El poliestirè expandit,
al qual s’anomena de forma abreviada “EPS”, acrònim de l’anglès “expanded
polystyrene” és un material força
conegut pels agents de l'edificació, a causa de les diferents funcions que
realitza, especialment en el camp termohigromètric com a material d'aïllament tèrmic. També es un material molt
utilitzat en l'embalatge d’aparells electrònics i productes d’alimentació
(fruita i verdures), degut al seu reduït pes i a la seva capacitat d’amortiment
dels cops. No obstant no es tan coneguda l’aplicació del poliestirè expandit
“EPS”, com a peça d’entrebigat, en el camp de
l'alleugeriment dels sostres de les estructures de l’edificació, degut a la
forta implantació que tenen en el nostre país els revoltons ceràmics i els blocs
d’alleugeriment de formigó.
El poliestirè expandit utilitzat com a peça d’entrebigat en sostres
unidireccionals o bloc perdut en sostres bidireccionals (reticulars),
contribueix a modelar la secció resistent d’un sostre, però d’una forma més
lleugera que ho fan els revoltons ceràmics i els blocs d’alleugeriment de
formigó i això té les seves avantatges com es pot veure en aquest article en el
que es descriu de forma resumida els aspectes a tenir en compte, així com els seus inconvenients i per tant
tractant amb un esperit crític la utilització del poliestirè expandit (EPS),
com a peça d'alleugeriment de sostres unidireccionals i bidireccionals de
formigó armat utilitzats en el sector de l’edificació
Entenem per alleugeriment el fer una cosa més liviana o menys pesada, traient-li pes o
carrega i que en el cas concret de les estructures es basa en reduir el seu pes
propi. El pes propi d’un edifici representa aproximadament el 50% de la seva
càrrega total i que en les estructures més pesants el pes propi supera
àmpliament el 50% de la carrega total.
En general poden ser
diversos els llocs d’una estructura que pot esser alleugerida, no obstant, i
obviant la fonamentació, el lloc de les estructures porticades utilitzades en l’edificació,
on es més necessari l’alleugeriment, és en la seva part horitzontal, que es la
part de l’estructura que té la missió de cobrir els espais i que en el cas de
l’edificació son els sostres i les cobertes.
Al llarg de la historia l’home ha buscat sempre d’alleugerir les edificacions.
Els primer homínids ja utilitzaven com a habitat, refugis lignis, coberts amb
pells, que desmuntaven i traslladaven d’un lloc a un altre. Des d’aquetes
primeres edificacions fins als nostres dies, l’home ha necessitat sempre de construccions
livianes. En les parts més septentrionals del planeta l’home ha utilitzat la
fusta com a material constructiu per als seus edificis mentre que en la resta
l’home va usar una construcció més massiva en la que s’utilitzava la pedra, la
ceràmica i la tapia.
Tant en una com en altra tradició constructiva l’home ha
buscat i necessitat sempre d’alleugerir els elements constructius i
l’estructura que els forma. Això ha
vingut donat per les necessitats de l’home de bastir edificis on era necessari
cobrir llums cada cop més importants i aixecar edificis més i més alts. Aquest
fet ha portat sempre a l’home a buscar solucions constructives enginyoses i
materials constructius livians que els permetessin d’aixecar edificis més i més imponents. Clars exemples,
d’aquest fet son les catedrals gòtiques o les voltes alleugerides de les quals trobem
el brillant exemple que representa el
Panteó de Roma que va fer construir Marc Agripa en el 27 aC cobert amb una
volta de 43,30 m. de diàmetre interior, alleugerida amb fornícules interiors i
formada amb una argamassa de pedra tosca i escòria volcànica.
Les estructures
s’alleugereixen bàsicament per tres motius;.
- Per un motiu tècnic basat en la necessitat de poder cobrir una mateixa
superfície utilitzant una menor quantitat de massa. Aquest fet aporta més
llibertat de disseny en la ubicació de pilars, un menor de grau d’esforços
en els elements estructurals més sol·licitats i una menor deformació dels
sostres.
- Per un motiu econòmic com a conseqüència de que al alleugerir les
estructures es redueix el consum dels materials amb un cost econòmic major
com és l’acer, tot mantenint les condicions
funcionals, estètiques i de seguretat necessàries. Aquest factor és
important com més superfície s’ha de cobrir i més important son les llums
a cobrir essent poc rellevant en estructures molt petites.
- Per un motiu mediambiental degut a que al alleugerir estructures
s’aconsegueix reduir la producció de CO2 necessaris per a formar els
materials que més s’utilitzen en la construcció d’estructures com es
l’acer.
Les formes
d'alleugerir els sostres utilitzats en l’edificació són bàsicament tres:
- Reduir les densitats dels materials que formen part dels elements
constructius l'edifici.
- Aprofitar les característiques tensionals dels materials compostos
(formigó pretensat o postensat).
- Optimitzar el disseny arquitectònic.
En aquest article ens centrarem en la primera de les
possibilitats i concretament en la reducció de la densitat del pes propi dels
sostre de l’estructura més utilitzats en el sector de l’edificació.
Els materials que formen les estructures de formigó armat
d’un edifici son:
- El formigó.
- L’acer.
- Les peces d’entrebigat i
els blocs d’alleugeriment.
Per a reduir la densitat dels materials que formen una
estructura es pot actuar bàsicament en el formigó i en les peces d’entrebigat,
ja que l’acer esta en funció de l’elecció d’aquest dos materials.
Tot i que la utilització del formigó lleuger es el factor
determinant per alleugerir una estructura en aquest article esta dedicat a la
reducció de la densitat de les peces d’entrebigat sense funció resistent i que
s’utilitzen com a encofrat perdut de la secció resistent.
Per a realitzar aquesta tasca s’utilitzen
peces d’entrebigat o blocs d’alleugeriment perdut realitzats amb materials que
no siguin susceptibles de produir danys al formigó i a les armadures. El tipus de peces més comuns són les revoltons amb
sola i els cassetons de formigó, de ceràmica i de poliestirè expandit (EPS).
El pes de les peces d'alleugeriment
depèn bàsicament de la densitat dels materials que formen aquestes peces. La peça
més pesada és el revoltó de formigó amb una densitat aproximada de 2.200 kg/m3.
El revoltó ceràmic, suposa una alleugeriment respecte el de formigó, la qual té
una densitat aproximada de 1.600 kg/m3. El revoltó més lleuger és la peça de poliestirè expandit (EPS), amb una
densitat aproximada d'entre 10 i 15 kg/m3 pels revoltons procedent
del tall de blocs (massisses o mecanitzades) i en l'entorn dels 20 kg/m3
per a les modelades o alveolars.
En la següent taula es
pot comprovar el pes propi de les peces d'entrebigat més habituals en la construcció.
Taula del pes de les peces
d’alleugeriment i blocs més habituals
El pes propi és la
càrrega deguda al pes de l'element resistent. La
seva determinació, en el procés de càlcul, s'estima inicialment en la fase de
disseny, podent per això utilitzar-se taules i/o fórmules empíriques, o dades
d'estructures construïdes de característiques semblants. Per a determinar el pes propi dels forjats
unidireccionals realitzats amb elements prefabricats o semiprefabricats s'ha de
consultar les fitxes tècniques de les autoritzacións d'ús del fabricant del
sostre que es vol utilitzar. En elles s'estableix entre
moltes altres dades d'interès, els materials que formen el forjat i el pes
propi d'aquest en funció dels intereixos del sostre.
En la resta de casos
es pot estimar el pes propi en la taula C.5 del Document Basic DB SE-AE Accions
en l’Edificació del Codi Tècnic de l’Edificació, -CTE- i com a suport de càlcul
es poden utilitzar les taules d’estimació del pes propi publicada l’any 2003
per l’associació ANAPE i que forma part del manual consultable en l’enllaç: http://www.anape.es/pdf/Manual%20de%20Aligeramiento.pdf
Segons el tipus de
fabricació utilitzat, els revoltons o blocs perduts d’EPS, poden ser;
mecanitzats o modelats utilitzat. La característica principal dels revoltons
mecanitzats és que es tracta d'una motlle massís amb longitud variable. Per la seva banda els revoltons modelats són
peces que disposen d'alvèols amb formes i dimensions similars a la que pugui
disposar una revoltó ceràmic o de formigó.
Aprofitant la
propietat del bon comportament tèrmic del poliestirè expandit els
fabricants d’EPS han dissenyat peces d’alleugeriment amb trencament de pont
tèrmic, principalment per a l’ús en sostres que limiten amb l'exterior;
·
Sostres de
coberta.
·
Sostres sanitaris.
·
Porxos.
·
Sostres
en separació amb locals no calefactats (trasters golfes).
·
Sostres en
instal·lacions frigorífiques.
En el cas dels sostres bidireccionals, la utilització de peces amb trencament de pont tèrmic, ha facilitat la fixació dels cassetons en el sostre. Aquest fet a comportat que molts dels fabricants de blocs perduts d’EPS, utilitzin la solució de les peces amb trencament de pont tèrmic.
L’avantatge principal de la utilització del poliestirè
expandit (EPS), es bàsicament la reducció del pes propi del sostres executats
amb aquestes peces, com a conseqüència de la menor densitat d’aquest material
respecte el formigó o la ceràmica. Aquesta característica principal fa que
s’aconsegueixi cobrir una mateixa superfície
utilitzant una menor quantitat de massa. Aquest fet aporta major llibertat de
disseny en la ubicació de pilars, un menor de grau d’esforços en els elements
estructurals més sol·licitats i una menor deformació dels sostres.
Per a comprovar aquestes avantatges s’aporta a mode
d’exemple el càlcul de dos edificis realitzat amb el programa Cypecad versió
2012.d de CYPE Ingenieros.. Un dels edificis s’ha calculat amb sostres
unidireccionals i l’altre amb sostres reticulars.
L’edifici amb sostres unidireccionals és d’un edifici
residencial, plurifamiliar, aïllat, composat per una planta baixa destinada a
locals comercials, set plantes pis i planta coberta. L’edifici no disposa de
planta soterrani, ja que per la finalitat de l’exemple que es vol analitzar no
aportaria cap dada rellevant.
Esquema gràfic de
l’edifici
S’ha considerat el pes propi dels elements resistents de
formigó armat, tenint en compte la seva secció bruta i els elements
alleugerants que els formen.
Revoltó
de formigó
|
Revoltó
ceràmic
|
Revoltó
de poliestirè
|
Sostre de nervis in-situ
Dimensions del revoltó: 60x25x25
Pes del
revoltó: 24,00 Kg
Gruix capa compressió: 5 cm
Intereix: 74 cm
Ample del nervi: 14 cm
Pes propi:
0.391 t/m²
|
Sostre
de nervis in-situ
Dimensions del revoltó: 60x25x25
Pes del
revoltó: 11,60 Kg
Gruix
capa compressió: 5 cm
Intereix: 74 cm
Ample del nervi: 14 cm
Pes propi:
0.322 t/m²
|
Sostre
de nervis in-situ
Dimensions del revoltó: 60x25x25
Pes del
revoltó: 0,36 Kg
Gruix
capa compressió: 5 cm
Intereix: 74 cm
Ample del nervi: 14 cm
Pes propi:
0.271 t/m²
|
S’ha considerat una càrrega
1kN/m2 de paviment i fals sostre i una sobrecarrega d’ús de 2kN/m2 i una sobrecarrega
d’envans d’1kN/m2 repartides uniformement
També s’han considerat les càrregues degudes als
tancament, divisions interiors que no es realitzen com a envans, escales i
elements singulars. S’ha considerat les càrregues del tancament de la façana de
l’edifici, el tancament de l’escala, els tancaments separadors entre habitatges
i una càrrega lineal en extrem de voladissos de balcons volats de façana.
Del càlcul realitzat de l’estructura amb les diferents tipus
de peces d’entrebigat s’ha obtingut el següent amidament de l’acer per armar
l’estructura i número de revoltons:.
Revolto de formigó
|
Revolto ceràmic
|
Revolto de poliestirè
|
|
Pes de l’armadura dels sostres
|
14.289,00 kg
|
14.154,00 Kg
|
12.866,00 Kg
|
Pes de l’armadura de les bigues del sostre
|
38.104,00 Kg
|
36.000,00 Kg
|
33.318,00 Kg
|
Pes de l’armadura dels pilars
|
23.646,00 Kg
|
20.082,00 Kg
|
17.424,00 Kg
|
Pes total de l'armadura de l'estructura
|
76.039,00 Kg
|
70.236,00 Kg
|
63.608,00 Kg
|
Superfície de l'edifici
|
5201,17 m2
|
5207,17 m2
|
5.207,17 m2
|
Quantia Kg d'acer/m2 de superfície
|
14,62
|
13,49
|
12,22
|
Revolto de formigó
|
Revolto ceràmic
|
Revolto de poliestirè
|
|
Pes de l’armadura de la fonamentació
|
8.310,02 kg
|
7.152,12 Kg
|
6.340,11 Kg
|
Superfície de la fonamentació
|
654,24 Kg
|
654,27 Kg
|
654,27 Kg
|
Quantia Kg d'acer/m2 de superfície
|
12,70
|
10,93
|
9,69
|
Revolto de formigó
|
Revolto ceràmic
|
Revolto de poliestirè
|
|
Nº de revoltons
|
23.298,00 ud
|
23.916,00 ud
|
24.764 ud
|
Pes unitari dels revoltons
|
24,00 Kg
|
11,60 Kg
|
0,36 Kg
|
Pes dels revoltons de tot l’edifici
|
559.152,00 Kg
|
277.425,60 Kg
|
8.915,04 Kg
|
Pel que fa a l’estructura amb sostres bidireccionals, s’ha
calculat un edifici residencial, plurifamiliar, aïllat, compost per una planta
baixa destinada a locals comercials, set plantes pis i planta coberta. A
l’igual que en l’apartat anterior s’ha dissenyat un edifici sense planta
soterrani, ja que per la finalitat de l’exemple que es vol analitzar no
aportaria cap dada rellevant.
Esquema gràfic de
l’edifici
Accions
Per al càlcul d’aquest edifici s’ha utilitzat les mateixes
accions de l’edifici anterior, excepte el pes propi dels sostres , en el que s’ha
considerat el següent pes propi.
Bloc
de formigó
|
Bloc
ceràmic
|
Bloc
de poliestirè
|
Sostre reticular
Dimensions del cassetó: 70x25x23
Pes del
revoltó: 26,00 Kg
Gruix capa compressió: 5 cm
Retícula: 82 cm x 82 cm
Ample del nervi: 12 cm
Pes propi:
0.525 t/m²
|
Sostre
reticular
Dimensions del cassetó: 70x25x22
Pes del
revoltó: 11,90 Kg
Gruix
capa compressió: 5 cm
Retícula: 82 cm x 82 cm
Ample del nervi: 12 cm
Pes propi:
0.481 t/m²
|
Sostre
reticular
Dimensions del cassetó: 70x25x70
Pes del
revoltó: 2,04 Kg
Gruix
capa compressió: 5 cm
Retícula: 82 cm x 82 cm
Ample del nervi: 12 cm
Pes propi:
0.442 t/m²
|
Del càlcul realitzat de l’estructura amb les diferents blocs
perduts s’ha obtingut el següent amidament de l’acer per armar l’estructura i número
de blocs d’alleugeriments:
Bloc de
formigó
|
Bloc
ceràmic
|
Bloc de
poliestirè
|
|
Armadura
de la retícula dels sostres
|
185.629,00 kg
|
174.738,00 Kg
|
151.036,00 Kg
|
Armadura
de les bigues del sostre
|
13.745,00 Kg
|
12.802,00 Kg
|
12.650,00 Kg
|
Armadura
dels pilars
|
43.004,00 Kg
|
37.835,00 Kg
|
34.608,00 Kg
|
Total de Kg de l'armadura de
l'estructura
|
242.378,00 Kg
|
225.375,00 Kg
|
198.294,00 Kg
|
Superfície
de l'edifici
|
8702,72 m2
|
8702,72 m2
|
8702,72 m2
|
Quantia
Kg d'acer/m2 de superfície
|
27,85
|
25,90
|
22,79
|
Bloc de
formigó
|
Bloc
ceràmic
|
Bloc de
poliestirè
|
|
Armadura de la fonamentació
|
17.780,53 kg
|
15.907,83 Kg
|
13.932,40 Kg
|
Superfície
de la fonamentació
|
1080,25 Kg
|
1080,25 Kg
|
1080,25 Kg
|
Quantia
Kg d'acer/m2 de superfície
|
16,46
|
14,73
|
12,90
|
Bloc de
formigó
|
Bloc
ceràmic
|
Bloc de
poliestirè*
|
|
Nº de
blocs d’alleugeriment
|
28.180,00 ud
|
28.215,00 ud
|
10.078,00 ud
|
Pes
unitari dels bloc d’alleugeriment
|
26,00 Kg
|
11,90 Kg
|
2,04 Kg
|
Pes dels revoltons de tot l’edifici
|
732680,00 Kg
|
335.758,50 Kg
|
20.559,12 Kg
|
*El nombre de blocs que
s’utilitzen en el cas dels sostre alleugerit amb blocs de poliestirè es
correspon a un bloc per retícula mentre que en el cas dels sostres alleugerit
amb blocs de formigó i blocs ceràmics se n’utilitza tres per retícula.
D’aquets càlculs s’ha pogut comprovar el següent:
Les dimensions dels pilars i de les sabates
aïllades de la fonamentació son majors en els edificis calculats amb revoltons
de formigó i ceràmics que en els edificis calculats amb poliestirè expandit.
·
La dimensió de les jàsseres planes de l’edifici
dissenyat amb sostres unidireccionals son d’una dimensió major en l’edifici amb
revoltons de formigó i ceràmics que en l’edifici amb revoltons de poliestirè
expandit.
·
En l’edifici amb sostre bidireccional amb
revoltons de formigó i ceràmics s’ha hagut d’augmentar la dimensió inicial dels
àbacs per a corregir els problemes de tallant.
·
La deformació dels sostres es major en els
edificis calculats amb revoltons de formigó i ceràmics que en els edificis
calculats amb poliestirè expandit.
La reducció de la
massa d’una estructura comporta una reducció del consum dels materials amb un cost
econòmic major com és l’acer per armar l’estructura, tot mantenint les condicions funcionals, estètiques
i de seguretat necessàries. Econòmicament parlant aquest factor és important
com més superfície s’ha de cobrir i com més important són les llums a cobrir,
essent molt poc rellevant en les estructures més petites com és el cas dels
habitatges unifamiliars. Si agafem com a exemple els càlculs realitzats
en aquest article, i aplicant un preu unitari de l’acer de 1,35 €/kg obtenim
els pressupostos de la partida de l’acer de cada un dels edificis que es pot
veure en el quadres següents.
Edifici amb sostre
unidireccional
Revoltó de formigó
|
Revoltó ceràmic
|
Revoltó de poliestirè
|
|
Pes total de l'armadura de l'estructura
|
76.039,00 Kg
|
70.236,00 Kg
|
63.608,00 Kg
|
Pes de l’armadura de la fonamentació
|
8.310,02 kg
|
7.152,12 Kg
|
6.340,11 Kg
|
Pes total de l’armadura per armar
|
81.349,02 Kg
|
77.388,12 Kg
|
69.948,11 Kg
|
Pressupost dels Kg d'acer per armar
|
109.821,17
€
|
104.473,96
€
|
94.429,94 €
|
Diferencia de pressupost respecte l’EPS
|
+ 15.391,23
€
|
+10.044,01
€
|
|
% del pressupost
|
14,01 %
|
9,61 %
|
Edifici amb sostre
bidireccional
Bloc de
formigó
|
Bloc
ceràmic
|
Bloc de
poliestirè
|
|
Pes de l'armadura de l'estructura
|
242.378,00 Kg
|
225.375,00 Kg
|
198.294,00 Kg
|
Pes de l’armadura de la fonamentació
|
17.780,53 kg
|
15.907,83 Kg
|
13.932,40 Kg
|
Pes total de l’armadura per armar
|
260.158,53 kg
|
241.282,83 Kg
|
212.226,40 Kg
|
Pressupost dels Kg d'acer per armar
|
351.214,01
€
|
325.731,82
€
|
286.505,64
€
|
Diferencia de pressupost respecte l’EPS
|
+ 64.708,38
€
|
+ 39.226,18
€
|
|
% del pressupost
|
18,42 %
|
12,04 %
|
La reducció de l’acer per armar les estructures comporta una
reducció de l’energia incorporada i de
les emissions de CO2 tant en la fabricació com en la construcció. Com a exemple
d’aquest fet s’aporta la comparació de l’etapa del cicle de vida, entre el
sostre unidireccional i bidireccional que s’han utilitzat en el càlcul de
comparació realitzat en aquest article. Les taules s’han extret del generador
de preus del mateix programa de càlcul de Cype Ingenieros.
Càlcul del cicle de vida del sostre unidireccional amb nervis “in situ” amb revoltons de formigó.
Consum
|
Etapa del cicle de vida
|
||||||
Consum
|
Etapa del cicle de vida
|
||||||
Fabricació
|
Construcció
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
||
Materials
|
Pes
(kg)
|
||||||
Acer.
|
12,709
|
444,815
|
35,585
|
4,261
|
0,315
|
||
Fusta.
|
0,828
|
2,483
|
0,072
|
0,037
|
0,003
|
||
Prefabricat
de formigó.
|
115,172
|
118,627
|
11,151
|
5,113
|
0,378
|
||
Formigó.
|
347,300
|
361,192
|
33,952
|
6,168
|
0,456
|
||
Total:
|
476,009
|
927,117
|
80,760
|
15,579
|
1,152
|
||
Envasos
|
Pes
(kg)
|
||||||
Plàstic.
|
0,022
|
1,533
|
0,227
|
0,001
|
0,000
|
||
Fusta.
|
0,186
|
0,558
|
0,016
|
0,008
|
0,001
|
||
Total:
|
0,208
|
2,091
|
0,243
|
0,009
|
0,001
|
||
Mitjans auxiliars
|
0,171
|
0,025
|
|||||
Residus
|
Pes
(kg)
|
||||||
Transport
a abocador.
|
22,441
|
0,996
|
0,074
|
||||
Energia
total i emissions:
|
929,208
|
81,003
|
15,588
|
1,153
|
1,167
|
0,099
|
|
Càlcul del cicle de vida del sostre unidireccional amb nervis “in situ” amb revoltons de poliestirè expandit.
Consum
|
Etapa del cicle de vida
|
||||||
Fabricació
|
Construcció
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
||
Materials
|
Pes
(kg)
|
||||||
Acer.
|
12,709
|
444,815
|
35,585
|
4,261
|
0,315
|
||
Fusta.
|
0,828
|
2,483
|
0,072
|
0,037
|
0,003
|
||
Poliestirè.
|
0,722
|
65,982
|
2,903
|
3,892
|
0,288
|
||
Formigó.
|
351,900
|
365,976
|
34,402
|
6,250
|
0,462
|
||
Total:
|
366,159
|
879,256
|
72,962
|
14,440
|
1,068
|
||
Envasos
|
Pes
(kg)
|
||||||
Plàstic.
|
0,006
|
0,434
|
0,064
|
0,000
|
0,000
|
||
Mitjans auxiliars
|
0,146
|
0,021
|
|||||
Residus
|
Pes
(kg)
|
||||||
Transport
a abocador.
|
5,031
|
0,223
|
0,017
|
||||
Energia
total i emissions:
|
879,690
|
73,026
|
14,440
|
1,068
|
0,369
|
0,038
|
|
Càlcul del cicle de vida del sostre bidireccional amb cassetons de formigó.
Consum
|
Etapa del cicle de vida
|
||||||
Fabricació
|
Construcció
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
||
Materials
|
Pes
(kg)
|
||||||
Acer.
|
16,684
|
583,926
|
46,714
|
5,610
|
0,415
|
||
Fusta.
|
0,599
|
1,797
|
0,052
|
0,027
|
0,002
|
||
Prefabricat
de formigó.
|
94,959
|
97,808
|
9,194
|
4,216
|
0,312
|
||
Formigó.
|
347,300
|
361,192
|
33,952
|
6,168
|
0,456
|
||
Total:
|
459,542
|
1.044,723
|
89,912
|
16,021
|
1,185
|
||
Envasos
|
Pes
(kg)
|
||||||
Plàstic.
|
0,015
|
1,050
|
0,155
|
0,001
|
0,000
|
||
Fusta.
|
0,169
|
0,507
|
0,015
|
0,008
|
0,001
|
||
Total:
|
0,184
|
1,557
|
0,170
|
0,009
|
0,001
|
||
Mitjans auxiliars
|
0,110
|
0,016
|
|||||
Residus
|
Pes
(kg)
|
||||||
Transport
a abocador.
|
16,601
|
0,737
|
0,055
|
||||
Energia
total i emissions:
|
1.046,280
|
90,082
|
16,030
|
1,186
|
0,847
|
0,071
|
|
Càlcul
del cicle de vida del sostre bidireccional amb cassetons d’EPS.
Consum
|
Etapa del cicle de vida
|
||||||
Fabricació
|
Construcció
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
Energia incorporada (MJ)
|
Emissions
CO2 eq. (kg)
|
||
Materials
|
Pes
(kg)
|
||||||
Acer.
|
16,684
|
583,926
|
46,714
|
5,610
|
0,415
|
||
Fusta.
|
0,599
|
1,797
|
0,052
|
0,027
|
0,002
|
||
Formigó.
|
358,800
|
373,152
|
35,076
|
6,372
|
0,472
|
||
Total:
|
376,083
|
958,875
|
81,842
|
12,009
|
0,889
|
||
Mitjans auxiliars
|
0,076
|
0,011
|
|||||
Residus
|
Pes
(kg)
|
||||||
Transport
a abocador.
|
5,013
|
0,223
|
0,016
|
||||
Energia
total i emissions:
|
958,875
|
81,842
|
12,009
|
0,889
|
0,299
|
0,027
|
|
A1.
Subministrament de matèries primeres
|
A4.
Transport del producte
|
A5.
Procés d'instal·lació del producte i construcció
|
|||
A2.
Transport de matèries primeres
|
|||||
A3.
Fabricació del producte
|
|||||
De la comparació
entre els quatre casos es pot observar com els sostres de poliestirè expandit
tenen un menor cost d’energia incorporada i una menor emissió de CO2.
Taula
de comparació dels valor d’energia incorporada i emissions de CO2
Energia incorporada
|
Emissions de CO2
|
|
Sostre unidireccional amb
revoltons de formigó
|
945,963 MJ
|
82,255 kg
|
Sostre unidireccional amb
revoltons d’EPS
|
894,499 MJ
|
74,132 kg
|
Sostre bidireccional amb
revoltons de formigó
|
1.036,157 MJ
|
91,339 Kg
|
Sostre bidireccional amb
revoltons d’EPS
|
971,113 MJ
|
82,758 Kg
|
INCONVENIENTS
Motius tècnics
Aïllament acústic
Motius tècnics
Aïllament acústic
La massa d’un material o d’un element constructiu és la
millor propietat que pot tenir un material per aïllar acústicament. Es per això
que tot els sostres alleugerits tenen un pitjor comportament acústic que una
llosa massissa de formigó i entre aquets sostres el que té menor massa son els
sostres alleugerits amb poliestirè expandit (EPS), la qual cosa fa que siguin
els sostres que tenen un pitjor comportament acústic.
Es per aquest motiu que les estructures alleugerides
requereixen d’unes solucions d’aïllament acústic sempre lligades a paviments
flotants i/o fals sostres que minimitzin la transmissió acústica entre plantes.
El poliestirè expandit és un material orgànic, motiu pel
qual és combustible i per tant s’ha d’usar sempre encapsulat i revestit per
materials que li aportin la resistència al foc necessària. En la fase de
construcció s’ha de ser prudent en l’emmagatzematge, ja que el material no
disposa del revestiment de protecció i per tant es susceptible d’incendiar-se.
Tampoc es pot allotjar fonts de calor important en
l’interior de les peces alleugeriment amb EPS com ulls de bou per enllumenat
elèctric, tuberies que propaguin temperatures elevades, etc...
En el cas de que es vulgui
col·locar lluminàries halògenes encastades en el sostre, cal tenir present que
el poliestirè expandit dissipa malament el calor que emeten, mentre que els
revoltons ceràmics o de formigó dissipa el calor pels alvèols de les peces
d’alleugeriment.
El poliestirè expandit, és un
material amb una porositat molt baixa, motiu pel qual no existeix adherència
amb els revestiments, raó per la qual els morters i enguixats no s’adhereixen
al poliestirè.
Perquè existeixi una
adherència hi ha dos vies:
·
Utilitza morters o guixos adhitivats perquè hi hagi
adherència química.
·
Realitzar ressalts en el poliestirè perquè hi
hagi adherència mecànica.
Com que la utilització de
morters o guixos adhitivats, fa que el revestiment que s’hagi d’utilitzar sigui
més car, la solució més habitual, és la de realitzar uns ranurats, generalment
en forma de cua d’orenella, en la superfície del poliestirè expandit que ha de
ser revestit per facilitar l’adherència mecànica.
Al tractar-se d’un material
molt lleuger, s’ha d’esser molt curós en la fixació de les peces d’entrebigat
de poliestirè expandit, ja que en cas contrari és poden produir desplaçaments
de les peces en l’abocat del formigó.
Al desplaçar-se els revoltons
és modifica les dimensions dels elements resistents als quals les peces
d’alleugeriment han de fer de motlle, i el no tenir cura d’aquest factor ha
comportat molts problemes patològics. Aquest factor és molt important en les
superfícies inclinades.
El més habitual es fixar les peces d’alleugeriment amb l’encofrat i en cas
contrari cal fixar les peces amb l’armadura del sostre i amb la malla de
repartiment.
Imatge d’un sostre de poliestirè expandit inclinat en coberta sense encofrat on poder fixar les peces d’alleugeriment
La fixació dels revoltons en tots els sostres
alleugerits requereixen d’un estudi específic, ja que tant la ceràmica, com el
formigó, com el poliestirè expandit tenen unes limitacions per a suportar carregues
i requereixen de la utilització d’un cargols especials per a poder suportar les
carregues.
En el cas dels sostres de
poliestirè expandit amb trencament de pont tèrmic encara és més evident, ja que
és més dificultós d’ubicar els elements resistents.
Es per això que els sostres de
poliestirè expandit poden absorbir carregues penjades dels sostres però amb
major dificultats que els seus competidors. En el cas de carregues petites
(inferiors a 5 kg) és pot penjar amb la utilització de cargols com els de la
imatge adjunta.
Fotografies de cargols de fixació
En el la resta de casos cal
utilitzar mitjans auxiliars com els perfils dels fals sostres (5 kg a 20kg) o
buscar els elements quan les carregues siguin superiors.
Amb la manipulació del material en la fase de
construcció, es habitual que es disgregui la part més superficial del material
en forma de perles rodones, dipositant-se en la superfície encofrada, en la
pròpia obra o en les immediacions de la obra.
Aquestes perles de poliestirè nos son tòxiques
per a les persones, ni per al medi ambient no obstant ha estat font de
reclamacions, especialment dels veïns de les obres, com ho son la pols o el
soroll en general de les obres.
En tot cas cada cop son menys habituals perquè
el procés de fabricació del poliestirè expandit ha millorat molt i les peces d’alleugeriment
d’EPS, tenen una major densitat i d’aquesta forma es més dificultós la
disgregació de les perles del poliestirè.
El poliestirè expandit és un residu del petroli i això fa
que el seu preu estigui lligat a l’evolució del preu d’aquest cru.
Els fabricants de la matèria prima estan canviant
contínuament de subministradors com a conseqüència de la volatilitat del preu.
La pròpia dinàmica de l’evolució de preus del petroli fa
pronosticar que el preu d’aquest material tingui una tendència clarament
alcista, ja que la producció del cru té una tendència a disminuir .
La societat actual està patint la crisi econòmica
internacional més forta des de fa dècades. En l’Estat Espanyol part d’aquesta
crisi ve donada per una bombolla immobiliària, que ha suposat que en el dia
d’avui hi hagi un estoc d’edificis residencials sense vendre molt important.
Aquest fet juntament amb l’austeritat de l’administració en la inversió pública
ha fet que el sector de l’edificació estigui avui pràcticament aturat.
Es difícil saber com i quan el sector de l’edificació
sortirà d’aquest atzucac i també costa poder identificat àmbits d’actuació que
puguin oferir oportunitats i sortides professionals per al sector. No obstant
els experts apunten que entre les primeres oportunitats de negoci que es
materialitzaran estan: la rehabilitació del parc edificat, les intervencions en
el àmbit de la millora de la eficiència energètica dels edificis, la
incorporació de les noves tecnologies TIC en els edificis i la generació de
processos de industrialització innovadors en el sector de l’edificació.
De entre totes aquestes oportunitats de negoci, la que està
més lligada a les estructures i a l’alleugeriment de les estructures és la
industrialització del processos constructius.
La industrialització representa fabricar més producció amb
menys cost econòmic i amb menys temps, de manera que es redueixi el cost de
recursos humans (hores/home), incrementant els recursos mecànics
(hores/màquina) i com a conseqüència directa es pot construir uns edificis més
ràpidament, amb menys cost econòmic i amb un grau de garantia sobre la qualitat
del producte més alt.
En aquest sentit la industrialització dels processos
constructius passa per una alleugeriment dels elements constructius actuals, ja
que si aquets han d’esser transportats des del lloc de fabricació fins a l’obra
han de ser lleugers. Es per tant en aquest camp on l’alleugeriment de les
estructures pot fer una important aportació i on el poliestirè expandit i
d’altres materials lleugers poder fer una important aportació.
Fotografia de la retícula d’un sostre bidireccional prefabricat amb EPS, en el qual estan treballant en el seu desenvolupament en l’Institut Tecnològic de Lleida.
Fotografia
d’una prellosa amb EPS que fabrica i
comercialitza l’empresa Knauf Miret.
