universidad politÉcnica de madrid escuela tÉcnica superior de...
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UNIVERSIDADPOLITCNICADEMADRID
ESCUELATCNICASUPERIORDEARQUITECTURA
PROCESOMETODOLGICOPARAOPTIMIZAR
LATOMADEDECISIONES
ENELPROYECTODEENVOLVENTESARQUITECTNICASMULTICAPA
METHODOLOGICALPROCESSFORTHEOPTIMIZATION
OFTHEDECISIONMAKING
INMULTILAYERBUILDINGENVELOPEPROJECTS
Tesisdoctoral
MARACAROLINAHERNNDEZMARTNEZ,Arquitecta
2015
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DEPARTAMENTODECONSTRUCCINYTECNOLOGAARQUITECTNICAS
ESCUELATCNICASUPERIORDEARQUITECTURA
PROCESOMETODOLGICOPARAOPTIMIZARLATOMADEDECISIONESEN
ELPROYECTODEENVOLVENTESARQUITECTNICASMULTICAPA
METHODOLOGICALPROCESSFORTHEOPTIMIZATIONOFTHEDECISIONMAKINGINMULTILAYERBUILDINGENVELOPEPROJECTS
TESISDOCTORAL
Autora
MARACAROLINAHERNNDEZMARTNEZ,Arquitecta
Director
ALFONSOGARCASANTOS,DoctorArquitecto
2015
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Tribunal nombrado por el Sr. Rector Magfco. de la Universidad Politcnica de Madrid, el da...............de.............................de 20....
Presidente:
Vocal:
Vocal:
Vocal:
Secretario:
Suplente:
Suplente: Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el da..........de........................de 20 en la E.T.S.I. /Facultad.................................................... Calificacin ....................................................... EL PRESIDENTE LOS VOCALES
1. 2. 3. 4.
5. EL SECRETARIO
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V
Amimadre,quienmehaenseado
averelmundoconunainmensacuriosidad.
Tomymother,whohastaughtme
toseetheworldwithimmensecuriosity.
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VII
AGRADECIMIENTOS
Graciasamifamiliaporsoportarmeyporayudarmecuandoheintentadohacermscosasdelas
quesepodanabarcarcadada.
Graciasamisamigosquemehanacompaadoyescuchado,durantetodoelprocesoquesupone
laelaboracindeunatesisdoctoral,enespecialaJavierGonzlezporestarsiemprependientey
colaborarenlarevisindemiladoingls.
GraciasamiscompaerosdelacarrerayamigosElenaBaos,MaraEstvez,JorgeGallego,Nuria
MartnezyBeatrizPuebla.Sinvosotrosnoseralamismaarquitecta.
Graciasamiscompaerosdeldoctorado,enelGabinetede Investigacinde laEscuelaTcnica
SuperiordeArquitecturadeMadrid:BenedettaBertani,RocoCarabao, IsabelCern,Cristina
Gallego,AlbertoGmez,JordanaHerrera,MarlixPrez,OlatzPomboyCarmenSnchezGuevara
portantasytantashorasdetrabajoanimadascondebatessinfinymuchohumor.Lasgraciasms
especiales para CarmenMontejo y Alba Vicente por su colaboracin en distintas fases de la
investigacin. Gracias tambin especiales para Daro Flores y Cristina Polo por permitirme
ilusionarmeconcompletareldoctorado.Gracias inmensasaMnicaFernndezporsuenerga,
apoyoynimosinmedida.
GraciasaCsarBedoyayaJavierNeilaporpermitirmeaprendermssobreloqueerainvestigary
porcofinanciar,juntoconlaUniversidadPolitcnicadeMadrid,mibecaycontratopredoctorales
dentro de sus proyectos en el Grupo de Investigacin ABIOUPM. Gracias a la Universidad
PolitcnicadeMadridporfinanciarmisestanciasdeinvestigacinenelextranjero.
Gracias alCWCT,Centre forWindows andCladding Technology,por abrirme laspuertasde la
UniversidaddeBathenelReinoUnidoyaquieneslovivieronallconmigo.
Gracias a John Straube por abrirme laspuertasde laUniversidad deWaterloo enCanad y a
quieneshicierongrandemisestancias con su compaa:XudongHu,MonicaPrezioso,Yingnan
Wang,MauricioRestrepoyLeilaRezai.
Gracias a Ignacio Fernndez Solla de Ove Arup & Partners S.A., por compartir conmigo su
experienciay,sobretodo,suentusiasmoporelmundodelasfachadas.
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VIII
Graciasalpersonaldemisbibliotecas,ladelaEscuelaTcnicaSuperiordeArquitecturadeMadrid
y ladelColegioOficialdeArquitectosdeMadrid,yalpersonaladministrativodelDepartamento
deConstruccinyTecnologaArquitectnicas,enespecialaEvaDelgadoyConcepcinCalvo,por
poneramialcancecuandohenecesitadoendistintosmomentos.
Gracias,porencimadetodo,amidirectordetesis,AlfonsoGarcaSantos,porsudisponibilidad,
sutiempo,sugenerosadedicacin,suamistadysu laborexcelentedementoradesdequenos
conocimos.
Graciasatodoelque,a lo largodeestosaos,hayautilizado,aunquesloseaunminutodesu
tiempo, en que yo aprendiera algo, por insignificante que pareciera. Si he vistoms lejos es
porquehecaminadosubidasobreloshombrosdelosgigantes:todosvosotros.
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IX
ACKNOWLEDGEMENTS
Thankyoutomyfamilyforsupportingandhelpingmeeveryday,when Ihavetriedtodomore
thingsthatIcouldcover.
Thankyou tomy friendswhohavewalkedwithmeandhave listenedtomeduringall thePhD
Thesis preparation process, specially to Javier Gonzlez for being always attentive and
collaboratinginreviewingmyEnglishside.
ThankyoutomymatesduringmyundergraduatestudiesandfriendsElenaBaos,MaraEstvez,
JorgeGallego,NuriaMartnezandBeatrizPuebla.Iwouldnotbetheverysamearchitectwithout
youall.
Thank you to my mates during my PhD studies, at the Research Office of the School of
Architecture of Madrid: Benedetta Bertani, Roco Carabao, Isabel Cern, Cristina Gallego,
AlbertoGmez, JordanaHerrera,MarlixPrez,OlatzPomboyCarmenSnchezGuevara for so
manyhoursofwork,alwaysanimatedwithneverendingdebatesandalotofhumour.Themost
specialthankstoCarmenMontejoandAlbaVicentefortheircollaborationindifferentphasesof
the research. Special thanks also to Daro Flores and Cristina Polo for inspiringme hope in
completing my PhD. Thanks so much to Mnica Fernndez for her energy, support and
encouragementwithoutmeasure.
Thank you toCsarBedoya and JavierNeila for allowingme to learnmore aboutwhat to do
research isandforfunding,togetherwiththeUniversidadPolitcnicadeMadrid,miEarlyStage
Researcher scholarship and contract at their research projects in ABIOUPM Research Group.
ThankyoutotheUniversidadPolitcnicadeMadridforfundingmyresearchstaysabroad.
ThankyoutotheCWCT,CentreforWindowsandCladdingTechnology,and itsstaffforopening
thedoorsoftheUniversityofBathinU.K.tomeandthankyoutothosewholivedthattimewith
me.
ThankyoutoJohnStraubewhoopenedthedoorsoftheUniversityofWaterlooinCanadatome.
Thankyoutothosewhomade ittobeabigexperiencewiththeiraccompaniment:XudongHu,
MonicaPrezioso,YingnanWang,MauricioRestrepoandLeilaRezai.
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X
ThankyoutoIgnacioFernndezSollafromOveArup&PartnersS.A.,forsharinghisprofessional
experienceand,aboveall,forhisenthusiasmontheworldofthefaades.
Thankyou tomy librariesstaffat theEscuelaTcnicaSuperiordeArquitecturadeMadridand
ColegioOficialdeArquitectosdeMadrid,andtotheDepartmentofConstructionandTechnology
inArchitectureadministrativeofficers,speciallytoEvaDelgadoandConcepcinCalvo,formaking
availableeverythingIhaveneededatdifferenttimes.
Thankyou,aboveall,tomyThesisSupervisorAlfonsoGarcaSantos,forhisavailability,histime,
hisgenerousdedication,hisfriendshipandhisexcellentmentorshipjobsincewemet.
Thankyoutoeveryonewho,duringallthisyears,hasusedonlyoneminuteofhistimetryingme
tolearnsomething,howeverinsignificantitseemed.IfIhaveseenfurtheritisbystandingonthe
shouldersofgiants:youall.
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XI
RESUMEN
Lapresentetesisdoctoralseenmarcadentrodelconceptodelasistematizacindelconocimiento
enarquitectura,msconcretamenteenelcampodelasconstruccionesarquitectnicasylatoma
de decisiones en la fase de proyecto de envolventes arquitectnicasmulticapa. Por tanto, el
objetivo principal es el establecimiento de las bases para una toma de decisiones informadas
duranteelproyectodeunaenvolventemulticapaconelfindecolaborarensuoptimizacin.
Del mismo modo que la historia de la arquitectura est relacionada con la historia de la
innovacinenconstruccin, laconstruccinestsujetaacambioscomorespuestaa losfracasos
anteriores.Enbaseaesto, se identifica la tomadedecisionesen la fasedeproyecto comoel
estadio inicialparaestablecerunpuntoestratgicodereflexinydecontrolsobre losprocesos
constructivos.
Lapresente investigacin,conceptualmente,define losparmetros intervinientesenelproyecto
deenvolventesarquitectnicasmulticapaapartirdeunaclasificacinysistematizacindetodos
los componentes (elementos, unidades y sistemas constructivos) utilizados en las fachadas
multicapa.Dichasistematizacinsematerializaenunahojamatrizdedatosenlaque,dentrode
unaorganizacinamododerbol,sepuedeaccedera laconsultadecadacomponenteydesu
caracterizacin.Dichamatrizpermitelaincorporacinfuturadecualquiercomponenteosistema
nuevoqueaparezcaenelmercado,relacionndoloconaquellosconlosquecompartaubicacin,
tipodematerial,etc.
Conbaseenesamatrizdedatos,sedisealasistematizacindelatomadedecisionesenlafase
de proyecto de una envolvente arquitectnica, en concreto, en el caso de una fachada.
Operativamente, el resultado se presenta como una herramienta que permite al arquitecto o
proyectistareflexionaryseleccionarelsistemaconstructivomsadecuado,alenfrentarseconlas
distintas decisiones o elecciones posibles. La herramienta se basa en las elecciones iniciales
tomadas por el proyectista y se estructura, a continuacin y sucesivamente, en distintas
aproximaciones,criterios,subcriteriosyposibilidadesquerespondenalosdistintosavancesenla
definicindelsistemaconstructivo.Seproponenunaseriedefichasoperativasdecomprobacin
que informansobreelestadiodedecisinydedefinicindeproyectoalcanzadosencadacaso.
Asimismo, el sistema permite la conexin con otros sistemas de revisin de proyectos para
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XII
fomentar la reflexin sobre la normalizacin de los riesgos asociados tanto al proprio sistema
comoasuprocesoconstructivoycomportamientofuturos.
Laherramientaproporcionaun sistemade ayudapara serutilizadoenelprocesode tomade
decisiones en la fase de diseo de una fachada multicapa, minimizando la arbitrariedad y
ofreciendo una cualificacin previa a la cuantificacin que supondr la elaboracin del detalle
constructivo y de su medicin en las sucesivas fases del proyecto. Al mismo tiempo, la
sistematizacindedichatomadedecisionesenlafasedelproyectopuedeconstituirsecomoun
sistema de comprobacin en las diferentes fases del proceso de decisin proyectual y de
definicindelaenvolventedeunedificio.
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XIII
ABSTRACT
The central issue of this doctoral Thesis is founded on the framework of the concept of the
systematization of knowledge in architecture, in particular, in respect of the field of building
constructionandthedecisionmakinginthedesignstageofmultilayerbuildingenvelopeprojects.
Therefore,themainobjectiveistoestablishthebasesforknowledgeabledecisionmakingduring
amultilayerbuildingenvelopedesignprocess,inordertocollaboratewithitsoptimization.
Just as the history of architecture is connected to the history of innovation in construction,
construction itself is subject to changes as a response to previous failures.On this basis, the
decisionsmadeduringtheprojectdesignphaseare identifiedasthe initialstatetoestablishan
strategicpointforreflectionandcontrol,referredtotheconstructiveprocesses.
Conceptually, this research defines the parameters involving themultilayer building envelope
projects,on thebasisofa classificationand systematization forall the components (elements,
constructive units and constructive systems) used in multilayer faades. The mentioned
systematization is materialized into a data matrix sheet in which, following a treelike
organization,theaccesstoeverysinglecomponentanditscharacterizationispossible.Theabove
datamatrixallowsthefutureinclusionofanynewcomponentorsystemthatmayappearinthe
constructionmarket.Thatnewcomponentorsystemcanbeputintoarelationshipwithanother,
whichitshareslocation,typeofmaterial,with.
Based on the datamatrix, the systematization of the decisionmaking process for a building
envelope design stage is designed,more particularly in the case of a faade. Putting this into
practice, it isrepresentedasatoolwhichallowsthearchitectorthedesigner,toreflectand to
select the appropriate building system when facing the different elections or the different
options.Thetoolisbasedontheinitialelectionstakenbythedesigner.Thenandsuccessively,itis
shaped on the form of different operative steps, criteria, subcriteria and possibilities which
respondtoadifferentprogress inthedefinitionofthebuildingconstructionsystem.Inorderto
inform about the stage of the decision and the definition reached by the project in every
particular case, a range of operative sheets are proposed.Additionally, the system allows the
connectionwithotherreviewingmethodsforbuildingprojects.Theaimofthislastpossibilityisto
encourage the reflectiononstandardizationof theassociated risks to thebuildingsystem itself
anditsfutureperformance.
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XIV
Thetoolprovidesahelpingsystemtobeusedduringthedecisionmakingprocessforamultilayer
faade design. It minimizes the arbitrariness and offers a qualification previous to the
quantificationthatwillbedonewiththedevelopmentoftheconstructiondetailsandtheirbillof
quantities, that in subsequent project stages will be executed. At the same time, the
systematizationof thementioneddecisionmakingduring thedesignphase, canbe foundasa
checkingsysteminthedifferentstagesofthedecisionmakingdesignprocessandinthedifferent
stagesofthebuildingenvelopedefinition.
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XV
NDICEGENERALDECONTENIDOS/CONTENTS
1. INTRODUCCIN/INTRODUCTION....................................................................................................1
1.1ENUNCIADOYFUNDAMENTACIN/RESEARCHJUSTIFICATIONANDASSUMPTIONS............................3
1.2LMITESDELAINVESTIGACIN/RESEARCHLIMITATIONS....................................................................11
2. HIPTESISYOBJETIVOS/HYPOTHESISANDOBJECTIVES................................................................19
2.1HIPTESIS/HYPOTHESIS.......................................................................................................................21
2.2OBJETIVOSGENERALES/GENERALOBJECTIVES....................................................................................22
2.3OBJETIVOSESPECFICOS........................................................................................................................23
REFERENTES A CONCEPTOS CINTFICOTECNOLGICOS / CONCERNING SCIENTIFIC2.3.1
TECHNOLOGICALCONCEPTS..................................................................................................................24
REFERENTESALASENVOLVENTESMULTICAPA/CONCERNINGMULTILAYERENVELOPES..........242.3.2
REFERENTES A LOS COMPONENTES DE LAS ENVOLVENTES MULTICAPA / CONCERNING2.3.3
MULTILAYERENVELOPESCOMPONENTS...............................................................................................25
REFERENTESA LOSCRITERIOSDEELECCINENELPROYECTOCONSTRUCTIVO /CONCERNING2.3.4
THEELECTIONCRITERIAINTHECONSTRUCTIVEPROJECT.....................................................................26
3. ESTADODELARTE..........................................................................................................................27
3.1 HISTORIA: LA CONEXIN ENTRE LOS ESTILOS ARQUITECTNICOS Y LA INNOVACIN EN
CONSTRUCCIN..........................................................................................................................................29
3.2CONTROLYASEGURAMIENTODELATOMADEDECISIONES.................................................................34
CALIDAD:COSTE,CONTROLYASEGURAMIENTO..........................................................................353.2.1
CALIDADENLASENVOLVENTESARQUITECTNICAS....................................................................373.2.2
HERRAMIENTASDEPLANIFICACINDELATOMADEDECISIONES...............................................403.2.3
3.2.3.1PLANIFICACINGENERAL.......................................................................................................42
3.2.3.1.1Diagramadeafinidad......................................................................................................43
3.2.3.1.2Diagramaderelaciones...................................................................................................43
3.2.3.2PLANIFICACININTERMEDIA.................................................................................................44
3.2.3.2.1Diagramaderbol...........................................................................................................44
3.2.3.2.2Matricesdepriorizacin.................................................................................................44
3.2.3.2.3Diagramamatricial..........................................................................................................45
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XVI
3.2.3.3PLANIFICACINDETALLADA...................................................................................................46
3.2.3.3.1Diagramadeprocesodedecisin....................................................................................46
3.2.3.3.2Diagramadeflechas........................................................................................................46
DECISIONESMULTICRITERIO..........................................................................................................473.2.4
3.3CONCLUSIONESPARCIALESDELESTADODELARTE/PARTIALCONCLUSIONSOFTHESTATEOFTHEART
.....................................................................................................................................................................49
4. METODOLOGA..............................................................................................................................51
4.1DETERMINACINDELAMETODOLOGA................................................................................................53
4.2PLANDETRABAJO..................................................................................................................................55
FASE1:OBTENCINDELCAMPODEACTUACINDELATESIS......................................................564.2.1
FASE2:ACOTACINDELSISTEMASECUENCIAL............................................................................564.2.2
FASE3:ACOTACINDELSISTEMAMETODOLGICO.....................................................................564.2.3
FASE4:DISEOYCOMPROBACINDELAHERRAMIENTA............................................................574.2.4
FASE5:DESARROLLOYFINALIZACINDEDOCUMENTOS.............................................................574.2.5
PLANDEETAPAS.............................................................................................................................584.2.6
5. CONCEPTOSCIENTFICOTECNOLGICOS........................................................................................61
5.1NECESIDADDEPRECISIN......................................................................................................................63
BECAUSELANGUAJEMATTERS...................................................................................................635.1.1
TERMINOLOGA.DEFINICIONESDECONCEPTOSCLAVE................................................................655.1.2
5.2LAENVOLVENTE:RAZNDESUEXISTENCIA..........................................................................................72
5.3FUNCIONESDELASENVOLVENTES........................................................................................................73
6. FACHADASMULTICAPA..................................................................................................................79
6.1HISTORIADELAINNOVACINENFACHADASMULTICAPA....................................................................81
6.2CAMBIOS,RECURSOSYCONDICIONANTES............................................................................................82
6.3ELFUTURODELOSSISTEMASINNOVADORESENENVOLVENTESARQUITECTNICAS..........................83
FACHADASACTIVAS........................................................................................................................846.3.1
FACHADASADAPTATIVASOCINTICAS.........................................................................................856.3.2
FACHADASINTELIGENTES..............................................................................................................856.3.3
FACHADASDEALTORENDIMIENTO...............................................................................................866.3.4
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XVII
FACHADASMEDIALESOMEDITICAS...........................................................................................876.3.5
6.3.5.1FUNDAMENTOSDELDISEODEUNAENVOLVENTE.............................................................90
6.4CONCLUSIONESPARCIALESDELANLISISDELASFACHADASMULTICAPA/PARTIALCONCLUSIONSON
THEANALYSISOFTHEMULTILAYERFAADES.............................................................................................92
7. SISTEMATIZACINYCARACTERIZACINDECOMPONENTESDESISTEMASMULTICAPA..................95
7.1 CARACTERIZACIN DE LOS COMPONENTES DE SISTEMAS MULTICAPA MODULARES E
INDUSTRIALIZABLES....................................................................................................................................97
CARACTERIZACIN EN FUNCIN DE LA POSICIN CON RESPECTO DEL CONJUNTO DE LA7.1.1
FACHADA..............................................................................................................................................102
CARACTERIZACINMEDIANTELADESCRIPCINDELOSELEMENTOS........................................1067.1.2
CARACTERIZACINMEDIANTEELTIPODEMATERIAL................................................................1117.1.3
CARACTERIZACIN EN FUNCIN DEL SISTEMA DE COLOCACIN Y DE CONTRUCCIN DE LA7.1.4
FACHADA..............................................................................................................................................120
7.2INTERRELACINENTRELOSCOMPONENTESQUECONFORMANUNAFACHADALIGERA...................122
7.3COORDINACINENTRELASDIFERENTESCAPASQUEINTEGRANUNCERRAMIENTO.........................123
7.4 CONCLUSIONES PARCIALES DE LA SISTEMATIZACIN DE COMPONENTES Y SISTEMAS / PARTIAL
CONCLUSIONSOFTHECOMPONENTSANDSYSTEMSSYSTEMATIZATION................................................125
8. DESARROLLODELOSCRITERIOSPARALATOMADEDECISIONESENLAFASEDEPROYECTODEUNA
ENVOLVENTE.......................................................................................................................................127
8.1 DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA CLASIFICATORIO: PROCEDIMIENTO DE TOMA DE
DECISIONES...............................................................................................................................................129
NIVELESDEDECISIN..................................................................................................................1308.1.1
8.1.1.1NIVELDEDECISIN1:POSICIN..........................................................................................132
8.1.1.2NIVELDEDECISIN2:DESCRIPCIN....................................................................................134
8.1.1.3NIVELDEDECISIN3:MATERIAL.........................................................................................135
8.1.1.4NIVELDEDECISIN4:SISTEMADECOLOCACIN................................................................137
8.2FUNCIONAMIENTOGLOBALDELSISTEMADETOMADEDECISIONES.................................................138
8.3DESCRIPCINDELAHERRAMIENTA....................................................................................................140
CONDICIONESDEPROYECTOEINSTRUCCIONESGENERALES.....................................................1418.3.1
8.3.1.1OBSERVACIONESATENERENCUENTA................................................................................142
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XVIII
8.3.1.2GLOSARIODEABREVIATURAS...............................................................................................142
8.3.1.3INSTRUCCIONESGENERALESPARALACOMPROBACIN.....................................................142
8.3.1.4FICHATIPODEVERIFICACIN...............................................................................................143
FICHASDEVERIFICACINDELAHERRAMIENTA..........................................................................1458.3.2
8.3.2.1FICHADEVERIFICACINDELNIVEL1...................................................................................146
8.3.2.2FICHADEVERIFICACINDELNIVEL2...................................................................................148
8.3.2.3FICHADEVERIFICACINDELNIVEL3...................................................................................150
8.3.2.2FICHADEVERIFICACINDELNIVEL4...................................................................................158
MAPADElFUNCIONAMIENTODELSISTEMA................................................................................1608.3.3
8.4COMPROBACINDERIESGOSTCNICOS.............................................................................................161
DISEODECONCEPTOSACOMPROBAR:DETERMINACINDEPUNTOSCRTICOS....................1618.4.1
RELACINDELOSCONCEPTOSAREVISAR...................................................................................1638.4.2
IMPlEMENTACINENLAHERRAMIENTADETOMADEDECISIONES...........................................1648.4.3
8.5CONCLUSIONESPARCIALESDELOSCRITERIOSPARALATOMADEDECISIONES/PARTIALCONCLUSIONS
OFTHEDECISIONMAKINGCRITERIA.........................................................................................................165
9.CONCLUSIONESYFUTURASLNEASDEINVESTIGACION/CONTRIBUTIONSANDFUTURERESEARCH..167
9.1CONCLUSIONESDELAINVESTIGACIN/CONTRIBUTIONS.................................................................169
9.2FUTURAS LNEAS DE INVESTIGACIN / FUTURE RESEARCH
...................................................................................................................................................................171
9.2.1 SOBREELFUTURODELAHERRAMIENTA/THEFUTUREOFTHETOOL...................................171
9.2.2 SOBRE EL FUTURO DE LAS ENVOLVENTES ARQUITECTNICAS / THE FUTURE OF BUILDING
ENVELOPES............................................................................................................................................172
9.2.3 SOBRECERRAMIENTOSDEALTORENDIMIENTO/HIGHPERFORMANCEENCLOSURES.........173
10 REFERENCIASYBIBLIOGRAFA/REFERENCESANDBIBLIOGRAPHY................................................175
10.1 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS POR ORDEN ALFABTICO DE AUTOR / LITERATURE REFERENCES
ORDEREDALPHABETICALLYBYAUTHORNAME.........................................................................................177
10.2FRECUENCIA DE LOS TRMINOS / FREQUENCY OF THE TERMS
...................................................................................................................................................................183
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XIX
ANEXOI/ANNEXI 185
MATRIZDEDATOSDECARACTERIZACINDESISTEMASYCOMPONENTESDEENVOLVENTES
ARQUITECTNICASMULTICAPA/SYSTEMSANDCOMPONENTSFORMULTIPLAYERBUILDING
ENVELOPESCARACTERIZATIONMATRIX
ANEXOII/ANNEXII 187
FICHASDECOMPROBACINADAPTADASDELMTODOGENERALDEREVISINDEPROYECTOS/
CHECKINGSHEETSADAPTEDFROMTHEGENERALMETHODOFREVISONOFPROJECTS
1. COMPOSICINYDISEODELCERRAMIENTO
2. CONDICIONESPARAELMANTENIMIENTOYLIMPIEZADELASFACHADAS.
3. CONDICIONESDESOLIDEZDELCERRAMIENTODEFBRICADELADRILLO
4. CONDICIONESDESOLIDEZDECERRAMIENTOSMONOLAMINARESAISLANTES
5. CONDICIONESDESOLIDEZDECERRAMIENTOSDEH.A.YPREFABRICADOS
6. CONDICIONESDESOLIDEZDECERRAMIENTOSDEBLOQUESYPIEDRAS
7. CONDICIONESGENERALESDEESTANQUIDADDEFACHADAS
8. CONDICIONESGENERALESDEESTANQUIDADDEHUECOS,PUERTASYVENTANAS
9. CONDICIONESPARAEVITARHUMEDADESDECAPILARIDAD
10. RESOLUCINDEPUENTESTRMICOSENCERRAMIENTOSEXTERIORES
11. CONDICIONESGENERALESDELASCARPINTERASEXTERIORES
12. CONDICIONESGENERALESDELASPERSIANAS
13. CONDICIONESDEESTANQUIDADDELASVENTANAS
14. CONDICIONESDEDURABILIDADDELASVENTANASYSUSCOMPONENTES
15. CONDICIONESDELASCARPINTERASDEMADERA
16. CONDICIONESTCNICASDELAVIDRIERA
17. CONDICIONESDELOSREVESTIMIENTOSEXTERIORES
18. CONDICIONESDELOSCHAPADOSEXTERIORES
19. CONDICIONESTCNICASDELASFACHADASLIGERAS
20. CONDICIONESDEDISEODELOSMUROSCORTINA
21. CONDICIONESTCNICASDELOSMUROSCORTINA
22. CONDICIONESDESEGURIDADDELASFACHADAS
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XX
NDICEDEFIGURAS/LISTOFFIGURES
NOTA:Todaslasfigurasdelascualesnoseespecificalafuenteeneltexto,sondeelaboracinpropia.
Figura1ShearingLayersofChange.................................................................................................12
Figura2Acotacindelasvariablesintervinientesenlainvestigacin............................................13
Figura3Representacindelasetapasdelprocesocclicodediseo..............................................14
Figure4:Definitionoftheparticipantvariablesintheresearchandresearchlimitations.............15
Figure5:DesignCyclicProcessStagesDiagrams.............................................................................16
Figura 6 Esquema propuesto para la relacin entre objetivos especficos y actividades
desarrolladasenlatesis./Proposeddiagramfortherelationshipbetweenspecificobjectivesand
activitiesdevelopedintheThesis....................................................................................................23
Figura7.Causadelosdaos............................................................................................................37
Figura8.Sistemaconstructivoafectadoeneledificio.....................................................................38
Figura9.Combinacindemanifestacindedaosconelsistemaconstructivo............................39
Figura10Daosmsfrecuentesqueafectanalasenvolventes.....................................................40
Figura11Porcentajededaosqueafectaa las fachadasdeentre los20daosms frecuentes
tramitadosporAsemas....................................................................................................................40
Figura12Esquematipodeundiagramadeafinidad.......................................................................43
Figura13Esquematipodeundiagramaderelaciones...................................................................43
Figura14.Esquematipodeundiagramaderbol..........................................................................44
Figura15.Esquematipodeunamatrizdepriorizacin...................................................................45
Figura16.Esquematipodeundiagramamatricial..........................................................................45
Figura17.Esquematipodeundiagramadeprocesodedecisin...................................................46
Figura18.Esquematipodeundiagramadeflechas.......................................................................47
Figura19Esquemadelplanteamientoorganizativotemticodelatesis.......................................55
Figura20:Organizacindelprocesometodolgicodelatesis........................................................58
Figura21Cronograma......................................................................................................................59
Figura22Aspectosesencialesdelasenvolventesarquitectnicas.................................................74
-
XXI
Figura23.PirmidedeMaslow.Teorapsicolgicadejerarquizacindelasnecesidadeshumanas.
..........................................................................................................................................................75
Figura24.Pirmidedenecesidadesdeunaenvolvente..................................................................75
Figura25. A la izquierda,ordendeconsecucinde lasnecesidadeshumanassegn lateorade
Maslow. A la derecha, orden de consecucin de las necesidades en las envolventes
arquitectnicasgeneradordeinestabilidad....................................................................................76
Figura26.Pirmidedenecesidadesdelasenvolventessegnelordenenquesepiensanenlafase
deproyecto......................................................................................................................................76
Figura 27 Esquema relacional de las diferentes tipologas de envolventes innovadoras y su
asignacinalascuatrolneasdeinnovacinafuturoidentificadas................................................88
Figura28Ejemplosdefachadasparaelesquemarelacionaldeenvolventesinnovadoras............88
Figura29EsquemadeThePerfectWall(lafachadaperfecta).....................................................90
Figura30Esquemadelafachadaperfectaaplicadoalconjuntodelcerramiento......................92
Figura31Variablesintervinientesqueformanpartedelprocesoconstructivo.............................97
Figura32Aspectogeneraldeltotalde lacaracterizacindecomponentesysistemasenformato
matrizdedatos.................................................................................................................................99
Figura33Esquemadebasepara lacaracterizacindecomponentesapartirdelconceptodela
fachadaperfecta...........................................................................................................................101
Figura34Esquemadebasemodificado.Sistemadereferenciautilizadoparalacaracterizacinde
componentesysistemasycomoiconoguaenlasrepresentacionesgrficasacontinuacin....101
Figura 35 Funciones deseables posibles a asignar a cada elemento caracterizado,
independientementedesuubicacindentrodelamatrizdedatos.............................................123
Figura 36 Estructura de relacin entre niveles iniciales de decisin y las tres categoras de
subnivelesdeaproximacin:criterios,subcriteriosyposibilidades..............................................130
Figura37Estructurageneraldelsistemadetomadedecisiones.Diagramadeflujo...................131
Figura38Esquemadeuso.Vistageneralcuantitativadelosnivelesdedecisinydelossubniveles
deaproximacin.............................................................................................................................132
Figura39DesarrollodelesquemadecontenidosdelNiveldeDecisin1....................................133
Figura40DesarrollodelesquemadecontenidosdelNiveldeDecisin2....................................135
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XXII
Figura41DesarrollodelesquemadecontenidosdelNiveldeDecisin3....................................136
Figura42DesarrollodelesquemadecontenidosdelNiveldeDecisin4....................................138
Figura 43 Esquema de relacin entre niveles de decisin y coincidencias de subniveles de
aproximacin(criterios,subcriteriosyposibilidades)entrelosdistintosniveles.........................139
Figura44Esquemaexplicativodelcontenidodelasfichasdeverificacinconhojadeinstrucciones
enelladoizquierdoycuestionariosdeseguimientodelaverificacinenelladoderecho..........144
Figura45Mapadelprocesodelaherramienta.............................................................................160
Figura46Mapadelprocesodelaherramientaconlaintroduccindelasfichasderevisintcnica
ydelCrculodeDeming..................................................................................................................165
NDICEDETABLAS/LISTOFTABLES
Tabla1.Causadelosdaos..............................................................................................................37
Tabla2.Porcentajedecasosparalosdistintossistemasconstructivosafectados.........................38
Tabla3.Las20manifestacionesdedaosmsfrecuentesyelporcentajede losmismosobreel
nmerodeeventostramitados........................................................................................................38
Tabla4Manifestacinvisibledelosdaosypocentajequesuponedelosdaosmsfrecuentes39
Tabla5:Definicindeconceptosclave/Keyconceptsdefinition....................................................66
Tabla6.Funcionesdelasenvolventesdesdeelpuntodevistadelasdecisionesdeproyecto:The4
DrivingForces...................................................................................................................................78
Tabla7Correspondenciaentreubicacindeelementosysufuncindeseable...........................124
Tabla8Datosdeidentificacindeledificioydelaenvolventeaanalizar.....................................141
Tabla9.FichasderevisindeloscerramientosdelMtodoGeneraldeRevisindeProyectos..164
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MaraCarolinaHernndezMartnez TesisDoctoral
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CAPTULO
1. INTRODUCCIN/INTRODUCTION
En el presente captulo sepresenta una introduccin al temaobjetode la tesis. Se expone el
panorama actual que justifica la elaboracin de lamisma, fundamentando losmotivos de su
eleccin as como la adecuacin de su desarrollo al contexto actual de la investigacin en el
campodelasenvolventesarquitectnicas.Asimismo,sedescribenloslmitesdelainvestigacin.
In this chapter, an introduction to the research topic is presented. The current scenariowhich
justifiesthework isexposed,establishingthereasonsfor itselectionandtheaccommodationof
theworkdeveloped to the current researchcontext in the fieldofbuildingenvelopes.Research
limitationsarealsooutlined.
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Captulo1.Introduccin
MaraCarolinaHernndezMartnez TesisDoctoral
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1.1 ENUNCIADO Y FUNDAMENTACIN / RESEARCH JUSTIFICATION AND
ASSUMPTIONS
La presente investigacin se refiere al campo de las envolventes arquitectnicas en su
localizacinconcretaenfachada,centrndoseenlasenvolventesexterioresmulticapa.Elcentro
de atencin ser el proceso de toma de decisiones que se lleva a cabo durante el proceso
proyectualconstructivodeunafachada.
Lassuperficiescomocapalmiteinteractuandoconelexteriorsonuntemarelevantequeabarca
desdelananocienciayelestudiodelaslminasdelgadasenlosdispositivoselectrnicos,pasando
por lasaplicacionesde losrecubrimientosduros,hasta losrevestimientosde lasedificacionesy
losvehculos.Lasituacinadversaya lavezprivilegiadadeencontrarseenunaubicacin lmite
entre el objeto y elmedio exterior, obliga a adoptar estrategias de proteccin a la vez que
posibilitaobtenerventajasdedicharealidad.
Enelcasoconcretodelaarquitectura,laenvolventeexteriordeledificiopuedeconstituirnoslo
comoelelementoseparadorqueprotejadelascondicionesambientalessinocomounelemento
activoqueaprovecheesacircunstanciaparainterrelacionarlaconelinterioryparticipardemodo
activoenelacondicionamientoyelfuncionamientodeledificio.Alavez,laenvolventeexteriorno
abandonanuncalaposibilidaddeconstituirseenunelementoicnicoalserlaimagenexteriordel
edificio.
Enuncontextourbano,laspersonaspasanlamayoradesusvidasdentrodelosedificios,tiempo
quehallegadoaestimarsehastaenun90%([Anonymous]2000)Estohacequelaindustriadela
construccin,enlospasesdesarrollados,enfoquesusinvestigacionesacumplirconlasmsaltas
demandasentrminosdeconfort,diseoyseguridad.
Tradicionalmente, laarquitecturahautilizadotecnologasquepodranconsiderarseunpasopor
detrsdeotroscamposdeldiseoydelatecnologacomopodranserlaindustriaautomovilstica
o aeronutica.Durante el siglo XX, los sistemas sociales, losmodosde vida y los patronesde
trabajohancambiadomsrpidoymsradicalmentequenuncaantesenlahistoria.Elresultado
inmediatoenelmbitodelaarquitecturaeslademandadeedificioscuyasprestacionescoincidan
conlasposibilidadestecnolgicasalalcancedelasociedad.
La exploracin de tecnologas y campos ajenos a la arquitectura es siempre una posibilidad
enriquecedora para la ideacin y el diseo arquitectnico. Las distintas tecnologas no
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pertenecientesalmundodelaconstruccincuentancondesarrollosenmateriales,dispositivosy
sistemasquepueden transponersea la tecnologausadaenedificacin.Asmismo, tecnologas
emergentesyyageneralizadaseneldiseoarquitectnicotalescomolosdesarrollosdomticos,
puedencolaborarenelfuncionamientoycomportamientodelconjuntodeledificio.
Endichocontextodonde laenvolventedeledificiosemanifiestacomoel lugarclaveenelque
centrar las investigaciones encaminadas al diseo arquitectnico con criterios de desarrollo
tecnolgicoeinnovacin.
En la actualidad, en el mbito de laUnin Europea, la cuantificacin del consumo de energa
primariaenlosedificiosrepresentael40%delconsumoenergticototal1.Dichacifraseelevaaun
50%2en el caso de Estados Unidos y Canad. De este consumo, el 90% corresponde al uso,
mantenimiento y renovacin de los edificios,mientras que el 10% restante corresponde a la
producciny transportede losmateriales3,elprocesodeconstruccinysudesmantelamiento.
Resulta por tanto imprescindible investigar en cualquier aspecto relacionado con la energa,
centrndoseen laeficiencia,elahorro y la conservacinenergtica,demodoque tenganuna
aplicacin directa en la vida cotidiana. Los tcnicos responsables del diseo arquitectnico,
tampocodeberanencararningnproyectosintenerencuentaelaspectoenergticorelacionado
con el aspecto econmico. Siguiendo con las grandes cifras estadsticas, en los pases
desarrollados,lasfachadasdelosedificiossingularespuedensuponerdemediahastael35%4de
loscostestotalesdeconstruccin,alavezquesonlasresponsablesprincipalesdelarespuestadel
propioedificioantelasituacinclimticaexterior.
Si lasostenibilidades lapromotora intelectual, laeconomaes lapromotoraanivelprctico.El
costedecadafachadapuedevariarsignificativamentedependiendodellugarenelquesedisee,
delsistemaconstructivoinstaladoydelosmaterialesutilizados.Loscostessepuedenreducirbien
enpequeosproyectostipodeautoconstruccindenominadosDIY,Do ItYourself, involucrando
un reducido personal y un espacio pequeo, o bien actuando en economa de escala para
proyectos tan grandesque consiganuna rebajadebido a su tamao y al volumendematerial
consumido.
1DatodelIDAE,InstitutoparalaDiversificacinyAhorrodelaEnergadelMinisteriodeIndustria,EnergayTurismodeEspaa.2DatodeBuildingScienceInc..3http://www.cemex.com/ES/DesarrolloSustentable/EficienciaEnergeticaEdificios.aspx4.http://www.arup.com/Services/Facade_engineering.aspx
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Captulo1.Introduccin
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Por todo loanteriormenteexpuesto, laeleccindelsistemade fachadaydelmaterialautilizar
constituyeyaundesafoensmismo.Tanto losrequerimientosnormativoscomo lapresinpor
conseguiredificiosdealtaeficienciaenergticasuponenunadificultadaadidaa lacomplejidad
deldiseo.
La industria de las fachadas pretenden identificar los requerimientos para las envolventes
arquitectnicas analizando la variedad de lo que se podran llamar culturas arquitectnicas o
constructivas en distintas partes del mundo. Sin embargo, adems de la investigacin en el
mundoacadmicoyempresarial,eslaexperienciadiariadeconsultores,vendedores,formadores,
servicios tcnicos, arquitectos e ingenieros la que tambin identifica la problemtica y las
necesidades. Todos los agentes intervinientes en el proceso edificatorio son capaces de
proporcionarretroalimentacinquepuededarlugaralageneracindeconocimiento.
EnpalabrasdeWinfriedSenior5,lacuestinclaveeselevaralmismoniveldelcambiantemundo
tecnolgico, lasdemandaseconmica yde calidadde losedificiosa lavezque semantiene la
libertadcreativa(Sigmundetal.2013).
Nuncaantescomoenelmomentoactualhasidotanimportanteelentendimientodelaseleccin
de una determinada solucin de fachada atendiendo a su coste efectivo, sus parmetros de
sostenibilidad as como la apariencia esttica y su funcionamiento tcnico. En el contexto del
mercado global actual, es posible proponer fachadas icnicas e innovadoras, con un coste
adecuado al nivel tecnolgico y de innovacin que desarrollen, a la vez que se asegura un
funcionamientomedioambientalmentesostenible.
Enlosaos30delsigloXX,LouisSullivanyFrankLloydWrightconvirtieronenpopularlafamosa
frasedequelaformasiempresiguealafuncin.Dichaafirmacinhavenidoasignificarquela
formadeunedificioodeunobjeto,deberaestarfundamentalmentebasadaenlafuncinofin
quesepretendeconseguirconl.En1993,HenryPetroski,ensu libroTheEvolutionofUseful
Things (Petroski 1993), avanz la hiptesis de que la forma sigue al fracaso / Form Follows
Failure.Petroskiestablecequelaformadeundeterminadodiseoestsiempresujetaacambios
como respuestaa los fracasosencumplirunadeterminada funcinquehan tenido losdiseos
previos.
5SeniorVicepresidentede IngenieraenSchco.Profesorhonorarioen laFacultaddeArquitecturade laUniversiaddeKiev(Ucrania).
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Msqueningunaotravariable,losfallossonlosquedirigenlosprocesosdeinvencin,innovacin
y diseo, pudiendo llegar a evidenciar dnde se encuentra el lmite de lo materialmente
realizable.Los innovadoressonaquellosque tienen lahabilidadde identificar las limitacionesy
deficienciasqueexistenen losproductos y servicios, y ver cmo loqueeserrneopodra ser
corregidoactuandodeunmodonovedoso.Esms,loserroresjueganunpapelfundamentalenel
desarrollo de los nuevos diseos. Cada diseador o cada equipo puede pasar por muchas
repeticionesdeunproceso sin lograr el xito,pero construyendo aprendizaje en cada intento
paracrearunproductofinaltil.Enesalnea,laconstruccindeenvolventesnodifieredeotros
procesosdecreacin industrialy, losdescartesyelecciones llevadosacaboduranteelproceso
creativoproyectual, se constituyen comounelemento clave.Esenelprocesodonde resideel
mayoraprendizajeylasposibilidadesdeinfluenciaenelresultadofinal.
El momento de la ideacin arquitectnica es un momento de encadenamiento de ideas; el
encadenamiento de ideas puede dar como resultado una buena idea arquitectnica (Ferrs i
Padr 2013) pero no necesariamente una buena solucin constructiva. El desarrollo de toda
solucin constructiva comienza con las decisiones y elecciones llevadas a cabo en la fase de
proyecto.Sienelprocesodeavancehacialassucesivasetapasdelproyectoseordenalatomade
decisiones,stepermitiravancesy retrocesosdemodoque siempre sepueda identificarcul
fue el paso anterior. Los procesos de pensamiento no son siempre lineales como tampoco es
linealelprocesoproyectual.
Es frecuente encontrar casos de falta de coordinacin entre los diferentes componentes del
cerramientoexteriordeunedificioenrelacinconsuscapacidadesypropiedadesindividuales.En
tales casos, se generanpuntosdbiles en los cerramientosque se constituyen en vehculode
entrada para patologas que generan lesiones en la edificacin y son una fuente primaria de
prdidas energticas. Con un avance en la racionalizacin del proceso proyectual se puede
colaborarenelaseguramientoy lanormalizacindeesosriesgosdesde losestadios inicialesdel
procesoconstructivo.
Nosmovemosenunocanodeinformacin.Elcerebrocaptaacadainstantevolmenesingentes
dedatosatravsdetodossussentidos.Esainformacin,parapoderseroperativaytil,debeser
ordenadayesquematizada.Yaesosededicanuestralgica.Yesamismalgicaquenosayuda,al
mismotiemponosbloquea,nosimpideamenudomezclardatosdeformaracionalyseralmismo
tiempo creativos. De alguna forma hemos de aprender a combinar ambas estrategias. La
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Captulo1.Introduccin
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sistematizacinde la informacindisponibley supuestaenordenyvaloradecuados facilitael
accesoalamismayelllegaralasolucintcnicaadecuadaparalasdecisionescreativasiniciales.
Lalibertadformaleneldiseo,lamaximizacindelconfort,elbalanceentreelcosteylaeficacia
de los medios utilizados van a constituirse como las lneas directrices que den forma a la
construccinde las fachadasdel futuro.Partiendodedichopostulado,unode losmediospara
conseguirconcalidad (con resultadoscoincidentescon loprevistoenelproyecto,deunmodo
uniforme y conposibilidadde ser repetibles) losobjetivosque sepropongan,esel controlde
todaslasfasesdelproyectoempezandoporlatomadedecisionesenelprocesodediseo.
This researchbelongs to the fieldofBuilding Enclosures,particularly to those located on the
Faade, and is focus in the externalmultilayer building enclosures. The spotlightwill be the
decisionmakingprocessthattakesplaceduringtheDesignandConceptStageofaconstructive
projectofafaade.
The studyof surfaces thatworksasboundary layers interactingwith theexterior isa relevant
topicrangingfromnanoscienceandthestudyofthinfilmsinelectronicdevices,totheapplication
ofhardcoatings,includingbuildingsandvehiclescoatings.Theadverse,andinturntheprivileged
condition,ofaboundary locationbetweentheobjectandtheexternalenvironment,requiresto
adoptprotectionstrategiesandenablesalsototakeadvantageofthisfact.
IntheparticularcaseofArchitecture,theexternalenvelopeofthebuildingscanplayarelevant
role as aprotection against the external environment conditionbut also as an active element
whichtakesadvantageonthatcircumstance inorderto interrelatetheexternaland innerspace
forabetterconditioningandperformance.Atthesametime,theexternalenvelopecanalways
becomeaniconicimageasitdeterminesthebuildingappearance.
Inanurbancontext,peoplespendmostoftheir living insidebuildings,anestimatedtimelineup
to90%([Anonymous]2000).Thisexplainsthattheconstructionindustryindevelopedcountries,
focusitsresearcheffortstomeetgreatdemandsintermsofcomfort,designandsafety.
Traditionally,thearchitecturefieldhasusedtechnologiesthatcouldbeconsideredastepbehind
fromotherfieldsofdesignandtechnologysuchasthemotorortheaerospace industry.During
the20thcentury,socialnetworks,lifestylesandworkpatternshaveexperiencedmoreradicaland
faster changes than ever before. The direct results in the architecture field are the greater
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demand for buildings and systems performance according to the technological available
possibilitiesinthesociety.
Thelessonfromotherscienceandtechnologyfieldsapartfromarchitecture,givesanopportunity
to extend the scope ofworks of the Design and Concept Stage in architectural projects. The
different technologiesoutside theconstructiondomains includematerials,devicesand systems
development that can be applied to the technology used in construction. Likewise, emerging
technologies already widespread in architectural design such as building automation
developmentscanassistintheoperationandperformanceoftheentirebuilding.
Thus, thebuildingenvelope isconsideredasakeyposition thatshouldbeconsider topromote
cutting edge research related to the architectural design under technological and innovation
developmentcriteria.
Currently, within the European Union, the quantification of primary energy consumption in
buildingsaccountsfor40%oftotalenergyconsumption6.Thisfigurerisesto50%7intheUSand
Canada.Ofthisconsumptionpercentage,90%standsfortheuse,maintenanceandrenovationof
buildings,whilsttheremaining10%correspondstothematerialsproductionandtransportation8,
the constructionworks and its dismantling. Therefore, it is essential to investigate any aspect
relatedtoenergywithafocusonenergyefficiency,energysavingandconservation,sothat,ithad
a direct application in everyday life. The technicians responsible for the architectural design
should not address any project without considering the economic aspect of these energy
considerations.
Followingmajor statistical figures, indeveloped countries, thebuildings faades can entailon
averageup to35%9of totalconstructionworkscosts,and in turn the faadesare theprimarily
componentsdealingwiththeresponseofthebuildinginfrontofclimateandweatherconditions.
Ifsustainability is the intellectualpromoter, theeconomy is thepracticalone.Thecostofeach
faade can vary significantly depending on the location, the installed building system and the
materialsused.The costs canbe reduced in small selfbuildprojects, suchas the socalledDIY
6Source:IDAE,InstituteforEnergyDiversificationandSaving,MinistryofIndustry,EnergyandTourismofSpain.7Source:BuildingScienceInc.8Furtherinformationin:www.cemex.com/ES/DesarrolloSustentable/EficienciaEnergeticaEdificios.aspx9Furtherinformationin:www.arup.com/Services/Faade_engineering.aspx
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Captulo1.Introduccin
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projects,DoItYourself,involvingasmallstaffinsmallprojects,orpromotinganeconomyofscale
inlargescaleprojectsthatcouldreducecostsduetotheconstructionareaandtheconsumption
ofmaterialsvolume.
Consideringall theabove, thedecisionabout the faadesystemand thematerial tobeused is
already a challenge in itself. Both regulatory requirements and the pressure to improve the
buildingsenergyefficientareadifficultyaddedtothecomplexityofthedesignstage.
The faades industryaims to identify therequirements forarchitecturalenvelopesaccording to
thevarietyofwhatmightbecalledthearchitecturalorconstructionculture indifferentpartsof
theworld. However, apart from to research in the academic and business sectors, the daily
experienceofconsultants,suppliers,trainers,technicalservices,architectsandengineers isalso
relevantwhenitcomestoidentifytheproblemsandneedsineachcase.Allagentsinvolvedinthe
construction process are able to provide feedback that can lead to generate knowledge on
buildings.
Following Winfried Senior10, at its heart the issue is to rise to the everchanging technical,
economicandqualitydemands inbuildingwhilstmaintainingcreative freedom. (Sigmundetal.
2013).
Itisworthtonoticethatneverbeforethannowadays,ithasbeensoimportanttheselectionofa
particular faade solution based on their actual costs, its sustainability parameters and its
aestheticappearanceand technicalperformanceaswell. In today'sglobalmarket context, it is
possibletoproposeiconicandinnovativefaades,withanadequatecostaccordingtothelevelof
technology and innovation that implies, and at the same time, to ensure an environmentally
sustainableperformance.
In the 1930s of the twentieth century, Louis Sullivan and Frank LloydWright popularized the
famous statement that recognizes that "the form ever follows function". Thismeans that the
shapeofabuildingoranobjectshouldbeprimarilybasedonthefunctionorpurposeascribedto
it.In1993,HenryPetroski,inhisbook"TheEvolutionofUsefulThings"(Petroski1993),advanced
anhypothesiswhicharguesthatformfollowsfailure/FormFollowsFailure.Petroskistatesthat
theformofaspecificdesignisalwayssubjecttochangeinresponsetothefailureswhenfailingto
fulfilaspecificfunctionthatpreviousdesignshad.
10Senior Vice President of the EngineeringDepartment at Schco.Honorary Professor at the Faculty ofArchitectureoftheUniversiadofKiev(Ukraine).
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More than any other variable, failures are driving creative, innovative and design business
processes,beingable toshowwhere the limitsofwhat ismateriallyachievableare. Innovators
arethosewhohavetheabilitytoidentifythelimitationsanddeficienciesinproductsandservices,
andseehowtofixthisfailuresinacreativeandinnovativemanner.Moreover,failuresplayakey
role in thedevelopmentofnewdesigns.Eachdesigneror teamcango throughmanytriesofa
processwithoutsuccess,butbuildinglearningwitheveryattempttocreate,attheend,auseful
final product. In this sense, the construction of building envelopes does not differ from other
industrialprocessesandthediscardsanddecisionstakenduringthecreativeprocessconstitutea
keyelement.Theprocess is thenagreat learningmomentwith important implications for the
finaloutcomes.
InanarchitecturalprojecttheDesignandConceptStage isatrainof ideasthatcanresult intoa
goodarchitecturalidea(FerrsiPadr2013)butnotnecessarilyintoagoodconstructivesolution.
Thedevelopmentofanyconstructivesolutionstartswiththedecisionsandchoicesmadeonthe
DesignStage.
Ifduringtheprocessofmovingtowardsthesuccessivestagesoftheproject,thedecisionmaking
areorganized,itwillallowforwardandbackwardstepssothatyoucanalwaysidentifywhatwas
thepreviousone.Thethinkingprocessesarenotalwayslinearandneitherisnotlinearthedesign
process.
Moreover, it is common to find cases with a lack of coordination between the different
componentsoftheexternalenvelopeifoneconsiderstheindividualperformanceandproperties
ofeachcomponent. In suchcases, thegeneralweaknessesof the resultingenclosuresare that
they can easily constitute an entry of pathologies, generating injuries in the building and a
primary sourceofenergy loss. In this sense,aprogress in streamlining theDesignProcess can
assist in securing and standardizing these risks from the very early stages of the construction
process.
Wearemovingnowadaysinanoceanofinformation.Thebraincapturesateveryinstant,massive
amountsofDatathroughoursenses.Thisinformation,tobeoperativeanduseful,shouldfollowa
process of organization and systematization. And this should be addressed by our logic of
thinking.However,thislogicthathelpsusatthesametimeisblockingus,andoftenhinderedus
mix data in a rational and creativemanner at the same time. Somehowwe have to learn to
combineboth strategies. The systematizationof the available information and itsorganization
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Captulo1.Introduccin
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and the recognitionof itsvalueaswell, facilitate theaccess to thiskindof informationand to
selectanadequatesolutionaccordingtotheinitialcreativedecisionsalreadymade.
As general guidelines, the formal leeway in the Design Stage, maximization of comfort, the
balancebetweencostandeffectivenessofthemeansused,willshapetheconstructionoffaades
inthefuture.Accordingtothisassumption,oneofthemeanstomeettheproposedobjectivesin
aqualityway(i.e.,withresultsthatmeettheprovisionsoftheprojectinauniformwayandlikely
toberepeatable), istocontrolallphasesoftheprojectstartingwiththedecisionmaking inthe
DesignProcess.
1.2 LMITESDELAINVESTIGACIN/RESEARCHLIMITATIONS
La presente tesis se enmarca dentro de la lnea de investigacin del proceso sistmico de la
arquitectura que se desarrolla en el Programa de Doctorado en Construccin y Tecnologa
Arquitectnicas.
Se llegaaesta investigacindesde lareflexinsobreelprocesodetomadedecisiones tcnicas
quetienelugarenlafasedeideacindetodoproyectoarquitectnicoconstructivo.
En la formacin acadmica actual de los arquitectos se ensea a los alumnos a disear y a
construir, principalmente a travs de la prctica proyectual. A menudo, no se transmiten
contenidos concretos porque pedaggicamente puede estimarse oportuna la exploracin por
parte del alumno, pero tambin porque el conocimiento arquitectnico no se encuentra
sistematizadoen lamedidaen laque loestnotras cienciasy tcnicas.Cuando la finalidades
hacerunabuenaarquitectura,laarquitecturahadeestarbienconstruiday,construirbien,pasa
por una definicin correcta y tcnicamente acertada y por el control de los riesgos.Desde la
definicindelosdetallesconstructivoshastaelcontrolfinaldelaobraejecutada,todaslasetapas
puedenentendersecomodependientes,enmayoromenormedida,de lastomasdedecisiones
llevadasacaboduranteelprocesodeideacin.
Paralaacotacindelasistematizacindequparteconcretadelprocesoconstructivoabordala
presente tesis, se establece que la investigacin se refiere al campo de las envolventes
arquitectnicas en su localizacin concreta en fachada, centrndose en las envolventes
exterioresmulticapa.
Desdeelunpuntodevistaconceptual,latesisserefierealsistemaconstructivoqueconstituyela
envolventeperonoseabordalainterrelacinentredistintossistemasconstructivosdeledificio.
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Desdeelpuntodevistaoperativo, latesisseconcretaen lacapadenominadaSkinen laFigura
1Figura 1 Shearing Layers of Change. Fuente: How Buildings Learn (Brand 1994). La imagen
reproducida a continuacin se consideraun iconodepartidapara la acotacinde lapresente
investigacin.Muestra el concepto de Shearing Layers of Change11acuado por FrankDuffy y
reelaboradoyampliadoporStewartBrandensulibroHowBuildingsLearn(Brand1994).
Figura1ShearingLayersofChange.Fuente:HowBuildingsLearn(Brand1994)
Dicho concepto plantea al edificio como desgarrado en distintos componentes a los que
denominacapasdecambioy,debidoa lasdistintasnecesidadesdecambiodecadaunade las
capas,eledificiosiempreestardesgarrndosea lo largodeltiempo.Cadaunadeesascapaso
componentesseconstituyencomosistemasanalizablesyabordablesdeunmodoautnomo.
Detodalacomplejidaddesistemasqueinteractanenelconjuntodelamaterialidaddeledificio,
seabordaelanlisisdelacapadecerramientoapartirdelelementoconstructivooproductoyla
involucracindelproductoen launidadconstructiva.Seestudia latomadedecisionesqueda
lugar al sistema constructivo de la envolvente, pero no la involucracin del sistema de la
envolventeconelrestodesistemasconstructivosdelaedificacin.Acontinuacin,enlaFigura2
Acotacindelasvariablesintervinientesenlainvestigacin,semuestragrficamentelaacotacin
de las variablesmarcando las que quedan fuera y dentro de los lmites de la investigacin,
respectivamente.
11ShearingLayersofChange:Becauseofthedifferentratesofchangeofitscomponents,abuildingisalwaystearingitselfapart./Cizallandocapasdecambio:debidoalosdistintostiposdecambiodeloscomponentes,unedificiosiempreestadesgarrndose.
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Captulo1.Introduccin
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Figura2Acotacindelasvariablesintervinientesenlainvestigacin
Lainvestigacinpretendeincidirenelprocesoprevionecesariodetomadedecisiones,antesdel
desarrollode lassolucionesconstructivasy,obviamente,antesdecomprobarsuresultadofinal.
Lacalidadde lasdecisionespodrseranalizadaenelcontroldecalidaddurante laejecucinde
obraascomoenelcontroldecalidaddeledificioterminado,peroamboscontrolesquedanfuera
del alcance la de la tesis. As pues, la investigacin se enmarca en la denominada fase de
proyecto.
Dicha fase de proyecto no se identifica completamente con la fase completa del Proyecto de
Ejecucin material. Para mostrar su acotacin se utiliza el esquemamodelo de actuacin
desarrollado por FACFaade Consulting (Ferrs i Padr 2014) que semuestra en la Figura 3
Representacindelasetapasdelprocesocclicodediseo.Fuente:FACFaadeConsulting.Sobre
elmencionadoesquemasehanmarcadoencolor lasfasesdelproyectodeejecucinen lasque
seidentificalatomadedecisionesquedalugaralsistemaconstructivodelaenvolvente.
Portanto,seconsideralatomadedecisionesrelativasalafachadaenlasfasesdeidea,concepto
arquitectnico,conceptodelaenvolventeydefinicindelsistemahastaellmitefinaldedetalle
en laconcrecinde losmaterialesyproductosqueconformenelsistemade laenvolvente,pero
sinentraraldesarrollode losdetalles constructivos con losque se completaraelProyectode
Ejecucin. El proceso constructivo se interpreta como cclico, no lineal, lo que posibilita la
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aplicacin individualdecadaunade las fases,ascomo los recorridosde idayvueltaentre las
distintasfases(FerrsiPadr2013).
Figura3Representacindelasetapasdelprocesocclicodediseo.Fuente:FACFaadeConsulting
Elcentrodeatencindelainvestigacinnosernlosresultadosdelossistemasconstructivosde
fachadasinoelprocesodetomadedecisionesquesellevaacaboduranteelprocesoproyectual
constructivodeunafachada.
This Thesis falls in the research line promoted by theDoctorate Program in Construction and
TechnologyinArchitecturerelatedtothesystemicprocessofarchitecture.
This study derives from a previous reflection on the decisionmaking process about technical
issuesduringtheDesignandConceptStageinarchitecturalandconstructionprojects.
ThisisarelevanttopicifoneconsidersthatcurrentArchitectureprogramsarestronglydesignand
constructionoriented.Moreover, forpedagogical reasons it isnormallypreferrednot to teach
specificcontents tobetterencourage the students toexploreby themselves,andalsobecause
there is a lack of systematization in the architectural knowledge in comparison with other
sciencesandtechniques.Butgoodarchitecturerequiresalsoagoodconstructionandthisimplies
anadequatetechnical,processandriskcontrolformulation.Startingwiththeconstructiondetails
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Captulo1.Introduccin
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specificationstothequalitycontroloftheconstructionworks,allphasesdepend,toagreateror
lesserextent,onthedecisionsmadeduringthedesignandconceptdevelopment.
Inorder todelimitwhichpartof the systematizationof the constructiveprocess is the Thesis
focused in, it is considered that the research refers to the field of building enclosures, in
particularthoselocatedonthefaadeandfocusingontheexternalmultilayersenvelopesones.
Froma conceptualpointofview, theThesisaddresses theenvelope construction systemasa
singular one, but not the interdependences between different constructive systems of the
building.
Fromanoperationalpointofview,thestudyfocusesonthesocalledSkinlayer,asitisdisplayed
inFigure1(Figura1ShearingLayersofChange.Fuente:HowBuildingsLearn(Brand1994)).The
followingschemeisconsideredasastartingessentialimagetodelineatethisresearch.Itoutlines
the Shearing Layers of Change concept proposed by FrankDuffy and furthered broadened by
StewartBrandinhisbook"HowBuildingsLearn"(Brand1994).
ThisconceptcontemplatesthebuildingastornindifferentcomponentscalledLayersofChange.
Consideringthedifferentneedsforchangeofeachone,thebuildingwillalwaysbetearing itself
apartovertime.Eachoftheselayersorcomponentsisconstitutedassystemthatcanbeanalysed
andtreatedautonomously.
Figure4:Definitionoftheparticipantvariablesintheresearchandresearchlimitations.
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Consideringtheparticularcomplexityofthesesystemsthat interactswiththematerialityofthe
buildingasawhole, ithasbeenaddressedtheanalysesoftheenclosure layerstartingfromthe
constructiveelementsasproductsand the implicationsof thisconstructionproductswithin the
constructive unit. In this sense, it has been studied the decisionmaking process that lead to
determine theenvelopeconstructivesystem.The interrelationshipoftheenvelopesystemwith
theotherconstructivesystemsofthebuildinghasnotbeenconsidered.TheFigure2displaysthe
variablesconsidered,statingtheonesthatarewithintheresearchscope.
Theresearchseekstoinfluencethepreliminarydecisionmakingprocesspriortothedevelopment
oftheconstructivesolutionsand,obviously,beforecheckingthefinalresults.Thequalityofthe
decisionstakenwillbeanalysedintheQualityControlStageduringtheconstructionworksaswell
as inthequalitycontrolexecutedwhentheworksarecompleted,butbothcontrolsareoutside
thescopeofworksofthethesis.Thus,theresearchispartofthesocalledDesignStage.
The mentioned Design Stage is not fully identified with the complete phase of the Project
ExecutionPlan. So, ithasbeen implemented thediagrammodelofactivitydevelopedby FAC
FaadeConsulting (Ferrs iPadr2014),shown inFigure3:Representationofthestagesofthe
cyclicalprocessofdesign.Source:FACFaadeConsulting.
ThephasesoftheFaadeProjectExecutionPlanrelated tothedecisionmaking,which leadsto
theconstructiveproject,arehighlightedincolour.
Figure5:DesignCyclicProcessStagesDiagrams.(Redrawnfromthediagramfrom:FACFaadeConsulting).
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Captulo1.Introduccin
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Therefore,ithasbeenconsideredthedecisionmakingprocessthatappliestothefaaderelated
to the faade Design and Concept stage, and the construction materials and products
specificationsthatdeterminestheenvelopesystem,butnottheconstructiondetailsrequiredto
complete theExecutionPlan.The constructionprocess is considerednota linearbuta cyclical
one,allowing the individualapplicationofeach stageandalsogobackand forthbetween the
differentphases(FerrsiPadr2013).
Inbrief, themain focusof research is theDecisionMakingprocess that takesplaceduring the
DesignandConceptstagefortheconstructivesolutionsofaFaade.
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CAPTULO
2. HIPTESISYOBJETIVOS/
3. HYPOTHESISANDOBJECTIVES
Elpresentecaptuloenuncialahiptesisycitalosobjetivosgeneralespropuestosparalatesisas
como los objetivos especficos previstos y establecidos como necesarios para desarrollar los
objetivosgeneralespreviamenteenunciados.
In this section, the hypothesis is formulated. The proposed general objectives are outlined.
Additionally, the foreseen established specificobjectiveswhich arenecessaries todevelop the
generalobjectives,previouslymentioned,arealsoshowed.
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Captulo2.Hiptesisyobjetivos
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3.1 HIPTESIS/HYPOTHESIS
Acontinuacinseenuncialahiptesisgeneraldepartidadelapresentetesis:
El proceso de toma de decisiones en la fase de proyecto de una envolvente arquitectnica
multicapa puede constituirse como un proceso racionalizado de decisiones informadas, que
minimicelaarbitrariedadenlaseleccionesdesistemasymateriales.Deestemodo,lamejorade
latomadedecisionesdelproyectodeunafachadaredundarenlacalidaddeldiseofinalydesu
ejecucinposterior.
Dadoqueesposible controlaryasegurar lasdistintaspropiedadesy funcionesa cumpliren la
ejecucin de una envolvente multicapa, puede trasladarse dicho control y aseguramiento al
procesodetomadedecisionesproyectualesyportantoaldiseodelaenvolvente.
Lahiptesispropuestaconllevalarealizacindecomprobacionesduranteelprocesodeelecciny
diseode laenvolvente,conelfindeasegurarunresultadofinalsatisfactorioconadecuacina
loscondicionantesdelproyecto.
ThegeneralHypothesisofthisThesisisstatedasfollows:
Thedecisionmakingprocessduringthedesignphaseofamultilayerbuildingenvelopecanbe
establishedasa rationalisedprocessof informeddecisions.whichminimizes thearbitraries in
theelectionofsystemsandmaterials.Thus,theimprovementofthedecisionmakingofafaade
projectwillresultinthequalityofthefinaldesignanditssubsequentimplementation.
Since it is possible to control and ensure the different properties and functions that the
implementationofamultilayerenvelopemustfulfil,thementionedcontrolandassurancecanbe
transferred to the decisionmaking process of the project and, consequently, to the envelope
design.
TheproposedHypothesisinvolvestheexecutionofverificationsduringtheenclosureelectionand
designprocesses, inorder to ensure a satisfactoryoutcome adapted to the constraintsof the
project.
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3.2 OBJETIVOSGENERALES/GENERALOBJECTIVES
Para lograr demostrar la hiptesis antes expuesta, a continuacin se enuncian los objetivos
generales que hacen referencia a una visin general de la intencin de la investigacin y
estructurarnasuvezeldesarrollodelatesis.
OBJETIVO1.Generarconocimientoenelcampode lasconstruccionesarquitectnicasyde los
cerramientosdelaedificacin.
OBJETIVO2.Facilitareltrnsitoydesarrollode las ideasconstructivasdesde losproyectosa la
obra.
OBJETIVO3.Establecer lasbasesparaunatomadedecisiones informadasduranteelproyecto
deunafachadamulticapaconelfindeoptimizarelresultadodelamisma.
OBJETIVO4.Implementarelconceptodetomadedecisionesenlasfasesdediseodelproyecto
deenvolventesarquitectnicasmulticapa.
InordertoachievetoprovethepreviouslyexposedHypothesis,thegeneralobjectivesreferring
toageneralvisionforthemaintargetoftheresearchareexposed.Theseobjectivesstructure
thedevelopmentoftheThesisitself.
OBJECTIVE 1. To generate knowledge in the field of building construction and building
enclosures.
OBJECTIVE2.Tofacilitatethetransitionanddevelopmentofconstructiveideasfromprojectsto
executionattheconstructionsite.
OBJECTIVE3.Toestablishthebasesfor informeddecisionmakingduringthedesignstageofa
multilayerenvelopeprojectandforitsoptimization.
OBJECTIVE4.To implement the conceptofdecisionmaking in thedesignphaseofmultilayer
buildingenvelopesprojects.
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Captulo2.Hiptesisyobjetivos
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3.3 OBJETIVOSESPECFICOS
Paralaobtencindelosobjetivosgenerales,seenuncianacontinuacinlosobjetivosespecficos
(OE)queseestructuranencuatroapartadosquesecorrespondencon loscaptulos5,6,7y,8
desarrolladoseneldocumentodelatesis.Deestemodo,seproponeelobjetoaalcanzary,enel
captulo correspondiente, sepondren relacin con lospasosdadospara su consecucin (ver
detalledelasactividadesenelCaptulo4.Metodologa).
La figura a continuacin ilustra la relacin entre los objetivos especficos y los captulos
desarrolladosenlatesisascomosuintegracindentrodelesquemageneraldelamisma.
Figura6Esquemapropuestoparalarelacinentreobjetivosespecficosyactividadesdesarrolladasenlatesis./ProposeddiagramfortherelationshipbetweenspecificobjectivesandactivitiesdevelopedintheThesis.
La sistematizacin que implica el presente trabajo obliga a la multiplicidad de objetivos
especficos de modo que queden claros y ordenados cada uno de los pasos dados para la
consecucindelosobjetivosgenerales.
Inorder toobtain thegeneralobjectives, the specificobjectives (SO)areenunciated.Theyare
structured into foursections thatcorrespond tochapters5,6,7and8developed in theThesis
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document. In this way, the objective to be achieved is proposed and, in the corresponding
chapter,itwillbelinkedwiththestepstakentoitsachievement(seedetailedactivitiesinChapter
4.Methodology).
Figure5illustratestherelationshipbetweenthespecificobjectivesandthechaptersdevelopedin
theThesisanditsintegrationwithintheoverallscheme.
Thesystematizationinvolvedinthisworkrequiresamultiplicityofspecificobjectivessothat,itis
clearandorderedeverysinglestepdonefortheattainmentofthegeneralobjectives.
REFERENTESACONCEPTOSCINTFICOTECNOLGICOS/CONCERNING3.3.1
SCIENTIFICTECHNOLOGICALCONCEPTS
Losobjetivosdetallados a continuacin seencuentranenlazados coneldesarrollodel captulo
nmero5:
OE1:Analizarlaterminologa.
OE2:Determinarlasvariablesaconsiderar.
OE3:Identificarlosconceptosclave.
TheobjectivesdetailedbelowarelinkedtothedevelopmentofChapternumber5:
SO1:Toanalysetheterminology.
SO2:ToIdentifythevariablestobeconsidered.
SO3:Toidentifykeyconcepts.
REFERENTES A LAS ENVOLVENTES MULTICAPA / CONCERNING3.3.2
MULTILAYERENVELOPES
Lossiguientesobjetivosespecficoshacenreferenciaalcontenidodelcaptulo6ylasactividades
desarrolladasparacompletarlo:
OE4: Sistematizar lahistoriade la innovacin y situacin actualde las envolventes
multicapa.
OE5:Identificarlaslneasfuturasdedesarrollodesistemasdeenvolventesmulticapa.
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Captulo2.Hiptesisyobjetivos
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ThefollowingspecificobjectivesrefertothecontentsofChapter6andtotheactivitiesdeveloped
tocompleteit:
O4: To systematize the innovation history and current situation of themultilayer
envelopes.
SO5:Toidentifyfuturedevelopmenttrendsformultilayerenvelopessystems.
REFERENTESALOSCOMPONENTESDELASENVOLVENTESMULTICAPA3.3.3
/CONCERNINGMULTILAYERENVELOPESCOMPONENTS
Losobjetivosrelacionadosconlastareasparacompletarelcaptulo7son:
OE6:Sistematizartodosloselementosqueintegranunafachadamulticapa.
OE7: Caracterizar los componentes de sistemas multicapa modulares e
industrializables.
OE8:Complementarlasclasificacionesactualesdefachadasexistentesenlaliteratura
tcnica.
OE9: Poner en valor la coordinacin entre las diferentes capas que integran un
cerramiento.
OE10: Conocer y comprobar la interrelacin que se produce entre todos los
componentesqueconformanunacerramientomulticapa.
TheobjectivesrelatedtothetaskstocompleteChapter7are:
SO6:Tosystematizealltheelementswhichintegrateamultilayerfaade.
SO7: To characterize the components of multilayer modular and industrialized
systems.
SO8Tocomplementtheexistingfaadesclassificationsexistingintechnicalliterature.
SO9: To value the coordination between the different layers that integrate an
enclosure.
SO10:Toknowandcheckthe interrelationthatoccursbetweenallthecomponents
whichformamultilayerenclosure.
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REFERENTES A LOS CRITERIOS DE ELECCIN EN EL PROYECTO3.3.4
CONSTRUCTIVO / CONCERNING THE ELECTION CRITERIA IN THE
CONSTRUCTIVEPROJECT
Para el desarrollo del captulo 9 de la presente tesis se proponen los siguientes objetivos
especficos:
OE11:Identificarlosprocesosdetomadedecisionesenelproyectodeenvolventes.
OE12:Proponerunaestructuraparaunsistemaclasificatoriodetomadedecisiones.
OE13:Identificarlosnivelesdedecisindeterminantesycrticos.
OE14:Proponerunprotocolodefuncionamientoparaelseguimientodelsistemade
tomadedecisionesinformadasysucomprobacin.
OE15:Identificarlossistemasdecontrolyaseguramientodelacalidadadaptndolosa
lafasedediseo.
ForthedevelopmentofChapter9ofthisThesis,thefollowingspecificobjectivesareproposed:
SO11:Toidentifytheprocessesofthedecisionmakingintheprojectofenvelopes.
SO12:Toproposeastructureforaclassificationsystemofdecisionmaking.
SO13:Toidentifythedeterminingandcriticallevelsofdecision.
SO14:Toproposeaworkingprotocol formonitoring the informeddecisionmaking
systemanditsverification.
SO15: To identify control and assurancequality systems and adapting them to the
designphase.
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CAPTULO
3. ESTADODELARTE
Enelpresente captulo se revisan los trabajosde investigacinquehan constituido labasede
referenciaparalapresentetesisascomoelestadoactualdelosconocimientoscientficotcnicos
quelosrespaldan.Seabordanlosconceptosrelacionadosconlatomadedecisionesylacalidad.
In this chapter, the researchworkswhichhasbeen the reference foundation for theThesisare
revised.Itisalsostudiedthepresentstateoftheart,thatis,thescientificandtechnicalknowledge
whichsupportsthoseresearchworks.Inthischapter,theconnectionbetweenbuildingenvelopes
andqualityconceptsarediscussed.
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Captulo3.Estadodelarte
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3.1 HISTORIA: LACONEXINENTRE LOSESTILOSARQUITECTNICOSY LA
INNOVACINENCONSTRUCCIN
FrankDuffy12puedeconsiderarseunodelosprimerostericossobreelconceptodecambioenlos
edificios.Conocidoporserelintroductorenlosaos1960delconceptodeoficinapaisaje/office
landscaping dentro del vocabulario ingls, su investigacin doctoral en la Universidad de
PrincetonenEE.UU. se centren la creacindemapasde las relacionesentre laorganizacin
estructuralyeldiseodelasoficinas.En1970,fuetambinunodelospionerosenlaintroduccin
enEuropadelaprcticadelSpacePlanningydelFacilityManagement.
DuffyacuelconceptodeShearingLayers(Shell,Services,SceneryandSet,traduciblescomo
lacscara,lasinstalaciones,losdecoradosylaubicacin)quemanifestabaelargumentobsicode
quenoexisteelobjetodenominadoedificiosinoque,unedificioconcebidoadecuadamente,se
constituyecomodistintascapasdelongevidaddesuscomponentesconstructivos.Duffymantena
quelaunidaddeanlisisnoeraeledificio,sinoelusodeledificioalolargodeltiempo.Aspues,
eltiemposeconvertaenlaesenciadelosproblemasrealesdediseo.
El concepto fue reelaborado y ampliado por StewartBrand en su libro HowBuildings Learn
(Brand1994).LascuatroesesShell,Services,SceneryandSet,seconvirtieronentoncesenseis:
Site, Structure, Skin, Service, Space Plan and Stuff (traducibles por lugar, estructura, piel,
instalaciones,distribucinespacialymobiliarioyenseres),comosemuestraenlaFigura1incluida
en el Captulo de Introduccin de la presente investigacin. Las seis partes se encuentran
jerarquizadasyseconsideraqueellugardominaalaestructura,laestructuradominaalapiel,la
pielalasinstalaciones,lasinstalacionesaladistribucinespacialystaalmobiliario.Lainfluencia
de unas partes sobre otras se percibe en la evolucin que cada una puede desarrollar. Esa
jerarquizacincoincide,asuvez,conunnivelde inmovilismoydevelocidadrelativadeunasy
otrasconrespectoaloscambios.
Elanlisisdelaarquitectura,segnelconceptodeShearingLayers,entrminosdelongevidado
permanencia, permite acomodar a las distintas tecnologas que puedan incorporarse a cada
sistemacapa,endistintosmomentosparacadaunode lossistemasy,a lavez,posibilitando la
organizacindeloscambiosenelinteriordecadauno.
12CofundadordelestudiobritnicoDEGWypresidentedelRoyalInstitutofBritishArchitectsdesde1993a1995.
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PROCESOMETODOLGICOPARAOPTIMIZARLATOMADEDECISIONESENELPROYECTODEENVOLVENTESARQUITECTNICASMULTICAPA
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ConbaseenelsistemadeShearingLayer,laevolucindelaenvolvente(Skin)estarcondicionada
porlaestructurayellugar(msinamoviblesquelaenvolvente)y,encambio,unaevolucinenla
envolventeposibilitarcambiosmsrpidosenlasinstalaciones,ladistribucinespacialytodolo
quecontengaeledificio (elementosmenos inamoviblesyconmayorpotencialidaddecambioa
mayorvelocidad).
Elconceptodecambioenlosedificiosvienemarcadoporloscambiosalolargodeunperodode
tiempoyquenoafectandelamismamaneraatodassusgrandescapas:lugar,estructura,piel,
instalaciones,distribucinespacialymobiliarioyenseres.
Histricamente, en distintas pocas, el desconocimiento de los distintos materiales, sus
posibilidadesdeusoenarquitecturaylaslimitacionestcnicasparasufabricacinhanmarcadola
evolucinde la tecnologaarquitectnicay la incorporacinde lamismaaledificio,estoes, la
innovacinenconstruccin.
Lanecesidaddecambiolacuenta,demodoanecdticoelprofesorLstiburekdelaUniversidadde
Torontodelasiguientemanera:enelpasado,secontabaconunnicomaterialparahacertodo:
lapiedra.Seapilabaunbuenmontndeellasyse lesencomendabahacerlo todo.Peroconel
paso del tiempo, las piedras se caan y perdan su atractivo. Eran pesadas y adems se caan
mucho. Pesado significa dinero yque se caigan esun fastidio. Ese es elmotivopor el cual la
construccinevolucion(Lstiburek2010).
El concepto de envolvente puede considerarse que aparece a la vez que el concepto de
arquitecturasegn lateorade ladenominadacabaaprimitivarepresentadoporMarcAntonio
LaugierenelsigloXVIII(Ugo1990),basadoenlaideaderefugioantelosagentesexternos.Enese
casoconsideraramosque lacubiertafueelprimerelementoenaparecer.Estocontrastaconel
debate iniciado en sumomento por Gottfried Semper (Semper 1860) quienmantena que el
primerespacioarquitectnicofueunavallaparaconteneralosanimales,locualidentificaraala
envolvente como el primer elemento.A partir de dicho postulado, el factor definitivo para la
evolucindelosmtodosconstructivos(Schittich2006)fuelaposibilidaddeencontrarmateriales
localesascomoelmododevidaenrespuestaalclimalocal,yportantoelestilodevidabiendel
pastoreonmada(lasyurtasdelastribusnmadasdeAsia)obieneldelosgranjerossedentarios.
EnladenominadaarquitecturaprimitivadePersia,Egipto,ascomolastradicionesarquitectnicas
nooccidentalesdeAmricayAsia,sloexistandostecnologasdisponibles,lapiedraylamadera,
loqueconvertaalconceptode tomadedecisionesenunconceptoprcticamenteunvoco.La
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Captulo3.Estadodelarte
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evolucin de la arquitectura griega, fundamentalmente arquitrabada y el cambio hacia la
arquitectura romana suponeunprimer salto tecnolgico constructivo con la incorporacindel
arcoydelhormigncomoelementoymaterialinnovadores,respectivamenteperosinunavance
sustancialenlaconcepcindelaorganizacindeltrabajo.
En la EdadMedia se produce la incorporacinmasiva de lamano de obra especializada.Una
divisin del trabajo lleva a la divisin de las responsabilidades. La arquitecturamedieval que
arranccongrandesespesoresdemurosseconvierteenlaligerezayluminosidadquesupusoel
gtico.Sinembargo,elestilodesapareci sustituidoporotrosque recuperaron laarquitectura
masiva.
EnelRenacimiento,aunqueeldiseocontinacondicionadoporlatecnologa,eselmomentoen
el que la envolvente exterior ampla su repercusin. Si las primeras envolventes estaban
destinadas,fundamentalmenteacumplircondeterminadasfuncionesprimariasdeproteccin,en
estemomentoseacentasufuncinrepresentativadentrodelaciudad,locualcontinatambin
duranteelBarroco.DesdeelRenacimientoydurante sigloshasta laarquitecturaneoclsica,el
diseo de las fachadas en el sentido clsico (proporcin, huecos, divisinmediante columnas,
fbricadepiedra, etc.) fue el focoprincipalde la arquitectura yhastamediadosdel sigloXIX,
tcnica y forma en arquitectura discurran en paralelo. En todo ese perodo que podramos
denominarde arquitectura preindustrialno existen grandesdiferenciasen tecnologas y,por
tanto,tampocoenavancestcnicos.
Esenlaarquitecturapostindustrialdondelainnovacinenconstruccinfacilitalarevolucinde
laenvolvente.
Con la recuperacin del gtico en el s. XIX vuelven a aparecer las construcciones ligeras.
Replanteadas por el tericoVillet LeDuc, cuentan con el hierro que permite abordarmayores
lucesconunasestructurasmsesbeltas.Losmurosdesaparecencomotales,paraconvertirseen
rejasformadasporvigasysoportesquepropicianlaideadecrearfachadasligeras(Patn1995).
Laaparicindelhierro juntoconelvidrio,supusounarevolucin.Elprocesodedisolucinde la
piel de