Un prototipo para un techo de hormigón ultrafino y sinuoso con diseños innovadores y métodos de fabricación ha sido diseñado y construido por investigadores de ETH Zürich. El techo de cáscara autoportante y doblemente curvado tiene múltiples capas: las bobinas de calentamiento y enfriamiento y el aislamiento se instalan sobre la capa interior de hormigón. Una segunda capa exterior de la estructura de sándwich de hormigón encierra el techo, sobre el cual están instaladas las células fotovoltaicas de película delgada. Eventualmente, gracias a la tecnología y una fachada solar adaptativa, se espera que la unidad residencial genere más energía de la que consume.
Probado y probado a escala
La técnica de construcción para el techo fue desarrollada por Block Research Group, liderada por el Prof. Block e investigador senior Dr. Tom Van Mele, junto con la oficina de arquitectura y probada en un prototipo a gran escala. El prototipo, que ya ha sido desmantelado para dejar espacio para futuros experimentos, tenía 7,5 m de altura y una superficie de 160 m2 (cubriendo un área en planta de 120 m2). El espesor del hormigón tiene un espesor promedio de 5 cm que varía entre 3 cm a lo largo de los bordes del techo y 12 cm en las superficies de soporte.
En lugar de encofrados con madera no procesable reutilizable o espuma molida, que sería necesaria para realizar una forma tan sofisticada, los investigadores utilizaron una red de cables de acero estirados en una estructura de andamio reutilizable. Esta red de cable soportaba un textil de polímero que en conjunto funcionaba como encofrado para el hormigón. Esto no solo permitió a los investigadores ahorrar mucho material para la construcción, sino que también fueron capaces de proporcionar una solución para realizar de manera eficiente tipos de diseño completamente nuevos. Otra ventaja de la solución de encofrado flexible es que durante el hormigonado del techo, el área debajo permanece sin obstáculos y, por lo tanto, el trabajo de construcción interior puede llevarse a cabo al mismo tiempo.
Algoritmos para controlar la formaLa red de cable está diseñada para adquirir la forma deseada bajo el peso del hormigón húmedo, gracias a un método de cálculo desarrollado por Block Researcher Group y sus colaboradores en el Centro Nacional de Competencia Suizo (NCCR) en Fabricación Digital. Los algoritmos aseguran que las fuerzas se distribuyen correctamente entre los cables de acero individuales y el techo asume con precisión la forma deseada. La red de cable pesa solo 500 kg y la textil 300 kg; por lo tanto, con un total de solo 800 kg de material, las 20 toneladas de concreto húmedo son compatibles.
