UNIVERSIDAD DE COSTA RICA SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO REPLANTEAMIENTO DE DISEÑO Y CONSTRUCCION SOSTENIBLE DE TORRE LOS YOSES II Trabajo final de investigación aplicada sometido a la consideración de la comisión del Programa de Estudios de Posgrado en Arquitectura para optar al grado y título de Maestría Profesional en Arquitectura y Construcción. RÓGER ALBERTO SÁNCHEZ ROJAS Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Costa Rica 2024 ii Dedicatoria A Dios por la vida, fortaleza y esperanza para alcanzar este sueño. A mi familia Sánchez Rojas por su apoyo incondicional, a mi esposa por su apoyo y ayu- da durante la maestría y a mi hijo André Manuel Sánchez, que es mi fortaleza para seguir adelante. iii Agradecimientos A Dios todopoderoso que siempre ha estado de mi lado en cada momento de mis estudios, de mi trabajo y de mi familia, por darme la fortaleza y sabiduría para seguir adelante en todos los momentos difíciles de la vida. A mis padres que me dieron la vida, el sustento diario, la educación, el buen ejemplo de ser una persona honesta, trabajadora para alcanzar metas, sueños y temerosa de Dios. A mis hermanos (a) y sobrinos (a) por su apoyo en mi vida familiar y estudio. A mi esposa por su ayuda en la maestría, a mi hijo André que vino a ser la luz y esperanza de nuestras vidas. A los profesores (as) de la maestría por su gran enseñanza y apoyo en mi formación. A los profesores lectores por su tiempo y dedicación. Agradecimiento al Arquitecto Reinaldo Moreno Calderón por ser una gran amigo, mentor y tutor, dedicando su tiempo, conocimientos y sabiduría en este Trabajo Final de Investigación Aplicada. Al ingeniero civil Douglas Velasquez Velasquez con su colaboración en la propuesta estructural del TFIA. A Gonzalo Campos Estrada, por su apoyo incondicional durante la etapa de mis estudios de grado y maestría, sus enseñanzas y consejos en la universidad de la vida. A Andrés Campos Berrocal, por los consejos, amistad y apoyo en el campo profesional. iv “Este trabajo final de investigación aplicada fue aceptado por la comisión del Programa de Estudios de Postgrado en Arquitectura de la Universidad de Costa Rica, como requisito parcial para optar al grado y título de Maestría Profesional en Arquitectura y Construcción” ____________________________________________ Mag. Arq. Dania Chavarría Núñez Representante del Sistema de Estudios de Posgrado _______________________________________ M.Sc. Arq. Reinaldo Moreno Calderón Tutor ______________________________________ PMP, MPM, GPM-b. Ing. Álvaro Mata Leitón Lector ____________________________________________ M.Sc. Ing. Danilo Hernández Guerrero, Lector _______________________________________ Arq. Federico Mata Herrera Representante la Dirección del Posgrado ____________________________________________ Arq. Róger Alberto Sánchez Rojas Sustentante DANIA CHAVARRIA NUÑEZ (FIRMA) Firmado digitalmente por DANIA CHAVARRIA NUÑEZ (FIRMA) Fecha: 2024.06.20 08:39:49 -06'00' REINALDO MORENO CALDERON (FIRMA) Firmado digitalmente por REINALDO MORENO CALDERON (FIRMA) Fecha: 2024.06.20 10:51:45 -06'00' ALVARO FRANCISCO MATA LEITON (FIRMA) PERSONA FISICA, CPF-06-0153-0089. Fecha declarada: 22/06/2024 04:18:58 PM Esta es una representación gráfica únicamente, verifique la validez de la firma. DANILO ALBERTO HERNANDEZ GUERRERO (FIRMA) Firmado digitalmente por DANILO ALBERTO HERNANDEZ GUERRERO (FIRMA) Fecha: 2024.06.24 03:00:37 -06'00' Firmado digitalmente por FEDERICO ANTONIO MATA HERRERA (FIRMA) DN: cn=FEDERICO ANTONIO MATA HERRERA (FIRMA), c=CR, o=PERSONA FISICA, ou=CIUDADANO Fecha: 2024.06.25 08:29:12 -06'00' FEDERICO ANTONIO MATA HERRERA (FIRMA) ROGER SANCHEZ ROJAS (FIRMA) Firmado digitalmente por ROGER SANCHEZ ROJAS (FIRMA) Fecha: 2024.06.25 18:15:26 -06'00' v Tabla de Contenido Dedicatoria .......................................................................................................................... ii Agradecimientos ................................................................................................................ iii Tabla de Contenido ............................................................................................................. v Resumen ........................................................................................................................... viii Summary ............................................................................................................................ ix Lista de tablas ..................................................................................................................... x Lista de figuras ................................................................................................................... xi Lista de Abreviaturas ..................................................................................................... xxiii Introducción ........................................................................................................................ 1 Antecedentes ....................................................................................................................... 2 Justificación ........................................................................................................................ 3 Problema de investigación .................................................................................................. 3 Pregunta de investigación ................................................................................................... 3 Objetivos ............................................................................................................................. 4 Objetivo General ................................................................................................................. 4 Objetivos Específicos.......................................................................................................... 4 Metodología de investigación ............................................................................................. 5 Capítulo 1. Marco Conceptual ............................................................................................ 7 1.1. Sistema Estructural Normativa y Conceptos ........................................................ 7 vi 1.2 Construcción Sostenible ..................................................................................... 16 1.3 Estudio de Casos ................................................................................................ 25 1.4 Seguridad Ocupacional ...................................................................................... 93 1.5 Matriz de Riesgo ................................................................................................ 98 1.6 Seguridad en la Construcción ............................................................................. 99 1.7 Manejo de Desechos de Construcción ............................................................. 104 1.8 Ciclo de Vida de la Construcción ..................................................................... 110 2 Capítulo 2. Análisis del Proyecto............................................................................ 113 2.1 Descripción del Proyecto ................................................................................. 113 2.2 Estudio climatológico, térmico y acústico del contexto ................................... 123 2.3 Análisis Financiero ........................................................................................... 131 2.4 Estudio Ambiental SETENA ........................................................................... 134 2.5 Análisis de Tramitología .................................................................................. 141 2.6 Cronograma de obra ......................................................................................... 143 2.7 Estudio de sistemas constructivos .................................................................... 144 2.8 Acabados .......................................................................................................... 151 2.9 Modelo Multicriterio ........................................................................................ 157 3 Capítulo 3. Propuesta de diseño .............................................................................. 162 3.1 Propuesta de Sistema Prefabricado .................................................................. 162 3.2 Factores y Diseños Bioclimáticos .................................................................... 195 vii 3.3 Diseño Sistemas Sostenibles ............................................................................ 216 3.4 Materialidad Sostenible .................................................................................... 234 3.5 Sistema Constructivo Modular Prefabricado ................................................... 237 3.6 Replanteamiento propuesta de diseño y construcción sostenible ..................... 248 4 Capítulo 4. Evaluación Propuesta Replanteamiento Diseño y Construcción Sostenible ........................................................................................................................ 264 4.1 Análisis Modelo Multicriterio .......................................................................... 264 Lecciones aprendidas ...................................................................................................... 269 Conclusiones ................................................................................................................... 270 Recomendaciones ........................................................................................................... 273 Hallazgos......................................................................................................................... 274 Bibliografía ..................................................................................................................... 275 Anexo Certificación de revisión filólogia…………………………………………...…..286 viii Resumen El presente documento de Trabajo Final de Investigación Aplicada plantea una serie de herramientas de sostenibilidad y estrategias pasivas relacionadas con el estudio de los diferentes cursos de la Maestría Profesional de Arquitectura y Construcción, para aplicarlas a una edificación en altura de condominio vertical residencial denominada Torre Los Yoses II. El proyecto Torre Los Yoses II está ubicado en el Barrio Los Yoses, sobre la avenida Central y calles 33 y 39, en San José, 100 metros al oeste del Automercado. Es un edificio de 19 niveles, los primeros 5 niveles son áreas de parqueos, bodegas, recepción y apartamentos, y en el resto de niveles se diseñaron apartamentos y la azotea, que es una terraza con una cubierta verde. El trabajo consta de dos capítulos, en el primero se realizará un análisis de los planos constructivos, estructurales, electromecánicos, las fichas técnicas, la vialidad ambiental y el cronograma de obra. Se evaluará el proyecto actual con el Modelo Multicriterio (Taller de Diseño Edificaciones en Altura, 2021) para ver su grado de sostenibilidad, basados en la Norma RESET (Instituto de Arquitectura Tropical, 2012). En el segundo capítulo se planteará una propuesta sostenible en lo estructural, con sistemas prefabricados modulares, estrategias pasivas, estrategias bioclimáticas, eficiencias energéticas de agua potable, lluvia y materiales sostenibles, utilizando como parámetro el Modelo Multicriterio. Con la investigación se concluye que, con la aplicación de estrategias pasivas, ahorro energético y de agua potable, la reutilización de agua de lluvia, además de la implementación de sistemas constructivos prefabricados, es posible mejorar el nivel de sostenibilidad del proyecto. Esto se pudo verificar por medio de Modelo Multicriterio, en el que el proyecto pasó de un 55.20% a un 86.23% en su calificación. ix Summary This document Final Applied Investigation Work, proposes a series of sustainability tools and passive strategies related to the study of the different courses of the Professional Master's Degree in Architecture and Construction, to apply it to a high-rise residential vertical condominium building called Tower The Yoses II. Torre Los Yoses II is located in the Los Yoses neighborhood on Central Avenue and Streets 33 and 39, San José, 100 meters west of the Automercado, it is a 19-level building, the first 5 levels are parking areas, warehouses , reception and apartments, the rest of the levels were designed apartments and the roof is a terrace with a green cover. The work consists of two chapters, in the first an analysis of the construction, structural, electromechanical plans, technical sheets, environmental roads and work schedule will be carried out, the current project will be evaluated with the Multicriteria Model to see its degree of sustainability based on the RESET Norm. In the second chapter, a sustainable proposal will be proposed, structurally with modular prefabricated systems, passive strategies, bioclimatic strategies, energy efficiencies, drinking water, rain and sustainable materials, using the Multicriteria Model as a parameter. The Research concludes that with the application of passive strategies, energy and drinking water savings, the reuse of rainwater, in addition to the implementation of prefabricated construction systems, it is shown that it is possible to improve the level of sustainability of the project. This could be verified through the Multicriteria Model where the project went from 55.20% to 86.23% in its rating. x Lista de tablas Tabla 1 Metodología de Gestión de Riesgo ................................................................... 253 Tabla 2 Roles y Responsabilidades de Riesgo ............................................................... 254 Tabla 3 Calendario de la Gestión de Riesgo ................................................................. 255 Tabla 4 Tabla de Probabilidades y de Impacto ............................................................. 257 Tabla 5 Matriz de Escala de Impacto ............................................................................ 258 Tabla 6 Tabla Priorización de Riesgo ........................................................................... 259 Tabla 7 Tabla Matriz de Riesgo ..................................................................................... 260 Tabla 8 Resumen Modelo Multicriterio ......................................................................... 264 Tabla 9 Modelo Multicriterio Componentes de Sostenibilidad Ambiental .................... 265 Tabla 10 Modelo Multicriterio Componentes de Sostenibilidad Estructural - Económicos ......................................................................................................................................... 266 Tabla 11 Modelo Multicriterio Componentes de Sostenibilidad Socio Cultural Físico 267 Tabla 12 Tabla Resumen de Modelo Multicriterio Proyecto Replanteado Sostenible .. 268 xi Lista de figuras Figura 1 Registro de Perforaciones. ................................................................................. 8 Figura 2 Esquema de Desplazamiento de Cargas ........................................................... 10 Figura 3 Esquema de Cargas Laterales ........................................................................... 11 Figura 4 Esquema de Cargas Laterales ........................................................................... 11 Figura 5 Esquema de Cargas Gravitacionales ................................................................ 12 Figura 6 Esquema de Momentos por Cargas Laterales .................................................. 13 Figura 7 Esquema de Configuración Edificios en Altura ................................................ 14 Figura 8 Esquema en Planta Configuración Edificación en Altura ................................ 15 Figura 9 Logo de la Norma RESET ................................................................................. 16 Figura 10 Evaluación de Criterios Norma RESET .......................................................... 18 Figura 11 Edificio Torre Reforma, México ...................................................................... 26 Figura 12 Ubicación Edificio Torre Reforma, Paseo Reforma, México ......................... 27 Figura 13 Fachada Torre Reforma y Casona Histórica .................................................. 28 Figura 14 Concepto en Planta y Fachadas ...................................................................... 29 Figura 15 Planta Arquitectónica Primer Nivel Torre Reforma ....................................... 31 Figura 16 Planta Arquitectónica Nivel 5 Torre Reforma ................................................ 32 Figura 17 Planta Arquitectónica Nivel 10 Torre Reforma .............................................. 33 Figura 18 Elevaciones Esquematicas Torre Reforma ...................................................... 34 Figura 19 Edificio Torre Reforma Corte General ........................................................... 35 Figura 20 Sección Espacio Interno Edificio Torre Reforma ........................................... 36 Figura 21 Dosificación de Concreto para Torre Reforma ............................................... 38 Figura 22 Ficha Técnica Lámina Multideck .................................................................... 38 xii Figura 23 Ficha Técnica de Perfiles Rectangulares ........................................................ 39 Figura 24 Ficha Técnica Tubería Círcular ...................................................................... 39 Figura 25 Detalle Panel Compuesto de Aluminio ........................................................... 40 Figura 26 Detalle de Tridilosa ......................................................................................... 41 Figura 27 Sección de Tridilosa ........................................................................................ 41 Figura 28 Detalle de Entrepiso Multideck ....................................................................... 42 Figura 29 Detalle constructivo de Cluster ....................................................................... 42 Figura 30 Construcción de Cluster .................................................................................. 43 Figura 31 Construcción Muro Milán ............................................................................... 44 Figura 32 Vista Muro de Carga ....................................................................................... 44 Figura 33 Detalles Generales Constructivos estructurales ............................................. 45 Figura 34 Sistemas Electromecánicos de Torre Reforma ................................................ 46 Figura 35 Vista Interna Torre Reforma ........................................................................... 49 Figura 36 Elementos de Sostenibilidad de Torre Reforma .............................................. 50 Figura 37 Fotografías de Edificio Torre Reforma ........................................................... 51 Figura 38 Imagenes Torre Shanghai ............................................................................... 53 Figura 39 Ubicación Geográfica Torre Shanghai, Ciudad Pudong, China .................... 54 Figura 40 Descripción de Amenidades Torre Shanghai, China ...................................... 56 Figura 41 Geometría en Planta de Torre Shanghai ........................................................ 57 Figura 42 Geometría en Planta y AlzadoTorre Shanghai ............................................... 58 Figura 43 Diseño Pruebas de Viento y Torsión ............................................................... 59 Figura 44 Plantas Arquitectónicas Torre Shanghai por Zona ........................................ 59 Figura 45 Elevación Torre Shanghai por Zonas de Uso ................................................. 60 xiii Figura 46 Listado de Distribución por Niveles Torre Shanghai. .................................... 61 Figura 47 Modelado Revit BIM para Torre Shanghai ..................................................... 62 Figura 48 Vista Sótanos para Fundaciones ..................................................................... 64 Figura 49 Esquema Muros de Carga ............................................................................... 65 Figura 50 Vista en Planta Estructural Muros de Carga y Columnas .............................. 65 Figura 51 Exoesqueleto de Metal con Envolvente de Vidrio ........................................... 67 Figura 52 Sección Vigas de Entrepiso ............................................................................. 67 Figura 53 Elevación de Estructura Primaria .................................................................. 68 Figura 54 Estructura de Cubierta en Acero..................................................................... 69 Figura 55 Grúas de Ensamblaje del Edificio ................................................................... 70 Figura 56 Diseño de Conjunto Torre Shanghai ............................................................... 70 Figura 57 Vista Turbinas Eólicas .................................................................................... 71 Figura 58 Vista Interna Torre Shanghai .......................................................................... 73 Figura 59 Funcionalidad de Elevadores .......................................................................... 75 Figura 60 Fotografías Torre Shanghai ............................................................................ 76 Figura 61 Torre Mini Sky City, China ............................................................................. 78 Figura 62 Ubicación Edificio Mini Sky City, China ........................................................ 78 Figura 63 Vista Interna de los Apartamentos .................................................................. 80 Figura 64 Vista Interna de Rampas ................................................................................. 81 Figura 65 Vista de Atrios ................................................................................................. 81 Figura 66 Vista Interna de Apartamento ......................................................................... 82 Figura 67 Vista Externa de Torre Mini Sky City ............................................................. 83 Figura 68 Vista de Fundaciones y Columnas .................................................................. 84 xiv Figura 69 Detalle de Montaje de Prefabricado de Viga Columna .................................. 85 Figura 70 Vista General de Armado de Prefabricado de Acero ...................................... 86 Figura 71 Montaje de Paneles Prefabricados de Paredes .............................................. 87 Figura 72 Vista de Ensamblaje del Prefabricado en la Fabrica ..................................... 87 Figura 73 Transporte del Prefabricado al Proyecto ....................................................... 88 Figura 74 Operación de Grúas para Ensamblaje de Estructura Viga Columna ............. 88 Figura 75 Operación de Grúas Paneles Prefabricados de Fachadas ............................. 89 Figura 76 Vista Aérea de Operación de Grúas ................................................................ 89 Figura 77 Elevación y Acabado del Edificio ................................................................... 91 Figura 78 Vistas Aéreas del Edificio Mini Sky City ......................................................... 92 Figura 79 Esquema de Elaboración de la Norma ISO 45001-2018 ................................ 94 Figura 80 Trabajador con Línea de Vida ........................................................................ 95 Figura 81 Lista de Normas Técnicas Nacionales en Salud Ocupacional ........................ 96 Figura 82 Guía de Verificación de Condiciones de Seguridad en el Sector Construcción del Consejo de Seguridad Ocupacional ............................................................................ 97 Figura 83 Esquema de Matriz de Riesgos del Trabajo .................................................... 98 Figura 84 Equipos de Seguridad según la Actividad Constructiva ............................... 100 Figura 85 Equipo de Seguridad Personal en Construcción .......................................... 101 Figura 86 Tipo de Casco de Seguridad para cada Actividad Constructiva .................. 101 Figura 87 Especificaciones Técnicas del Casco de Seguridad ...................................... 102 Figura 88 Señales de Seguridad en la Construcción ..................................................... 103 Figura 89 Señales de Seguridad en la Construcción de Torres Los Yoses II ................ 104 xv Figura 90 Recipientes para Depósito de Materiales de Construcción para Reciclar y Disposición Final ............................................................................................................ 106 Figura 91 Plan de Gestión de Residuos de la Construcción .......................................... 107 Figura 92 Diagrama de Manejo de Residuos Sólidos.................................................... 110 Figura 93 Esquema Ciclo de Vida de la Construcción .................................................. 111 Figura 94 Lista de Amenidades del Proyecto Torre Los Yoses ...................................... 113 Figura 95 Etapas del Proyecto General ........................................................................ 114 Figura 96 Vista Norte del Edificio Torre Los Yoses II .................................................. 115 Figura 97 Ubicación del Edificio Torre Los Yoses II .................................................... 116 Figura 98 Distribución Arquitectónica de Apartamentos .............................................. 119 Figura 99 Sección de Edificio y sus Usos Espaciales .................................................... 120 Figura 100 Esquema de Distribución Espacial del Nivel 1 ........................................... 121 Figura 101 Tipología de Apartamentos Torre Los Yoses II .......................................... 121 Figura 102 Condiciones Meteorológicas Estación CIGEFI, UCR ................................ 123 Figura 103 Estudio de Sombras Torre Los Yoses II ...................................................... 124 Figura 104 Imagen Vidrio Láminado............................................................................. 125 Figura 105 Niveles de Ruido por Uso ............................................................................ 126 Figura 106 Medición de Ruido en Fachada Principal de Torre Los Yoses II ............... 126 Figura 107 Cálculo de Medición de Ruido en Fachada Torre Los Yoses II ................. 127 Figura 108 Composición de Vidrio Láminado ............................................................... 128 Figura 109 Boulevard Los Yoses, Montes de Oca ......................................................... 129 Figura 110 Proyectos Inmobiliarios Boulevard Los Yoses ............................................ 130 Figura 111 Ubicación Torre Los Yoses II sobre Boulevard Los Yoses ......................... 130 xvi Figura 112 Conceptos Básicos de Factibilidad ............................................................. 131 Figura 113 Tipos de Estudios de Factibilidad del Proyecto .......................................... 132 Figura 114 Desglose de Estudios de Factibilidad ......................................................... 132 Figura 115 Esquema de Trámite de Vialidad Ambiental ............................................... 134 Figura 116 Resumen Resultados de Vialidad Ambiental ............................................... 135 Figura 117 Inversión del Proyecto ................................................................................. 136 Figura 118 Resumen de Estudio de impacto Vial .......................................................... 137 Figura 119 Resumen de Estudio Geotécnico ................................................................. 137 Figura 120 Resumen Resultado de Capacidad Soportante de Suelos ........................... 138 Figura 121 Resumen de Estudio Hidrológico del Proyecto ........................................... 139 Figura 122 Resumen Estudio de Geología Básica ......................................................... 139 Figura 123 Resumen de Medidas y Compromisos Ambientales .................................... 140 Figura 124 Resumen Proceso de Tramitología.............................................................. 141 Figura 125 Resumen Tiempo de Revisión Institucional ................................................. 142 Figura 126 Resumen de Requisitos Documentales ........................................................ 142 Figura 127 Resumen de Cronograma de Obra .............................................................. 143 Figura 128 Gráfico de Gantt del Proyecto .................................................................... 143 Figura 129 Resumen de Mejoramiento de Suelos .......................................................... 144 Figura 130 Resumen de Pilotes del Proyecto ................................................................ 145 Figura 131 Ubicación en Planta de Pilotes de Grava ................................................... 145 Figura 132 Análisis de Planta de Fundaciones y Entrepisos Nivel 1 ............................ 146 Figura 133 Análisis en Planta de Entrepiso Nivel 9 ...................................................... 147 Figura 134 Análisis en Planta de Entrepiso Nivel 17 .................................................... 147 xvii Figura 135 Análisis en Planta de Entrepiso Nivel 18 .................................................... 148 Figura 136 Resumen de Sistemas Constructivos............................................................ 149 Figura 137 Resumen de Sistemas Constructivos............................................................ 149 Figura 138 Resumen de Sistemas Constructivos............................................................ 150 Figura 139 Resumen de Sistemas Constructivos............................................................ 150 Figura 140 Esquema 3D de Sistema Constructivo Estructural ..................................... 151 Figura 141 Planta de Acabados de Cubiertas ............................................................... 151 Figura 142 Planta de Acabados Cubiertas, Áreas Comunes ......................................... 152 Figura 143 Acabados en Ventanería .............................................................................. 152 Figura 144 Acabado en Ventanearías ............................................................................ 153 Figura 145 Acabados de Baranda ................................................................................. 153 Figura 146 Acabado de Louvers .................................................................................... 154 Figura 147 Modelo Multicriterio del Proyecto Actual Componentes Físico Ambiental 157 Figura 148 Modelo Multicriterio del Proyecto Actual Componentes Estructural Económico....................................................................................................................... 158 Figura 149 Modelo Multicriterio del Proyecto Actual Componentes Socio Cultural Físico............................................................................................................................... 159 Figura 150 Cuadro Resumen de Componentes Modelo Multicriterio del Proyecto Actual ......................................................................................................................................... 160 Figura 151 Resumen de Componentes del Modelo Multicriterio .................................. 160 Figura 152 Dimensiones de Pilotes Prefabricados ........................................................ 164 Figura 153 Imagen de Pilotes Prefabricados ................................................................ 165 Figura 154 Planta de Estructural de Pilotes ................................................................. 165 xviii Figura 155 Sección Edificio Proyecto los Pilotes Prefabricados .................................. 166 Figura 156 Modelo 3D Instalación de Pilotes Prefabricados Tipo PC ......................... 167 Figura 157 Esquema de Instalación de Pilotes Prefabricados ...................................... 167 Figura 158 Geometría del Pilote Prefabricado ............................................................. 168 Figura 159 Detalle Conexión Pilote con Losa ............................................................... 168 Figura 160 Tabla de Resistencia de Concreto para Pilotes .......................................... 169 Figura 161 Planta Estructural de Muros de Carga Típico ............................................ 170 Figura 162 Fotografía de Encofrado de Muros de Carga ............................................. 171 Figura 163 Planta Estructural de Muros de Carga Típico ............................................ 172 Figura 164 Detalles Estructurales de Muros Portantes o de Carga ............................. 172 Figura 165 Sección Muro de Carga o Portante ............................................................. 173 Figura 166 Modelado 3D de Muros de Carga ............................................................... 174 Figura 167 Ficha Técnica Sistema Integral Frami de RENTECO ................................ 175 Figura 168 Planta Estructural de Columnas ................................................................. 181 Figura 169 Planta Estructurales de Columnas Prefabricadas ...................................... 182 Figura 170 Modelo 3D Instalación de Columnas Prefabricadas Tipo PC .................... 183 Figura 171 Sección de Edificio Colocación de Columnas Prefabricadas Tipo PC ...... 183 Figura 172 Ficha Técnica Columnas Prefabricada Tipo PC ........................................ 184 Figura 173 Detalle Constructivo Anclaje Columna Viga .............................................. 185 Figura 174 Izado de Vigas Prefabricada ....................................................................... 186 Figura 175 Detalle Constructivo Unión Viga Columnas Prefabricadas ....................... 186 Figura 176 Planta Estructural de Vigas Prefabricadas ................................................ 187 Figura 177 Fotografía Instalación de Viga Prefabricada Tipo PC............................... 188 xix Figura 178 Planta Estructural de Vigas Prefabricada Tipo PC ................................... 188 Figura 179 Modelo 3D Instalación de Vigas Prefabricadas Tipo PC en Azotea .......... 189 Figura 180 Ficha Técnica de Vigas Prefabricadas Tipo PC ......................................... 191 Figura 181 Detalle Constructivo de Vigas Prefabricadas Tipo PC .............................. 192 Figura 182 Detalle Constructivos Vigas Prefabricadas Tipo PC.................................. 193 Figura 183 Despiece Estructural de Elementos Prefabricados ..................................... 194 Figura 184 Datos Climáticos, Estación CIGEFI, UCR ................................................. 195 Figura 185 Modelado 3D del Edificio en Planta para Análisis de Sombras ................. 196 Figura 186 Modelado 3D del Edificio de Perspectiva para Análisis de Sombras Vista Sureste ............................................................................................................................. 197 Figura 187 Modelado 3D del Edificio de Perspectiva para Análisis de Sombras Vista Suroeste ........................................................................................................................... 197 Figura 188 Modelado 3D del Edificio de Perspectiva para Análisis de Sombras hora 11:15 am ......................................................................................................................... 198 Figura 189 Modelado 3D del Edificio de Perspectiva para Análisis de Sombras hora 5:15pm ............................................................................................................................ 199 Figura 190 Modelado 3D del Edificio de Perspectiva para Análisis Anual .................. 199 Figura 191 Carta Givoni Análisis del Proyecto............................................................. 200 Figura 192 Tabla de Estimación de Calidad de Vidrios ................................................ 201 Figura 193 Detalle de Ventanería Doble Acristalamiento ............................................ 202 Figura 194 Cuadro de Tipología de Vidrios .................................................................. 203 Figura 195 Estudio de Ruido Boulevard Los Yoses ....................................................... 204 Figura 196 Cuadro de Niveles de Ruido ........................................................................ 204 xx Figura 197 Medición de Ruido....................................................................................... 205 Figura 198 Cálculo Acústico para Fachadas Sur .......................................................... 207 Figura 199 Análisis Carta Solar Equidistante para Ventanas ...................................... 208 Figura 200 Imagen de Parasol Vertical ......................................................................... 208 Figura 201 Diseño de Parasol Vertical y Horizontal .................................................... 209 Figura 202 Parasoles Verticales en Fachada Sur Edificio ............................................ 210 Figura 203 Parasoles Horizontales en Fachada Norte del Edificio .............................. 210 Figura 204 Carta Givoni para el Proyecto .................................................................... 211 Figura 205 Diseño de Ventanas para Ventilación ......................................................... 212 Figura 206 Diseño de Ventana Doble Hoja Abatible .................................................... 213 Figura 207 Planta de Techos Implementación Panel CUB ........................................... 214 Figura 208 Modelo 3D de la Implementación del Panel CUB en Cubierta .................... 214 Figura 209 Ficha Técnica Panel CUB ........................................................................... 215 Figura 210 Detalle de Drenaje para Colecta de Agua de Lluvia .................................. 216 Figura 211 Sistema de Recolección Agua de Lluvia ...................................................... 217 Figura 212 Planta de Ubicación de Tanques de Almacenamiento ................................ 217 Figura 213 Detalle Mecánico de Suministro de Agua de Lluvia a Aparatos Sanitarios 218 Figura 214 Sistema Aquacell para Retención Pluvial ................................................... 219 Figura 215 Ficha Técnica de Inodoro Ecológico .......................................................... 220 Figura 216 Imagen Composición de Panel Solar .......................................................... 221 Figura 217 Implementación de Paneles Solares en Fachada Sur ................................. 222 Figura 218 Implementación de Paneles Solares en Fachada Norte .............................. 222 Figura 219 Esquema de Sistema de paneles Fotovoltaicos ........................................... 223 xxi Figura 220 Tipos de Paneles Solares ............................................................................. 224 Figura 221 Ficha Técnica Panel Monocristalino .......................................................... 225 Figura 222 Ficha Técnica Panel Monocristalino .......................................................... 226 Figura 223 Tablero Eléctrico de Apartamento Típico ................................................... 227 Figura 224 Calculadora de Paneles de la Empresa Solar Ing ...................................... 227 Figura 225 Segmento Recibo Eléctrico Compañía Nacional de Fuerza y Luz .............. 228 Figura 226 Ilustración de Sistema Inmótica .................................................................. 229 Figura 227 Planta de Sótano Ubicación de Panel Principal del Sistema Inmótica ...... 230 Figura 228 Planta de Sótano con Ubicación de Espacios para carga de Vehículos Eléctricos ........................................................................................................................ 231 Figura 229 Tabla de Emisiones gCO2 ........................................................................... 231 Figura 230 Datos Técnicos para el Sistema de Conexión ............................................. 233 Figura 231 Tabla Impacto de los Materiales de Construcción ..................................... 234 Figura 232 Ficha Técnica Piso Cerámico ..................................................................... 235 Figura 233 Ilustración Mueble de Cocina ..................................................................... 236 Figura 234 Imagen Madera Contralaminada CLT ........................................................ 237 Figura 235 Planta Arquitectónica Indicando Utilización del Panel Contralaminado .. 238 Figura 236 Caracteristicas Generales de la Madera de Teca (Tectona grandis) ......... 239 Figura 237 Instalación de Panel de Madera Contralaminada CLT .............................. 240 Figura 238 Ficha Técnica CLT ...................................................................................... 240 Figura 239 Transporte de Panel CLT ............................................................................ 242 Figura 240 Instalación del Panel CLT ........................................................................... 243 Figura 241 Sistemas de Conexión .................................................................................. 244 xxii Figura 242 Detalle de Tirafondos .................................................................................. 246 Figura 243 Imagen Madera de Cedro ............................................................................ 246 Figura 244 Imagen Apartamento con Cieloraso en Madera de Cedro ......................... 247 Figura 245 Imagenes Modelo Replanteamiento Torre Los Yoses II .............................. 248 Figura 246 Vista Modelo Fachada Principal y Terraza ................................................. 249 Figura 247 Imagen de Estimación Tiempo de Ejecución y Costo ................................. 250 Figura 248 Desglose de Precios por Alcance ................................................................ 251 Figura 249 Cronograma de Obra .................................................................................. 252 Figura 250 Diagrama de Categorías de Riesgo ............................................................ 256 Figura 251 Diagrama de Flujo de cambios ................................................................... 262 xxiii Lista de Abreviaturas ACI: American Concrete Institute (Instituto Americano del Concreto). ACV: Análisis del Ciclo de Vida. ASHRAE: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (Sociedad Americana de Aire Acondicionado, Refrigeración y Calefacción). ASTM: American Society for Testing and Materials (Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales). ACEPESA: Asociación Centroamericana para la Economía, la Salud y el Ambiente. BMS: Building Management System (Sistema de gestión de edificaciones). CIGEFI: Centro de Investigaciones Geofísicas de la Universidad de Costa Rica. CFIA: Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica. CLT: Cross Laminated Timber (Tablero ContraLaminado). CSCR 2010: Código Sísmico de Costa Rica 2010. CTBUH: Council on Tall Buildings and Urban Habitat (Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano). IEC: International Electrotechnical Commission (Comisión Electrotécnica Internacional). IMN: Instituto Meteorológico Nacional INTECO: Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica. ISO: Internacional Organization for Standardization (Organización Internacional de Normalización). LED: Light emitting diode (Emisión de luz de diodo). xxiv LEED: Leadership in Energy and Environmental Design (Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental). MINAET: Ministerio del Ambiente, Energía y Telecomunicaciones. PC: Productos de Concreto. RESET: Requisitos para Edificaciones Sostenibles en el Trópico. SETENA: Secretaria técnica Nacional Ambiental. OHSAS: Occupational Health and Safety Assessment Series (Salud Ocupacional y Series de Evaluación de la Seguridad). 1 Introducción El trabajo a desarrollar es la evaluación del proyecto Torre Los Yoses II, propuesta que se plantea como ejercicio de diseño en el Taller de Diseño de Edificaciones en Altura de la Maestría Profesional de Arquitectura y Construcción. En este el profesor da la instrucción de implementar sistemas constructivos prefabricados en los principales elementos constructivos estructurales, además de mejorar el grado de sostenibilidad del proyecto utilizando herramientas para su valoración y normas de sostenibilidad. Este ejercicio de diseño de taller se extendió a Trabajo Final de Investigación Aplicada (TFIA), como requisito del Posgrado en Arquitectura, en el que un proyecto de Taller de Diseño debe ser utilizado como TFIA. Debido al auge en los últimos años de desarrollo inmobiliario principalmente en la capital, de edificaciones en altura tipo condominio vertical residencial, nace el interés de investigar el grado de sostenibilidad de las edificaciones y qué técnicas de estrategias pasivas, ahorro energético y constructividad se pueden aplicar bajo una evaluación de componentes físico- ambientales, económicos y socio-culturales que mejoren la vida del proyecto y se integren al entorno inmediato. El proyecto Torre Los Yoses II es un edificio en altura en la modalidad de condominio vertical residencial, ubicado en la provincia de San José, cantón de San José, distrito El Carmen, sobre el Boulevard Los Yoses, sobre la avenida Central y calles 33 y 39, 100 metros oeste del Automercado. El objetivo del trabajo es evaluar el edificio desde una perspectiva de sostenibilidad, analizar el edificio actual y hacer un replanteamiento para mejorar el grado de sostenibilidad, basados en la Norma RESET con la herramienta del Modelo Multicriterio, que estudiamos en los talleres de diseño de la Maestría Profesional de Arquitectura y Construcción. La primera parte del trabajo desarrolla la investigación de planos constructivos y documentos técnicos del proyecto Torre Los Yoses II actual, y la segunda parte del trabajo se replantea el proyecto desde una visión de sostenibilidad. 2 Antecedentes El municipio de San José durante años ha puesto en marcha el plan de repoblamiento de la Ciudad de San José, ya que muchos de sus habitantes han decidido migrar a la periferia del casco urbano u otros cantones, esto por el alto costo de los terrenos, la inseguridad ciudadana, la contaminación ambiental, entre otros, los cuales han convertido estos lugares en ciudades dormitorios, debido a que las principales fuentes de trabajo se ubican en San José tanto en el sector público como privado, generando problemas en el transporte público ya que no se cuenta con la flota vehicular y ferroviaria adecuada. Sumado a la problemática de infraestructura vehicular deficiente, donde las personas gastan horas para desplazarse de sus viviendas al trabajo y viceversa, creando problemas en la ciudadanía de salud, economía y al gobierno problemáticas sociales, de ambiente y económicas. Debido a esto la Municipalidad de San José quiere repoblar la Ciudad Capital y que las personas no gasten su tiempo en trasladarse al trabajo, donde los centros de comercio, entretenimiento y recreación estén cerca de sus viviendas, además de convertir a la Ciudad de San José en un lugar de baja inseguridad ciudadana para su habitantes y turistas nacionales e internacionales. De ahí que el municipio en su Reglamento de Desarrollo Urbano incentiva el desarrollo inmobiliario vertical, esto por el alto costo de las propiedades y que muchas de las amenidades se den dentro del proyecto para el disfrute de sus habitantes, generando de esta forma economía para las personas y el país. En este reglamento se define el Coeficiente de Aprovechamiento del Suelo y el Coeficiente de Altura para que, dependiendo del área del terreno, se le permita al proyecto una mayor altura, es por esto que en San José durante los últimos años se han construido varios edificios en altura. El municipio da incentivo a los dueños de las edificaciones ubicados en terrenos mayores a 1250 m2, a lo largo del eje urbano: Radial de Pavas - vías alrededor de La Sabana - Paseo Colón – Avenida Segunda y Radial de San Pedro, donde se planea implementar la primera etapa del Sistema de Transporte Masivo, tendrán 10% de CAS. Sumado a este desarrollo vertical en la Ciudad de San José, se encuentra a tendencia de la construcción verde en edificaciones en altura y que estas cuenten con certificaciones 3 nacionales o internacionales de construcción sostenibles o implementen estas estrategias para que el impacto al medio ambiente sea o menor posible. Justificación Analizar del grado de sostenibilidad constructiva de Torres Los Yoses II y realizar un replanteamiento hacia una construcción sostenible con ingeniería de valor desde su diseño, aplicando herramientas, métodos y técnicas modernas en su análisis, para que alcance un nivel de sostenibilidad óptimo, generando beneficios en el medio ambiente, reduciendo la emisión de gases de efecto invernadero, minimizando la utilización de recursos naturales, utilizando materiales con eco etiquetas, minimizando el consumo de agua y electricidad, implementando sistemas constructivos prefabricados con alto valor de sostenibilidad, aplicando estrategias pasivas en su diseño, buscando reciclar - reutilizar los materiales constructivos. Problema de investigación ¿Cómo realizar un replanteamiento en el diseño de una edificación en altura, para que sea un proyecto con un alto grado de construcción sostenible? que contemple: Sistemas constructivos prefabricados modulares Estrategias pasivas Uso eficiente del agua Ahorro energético Componentes físico ambientales, económicos y socio-culturales Pregunta de investigación ¿Qué criterios de sostenibilidad se pueden implementar en el Edificio Torre Los Yoses II para que sea un edificio sostenible en su diseño y constructividad? 4 Objetivos Objetivo General Replantear el diseño y construcción del edificio Torre Los Yoses II con sistemas constructivos prefabricados, materialidad, equipamientos y estrategias pasivas, aplicando herramientas, software, guías y manual de edificaciones sostenibles para diseñar un edificio con alto grado de calificación sostenible. Objetivos Específicos 1. Realizar un análisis de la constructividad del edificio actual para conocer qué sistema constructivo se diseñó. 2. Realizar un estudio de la materialidad del edificio actual para conocer qué materiales se están implementando. 3. Realizar un estudio climático, térmico y acústico del contexto del edificio para tener criterios técnicos en la aplicación de estrategias pasivas en el replanteamiento del diseño y construcción. 4. Implementar conceptos de la Norma RESET para aplicar como criterio de sostenibilidad ambiental en el nuevo diseño. 5. Aplicar el Modelo Multicriterio como elemento de valoración para calificar el grado de sostenibilidad del edificio en su estado actual y en el replanteamiento de diseño. 6. Realizar un replanteamiento en la propuesta del sistema constructivo para reducir el costo y tiempo de ejecución. 7. Diseñar el edificio con sistemas de estrategias pasivas para mejorar las condiciones ambientales de sus usuarios. 8. Replantear los diferentes sistemas eléctricos para reducir el consumo energético del edificio. 9. Implementar estrategias de ahorro de agua potable y lluvia para reducir la factura hídrica y la reutilización del agua de lluvia en los diferentes sistemas mecánicos y el riego de jardines. 5 10. Utilizar herramientas y métodos en la implementación de sistemas de sostenibilidad para su análisis y valoración. 11. Realizar una gestión de riesgo para conocer posibles afectaciones que puede tener el proyecto en su ejecución. Metodología de investigación La metodología desarrollada consiste en una primera etapa de análisis de los planos constructivos, estructurales, electromecánicos, acabados, fichas técnicas, vialidad ambiental y cronograma de obra. Posteriormente se evaluará el proyecto actual con el Modelo Multicriterio para ver su grado de sostenibilidad basados en la Norma RESET primera edición (2012) y ver qué componentes físico-ambientales, económicos y socio culturales se deben mejorar. Seguidamente se planteará una propuesta sostenible en lo estructural, con sistemas prefabricados modulares, estrategias pasivas, eficiencias energéticas, de agua potable, lluvia y materiales sostenibles, donde se evaluará esta propuesta de replanteamiento utilizando como parámetro también el Modelo Multicriterio, basados en la Norma RESET primera edición (2012). En resumen, la metodología sería: 1. Análisis de la edificación actual en su materialidad y constructividad. 2. Evaluación con el Modelo Multicriterio la edificación actual con criterios de la Norma RESET. 3. Replanteamiento de la edificación con criterios de sostenibilidad en su diseño y construcción. 4. Evaluación de la edificación con el Modelo Multicriterio con el replanteamiento de diseño y construcción sostenible con criterios de la Norma RESET. 6 CAPÍTULO 1 7 Capítulo 1. Marco Conceptual 1.1. Sistema Estructural Normativa y Conceptos En esta sección de la Fase 1 se resume el resultado del estudio de suelos para el proyecto, los criterios del Código Sismo de Costa Rica 2010, (CFIA, 2010) a considerar en el diseño, la clasificación del sistema estructural del edificio actual y los conceptos de cargas estructurales de edificaciones en altura a considerar en este tipo de proyecto. Con la finalidad de comprender el lenguaje estructural implementado en el diseño inicial. 1.1.1 Normativa: Código Sísmico de Costa Rica 2010 Los procedimientos para el diseño estructural están determinados por la zona sísmica, establecida en el CSCR 2010, donde la Provincia de San José se ubica en la zona III. Según estudio de suelos realizado por la empresa INSUMA S.A. (INSUMA, 2015) mostrado en la figura 1, para el proyecto Torre los Yoses, el material rocoso apareció entre los 14 y los 21m de profundidad, con una capacidad soportante de 20ton/m2. El sitio presenta condiciones geotécnicas aceptables y por el tipo de edificación se recomienda alcanzar este nivel. La clasificación de sitio de cimentación es Tipo S3, que describe un suelo con estrato de más de 12m de arcilla suave a medianamente rígida. A nivel de cimentación se dan dos opciones: placas o losas rígidas superficiales y, de segunda opción si es profundo, pilotes preexcavados y colados in situ. De esto se establece una aceleración pico efectiva de diseño de 0.36 para un periodo de retorno de 475 años. 8 El edificio de apartamentos está dentro del grupo D de clasificación en la tabla 4.1 del CSCR 2010, que especifica que para edificaciones de ocupación normal, todas las obras habitacionales tendran un factor de importancia I, el cual define la sacudida sísmica para el diseño sismo resistente. Esto define que se debe de protegerse la vida de los ocupantes y transeúntes, se debe mantener su integridad estructural evitando el colapso parcial o total y de aquellos componentes no estructurales, permitir una segura evacuación de sus ocupantes. Figura 1 Registro de Perforaciones. Nota. Registro de Perforaciones para Proyecto Torres Los Yoses II, Adaptado de (SETENA, 2015). 9 1.1.2 Resistencia de los Materiales Las normas internacionales y nacionales establecen requerimientos para los materiales a implementar en las estructuras, las cuales el ingeniero estructural debe considerar en su diseño. Concreto: tiene que tener una resistencia mínima en compresión de 280kg/cm2. Acero de refuerzo: cumplir con la norma ASTM A-706, grado 60. Acero estructural: ASTM A570 grado 33, ASTM A500 grado B. También se debe cumplir con la norma establecida en el Código de Cimentaciones de Costa Rica. 1.1.3 Clasificación del sistema estructural El sistema constructivo propuesto es dual, en la cimentación pilotes prefabricados, así también las columnas, vigas prefabricadas tipo PC de concreto y muros de carga de concreto colado in situ. Esto como sistema constructivo planteado en el Taller de Diseño de Edificaciones en Altura. Estudiando el edificio Torre Los Yoses, presenta regularidad en altura, ya que todos los elementos verticales de los sistemas sismorresistentes son continuos desde la cimentación hasta el nivel superior de cada uno de los elementos. Este concepto de regularidad se mantiene en la propuesta. Se determina regularidad en planta por su excentricidad en cada una de sus direcciones octogonales. 1.1.3.1 Conceptos Cargas Dentro del diseño estructural se deben considerar las cargas permanentes para determinar las fuerzas sísmicas. Las cargas permanentes (Francis, 2020) son los pesos propios de los 10 elementos, sean estructurales o no estructurales, sistemas arquitectónicos, eléctricos y mecánicos, como se muestra en la figura 2. La carga temporal para proyectos habitacionales es de 200kg/m2. La carga sísmica, es el peso de cada nivel de la carga permanente más una fracción de la carga temporal (Francis, 2020). Figura 2 Esquema de Desplazamiento de Cargas Nota. Esquema de desplazamiento de cargas permanentes de un edificio, Adaptado de (ARELY S.A., 2020). 1.1.3.2 Cargas Estructurales de Edificación en Altura 1.1.3.2.1 Cargas laterales Las cargas laterales son ejercidas por las fuerzas de vientos, generalmente de forma perpendicular, y terremotos por movimientos vibratorios del terreno. Entre mayor es la altura de la edificación, mayor es la carga aplicada (Francis, 2020).Estas fuerzas 11 naturales, como se muestran en las figuras 3 y 4, deben ser consideradas en el diseño estructural de las edificaciones para evitar su colapso. Figura 3 Esquema de Cargas Laterales Nota. Esquema de cargas laterales para un edificio en altura, Adaptado de (Francis, 2020). Figura 4 Esquema de Cargas Laterales Nota. Efecto de las cargas las cargas laterales en edificios según su altura, Adaptado de (Francis, 2020). 12 1.1.3.2.2 Cargas Gravitacionales Son las cargas vivas y muertas propias de la edificación, ejercidas de forma vertical sobre la estructura, donde las cargas son trasmitidas desde la cubierta hasta los cimientos, de ahí que los elementos estructurales como muros de carga, columnas y vigas deben estar diseñadas para asumir estas fuerzas de la estructura (Francis, 2020), como se muestra en la figura 5. En un diseño basado en la seguridad se debe evitar el colapso de la estructura y en segundo grado considerarse los daños de elementos no estructurales como revestimientos, equipos e instalaciones, pero siempre la prioridad es la seguridad de las personas. Figura 5 Esquema de Cargas Gravitacionales Nota. Esquema de desplazamiento de cargas gravitacionales, Adaptado de (Francis, 2020). 13 Con las cargas laterales de sismos y vientos la estructura se somete a momentos de cortante, vuelco, torsión en planta y flexión (Francis, 2020), como se ilustra en la figura 6, lo cual debe evitarse con un adecuado diseño sismo resistente. Figura 6 Esquema de Momentos por Cargas Laterales Nota. Esquemas de momentos por cargas laterales en edificios de altura, Adaptado de (Francis, 2020). 14 1.1.3.2.3 Configuración en alzado y planta para Edificación en Altura La figura 7 ilustra las configuraciones de estructuras en altura en alzado y planta, según su altura en la figura 8, de ahí que la estructura portante debe ser resistente, funcional y económica. Figura 7 Esquema de Configuración Edificios en Altura Nota. Esquema de configuración estructural en edificios según su altura, Adaptado de (Francis, 2020). 15 Figura 8 Esquema en Planta Configuración Edificación en Altura Nota. Esquemas de configuración en planta de edificaciones, Adaptado de (Francis, 2020). En esta sección se pudo comprender a nivel conceptual las diferentes cargas estructurales que influyen en el diseño estructural de una edificación en altura, elementos a considerar en un replanteamiento de diseño sostenible. Se deben evitar las formas triangulares abiertas ya que son débiles a la torsión, igual que las configuraciones en forma de L, T y X (Francis, 2020). 16 1.2 Construcción Sostenible Para esta sección se estudiará la Norma RESET primera edición, 2012 (Instituto de Arquitectura Tropical, 2012), que implementa criterios de edificación sostenible. se conoceran los criterios utilizados en la evaluación de un proyecto para realizar posteriormente el análisis de la edificación actual y despues la evaluación del proyecto con el replanteamiento de diseño y construcción sostenible. 1.2.1 Estrategias de Construcción Sostenible Como estrategia para el replanteamiento de construcción sostenible Torres Los Yoses II se utilizarán los conceptos de construcción sostenible de la Norma RESET primera edición ((Requisitos para Edificaciones Sostenibles en el Trópico, 2012), que cuenta con un logotipo que se muestra en la figura 9. Esto en su materialidad, sistemas constructivos, sistemas bioclimáticos y diferentes equipos. El objetivo no es obtener la certificación RESET, pero sí aplicar su concepto y criterios por medio del Modelo Multicriterio, y así valorar el grado de sostenibilidad que puede lograr el replanteamiento de diseño del edificio. Figura 9 Logo de la Norma RESET Nota. Logo utilizado en la Norma RESET, Tomado de (Instituto de Arquitectura Tropical, 2012). 17 El alcance de RESET es “La norma está diseñada para la evaluación de una edificación en su etapa de diseño, construcción y/o operación y para ser utilizada como herramienta de evaluación.” (Instituto de Arquitectura Tropical, 2012) 1.2.2 Norma de Referencia RESET respalda su aplicación en normas INTECO, aunque no son de acatamiento obligatorio se sustenta en estas reglamentaciones como apoyo técnico y pueden ser de consulta para su sustento legal. Estas se exponen a continuación: INTE/ISO 15392. Sostenibilidad en la construcción de edificaciones – Principios generales INTE/ISO 21929-1. Sostenibilidad en la construcción de edificaciones. Indicadores de sostenibilidad. Parte 1: Marco de referencia para el desarrollo de indicadores para edificaciones. INTE/ISO 21930 Sostenibilidad en la construcción de edificación. Declaración ambiental de productos de construcción. ISO/TR 21932. Edificaciones y activos construidos. Sostenibilidad en la construcción de edificaciones. Terminología. INTE 31-08-06. Niveles y condiciones de iluminación que deben tener los centros de trabajo. IEC 61000-3-2. IEC 61000-3-2: Limits - Limits for Harmonic Current Emissions (equipment input current up to and including 16 A per phase) (tablas 1, 2 ,3). 18 1.2.3 Criterios de Evaluación Norma RESET Para el replanteo del edificio Torres Los Yoses II se valorarán los conceptos de los siete capítulos de la Norma RESET por medio de la herramienta del Modelo Multicriterio, así como se utilizó esta herramienta para analizar el edificio es su estado constructivo actual. Aplicando los conceptos de RESET por medio de sistemas constructivos prefabricados, materiales de baja emisión de CO2, estrategias pasivas y equipos de bajo consumo energéticos y de agua potable, valoraremos el alcance de los objetivos planteados. Figura 10 Evaluación de Criterios Norma RESET Nota. Tabla de criterios de la Norma RESET, Adaptado de (Instituto de Arquitectura Tropical, 2012). A continuación, se expondrán los siete capítulos de la norma y sus principales conceptos de aplicación. 19 1.2.3.1 Aspectos socio económicos: Acceso a sistemas financieros razonables. Gestión transparente de la obra. Inversión a largo plazo con capital natural. Estimular el desarrollo local. Trato justo con empleados, subcontratistas. Inclusión de personas con discapacidad. Seguridad de los usuarios del edificio. Implementación aspectos socio-culturales locales. 20 1.2.3.2 Entorno y Transporte: Respeto por las áreas de interés natural o cultural. Evitar edificar en zonas de riesgo natural. Integración del edificio al entorno. Integración de la edilicia a la comunidad. La edificación como estrategia ambiental. Alta densidad del proyecto. Minimiza la contaminación ambiental en la construcción. Medios de transporte de bajo impacto ambiental. 21 1.2.3.3 Calidad y Bienestar Espacial: Diseño lugares proambientales. Confort del usuario de forma pasiva. Sistemas de confort térmico de forma racional. Iluminación y ventilación natural. Visual del usuario con el exterior. Control acústico. Confort de los espacios. Acabados y materiales de baja emisión. 22 1.2.3.4 Suelos y Paisajismo: Evitar la sustitución del suelo. Zonificación del proyecto conservación de suelos. Evitar la erosión y contaminación de suelos. Recurso de diseño del paisajismo. Evitar el uso nocivo para el medio ambiente y la salud. Evitar el uso de agua potable para riego. 23 1.2.3.5 Materiales: Recuperar y reutilizar materiales existentes. Manejar desechos en la etapa de construcción. Reducir uso de materiales con diseño eficiente. Prolongar el ciclo de vida del edificio. Utilizan recursos y materiales locales. Incorporar materiales con etiqueta ecológica. Cultivo de madera. 24 1.2.3.6 Optimización en el uso del agua: Estrategias que reduzcan el consumo de agua potable. Medición del consumo de agua potable. Reducir descarga de alcantarillado pluvial y sanitario. Reducir la contaminación por aguas servidas. Reutilización de aguas pluviales. Anteriormente se enunciaron los capítulos de la Norma RESET y los criterios que esta norma utiliza en la evaluación de un proyecto de edificación sostenible, criterios que se aplicarán tanto en el análisis de la edificación actual como en la propuesta de replanteamiento de diseño sostenible. 25 1.3 Estudio de Casos Para esta sección de la fase 1 realizaremos un análisis de tres edificaciones en altura a nivel mundial para conocer su materialidad, sistemas constructivos y grado de sostenibilidad, elementos a considerar en el replanteamiento de diseño y construcción sostenible, que es el objeto de estudio. 26 1.3.1 Torre Reforma, Cuidad de México La figura 11 muestra imágenes del Edificio Torre Reforma, que es el primer caso de estudio de edificios sostenible e innovadores. Figura 11 Edificio Torre Reforma, México Nota. Fotografías del Edificio Torre Reforma, Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 27 1.3.1.1 Ubicación del proyecto La figura 12 describe la dirección del Edificio Torre Reforma: Paseo de la Reforma 483, Cuauhtémoc, 06500 Ciudad de México, D.F., México. Figura 12 Ubicación Edificio Torre Reforma, Paseo Reforma, México Nota. Ubicación geográfica del Edificio Torre Reforma, Adaptado de (Google Maps, 2022). 1.3.1.2 Descripción del proyecto: ID Detalle Diseño Diseño: Arquitectos LBR + A Proveedores Gerdau Corsa, ALCOPLA, Aceros Corey, Alcopla, Amesa, Atlas Schindler, Cemex, Grupo Arca, Guardian Glass, Helvex, Tektil Área construcción 89.657 m² Año terminado 2016 Área del terreno 2.800 m2 28 Número de pisos 57 Altura 244 metros Certificada LEED Platinum Premios International Highrise Award 2018 Torre Reforma es un rascacielos que tiene espacios de oficinas, instalaciones deportivas, espacios abiertos, terrazas, bares, restaurantes, jardines, auditorio, salas de juntas y espacios de estacionamiento automatizado de 16 niveles subterráneos que delimitan mil ciento sesenta y un cajones para ser usados por visitas, vecinos o pensión. En el terreno se ubica una Casona Histórica que se remodeló y se integró al vestíbulo principal y que es utilizada para áreas comerciales, como se ilustra en la figura 13. Figura 13 Fachada Torre Reforma y Casona Histórica | Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). TORRE REFORMA CASONA HISTORICA 29 Su contexto es la zona cultural, histórica y económica dentro de la Ciudad de México. Cerca existen dos estaciones de metro, autobuses de tránsito, múltiples estaciones de bicicletas públicas, está ubicada frente al Bosque de Chapultepec. La forma de la edificación es triangular, como una A o un libro abierto, como se observa en la figura 14. Formado por dos muros de concreto que se introducen 60 metros bajo el nivel de calle, para los nueve sótanos de estacionamiento y para dar cimiento a la torre, más una cara con estructura de metal más vidrio, esta fachada está formada con un esqueleto de 14 cluster, cada uno de 4 pisos. Figura 14 Concepto en Planta y Fachadas Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 30 El concepto fachadas de concreto y piedras están inspiradas por la arquitectura mexicana prehispánica y colonial. La tercera fachada con tensores metálicos, cerramiento de vidrio, con vistas panorámicas al Bosque de Chapultepec, esta fachada tiene con un giro de 45 grados de 14 metros de altura a partir de los 200 metros, por normativa de la ciudad. 1.3.1.3 Análisis del proyecto 31 El análisis se realiza con base en planos, como se muestra en las figuras 15, 16 y 17. Planos arquitectónicos: El Edificio Torre Reforma cuenta con 57 pisos donde alberga áreas de oficinas, comerciales y recreativas, además de 6 sótanos para estacionamiento. En el primer nivel, que se presenta a continuación, está el acceso al edificio. En la esquina se ubica el edificio patrimonial, donde se integra al edificio por medio de una plazoleta, y en este nivel está la recepción, el núcleo de elevadores, las escaleras y el acceso vehicular con sistema mecanizado, así como el núcleo de ductos electromecánicos. Figura 15 Planta Arquitectónica Primer Nivel Torre Reforma Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). 32 Figura 16 Planta Arquitectónica Nivel 5 Torre Reforma Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022) 33 Figura 17 Planta Arquitectónica Nivel 10 Torre Reforma Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). 34 Figura 18 Elevaciones Esquematicas Torre Reforma Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). La elevación principal es un cerramiento en vidrio, lo que permite que entre luz natural y una visual al Bosque Chapultepec, a su entorno inmediato que es la Avenida Reforma, y a otras edificaciones circundantes como se muestra de forma esquemática en la figura 18. Sus dos fachadas posteriores en forma abierta le permiten estabilidad sísmica. En el premio International Highrise Award 2018 se le reconoció su arquitectura sustentable, su arquitectura estructural y su alta tecnología, su artística integrada, donde las cluster funcionar como amortiguadores sísmicos. Es un edificio anti sísmico, esto se comprobó 35 con el sismo del 2017, debido a que no sufrió ningún percance, en la figura 19 se muestra de forma esquemática la distribución de la edificación. Por su altura es el edificio más alto de México y de Latinoamérica, y es sostenible, por técnicas y estrategias de sustentabilidad. El proyecto arquitectónico y concepto estructural es de LBR&A; el diseño y cálculo estructural fue realizado por Arup Nueva York, y las instalaciones fueron diseñadas por Arup Los Ángeles, DITEC, Garza Maldonado, CYVSA y Uribe Ingenieros. Figura 19 Edificio Torre Reforma Corte General Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 36 Este proyecto se escogió entre muchos otros por su alto valor arquitectónico, estructural y por su sostenibilidad, además de su integración al entorno inmediato y valor escénico. En la figura 20 se muestra un detalle de su espacio interno, es por ello el reconocimiento internacional que se le ha dato al proyecto y al arquitecto Benjamín Romano, diseñador de este. Figura 20 Sección Espacio Interno Edificio Torre Reforma Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). En esta sección se muestra la triple altura diseñada en ciertos niveles del edificio para generar áreas de esparcimiento, pequeños auditorios y gran apertura visual. A nivel estructural se muestran los muros de carga laterales, las vigas de entrepiso, y el sistema tridilosa. 37 1.3.1.4 Valoración Técnica En esta sección se analizará los materiales y técnicas constructivas empleadas en el proyecto, así como su grado de sostenibilidad, ya que es considerado uno de los edificios más sostenibles del mundo, de ahí su certificación LEED Platinum y el premio International Highrise Award 2018, por criterios de diseño con visión al futuro, funcionalidad, tecnología de construcción, integración del desarrollo urbano, sostenibilidad y rentabilidad. Fue escogido entre 1000 participantes. 1.3.1.4.1 Materialidad: En cuanto a los materiales empleados se tiene poca información recopilada, ya que en la lista de proveedores enunciados anteriormente y consultados en sus sitios web no dan detalles específicamente del tipo de material, dimensiones, y ficha técnica. Lo demás se infirió por la mención general que se hace en el proyecto. Hormigón: el concreto para la obra fue suministrado por la Empresa Cemex. En la figura 21 se muestran las dosificaciones del concreto, que es de alta resistencia por el tipo de obra, esto para cimentación, columnas, muros de carga, y entrepiso. 38 Figura 21 Dosificación de Concreto para Torre Reforma Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022) Lamina Multideck: láminas galvanizadas para uso de entrepisos utilizadas en el proyecto, las figuras 22, 23 y 24 muestran las especificaciones del material. Figura 22 Ficha Técnica Lámina Multideck Nota: Adaptado de (Multiaceros, 2020) 39 Acero laminado en caliente: material utilizado para columnas, cluster, vigas y otros elementos estructurales. Figura 23 Ficha Técnica de Perfiles Rectangulares Nota. Adaptado de (Multiaceros, 2020). Figura 24 Ficha Técnica Tubería Círcular Nota. Adaptado de (Multiaceros, 2020). 40 Panel Compuesto de Aluminio: panel decorativo compuesta por un núcleo de polietileno entre dos láminas de aluminio. La hoja superior está recubierta de poliéster o pintura PVDF y la hoja posterior con acabado natural. Se utilizó en varios espacios arquitectónicos del edificio, la figura 25 muestra el detalle de la lámina. Figura 25 Detalle Panel Compuesto de Aluminio Nota. Adaptada de (Avance, 2020) Vidrio: el proveedor de este material no especifica las características del vidrio utilizado en el proyecto. 1.3.1.4.2 Sistemas constructivos Tridilosa: estructura tridimensional diseñado altamente ligero, que combina la zona comprimida de concreto y acero. Se considera la flexión, la compresión, la tensión, la torsión y el cortante. Este sistema constructivo se utilizó en el proyecto para conformar los entrepisos de las zonas de sports, el área de renta y de gran longitud. En las figuras 26 y 27 se muestra el detalle de la tridilosa. 41 Figura 26 Detalle de Tridilosa Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). Figura 27 Sección de Tridilosa Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). Entrepiso Multideck: sistema conformado por lámina multideck y losa de concreto para conformar el entrepiso de todo el edificio. En la figura 28 y siguiente se muestra un detalle de su utilización. 42 Figura 28 Detalle de Entrepiso Multideck Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). Cluster: sistema estructural de acero, como se muestra en la figura 29, conformado por una placa de acero donde se conectan cuatro piezas de tubo para dar cuerpo al cluster que tiene una dimensión de cuatro niveles en el edificio. Este da forma a la fachada principal del edificio y al sistema de estructura, que descansan sobre vigas de acero en sus cuatro niveles y en los muros laterales, trabajando como bisagras flexibles ante un sismo. Figura 29 Detalle constructivo de Cluster Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 43 Figura 30 Construcción de Cluster Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). Muro Milán: el muro Milán, diafragma o pantalla, como se ve en la figura 31,es una pared de concreto reforzado conformada en el subsuelo, su función principal es servir como mecanismo para sostener temporal de zanjas longitudinales abiertas y también se ha empleado extensamente para estabilizar excavaciones profundas para la construcción de cimentaciones. 44 Figura 31 Construcción Muro Milán Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). Muros de Carga: los muros de carga laterales en forma de A, ver figura 32, generan estabilidad ante un sismo., Nacen desde sus cimientos y las aberturas de estos permiten liberar energía sísmica, esto se pudo comprobar con el sismo del 2017 donde la estructura permaneció estable. Además, permiten dar visual a diferentes partes de la ciudad e iluminación. Figura 32 Vista Muro de Carga Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). 45 Figura 33 Detalles Generales Constructivos estructurales Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 46 La figura 34 muestra los diferentes sistemas electromecánicos del proyecto en forma esquemática. Figura 34 Sistemas Electromecánicos de Torre Reforma Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). 1.3.1.4.3. Sostenibilidad: Sitio sustentable y ubicación: Torre Reforma se ubica en el centro financiero de Ciudad de México, en contexto con otros edificios bancarios, oficinas y de servicios. Se conecta con servicios de transporte público, lo cual lo hace funcional al entorno inmediato. 47 Reutilización de aguas servidas: las aguas pluviales y negras se reutilizan al 100% en la planta de tratamiento, para el consumo de baños y aire acondicionado. Las cisternas que se encuentran a lo largo de la torre funcionan por gravedad, en vez del uso de bombas en caso de incendios. Ahorro energético: la piel del edificio tiene un rendimiento energético con una reducción del 24% de acuerdo al ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineer). La disminución del consumo energético se debe al diseño de las fachadas, los muros de concreto y la doble fachada de vidrio lo que permite la iluminación natural en 90% de los espacios habitables. Beneficiando al usuario proporcionando espacios interiores atractivos y cómodos. Energía solar: el diseño permitió la implementación de paneles solares para producir energía, también con un sistema de generación eólica de electricidad que se está ubicado en la parte superior del edificio. Materiales y recursos: el edificio cuenta con materiales que se pueden reutilizar o reciclar después de la vida útil del edificio, pasando a un concepto de la cuna a la cuna, como lo son el metal, vidrio, concreto entre otros. Calidad ambiental interior: el edificio, como se ilustra en la imagen 26, cuenta con muchas áreas verdes, dobles alturas que generan un ambiente interno confortable, su fachada principal es de vidrio, permitiendo el acceso de luz natural en todo el edificio y una amplia vista al exterior. 48 Innovación en diseño y operación: el edificio recibió el premio International Highrise Award 2018 por su diseño innovador y sustentabilidad, por su diseño de muros laterales y una estructura cluster que da estabilidad sísmica, siendo México una zona de mucha sismicidad. En su operatividad, el edificio está administrada por el Building Management System (BMS), sistema inteligente que controla las instalaciones y equipos de forma armónica y eficiente para proteger la vida humana de los usuarios. Este sistema están integrados lo eléctrico, hidro-sanitario, elevadores y protección contra incendio, y controlar la iluminación del edificio. Funcionalidad: el edificio está diseñado para mejorar los flujos de los usuarios y también en relación con la ciudad, como se muestra en la figura 35. Los elevadores para Low, Mid y High Rise están separados, aunque comparten el mismo foso, con el fin de optimizar los diferentes usuarios. Por un Sistema EEES (Sistemas Integrados de Conservación de Energía), los elevadores se pueden utilizar durante un incendio debido a que los fosos de elevadores están presurizados al igual que las escaleras de emergencia y las zonas de refugio en cada piso. En el estacionamiento subterráneo, existen dos espacios robotizados para 400 vehículos. Certificación: el edificio es sostenible e inteligente, certificado LEED Platinum por el Consejo de la Construcción Verde de Estados Unidos (US Green Building Council). La figura 36 muestra las diferentes certificaciones que ha obtenido el edificio. 49 Figura 35 Vista Interna Torre Reforma Nota. Tomado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 50 Figura 36 Elementos de Sostenibilidad de Torre Reforma Nota. Tomado de (Plataforma Arquitectura, 2022) 51 1.3.1.5 Galería de fotos Figura 37 Fotografías de Edificio Torre Reforma 52 Nota. Tomado de (Plataforma Arquitectura, 2022) 1.3.1.6 Videos de proyecto: https://www.youtube.com/watch?v=_3TO7wnC-Ss&feature=youtu.be https://www.youtube.com/watch?v=pqg86t5_SJk&feature=emb_rel_err https://www.youtube.com/watch?v=i0l6Z9CzeSo https://www.youtube.com/watch?v=z6H1zdVsDTo https://www.youtube.com/watch?v=z6H1zdVsDTo 53 1.3.2 Shanghái Tower, China Las imágenes de la figura 38 muestran el segundo caso de estudio de edificios sostenibles. Figura 38 Imagenes Torre Shanghai Nota. Tomado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 1.3.2.1 Ubicación de la obra La figura 39 muestra la ubicación del proyecto, Lujiazui Financiero y Zona Comercial, Pudong, Shanghái, China. 54 Figura 39 Ubicación Geográfica Torre Shanghai, Ciudad Pudong, China Nota. Tomado de (Google Earth, 2022). 1.3.2.2 Descripción de Proyecto ID Detalle Diseño Gensler Constructor Shanghai Construction Group Área construcción 521.000 m² Año terminado 2014 Área del terreno 30.370 m2 Número de pisos 121 Altura 632 metros Certificada LEED Platinum Premios Mejor rascacielos terminado en 2008, Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano (CTBUH) Tien-yow Jeme Premio de Ingeniería Civil de 2018 55 La torre es un edificio multifuncional que tiene 632 metros de altura con 121 pisos. Se divide verticalmente en 9 zonas funcionales, cada zona se eleva de 12 a 15 pisos con un balcón de espacio público dentro de muros cortina. La zona de terreno más baja está ocupada por un mercado abierto que conecta la torre con las actividades circundantes y el Metro de Shanghai, mientras que la zona del podio incluye tiendas y restaurantes. Las oficinas ocupan la zona media mientras que el hotel se ubicó en la parte superior con el mirador. El diseño se basa en el concepto de shikumen, una tipología residencial que mezcla los espacios interiores y exteriores, diseñado en su atrio, que se ubica entre las capas de la doble fachada, y su forma en espiral representa el surgimiento dinámico de la China moderna. La forma asimétrica, el estrecho perfil y sus esquinas redondeadas permiten a la construcción resistir los fuertes vientos de tifones, que son comunes en Shanghai. 56 Figura 40 Descripción de Amenidades Torre Shanghai, China Nota. Tomado de (ARCH20, 2022) 57 1.3.2.3 Análisis del proyecto Se analizará con base en imágenes de planos encontrados en las diferentes páginas web. Análisis de forma: Perfil horizontal: geometría de la Torre de Shanghai, la forma en espiral como se aprecia en la figura 41, que fluye de la torre, se generó a partir de un plan triangular redondeado. Este triángulo redondeado se deriva de la relación entre la orilla curva del río Huangpu, la Torre Jin Mao y el Centro Financiero Mundial de Shanghai. Esta forma atractiva y distintiva será un hito en la ciudad de Shanghai para representar a China como una potencia financiera mundial. Figura 41 Geometría en Planta de Torre Shanghai Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). El perfil vertical: tiene la forma de un triángulo equilátero con bordes suaves derivados de dos curvas tangenciales, como se ilustra en la figura 42. Hay dos variables que dieron 58 forma al perfil: el radio del círculo grande y su ubicación en el centro del triángulo equilátero. Figura 42 Geometría en Planta y AlzadoTorre Shanghai Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). Torsión: es una operación de rotación lineal desde la base hasta la parte superior. El proceso utilizó diferentes ángulos de rotación para encontrar el mejor ángulo para el diseño, para generar un diseño flexible considerando los eventos sísmicos y los tornados de la zona. Se sometió un modelo del edificio a pruebas de túneles de viento para analizar su comportamiento y escoger su diseño óptimo, como se observa en la figura 43. 59 Figura 43 Diseño Pruebas de Viento y Torsión Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). Planos constructivos: en figuras siguientes se muestran varios niveles del edificio por zonas. El edificio está dividido verticalmente en zonas de usos para visitantes, empleados y huéspedes. En la figura 44 se muestran las zonas en planta arquitectónicas, en la figura 45 en alzado y la figura 46 es un listado de la distribución por niveles. Figura 44 Plantas Arquitectónicas Torre Shanghai por Zona Nota. Adaptada de (ARCH20, 2022). 60 Figura 45 Elevación Torre Shanghai por Zonas de Uso Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). 61 Figura 46 Listado de Distribución por Niveles Torre Shanghai. Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). Tecnología BIM: en la figura 47 se ilustra el sistema de aplicación BIM que se implementó y ejecutó en el proyecto. Las aplicaciones de Autodesk se eligieron para el sistema aplicando Revit Architecture, Estructura y software MEP para los procesos de diseño y documentación. Mientras que el software Autodesk Naviswork Manage se utilizó para facilitar la coordinación entre los empleados. Ecotect Analysis 62 también se utilizó para el análisis ambiental. Además, Autodesk Consulting implementó un entorno BIM in situ para el equipo local y brindó servicios de capacitación y soporte. Figura 47 Modelado Revit BIM para Torre Shanghai Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). 1.3.2.4 Valoración Técnica En esta sección se analizará los materiales y técnicas constructivas utilizados en la edificación de la obra, así como su grado de sostenibilidad, ya que tiene una certificación LEED Platinum por criterios de funcionalidad, tecnología de construcción y el premio Tien-yow Jeme de Ingeniería Civil de 2018 de China. 63 Materialidad: en la información buscada en diferentes páginas web no se encontró la lista de proveedores. Igualmente, se consultó en la página del diseñador y no se tiene información, los materiales se analizaron por las fotografías del proyecto encontradas. Hormigón: se usó este material para fundaciones, muros de carga, columnas y colado de entrepisos. Piezas de metal: se muestran en varias fotografías que se utilizaron piezas W para columnas y vigas de entrepiso, piezas rectangulares de metal para viguetas de entrepiso y estructura de cubierta, y piezas redondas para conformar el exoesqueleto. Entrepiso: para conformar el entrepiso se utilizó de formaleta láminas galvanizadas, apoyadas sobre viguetas de tubo de metal. Vidrio: la capa exterior diseñada con 20.000 paneles, más los paneles de muro cortina, incluyendo más de 7.000 formas distintas. La fachada habría sido difícil de diseñar usando herramientas tradicionales de diseño asistido por computadora. Con el software paramétrico, Gensler fue capaz de crear un sistema que equilibra el rendimiento, la factibilidad de construcción, el mantenimiento y diseño. Las tolerancias exactas se lograron con la colocación de láser en el lugar para realizar las mediciones. La fachada de vidrio de doble capa aislante fue diseñada para reducir la necesidad de cubierta de aire acondicionado, y se compone de un vidrio reforzado avanzado con una alta tolerancia a las variaciones de temperatura. 64 Sistemas constructivos: Todos los sistemas constructivos empleados en la obra se construyeron en sitio. Fundaciones: la figura 48 muestra que las fundaciones son de hormigón, se cuenta con 5 niveles de sótano para conformar sus cimientos. Figura 48 Vista Sótanos para Fundaciones Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). Muros de carga: el edificio cuenta con un núcleo central de muros de carga en forma cuadrada que inició en sus fundaciones hasta sus últimos niveles, como se ilustra en la figura 49, en los cuales se ubican los servicios de elevadores, escaleras y ductos electromecánicos. Este núcleo para dar estabilidad ante sismos y tornados muy frecuentes en la zona. Igualmente se implementaron muros para la conformación de paredes de los 5 niveles de sótanos. 65 Figura 49 Esquema Muros de Carga Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). Columnas de concreto: en sus primeros niveles se ubican 12 columnas de hormigón en forma de cruz con respecto al muro de carga central, como se muestra en la figura 50, generando ejes ortogonales para la colocación de la estructura principal del entrepiso. Figura 50 Vista en Planta Estructural Muros de Carga y Columnas Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). 66 Encofrado: el montaje de encofrado de aluminio es simple y productivo, el peso es de 16-20 kg/m2. Se puede completar el montaje de forma manual sin ayuda de máquinas (sólo ocupando una llave o martillo para montar o desmontar). Un trabajador de instalación cualificado puede instalar 20-30 metros cuadrados por día (en comparación con encofrados de madera o hierro, los encofrados de aluminio no requieren técnicos calificados, una simple capacitación a los trabajadores de la construcción antes de la instalación). Ahorro en el tiempo de construcción con el encofrado de aluminio, es un sistema rápido de montaje y desmontado que reduce el período de construcción y ahorra el costo de administración. Un conjunto de encofrado puede construir un piso cada cuatro días bajo un sistema de construcción normalizada. Exoesqueleto de metal: la figura 51 muestra la estructura exterior, que es un exoesqueleto de metal que se ancla a los columnas y vigas principales del edificio para dar forma singular al edificio; además, el giro de 120 grados de esta estructura exterior permite minimizar el impacto de los vientos fuentes muy frecuentes en la zona de Shangai, de esta estructura esquelética se empotran la doble ventanería del edificio. 67 Figura 51 Exoesqueleto de Metal con Envolvente de Vidrio Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). Vigas y columnas de metal: como parte importante de la estructura están las vigas de entrepiso de metal tipo vigas W, como se muestra en la figura 52, y también las columnas de los primeros niveles que dan acceso al edificio. Figura 52 Sección Vigas de Entrepiso Nota. Adaptado de (ARCH20, 2022). 68 Entrepiso: según se muestra en la figura 53 encontrada del proyecto, se puede apreciar un entrepiso conformado por viguetas de metal con láminas tipo galvanizadas. Figura 53 Elevación de Estructura Primaria Nota. Adaptada de (ARCH20, 2022). Estructura de cubierta: esta estructura es de metal, está conformada por medio de cerchas en una mezcla de tipo americana con cerchas tridimensionales. Da forma cónica a la cubierta como se muestra en la figura siguiente. 69 Figura 54 Estructura de Cubierta en Acero Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022) Sistema de grúas para ensamblaje: se puede apreciar en las figuras 55 que para la construcción del edificio se utilizaron 4 grúas ubicadas en los 4 costados de los muros de carga centrales del edificio, para el transporte de materiales y ensamblaje de piezas de metal y posiblemente para el colado de concreto, las cuales se iban elevando según las etapas del proyecto. 70 Figura 55 Grúas de Ensamblaje del Edificio Nota. Tomadas de (Plataforma Arquitectura, 2022). 1.3.2.4.1 Sostenibilidad Sitio sustentable y ubicación: el edificio se ubica en el centro financiero de Shangai, conectado con los principales servicios de transporte. Es relevante mencionar que un aproximado del 33% del terreno está dedicado a áreas verdes según se ilustra en la figura 56. Figura 56 Diseño de Conjunto Torre Shanghai Nota. Adaptado de (Plataforma Arquitectura, 2022). 71 Reutilización de aguas servidas: una estrategia sustentable es la implementación de turbinas de viento, barreras en espiral que se integran al sistema de recolección de agua de lluvia que es utilizada en los inodoros y zonas verdes. También el uso de tecnología geotérmica para proveer energía al edificio para los sistemas de calefacción y refrigeración. Ahorro energético: aunque la mayoría de la energía de la torre estará a cargo de los sistemas de energía convencionales, turbinas eólicas ubicadas en la fachada y en la parte superior de la torre son capaces de generar hasta 350.000 kWh de electricidad por año, y se considera que proporcionar el 10% de las necesidades eléctricas del edificio. Al contar con fachadas de doble vidrio en su esqueleto, estas permiten la entrada de luz natural, lo que produce un gran ahorro energético en iluminación y hace que cuente con luminarias de bajo consumo. Figura 57 Vista Turbinas Eólicas Nota. Adaptada de (Plataforma Arquitectura, 2022). 72 Energía solar: el diseño arquitectónico permitió la incorporación de celdas solares para generar su propia energía. Materiales y recursos: utilización de materiales locales con un alto contenido para ser reciclados y reutilizados, como todas las piezas del encofrado de aluminio que pueden ser reutilizables, para no producir basura ni desperdicio en el lugar después de que el encofrado se haya retirado, generando un entorno de construcción seguro, limpio y ordenado, cumpliendo con altos estándares de calidad. Una construcción de alto valor es la que se tuvieron en cuenta los principios de sostenibilidad en su concepto constructivo y edificación. Los paneles de encofrado de aluminio fueron un elemento fundamental en la reducción del tiempo y costes de ejecución del proyecto, siendo el aluminio el metal reciclable y reutilizable, alcanzando los principios conceptuales de la obra, el encofrado de aluminio se aplicó en la construcción de muro, pared, columnas, vigas, escaleras, marcos de las ventanas, y placas flotantes. El valor recuperado utilizando el sistema de encofrado de aluminio es alto, ya que se deseche para ser reciclado. Calidad ambiental interior: las fachadas de vidrio en el interiores y exteriores permiten el máximo de la luz natural, como se muestra en la figura 58, reduciendo la necesidad de luz eléctrica, generando calidad ambiental en todo el interior del edificio. 73 Figura 58 Vista Interna Torre Shanghai Nota. Tomada de (Plataforma Arquitectura, 2022). Innovación en diseño y operación: la forma cónica de la fachada, la textura y la asimetría elementos para para reducir las cargas de viento sobre el edifi