La construcción de viviendas con paneles es uno de los métodos de construcción prefabricada , incluido el método moderno de construcción de viviendas con paneles grandes (KPD), con el lanzamiento de todos los elementos de los edificios de paneles en empresas especializadas en la construcción de viviendas con paneles grandes y paneles de marco: KPD plantas o plantas de hormigón, cosechadoras KPD o planta de construcción de viviendas (DSK) ; = un método basado en el uso en la construcción de edificios residenciales de varios pisos, grandes edificios administrativos y públicos de series estándar de elementos estructurales prefabricados de edificios: bloques, grandes paneles de hormigón armado y losas de producción industrial [1] [2 ] .
La construcción de viviendas con paneles en la práctica mundial se usa ampliamente en presencia de tres requisitos previos principales:
La construcción de casas de paneles es imposible en ausencia de carreteras de suficiente capacidad de carga y ancho (vehículos especiales para la entrega de grandes unidades de ensamblaje - portapaneles, como parte de un tren de carretera que pesan hasta 40 toneladas y tienen radios de giro de transporte de hasta 18 metros o requieren la organización de pasadizos a lo largo de cada casa montada). El uso de equipos de grúas de elevación potentes en las obras de construcción (paneles de hasta 9 toneladas con un alcance de al menos 30 metros requiere el uso de grúas con una capacidad de elevación de 14 toneladas).
Las cualidades positivas de la construcción de viviendas con paneles son el montaje rápido de las estructuras de la casa residencial en construcción, el alto grado de preparación para el acabado de las estructuras (idealmente elementos planos y superficies que no requieran costos de acabado), la calidad de las estructuras y elementos prefabricados producidos por el método industrial es muy superior a la de las estructuras fabricadas en las condiciones de las obras de construcción. El número máximo de pisos está determinado por el cálculo de las estructuras de un edificio residencial y puede ser de 25 pisos o más.
Los edificios residenciales prefabricados modernos se están desarrollando simultáneamente con las cambiantes soluciones tecnológicas de producción. La competencia en la producción es muy alta, lo que obliga a los tecnólogos de las fábricas de construcción de viviendas no solo a atraer materiales y tecnologías que reduzcan los costos directos de los materiales, sino también a mejorar las cualidades de consumo de los productos, incluidas las tolerancias para las desviaciones en los parámetros geométricos de los productos. se reducen, los productos se vuelven más convenientes en la instalación, en el acabado. En la fábrica se utilizan soluciones prefabricadas para el acabado de fachadas. La producción prácticamente está dejando de estar atada a un paso de diseño fijo, es decir, las dimensiones de los productos ahora pueden estar limitadas solo por parámetros de peso y dimensiones de transporte en el momento de la entrega.
En las condiciones tecnológicas modernas, las cualidades positivas de la construcción de viviendas con paneles se han vuelto bastante aplicables a la construcción de viviendas individuales y de poca altura.
La experiencia acumulada de los países del norte de Europa en la construcción de baja altura con paneles (Finlandia, Suecia, Estonia y Alemania) permite el uso de nuevas tecnologías no solo en la producción de paneles, sino también en soluciones de diseño para la instalación de edificios. Por lo tanto, no solo las interfaces estructurales soldadas, sino también de relleno (monolíticas, o correctamente, "monolíticas") han encontrado aplicación en la construcción, lo que hace que la estructura no solo sea monolítica, sino que también aumenta la resistencia general de la estructura a la influencia del viento ( soplado de las costuras), simplifica la solución de problemas de sellado. El cálculo estructural de un edificio de este tipo se realiza como un edificio monolítico (a diferencia de las unidades soldadas, que se consideran juntas articuladas en el cálculo), teniendo en cuenta las conexiones reforzadas en las propias uniones estructurales.
También hay fábricas en Rusia que utilizan soluciones y componentes tecnológicos modernos en la construcción de viviendas de paneles y marcos.
Los principales tipos de edificios de paneles construidos actualmente son con y sin marco. El primer tipo incluye un panel de marco y el segundo, un panel grande. La instalación de edificios de ambos tipos se realiza a partir de estructuras industriales prefabricadas de hormigón armado [3] [4] .
Los edificios marco-panel se dividen en dos esquemas estructurales: con un marco completo y con un marco interno [3] .
Los edificios construidos de acuerdo con el esquema de "marco completo" son estructuralmente un marco espacial, que se forma con la ayuda de pilares de soporte externos y paneles de piso acanalados . Los paneles de las paredes y las particiones internas se unen a los bastidores del marco , que soportan carga [3] . Además, el esquema de “fotograma completo” incluye edificios con un marco transversal y longitudinal [4] .
En los edificios del tipo "marco interno", no hay columnas de soporte externas, y las columnas internas y los paneles de las paredes exteriores sobre los que descansan las losas de piso [3] actúan como soportes de carga .
Los vanos de los edificios de paneles de marco son de 5,6 m o 6 m. Las columnas están espaciadas a lo largo del edificio con un paso de 3,2 m o 3,6 m. La altura de los pisos de dichos edificios es de 2,8 m con columnas de dos pisos. La unión de los travesaños y las columnas está soldada. Las columnas tienen consolas que pasan y están hechas de acero laminado en I-beam . Los travesaños se basan en estas consolas, con su parte inferior, realizada con destalonado [4] .
En edificios de pórticos de gran altura (12 a 16 pisos y más), el paso entre los pórticos transversales es de 6 m, lo que permite una disposición más libre de los locales [4] .
La altura de los pisos en edificios de gran altura, según su propósito, puede ser:
Los edificios de paneles grandes son del tipo sin marco. Dependiendo del número de pisos del edificio y su propósito, existen varios esquemas de diseño [3] .
Los edificios residenciales de paneles grandes y las casas tipo hotel de hasta cinco pisos de altura se dividen en tres esquemas principales:
En los edificios con tabiques transversales, los elementos portantes son los tabiques transversales interiores sobre los que se apoyan los forjados. Los paneles externos en tales edificios son extremadamente livianos y agrandados y actúan solo como elementos de cerramiento, ya que no perciben la carga de los techos [3] .
Hay paneles para paredes y entrepisos para pisos. Para paredes, se hacen paneles internos y externos [1] . Sus dimensiones se establecen en la fase de proyecto y dependen directamente del tamaño del local [3] . Además, los elementos de una casa de paneles grandes incluyen aterrizajes y marchas, cabinas sanitarias [5] , bloques volumétricos del hueco del ascensor , bloques de ventilación, así como pantallas para cercar balcones y logias.
Los paneles de pared externos se producen en dos variedades principales:
Los paneles de pared externos utilizados en edificios con un esquema estructural como "tabiques transversales" se producen utilizando materiales de construcción livianos: hormigón reforzado con fibra de arcilla expandida, hormigón celular [3] .
La longitud de los paneles para muros exteriores utilizados en edificios de cinco pisos es igual a la inclinación de los tabiques de paneles transversales. Dependiendo del propósito del edificio, los paneles de fachada se producen en los siguientes tamaños: 2,5 m; 2,8m; 3,2m; 3,6 my 6 m [4] .
Están hechos de una sola capa, y como materiales se utiliza hormigón armado ligero u ordinario. Dependiendo de su espesor, los paneles internos se pueden utilizar tanto como muros de carga como como paneles de diafragma de refuerzo. Los muros interiores que no son de carga se instalan principalmente como tabiques de construcción ligera [1] .
Hay tres tipos principales de losas de piso:
Los paneles de pared pueden estar hechos de bloques de gran formato (bloque cerámico, bloque de silicato de gas, bloque de hormigón, etc.). La producción de paneles se lleva a cabo en equipos especiales, en los que se automatizan los procesos más intensivos en mano de obra. Para el transporte y la instalación, se utilizan equipos especiales. En el caso de que las paredes de bloques de cerámica se hagan en el taller y luego se transporten al sitio de construcción, su instalación es posible en el menor tiempo posible con los costos de mano de obra más bajos y en cualquier condición climática. El conjunto de equipos para la fabricación de paredes, equipos para transporte e instalación es una tecnología de paredes prefabricadas.
Ventajas de la tecnología de paredes prefabricadas:
La producción de todos los elementos de los edificios de paneles se lleva a cabo en empresas especializadas llamadas plantas de construcción de viviendas de paneles grandes y paneles de marco. La producción de elementos de un edificio de paneles grandes se puede llevar a cabo de las siguientes tres formas (principales) [6] :
En la Unión Soviética, desde principios de la década de 1960 , existían diseños estándar para plantas KPD, cuya capacidad oscilaba entre 35 y 140 mil m² de área por año. El más común de los métodos de producción de paneles en la URSS fue el casete [6] .
Para el transporte de paneles terminados, se utilizan vehículos especiales: transportadores de paneles (marco, sin marco, truss), que son un remolque o semirremolque . Su capacidad de carga puede alcanzar las 24 toneladas [7] .
La instalación de edificios de gran altura se realiza mediante un sistema de comunicación [4] .
La construcción de edificios sin marco consiste en el uso de paneles de pared de carga internos y externos y losas de piso, que se instalan uno al lado del otro y uno encima del otro de tal manera que después de verter hormigón en las costuras y juntas entre ellos. , se obtiene una estructura estable [1] [3] .
Los componentes de una casa panel, que son grandes losas de hormigón armado , se fabrican en fábricas de construcción de viviendas [8] . En términos de calidad, cualquier producto fabricado en fábrica con un control técnico adecuado siempre diferirá en una dirección positiva de los productos fabricados directamente en el sitio de construcción.
La construcción de una casa de paneles se asemeja al ensamblaje de un kit de diseño para niños. Las partes prefabricadas de la estructura se entregan al sitio de construcción, que los constructores solo tienen que montar. Como resultado, la productividad laboral en dicho edificio es muy alta. El área del sitio de construcción es mucho menor que la requerida para la construcción de una casa de ladrillos . Estos procesos largos y laboriosos, como la instalación de refuerzo o el hormigonado , que son típicos para la construcción de viviendas monolíticas , están completamente excluidos. Y es precisamente en esto donde los expertos ven la principal ventaja de la construcción de viviendas con paneles sobre otros tipos de construcción. Además, la ventaja de las casas de paneles [9] es que no se encogerá después de la construcción, y los apartamentos en tales casas no requerirán reparaciones especiales ni nivelación de superficies.
La desventaja es la incapacidad de producir una amplia gama de diseños. Esto es especialmente cierto para la variedad de formas de estructuras fabricadas, que se limitan al encofrado estándar . De hecho, en las fábricas de hormigón armado sólo se fabrican estructuras que requieren aplicación en masa. Ante esta circunstancia, la introducción generalizada de la tecnología de los prefabricados de hormigón provoca la aparición de un gran número de edificaciones del mismo tipo, lo que a su vez conduce a la degradación de la arquitectura de la región. Tal fenómeno se observó en la URSS durante el período de construcción en masa.
Las primeras casas que utilizaron grandes paneles de hormigón armado aparecieron en 1910 como parte de Forest Hills Gardens , ubicado en uno de los suburbios de Nueva York , Queens . Este proyecto era una ciudad jardín .
Nombrado en honor al ingeniero y arquitecto Grosvenor Atterbury , el principio de construcción se conoce en Europa como el Sistema Atterbury . En el Reino Unido y Francia , esto fue precedido por la construcción de estructuras experimentales utilizando elementos de hormigón de pequeño tamaño. En estas estructuras, se utilizaron elementos producidos en serie a partir de otros materiales de origen: madera , metal , etc.
Hasta 1920, la arquitectura de los edificios y estructuras se basó en las características nacionales y culturales del país. Las formas de los edificios fueron un conjunto de diferentes épocas arquitectónicas. Su construcción requería materiales de construcción hechos a mano y, en consecuencia, eran costosos. La instalación de los muros de carga de los edificios se realizó mediante el método de mampostería . El tiempo y el costo de este método fueron muy altos.
La rápida urbanización requería la construcción de viviendas a gran escala y nuevas tecnologías y técnicas de construcción. El nuevo método de construcción prefabricada, utilizando paneles estándar prefabricados en fábricas , redujo el tiempo de construcción y, en consecuencia, el costo de toda la estructura.
Después de 1920 surge una nueva época arquitectónica, que desde la década de 1950 se denomina Estilo Internacional .
Sus ideas principales:
La construcción de paneles grandes prefabricados se mejoró cada vez más y, finalmente, el método se convirtió en un estilo reconocido. El rechazo de los adornos y decoraciones de los edificios, así como el uso de materiales estándar, unificó la forma de los edificios.
En Alemania, el primer edificio, diseñado por el entonces asesor de construcción Martin Wagner , se construyó entre 1926 y 1930 en Berlín-Lichtenberg , entonces parte del distrito de Berlín-Friedrichsfelde . Al mismo tiempo, se trataba de la construcción de un asentamiento residencial de 138 apartamentos de un asentamiento militar con edificios de dos a tres pisos de altura.
El sitio de construcción del pueblo se preparó de manera similar al sitio de construcción de ladrillo tradicional. Los paneles de hormigón multicapa con un peso de hasta 7 toneladas se colaron en el sitio , y luego se trasladaron con una grúa pórtico al punto de montaje y se entregaron en el sitio para su instalación. Este método de construcción fue utilizado por Martin Wagner antes, en 1921 , en la construcción de Concrete Village , en una de las zonas residenciales del distrito Amsterdam Ost .
La unidad residencial de Le Corbusier era un tipo de edificio de gran altura y era el prototipo de la construcción moderna de paneles grandes en arquitectura y filosofía de vivienda. Le Corbusier presentó lasbases de su idea en 1925 en el pabellón Esprit Nouveau de la Exposición Universal de París . Las maquetas de la Unidad de Vivienda de Le Corbusier se erigieron en cuatro ciudades francesas y en Berlín entre 1947 y 1965 .
Los proyectos estaban destinados a llenar la escasez de viviendas después de la Segunda Guerra Mundial . Le Corbusier vio su proyecto de edificio de apartamentos como la solución ideal para el desarrollo masivo. Quería lograr un alto nivel de eficiencia a través de productos estandarizados. Se suponía que esta forma de gestión y amplia distribución proporcionaría mayor comodidad a las masas de la población. Se construyeron casas prefabricadas grandes y baratas, lo que contribuyó a la popularidad del propio Le Corbusier y su método de construcción estándar.
Desde entonces, se han construido y se siguen construyendo en todo el mundo comunidades residenciales, edificios de oficinas de gran altura, edificios y estructuras industriales, así como edificios y estructuras para otros fines, hechos de paneles de hormigón y elementos prefabricados de hormigón colados sobre sitio o prefabricado.
El desarrollo científico de proyectos para la construcción de viviendas con estructura de panel comenzó en 1940, en el Instituto de Investigación de Tecnología de la Construcción de la Academia de Arquitectura de la URSS por un equipo dirigido por G. Kuznetsov. Sin embargo, la guerra interrumpió estos trabajos. A fines de 1943, principios de 1944, surgió en los Urales el problema de la construcción acelerada de viviendas de capital permanentes para constructores y operadores de una red de centrales eléctricas en expansión activa . En este sentido, se celebró una reunión de emergencia en Sverdlovsk , en el fideicomiso Glavuralenergostroy. Durante la reunión se discutió el tema de la construcción de viviendas de alta velocidad. Aleksey Timofeevich Smirnov, ingeniero jefe del grupo de preproducción, propuso paneles de hormigón armado como material. Durante una tormentosa reunión, se aprobó la propuesta de Smirnov. El 11 de julio de 1944, la dirección del fideicomiso expide el auto N° 74. Su frase clave era: “Organizar una planta para la fabricación de estructuras y partes de edificios” [10] . La producción se inició en la ciudad de Berezovsky (un suburbio de Sverdlovsk ), aquí en diciembre de 1945 se montó la primera casa de paneles en el país [10] [11] [12] .
En 1947, el Instituto de Tecnología de la Construcción de la Academia de Arquitectura de la URSS diseñó una casa de madera de 4 pisos con grandes paneles que llenaban las paredes. A principios de 1948, la casa fue construida en Moscú en Sokolina Gora. Entonces, la construcción de viviendas de gran tamaño, que comenzó en la ciudad de Ural de Berezovsky, se desarrolló en todo el país. En Moscú, el método industrial de construcción de edificios residenciales de varios pisos fue probado por el arquitecto V. I. Svetlichny , que consistió en el uso generalizado en la construcción de estructuras prefabricadas y hormigón armado, que sentó las bases para la construcción de viviendas de paneles adicionales.
1-506 es una de las primeras series estándar soviéticas de edificios residenciales de paneles grandes. Fue desarrollado por el instituto " Lenproekt Archivado el 27 de julio de 2020 en Wayback Machine " a mediados de los años 50 [8] . Las casas de esta serie comenzaron a erigirse en Leningrado en 1956. Las primeras casas fueron experimentales y fueron designadas con el código 1-506E. Estas casas se convirtieron en un período de transición de stalinok a Jruschov y se llamaron panel stalinkas. Las casas de la serie 1-506 heredaron de stalinok el metraje de las habitaciones, la altura de los techos, los baños separados y las gruesas paredes externas que brindan aislamiento térmico.
La arquitectura de la década de 1950 fue diseñada y construida con la participación directa de Corbusier . En primer lugar, este es el bloque de Marsella (1947-1952), un edificio de apartamentos en Marsella , ubicado solo en una amplia área verde. Corbusier usó en este proyecto apartamentos "dúplex" estandarizados (en dos niveles) con balcones que dan a ambos lados de la casa. Inicialmente, el bloque de Marsella se concibió como una vivienda experimental con la idea de la vida colectiva (una especie de comuna ). Dentro del edificio -en la mitad de su altura- hay un complejo de servicios públicos: una cafetería, una biblioteca, una oficina de correos, tiendas de abarrotes y más. En las paredes circundantes de las logias, por primera vez en tal escala, se utilizó la coloración en colores puros y brillantes: policromía . En este proyecto también se utilizó ampliamente la dosificación según el sistema Modulor .
Posteriormente se erigieron Unidades Residenciales similares (parcialmente modificadas) en las ciudades de Nantes-Reze (1955), Brie-en-Foret (1961), Firminy (1968), en Berlín Occidental (1957). Estos edificios encarnaron la idea de la "Ciudad Radiante" de Corbusier: una ciudad favorable para la existencia humana.