Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales Esta guía presenta un resumen conciso de las ventajas económicas y otros resultados provechosos, del uso del acero en la construcción comercial Índice 1. Introducción 2 2. Máximo Valor de la construcción con acero 2 3. Sistemas de construcción y la variedad de aplicaciones 4 4. Tecnologías especificas para edificios comerciales 7 5. Referencias 11 Página 1 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU 1. Introducción Los edificios comerciales, tales como oficinas, tiendas y combinaciones de edificios comerciales y residenciales, representan el 20% de la construcción en la UE, abarcando más de 20 millones de metros cuadrados en planta por año. El sector comercial requiere edificios que sean rápidos de construir, de gran calidad, flexibles, adaptables en su aplicación y eficientes en el uso de la energía. El acero y la construcción mixta han obtenido más del 60% de participación en el mercado en este sector, en algunos países de Europa, donde han sido reconocidas las ventajas del uso de grandes luces, la rapidez de construcción, mejor calidad y reducido impacto ambiental. En edificios comerciales se puede utilizar una amplia variedad de tecnologías de acero. Se han seleccionado tecnologías específicas para cumplir con los requerimientos del cliente. Muchas soluciones de grandes luces en acero, permiten la integración de servicios dentro del canto, lo cual permite reducir la altura del edificio. Las vigas aligeradas combinan un proceso eficiente de fabricación con facilidades para la integración de servicios. Las vigas integradas minimizan la zona de forjado al mismo tiempo que, permiten el libre acceso a los servicios, por debajo del forjado (intradós). 2. Máximo Valor de la construcción con acero Los beneficios del ‘fast track’ de la construcción con acero han sido bien comprendidos en el sector comercial. A continuación se enumeran las beneficios económicos y otras ventajas del uso del acero en edificios comerciales: Rapidez de construcción Toda la construcción con acero, emplea elementos prefabricados que se montan rápidamente en obra. En los proyectos de edificios comerciales, los periodos de construcción se pueden reducir en un 30% por lo menos, en comparación con la construcción con hormigón, llevando a: Ahorros en gastos generales de obra Retorno más rápido de la inversión Cargos reducidos de interés Los ahorros de tiempo pueden llegar fácilmente a 3 o 5% del valor total del proyecto, lo cual disminuye la demanda de capital de trabajo del cliente y del flujo de caja. Flexibilidad y adaptabilidad La construcción con acero permite obtener grandes luces, las cuales permiten tener oficinas amplias, distribuciones variadas de oficinas celulares y variaciones en la distribución de oficinas, a través de la altura del edificio. La construcción con vigas integradas, proporciona un intradós plano, que permite flexibilidad en la distribución. Se pueden reubicar todas las paredes, logrando edificios totalmente flexibles. Vigas con aberturas múltiples permiten futuras instalaciones o cambios de servicios. Página 2 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU La construcción con acero es flexible, posibilitando hacer fácilmente ampliaciones o modificaciones, de acuerdo a la demanda de cambios futuros. Integración de servicios Como se verá con mayor detalle en la sección 4, el acero y las estructuras mixtas, pueden diseñarse para reducir la altura de planta a planta, integrando la mayoría de servicios dentro del canto de la estructura, o posibilitando el mínimo canto de la estructura. Esto es importante en los casos en los cuales la altura del edificio está restringida por razones de planificación, o en la renovación de proyectos. Una reducción de 300mm en la altura planta a planta puede llevar a obtener ahorros equivalentes a 20 o 30 euros por metro cuadrado de área en planta. Interferencia reducida en la localidad En muchos proyectos, ubicados en el centro de las ciudades, es importante reducir la interferencia con edificios y calles cercanas a través de: Horarios de entrega de materiales a obra, los cuales deben ajustarse a las condiciones del tráfico Reducción en el uso de materiales y en la generación de residuos Reducción de almacenamiento de materiales en la obra Minimización de ruido y polvo Reducción del periodo de construcción. La construcción con acero, especialmente en los sistemas altamente prefabricados, reducen drásticamente el impacto de las operaciones de construcción en la localidad. Calidad La prefabricación mejora la calidad mediante la producción controlada en fábrica, y es menos dependiente de factores comerciales en la zona y del clima Por otro lado, el acero no está sujeto a fluencia (creep) o contracción. El acero puede utilizarse con una amplia gama de materiales para fachadas, incluyendo vidrio en toda la altura. Construcción más segura Trabajar en un entorno de fábrica, controlado, es sustancialmente más seguro que trabajar en obra. La utilización de elementos prefabricados reduce la actividad en obra, para el caso de construcciones aporticadas hasta un 75%, contribuyendo sustancialmente a la seguridad integral en obra. Beneficios para el medio ambiente Muchas de las propiedades intrínsecas del uso del acero en construcción, tienen significativos beneficios en el medio ambiente. La estructura de acero es 100% reciclable, una y otra vez, sin degradación. El acero que se utiliza en las construcciones contiene hasta un 75% de material reciclado. La rapidez de construcción y la reducida interferencia en obra, permite lograr beneficios medioambientales en la localidad. La flexibilidad y adaptabilidad de la estructuras de acero, maximiza la vida económica del edificio, al mismo tiempo que permite cambios radicales de uso. Página 3 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Tanto la producción y fabricación con acero son procesos que generan un mínimo de residuos. La pequeña cantidad de cortes son 100% reciclados. Las estructuras de acero, pueden diseñarse económicamente, tal que sobrepasen las exigencias de eficiencia energética durante su vida útil. 3. Sistemas de construcción y la variedad de aplicaciones Construcción mixta utilizando chapas de acero Luces entre 6 a 15 m Canto de la estructura 400 a 800 mm Vigas aligeradas en construcción mixta Página 4 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Luces entre 9 a 18 m Canto de la estructura 600 a 1000 mm Vigas laminadas o armadas o vigas laminadas con aberturas grandes en el alma Luces entre 9 a 20 m Canto de la estructura 600 a 1200 mm Vigas integradas con chapas de gran canto Luces entre 5a9m Canto de la estructura 300 a 350 mm Página 5 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Vigas integradas soportando losas de hormigón prefabricado Luces entre 5a9m Canto de la estructura 300 a 400 mm Vigas de acero soportando losas de hormigón prefabricado Luces entre 5 a 10 m Canto de la estructura 500 a 900 mm Página 6 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU 4. Tecnologías especificas para edificios comerciales Los edificios comerciales necesitan una variedad de tecnologías específicas que, han sido desarrolladas para ajustarse a las necesidades del cliente. A continuación se presentan las más importantes: Integración de servicios La integración de servicios puede lograrse con varios métodos, dependiendo de la forma de construcción. Las vigas aligeradas se fabrican con aberturas circulares uniformes, tal que los conductos circulares puedan pasar a través de ellas. Los conductos más grandes pueden incorporarse en aberturas elongadas, ubicadas cerca del centro de la luz, donde las fuerzas cortantes son bajas. Las unidades terminales y equipos de iluminación, pueden colocarse la zona ubicada entre las vigas. Las vigas aligeradas se diseñan, generalmente, como vigas secundarias de gran luz. Las vigas armadas de acero pueden diseñarse eficientemente, como vigas primarias de gran luz, en las cuales se pueden diseñar aberturas circulares, elongadas o rectangulares. El diseño de la sección transversal puede optimizarse, con respecto a los requerimientos de resistencia al fuego. Figura 4.1 Vigas aligeradas con aberturas uniformes para servicios Página 7 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Figura 4.2 Vigas fabricadas con diferentes formas de aberturas En sistemas de forjados de canto reducido o vigas integradas, los servicios pueden ubicarse, totalmente debajo de la estructura del forjado, o parcialmente entre las nervaduras de las chapas de gran canto. Las aberturas de hasta 160 mm de canto y 320 mm de ancho, se pueden hacer en el alma de las vigas de acero. Figura 4.3 Integración de servicios en vigas integradas Página 8 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Resistencia al fuego La industria del acero, ha realizado investigaciones importantes para entender el funcionamiento estructural y desarrollar soluciones seguras para este estado límite accidental. Actualmente se encuentran disponibles una gran variedad de soluciones económicas. Poner por primera vez esto en práctica a través de los Eurocódigos ya ha sido posible en algunos países. Por ejemplo, las investigaciones sobre el comportamiento de las estructuras de forjado mixtas, expuestas al fuego, han demostrado una resistencia efectiva de 60 minutos (hasta luces de 10 m). Se puede proporcionar protección adicional ante el fuego, mediante proyecciones de morteros, paneles o revestimientos intumescentes. Algunos elementos estructurales, se pueden embeber en hormigón, las columnas tubulares se pueden rellenar con hormigón, para obtener una resistencia al fuego de hasta 90 minutos. Se pueden aplicar revestimientos intumescentes a elementos estructurales, antes de llevarlos a obra, en una capa simple, para obtener una resistencia al fuego de 60 - 90 minutos. Esta técnica ha ganado popularidad en años recientes. Figura 4.4 Columnas tubulares expuestas, resistentes al fuego Eficiencia en el uso de energía La Directiva Europea para el uso eficiente de la energía en edificios, exige que se minimice el uso de combustibles primarios y electricidad. Esto requerirá una evaluación integral del uso de energía en edificios, incluyendo tanto las ganancias de calor, ocupacional y solar, así como las pérdidas de calor, diaria y estacional. Se puede utilizar la capacidad térmica de las estructuras de acero mixtas, como parte de ésta evaluación de energía global. Se han desarrollado algunas formas de construcción, tales como losas enfriadas por agua o aire, para regular las temperaturas interiores y proporcionar enfriamiento adicional. Página 9 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Figura 4.5 Uso eficiente de la energía diseñada para el edificio GLA, Londres Figura 4.6 Doble fachada en el edificio Kone, Finlandia Página 10 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Fachadas y cerramientos Se ha desarrollado una variedad de sistemas de revestimientos, que pueden utilizarse en la construcción con acero, incluyendo la albañilería tradicional, muros cortina y vidrio. Se puede utilizar perfiles conformados en frio dentro de los cerramientos, como subestructura para todo tipo de fachadas. Se puede utilizar fachadas de doble vidrio, para reducir la ganancia de calor solar. Figura 4.7 5. Paneles de perfiles de acero conformado en frío en edificios con estructura de acero Referencias Este material puede encontrarse en un folleto de “Edificios comerciales utilizando acero” elaborado en inglés, francés, alemán, y sueco en el marco del proyecto RFCS Eurobuild . Se pueden obtener copias en: Arcelor-Profil Arbed Recherches The Steel Construction Institute (SCI) Forschungvereinigung Stahlanwendung e.V. Stålbyggnadsinstitutet (SBI) Centre Technique Industriel de la Construction Métallique (CTICM) Página 11 Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales SP027a-ES-EU Registro de Calidad TÍTULO DEL RECURSO Guía para clientes: Valor añadido de la construcción con acero para edificios comerciales Referencias(s) DOCUMENTO ORIGINAL Creado por Nombre Compañía Dr. Graham Owens SCI Contenido técnico revisado por Fecha SCI Contenido editorial revisado por Contenido técnico respaldado por los siguientes socios de STEEL: 1. Reino Unido G W Owens SCI 27/01/06 2. Francia A Bureau CTICM 27/01/06 3. Suecia A Olsson SBI 27/01/06 4. Alemania C Müller RWTH 27/01/06 5. España J Chica Labein 27/01/06 6. Luxemburgo M Haller PARE 27/01/06 G W Owens SCI 21/06/06 Traducción realizada y revisada por: eTeams International Ltd. 27/04/06 Recurso de traducción aprobado por: F Rey Labein 24/05/06 Recurso aprobado por el Coordinador técnico DOCUMENTO TRADUCIDO Página 12