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Sep 14, 2023

ETH Zurich crea un techo de losa de hormigón con un espectacular contorno

Investigadores de la universidad de tecnología ETH Zurich han creado un techo con crestas profundas llamado HiRes Concrete Slab, que, según afirman, ahorra energía y ofrece una estética espectacular. Las contrataciones

Investigadores de la universidad de tecnología ETH Zurich han creado un techo con crestas profundas llamado HiRes Concrete Slab, que, según afirman, ahorra energía y ofrece una estética espectacular.

La losa de hormigón HiRes es un prototipo instalado en el edificio de investigación NEST de ETH Zurich en la ciudad suiza de Dübendorf, donde forma el techo de un espacio de oficinas utilizado por investigadores de robótica.

El equipo de Digital Building Technologies (DBT) de ETH Zurich trabajó con su Block Research Group (BRG) y Architecture and Buildings Systems (A/S) para desarrollar la losa de capa delgada.

Fue diseñado para mostrar las ventajas del uso de encofrados impresos en 3D, incluida "la reducción de material, los servicios de construcción integrados y la espectacular estética de la forma libre", dijo el equipo.

Se vertió hormigón en 43 moldes delgados impresos en 3D para hacer el techo; los contornos más gruesos de la losa son las uniones donde se unen estos moldes. Los moldes estaban sostenidos por un gofre de madera cortado con láser.

El método de construcción requiere una cantidad mínima de material y permitió a los investigadores integrar servicios del edificio como calefacción, refrigeración y ventilación durante el proceso de construcción.

Desarrollados por el equipo de A/S, se imprimieron en 3D cuatro conductos de ventilación personalizados con polímero en la estructura antes de verter el hormigón.

"La geometría de estos conductos está diseñada para optimizar el flujo de aire y minimizar la energía mecánica", dijo a Dezeen el estudiante de doctorado de DBT, Andrei Jipa.

"Básicamente, estos conductos de aire impresos en 3D son más eficientes que los sistemas estándar debido a su geometría aerodinámica".

Además, el complejo diseño de la losa desempeña un papel funcional, ya que forma parte del sistema hidrónico de calefacción y refrigeración.

"El patrón del plafón se basa en los circuitos de calefacción y refrigeración de las tuberías hidrónicas diseñadas por el equipo de A/S", dijo Jipa. "La superficie resultante es una superficie radiante muy eficiente con mejores prestaciones térmicas que las losas planas convencionales".

El patrón se optimizó computacionalmente para cumplir con los criterios requeridos, y el equipo de diseño humano seleccionó los resultados para crear una composición equilibrada.

Además de optimizar los contornos para el rendimiento térmico, el equipo tuvo que asegurarse de que el diseño del encofrado encajara dentro de la caja de impresión 3D y que pudiera retirarse fácilmente del molde.

La losa tiene sólo 50 milímetros de espesor, mientras que sus contornos más gruesos tienen 300 milímetros de profundidad y 25 milímetros de ancho.

Tiene una forma ligeramente abovedada, ya que esta forma aprovecha la alta resistencia a la compresión del hormigón, lo que permite utilizar menos material que en una losa plana.

"La bóveda tiene una forma funicular diseñada con precisión, que transfiere todas las cargas mediante pura compresión", dijo Jipa. "El diseño de la bóveda para que solo tome fuerzas de compresión juega con la resistencia del concreto, que es más débil en tensión".

"Esto significa que, debido a la geometría del funicular, el hormigón se utiliza de forma muy eficiente, sólo en compresión, y por lo tanto podemos reducir la cantidad de hormigón que utilizamos".

Para soportar el empuje horizontal generado por el arco se disponen cuatro tirantes tensores, uno en cada borde de la losa.

El techo de losa decora la oficina del equipo de EMPA Robotics, que está estacionado debajo de él en la unidad HiLo del edificio NEST. Además de ser atractivos a la vista, las crestas ayudan a dispersar el sonido para que la oficina no sea tan ruidosa.

El edificio NEST también alberga la Casa DFAB, que exhibe tecnologías de construcción digital de vanguardia, incluida una versión anterior del techo de losa de concreto.

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