El recent article d’Archi.ru sobre la casa de fusta de vuit pisos de l’arquitecte Gert Wingord a Estocolm (de 9 pisos, si es compta l’àtic) va provocar una animada reacció dels nostres lectors. Vam decidir desenvolupar aquest tema i parlar d’edificis de fusta de vuit pisos d’altura, sobre com es construeixen i sobre si la fusta pot competir amb el formigó armat.
Tecnologies
Els edificis de fusta de diversos pisos s’aixequen mitjançant la tecnologia de la fusta laminada creuada o X-lam, a partir de panells encolats de grans dimensions (panells CLT), que fan tot el treball de les columnes, les bigues i les bigues del sistema tradicional. La fusta d’avet s’utilitza generalment per a la seva fabricació. Les làmines de fusta seques de 10 a 45 mm de gruix a una pressió d'almenys 0,6 N / mm2 s'enganxen entre si mitjançant un aglutinant sense resines de fenol-formaldehid. A causa de la disposició perpendicular de les fibres, l’anisotropia de la fusta s’anivella, l’efecte de l’assecat es redueix a gairebé el mínim i la capacitat de suport augmenta significativament. Molt sovint, els panells s’utilitzen de 3 a 7 capes de gruix.
Al mateix lloc, en la producció, a partir dels elements resultants d’acord amb dibuixos acuradament desenvolupats, es retallen panells junt amb totes les obertures necessàries, fins i tot en alguns casos fins i tot amb canals per al cablejat elèctric i les comunicacions. Les dimensions màximes possibles són 16,5 mx 2,95 mx 0,5 m, però generalment es redueixen en longitud: la limitació de mida imposa la necessitat de transport.
A continuació, tots els panells es marquen i es transporten al lloc de construcció juntament amb un esquema de muntatge detallat. Aquesta és una de les etapes més llargues, ja que sovint els materials de fusta de grans dimensions viatgen no només d’un país a un altre per terra, sinó que també travessen l’oceà: per exemple, per a un edifici residencial a Melbourne, les estructures de suport es van fer a Àustria.
Al lloc de construcció, només queda reunir tots els elements en la seqüència correcta, i és una tasca bastant difícil, admeten els enginyers: la majoria d’errors es cometen durant el muntatge. Però si es poden evitar, el procés és molt més fàcil i ràpid que amb la construcció d’edificis tradicionals de formigó armat tradicionals. Quatre constructors i una grua van muntar un edifici de fusta de 8-10 pisos en 9-10 setmanes, treballant diversos dies a la setmana. Aquestes interrupcions en el treball s’associen a un subministrament gradual de panells: si es portés tot el conjunt alhora, caldria un hangar separat per emmagatzemar materials de construcció. Com a resultat, resulten uns 3 dies laborables per planta: així va ser la construcció de l’edifici a Murray Grove a Londres. A més de la velocitat, la construcció d’edificis de fusta de diversos pisos es distingeix per la neteja de l’obra i el silenci relatiu del procés d’instal·lació.
Les càrregues més grans de l'estructura es produeixen a les juntes entre els panells de paret i als punts de contrafort de les parets del sostre. Els panells es connecten entre si mitjançant passadors, plaques d'acer i una sèrie de cargols entrecreuats, de vegades de fins a 550 mm de longitud.
Un dels avantatges indiscutibles de les estructures modernes de panells CLT és la seva lleugeresa comparativa amb una elevada capacitat de suport: el pes reduït facilita el transport, redueix la càrrega sobre la base i agilitza el procés d’instal·lació. Tenint en compte tant el temps dedicat a la producció com el temps de muntatge directe al lloc, tot junt surt el doble de ràpid que amb la construcció de sistemes tradicionals.
Els panells enganxats tenen altes qualitats acústiques: tenen una densitat significativament superior a la fusta massissa i les toleràncies d’ajust a l’obra no superen els +/- 5 mm, mentre que en el formigó armat són 10 mm. Aquest ajust ajustat augmenta l'estanquitat a l'aire, redueix la pèrdua de calor i facilita la unió d'elements estructurals.
Entre altres coses, fabricants i arquitectes destaquen la compatibilitat amb el medi ambient d’aquesta tecnologia. La fusta és un recurs natural que es renova més ràpidament del consumit. Els arbres absorbeixen diòxid de carboni i, durant la vida de l’arbre, s’acumula (segresta) fins que la planta comença a podrir-se, descompondre’s o cremar-se: després s’allibera CO2 al sòl i a l’atmosfera. Per tant, si s’utilitza un arbre sa amb carboni acumulat en la construcció, no es produirà el retorn del diòxid al medi ambient. Un metre cúbic de fusta emmagatzemarà una tona de CO2, i creixerà un nou arbre en lloc de l'arbre talat. Al final de la seva vida, els edificis de fusta són molt fàcils de desmuntar i reciclar, reutilitzar o fins i tot esdevenir una font d’energia, per exemple, com a combustible fòssil. La substitució de la fusta per part del volum d’acer o formigó armat que s’utilitza actualment a la construcció –materials molt consumidors d’energia en la producció– pot comportar reduccions importants de les emissions de CO2.
Resistència al foc
Molta gent qüestiona la seguretat contra incendis dels edificis de fusta de diverses plantes. Per descomptat, la fusta es crema, però l’acer no, però el grau d’inflamabilitat no és un indicador de resistència al foc. La fusta té una baixa conductivitat tèrmica i pot mantenir la integritat de l'estructura durant molt de temps. És molt difícil calar foc a un tronc, una biga o un panell gruixut de fusta, però si es crema, crema molt lentament i amb un patró previsible.
Quan la fusta s’escalfa des d’uns 280 ° C, es forma una capa carbonitzada a la seva superfície, que enfuma i aïlla el nucli, complicant el flux d’oxigen a l’interior, que alenteix el procés de combustió. Les fumadores de fusta massissa a una velocitat d’aproximadament 0,5-0,8 mm per minut: per exemple, 30-50 mm de la capa exterior es cremarà a partir d’una biga de 200 mm en 60 minuts. El perill de col·lapse es produeix a uns 500 ° C, ja que a aquesta temperatura la capa protectora de carboni s’escalfa i s’encén. El límit de resistència al foc, el període de temps durant el qual una estructura de fusta conserva la seva capacitat de càrrega, depèn de la mida de la seva secció transversal i de les seves dimensions: com més grans siguin, més difícil és encendre i més lent serà procés de combustió és.
A les mateixes temperatures, l'acer incombustible però que condueix la calor es fon, es deforma en direccions diferents i, a uns 450-500 ° C, perd la seva capacitat portant. Una estructura d'acer no tractada per protecció contra incendis s'ensorra al cap de 15 minuts de l'inici del foc i és impossible calcular exactament on es produirà el col·lapse. Per tant, el principal avantatge de la construcció de fusta en cas d’incendi és l’augment de la resistència al foc i la previsibilitat del comportament.
Per què és important? Si es va iniciar un incendi i no va ser possible neutralitzar-ne l’origen, cal treure la gent de l’edifici: perquè l’evacuació tingui èxit, cal saber exactament quant de temps mantindrà la seva integritat l’estructura i on col·lapsarà.. Quan es cremen estructures de fusta, es calcula aquest temps i és previsible el lloc del seu col·lapse. A més, la crema de llenya produeix una quantitat moderada de fum que poques vegades és tòxic. Aquestes propietats naturals, junt amb les modernes tecnologies refractàries, mostren bons resultats.
Per evitar un incendi, les estructures es tracten de fàbrica amb ignífugs i, per neutralitzar la font, s’instal·len sistemes d’alerta i sistemes d’aspersió.
Cases de fusta més altes
8 plantes: Bridport House, Londres
Bridport Pl Londres
Karakusevic Carson Architects
A l’hora d’escollir el tipus de marc de suport, els arquitectes es van guiar pel criteri del pes de l’estructura: sota el lloc de construcció hi ha un tub de desguàs del segle XIX que s’havia de conservar. Un edifici tradicional de formigó armat seria inacceptablement pesat, de manera que es van escollir panells laminats transversalment.
Bridport House va substituir l’antiga casa dels cinc anys dels anys 50. Hi ha 41 apartaments a l’edifici, els residents de la primera planta tenen accés propi al carrer i als patis i els residents dels 33 apartaments restants tenen balcons amplis. La façana està revestida de maons i els balcons sortints estan coberts amb làmines de coure. El marc estructural de l’edifici, format per panells laminats creuats, es va muntar en 12 setmanes.
9 plantes: Stadthaus
24 Murray Grove Londres
Waugh Thistleton Architects
El 24 Murray Grove de Londres té nou pisos de 29 apartaments de dos tipus diferents: unitats comercials de propietat d’inquilí i unitats llogades del Metropolitan Housing Trust. El bloc social ocupa els primers quatre pisos, el bloc comercial ocupa els cinc últims i aquests blocs estan completament aïllats els uns dels altres.
La transició d’un bloc a un altre es reflecteix en el dibuix de les façanes: al nivell de la 4a planta, els panells grisos són substituïts per uns de color blanc. La façana està revestida de 5.000 panells (1200 mm x 230 mm), un 70% dels quals són residus reciclats de la indústria de la fusta. El seu dibuix s’assembla al joc de llum i ombra que es creava durant el dia a les façanes dels edificis i arbres dels voltants.
Tot i que la tecnologia de construcció a partir de panells enganxats és més cara que el formigó armat tradicional, contribueix a estalviar en el lloc de construcció. Per exemple, trigarien unes 72 setmanes en erigir una estructura similar de formigó armat, mentre que aquest edifici es va acabar el 49. En aquest cas, l’estructura de suport va ser muntada per quatre constructors en 27 dies hàbils, treballant 9 setmanes, 3 dies cadascun. A més, no calia fer servir una grua torre costosa: es van gestionar amb bastides i bastides mòbils per a la feina del revestiment de façanes.
Podeu obtenir més informació sobre la planificació del territori i el component ambiental del projecte.
aquí.
9 plantes: Via Cenni, Milà
Rossiprodi Associati s.r.l.
Per primera vegada, s’utilitza una estructura de gran alçada formada per panells laminats creuats en una regió propensa als terratrèmols: als afores de Milà, la probabilitat de terratrèmols no és molt alta, però encara existeix i la tecnologia X-Lam compleix tots els requisits de construcció en aquestes àrees.
El complex residencial amb una superfície total de 17.000 m2 consta de quatre torres de 9 pisos connectades per un estilòbat de 2 nivells. El complex disposa de 124 apartaments de 2 a 4 habitacions (de 50 a 100 m2). Les torres de 13,6 x 19,1 m de planta i 27,95 d’alçada són del mateix tipus, però no són el mateix: l’aspecte individual està format pel patró dels balcons.
El gruix estructural de les parets disminueix 20 mm cada dos o tres pisos: a la primera fa 200 mm, a la novena - 120 mm. Sòls: 200 i 230 mm (7 capes). Els trams de menys de 5,8 m estan coberts amb un panell de 5 capes de 200 mm i els trams de menys de 6,7 m estan coberts amb un tauler de 230 mm de 7 capes. Els panells s’uneixen mitjançant cargols especials de connexió de 200 a 550 mm de llargada.
La zona on es troba l’edifici és una sèrie de masies tradicionals italianes per una banda, i un complex d’edificis urbans administratius, comercials, industrials i comercials per l’altra. La idea del projecte era combinar aquests dos tipus de desenvolupament i crear un espai fronterer: una transició de la tipologia urbana a la rural. A causa de la presència a la casa d’apartaments de diferents tipus (des de 65 m2 fins a 125 m2) i espais públics per a diversos usos, els arquitectes volien crear un entorn adequat per a l’aparició d’una comunitat local i crear un centre d’atracció tota la zona.
10 plantes: Forté, Melbourne
807 Bourke Street, Victoria Harbor
Desenvolupador: Lend Lease
Amb 32,17 m d’alçada, Forté és considerat l’edifici de fusta més alt del món: té 10 plantes, aixecades en només 11 mesos, i va trigar 38 dies laborables a instal·lar l’estructura de suport de fusta. La casa té 23 apartaments: 7 d'una habitació (59 m2), 14 de dues habitacions (80 m2) i 2 àtics de dues habitacions (102 m2).
La fonamentació i el primer pis estan fets de formigó armat: a més de transferir la càrrega al terra, protegeix la part de fusta superior del problema típic de la regió: els atacs de les tèrmits. La resta d’elements estan formats per panells laminats creuats, des de parets i sostres fins a eixos i escales d’ascensors. Parets: panells de 5 capes de 128 mm amb guix refractari de 13 mm a banda i banda. Pisos: panells de 146 mm amb una capa de guix refractari de 16 mm. El límit de resistència al foc d’aquestes estructures és de 90 minuts. La paret exterior, propera al recinte adjacent per 6 metres, està engrossida per a una protecció addicional contra el foc en aquesta direcció. La fixació metàl·lica dels panells a les parets queda amagada per una regla. L’ascensor i les escales es fabriquen en parets dobles: segons els càlculs dels dissenyadors, en cas de col·lapse d’una part de l’edifici, podran mantenir la seva integritat i capacitat de suport.
Les façanes estan revestides de panells d’alumini, els balcons, que són una continuació dels panells del terra, estan recoberts amb una membrana impermeabilitzant de poliuretà i, a continuació, amb rajoles al llarg de la regla. Els panells de fusta CLT només es deixen oberts als sostres de les galeries i en una paret de l'interior de cada apartament.
A les galeries hi ha un lloc per a mini-jardins, i es recullen les precipitacions i s’utilitzen per a necessitats tècniques, inclòs el sistema d’aspersió.
14 plantes: Treet, Bergen
Damsgårdsveien 99
ARTEC Arkitekter / Ingeniører
S’està construint a la ciutat noruega de Bergen
Casa de fusta de 49 metres: la més alta del món actual. La meitat dels 62 futurs apartaments ja s’han venut i, a l’octubre del 2015, els inquilins haurien d’instal·lar-se a les seves 14 plantes.
Totes les càrregues verticals es porten mitjançant encavallades verticals de fusta gluelam (columnes amb seccions 495 x 495 mm i 405 x 650 mm, claus de 406 x 405 mm) i les escales, els eixos d’escala i elevació, les parets i els sostres s’erigeixen a partir de panells CLT. El període de resistència al foc del sistema principal de rodaments (encavallades) és de 90 minuts, del secundari (panells CLT) - 60 minuts.
Un dels objectius principals del projecte era trobar una manera de resistir les estructures lleugeres de fusta a les fortes càrregues de vent de la ciutat costanera. Per afegir massa a l’edifici, augmentar la rigidesa connectant les encavallades entre si i reduir l’amplitud de oscil·lació, es van afegir tres lloses de formigó com a lloses, al nivell del cinquè i desè pisos i com a sostre. Per tant, la deflexió horitzontal màxima de les encavallades a la part superior de l’edifici és de 71 mm, que és 1/634 de l’alçada de l’edifici: això compleix amb la norma noruega de 1/500.
El clima ventós i humit va influir no només en la solució constructiva, sinó també en l’aspecte de la casa: les façanes nord i sud són vidrades, les façanes oest i est estan revestides de panells metàl·lics.
Possible futur
El cost de les construccions realitzades amb panells CLT encara és força elevat. Això es deu principalment al nombre limitat d’actors al mercat: només hi ha 2-3 fabricants grans al món i una gran part dels costos corresponen al transport de materials des d’Àustria, el principal proveïdor, a tot el món.. Irònicament, a més dels costos financers, això "proporciona" una important emissió de CO2, que es va evitar tan diligentment convertint la fusta en material de construcció.
Però els partidaris de la tecnologia CLT no es desanimen: confien que el futur pertanyi als gratacels de fusta. Combinant un nucli de formigó armat amb un sistema de suport secundari de fusta o, al contrari, pals i bigues de fusta amb sostres monolítics, es poden aixecar edificis de 25-30 o fins i tot 40 pisos. Es fan nombrosos càlculs d’enginyeria, es demostra la possibilitat de construir un edifici d’aquest tipus en només una setmana, es presenten al públic treballs científics i s’estan desenvolupant possibles solucions arquitectòniques per a edificis de gran alçada de fusta.
L’arquitecte canadenc Michael Green, un dels promotors més famosos de la idea de la construcció de fusta de gran alçada, espera que la seva ciutat natal de Vancouver es converteixi en el líder en nombre d’alçades de fusta i que l’era del formigó armat acabi després segle XX: "Mai he vist persones entrant en un dels meus edificis, abraçaven una columna d'acer o formigó, però ho van fer amb una de fusta!"
