Selección de soluciones prefabricadas

Selección del esquema de edificación prefabricada

En los últimos años, el Gobierno y los departamentos competentes de todos los niveles han promulgado sucesivamente numerosos documentos para promover con decisión la edificación prefabricada:          
      En 2017, las distintas regiones del país publicaron sucesivamente diversas políticas sobre la edificación prefabricada. El 23 de febrero de 2017, el «Dictamen de Implementación del Gobierno Popular Municipal de Zhengzhou sobre la Promoción Decidida del Desarrollo de la Edificación Prefabricada» se publicó en el sitio web del Gobierno municipal. Dicho «Dictamen de Implementación» realiza un despliegue detallado de los objetivos, las tareas clave y las políticas de apoyo de la edificación prefabricada. La proporción de la edificación prefabricada en la superficie de nueva construcción debe alcanzar más del 20 %. La edificación prefabricada debe cumplir las disposiciones básicas de la «Norma de Evaluación de la Edificación Prefabricada» (GB/T 51129-2017) estatal y provincial, según la cual la tasa de prefabricación de cada edificio de hormigón debe superar el 50 %. El 7 de diciembre de 2017, la provincia de Henan promulgó el «Dictamen de Implementación sobre el Desarrollo enérgico de la Edificación Prefabricada», que fijó los objetivos de desarrollo: para finales de 2020, la edificación prefabricada de toda la provincia (con tasa de prefabricación no inferior al 50 %, igual en lo sucesivo) debe representar el 20 % de la superficie de nueva construcción, y los proyectos financiados o liderados por el Gobierno, el 50 %; entre ellos, la superficie de edificación prefabricada de Zhengzhou debe representar más del 30 % de la superficie de nueva construcción, y los proyectos financiados o liderados por el Gobierno, más del 60 %; asimismo, se apoya la construcción de una zona de demostración de edificación prefabricada en el sector Xianghu de la nueva zona de Zhengdong de Zhengzhou. Para finales de 2025, la edificación prefabricada de toda la provincia procurará representar el 40 % de la superficie de nueva construcción, y todos los proyectos de inversión pública que reúnan las condiciones adoptarán íntegramente la construcción prefabricada; entre ellos, la edificación prefabricada de Zhengzhou debe representar más del 50 % de la superficie de nueva construcción, y los proyectos financiados o liderados por el Gobierno deben alcanzar, en principio, el 100 %. El 12 de diciembre de 2017, el Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural emitió la norma nacional «Norma de Evaluación de la Edificación Prefabricada

».

         

El proyecto del caso está situado en una ciudad de la región central; actualmente, el diseño de la edificación prefabricada se encuentra aún en una fase incipiente y la experiencia del propietario, del instituto de diseño y de la contratista general es algo insuficiente.

         

I. Introducción del proyectoEl proyecto del caso se encuentra en una ciudad de la región central; la superficie del terreno supera los 110 000 m² y la superficie total construida supera los 300 000 m², de los cuales: (1) la superficie total construida de viviendas (diferenciadas por tipo de uso) es de 226 000 m², y la superficie del sótano es de aproximadamente 69 000 m². (2)La superficie total construida sobre rasante de la edificación prefabricada es de 47 000 m²; la proporción que representa la superficie total construida sobre rasante con edificación prefabricada respecto a la superficie total construida sobre rasante de este proyecto es del 20,08 %, cumpliendo el requisito de que la proporción de superficie de edificación prefabricada no sea inferior al 20 %。

         

II. Antecedentes del caso(1) Situación en obra:Cuatro edificios de mediana altura adoptan la edificación prefabricada: altura de edificación < 50 m (17 plantas), proporción de superficie construida ≥ 20 %, decoración completa y tasa de prefabricación ≥ 50 %;(2) Ritmo de desarrollo: los edificios prefabricados aún no han comenzado;

(3) Puntos de optimización relacionados:Seleccionar una combinación de componentes prefabricados que cumpla a la vez el requisito de tasa de prefabricación (alcanzar los 50 puntos exigidos) y resulte económica y ventajosa.

         

III. Problemas a resolver

Sin planos concretos en la fase inicial, seleccionar, entre las múltiples combinaciones de componentes prefabricados, aquella que cumpla a la vez el requisito de tasa de prefabricación (alcanzar los 50 puntos exigidos) y resulte económica y ventajosa.

         

IV. Comparación y selección de múltiples esquemasEsquema 1 (tasa de prefabricación de los componentes verticales principales del 44 % + tasa de prefabricación de los componentes horizontales principales del 73 % + tabiques interiores + decoración completa), metodología de cálculo: en la parte de la estructura principal se intenta obtener la máxima puntuación posible. Teniendo en cuenta que el mercado de edificación prefabricada de Henan aún no está maduro, las vigas horizontales ya no se plantean como prefabricadas, y las losas, las escaleras y las losas de balcón utilizan componentes prefabricados, con lo que la tasa de prefabricación de los componentes horizontales principales puede alcanzar el 73 %, de la cual el 70,75 % de las losas se construye de forma prefabricada, obteniendo 13 puntos. Para garantizar la calidad y la seguridad, la estructura vertical portante original se mantiene colada in situ sin cambios, y todos los componentes verticales prefabricados se consiguen mediante elementos adicionales, es decir, añadiendo paneles de muro dúctil prefabricados para fachada exterior; así, la tasa de prefabricación puede alcanzar el 44 %, lo que supone 22 puntos. En ese momento, los paneles de muro dúctil prefabricados para fachada exterior de la parte estructural son suficientes para cubrir por completo los componentes verticales de la fachada, lo que comprende también la parte sin mampostería de los muros de cerramiento no portantes, obteniendo 5 puntos más. Los tabiques interiores sin mampostería utilizan paneles ALC, con una tasa de prefabricación del 50 %, lo que permite obtener 5 puntos, y con la decoración completa se pueden obtener 6 puntos.(Haga clic para ver la imagen ampliada)

Ventajas e inconvenientes del esquema: el coste adicional es bajo, pero los paneles de muro dúctil prefabricados añadidos para fachada exterior son numerosos, los requisitos técnicos son elevados, la construcción resulta difícil y el plazo de ejecución es largo.

Esquema 2 (tasa de prefabricación de los componentes verticales principales del 48 % + tabiques interiores + decoración completa + cocina y baño integrados), metodología de cálculo: sobre la base del esquema 1, la parte de la estructura principal se divide en componentes verticales y horizontales que se calculan por separado; en este esquema, los componentes horizontales no utilizan componentes prefabricados, mientras que los componentes verticales siguen incorporando paneles de muro dúctil prefabricados para fachada exterior; la tasa de prefabricación se ajusta entonces al 48 %, lo que supone 23 puntos. Los tabiques interiores sin mampostería utilizan paneles ALC, con una tasa de prefabricación del 50 %, lo que permite obtener 5 puntos; con la decoración completa se pueden obtener 6 puntos. La puntuación que se reduce en los componentes horizontales se compensa con la parte de decoración: con la adopción de cocina y baño integrados se obtienen 6 puntos en cada caso.(Haga clic para ver la imagen ampliada)

Ventajas e inconvenientes del esquema: los paneles de muro dúctil prefabricados añadidos para fachada exterior son numerosos, con requisitos técnicos elevados y construcción difícil; sin embargo, la cocina y el baño integrados de la parte de decoración son más fáciles de instalar y pueden acortar relativamente el plazo de ejecución.

Esquema 3 (tasa de prefabricación de los componentes verticales principales del 35 % + tasa de prefabricación de los muros de cerramiento del 80 % + tasa de prefabricación con aislamiento integrado del 80 % + tabiques interiores + decoración completa + cocina y baño integrados), metodología de cálculo: sobre la base del esquema 2, los componentes verticales reducen el uso de paneles de muro dúctil prefabricados para fachada exterior, con lo que la tasa de prefabricación se reduce al 35 %, obteniendo 20 puntos. En la parte sin mampostería de los muros de cerramiento no portantes se utilizan componentes prefabricados, alcanzando una tasa de prefabricación del 80 %, con 5 puntos. La tasa de prefabricación integrada de los muros de cerramiento con aislamiento térmico, protección térmica y decoración alcanza el 80 %, con 5 puntos. Los tabiques interiores sin mampostería utilizan paneles ALC, con una tasa de prefabricación del 50 %, lo que permite obtener 5 puntos; con la decoración completa se obtienen 6 puntos, y con la cocina y el baño integrados se obtienen 6 puntos en cada caso.(Haga clic para ver la imagen ampliada)

Ventajas e inconvenientes del esquema: los paneles de muro dúctil prefabricados añadidos para fachada exterior exigen una tecnología relativamente compleja y una construcción difícil, con plazos largos, y los muros de cerramiento con aislamiento térmico, protección térmica y decoración integrados suponen un aumento de costes considerable.

Esquema 4 (tasa de prefabricación de los componentes horizontales principales del 80 % + tasa de prefabricación de los muros de cerramiento del 80 % + tabiques interiores + decoración completa + solado por método seco + cocina y baño integrados), metodología de cálculo: sobre la base del esquema 1, la tasa de prefabricación de las losas compuestas aumenta hasta el 78,33 %, lo que permite que la tasa de prefabricación de los componentes horizontales principales alcance el 80 %, obteniendo 20 puntos, y ya no se añaden paneles de muro dúctil prefabricados para fachada exterior. En la parte sin mampostería de los muros de cerramiento no portantes se utilizan componentes prefabricados, con una tasa de prefabricación del 80 %, con 5 puntos. Los tabiques interiores sin mampostería utilizan paneles ALC, con una tasa de prefabricación del 50 %, lo que permite obtener 5 puntos; con la decoración completa se obtienen 6 puntos. La puntuación que pierden los componentes verticales principales se compensa con la parte de decoración: el solado por método seco permite obtener 5 puntos, y la cocina y el baño integrados, 6 puntos en cada caso.(Haga clic para ver la imagen ampliada)Ventajas e inconvenientes del esquema: los componentes verticales de la estructura principal no utilizan componentes prefabricados y la parte sin mampostería de los muros de cerramiento no portantes emplea paneles ALC, lo que reduce la dificultad de construcción y aumenta la seguridad; los componentes horizontales prefabricados son más fáciles de construir, la decoración resulta más sencilla, el plazo de ejecución se acorta y el aumento de coste es bajo.Resumen comparativo(Haga clic para ver la imagen ampliada)

Tras la comparación y el cálculo preliminares, la optimización del diseño prefabricado eligió finalmente el cuarto esquema: tasa de prefabricación de los componentes horizontales principales del 80 % + tasa de prefabricación de los muros de cerramiento del 80 % + tabiques interiores + decoración completa + solado por método seco + cocina y baño integrados. Este esquema obtiene una puntuación alta y deja un amplio margen de modificación posterior. Reducir la prefabricación de los componentes verticales principales y aumentar la tasa de prefabricación de los componentes horizontales principales permite reducir relativamente la frecuencia de uso de las grúas torre y los requisitos sobre su modelo, lo que limita el incremento de costes; además, facilita la construcción, aumenta la seguridad, resulta más aceptable para el cliente y acorta el plazo de ejecución, entre otras ventajas.

         

V. Resumen del casoEn las ciudades donde la tecnología de edificación prefabricada aún no está muy madura, al seleccionar el esquema prefabricado conviene dar prioridad a las partes cuya tecnología es relativamente madura y que menos afectan a la seguridad estructural, como las losas compuestas y las escaleras de los componentes horizontales, los tabiques interiores y exteriores no portantes y los métodos de decoración interior; al mismo tiempo, se debe elegir una empresa constructora con relativa experiencia, verificar e investigar desde múltiples frentes durante la fase de diseño y prestar atención continua durante la fase de construcción, con el fin de controlar el riesgo del propietario y reducir los costes. Reducir la tasa de prefabricación de los componentes verticales principales, aumentar la tasa de prefabricación sin mampostería de los muros de cerramiento no portantes y elevar la tasa de prefabricación de los componentes horizontales, junto con el uso de cocina y baño integrados, permite alcanzar el requisito global de tasa de prefabricación, reduce relativamente la frecuencia de uso de las grúas torre y las exigencias sobre su modelo, y al mismo tiempo frena el aumento de los costes.

         

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