Soluciones para problemas de rendimiento y suministro de revestimientos

Este curso cubre las consideraciones de diseño y las opciones de montaje del revestimiento para crear envolventes de edificios de alto rendimiento, un elemento crucial en edificios saludables y energéticamente eficientes.

Desde la distancia, las innovaciones de construcción de hoy en día en el rendimiento, la estética y la construcción del revestimiento parecen sin restricciones y bastante variadas. La mezcla de materiales está creando nuevas fachadas expresivas, y los estándares de rendimiento para la calefacción solar, la infiltración de aire y el control de la humedad son más efectivos que nunca. El mayor uso de pantallas de lluvia y las nuevas innovaciones de fabricación, incluidos los sistemas prefabricados de ingeniería, contribuyen a nuevos y sorprendentes diseños de gabinetes respaldados por mejores soluciones para garantizar un aislamiento continuo (CI) y barreras de aire correctamente instaladas y con soporte estructural.

Técnicamente, los equipos de construcción de hoy están produciendo diseños pasivos y soluciones sustentables que son más efectivas que nunca, a menudo con materiales renovables que resisten mejor los estresores climáticos y comprometen menos carbono incorporado.

Suena bien. Sin embargo, justo cuando esto sucede, los equipos de construcción enfrentan presiones de precios sin precedentes y problemas en la cadena de suministro que requieren soluciones rápidas y creativas. Donde la ingeniería de valor ha sido un camino de solución dominante de último recurso en las últimas décadas, la selección de revestimiento posterior a la pandemia se trata de conformarse con menos, anticipar la escasez y colaborar en sustituciones inteligentes aguas abajo.

Primero, administrar los costos del proyecto es una batalla dinámica y continua. Los materiales de construcción aumentaron más del 20% en promedio entre 2021 y 2022, según Associated General Contractors (AGC) de América, que informó que "se han producido múltiples aumentos para metales, combustible y camiones, mientras que las cadenas de suministro se han enredado aún más. " Los ejemplos de productos base comúnmente utilizados en sistemas de revestimiento incluyen cobre (24,4 % de aumento interanual del costo), revestimientos arquitectónicos (20,3 %), materiales aislantes (17,8 %) y productos de revestimiento exterior y revestimiento de madera contrachapada en general, ambos con un 22,5 %. Detrás de los aumentos de precios de dos dígitos hay desafíos para muchos proveedores de materiales, incluida la reducción de la disponibilidad y los aumentos de precios de la energía y los combustibles, los materiales constituyentes y el propio flete. "En algún momento, los proyectos ya no se concretan porque los contratistas tienen que aumentar los precios de las ofertas para seguir el ritmo de la rápida inflación en los costos de los materiales", dijo Stephen E. Sandherr, director ejecutivo de AGC.

La respuesta inicial ha sido un caos tanto para los especificadores de revestimiento como para los subcontratistas. Los propietarios y desarrolladores han pospuesto los inicios de los proyectos para que coincidan con los plazos de entrega del sistema exterior. Las empresas de gestión de la construcción (CM) han ideado una puesta en escena y una secuencia de proyectos ingeniosos para realinear las actividades previas a la construcción o acelerar ciertos intercambios mientras las entregas de revestimiento se ponen al día, según el desarrollador global McLaren. Otros equipos de proyectos informan que utilizan un enfoque de parada y arranque en múltiples sitios de proyectos, tanto preparando la tubería del proyecto como organizando estratégicamente para las entregas de productos de revestimiento pendientes.

Durante la pandemia, los propietarios-operadores con ambiciosos programas de construcción, como la empresa hotelera CitizenM, se han abastecido de sistemas de construcción modular con ensamblajes de fachadas integrados, completando recientemente nuevos hoteles en Los Ángeles y Seattle, entre otros. Usando un modelo de negocios centralizado, la compañía global creó una acumulación de unidades apilables, intercambiables y desplegables dentro de jaulas de acero estructural. Según CM Mortenson, que ha construido varios de los hoteles con los arquitectos Concrete, Baskervill y Gensler, así como ingenieros como Arup, la integración de "módulos de habitaciones modulares modernos y lujosos" en los diseños del edificio también reduce el desperdicio de construcción hasta en 60% dice el Director de Desarrollo de Proyectos de Mortenson, Nathan Jenkins. Él dice que el enfoque reduce la duración de la construcción de tres a cuatro meses, en comparación con los métodos tradicionales en el sitio.

Por el lado de la oferta, algunos fabricantes de sistemas de fachadas se resisten a presentar ofertas en proyectos a menos que hayan recibido órdenes de compra férreas. Otros, según Capstone, una empresa financiera activa en el sector de la construcción, usan collares de precios o ponen "fechas de vencimiento" en las ofertas para que "tengan la oportunidad de volver a ofertar si la fecha de validez de la oferta pasa para dar cuenta del mayor costo de los bienes". Otra opción que ha sido rara en el pasado, estipular términos de inflación en el lenguaje del contrato, puede beneficiar a los contratistas generales y los CM en riesgo, así como a los proveedores involucrados. "La inflación de los costos de construcción no ha superado el 5 % durante más de tres décadas, por lo que muchos contratistas no tienen experiencia en un entorno inflacionario", según Capstone. "Agregar algunos puntos porcentuales a las ofertas por inflación tampoco lo protegerá lo suficiente en este tipo de entorno".

Los equipos de creación con múltiples proyectos o importantes programas de capital están almacenando materiales que usan con frecuencia o están haciendo "pedidos fantasma" que no están necesariamente relacionados con un proyecto en particular. Suffolk Construction ha almacenado materiales con éxito recientemente para mantener los proyectos a tiempo, mientras que otros contratistas informan sobre la escasez relacionada de instalaciones de almacenamiento, lo que lleva a los equipos a erigir instalaciones temporales. Adoptar una postura proactiva ha ayudado al contratista XL Construction, que realiza parte de su trabajo por sí mismo, a lidiar con los plazos de entrega informados de hasta un año para los sistemas de muros cortina y el revestimiento de muros prefabricados.

Los equipos de diseño de edificios se están reagrupando y buscando materiales más fácilmente disponibles. Mientras que la escasez de resina de fibra de vidrio ralentizó la construcción de piscinas el año pasado, las ventas de hormigón reforzado con fibra de vidrio (GFRC) crecieron, lo que impulsó a los proveedores de prefabricados arquitectónicos como Willis Construction. Los proyectos en curso incluyen el 1700 Pavilion en el centro de Summerlin, Nev., un edificio de oficinas de Howard Hughes Corp. que abrirá este otoño. Diseñado por el arquitecto Hart Howerton y construido por GC Whiting Turner, el edificio cuenta con un innovador revestimiento de colores claros de paneles de GFRC previamente vidriados y preaislados.

Los paneles de revestimiento livianos minimizan las cargas estructurales, lo que puede acelerar las entregas de marcos y conexiones, y se pueden "prefabricar de antemano mientras se construyen los cimientos y la estructura", según otro fabricante de GFRC, Stromberg Architectural. "El revestimiento con paneles GFRC a menudo puede eliminar la necesidad de andamios porque los paneles se levantan con una grúa y luego se fijan desde el interior del edificio", independientemente del clima, agrega el proveedor con sede en Texas.

Las aplicaciones Craned tienen un gran atractivo en este mercado ajustado, según propietarios-desarrolladores como la comunidad de personas mayores sin fines de lucro Harbor's Edge en Norfolk, Virginia. de una expansión de gran altura de 24 pisos, River Tower, con un sistema de fachada exterior que combina ladrillo, mampostería y vidrio que se puede erigir rápidamente y con una grúa, en lugar de un sistema de andamios. El fabricante local de elementos prefabricados Smith-Midland produjo los paneles de revestimiento compuestos SlenderWall fuera del sitio en secciones de dos pisos con ventanas preinstaladas, dice Carl S. Ede, AIA, LEED AP, director y diseñador sénior con tres, la firma con sede en Dallas. Aproximadamente un 66 % más liviano que el prefabricado tradicional de 6 pulgadas de espesor y con un mejor rendimiento térmico, las secciones de pared opaca integran un panel de concreto de dos pulgadas de espesor en un marco de montantes de acero galvanizado respaldado con aislamiento de espuma de celda cerrada. Menos concreto significa también menos carbono incorporado, dicen los proveedores.

Unido al marco del edificio con losas de piso completamente de concreto, una mejor opción acústicamente entre pisos para enmascarar las pisadas y otros ruidos, dice Three's Ede, el sistema de materiales mixtos con ladrillo, mampostería y vidrio permite transiciones articuladas, como bandas a través del vidrio. áreas que se hacen eco del contexto del puerto de Norfolk, pero se pueden izar rápidamente en su lugar en secciones de dos pisos. La única compensación es el acceso y las operaciones de la grúa, agrega, que los equipos de construcción deben considerar en las decisiones de construcción y puesta en escena del sitio.

Para otro rascacielos, una nueva torre de vidrio de 35 pisos en Boston para Raffles que se inaugurará este año, el uso de pequeñas grúas portátiles sobre orugas o enredaderas permite un avance fluido de la construcción a pesar de un sitio urbano restringido. Construido con un sistema de muro cortina de vidrio unificado cuidadosamente ajustado específicamente para permitir este proceso de ensamblaje rápido y efectivo con las grúas móviles colgando de la estructura, el proyecto del área de Back Bay para Raffles Hotels & Resorts, parte de AccorHotels, reúne a Saunders Hotel Group y el desarrollador The Noannet Group por el debut en Estados Unidos del concepto hotelero y residencial de la marca. El equipo de construcción de Suffolk Construction y The Architectural Team, junto con los ingenieros estructurales McNamara Salvia, resolvieron la estructura en voladizo de la torre sobre un denso campo de cajones de seis pies de ancho atados por vigas de placa de acero, que sostienen la torre con 147 habitaciones y 146 residencias. atendido por un programa de amplias comodidades.

La nueva torre de Boston, adyacente a las estructuras altas más icónicas de la ciudad, fusiona diversas especificaciones de vidrio en respuesta a sus múltiples usos y objetivos de desempeño para lograr una expresión única. Otros enfoques de revestimiento de proyectos, por el contrario, mezclan materiales y tipos de construcción no solo por estética, sino también para ayudar a lidiar con la inflación de costos, los problemas de suministro y la programación de la construcción.

Entre las tendencias más predominantes se encuentra el uso cada vez mayor de pantallas de lluvia, dice la Asociación de pantallas de lluvia en América del Norte, fundada en 2020. "Durante las últimas dos décadas, la comunidad científica de la construcción ha llevado el rendimiento del ensamblaje de paredes exteriores al frente de la conversación con respecto a la construcción en general. rendimiento", según el grupo comercial y el recurso técnico, que define una pantalla de lluvia como "un conjunto aplicado a una pared exterior que consta, como mínimo, de una capa exterior/interior y una cavidad entre ellas suficiente para la eliminación pasiva de agua líquida y vapor de agua". Los sistemas Rainscreen también incorporan aislamiento, barreras de aire continuas para el control de la hermeticidad y barreras de vapor o retardadores para el control de la difusión, "un equilibrio entre humectación y secado para todo el conjunto".

Con suministros limitados para algunos componentes, los equipos de construcción están recurriendo a capas exteriores de pantalla de lluvia hechas con compuestos fácilmente disponibles de piedra, fibra de madera o plásticos, muchos de ellos extraídos de flujos de desechos. Los ejemplos incluyen paneles compuestos como Fiberon, un sustituto de las maderas modificadas térmicamente u otros paneles de madera que pueden ser más difíciles de obtener en algunas áreas. El compuesto está hecho de plástico reciclado de origen local y fibra de madera residual capturada, especificando aproximadamente un 94 % de contenido reciclado antes y después del consumo. En 2021, los fabricantes de productos de construcción se enfrentaron a la escasez de materiales para ciertos plásticos y resinas, aunque los fabricantes de materias primas presionaron para aumentar la producción, según fuentes de la industria del plástico.

Del mismo modo, ha habido una buena oferta de otros productos de revestimiento de pantallas de lluvia, como los compuestos de piedra. Estos materiales de ingeniería incluyen paneles hechos de compuestos poliméricos reforzados con fibra de vidrio con un núcleo de piedra caliza triturada, por ejemplo, y algunos se tratan con tecnología de haz de electrones o EB y resinas acrílicas para producir una gama de acabados suaves impermeables al agua que soportan ultravioleta y ambientes corrosivos. Un fabricante noruego, Steni, produce una línea de paneles compuestos de piedra con una superficie de piedras naturales agregadas. Producidos en diferentes grados de tosquedad, los compuestos cuidadosamente calibrados de este tipo tienen una huella de carbono relativamente baja y son altamente estables, resisten el impacto y la difusión de agua y vapor, básicamente, a prueba de humedad. También de interés para los diseñadores, los paneles de fachada a base de piedra son flexibles y, por lo tanto, se pueden curvar y redondear para obtener formas orgánicas de construcción.

La resistencia y la resiliencia también son un beneficio de los compuestos plásticos con aspecto de madera, que ofrecen "alta resistencia a la flexión, lo que se traduce en la máxima protección en condiciones climáticas adversas", según Peter Kotiadis, vicepresidente de desarrollo de productos de Fiberon. La clase de material se considera efectiva para pantallas de lluvia de junta abierta, que requieren no solo materiales de alta durabilidad, sino también una instalación envolvente cuidadosamente detallada.

Para el espacio de ventilación, por ejemplo, "los espacios más pequeños detrás del revestimiento superan a los espacios más grandes porque la igualación de presión es más equitativa entre la cara del revestimiento y la junta abierta detrás del revestimiento en un espacio más pequeño detrás del revestimiento que en un espacio más grande detrás del revestimiento". revestimiento", según Joe Lstiburek, miembro de ASHRAE y director de Building Science Corporation.

Con la elección del material adecuado es fundamental, los sistemas de revestimiento, incluidas las pantallas de lluvia, pueden gestionar eficazmente la humedad y mitigar el daño a las estructuras residenciales y comerciales. También abren oportunidades para fachadas más sostenibles y biofílicas. Estos incluyen formas de crear o extender ecosistemas en el entorno construido, una tendencia que ha pasado de los paisajes a los techos con plantas a otras interfaces entre el mundo exterior y los entornos interiores. Investigadores dirigidos por el Museo de Historia Natural de París, por ejemplo, estudiaron los impulsores ecológicos de las fachadas con vegetación y descubrieron que "ofrecen un gran potencial para mejorar la biodiversidad urbana".

Más allá de los sistemas de revestimiento considerados en ese estudio (aquellos con plantas trepadoras, capas de fieltro o módulos de sustrato como jardineras suspendidas), están creciendo nuevas ideas en el hábitat con materiales poco probables, como la colaboración de terracota dirigida por Spencer Lapp, AIA, un Asociado con CookFox, y Andre Parnther y Spring Wu, LEED AP, respectivamente, asociado e ingeniero de fachadas con Buro Happold, y el fabricante Boston Valley Terra Cotta. El equipo ideó un "sistema modular de vainas moldeadas por deslizamiento", dice la compañía, y agrega: "Cada módulo tiene la forma de ocupar una función específica en el ecosistema local: como nidos de pájaros, con flujo de aire y drenaje adecuados; como hábitats de abejas, protegidas de la intemperie; y como jardineras, con un sistema de riego de fondo y desagüe de desbordamiento".

Los módulos de base más grandes, fabricados con una cerámica de alto fuego y gran grogg que también podría moldearse a presión para la producción a gran escala, reciben macetas de microhábitat para usos variados. "Este cuerpo de arcilla está diseñado para resistir los ciclos de congelación y descongelación, minimizar la contracción durante la fabricación y se prueba para los rigores inherentes a las aplicaciones de fachada", según el equipo de construcción. "Las cápsulas de microhábitat son un cuerpo de arcilla de bajo fuego moldeado por deslizamiento que permite la permeabilidad del agua para respaldar el programa de cada cápsula". Los esmaltes personalizados y las arcillas pigmentadas llamadas engobes creados para este sistema de revestimiento ofrecen una variedad de colores, brillos y opacidades para los equipos de proyectos futuros.

No en vano, tanto CookFox como Buro Happold tienen experiencia previa trabajando con terracota para fachadas urbanas, que ha experimentado un resurgimiento en los últimos años en proyectos multifamiliares, de uso mixto, culturales e institucionales. Los ejemplos de otros incluyen el nuevo One Essex Crossing, el componente residencial de un importante desarrollo de uso mixto de seis acres en la ciudad de Nueva York centrado en la salud y el bienestar, con "una fachada inspirada en el contexto que teje paneles de ladrillo cálido y terra italiana". cota". Construido por Triton Construction y diseñado por CetraRuddy para el desarrollador Delancey Street Associates, las fachadas revelan un conjunto de comodidades iluminado por el sol y un amplio jardín.

La disponibilidad del material es uno de los beneficios, según la firma del arquitecto Ede tres en Texas: "Los paneles de terracota son relativamente accesibles y transportables, por lo que los productos fabricados en todo el mundo, desde México hasta China y Europa, han aumentado la disponibilidad durante los recientes atascos de suministro. lo que podría estar contribuyendo a un resurgimiento más reciente del interés". Por otro lado, la terracota es pesada y relativamente costosa, dice Lada Kocherovsky, AIA, con sede en San Francisco, expresidenta del capítulo CREW de la ciudad y directora de Page & Turnbull, una autoridad en el nuevo diseño arquitectónico y la preservación. "El uso de terracota como material ornamental tiene una historia fascinante, y las aplicaciones contemporáneas están viendo un interés renovado últimamente, incluidas las pantallas de lluvia de terracota en el Área de la Bahía en los últimos años", dice. "Es hermoso y duradero, aunque el costo puro, los desafíos de la instalación y el peso adicional en la estructura resultan prohibitivos en muchos proyectos".

Otra opción para sistemas de fachada más económicos y de menor peso es el panel metálico aislado (IMP), que se beneficia de un suministro generalmente robusto y de nuevas ideas en diseño y constructibilidad. Al brindar un rendimiento mejorado y un impacto ambiental reducido, los IMP ofrecen cualidades de aislamiento ajustables y propiedades deseables de reflectancia solar y emitancia infrarroja que ayudan a los propietarios-operadores de edificios a reducir la demanda máxima de energía y reducir el uso total de energía.

Además, el metal es un revestimiento muy resistente y duradero con juntas de paneles diseñadas específicamente para controlar eficazmente el agua de lluvia. Entonces, si bien los IMP se pueden usar como un sistema de respaldo detrás de un revestimiento tradicional, la capa exterior se puede omitir en la mayoría de las aplicaciones, dice Lstiburek de Building Science Corp. "La cara exterior de metal del panel protege el resto del ensamblaje de la exposición a la radiación ultravioleta, protege el resto del ensamblaje del daño físico y, por lo general, satisface los requisitos estéticos de la aplicación", según Lstiburek. "La cara exterior del sistema de paneles metálicos aislados integrado con conjuntos de juntas drenadas aborda los aspectos de control de agua de lluvia del revestimiento tradicional. La cara exterior del sistema de paneles metálicos aislados se convierte en el revestimiento".

Las barreras integrales efectivas son a menudo un objetivo principal para el diseño de recintos, como explica el arquitecto Zack Aders, AIA, LEED AP, con el líder del proyecto sin fines de lucro Corporación de Desarrollo Económico de la Ciudad de Nueva York: "Hemos utilizado estrategias pasivas para crear un herméticamente sellado, bien -envoltura aislada con acristalamiento de alto rendimiento para reducir las cargas de calefacción y refrigeración, que es clave para lograr un edificio de energía neta positiva. Agrega que una prueba de la puerta del soplador de todo el edificio al final de la construcción es valiosa para confirmar que se cumplen las expectativas de hermeticidad.

Sin embargo, ha surgido una dirección más reciente y quizás más radical en las envolventes de los edificios que considera el exterior menos como una barrera y más como un filtro, similar a los tegumentos naturales u organismos completos que se abren y cierran al aire fresco, para dirigir el calentamiento solar en invierno. e incluso a humedad controlada y agua a granel.

"Como ingenieros estructurales, ha sido satisfactorio ver los resultados de la delgadez estructural de una solución de una sola capa, que en un caso permite que la estructura se convierta en una membrana entre el interior y el exterior, en lugar de una barrera", según el ingeniero estructural. Craig Schwitter, socio sénior y presidente de la junta global de Buro Happold. "Este filtro ambiental equilibra las fuerzas que conforman la experiencia y el entorno, creando comodidad y posibilidad, al mismo tiempo que genera una sensación de tentación, asombro y deleite".

Para tomar decisiones de revestimiento que prometan longevidad, sostenibilidad y un retorno de la inversión optimizado, más equipos de construcción están incorporando un proceso de puesta en marcha.

"La puesta en marcha ha sido una herramienta clave para que los proyectos públicos inserten la responsabilidad en el cumplimiento de los criterios de diseño", dice Zack Aders, AIA, LEED AP, con el líder del proyecto sin fines de lucro Corporación de Desarrollo Económico de la Ciudad de Nueva York. "La puesta en marcha de la envolvente en particular es fundamental para garantizar que las barreras resistentes a la intemperie se apliquen de manera correcta y continua y que los detalles de sellado de aire funcionen según lo diseñado".

Según la firma de ingeniería Simpson Gumpertz & Heger, la puesta en marcha del recinto se describe tanto en LEED como en ASTM E2813 para orientar a los equipos de construcción. “Para que sea realmente eficaz, la puesta en marcha del cerramiento del edificio debe comenzar en la fase de prediseño y continuar con las fases de diseño, preconstrucción y construcción del proyecto”, dice la firma, que tiene una especialidad en ingeniería de fachadas. ASTM E2813, por ejemplo, requiere que la puesta en marcha comience durante el desarrollo del diseño como mínimo y, para una puesta en marcha mejor y mejorada, debe comenzar en los esquemas.

De principio a fin es el mantra de la excelencia en gabinetes: una parte clave del proceso para mejorar la puesta en marcha, por ejemplo, es planificar la supervisión durante la construcción. Esto mejora enormemente la resolución de desafíos tales como la capacidad de construcción, la compatibilidad de materiales y la continuidad total del aislamiento, o CI, y las barreras resistentes a la intemperie, o WRB.

"La verificación de estos detalles a medida que se construye el edificio nos permite abordar cualquier brecha antes de que se cierren las paredes, lo que ayuda al equipo a evitar costosas modificaciones", dice Aders.

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