Edificio prefabricado

Un edificio prefabricado , informalmente llamado prefab , es un edificio que se fabrica y construye mediante prefabricación . Consta de componentes o unidades fabricadas en fábrica que se transportan y ensamblan en el lugar de la obra para formar el edificio completo. Se combinaron diversos materiales para crear una parte del proceso de instalación. ^{[ 1 ]}

Los edificios se han construido en un lugar y se han vuelto a ensamblar en otro a lo largo de la historia. Esto fue especialmente cierto para actividades móviles o para nuevos asentamientos. El castillo de Elmina , el primer fuerte de esclavos en África Occidental , fue también el primer edificio prefabricado europeo en África Subsahariana . ^{[ 3 ] : 93} En América del Norte , en 1624 uno de los primeros edificios en Cabo Ann probablemente fue parcialmente prefabricado, y fue rápidamente desmontado y trasladado al menos una vez. John Rollo describió en 1801 el uso anterior de edificios hospitalarios portátiles en las Indias Occidentales . ^{[ 4 ]} Posiblemente la primera casa prefabricada anunciada fue la "casa Manning". Un carpintero londinense, Henry Manning, construyó una casa que se construyó en componentes, luego se envió y se ensambló por emigrantes británicos. Esto se publicó en ese momento (anuncio, South Australian Record, 1837) y algunas todavía se conservan en Australia. ^{[ 5 ]} Una de ellas es la Casa de Reuniones de los Amigos, Adelaida . ^{[ 6 ] [ 7 ]} El año pico para la importación de edificios portátiles a Australia fue 1853, cuando llegaron varios cientos. Se ha identificado que estos provenían de Liverpool , Boston y Singapur (con instrucciones chinas para el reensamblaje). ^{[ 8 ]} En Barbados, la casa Chattel era una forma de construcción prefabricada desarrollada por esclavos emancipados que tenían derechos limitados para construir en tierras que no les pertenecían. Como los edificios eran transportables, legalmente se consideraban bienes muebles . ^{[ 9 ]}

En 1855, durante la Guerra de Crimea , después de que Florence Nightingale escribiera una carta a The Times , se le encargó a Isambard Kingdom Brunel el diseño de un hospital modular prefabricado. En cinco meses diseñó el Hospital Renkioi : un hospital para 1000 pacientes, con innovaciones en saneamiento, ventilación y un inodoro con descarga. ^{[ 10 ]} El fabricante William Eassie construyó las 16 unidades necesarias en los muelles de Gloucester , que fueron enviadas directamente a los Dardanelos . Utilizado únicamente desde marzo de 1856 hasta septiembre de 1857, redujo la tasa de mortalidad del 42 % al 3,5 %.

Los primeros bloques de apartamentos prefabricados con paneles prefabricados del mundo se construyeron en Liverpool . Este proceso fue inventado por el ingeniero municipal John Alexander Brodie . En 1906, se construyeron las cocheras de tranvías en Walton, Liverpool. Si bien la idea no se popularizó en Gran Bretaña, sí se extendió por otros lugares, especialmente en Europa del Este.

Las casas prefabricadas se produjeron durante la Fiebre del Oro en Estados Unidos, cuando se fabricaron kits para que los buscadores de oro californianos pudieran construir viviendas rápidamente. En 1908, las casas estaban disponibles en forma de kits por correo en Estados Unidos. ^{[ 11 ]}

Las viviendas prefabricadas fueron populares durante la Segunda Guerra Mundial debido a la necesidad de alojamiento masivo para el personal militar. Estados Unidos utilizó barracones Quonset como edificios militares, y en el Reino Unido se utilizaron edificios prefabricados como barracones Nissen y hangares Bellman . Las viviendas prefabricadas se construyeron después de la guerra como una forma de proporcionar viviendas de calidad de manera rápida y económica, en reemplazo de las viviendas destruidas durante el Blitz . La proliferación de viviendas prefabricadas en todo el país fue resultado del Comité Burt y la Ley de Vivienda (Alojamiento Temporal) de 1944. Bajo el programa de Vivienda de Emergencia Fabricada en Fábrica del Ministerio de Obras Públicas , se elaboró ​​una especificación y varias empresas privadas de construcción y fabricación presentaron ofertas. Después de la aprobación del Ministerio de Obras Públicas, las empresas podían presentar ofertas para planes de desarrollo liderados por los Ayuntamientos, lo que dio como resultado la construcción de urbanizaciones enteras de viviendas prefabricadas para proporcionar alojamiento a las personas que quedaron sin hogar a causa de la guerra y la continua erradicación de barrios marginales . ^{[ 12 ]} Casi 160.000 se habían construido en el Reino Unido para 1948 a un costo cercano a los 216 millones de libras esterlinas. El mayor complejo de casas prefabricadas de Gran Bretaña ^{[ 13 ]} estaba en Belle Vale (sur de Liverpool), donde se construyeron más de 1100 después de la Segunda Guerra Mundial. El complejo fue demolido en la década de 1960 en medio de mucha controversia, ya que las casas prefabricadas eran muy populares entre los residentes en ese momento.

Las casas prefabricadas estaban dirigidas a familias y, por lo general, contaban con un vestíbulo, dos dormitorios (para padres e hijos), un baño (una habitación con bañera)  , lo cual era una novedad para muchos británicos en aquel entonces, un aseo independiente, una sala de estar y una cocina equipada (no amueblada en el sentido moderno). Los materiales de construcción incluían acero, aluminio, madera o fibrocemento , según el tipo de vivienda. La casa prefabricada de aluminio Tipo B2 se fabricaba en cuatro secciones preensambladas que podían transportarse en camión a cualquier parte del país. ^{[ 14 ]}

La Universal House (en la foto de la izquierda y el salón-comedor de la derecha) fue donada al Museo al Aire Libre de Chiltern tras 40 años de uso temporal. El modelo Mark 3 fue fabricado por Universal Housing Company Ltd, de Rickmansworth.

Estados Unidos utilizó viviendas prefabricadas para las tropas durante la guerra y para los soldados que regresaban a casa. Las aulas prefabricadas fueron populares en las escuelas del Reino Unido, que aumentaron su matrícula durante el baby boom de las décadas de 1950 y 1960.

Muchos edificios fueron diseñados con una vida útil de cinco a diez años, pero la han superado con creces, y varios aún se conservan. En 2002, por ejemplo, la ciudad de Bristol todavía tenía residentes viviendo en 700 de estos edificios. ^{[ 15 ]} Muchos ayuntamientos del Reino Unido han estado demoliendo los últimos ejemplos de viviendas prefabricadas de la Segunda Guerra Mundial para cumplir con el Estándar de Viviendas Dignas del gobierno británico , que entró en vigor en 2010. Sin embargo, recientemente se ha producido un resurgimiento de los métodos de construcción prefabricada para paliar la actual escasez de viviendas en el Reino Unido.

Los arquitectos están incorporando diseños modernos a las casas prefabricadas actuales. La apariencia de las viviendas prefabricadas ya no se asemeja a la de una casa móvil, sino a la de un diseño modernista complejo. ^{[ 16 ]} También se ha incrementado el uso de materiales ecológicos en la construcción de estas casas prefabricadas. Los consumidores pueden elegir fácilmente entre diferentes acabados y sistemas de paredes respetuosos con el medio ambiente. Dado que estas casas se construyen por partes, es sencillo para el propietario añadir habitaciones adicionales o incluso paneles solares en los tejados. Muchas casas prefabricadas se pueden personalizar según la ubicación y el clima específicos del cliente, lo que las hace mucho más flexibles y modernas que antes.

Existe un espíritu de la época o una tendencia en los círculos arquitectónicos que favorece la baja huella de carbono de las construcciones "prefabricadas".

Muchos países de Europa del Este sufrieron graves daños materiales durante la Segunda Guerra Mundial y sus economías se encontraban en un estado muy precario. Era necesario reconstruir las ciudades que habían quedado gravemente dañadas por la guerra. Por ejemplo, Varsovia quedó prácticamente arrasada tras la destrucción planificada por las fuerzas alemanas después del Levantamiento de Varsovia de 1944. El centro de Dresde , Alemania, quedó totalmente destruido por el bombardeo aliado de 1945. Stalingrado quedó prácticamente destruida y solo quedaron en pie unas pocas estructuras.

Los edificios prefabricados sirvieron como una forma económica y rápida de aliviar la enorme escasez de viviendas asociada a la destrucción durante la guerra, la urbanización a gran escala y el éxodo rural .

La prefabricación para usos comerciales tiene una larga historia; una expansión importante se produjo durante la Segunda Guerra Mundial cuando ARCON (abreviatura de Architecture Consultants) desarrolló un sistema que utilizaba componentes de acero que podían erigirse rápidamente y luego revestirse con una variedad de materiales para adaptarse a las condiciones locales, la disponibilidad y el costo. ^{[ 24 ]}

McDonald's utiliza estructuras prefabricadas para sus edificios y estableció un récord al construir un edificio y abrirlo al público en 13 horas (sobre terrenos previamente preparados). ^{[ 25 ]}

En el Reino Unido, los principales supermercados han desarrollado cada uno un sistema de unidades modulares para la construcción de tiendas, basado en los sistemas desarrollados por el minorista de bajo coste alemán Aldi y la cadena de supermercados danesa Netto . ^{[ 26 ]}

En ingeniería estructural , un edificio prefabricado ( PEB , por sus siglas en inglés) es diseñado por un proveedor o fabricante de PEB con un único diseño para ser fabricado utilizando diversos materiales y métodos que satisfagan una amplia gama de requisitos estructurales y estéticos. Esto contrasta con un edificio construido según un diseño creado específicamente para ese edificio. En algunos sectores industriales geográficos, los edificios prefabricados también se denominan edificios metálicos prefabricados (PEMB, por sus siglas en inglés) o, como se está volviendo cada vez más común debido a la menor cantidad de preingeniería involucrada en los diseños personalizados asistidos por computadora, simplemente edificios metálicos de ingeniería (EMB, por sus siglas en inglés).

Durante la década de 1960, los diseños de ingeniería estandarizados para edificios se comercializaron por primera vez como PEB (edificios prefabricados de acero). Históricamente, la estructura principal de un edificio prefabricado es un conjunto de elementos en forma de U, a menudo denominados vigas en I. En los edificios prefabricados, las vigas en I se forman generalmente soldando placas de acero para crear la sección en I. Posteriormente, las vigas en I se ensamblan en obra (por ejemplo, mediante conexiones atornilladas) para formar la estructura completa del edificio prefabricado. Algunos fabricantes dan forma cónica a los elementos estructurales (variando la profundidad del alma) según los efectos de carga locales. Se utilizan placas de mayor dimensión en áreas con mayores efectos de carga.

Otras formas de entramado primario pueden incluir cerchas, perfiles laminados en lugar de vigas soldadas de tres placas, vigas alveoladas, etc. La elección de la forma económica puede variar según factores como las capacidades locales (por ejemplo, fabricación, transporte, construcción) y las variaciones en los costos de los materiales frente a la mano de obra.

Por lo general, los pórticos primarios son de tipo 2D (es decir, se pueden analizar mediante técnicas bidimensionales). Los avances en la tecnología de diseño asistido por ordenador, los materiales y las capacidades de fabricación han impulsado el desarrollo de formas alternativas de construcción prefabricada, como los edificios de estructura tensada , y análisis más sofisticados (por ejemplo, tridimensionales), tal como lo exigen algunos códigos de construcción.

Los perfiles conformados en frío con forma de Z y de C pueden utilizarse como elementos estructurales secundarios para fijar y soportar el revestimiento exterior.

Para el revestimiento exterior del edificio se pueden utilizar chapas de acero perfiladas laminadas, madera, tejidos tensados, hormigón prefabricado, bloques de mampostería, muros cortina de vidrio u otros materiales.

Para diseñar con precisión un edificio prefabricado, los ingenieros consideran la luz libre entre los puntos de apoyo, la separación entre vanos, la pendiente del techo, las cargas vivas, las cargas muertas, las cargas colaterales, la fuerza de elevación del viento, los criterios de deflexión, el sistema interno de grúas y el tamaño y peso máximos prácticos de los elementos prefabricados. Tradicionalmente, los fabricantes de edificios prefabricados han desarrollado tablas precalculadas para diferentes elementos estructurales, lo que permite a los diseñadores seleccionar el tamaño de vigas en I más eficiente para sus proyectos. Sin embargo, con la evolución del diseño personalizado asistido por computadora, estos procedimientos de selección mediante tablas son cada vez menos comunes.

Si bien los edificios prefabricados pueden adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones estructurales, el mayor ahorro se logra al utilizar detalles estándar. Un edificio prefabricado con un diseño eficiente puede ser hasta un 30 % más ligero que los edificios de acero convencionales. Un menor peso implica menos acero y un posible ahorro en el costo de la estructura.

El arquitecto del proyecto, a veces llamado arquitecto responsable, suele encargarse de aspectos como la estética, las dimensiones, el confort de los ocupantes y la seguridad contra incendios. Cuando se selecciona un edificio prefabricado para un proyecto, el arquitecto acepta las condiciones inherentes a la oferta de productos del fabricante en cuanto a materiales, colores, forma estructural, modularidad dimensional, etc. A pesar de la existencia de los detalles de montaje estándar del fabricante, el arquitecto sigue siendo responsable de garantizar que el producto y el montaje del fabricante cumplan con los requisitos del código de construcción (por ejemplo, continuidad de las barreras de aire/vapor, aislamiento, fachada ventilada; tamaño y ubicación de las salidas; conjuntos resistentes al fuego) y con las expectativas de los ocupantes/propietarios.

En muchas jurisdicciones se reconoce la distinción entre el ingeniero del proyecto, a veces llamado ingeniero responsable, y el ingeniero empleado por el fabricante o subcontratado, a veces llamado ingeniero especializado. Las principales diferencias entre estas dos entidades en un proyecto radican en los límites de la obligación comercial, la responsabilidad profesional y la responsabilidad civil.

El ingeniero estructural responsable del proyecto se encarga de especificar los parámetros de diseño (por ejemplo, materiales, cargas, normas de diseño, límites de servicio) y de garantizar que los diseños de elementos y ensamblajes realizados por otros sean coherentes en el contexto global del edificio terminado.

El ingeniero especialista es responsable de diseñar únicamente aquellos elementos que el fabricante está obligado comercialmente a suministrar (por ejemplo, mediante contrato) y de comunicar los procedimientos de montaje, las hipótesis de diseño y las respuestas, en la medida en que el diseño dependa del trabajo de otros o lo afecte, al ingeniero responsable del proyecto. Estos procedimientos suelen describirse en los planos de montaje y los manuales de ensamblaje del fabricante. El fabricante produce un producto de ingeniería, pero normalmente no presta servicios de ingeniería para el proyecto.

En el contexto descrito, el arquitecto y el ingeniero responsables del proyecto son los diseñadores del edificio y tienen la máxima responsabilidad sobre la ejecución de la obra. El comprador debe tener en cuenta las diferencias profesionales entre los distintos profesionales al elaborar el plan del proyecto.

Estas estructuras prefabricadas se utilizan ampliamente tanto en el sector residencial como en el industrial por sus características inigualables.

Los recientes avances en sistemas de construcción prefabricados han propiciado la integración de diversos subsistemas estructurales y accesorios, mejorando tanto la funcionalidad como el atractivo estético. Estas estructuras ahora suelen incluir entreplantas para optimizar el espacio interior, vigas para vías de grúa en aplicaciones industriales y plataformas o pasarelas especializadas para una mayor eficiencia operativa. Componentes estéticos como fachadas, parapetos y marquesinas personalizadas contribuyen a la flexibilidad del diseño moderno, adaptándose a las diversas necesidades arquitectónicas. Además, los edificios prefabricados se han consolidado por su mayor rentabilidad y rapidez de construcción en comparación con los métodos tradicionales, lo que los convierte en la opción preferida para proyectos comerciales e industriales en todo el mundo.

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