El futuro del cero neto

Los rediseños de tejados y los cambios en los materiales de construcción han dado lugar a importantes ahorros de carbono en unas nuevas instalaciones universitarias en Oxford.

El New College de la Universidad de Oxford marcó tendencia en el siglo XIV y las obras de construcción actuales siguen esa tendencia inicial. La visión del fundador de la universidad, William of Wykeham, condujo al primer cuadrilátero del mundo en 1386 y el modelo ha influido en el diseño de las instituciones educativas desde entonces.

La universidad ahora está construyendo un campus de £75 millones con una interpretación moderna del modelo clásico, diseñado por los ingenieros estructurales Price & Myers y David Kohn Architects. Los Cuadrángulos de Gradel establecerán nuevos estándares para reducir el impacto del carbono.

El director de proyectos de New College, Richard Bayfield, caracteriza el proyecto Gradel Quadrangles de 5.639 m2 (que lleva el nombre del donante principal, el gestor de inversiones Chris Gradel) como “maravillosos edificios arquitectónicos de curvas en una ciudad de líneas rectas”.

Un cambio a una estructura de madera laminada encolada para el techo curvo de forma libre redujo la complejidad y redujo las emisiones de carbono.

El desarrollo Gradel Quadrangles comprenderá tres plantas de alojamiento para estudiantes, una nueva ampliación de la escuela y una portería.

También incluye New Wareham House, que albergará las instituciones de la universidad, como el Instituto de Caridad de Oxford (el primer centro de investigación del mundo centrado en el estudio de la caridad) y espacio para oficinas.

El permiso de planificación para el proyecto se concedió en julio de 2018 y la construcción comenzó en marzo de 2020.

Sir Robert McAlpine es el contratista principal del proyecto y su grupo de diseño es responsable del diseño de las obras temporales. Toureen Group está construyendo la subestructura y la superestructura, Ridge & Partners es el director del proyecto, Arcadis es el aparejador y Purcell es el arquitecto de entrega.

Verlo construir a nivel del suelo y las dificultades con pendientes de 45° y mayores, nos hizo darnos cuenta de lo complejo que era este [trabajo]

Dado que New College aspira a lograr cero emisiones netas de carbono para 2035, la sostenibilidad fue una consideración clave a la hora de tomar decisiones de diseño y construcción.

Bayfield trabajó con la profesora asociada de ciencias de la ingeniería de la Universidad de Oxford, Barbara Rossi, y el oficial de sostenibilidad Sir Robert McAlpine, Barry Ryan, para encontrar formas de reducir el impacto ambiental del proceso de construcción y minimizar las necesidades energéticas de los edificios cuando se complete la construcción.

Evaluaron el carbono incorporado en los materiales clave que se utilizarían para la subestructura, la superestructura y la fachada antes de la selección. Se estima que los materiales elegidos representan 732,6 tCO2e de los 775,1 tCO2e de ahorro de carbono del proyecto.

Los rediseños de los techos curvos e inclinados de forma libre para el edificio principal cuadrangular (el alojamiento para estudiantes de tres pisos) y la adyacente New Wareham House redujeron significativamente la huella de carbono del edificio. Se utilizaron materiales con una cantidad significativamente menor de carbono incorporado en lugar del diseño original de hormigón proyectado.

En 2020, como parte de un acuerdo de servicios previos a la construcción con el cliente, Sir Robert McAlpine entregó una maqueta del techo cuadrangular principal para explorar las técnicas de construcción, las obras temporales y la estética general.

Bayfield dice que la construcción de la maqueta generó escepticismo sobre el diseño del techo de concreto proyectado.

“Ver cómo se construía a nivel del suelo y las dificultades con pendientes de 45° y mayores, nos hizo darnos cuenta de lo complejo que era este [trabajo]”, explica.

Los componentes del tejado de madera se fabricaron en una fábrica, lo que ahorra tiempo durante la construcción.

El director del proyecto Sir Robert McAlpine, Dave Scott, añade que se dio cuenta de que no se iba a conseguir la forma arquitectónica del tejado y el acabado superficial deseado.

Como resultado, se decidió rediseñar el techo. Sir Robert McAlpine y Purcell, en colaboración con Price & Myers, llevaron a cabo un estudio de viabilidad utilizando diseño computacional y modelado paramétrico para explorar seis tipos de construcción alternativos y 15 revestimientos diferentes. Además de criterios como el costo, el programa y la estética, el equipo analizó parámetros de sostenibilidad como el carbono incorporado para cada opción.

Se eligió como solución óptima para los edificios una estructura de madera laminada encolada con teselas de aluminio sobre una membrana de una sola capa. La empresa suiza Blumer Lehmann desarrolló una solución de construcción en madera a medida que combina diferentes materiales y técnicas de madera: vigas de madera laminada y vigas de borde curvo de madera laminada.

Los componentes se fabricaron en la fábrica de Blumer Lehmann en Suiza con madera de origen local. Luego fueron llevados al lugar y colocados en su posición. El equipo calculó que el cambio a este tipo de techo redujo drásticamente la huella de carbono del techo de 202,6 tCO2e a 16,7 tCO2e.

Esta solución también minimizó el trabajo en altura y redujo el tiempo de construcción. "Si hubiéramos hecho el techo con hormigón armado, el programa duraba unas 25 semanas, pero lo redujimos a 12 semanas", dice Scott.

Además del tejado, el equipo del proyecto encontró formas de reducir el carbono incorporado en los cimientos y la subestructura apilados. Al reemplazar el cemento con escoria granulada de alto horno molida (GGBS), el carbono incorporado para esta parte del proyecto se redujo en 433tCO2e a 778,9tCO2e.

El proyecto utilizó 1.800 m3 de hormigón para pilotes, que contienen en promedio un 62% de GGBS. GGBS también se utilizó para losas coladas in situ. En total, el 40% de la mezcla de hormigón especificada utilizada para las subestructuras de los edificios contenía un 45% de GGBS.

“El uso de piedra local [piedra caliza de Ancaster] para el revestimiento redujo casi otras 100 toneladas de CO2e”, añade Rossi. New College quería que se utilizara piedra para las fachadas de los edificios por razones estéticas. También quería que los edificios tuvieran una vida útil de diseño de más de 100 años y la piedra ofrece esa durabilidad.

Se lograron ahorros de carbono adicionales de 25,5 tCO2e gracias al uso de electricidad sin emisiones de carbono en el sitio. Se ahorraron otras 17tCO2e al alentar al personal a utilizar Park and Ride, autobús y tren, en lugar de sus automóviles, para llegar al sitio.

Los edificios también han sido diseñados para ser energéticamente eficientes durante su vida operativa. Las bombas de calor geotérmicas combinadas con la orientación del edificio, el aislamiento altamente eficiente, la estanqueidad y la ventilación hacen que el edificio cumpla con el estándar Passivhaus, un estándar internacional de rendimiento energético. La demanda de calefacción y refrigeración de espacios del desarrollo será inferior a 15kWH/m2/año.

Las exitosas iniciativas de ahorro de carbono emprendidas por el equipo le han valido el estatus de Campeón de Carbono del proyecto ICE. Rossi dice que la comunicación, la colaboración, la mentalidad abierta y los objetivos comunes fueron esenciales para la implementación de estas iniciativas.

Tras celebrar la finalización en julio de 2022, el equipo está trabajando ahora en el acondicionamiento y los edificios se entregarán al New College a principios de septiembre.

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