Por: Darryl Dixon
Composite Technologies Corp.
CONSEJOS PARA PANELES DE MURO TIPO SÁNDWICH CON AISLAMIENTO
En EE. UU., se estima que los edificios consumen el 65 por ciento de la electricidad generada y producen
el 30 por ciento de la producción nacional de gases de efecto invernadero. Esto ha generado un cambio en las prácticas de diseño y construcción hacia métodos que reducen significativamente el impacto negativo de la operación de los edificios en el medio ambiente. Un área de diseño aborda la eficiencia energética de los propios edificios y la resistencia térmica (valor R) de la envolvente del edificio.
Si bien el concreto Tilt-Up en sí mismo integra una alta cantidad de masa térmica en la estructura, la mayoría no se da cuenta de que 7 pulgadas de concreto tienen el mismo valor R que un panel de vidrio típico; aproximadamente R-1.4. Hoy en día, la mayoría de los códigos energéticos modelo han implementado legislación o requieren que un edificio supere los requisitos mínimos de rendimiento térmico. Una forma de cumplir y superar los requisitos mínimos de aislamiento es con un panel de muro sándwich aislado.
Los muros sándwich Tilt-Up se han utilizado ampliamente durante años, pero dadas las exigencias normativas actuales y la tendencia hacia la construcción panelizada y los sistemas sostenibles, los muros sándwich han ganado popularidad y frecuencia. Ya sea para escuelas, oficinas, centros penitenciarios o lugares de culto, los paneles sándwich Tilt-Up ofrecen la durabilidad, la rapidez de construcción y la flexibilidad de diseño del Tilt-Up, al tiempo que proporcionan un valor R (resistencia térmica) significativo y protección contra la humedad.
En general, los paneles sándwich están compuestos por dos capas o tabiques de concreto, separados por una capa de aislamiento rígido, y unidos entre sí por una serie de conectores o fijaciones. El rendimiento del panel sándwich Tilt-Up, tanto estructural como térmico, depende en gran medida de la capacidad del conector y del diseño del aislamiento.
Un panel de muro sándwich se forma hasta el espesor total del muro, el cual incluirá la capa exterior de concreto, el aislamiento integral y la capa interior de concreto. Los paneles en sí se preparan de manera similar a un panel de muro Tilt-Up sin aislamiento. Se diseñan características arquitectónicas, como chaflanes y rusticaciones, y se aplica un agente desmoldante.
Específico para un panel sándwich de muro es el espesor de la capa exterior de concreto y el aislamiento rígido. El espesor mínimo de la capa exterior es de 2 pulgadas más la profundidad de cualquier saliente o rústico. Por lo tanto, si se incorpora un saliente arquitectónico de 3⁄4 de pulgada, el espesor mínimo del concreto exterior es de 2.75 pulgadas. También son exclusivas de un panel sándwich de muro el diseño de la mezcla y la capacidad de anclaje del conector. Dado que la capa exterior de concreto de un panel sándwich de muro no es típicamente estructural y los conectores se instalan en una mezcla plástica, de acuerdo con ACI 551R, el concreto se refuerza típicamente con una malla 6x6xW2.9xW2.9 colocada sobre soportes o sillas de plástico, y se recomienda una revenimiento (slump) de cinco a siete para garantizar la correcta consolidación del conector. Adicionalmente, el tamaño mínimo de agregado es de 3⁄4 de pulgada y un concreto mínimo de 4000 psi es típico.
El grosor del aislamiento es una función del Valor R deseado y la condición interior (ambiente, refrigerador, congelador). Las instalaciones ambientales suelen requerir 2 pulgadas de aislamiento de poliestireno extruido, mientras que los refrigeradores requieren 3 pulgadas, y los congeladores utilizan 6 pulgadas o más. En todos los casos, se debe realizar un análisis isotérmico y un análisis de punto de rocío para confirmar el Valor R y el control de la condensación respectivamente.
Para lograr un alto valor R y una protección térmica y contra la humedad constante, el aislamiento debe colocarse borde a borde, separando completamente las dos capas de concreto. Si el aislamiento no es continuo, se producirán puentes térmicos, lo que resultará en una pérdida de valor R y aumentará la probabilidad de migración de humedad.
El vaciado de un panel sándwich de muro generalmente abarca dos vaciados. El vaciado del muro exterior y la colocación del aislante/conector ocurren simultáneamente. El segundo paso implica la instalación del refuerzo de concreto interior, el equipo de elevación y arriostramiento, y cualquier inserto aislado para el muro de concreto interior. Sin embargo, antes de la instalación de estos elementos, se debe realizar una prueba del anclaje del conector. Se debe realizar una prueba de tracción del conector una vez que el concreto exterior alcance el 25 por ciento de su resistencia de 28 días. Dependiendo de la temperatura ambiente exterior, esto podría ser de 12 a 36 horas. Adicionalmente, en algunas ubicaciones de clima frío, esto podría requerir una prueba de cilindro. A continuación, se muestra un cuadro de referencia:
Rango de temperatura ambiente (°F)
70 o superior
60 a 70
40 a 60
Menos de 40
Tiempo mínimo desde la fundición hasta la prueba de anclaje (horas)
12
24
36
Prueba de Cilindros Curados en Campo Requerida
Una vez confirmados los anclajes de los conectores y colocados los componentes interiores de concreto, la colocación del concreto procede y se coloca y se termina, se levanta y se apunta, de una manera consistente con los paneles de pared Tilt-Up no aislados.
El acabado y sellado de los paneles sándwich para muros varía según la ubicación climática y las condiciones interiores. Las juntas de los paneles se sellan tanto por dentro como por fuera con un cordón de soporte de celda cerrada y masilla. Las juntas también pueden ser rellenadas in situ con uretano expandible cuando el diseñador lo considere necesario.
Una vez instalados, los paneles sándwich para muros ofrecen una solución ideal a la comunidad de diseño al combinar la masa térmica del concreto y el rendimiento del aislamiento integral, todo ello manteniendo la integridad arquitectónica y funcional de los muros de concreto Tilt-Up.
Para más información, visite www.tilt-up.org
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