Estructuras de construcción PEB versus estructuras tradicionales: ¿cuál es mejor para su proyecto?

Aunque las estructuras de construcción tradicionales tienen una larga historia y una tecnología madura, gradualmente han ido mostrando algunas limitaciones en el rápido desarrollo actual y la demanda de una construcción eficiente. Con su prefabricación en fábrica y su rápido montaje en obra, el PEB se ha convertido rápidamente en un método de construcción eficiente, respetuoso con el medio ambiente y adaptable.

Sin embargo, ¿puede el PEB realmente reemplazar las estructuras de construcción tradicionales y convertirse en la dirección futura de la industria de la construcción? Analizaremos las diferencias entre el PEB y las estructuras de construcción tradicionales en detalle a través de una comparación de múltiples dimensiones para ayudarlo a comprender mejor sus respectivos escenarios aplicables y su potencial de desarrollo futuro.

¿Qué es la construcción PEB?

Edificio prefabricado (PEB) es un método de construcción que prefabrica los componentes del edificio en la fábrica y completa el edificio mediante el montaje en el sitio. El concepto central de PEB es "prefabricación en fábrica y montaje en el sitio", es decir, los componentes principales del edificio (como marcos de acero, paneles de pared, paneles de techo, etc.) se completan en la fábrica y luego se transportan al sitio de construcción para el montaje.

Componentes principales del PEB:

Marco de acero: La estructura del esqueleto de PEB suele estar hecha de acero, que tiene las características de alta resistencia y durabilidad. Los marcos de acero pueden soportar grandes cargas y son adecuados para edificios de grandes luces.

Paneles de pared y paneles de techo: Los paneles de pared y techo se fabrican generalmente con una variedad de materiales, incluidos hormigón prefabricado, estructuras de acero ligero, paneles sándwich y otros. Estos componentes no solo garantizan la solidez del edificio, sino que también tienen buenos efectos de aislamiento térmico y acústico.

Componentes de conexión: Los distintos componentes de PEB están conectados mediante conectores estandarizados para garantizar la estabilidad y seguridad de la estructura del edificio.

¿Qué es la estructura de construcción tradicional?

La estructura de construcción tradicional se refiere a un método de construcción basado en años de experiencia y acumulación técnica, que se basa en la construcción en el lugar y en materiales de construcción convencionales (como ladrillos, madera, hormigón armado, etc.). A diferencia de los edificios prefabricados ensamblados (PEB), las estructuras tradicionales suelen tener un largo período de construcción y dependen de operaciones manuales y en el lugar.

Principales tipos de estructuras de construcción tradicionales:

Estructura de ladrillo y hormigón: La estructura de ladrillo y hormigón es una forma común en los edificios tradicionales. Las paredes se construyen principalmente con ladrillos y mortero de cemento, y el hormigón armado se utiliza para las estructuras portantes. Este tipo de estructura se utiliza ampliamente en edificios de poca altura.

Estructura de hormigón armado: La estructura de hormigón armado se utiliza habitualmente en edificios de gran altura y grandes edificios públicos. Mediante la combinación de barras de acero y hormigón se forma un sistema estructural de gran resistencia y durabilidad.

Estructura de madera: Aunque menos utilizadas en los edificios modernos, las estructuras de madera todavía se utilizan en edificios residenciales en algunas zonas específicas, con buena resistencia a los terremotos y capacidad de ajuste.

Comparación de las principales características de los edificios de PEB y los tradicionales

1. PEB vs. Estructuras tradicionales: peso

• PEB: Adopta una estructura de acero liviana, con un peso propio general liviano y requisitos de capacidad de carga bajos para la cimentación. Esto permite que el PEB se construya rápidamente en algunas áreas con condiciones geológicas inestables, ahorrando el costo de la ingeniería de cimentación.
• Estructura de construcción tradicional: suele utilizar materiales más pesados, como hormigón y mampostería, con un peso propio total elevado y requisitos de cimentación relativamente elevados. Durante el proceso de construcción se requiere más ingeniería de cimentación y material de apoyo.

2. PEB vs. Estructuras tradicionales: Estructural

• PEB: El sistema estructural de PEB es relativamente simple, y el diseño y el análisis de fuerza son claros y precisos. Por lo general, adopta una estructura de marco de acero, lo que resulta conveniente para un cálculo e implementación rápidos. Debido a la estructura simple, el período de construcción es relativamente corto.
• Estructura de construcción tradicional: El sistema estructural tradicional es complejo, a menudo implica una combinación de múltiples materiales, como hormigón y barras de acero, y el análisis de fuerzas es difícil. El diseño estructural complejo a menudo aumenta la dificultad y el costo de tiempo de la construcción.

3. PEB vs. Estructuras tradicionales: Cimentación

• PEB: Debido al uso de una estructura de acero liviana, el PEB tiene un peso propio liviano, por lo que la ingeniería de cimentación es pequeña y el costo es relativamente bajo. Incluso para edificios de gran envergadura, la cimentación requerida es relativamente simple.
• Estructura de construcción tradicional: Debido a su gran peso, los edificios tradicionales necesitan una base más sólida, lo que requiere una gran cantidad de trabajo de cimentación, y el tiempo y el costo de construcción también aumentan en consecuencia.

4. PEB vs. Estructuras tradicionales: Material

• PEB: Utiliza principalmente materiales modernos, livianos y duraderos, como acero y placas de acero de color. Las estructuras de acero tienen buena resistencia y durabilidad, y se pueden procesar con precisión para garantizar la estabilidad de la estructura.
• Estructura de construcción tradicional: se suelen utilizar materiales tradicionales como el hormigón, la mampostería y la madera. Aunque estos materiales son maduros y duraderos, son pesados y requieren mucha mano de obra y equipo durante el proceso de construcción.

5. PEB vs. Estructuras tradicionales: Componente

• PEB: Los componentes PEB se prefabrican en la fábrica, con alta precisión y capacidad de control de calidad, lo que puede reducir en gran medida los errores e incertidumbres en la construcción en el sitio y acortar el período de construcción.
• Estructura de construcción tradicional: Los componentes generalmente se fabrican en el lugar, por lo que se ven muy afectados por factores como la mano de obra y el clima, y pueden causar fluctuaciones en la calidad y retrasos en la construcción.

6. PEB vs. Estructuras tradicionales: Tramo

• PEB: El PEB (Pre-Engineered Building) puede adaptarse a diseños de grandes luces y es ideal para estructuras grandes que requieren espacios abiertos, como almacenes, fábricas, salas de exposiciones e instalaciones similares. Su estructura de acero puede soportar fácilmente grandes luces.
• Estructuras de construcción tradicionales: La luz de las estructuras tradicionales suele ser limitada, especialmente cuando se utilizan estructuras de ladrillo y hormigón. La luz está muy limitada por los materiales y las fuerzas, y se necesitan más estructuras de soporte para garantizar la estabilidad.

Diferencias de rendimiento entre los edificios de PEB y los tradicionales

1. PEB vs. Estructuras tradicionales: desempeño sísmico

• PEB: La estructura de acero de PEB tiene una excelente tenacidad y rendimiento sísmico, lo que permite absorber y dispersar eficazmente las fuerzas sísmicas. Debido a la ductilidad del acero, el PEB puede mantener mejor la integridad de la estructura durante un terremoto.
• Estructura de edificación tradicional: El desempeño sísmico de las edificaciones tradicionales generalmente depende de los materiales de construcción, el diseño estructural y la calidad de la construcción. Si bien materiales como el hormigón armado tienen ciertas ventajas en cuanto a resistencia sísmica, el desempeño general es relativamente complejo y depende del diseño sísmico detallado y la ejecución de la construcción.

2. PEB vs. Estructuras tradicionales: Sostenibilidad

• PEB: Los materiales utilizados en PEB (como el acero) son reciclables, lo que minimiza significativamente la producción de desechos y escombros de construcción. Su eficiente proceso de producción y construcción también ayuda a reducir el desperdicio de recursos y a cumplir con los requisitos modernos de protección ambiental.
• Estructura de construcción tradicional: Los materiales de construcción tradicionales (como el hormigón, los ladrillos, etc.) no suelen ser muy reciclables y durante el proceso de construcción se genera una gran cantidad de residuos de construcción. Además, debido al alto consumo de energía del transporte de materiales y la construcción en el lugar, la protección del medio ambiente es deficiente.

3. PEB vs. Estructuras tradicionales: flexibilidad

• PEB: PEB está diseñado con alta flexibilidad, especialmente en el uso de espacios de gran tamaño, que pueden satisfacer diferentes requisitos funcionales y de diseño. Sus componentes modulares y estandarizados hacen que la distribución espacial sea más flexible y la distribución interna se pueda ajustar en cualquier momento.
• Estructura de los edificios tradicionales: la envergadura de los edificios tradicionales suele ser pequeña, especialmente las estructuras de ladrillo y hormigón. Su distribución espacial está limitada por los materiales y el diseño, y es difícil proporcionar un uso flexible del espacio. Además, el ajuste espacial a menudo requiere una reconstrucción y un refuerzo a gran escala.

4. PEB vs. Estructuras tradicionales: expansión futura

• PEB: Los edificios de PEB son muy adecuados para futuras ampliaciones y desmontajes. La conexión entre los componentes es sencilla y fácil de desmontar y montar. Los proyectos de ampliación normalmente no tienen mucho impacto en las estructuras existentes y pueden adaptarse rápidamente a nuevas necesidades.
• Estructura de los edificios tradicionales: La ampliación de los edificios tradicionales suele ser más complicada, ya que implica el refuerzo de los cimientos y la estructura originales, con costes elevados y largos plazos de construcción. La ampliación de estructuras tradicionales suele requerir cambios en la estructura del edificio existente, lo que resulta difícil de construir.

5. PEB vs. Estructuras tradicionales: Otras propiedades

• PEB: El PEB tiene un excelente rendimiento en aislamiento térmico, aislamiento acústico, etc., especialmente a través de un diseño razonable y el uso de materiales de aislamiento térmico eficientes, puede mejorar eficazmente el confort y la eficiencia energética del edificio. Las estructuras de acero ligero también pueden proporcionar una buena resistencia al viento.
• Estructura de los edificios tradicionales: el aislamiento térmico, el aislamiento térmico, el aislamiento acústico y otras propiedades de los edificios tradicionales dependen de los materiales de construcción utilizados. Por ejemplo, el hormigón tiene una gran capacidad térmica pero un aislamiento acústico deficiente; la madera tiene un buen rendimiento de aislamiento acústico, pero puede no ser tan buena como el PEB en prevención de incendios y aislamiento térmico.

Comparación de diseño entre PEB y edificios tradicionales

• PEB: PEB tiene un alto grado de estandarización del diseño y utiliza componentes modulares, lo que permite generar rápidamente planos de construcción. El proceso de diseño suele ser más conciso y eficiente, y fácil de implementar.
• Estructura de un edificio tradicional: El diseño de un edificio tradicional tiene un alto grado de personalización. El equipo de diseño debe adaptar el plan según las necesidades específicas de cada proyecto. El ciclo de diseño es largo e implica muchos detalles de diseño.

Comparación de construcción y entrega entre PEB y edificios tradicionales

• PEB: Los componentes de PEB se prefabrican en la fábrica y la construcción en el lugar se realiza principalmente mediante ensamblaje, lo que es rápido. Debido a la estandarización de los componentes, el impacto del clima durante la construcción es pequeño y el ciclo de construcción es corto.
• Estructura de construcción tradicional: Los edificios tradicionales se construyen en el lugar, lo que implica operaciones húmedas como el vertido de hormigón y la colocación de ladrillos. La velocidad de construcción es lenta y los factores climáticos (como las precipitaciones y los cambios de temperatura) tienen un gran impacto en el progreso de la construcción.

Comparación de aplicaciones entre PEB y edificios tradicionales

• PEB: El PEB es particularmente adecuado para edificios de grandes dimensiones, como plantas industriales, almacenes, edificios comerciales, etc. Estos edificios suelen requerir grandes espacios, una construcción eficiente y un diseño flexible, y las ventajas del PEB son más destacadas.
• Estructura de construcción tradicional: La estructura de construcción tradicional es más adecuada para edificios residenciales, de oficinas y públicos, etc. Estos lugares tienen altos requisitos de diseño personalizado y estabilidad estructural, y el diseño diversificado de los edificios tradicionales puede satisfacer estas necesidades.

Comparación de costes entre PEB y edificios tradicionales

• PEB: El costo de inversión inicial de PEB es relativamente alto, concentrado principalmente en la adquisición de materiales y la prefabricación de fábrica, pero debido a la rápida velocidad de construcción y al corto período de construcción, el costo integral (incluido el costo de tiempo, el costo de mantenimiento, etc.) es relativamente bajo.
• Estructura de los edificios tradicionales: el costo de inversión inicial de los edificios tradicionales es bajo, el proceso de construcción es más complicado y el ciclo es largo, lo que puede generar costos integrales más altos. Los costos de mantenimiento y operación suelen ser altos, especialmente para los diseños de edificios más complejos.

Comparación de responsabilidad entre PEB y edificios tradicionales

• PEB: Las responsabilidades de diseño, producción y construcción de PEB son claras, y normalmente son de la misma parte, lo que resulta conveniente para la coordinación y la gestión y evita la elusión de responsabilidades.
• Estructura de construcción tradicional: Los edificios tradicionales involucran a muchas partes responsables, y las responsabilidades de diseño, construcción, supervisión y otras partes no están claramente divididas, lo que facilita que se produzcan disputas y evasiones, lo que conduce a obstrucciones en la gestión y el progreso del proyecto.

¿Por qué se destaca PEB?

• Velocidad: El PEB puede reducir el tiempo de construcción hasta en un 50% o más en comparación con los métodos tradicionales, agilizando significativamente el proceso de construcción.
• Ahorro de costes: Los menores costos de material y mano de obra hacen del PEB una opción rentable para proyectos de gran escala, ofreciendo importantes beneficios presupuestarios.
• Durabilidad: Diseñadas para soportar condiciones ambientales severas, las estructuras de PEB exhiben alta resiliencia y longevidad.
• Sostenibilidad: El PEB genera un mínimo de residuos y utiliza materiales reciclables, lo que lo convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente para la construcción.
• Escalabilidad: Los diseños de PEB son fácilmente ampliables, lo que permite a las empresas adaptarse sin problemas al crecimiento y las necesidades futuras sin interrupciones significativas.