UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURAoa.upm.es/40886/1/MARIA_CAROLINA_HERNANDEZ_MARTINEZ.pdf · en arquitectura, más concretamente en el campo

UNIVERSIDADPOLITCNICADEMADRID

ESCUELATCNICASUPERIORDEARQUITECTURA

PROCESOMETODOLGICOPARAOPTIMIZAR

LATOMADEDECISIONES

ENELPROYECTODEENVOLVENTESARQUITECTNICASMULTICAPA

METHODOLOGICALPROCESSFORTHEOPTIMIZATION

OFTHEDECISIONMAKING

INMULTILAYERBUILDINGENVELOPEPROJECTS

Tesisdoctoral

MARACAROLINAHERNNDEZMARTNEZ,Arquitecta

2015

DEPARTAMENTODECONSTRUCCINYTECNOLOGAARQUITECTNICAS

ESCUELATCNICASUPERIORDEARQUITECTURA

PROCESOMETODOLGICOPARAOPTIMIZARLATOMADEDECISIONESEN

ELPROYECTODEENVOLVENTESARQUITECTNICASMULTICAPA

METHODOLOGICALPROCESSFORTHEOPTIMIZATIONOFTHEDECISIONMAKINGINMULTILAYERBUILDINGENVELOPEPROJECTS

TESISDOCTORAL

Autora

MARACAROLINAHERNNDEZMARTNEZ,Arquitecta

Director

ALFONSOGARCASANTOS,DoctorArquitecto

2015

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

V

Amimadre,quienmehaenseado

averelmundoconunainmensacuriosidad.

Tomymother,whohastaughtme

toseetheworldwithimmensecuriosity.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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

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

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

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




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

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

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


XXII



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

MaraCarolinaHernndezMartnez TesisDoctoral

1

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.

Captulo1.Introduccin


3

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

PROCESOMETODOLGICOPARAOPTIMIZARLATOMADEDECISIONESENELPROYECTODEENVOLVENTESARQUITECTNICASMULTICAPA


4

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



5

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).



6

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



7

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



8

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



9

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).



10

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



11

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.



12

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.



13

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



14

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



15

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.



16

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).



17

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.


19

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.

Captulo2.Hiptesisyobjetivos


21

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.



22

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.



23

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



24

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.



25

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.



26

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.


27

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.

Captulo3.Estadodelarte


29

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.



30

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

Captulo3.Estadodelarte


31

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

Documents

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURAoa.upm.es/40886/1/MARIA_CAROLINA_HERNANDEZ_MARTINEZ.pdf · en arquitectura, más concretamente en el campo