Los paneles con aislamiento estructural (SIP) son paneles de construcción de alto rendimiento que se utilizan en pisos, paredes y techos de edificios residenciales y comerciales ligeros. Los paneles se fabrican intercalando un núcleo de aislamiento de espuma plástica rígida entre dos revestimientos estructurales, como tableros de fibra orientada (OSB). Se pueden utilizar otros materiales de piel para fines específicos. Los SIP se fabrican en condiciones controladas de fábrica y pueden diseñarse a medida para cada proyecto. El resultado es un sistema de construcción extremadamente fuerte, energéticamente eficiente y rentable. Construir con SIP le ahorrará tiempo, dinero y mano de obra.

¿Por qué hacer en siete pasos con la construcción convencional con armazones lo que puede hacer en solo tres pasos innovadores con los SIP?
A continuación se presentan nueve beneficios principales de la construcción con paneles con SIP:
·Velocidad
·Calidad
·Precisión
·Eficiencia
·Reducción de residuos
·Integración de sistemas
·Aprendizaje automático
·BOM automatizada
·Programación automatizada

Las casas SIP se construyen mucho más rápido que los edificios con estructura tradicional. Un equipo de instalación SIP debidamente capacitado puede reducir el tiempo de elaboración de estructuras en un 55 por ciento en comparación con las estructuras de madera convencionales, según un estudio independiente realizado por R.S. Medio. Los paneles se fabrican con tamaños de hasta 8 pies por 24 pies, por lo que se pueden colocar secciones enteras de pared y techo rápidamente, lo que reduce el tiempo de secado. Los SIP están listos para instalarse cuando llegan al lugar de trabajo, lo que elimina el tiempo necesario para realizar las operaciones individuales en el lugar de trabajo de enmarcar, aislar y revestir paredes con marcos de varillas. Los canales eléctricos generalmente se proporcionan en el núcleo de los paneles, por lo que no es necesario perforar los montantes para el cableado.

Los constructores pueden ahorrar dinero mediante la reducción de los costos de construcción y mano de obra. Una envolvente de edificio de alto rendimiento a menudo permite reducir el tamaño de los equipos HVAC y minimizar los conductos. Los constructores también pueden reducir significativamente la eliminación de desechos en el lugar de trabajo y el calor temporal durante la construcción. Los propietarios de viviendas que incorporan otras características de eficiencia energética en una casa SIP pueden ver ahorros en servicios públicos del 50 por ciento o más. En un ejemplo de 2021 para una casa típica de 2000 pies cuadrados, el uso de SIP ahorra más de $16 000 en costos eliminados de materias primas de 2 x 4 solo debido a los altos costos de la madera en comparación con los OSB utilizados para los SIP.

Los paneles estructurales aislados son uno de los sistemas de construcción disponibles más responsables con el medio ambiente. La envolvente de un edificio SIP proporciona un aislamiento continuo, es extremadamente hermética, permite un mejor control de la calidad del aire interior, reduce los residuos de construcción y ayuda a ahorrar recursos naturales. El análisis del ciclo de vida ha demostrado que las casas SIP tienen un tremendo impacto ambiental positivo al reducir el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero durante todo el ciclo de vida de la casa. Los diseños SIP pueden ahorrar un 45% más de CO2 con una recuperación de la energía de 5,1 años y una recuperación de los gases de efecto invernadero de 3,8 años en comparación con los ejemplos de estructuras tipo palo.

Las características estructurales de los SIP son similares a las de una viga en I de acero. Los revestimientos OSB actúan como brida de la viga en I, mientras que el núcleo de espuma rígida proporciona el alma. Este diseño brinda a los SIP una ventaja al manejar cargas de compresión en el plano. Los SIP se utilizan para diseños con vientos fuertes de más de 180 mph y están aprobados para las estrictas zonas de huracanes de alta velocidad (HVHZ) de Florida. El área de carga de los SIP es equivalente a un edificio con marcos de 2 x 10 a 16 pulgadas entre centros. Los SIP se pueden diseñar para la mayoría de las aplicaciones. La información detallada sobre el rendimiento estructural de los SIP está disponible a través de los fabricantes miembros de SIPA.

Un gabinete de edificio SIP de alto rendimiento a menudo permite especificar equipos HVAC más pequeños. Es importante trabajar con un profesional calificado de HVAC que pueda estimar con precisión los bajos niveles de infiltración de aire en una casa o edificio comercial SIP. El dimensionamiento adecuado de HVAC es crucial porque un sistema HVAC de gran tamaño no logrará alcanzar la tasa de funcionamiento constante para la que fue diseñado el equipo. Los equipos HVAC de ciclo corto serán menos eficientes energéticamente y requerirán más mantenimiento que los equipos HVAC del tamaño adecuado.

Los edificios SIP son extremadamente herméticos con tasas de fuga de aire inferiores a 3 cambios de aire por hora a 50 pascales de presión (3,0 ACH50) y requieren ventilación mecánica. Los sistemas de ventilación introducen aire fresco en el edificio en cantidades controladas y expulsan el aire cargado de humedad y viciado al exterior. Al limitar el intercambio de aire a sistemas de ventilación controlados, las casas SIP permiten que todo el aire entrante se filtre en busca de alérgenos y se deshumidifique, creando una mejor calidad del aire interior. La ventilación adecuada es importante en todos los hogares para preservar la calidad del aire interior.

La hermeticidad de la envolvente del edificio SIP evita que el aire acceda al interior de la vivienda, excepto en cantidades controladas. Un ambiente interior controlado es saludable y confortable. La humedad se puede controlar más fácilmente en una casa SIP, lo que da como resultado una casa más cómoda para los ocupantes y menos propensa al crecimiento de moho y ácaros del polvo.

Como todos los edificios con estructura de madera, los SIP presentan un riesgo de incendio manejable cuando su construcción cumple con las precauciones contra incendios enumeradas en el código de construcción. Los códigos residenciales generalmente requieren la aplicación de una barrera térmica resistente al fuego de 15 minutos en el interior de todas las estructuras residenciales, lo que se logra aplicando 1/2 pulgada. tablero de yeso grueso o un material de rendimiento térmico equivalente.

Los edificios comerciales livianos o de usos múltiples de construcción con clasificación de incendio Tipo V a menudo requieren una clasificación de incendio de una hora y/o sistemas de rociadores. Muchos fabricantes de SIP pueden proporcionar conjuntos probados tanto para paredes como para techos que cumplen con las pruebas de resistencia al fuego de una hora descritas en ASTM E 119. Consulte con su fabricante local para conocer los conjuntos específicos.

Los SIP son compatibles con casi cualquier sistema de construcción. Los paneles de pared pueden asentarse sobre una variedad de materiales de base, incluido concreto vertido, bloques o encofrados de concreto aislado. Los SIP están dimensionados para aceptar madera dimensional y son perfectamente compatibles con estructuras de palos. Los constructores pueden optar por construir con paredes SIP y un techo de armadura convencional o con paredes de palo y un techo SIP con poca dificultad. Los SIP también son populares como método para proporcionar un cerramiento de edificio bien aislado para estructuras de madera y acero.

La mayor parte de la construcción con SIP es muy similar a la estructura convencional. Los SIP aceptan madera dimensional y se sujetan entre sí mediante grapas, clavos o tornillos. El sellado adecuado es muy importante al ensamblar SIP. Todas las juntas deben sellarse con sellador SIP especialmente diseñado o sellador de espuma expansiva y, en algunos casos, cinta SIP autoadhesiva. Los SIP también requieren considerar cómo se colocarán y colocarán los paneles en el lugar de trabajo. Aunque los paneles más pequeños de 8 por 4 pies se pueden colocar a mano, los paneles más grandes de 8 por 24 pies requieren el uso de equipo para descargarlos y colocarlos.

La modificación in situ se puede realizar fácilmente utilizando algunas herramientas adicionales específicas de SIP. Los paneles de gran tamaño se pueden cortar usando una sierra de vigas o un accesorio de corte de vigas para una sierra circular. Luego, el núcleo de espuma se puede empotrar para ranuras o madera dimensional usando una pala de espuma de alambre caliente o un accesorio de amoladora angular especializado.

Los cables eléctricos pasan a través de canales precortados dentro del núcleo de los paneles llamados "persecuciones". Las rodilleras se añaden durante el proceso de fabricación según el diseño eléctrico de la vivienda. Los electricistas pueden pasar cables a través de los canales del panel sin comprimir el aislamiento ni perforar los montantes.

Aunque las termitas no se alimentan de los núcleos de los paneles de espuma, ha habido casos en los que estos insectos han ahuecado los núcleos de los paneles y los han utilizado como lugar de anidación. Para evitar esto, muchos fabricantes ofrecen SIP con espuma tratada con borato y/o OSB. Las termitas también se pueden disuadir mediante el uso de una malla de acero especialmente diseñada en la conexión de los cimientos. Ambos tratamientos son muy eficaces, pero no sustituyen la cuidadosa prevención y mantenimiento de las termitas, como ocurre con cualquier otra estructura de madera.

Si los paneles están dañados, un ingeniero estructural debe evaluar el daño para determinar qué es cosmético y qué es estructural. Si el daño es sólo cosmético, entonces se debe determinar y reparar la fuente de humedad, ya sea del interior o del exterior. Si el daño es estructural, entonces se debe identificar la fuente del problema y encontrar una solución estructural al problema. Esto se puede hacer mediante una modificación de los paneles en el sitio o reemplazándolos, dependiendo de la magnitud del daño. En caso de que los paneles sufran daños, se debe notificar al fabricante e instalador de los mismos. Hay miembros de SIPA que pueden actuar como consultores para evaluar el daño y recomendar estrategias de reparación o reemplazo.

Algunos fabricantes de techos garantizan las tejas asfálticas sobre techos SIP sin ventilación, mientras que otros anulan su garantía debido a las temperaturas más altas de las tejas. La investigación realizada por Building Science Corporation revela que aunque las temperaturas de las tejas asfálticas aumentan ligeramente (2 a 3 grados F) en un ensamblaje de techo sin ventilación, el color de las tejas y la orientación del techo tienen un impacto mucho más profundo en la durabilidad de las tejas. Según la Guía del constructor sobre paneles aislados estructurales (SIP) publicada por Building Science Corporation, la reducción típica de la vida útil de las tejas en comparación con un conjunto de techo SIP sin ventilación es de entre uno y dos años.

Los constructores que deseen cumplir con las garantías del fabricante de techos pueden elegir entre una variedad de materiales para techos más duraderos y sin asfalto o proporcionar un espacio de ventilación entre los paneles del techo SIP y el material del techo (conocido como techo frío o ventilado).

El área dentro de la envolvente de un edificio SIP se considera espacio acondicionado y será ventilada por el sistema HVAC del edificio. No es necesario proporcionar un ático ventilado debajo de un techo SIP, y hacerlo comprometería el espacio acondicionado del edificio.

Algunos expertos en ciencias de la construcción recomiendan ventilar el techo proporcionando un espacio de aire entre los paneles del techo SIP y el material del techo (conocido como como un “techo frío”). Esta mejor práctica no es un requisito para los edificios SIP, pero es una medida adicional sensata para mejorar la durabilidad y la resistencia a la humedad del edificio.

Comience descargando el documento de descripción general Diseño con SIP: CONSIDERACIONES DE DISEÑO. Obtenga más información con el video educativo de una hora de duración Diseño e ingeniería SIP básicos.

Consulte la página web Diseño con SIP de SIPA para obtener más recursos o comuníquese con su fabricante SIP local.

La información sobre precios se puede obtener contactando a cualquiera de los miembros fabricantes o distribuidores/distribuidores de SIPA. Sin embargo, el precio del material no refleja el ahorro de mano de obra que se puede lograr con la construcción SIP.

Un estudio realizado por R.S. Los medios muestran que construir con SIP puede reducir el trabajo de carpintería, electricidad y plomería hasta en un 55 por ciento en comparación con los marcos de madera convencionales. Los constructores también pueden esperar menores costos de eliminación de desechos en el lugar de trabajo y ahorros en equipos HVAC. Son típicos los ahorros en esfuerzos de instalación de puertas, ventanas, gabinetes y paneles de yeso y la eliminación del aislamiento continuo (ci). Cuando se consideran todos estos factores, construir con SIP suele ser menos costoso que otros sistemas de construcción.

La construcción SIP está reconocida por el cuerpo de códigos de construcción del Consejo Internacional de Códigos, que se utiliza en la mayoría de las jurisdicciones de los EE. UU. Los SIP también están aprobados por el estado de Florida para zonas de huracanes de alta velocidad (HVHZ).

Para edificios residenciales, las prácticas de construcción específicas para sistemas de paredes SIP se incluyen en la Sección R610 del Código Residencial Internacional de 2018. Para aplicaciones más allá del alcance de la Sección R610, el inspector de edificios generalmente requerirá que un ingeniero o arquitecto autorizado apruebe los planos del edificio antes de la construcción. Siempre se requiere la aprobación de un ingeniero en áreas con fuertes vientos, zonas con gran actividad sísmica y edificios comerciales.

Los constructores deben consultar las instrucciones de instalación del fabricante del revestimiento para saber cómo conectar su producto a los SIP. Debido a que los SIP utilizan muy poca madera sólida, a menudo se requiere un mayor programa de fijación al colocar el revestimiento exterior. Si el fabricante del revestimiento no ofrece recomendaciones para fijar su producto a los SIP, un arquitecto o ingeniero con licencia puede calcular la frecuencia adecuada de los sujetadores obteniendo la extracción de los sujetadores. capacidades del fabricante de SIP. También es importante que se sigan los procedimientos adecuados de gestión de la humedad al aplicar cualquier tipo de revestimiento a los SIP. La Guía del constructor de paneles aislados estructurales (SIP) proporciona detalles para unir varios tipos de materiales de revestimiento. Con la excepción del revestimiento de metal y vinilo, la Guía del Constructor recomienda que todos los revestimientos se instalen con un espacio de drenaje entre el revestimiento y la barrera resistente a la intemperie en climas con un promedio de más de 20 pulgadas de lluvia anual.

Las crestas de tejas son un abultamiento del material asfáltico para techos que se produce a lo largo de las juntas de los paneles de madera de ingeniería utilizados en aplicaciones de techos. Este raro fenómeno es causado por el cambio en el contenido de humedad en el revestimiento del techo y ocurre en los ensamblajes de techo con armazón tradicional, así como en los ensamblajes de techo SIP. Las crestas causadas por la expansión de los paneles de techo SIP pueden ser una imperfección estética, pero no afectan la rendimiento del techo o de los paneles del techo SIP. En la Guía del constructor de paneles aislados estructurales (SIP) se describen varios ensamblajes que evitan que las tejas se surquen. Especificar un techo frío (con ventilación trasera) o simplemente revestir el techo con una capa adicional de OSB escalonada sobre las juntas de los paneles eliminará la posibilidad de que se formen caballetes de tejas. Alternativamente, se pueden usar tejas de madera, tejas de madera o un techo de metal con junta alzada en lugar de tejas de asfalto.

Los valores R para SIP dependen del grosor del SIP y del tipo de material central que se utiliza. Consulte la tabla de valores R de SIPA para conocer los valores R mínimos de los SIP comúnmente disponibles. Los valores R estáticos, como los incluidos en la tabla, califican la efectividad del material aislante. Sin embargo, no describen con precisión cómo funcionan los productos en un entorno del mundo real. Cuando se instala fibra de vidrio u otros tipos de aislamiento, se instalan alrededor de miembros estructurales hechos de madera o metal que tienen un valor aislante muy pobre. Los materiales aislantes instalados en campo también son propensos a presentar imperfecciones en la instalación. El Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía ha estudiado y probado el rendimiento de conjuntos de paredes completos en grandes secciones. Los datos resultantes del valor R de toda la pared revelan que una pared SIP de 4 pulgadas con clasificación R-14 supera a una pared de 2 × 6 con aislamiento de fibra de vidrio R-19. Para obtener más detalles, descargue las mejores prácticas de diseño SIP 1 de forma gratuita: envolvente de construcción SIP de alto rendimiento.

Para la mayoría de las aplicaciones, los SIP son estructuralmente autosuficientes. Las características estructurales de los SIP son similares a las de una viga en I de acero. Los revestimientos OSB actúan como brida de la viga en I, mientras que el núcleo de espuma rígida proporciona el alma. Este diseño es extremadamente fuerte y elimina la necesidad de marcos adicionales. En los casos en que una carga puntual de una viga o cabecera requiere soporte adicional, se instala en el campo una estría de madera de doble dimensión o una estría de madera de ingeniería en las conexiones del panel en el plano. Los SIP son También se utiliza como muro cortina para estructuras de acero o de madera. En aplicaciones comerciales de gran tamaño, los SIP pueden minimizar la cantidad de soporte estructural necesario y reducir los costos de materiales. En aplicaciones de techo, los SIP dependen de vigas y correas para su soporte. Los SIP pueden abarcar largas distancias, lo que permite utilizar una cantidad mínima de soportes estructurales. La incorporación de vigas en I en los techos SIP también puede aumentar fácilmente las luces y las cargas del techo.

Las luces empotradas nunca deben incrustarse en paneles estructurales aislados. Para instalar luces empotradas, se debe construir un plafón interior. Hoy en día, las luces LED delgadas, modernas y de bajo consumo energético han reemplazado la necesidad de luminarias empotradas.

La resistencia al sonido de una pared SIP depende del grosor del panel de yeso aplicado, del acabado exterior aplicado y del grosor del núcleo de espuma aislante que se utiliza. Los SIP son especialmente eficaces para bloquear el ruido de alta frecuencia y la mayoría de los propietarios notan la comodidad silenciosa de un hogar SIP. Sin embargo, los sonidos de baja frecuencia no se detienen con tanta eficacia con una envolvente de edificio SIP. Para edificios multifamiliares y comerciales, se utiliza un coeficiente universal de transmisión de sonido (STC) para especificar la resistencia al sonido de los conjuntos de paredes. Se encuentran disponibles ensamblajes con una variedad de clasificaciones STC, incluidas opciones con una clasificación STC superior a 50 para paredes medianeras en edificios multifamiliares. Los fabricantes de SIP pueden proporcionar más información sobre estos conjuntos.

No se requieren barreras de aire o barreras de vapor en los edificios SIP porque los SIP sellados adecuadamente crean una barrera de aire que cumple con el código con una clasificación de permeabilidad inferior a 1,0 perm. Además, el núcleo de espuma de los SIP es sólido y continuo en toda la pared, lo que elimina los problemas de convección y condensación que pueden ocurrir en las paredes huecas. Esto no debe confundirse con el requisito de barreras externas resistentes al agua que protejan todas las estructuras de madera externas de agua a granel. Consulte la Guía del constructor sobre SIP de Joseph Lstiburek para obtener recomendaciones detalladas sobre barreras de vapor.

Las tuberías no deben ubicarse en paredes SIP exteriores debido a la posibilidad de que se produzca condensación o que las líneas de suministro se congelen en climas fríos. Durante la fase de diseño del proyecto, todas las tuberías deben reubicarse en las paredes interiores. Si las tuberías deben ubicarse en una pared exterior, se recomienda instalar una canal de superficie en el interior de la pared para ocultar las tuberías. Otra opción es construir una pequeña sección de la pared utilizando una estructura de madera convencional que pueda usarse para instalar tuberías. Las penetraciones de plomería, como las salidas de agua de drenaje (DWV), se pueden colocar a través de SIP si están completamente selladas para evitar la infiltración de aire.

Se recomienda que el fabricante del gabinete proporcione instrucciones sobre cómo conectar su producto a los SIP. Normalmente, se requiere un programa de fijación mayor. Otra opción es instalar tiras de madera contrachapada detrás de los gabinetes para brindar resistencia adicional a los sujetadores. Debido a la naturaleza consistente y plana de las paredes SIP, los gabinetes generalmente cuelgan más fácilmente con menos irregularidades en el ajuste. Si el fabricante del gabinete no ofrece recomendaciones para fijar su producto a los SIP, un arquitecto o ingeniero con licencia puede calcular la frecuencia adecuada de los sujetadores obteniendo la extracción de los sujetadores. capacidades del fabricante SIP.

Una envolvente de edificio SIP hermética al agua y al aire constituye la base de una estrategia exitosa de control del moho. Los niveles extremadamente bajos de infiltración de aire en los edificios SIP permiten que el equipo de tratamiento de aire proporcione aire entrante en cantidades controladas. La deshumidificación adecuada del aire entrante siguiendo los estándares de ASHRAE creará un ambiente donde el moho no puede crecer físicamente. Además de crear una estructura hermética, los SIP son sólidos y no tienen cavidades en la pared donde la humedad pueda condensarse y provocar un crecimiento de moho invisible.

Para los propietarios de viviendas, el primer paso es identificar un constructor de calidad que tenga experiencia en la construcción SIP. Un constructor SIP experimentado gestionará el proceso de revisión y conversión del plan. Busque en el Directorio de miembros de SIPA para encontrar un constructor SIP con experiencia en su área. Considere utilizar un Master SIP Builder acreditado por SIPA que haya completado el programa Building Education with SIPs Training (BEST). Puede encontrarlos en el directorio. Para un constructor que busca comenzar su primer proyecto SIP, los primeros pasos son encontrar un fabricante o distribuidor/distribuidor con quien trabajar y explorar algunos de los muchos recursos educativos disponibles.

La construcción de una vivienda o edificio comercial SIP comienza con los documentos de construcción. Una vez que los documentos de construcción están en manos de un fabricante, distribuidor/distribuidor o profesional de diseño de SIP, se convierten en planos de taller de SIP que brindan las dimensiones de cada panel individual. Los planos de taller son revisados ​​por el constructor, el ingeniero y el propietario del edificio. y otras partes involucradas. Una vez finalizados los planos de taller, los SIP se fabrican y se envían al lugar de trabajo para su instalación. Para obtener más información, mire los videos educativos de media hora sobre el proceso de pedido SIP y los planos de diseño SIP. Para obtener un resumen del proceso más completo, descargue el folleto gratuito Diseño con SIP: CONSIDERACIONES DE DISEÑO.

Para los profesionales de la construcción competentes en técnicas estándar de estructuras de madera, la tarea de aprender SIP no es difícil. El programa SIPA Registered Builder ofrece un curso de capacitación en línea que cubre lo que los constructores necesitan saber sobre la instalación SIP. El sitio web de SIPA proporciona videos educativos completos sobre aspectos específicos de la construcción de SIP. El folleto de 20 páginas Construyendo con SIP: NECESITA SABER está disponible para su descarga gratuita. Muchos fabricantes y concesionarios/distribuidores de SIP también ofrecen asistencia técnica in situ para constructores que son nuevos en la construcción de SIP.

Hay una serie de recursos sobre paneles estructurales aislados: Los constructores pueden participar en el curso de instalación SIP en línea a través del Programa de Constructor Registrado SIPA. SIPA ofrece cursos de educación continua de AIA para profesionales del diseño. Explore las publicaciones en la tienda en línea de SIPA. La Guía del constructor de paneles estructurales aislados (SIP) de Joseph Lstiburek es un libro popular que contiene una gran cantidad de información. Los fundamentos se proporcionan en los folletos gratuitos Diseño con SIPS: CONSIDERACIONES DE DISEÑO y Construcción con SIP: NECESITA SABER. Los folletos de la serie SIP Best Practices exploran diez temas clave para constructores y diseñadores.