no tiene tránsito de agua líquida por capilaridad. Esta característica hace que el poliestireno expandido mantenga inalterable su capacidad de aislación térmica y a la vez tenga una elevada AISLACIÓN Y VENTILACIÓN resistencia a la difusión de vapor de agua, disminuyendo el riesgo de daño por condensación de agua al interior del material.
Los espesores habituales son: 10, 15, 20, 25, 30, 40 y 50
mm. Sus medidas estándar son: 1000 x 500 mm, 2000 x 1000 mm. Las características de las planchas, según su densidad y su uso son las siguientes:
1.- Densidad standard (10 kg/m3): Material para aislación de entretechos, mansardas, tabiques y otras
aplicaciones, donde no se requiere gran resistencia
mecánica.
2.- Plancha de 15 kg/m3 o tipo 15: Para uso en aislaciones domésticas y semi industriales, con exigencia media de resistencia mecánica y cielos falsos a la vista. Aplicable en aislación al ruido de pisadas en pisos livianos y para aislar sistemas de calefacción en pisos de viviendas.
3.- Plancha de 20 kg/m3 o tipo 20: Densidad mínima recomendada para aislaciones en el rubro de
refrigeración y calefacción (hasta 80ºC), de excelente
estabilidad dimensional, capacidad mecánica mediana, muy buena resistencia a la humedad y al paso de vapor
de agua.
4.- Plancha de 25 kg/m3 o tipo 25: Plancha de alta resistencia mecánica y muy baja absorción de agua. Útil en pisos de frigoríficos, de tráfico semipesado (carros manuales) y en aplicaciones náuticas (flotadores, boyas, balsas y otras). Posee muy buena terminación superficial. Usada en la ejecución de piezas volumétricas de forma
especial (ornamentales y otras).
5.- Plancha de 30 kg/m3 o tipo 30: Plancha de muy alta resistencia mecánica y estabilidad dimensional. Usada en aplicaciones donde se somete a grandes cargas mecánicas, como pisos de frigoríficos con tráfico pesado (grúas horquilla y camiones).
LANA DE VIDRIO
La lana de vidrio es un material constituido por fibras entrecruzadas en forma desordenada que impiden las corrientes de convección de aire.
La conductividad térmica de la lana de vidrio no es una conductividad sólida real, sino aparente y es balance de los efectos conjugados de varios procesos al cambio de calor.
La lana de vidrio es incombustible e inatacable por agentes exteriores (aire, vapor de agua, y bases no concentradas).
El Ph de la composición (7 aproximadamente) asegura a la fibra una estabilidad total, incluso en un medio húmedo, y garantiza al usuario la no existencia de corrosión de metales en contacto con ella. Se elabora partiendo de tres elementos principales:
1.- Vitrificante: sílice en forma de arena.
2.- Fundente: para conseguir que la temperatura de fusión sea más baja (carbonato de sodio y sulfato de sodio y potasio).
3.- Estabilizantes: principalmente carbonato de calcio y magnesio, cuya misión es conferir al vidrio una elevada resistencia a la humedad. Un material aislante se caracteriza por el valor de su conductividad térmica. Su poder aislante es elevado cuanto más pequeña sea su conductividad.
LANA ROCA
Otro tipo de material es la denominada lana roca, elaborada a partir de rocas diabásicas (rocas basálticas), obteniendo un material de propiedades complementarias a la lana de vidrio. Es un producto especialmente indicado para el aislamiento térmico en la industria (altas temperaturas).
La mezcla utilizada en la fabricación de la lana de roca tiene características físico-químicas parecidas a los vidrios, es decir, compuesta por silicatos y óxidos metálicos.
POLIURETANO
La espuma rígida de poliuretano para aislamiento térmico se caracteriza fundamentalmente por su bajo coeficiente de conductividad térmica (W/mºC). No importa que se aplique por inyección, colocando el material líquido para que rellene una cavidad, por ejemplo, en muebles frigoríficos o que se aplique por proyección, dejando que se expanda libremente sobre una superficie. El resultado siempre será una espuma rígida de baja densidad, con coeficiente de aislación térmica inmejorable.
El siguiente video explora conceptos y procedimientos de la instalacion de aislamiento termico en casa de madera con lana de vidrio,el cual es el material mas usado para este tipo de trabajos.
PROTECCION CONTRA EL FUEGO
En la actualidad, la construcción de viviendas en madera ha desarrollado un importante campo en la prefabricación e industrialización de sus elementos, partes y componentes.
Sin embargo, aún carece de un claro concepto técnico, aplicable al diseño y especificaciones técnicas, para considerar en todos los casos aquellas variables que permitan obtener un producto de mayor calidad y seguridad frente a este tema. Por lo anterior, al diseñar tanto arquitectónica como estructuralmente una vivienda de madera, es necesario considerar el concepto de subdivisiones, definidas como compartimentos.
Estos compartimentos se conforman por medio de elementos constructivos como muros, tabiques, entrepisos y puertas, entre otros, de manera que sean lo suficientemente estancos ante la acción del fuego por un lapso determinado. La compartimentación permite que, en tanto no se hayan iniciado las acciones de combate y extinción de las llamas, el fuego se vea obstaculizado en su avance hacia otras dependencias, recintos o edificios contiguos.
Para cumplir con los objetivos fundamentales de protección pasiva de la estructura para viviendas de madera, se aplican parámetros de protección al diseño, los que se detallan a continuación:
BARRERA FISICA DE MADERA
La madera juega un papel preponderante como material retardador en la propagación de llamas, ya que por naturaleza es un buen aislante térmico y puede actuar, momentánea pero eficientemente, como una barrera física que impide la movilización de los gases y la propagación de las llamas. Ante la acción directa del fuego, la madera de Pino radiata se carboniza en promedio a razón de 0,7 a 0,9 mm/minuto, dependiendo de la calidad superficial. Al mismo tiempo, la capa carbonizada de madera se transforma en un escudo resistente que retarda aún más el avance de las llamas.
Las barreras físicas o barreras de fuego corresponden a un conjunto de piezas y componentes de madera estratégicamente ubicados e incorporados en el interior de la estructura resistente y en elementos verticales autosoportantes de la vivienda. Las funciones de los denominados “parallamas” son: • Obstaculizar la ascensión o desplazamiento de gases tóxicos e inflamables. • Retardar el avance de las llamas, evitando así que la estructura resistente se vea afectada al punto de colapsar, antes de asegurar la evacuación de personas o moradores de la vivienda y la propagación del fuego por el interior de los paneles a otros recintos.
Los “parallamas” se pueden distinguir según el elemento constructivo que es utilizado:
TABIQUES DE PRIMER PISO
En elementos verticales (sean o/no resistentes) deben ser incorporados los siguientes componentes:
• Transversal cortafuego:
Su función es bloquear la ascensión de gases y el avance vertical de las llamas por el interior del tabique hacia estructuras superiores.
• Solera basal y solera inferior:
Impiden que los gases y llamas penetren con facilidad al interior de las estructuras.
• Jamba-pie derecho:
La importancia de que el vano de una puerta o ventana esté estructurado con dos piezas de igual escuadría, en ambos costados verticales (jamba-pie derecho), radica en la vulnerabilidad que presentan ambos elementos cuando se produce el denominado “flashover”, que es el escape explosivo del fuego a través de puertas y ventanas como reacción ante la falta de oxígeno en el recinto donde se produce el incendio.
• Vigas de dintel macizo:
En vanos de luz superior a 80 cm de tabiques soportantes perimetrales es recomendable diseñar piezas macizas de madera, con el objeto de aumentar la resistencia del elemento, cuando las llamas escapan por dichas aberturas al momento de producirse el denominado “flashover”.
ESTRUCTURAS DE PISOS Y ENTREPISOS
La estructura de entrepiso cumple una función preponderante en la resistencia al fuego de la vivienda. Para tal efecto, su diseño debe considerar la colocación de algunos componentes destinados a mejorar dicha condición.
• Cadeneta de compartimentación
Corresponde a piezas de madera de igual escuadría de las vigas secundarias que estructuran los envigados de piso y entrepiso. La principal función de estos componentes es retardar la propagación horizontal de las llamas por el interior de la estructura. Es recomendable que las cadenetas de compar timentación se coloquen cada 120 cm de distanciamiento, dejando entre ellas una cadeneta de apoyo de menor escuadría para no incrementar el peso propio de la estructura completa.
• Cadeneta de apoyo
Cumple la función de servir de apoyo en los bordes de los tableros de piso. Una cadeneta de apoyo puede ser al mismo tiempo una cadeneta de compartimentación y se coloca en forma alineada y alternada entre las vigas.
• Viga cortafuego
Los tabiques que dividen interiormente los recintos de una vivienda deben tener igual condición que la estructura de entrepiso, de modo de evitar el salto o paso de las llamas por encima de él.
Cuando las vigas secundarias, cuya disposición establece el diseño estructural, van en forma paralela a un tabique perimetral o interior, debe colocarse una viga adicional montada y paralela en toda la extensión del tabique, justo encima de la solera de amarre correspondiente. De este modo, se dificulta el paso de las llamas a nivel de estructura en entrepiso desde un recinto a otro.
• Cadeneta cortafuego
Se utiliza para resolver la misma condición anteriormente descrita. La diferencia es que el componente (cadeneta cortafuego) se ubica cuando las vigas secundarias que conforman la estructura de entrepiso se distribuyen de manera ortogonal al o a los tabiques ubicados bajo aquellos.
Un aspecto importante de considerar es el sello contra fuego que se debe realizar en toda unión entre tableros estructurales base de piso. Es decir, todo borde de unión entre dichos tableros debe ser obturado o sellado por medio de vigas secundarias, cadenetas de compartimentación o de apoyo, según corresponda.
El montaje de envigados de entrepiso considera los siguientes pasos para la colocación de parallamas:
• Montaje del friso y vigas principales
• Montaje de vigas secundarias
• Montaje de cortafuegos y parallamas
TABIQUES DE SEGUNDO PISO
Para los tabiques de niveles superiores en la vivienda (2º piso o más) deben considerarse en el diseño las mismas condiciones establecidas para los tabiques del primer piso. No obstante lo anterior, se debe tener especial precaución con los antepechos de ventanas en niveles superiores, cuando inmediatamente en el piso inferior también se presenta un vano, independientemente que se trate de una puerta o ventana.
REFERENCIAS:
La entrada Casa moderna de madera – Aspectos generales para el diseño se publicó primero en DibujandoArquitectura.
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