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13.
INDUSTRIALIZED ARCHITECTURE
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
procesos de industrialización aplicados a la construcción
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TEMA 13
Cerramientos de fachada diáfanos
CERRAMIENTOS DE FACHADA DIÁFANOS
13.1. CONCEPTOS. EVOLUCIÓN DE LOS CERRAMIENTOS DE FACHADA
13.1.1. Conceptos
13.1.2.
Primeras etapas
Así, el Palacio de Cristal de Paxton (1851), colofón de la arquitectura de invernaderos ingleses, constituye una obra clave en la
historia de la industrialización del cerramiento, más que por los avances tecnológicos que implicaba, por el impacto y la
aceptación social de una arquitectura sin muros de fábrica, totalmente transparente y permeable. La paralización y demolición en
1853 debido a la presión de la opinión pública, de las obras de construcción del mercado de Les Halles en París, comenzadas en
1851, por Víctor Baltard con muros de obra permiten apreciar el impacto social de una arquitectura nueva completamente
diáfana.
En el Palacio de Cristal se utilizaron con pleno desarrollo varios de los sistemas de organización de la producción industrial:
tipificación de elementos fundidos, vidrios y elementos de ventilación; producción en serie; modulación e incluso control de
calidad. Pero sobre todo se vislumbra una nueva arquitectura en la que el cerramiento no tiene que ser de fábrica para contribuir
a la resistencia estructural.
13.1.3.
Definición de las líneas de evolución
13.1.3.1.
La razón estética. Industrialización tipificada abierta
En 1921 Mies van der Rohe hace su primera propuesta de rascacielos de cristal; en 1923 el edificio de oficinas de hormigón, en el
que la estructura se retira voluntariamente hacia el interior para negar la capacidad estructural del cerramiento pétreo y la cara de
hormigón, en la que se fuerza esa misma idea impidiendo la relación con el suelo de los muros de cerramiento.
Habrá que esperar sin embargo a Estados Unidos, después de la guerra, para que Mies recorra el camino de la industrialización
constructiva real mediante elementos tipificados, más con una voluntad de transparencia y ligereza que por razonamientos
técnicos ideológicos.
13.1.3.2.
13.1.3.3.
La razón ideológica. Industrialización modular
La razón técnica. Industrialización cerrada ligera
La línea de conducta de Jean Prouvé estuvo siempre determinada por dos factores: la evolución científica que condiciona las
técnicas y la información, el estudio de los materiales y su utilización.
En Clichy el cerramiento está constituido por paneles opacos, paneles provistos de huecos acristalados y paneles totalmente
acristalados colgados de la estructura portante, solución que será habitual en los cerramientos industrializados no estructurales.
Los paneles se apoyan mediante un reborde en un perfil L soldado a la viga portante y cuelgan hasta alcanzar el panel inferior o el
perfil base.
Los cerramientos totalmente acristalados cuentan con montantes de chapa plegada con toda la altura que sustentan un
acristalamiento doble formado por una hoja exterior de vidrio y una lámina plástica ondulada.
A partir de 1954, Prouvé trabajó en soluciones industrializadas, especialmente de cerramientos, pero solamente como proyectista
de despacho y colaborando con arquitectos e industriales con orientaciones parciales, muy lejanas a su concepción total y
unitaria.
13.1.3.4.
La razón económica. Industrialización pesada cerrada
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
13.1.3.5.
La razón ambiental
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En los albores del siglo XXI las exigencias ambientales comienzan a mostrarse como catalizadores fundamentales de la
transformación del cerramiento.
La asunción de la transformación climática y con ella del ambiente periarquitectónico y el incremento de las exigencias de
seguridad, salubridad y eficiencia de los edificios prefiguran la transformación de los tipos habituales.
En un universo en el que los materiales y las técnicas tradicionales conviven con las aportaciones de numerosísimas empresas
innovadoras no existe una ruta determinada de evolución, sino un cauce amplio y complejo delimitado por la eficiencia global
percibida de las diferentes propuestas.
Frente a la utilización intuitiva de los sistemas apoyada en un empirismo ya imposible se impone el uso racional derivado del
conocimiento experimental científico, que basa en las prestaciones y no en las recetas la búsqueda de las soluciones apropiadas.
13.2. EXIGENCIAS GENERALES
El ser humano tiene su origen en la naturaleza diáfana, abierta a la luz, de la que se protege, se aísla para desarrollar actividades
calificables como artificiales. No es por tanto extraño que el ser humano haya dedicado su esfuerzo desde los primeros tiempos
mantener la luz en sus edificios, articulando diferentes sistemas capaces de atraparla para su interior y evitar las condiciones
adversas que acompañan su introducción.
El desarrollo de las partes diáfanas del cerramiento ha experimentado hasta tiempos recientes un grado de industrialización
superior al de las opacas. Sin embargo en la actualidad los cerramientos diáfanos han cedido momentáneamente el testigo a los
opacos, quizás debido al notable atraso en que todavía se encuentran aquellos respecto a los diáfanos, o porque la industria del
cerramiento diáfano está dominada por unos pocos grupos quasimonopólicos que obtienen suficiente margen de la explotación
y extensión de la producción de los productos comercializados en lugar de invertir cuantiosas sumas en desarrollos, de resultados
impredecibles, que pueden desestabilizarlos económicamente1.
A diferencia de los cerramientos opacos, los cerramientos diáfanos han evolucionado impulsados por la innovación tecnológica,
especialmente por la posibilidad de apertura de nuevos mercados para productos tecnológicamente más avanzados
desarrollables industrialmente.
La industria del vidrio ha desarrollado en los últimos decenios tecnologías capaces de mejorar la eficiencia del vidrio edificatorio;
pero no ha conseguido trasladarlas al mercado.
La industria de los plásticos se incorporó algunos decenios atrás al campo de los cerramientos diáfanos con unos pocos
materiales: metacrilatos, policarbonatos y poliésteres armados. Su flexibilidad y menor fragilidad les ha permitido sustituir al
vidrio en algunas aplicaciones: elementos curvos, cerramientos horizontales, pantallas acústicas, etc.; pero no han desplazado al
vidrio de los campos de aplicación tradicionales, en los que la baja dureza de los plásticos invalida su utilización.
Quizás en los próximos tiempos vivamos una nueva etapa del desarrollo de los cerramientos diáfanos en la que vidrio y polímeros
permitan mejorar las prestaciones de sistemas para los que las exigencias van a resultar muy diferentes de las precedentes,
edificios que deberán resultar a un tiempo eficientes y cómodos. La tecnología existe y los precios...son el resultado de políticas
globales que a las industrias del vidrio y los polímeros no les resultan ajenas ni complicadas.
En los últimos tiempos ya han comenzado a comercializarse sistemas delimitadores basados en ambos materiales por una
empresa puntera en su sector; pero es tan sólo un primer y balbuceante paso en una dirección que debe producir cambios
radicales.
En los últimos decenios el cerramiento diáfano ha sido curvado, contorsionado, complejizado al límite como soporte de un nuevo
expresionismo plástico desacorde con el alienamiento cultural producido por las geometrías euclídeas, simplificadoras, de los
movimientos racionalistas.
1 No es todavía lejano el caso de Pilkington, la empresa del vidrio más implicada en la investigación de sistemas y productos para cerramientos
diáfanos, a la que la falta de resultados de su departamento de investigación puso los años pasados en una posición extremadamente crítica,
hasta el punto de resultar prácticamente absorbida por sus rivales.
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No cabe poner en duda el fundamento de la crítica deconstrutivista ni tampoco de la capacidad de la industria de responder al
desafío técnico de las nuevas propuestas; pero se trata de propuestas vanas, nacidas en el seno de la propia arquitectura
denostada, un ambiente mutante capaz de fagocitar cualquier propuesta adaptada a su sistema productivo y de reproducirla de
forma sistemática cual una suerte de infección vírica.
Los resultados son frustrantes; pero la demanda es cada vez más patente. Se precisa una nueva arquitectura con una nueva
percepción de sus propias características, que deben resultar de un firme compromiso con la época a la que responde. La historia
es pasado, sirve para informar; peor no da lugar a respuestas, éstas deben surgir de la exploración del memento social, de sus
necesidades, de sus inquietudes.
Vivimos en un mundo tensionado, cuyos protagonistas se mueven entre horizontes confusos de inseguridad y comodidad; en el
que las fronteras entre medios contiguos se vuelven menos sólidas, en el que nuevos medios deben sustituir a los que el tiempo y
la tecnología han convertido en caducos.
Está llegando el tiempo de los cerramientos inteligentes, ¿diáfanos?, ¿opacos?. No, diferentes, encuadrables en nuevas categorías.
Vivimos una época en la que la experimentación es multidireccional. No responde al esquema tradicional progresivo-regresivo
sino que explora de forma desinhibida relaciones tecnológicas complejas en la búsqueda de nuevas identidades tipológicas
acordes con los requerimientos socioambientales de nuestro tiempo.
El análisis de los cerramientos diáfanos que se presenta responde a su carácter prestacional, por lo que se concreta a partir del
estudio del comportamiento respecto a los requisitos básicos que los afectan.
• Resistencia mecánica
• Protección frente al incendio
• Seguridad de utilización
• Control térmico
• Control de la humedad
• Control acústico
• Control de las filtraciones de aire
• Ventilación
• Protección y expresión exterior
• Protección y expresión interior
Este análisis tiene un carácter exploratorio vinculado a los requisitos de la sociedad actual, vinculada a su historia.
La innovación es sometida por la sociedad a una cuarentena protectora, imperceptible, pero firme, basada en herramientas
diversas: burocracia, licencias, certificados, mercado, etc., que cualquier producto debe sortear y que en la mayor parte de los
casos se superan mediante hábiles camuflajes.
No debemos esperar grandes advenimientos tecnológicos, sino estar atentos a la tecnología que de forma imperceptible se cuela
disfrazada de elemento intrascendente vinculado a sistemas consagrados por uso.
13.2.1.
Requisitos mecánicos
Debemos precisar que los sistemas desarrollados para resolver cerramientos diáfanos son ocasionalmente utilizados en
cerramientos opacos que sustituyen los materiales diáfanos por otros opacos. En estos casos las exigencias varían exclusivamente
en los aspectos vinculados a la permeabilidad a las radiaciones electromagnéticas a las características de los materiales utilizados.
13.2.1.1. Relación cerramiento y estructura
La liberación de misiones estructurales permite aumentar la superficie diáfana de los cerramientos, fabricarse en taller y montarse
posteriormente en la obra sobre la estructura ya construida.
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El primer aspecto que se debe tener en cuenta es la relación del cerramiento diáfano con la estructura.
Posiciones relativas entre el cerramiento y la estructura
• Inserto en la retícula. Procede de la sustitución de la fábrica por un paño realizado con componentes industrializados.
• Entre forjados. Permite acentuar las componentes horizontales de la estructura. Aumenta la sensación de transparencia.
• Entre soportes. Acentúa las componentes verticales de la estructura. Aumenta la sensación dinámica y de ligereza.
• En plano anterior. Constituye el muro cortina propiamente dicho. Disminuye el valor plástico de la estructura y se
potencia la volumetría global del edificio.
En los dos primeros casos el cerramiento apoya directamente en las vigas de borde de la estructura mientras que en las dos
últimas debe utilizar anclajes específicos cuyas características estarán definidas según los mecanismos de transmisión de cargas y
control de movimientos previsto.
13.2.1.2.
Transmisión de fuerzas del cerramiento a la estructura
Las cargas verticales debidas al peso del cerramiento y las horizontales de viento deben ser transmitidas a la estructura a través
de los anclajes, para lo que existen dos posibilidades mecánicas básicas; si los elementos de cerramiento apoyan en las vigas de
borde el cerramiento trabajará flexocomprimido, mientras si cuelga de las vigas trabajará flexotraccionado. En principio esta
segunda forma de trabajo alcanza un mayor rendimiento al no existir efecto de pandeo.
La forma de trabajo interna del cerramiento depende de su tipología: en los sistemas reticulares los elementos superficiales
transmiten los esfuerzos a las barras de la retícula que los transfieren a los anclajes. En los paneles los elementos completos
trabajan como placas trasdosando los esfuerzos directamente a los anclajes, o a una de subestructura cuando el sistema es mixto.
• En el cálculo de los elementos resistentes del cerramiento deben considerarse las deformaciones de sus elementos
constituyentes: barras, paneles, particularmente los vidrios. Habitualmente las flechas máximas admitidas varían entre
1/500 y 1/2000.
Este cálculo es especialmente complejo en algunas soluciones realizadas con "vidrio y siliconas estructurales", por la dificultad de
evaluar las tensiones transmitidas por las siliconas debido a la variedad del módulo elástico de las siliconas.
13.2.2.
Control de movimientos de origen térmico
El diseño del cerramiento debe considerar los movimientos de origen térmico de los elementos constitutivos, permitiendo
desplazamientos relativos controlados y utilizando juntas capaces de absorber las variaciones dimensionales.
Como norma general, todo elemento lineal o superficial debe tener un único punto fijo, normalmente en el extremo o en un
ángulo superior, y debe tener posibilidad de desplazamiento en las restantes direcciones.
Para la solución de los anclajes móviles se utilizan diferentes sistemas de anclajes deslizantes (guías, agujeros rasgados, etc.). Es
recomendable en los anclajes móviles materiales que eviten los ruidos por fricción. La NTE-FPC establece unas flechas máximas
admisibles de 1/300 para acristalamientos simples y 1/500 para acristalamientos dobles y elementos opacos.
Para la realización de las juntas entre elementos pueden utilizarse las diferentes soluciones tradicionales de ensamblaje: a tope,
solape, las diferentes soluciones tradicionales de ensamblaje: a tope, solape, simple encaje, encaje múltiple, encaje en lengüetas,
oculta con tapajuntas o resorte.
En general cada fabricante utiliza sus propias patentes basadas en la utilización de una o varias soluciones.
La determinación de la posición y tamaño de las juntas de control de movimientos debe responder a un diseño y cálculo precisos
en el que se deben tener en cuenta las dimensiones de los elementos entre juntas de control, los coeficientes de dilatación de los
materiales afectados y los gradientes térmicos previsibles.
Se deben realizar esquemas de los cerramientos en los que se expresen las características de las uniones y juntas.
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13.2.3.
Control térmico
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Está determinado por tres factores:
• Intercambio térmico
• Inercia térmica
• Irradiación solar a través de los vidrios.
13.2.3.1.
Intercambio térmico
El intercambio térmico entre el interior y el exterior depende del coeficiente global de transmisión o transmitancia, y
fundamentalmente del aislamiento térmico de los componentes del cerramiento, básicamente: elemento diáfano y
subestructura.
13.2.3.3. Inercia térmica
La inercia térmica depende del calor específico y el peso de los materiales constituyentes, por lo que en los cerramientos diáfanos
es en general reducida- Aun así se debe tener en cuenta que la inercia térmica aportada por el cerramiento es sólo una parte de la
inercia global del edificio en funcionamiento.
Hay que tener en cuenta también que el mantenimiento de la temperatura en régimen de utilización en edificios que
permanecen sin actividad durante un gran número de horas incrementa las pérdidas energéticas (caso habitual en edificios de
oficinas).
La sensación de pared fría o pared caliente que puede darse en locales con cerramientos diáfanos se elimina habitualmente
utilizando sistemas ambientales de rápida puesta en régimen vinculados al cerramiento.
13.2.3.3. Irradiación solar a través de los vidrios
El control solar constituye una exigencia similar a la existente en los cerramientos diáfanos no industrializados, aunque el efecto
de la radiación es frecuentemente más acusado por diversos motivos:
• Utilización habitual de grandes superficies diáfanas.
• No utilización de sistemas de sombreamiento.
No existen razones técnicas que impidan utilizar los mismos sistemas que en los cerramientos no industrializados, incluyendo las
persianas enrollables, aunque se prefieren por razones compositivas otras soluciones como: lamas fijas, lamas orientables, toldos
exteriores, pantallas de vidrio absorbente, etc., persianas en cámara entre vidrios… o incluso diafragmas mecánicos.
• Cuando se utilizan mecanismos exteriores al plano del vidrio se deben tener en cuenta en los elementos y fijaciones las
cargas de viento, que en edificios altos los hacen desaconsejables.
• La utilización de acristalamientos dotados de filtros selectivos que reflejan la mayor parte de la radiación infrarroja
constituye una opción generalizada. Sin embargo, la exposición directa a la radiación sobre las personas tras dichos
vidrios sigue resultando molesta, por lo que se recomienda complementarlos con sistemas interiores que eviten dicha
irradiación.
13.2.4.
Estanqueidad al agua y al viento
La elección del tipo de juntas se realiza atendiendo a las características del sistema y los elementos empleados y debe garantizar
las exigencias de estanqueidad al agua, al viento y al agua impelida.
La estanqueidad se consigue mediante solapes, cámaras de descompresión y barreras constituidas por juntas de presión de
elastómeros y adhesivos sellantes: poliuretanos, polisulfuros y sobre todo siliconas.
El diseño del sistema debe permitir la sustitución de cualquier elemento sin que se vean afectadas la rigidez y la estanqueidad del
cerramiento.
13.2.5.
Control de humedad
Hasta fechas recientes los elementos que configuraban la retícula estructural del cerramiento eran casi exclusivamente metálicos
por lo que la generación de condensaciones superficiales era habitual. La existencia actual en el mercado con precios razonables
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de perfilería metálica con rotura de puente térmico y de perfiles mixtos metal-plástico permiten conseguir la eliminación de los
puentes térmicos.
No obstante un buen proyecto debe estudiar el comportamiento humídico del cerramiento diáfano conjuntamente con e sistema
ambiental del edificio.
13.2.6.
Protección acústica
La exigencia de aislamiento acústico para todo tipo de cerramientos se ha endurecido con la aplicación del CTE HR.
El hecho de que la sensibilidad auditiva esté relacionada con el logaritmo de la presión sonora implica que la extensión superficial
del cerramiento diáfano tenga una importancia reducida respecto a las características transmisoras de los elementos afectados.
No es infrecuente que cerramientos completamente diáfanos tengan mejor comportamiento que cerramientos con una pequeña
parte diáfana debido a un peor comportamiento acústico de la parte diáfana derivado de la utilización de perfilaría, juntas y
herrajes con bajas prestaciones, no existentes en sistemas desarrollados para cerramientos completamente diáfanos.
También hay que tener en cuenta que la existencia de huecos accesibles resulta más perjudicial a efectos acústicos que las juntas
entre elementos fijos, por lo que las condiciones pueden llegar a ser más favorables que en un cerramiento no industrializado si
especialmente no se ha cuidado la estanqueidad al ruido de sus juntas.
13.2.7.
Protección contra el fuego
La exigencia básica es:
• Limitar la transmisión del fuego a otras partes del edificio o a otros edificios, (CTE DB SI 2)
Además de esta exigencia básica los cerramientos industrializados, aunque también los que no lo son, deben satisfacer las
siguientes exigencias:
• Los materiales que componen el cerramiento no deben favorecer la propagación y desarrollo del fuego directa o
indirectamente.
• En su inflamación no debe producir gases tóxicos o nocivos en cantidades peligrosas.
• La elevación de la temperatura o la combustión del cerramiento no deben provocar proyecciones peligrosas de
materiales (especialmente hacia el exterior).
• Los elementos sustentas: apoyos, fijaciones, etc. deben resistir un incendio interno localizado en una planta.
• Para la satisfacción de estas exigencias se establecen directrices o limitaciones sobre los siguientes aspectos:
• Existencia de antepechos resistentes al fuego con una altura que dificulte la transmisión de aquel entre diferentes
plantas.
• Distancias superficies diáfanas a otros edificios colindantes o entre sectores diferentes del propio edificio.
• Clasificaciones de materiales y elementos atendiendo a su resistencia y estabilidad al fuego.
• Condiciones de aislamiento térmico.
• Limitación de los tipos de vidrio.
13.2.8.
Limpieza y mantenimiento
Las exigencias no varían respecto a cualquier cerramiento, aunque son habituales los cerramientos industrializados no accesibles
desde el interior, que exigen por lo tanto realizar las tareas de mantenimiento y limpieza desde el exterior. El CTE establece en el
DB SU 1, especialmente en el apartado 5 las condiciones que deben cumplirse para limitar el riesgo de caídas.
Cuando estas tareas deban realizarse desde el exterior deben diseñarse sistemas suficientemente seguros, mediante cabinas
colgantes, para las que es recomendable prever puntos de aseguramiento mediante pasarelas.
Ejemplo: BBV de Francisco Saenz de Oiza.
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13.3. TIPOLOGÍAS DE CERRAMIENTOS VERTICALES DIÁFANOS
13.3.1.
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Sistemas reticulares. Tipos y análisis
Entre los sistemas reticulares se establecen dos tipologías fundamentales:
• Sistemas formados por elementos simples.
• Sistemas con subestructura formada por bastidores.
Estos tipos generales dan sin embargo origen a soluciones con apariencia muy diversa dentro de cada una de las categorías y en
ocasiones soluciones en las que es difícil percibir a simple vista la correspondencia a una u otra categoría.
La razón de estas situaciones es que la definición y ejecución de un cerramiento no responden a pautas únicas y lineales sino que
son determinadas atendiendo a exigencias específicas para cada caso concreto, que responden en rasgos generales a los mismos
a los mismos criterios que desde los primeros tiempos han hecho evolucionar los sistemas de cerramientos industrializados:
• Criterios estéticos.
• Criterios socio-culturales.
• Criterios técnicos.
Atendiendo a los primeros, los cerramientos reticulares han tendido hacia la desintegración aparente de la subestructura en el
exterior a favor de una presencia casi única del vidrio, en ocasiones acompañado o sustituido por elementos pétreos o laminados
situados en continuidad, sin sujeción aparente.
Esta tendencia se apoya en el gran prestigio social del vidrio, un prestigio difícilmente comparable al de cualquier otro material
constructivo, que ha estado presente directamente en los más grandes episodios de la evolución arquitectónica.
La asimilación socio-cultural también está presente en la incorporación de otros materiales socialmente apreciados como la
piedra o la cerámica, cuyas formas tradicionales de utilización los habían alejado inicialmente de los cerramientos
industrializados.
La evolución tecnológica a lo largo del último medio siglo ha permitido a los diseñadores sobrepasar una y otra vez los límites
constructivos precedentes estimulando a la industria para alcanzar nuevos objetivos parciales.
Se diferencian tres tipos esenciales:
13.3.1.1. Sistemas industrializados reticulares con subestructura de montantes verticales
• Son los más utilizados. Los elementos sustentantes son preferentemente colgados con apoyo deslizante en las bases. Su
comportamiento flexotraccionado y su transmisión vertical de cargas le proporcionan un alto rendimiento mecánico.
• La posición de los miembros principales a la posición del vidrio o de los elementos opacos es variada.
• Elementos principales exteriores: formas predominantes inicialmente. Ejemplo: Lake Shore Drive de Mies van der Rohe.
Permitía disimular la estructura portante. Actualmente se utiliza poco y está vinculada a la utilización de estos elementos
como soportes de elementos auxiliares. Ejemplo: Rehabilitación de la FIAT de Lignoto de Renzo Piano, Renault Swindon
de Norman Foster, Lloyds de Richard Rogers.
• Elementos principales centrados: formas técnicamente eficientes. Son versátiles, permiten acristalamiento desde el
interior o exterior, permiten solucionar los anclajes y las juntas con soluciones sencillas. Existen diferentes soluciones
comerciales, aunque su utilización tiende a retroceder.
• Elementos principales interiores: son más eficientes mecánica y térmicamente. La solución de los huecos accesibles es
más compleja que en los exteriores, pero posible. Se han desarrollado en simultaneidad con los sistemas de
acondicionamiento. La evolución en estos sistemas ha sido espectacular a partir de la incorporación de la silicona
estructural y del sistema de anclaje planar para el vidrio. Ejemplo: IBM, Art Glass y W. Faber en Norman Foster.
13.3.1.2. Sistemas industrializados reticulares con subestructura de vigas horizontales
Su utilización ha sido siempre más reducida que la de los verticales debido a su menor eficiencia mecánica y a la voluntad estética
de acentuar la verticalidad en los edificios altos, en los que se han desarrollado primeramente estos sistemas. Su eficiencia es alta
cuando la composición del cerramiento alterna bandas horizontales acristaladas y opacas. Ejemplo: edificio REE de Perea.
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13.3.1.3. Sistemas industrializados reticulares con subestructuras en forma de bastidor.
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Su utilización respondió desde el inicio a razones técnicas y económicas, por obtenerse mayor rendimiento en el montaje de los
elementos en taller. La imagen pretendida era similar a los sistemas con retícula vertical.
La unión entre bastidores da origen a diferentes tipologías:
• Bastidores cerrados. En las uniones entre elementos existe un doble montante, que puede acusarse o no según se utilice
un perfil normal de marco o un perfil especial de acoplamiento previsto para tal fin.
• Elementos abiertos en U o en C. En los lados abiertos no se produce duplicación del perfil. En general estos tipos tienden
a desaparecer, excepto si el elemento global tiene rigidez suficiente, ya que en caso contrario precisa de elementos de
rigidización provisionales que le restan rendimiento.
Los cerramientos reticulares construidos con bastidores exigen unas labores de montaje en obra menores que en los
sistemas formados por elementos simples, pero incorporan mayor número de piezas y mayor cantidad de material, por lo
cual la utilización de uno u otro sistema puede resultar competitiva dependiendo de las características de cada obra
completa.
Ejemplos: Aluminium Research Institut, ampliación IRCAM y viviendas en Rue de Meaux, de Renzo Piano.
• Con bastidores sobre subestructuras. Es una solución que pretende aunar las ventajas de los sistemas anteriores. En esta
solución los elementos premontados en taller cuentan con una subestructura interna o propia ajustada a su propia
estabilidad y resistencia durante los procesos de producción, transporte y montaje, mientras se confían a la
subestructura de elementos simples montados en obra las misiones resistentes del cerramiento y la transmisión de
cargas a la estructura portante.
Esta solución es utilizada habitualmente en cerramientos de vidrio que utilizan silicona estructural debido a la dificultad
de realizar el montaje en obra y garantizar su comportamiento.
Ejemplos: Ayuntamiento Industrial y Biblioteca Nacional de Dominique Perrault.
13.3.2. Sistemas formados por paneles
En estos sistemas la parte diáfana se encuentra englobada en elemento superficial continuo que rodea completamente su
contorno. En general el límite geométrico entre las partes diáfana y opaca no tiene discontinuidades geométricas, (es curvo), con
objeto de evitar las esquinas, cuyo tratamiento de junta es complejo y ofrece menores garantías.
El primer diseñador de este tipo de cerramientos diáfanos fue probablemente Jean Prouvé en el Aeródromo Roland Garrós,
aunque ha sido utilizado posteriormente por arquitectos con marcado carácter innovador como R. Piano, N. Foster, J. Stirlig y
otros.
13.3.2.1. Paneles de hormigón armado
Los paneles de cerramiento de hormigón armado estructurales resuelven de forma habitual las partes diáfanas integrándolas en
huecos realizados en su interior. Se evitan en general huecos en los bordes ya que empeoran el comportamiento mecánico de los
paneles, aunque en ocasiones la ubicación de la parte diáfana sobre los bordes del panel dan lugar a que la parte de hormigón
adopte formas no rectangulares, de L, T, Z, etc.
13.3.2.2. Paneles de hormigón armado con fibra de vidrio
La casuística es similar a la de los paneles de hormigón armado, fundamentalmente porque su desarrollo se ha producido para
conseguir apariencias similares con menor peso; sin embargo la mayor posibilidad de integrar bordes rígidos mediante la adición
de perfiles metálicos y de plásticos reforzados permite conseguir elementos más diáfanos y variados en su geometría.
13.3.2.3. Paneles de poliéster armado con fibra de vidrio
La utilización deriva con probabilidad de la construcción naval en la que se utiliza de forma generalizada en embarcaciones de
pequeño tamaño y en elementos que no están sometidos a grandes presiones. Desde las primeras utilizaciones por James Stirling
en la Olivetti y Runcord y los metabolistas japoneses la utilización ha sido continua, aunque escasa, quizás debido a la baja
aceptación social general de los materiales plásticos en los elementos de acabado de los edificios.
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Con toda seguridad la utilización de estos sistemas será mayor en el futuro; pero de momento la tecnología de fabricación no ha
avanzado suficientemente a pesar de que varias empresas de automóviles realizan sus carrocerías con estos materiales desde
hace ya años y en la construcción aeronáutica se está produciendo una migración hacia ellas por mejor relación peso-resistencia.
La posibilidad de integrar todo tipo de refuerzos y elementos especiales con sencillez y precisión permiten augurar un futuro
alentados para estos sistemas.
13.3.2.4. Paneles de acero
Es difícil sustraerse a las imágenes trasladadas de se las industrias del automóvil o el ferrocarril, habituales usuarias de estos
sistemas. Quizás hay que pensar en la dificultad tradicional para fabricar pequeñas series debido a los elevados gastos de
matricería para justificar la escasa penetración de sistemas que han demostrado sobradamente su eficiencia en los campos
mencionados.
No obstante en los próximos tiempos es previsible una mayor utilización de estos sistemas debido al desarrollo de los
procedimientos automatizados de mecanizado, plegado y corte y soldadura láser, que permiten realizar series cortas sin el coste
desproporcionado de la fabricación de moldes o matrices.
El simple análisis de la obra de Prouvé nos permite vislumbrar las posibilidades de estos sistemas para los que él tuvo que
desarrollar incluso técnicas de fabricación.
13.3.2.5. Paneles de aleaciones ligeras
No han sido utilizados con profusión debido a las limitaciones resistentes de los materiales utilizados. El ejemplo más conocido es
el cerramiento diáfano de la envolvente metálica de del Centro de Arte construido por N. Foster en Sainsbury. Las soluciones en
esta vía pasan probablemente por la hibridación con sistemas reticulares formados por bastidores, que proporcionen la
resistencia y la rigidez necesarias.
13.4. COMPONENTES BÁSICOS DE LOS CERRAMIENTOS DE FACHADA
13.4.1. Subestructura resistente
Las subestructuras resistentes se muestran muy eficientes en su respuesta a diferentes tipologías edificatorias. Exigen sin
embargo un estudio preciso de todas las situaciones de la obra y su rendimiento es bajo cuando el proyecto no mantiene una
coherencia con su utilización.
• La subestructura resistente puede estar comprimida o traccionada. En general se prefieren elementos traccionados, no
sometidos a pandeo.
• las subestructuras resistentes de los cerramientos industrializados no admiten la transmisión de cargas estructurales
imprevistas ni pueden utilizarse con fines rigidizantes, excepto cuando se trata de elementos que participan de la doble
misión estructural y de cerramiento.
• Las exigencias geométricas de los cerramientos diáfanos no se corresponden con las amplias tolerancias dimensionales
de los elementos estructurales realizados “in situ”. Para resolver el problema se establecen juntas amplias, dependientes
del grado de exigencia dimensional establecido a la estructura y de sus dimensiones. El tratamiento de estas juntas, que
en algunos casos superan los 5cm, debe establecerse con precisión para garantizar el cumplimiento de las exigencias
impuestas al cerramiento.
Debe preverse el movimiento diferencial del cerramiento respecto a la estructura y resto de sistemas edificatorios, lo que
complica los sistemas de sujeción y el tratamiento de las juntas. El diseño del cerramiento debe evitar la acumulación de
tensiones y por tanto de movimientos en los elementos del cerramiento.
Permiten una mayor actuación sobre la radiación solar, incluyendo el acristalado total, lo que suele ser origen de problemas
importantes de acondicionamiento.
Permiten resolver totalmente el aislamiento sin que existan puentes térmicos y por tanto condensaciones.
Su discontinuidad material afecta al aislamiento acústico, aunque este problema es mayor en cualquier cerramiento diáfano
accesible.
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El resto de aspectos correspondientes a exigencias técnicas, estéticas y económicas depende de las soluciones específicas y
materiales utilizados y existe una notable variedad.
13.4.1.1. Relación entre cerramiento y estructura portante
El primer aspecto que se debe tener en cuenta es la relación del cerramiento con la estructura portante del edificio.
Posiciones relativas entre el núcleo resistente del cerramiento y la estructura portante
• Inserto en la retícula estructural. Se trata de una solución poco utilizada en la actualidad, aunque en tiempos pasados2
tuvo indudable éxito. Los problemas térmicos y de control de la humedad consecuentes a la existencia de una gran
longitud de juntas entre la estructura y el cerramiento y la subsiguiente exigencia de mantenimiento.
• Entre forjados. Permite acentuar las componentes horizontales de la estructura. Respecto a la solución anterior
desaparecen las juntas con los soportes estructurales pero siguen existiendo encuentros comprometidos entre el
cerramiento y los forjados.
• Entre soportes. Acentúa las componentes verticales de la estructura. Aumenta la sensación dinámica y de ligereza. Es
una solución poco utilizada, quizás por la dificultad de componer cerramientos en bandas verticales cuando la
organización de la planta es muy heterogénea y se manejan programas con superficies muy estrictas.
• Revistiendo la estructura.
• Trabado con la estructura. Es la solución más utilizada actualmente. Cuando los paños son planos y las distancias
entre soporte no son superiores a 5m, los movimientos de origen térmico de la hoja principal del cerramiento son
limitados por la estructura sin que se produzcan deformaciones apreciables o fisuración.
• En plano anterior. Da lugar a la fachada ventilada con hoja exterior de fábrica y sus variantes.
13.4.1.2. Transmisión de fuerzas del cerramiento a la estructura
Las cargas verticales debidas al peso del cerramiento y las horizontales de viento deben ser transmitidas a la estructura, para lo
que existen dos posibilidades mecánicas básicas:
• Los elementos de cerramiento apoyan en las vigas de borde el cerramiento.
• Los elementos apoyan en soportes específicos anclados a los forjados. Esta segunda forma de trabajo tiene peor
rendimiento mecánico; pero permite desolidarizar el cerramiento o su hoja resistente de la estructura portante del
edificio.
En los cuatro primeros casos la subestructura resistente del cerramiento apoya directamente en las vigas de borde de la
estructura mientras que en las dos últimas debe utilizar anclajes específicos cuyas características estarán definidas según los
mecanismos de transmisión de cargas y control de movimientos previstos.
En todos los casos se debe comprobar la compatibilidad entre las deformaciones de la estructura portante y de los componentes
del cerramiento.
En el cálculo de los elementos resistentes del cerramiento deben considerarse las deformaciones de sus elementos
constituyentes: barras, paneles, particularmente los vidrios. Habitualmente las flechas máximas admitidas varían entre 1/500 y
1/2000.
Este cálculo es especialmente complejo en algunas soluciones realizadas con "vidrio y siliconas estructurales", por la dificultad de
evaluar las tensiones transmitidas por las siliconas debido a la variedad del módulo elástico de las siliconas.
13.4.1.3. Control de movimientos de origen térmico
El diseño del cerramientos diáfanos debe considerar los movimientos de origen térmico de los elementos constitutivos,
permitiendo desplazamientos relativos controlados y utilizando juntas capaces de resolver las variaciones dimensionales.
2Mies van der Rohe fue el arquitecto que utilizó con más profusión y éxito este tipo de solución.
10
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ia
Como norma general, todo elemento lineal o superficial debe tener un único punto fijo: en elementos traccionados normalmente
en el extremo, en un ángulo superior o en el centro del borde superior; en los comprimidos en el centro del borde inferior, y debe
tener posibilidad de desplazamiento en las restantes direcciones.
Para la solución de los anclajes móviles se utilizan diferentes sistemas de anclajes deslizantes (guías, agujeros rasgados, etc.). Es
recomendable que los anclajes móviles se realicen con materiales que eviten los ruidos por fricción.
La NTE-FPC establece unas flechas máximas admisibles de 1/300 para acristalamientos simples y 1/500 para acristalamientos
dobles y elementos opacos.
Para la realización de las juntas entre elementos pueden utilizarse las diferentes soluciones tradicionales de ensamblaje: a tope,
solape, simple encaje, encaje múltiple, encaje con lengüeta, oculta con tapajuntas o resorte.
En general cada fabricante utiliza sus propias patentes basadas en la utilización de una o varias soluciones.
La determinación de la posición y la dimensión de las juntas de control de movimientos debe responder a un diseño y cálculo
precisos en el que se deben tener en cuenta las dimensiones de los elementos entre juntas de control, los coeficientes de
dilatación de los materiales afectados y los gradientes térmicos previsibles, así como las tolerancias de ejecución. Es
recomendable establecer de forma precisa los planos de referencia de las juntas con objeto de evitar acumulaciones de errores en
la ejecución.
Se deben realizar esquemas de los cerramientos en los que se expresen las características de las uniones y juntas.
13.4.1.4. Tipos
13.4.1.4.1. Reticulares3
Tienen una presencia creciente; pero no resultan habituales en la construcción “comercial”. Su alejamiento aparente de las
soluciones tradicionales le resta atractivo, no obstante su utilización seguirá creciendo en la medida en que faciliten la instalación
de componentes funcionales específicos y muestren ventajas espaciales y de calidad competitivas.
La cultura arraigada de construir cerramientos a partir de una suma de componentes diversos complementarios sin análisis previo
del comportamiento del conjunto da lugar a que cada componente incorpore sus propios elementos auxiliares, diseñados para
núcleos de fábrica, que en muchos casos resultan redundantes o difícilmente compatibles cuando se utilizan núcleos de
entramado.
Es aleccionador en este sentido comprobar como algunas normativas, entre ellas el CTE español, ignoran estas soluciones, por lo
que sólo pueden ser utilizadas previo estudio y certificación de que su comportamiento responde a los requisitos básicos de la
LOE.
A1
Sistemas industrializados reticulares con subestructura de montantes verticales
• En el interior
• Interna
• En el exterior
-
A2
Sistemas industrializados reticulares con subestructura de vigas horizontales
• En el interior
• Interna
A3
Sistemas industrializados reticulares con subestructuras en forma de bastidor.
• Exterior
• Interna
3 Idem. Anterior.
11
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ia
• Interior
B
Paneles
La denominación panel agrupa subestructuras resistentes muy diversas que se caracterizan por la utilización de componentes
industrializados caracterizados por tener una considerable superficie y un espesor proporcionalmente reducido.
A efectos clasificatorios se distinguen:
• Paneles pesados: utilizan en su composición hormigón o pastas hidráulicas.
A partir de la II Guerra Mundial la construcción con paneles pesados experimento un desarrollo y una decadencia fulgurantes.
Actualmente la utilización de paneles pesados de cerramiento, sin misión estructural aumenta progresivamente por su mayor
garantía de calidad, rapidez de ejecución y costo competitivo al no exigir en obra personal cualificado.
En el mercado existen paneles homogéneos, de hormigón armado y heterogéneos, que incorporan en su interior aislante
térmico, poliestireno.
Éstos últimos se utilizan generalmente como solución de cerramiento completa para edificios industriales; pero en edificios con
requisitos ambientales mayores pueden no resolver por sí mismos el control de condensaciones. Tanto unos como otros pueden
actuar como subestructura resistente.
• Paneles ligeros: utilizan preferentemente madera, metales, plásticos y materiales compuestos.
B1
Sistemas industrializados formados por paneles de hormigón armado con fibra de vidrio.
B2
Sistemas industrializados formados por paneles de plásticos reforzados
B3
Sistemas formados por paneles de acero
B4
Sistemas formados por paneles de aleaciones ligeras.
13.4.2.
Sistema de protección frente al incendio
Requisito básico
El requisito básico de seguridad en caso de incendio es reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio
sufran daños derivados de un incendio da lugar a la exigencia básica de limitar el riesgo de propagación exterior del incendio,
tanto del edificio considerado como a otros edificios4 .
Tradicionalmente se ha considerado el riesgo de que puedan producirse daños como consecuencia de la proyección de partes o
componentes del cerramiento en caso de incendio5 .
Los elementos sustentantes: apoyos, fijaciones, etc. deben resistir un incendio interno localizado en una planta6 .
13.4.2.1. Reacción al fuego
La reacción al fuego de los materiales de acabado del cerramiento y los que revisten las superficies interiores de las cámaras
ventiladas debe evitar la propagación del incendio y evitar la producción de gases tóxicos7 .
4 CTE SI, art. 11 y 11.2
5 el CTE no considera este riesgo y tan sólo exige EI60 a las partes del cerramiento que limitan con otro sector de incendios u otro edificio.
6 El CTE no establece esta exigencia
7 El documento SI-sección 2 Medianerías y fachadas señala lo que los materiales que suponen más del 10% de la superficie de acabado de las
fachadas o de su cámara deben tener una clase de reacción al fuego: B-s3 d2
12
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
13.4.2.2. Resistencia al fuego
ia
Para la satisfacción de esta exigencia se establecen limitaciones sobre los siguientes aspectos:
• Existencia de antepechos resistentes al fuego con una altura que dificulte la transmisión de aquel entre diferentes
sectores de incendio8 .
• Distancias de huecos a otros edificios colindantes o entre sectores diferentes del propio edificio9 .
13.4.3.
Sistema de seguridad de utilización
Limpieza y mantenimiento
• Las exigencias no varían respecto a cualquier cerramiento, aunque son habituales los cerramientos industrializados no
accesibles desde el interior, que exigen por lo tanto realizar las tareas de mantenimiento y limpieza desde el exterior.
• Cuando estas tareas deban realizarse desde el exterior deben diseñarse sistemas suficientemente seguros, mediante
cabinas colgantes, para las que es recomendable prever puntos de aseguramiento mediante pasarelas.
• Ejemplo: BBV de Francisco Sáenz de Oiza.
13.4.3.1. Caídas
13.4.4.
Sistema de control térmico
Los cerramientos de fachada contribuyen de forma determinante al intercambio térmico entre el edificio y su entorno. El control
de dicho intercambio se ha convertido en un objetivo fundamental para limitar la demanda energética de los edificios.
El simple control del comportamiento pasivo de los cerramientos resulta complejo debido a la variedad edificatoria y de sistemas
utilizados en su construcción. También lo es por la necesidad de adaptarse a exigencias funcionales diversas que afectan a los
efectos de la transmisión térmica.
La preocupación energética está conduciendo a la consideración activa de los cerramientos, no tan solo como sumidero
energético, sino como un interfaz térmico capaz de regular el comportamiento de sus sistemas para adaptarse a las variaciones
del gradiente térmico.
13.4.4.1. Comportamiento pasivo
El sistema de control considera:
• Las transmitancias térmicas de los cerramientos constitutivos de las fachadas.
• El factor solar de cada elemento de cerramiento.
La posibilidad de producción de condensaciones superficiales o intersticiales.
El control de la transmitancia térmica se realiza mediante la utilización de aislantes térmicos específicos cuyo espesor se
determina en función de la eficiencia deseada.
Hay que considerar que el aumento del espesor del aislamiento reduce la transmitancia térmica, pero su eficiencia no es
linealmente dependiente y aumenta el coste directo e indirecto, en ocupación de superficie edificada. No obstante es previsible
que en el futuro los factores más determinantes del nivel de aislamiento sean el coste de la energía y la limitación del consumo10 .
El control solar resulta fundamental en los cerramientos diáfanos y debe ser estudiado para las diferentes orientaciones, la
variación anual azimutal y los regímenes de invierno y verano.
8 El CTE-SI 2,1 establece comportamientos EI120 para las partes del cerramiento que separan de otro edificio y de EI 60 para los elementos que
deben evitar la propagación del incendio a través del exterior del cerramiento del propio edificio
9 CTE-SI 2,1
10 El Documento Básico CTE HE1 establece los límites de transmitancia de los cerramientos de fachada en función del uso y la zona climática en
la que se encuentra el edificio.
13
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
13.4.4.2. Comportamiento activo
ia
El control térmico activo permite considerar mayor número de factores:
• Absorción térmica de la radiación solar
• Acumulación de calor sensible
• Acumulación de calor latente
• Intercambio térmico directo con el interior y el exterior
• Intercambio térmico diferido
• Interacción del intercambio térmico con la ventilación
• Regulación sensible de los intercambios
El control activo de los cerramientos permite alcanzar mayores grados de eficiencia; pero exige un diseño más complejo de los
cerramientos y la utilización de sistemas inteligentes de gestión aun no suficientemente desarrollados.
13.4.4.2.1. Pantallas
En los sistemas activos la relación directa del cerramiento con el ambiente exterior se realiza mediante pantallas absorbentes que
permitan captar la mayor parte de la energía radiante de origen solar. El material constructivo con mayor grado de absorción es el
vidrio transparente por su permeabilidad. Su comportamiento diferencial respecto a las radiaciones de onda corta, para las que es
totalmente permeable y las de onda larga, para las que resulta opaco, lo convierten en una trampa energética conocida y
aprovechada desde la antigüedad.
Los materiales con colores o revestimientos oscuros, el acero galvanizado y algunos otros materiales tienen absortancias de
radiación elevadas, pero no llegan a la del vidrio y además no alcanzan el grado de confinamiento energético de éste.
13.4.4.2.2. Cámara de intercambio
Se trata de una cámara de aire con el flujo controlado en la que el aire es calentado a partir de la energía solar y utilizado como
transmisor de calor.
13.4.4.2.3. Acumulador
13.4.4.2.3.1. Acumulador de calor sensible
La capacidad de acumulación de calor sensible depende del calor específico y el peso de los materiales constituyentes. Se debe
tener en cuenta que la inercia térmica aportada por el cerramiento es sólo una parte de la inercia global del edificio en
funcionamiento y que por su localización, exterior a los principales flujos de aire del interior de los locales construidos, tiene
menor eficiencia que la inercia aportada por otros elementos del espacio habitado.
Hay que tener en cuenta también que el mantenimiento de la temperatura en régimen de utilización en edificios que
permanecen sin actividad durante un gran número de horas incrementa las pérdidas energéticas (caso habitual en edificios de
oficinas, docentes, etc.).
La sensación de pared fría que puede darse en locales con cerramientos industrializados ligeros se elimina habitualmente
utilizando sistemas de acondicionamiento climático de rápida puesta en régimen junto al cerramiento.
13.4.4.2.3.2. Acumulador de calor latente
Desde la segunda mitad del siglo XX se ha investigado la utilización de acumuladores térmicos que aprovechan la transferencia
de calor correspondiente a los cambios de estado de los materiales. La vinculación de estos materiales a los cerramientos
aproxima el punto de acumulación a los de transferencia térmica por lo que la eficiencia aumenta. Actualmente se utilizan en fase
experimental sistemas con material encapsulado en recipientes con capacidad de varios litros y sistemas con material
microencapsulado que se adiciona en los procesos de fabricación de elementos constructivos hidráulicos.
13.4.4.3.
El control solar constituye una exigencia similar a la existente en los cerramientos no industrializados, aunque el efecto de la
radiación es frecuentemente más acusado por diversos motivos:
14
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ia
• Utilización habitual de grandes superficies de vidrio.
• No utilización de sistemas de control solar.
No existen razones técnicas que impidan utilizar los mismos sistemas que en los cerramientos no industrializados, incluyendo las
persianas enrollables, aunque se prefieren por razones compositivas otras soluciones como: lamas fijas, lamas orientables, toldos
exteriores, pantallas de vidrio absorbente, etc., persianas en cámara entre vidrios o incluso diafragmas mecánicos.
Cuando se utilizan mecanismos exteriores al plano del vidrio se deben tener en cuenta en los elementos y fijaciones las cargas de
viento, que en edificios altos los hacen desaconsejables.
La utilización de acristalamientos dotados de filtros selectivos que reflejan la mayor parte de la radiación infrarroja constituye una
opción generalizada. Sin embargo, la exposición directa a la radiación sobre las personas tras dichos vidrios sigue resultando
molesta, por lo que se recomienda complementarlos con sistemas interiores que eviten dicha irradiación.
13.4.5.
Sistema de control de filtraciones de agua
El grado de impermeabilidad de las fachadas está relacionado con el clima local, las características constructivas del cerramiento,
las soluciones específicas de los puntos singulares, el control de la ejecución y el mantenimiento.
Para evitar la penetración de agua a través de la envolvente del edificio se utilizan capas continuas y revestimientos discontinuos
provistos de solapes y pliegues.
El recurso exclusivo a la continuidad se enfrenta con la existencia de huecos, con la dificultad de confeccionar en obra capas
continuas de grandes dimensiones sin fallos, con la dificultad de responder de forma totalmente eficiente ante del conjunto de
fenómenos tensionales que afectan a los cerramientos edificatorios, con la dificultad de establecer sistemas de garantía de
calidad en la ejecución y realizar labores de mantenimiento frecuentes y la necesidad de atender las exigencias culturales de la
sociedad a la que atienden.
Como consecuencia los cerramientos diáfanos utilizan de forma simultánea y complementaria soluciones solapadas y dotadas de
continuidad y es inusual la utilización de cerramientos con una sola capa.
A diferencia de los automóviles o los aviones, en los que las soluciones para los cerramientos son prácticamente idénticas, en los
edificios se utiliza una enorme variedad de soluciones que incorporan materiales con diversos grados de impermeabilidad, por lo
que las respuestas resultan también numerosas y variadas.
13.4.6.
Sistema de control acústico
Los huecos y las rendijas constituyen las principales vías transmisoras aéreas del sonido y la continuidad material y la rigidez
factores determinantes de la transmisión a través de sólidos.
Las discontinuidades normales al cerramiento son susceptibles de generar rendijas y huecos que se constituyan en puentes
acústicos mientras que la discontinuidad entre las capas del cerramiento contribuye a dificultar la transmisión.
Las uniones de paneles pesados no plantean problemas de transmisión aérea, debido a su masa y a las discontinuidades
materiales que plantean las propias uniones. Las de paneles y placas ligeros experimentan movimientos sensibles que producen
ruido por el rozamiento entre los anclajes del panel y las piezas sustentantes. Cuando estas uniones son exteriores a la hoja
principal, (núcleo resistente sólido), se debe comprobar la capacidad aislante de dicha hoja y las interiores a ella. Si corresponden
a la hoja principal es recomendable interponer un material flexible elástico. Cuando la unión corresponde a capas interiores a la
hoja principal los movimientos debidos a cambios de temperatura son normalmente inapreciables; pero conviene comprobar la
inexistencia de factores que puedan generar o transmitirles ruido.
La existencia de un gran número de juntas constituye un inconveniente en los cerramientos ligeros que integran paneles simples
con espumas inyectadas, en los que las características de peso y rigidez otorgan comportamientos poco eficaces en este campo
para ciertos intervalos de frecuencias. El comportamiento mejora cuando se utilizan elementos más complejos capaces de filtrar
diferentes frecuencias.
15
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
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También hay que tener en cuenta que la existencia de huecos accesibles resulta más perjudicial a efectos acústicos que las juntas
entre elementos fijos, por lo que las condiciones pueden llegar a ser más favorables que en un cerramiento no industrializado si
especialmente no se ha cuidado la estanqueidad al ruido de sus juntas.
13.4.6.1. Aislante
Debemos tener en cuenta que le aislamiento acústico de un cerramiento sin huecos o rendijas es función de la masa, las
características materiales y el número de sus capas constituyentes. En los cerramientos diáfanos el aislamiento depende en gran
medida de la utilización de varias hojas, preferiblemente de distinto espesor y de juntas múltiples que garanticen la inexistencia
de huecos o de puentes acústicos.
13.4.6.2. Absorbente
Los materiales aislantes térmicos no rígidos, especialmente la fibras aglomeradas proporcionan una buena absorción acústica,
aunque no afecta por igual a todo el espectro de frecuencias11 . En cualquier caso el comportamiento está ligado a la continuidad
del material por lo que se deben extremar el cuidado en la realización de las juntas entre elementos. Existen soluciones que
incorporan materiales absorbentes en el interior de las cámaras de aire.
13.4.7.
Sistema de control de filtraciones de aire
La elección del tipo de juntas se realiza atendiendo a las características del sistema y los elementos empleados y debe garantizar
las exigencias de estanqueidad al agua, al viento y al agua impelida exigidos.
La estanqueidad se consigue mediante solapes, cámaras de descompresión y barreras constituidas por juntas de presión de
elastómeros y adhesivos sellantes: poliuretanos, polisulfuros y sobre todo siliconas.
El diseño del sistema debe permitir la sustitución de cualquier elemento sin que se vean afectadas la rigidez y la estanqueidad del
cerramiento.
El CTE considera exclusivamente las filtraciones a través de los elementos diáfanos con el fin de determinar el comportamiento
térmico del cerramiento; sin embargo la existencia de filtraciones a través de las juntas de los elementos opacos constitutivos del
cerramiento o de los propios elementos opacos constituye un hecho habitual, comúnmente tolerado, pero en ocasiones
profundamente perturbador.
(BUSCAR REFERENCIAS TÉCNICAS SOBRE EXIGENCIAS)
13.4.8.
Sistema de ventilación
Tradicionalmente la ventilación ha estado vinculada a los huecos, elementos diáfanos, y a los sistemas específicos de
acondicionamiento ambiental. Sin embargo la utilización de sistemas que exigen el movimiento de grandes cantidades de aire a
través de conductos es muy cuestionada por motivos ambientales, sanitarios, económicos y de confort, mientras se imponen las
posiciones favorables a la utilización de sistemas de acondicionamiento que permiten ajustar el movimiento de aire a las
necesidades de ventilación y evitar el transporte de éste, especialmente el correspondiente a la inmisión, a través redes de
conductos12 .
La generalización del uso de sistemas de climatización calor-frío en todo tipo de usos y la dificultad de adoptar parámetros de
confort adecuados a las variadas exigencias personales exige la consideración de sistemas de climatización con sistemas de
regulación personalizados y sencillos diferenciados aunque sinérgicos con la ventilación.
Las rejillas y huecos de ventilación constituyen puentes acústicos de primer orden, por lo que se deben utilizar elementos
homologados cuyo comportamiento acústico sea conocido y compatible con las exigencias establecidas al cerramiento en
11 Las ventajas proporcionadas por los aislantes térmicos no hidrófilos en la resolución de la estanqueidad global y en la ejecución, recogida en
el CTE HS1 no se corresponde con una buena absorción acústica.
12 El Documento Básico CTE HS3 prescribe la ventilación con inmisión directa permanente a los locales habitados desde el ambiente exterior a
través de rejillas colocadas en el cerramiento opaco.
16
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
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función de los usos, zona fónica y características propias. Cuando el elemento de ventilación no comunica directamente interior y
exterior se deben estudiar las características acústicas de los elementos que delimitan el espacio por donde discurren las
conducciones que establecen dicha relación. Progresivamente los fabricantes de cerramientos diáfanos están incorporando
soluciones que permiten compatibilizar aislamiento térmico y ventilación.
13.5. ANÁLISIS DE SISTEMAS DE CERRAMIENTO HABITUALES. TIPOS Y EJEMPLOS
13.5.1.
Sistemas reticulares
Entre los sistemas reticulares se establecen dos tipologías fundamentales:
• Sistemas formados por elementos simples.
• Sistemas con subestructura formada por bastidores.
Estos tipos generales dan sin embargo origen a soluciones con apariencia muy diversa dentro de cada una de las categorías y en
ocasiones soluciones en las que es difícil percibir a simple vista la correspondencia a una u otra categoría.
La razón de estas situaciones es que la definición y ejecución de un cerramiento no responden a pautas únicas y lineales sino que
son determinadas atendiendo a exigencias específicas para cada caso concreto, que responden en rasgos generales a los mismos
a los mismos criterios que desde los primeros tiempos han hecho evolucionar los sistemas de cerramientos industrializados:
• Criterios estéticos.
• Criterios socio-culturales.
• Criterios técnicos.
Atendiendo a los primeros, los cerramientos reticulares han tendido hacia la desintegración aparente de la subestructura en el
exterior a favor de una presencia casi única del vidrio, en ocasiones acompañado o sustituido por elementos pétreos o laminados
situados en continuidad, sin sujeción aparente.
Esta tendencia se apoya en el gran prestigio social del vidrio, un prestigio difícilmente comparable al de cualquier otro material
constructivo, que ha estado presente directamente en los más grandes episodios de la evolución arquitectónica.
La asimilación socio-cultural también está presente en la incorporación de otros materiales socialmente apreciados como la
piedra o la cerámica, cuyas formas tradicionales de utilización los habían alejado inicialmente de los cerramientos
industrializados.
La evolución tecnológica a lo largo del último medio siglo ha permitido a los diseñadores sobrepasar una y otra vez los límites
constructivos precedentes estimulando a la industria para alcanzar nuevos objetivos parciales.
13.5.1.1. Sistemas reticulares formados por elementos simples
A
Con elementos principales verticales
Son los más utilizados. Los elementos sustentantes son preferentemente colgados con apoyo deslizante en las bases. Su
comportamiento flexotraccionado y su transmisión vertical de cargas le proporcionan un alto rendimiento mecánico.
La posición de los miembros principales a la posición del vidrio o de los elementos opacos es variada.
• Elementos principales exteriores: formas predominantes inicialmente.
• Ejemplo: Lake Shore Drive de Mies van der Rohe. Permitía disimular la estructura portante. Actualmente se utiliza poco y
está vinculada a la utilización de estos elementos como soportes de elementos auxiliares.
• Ejemplo: Rehabilitación de la FIAT de Lignoto de Renzo Piano, Renault Swindon de Norman Foster, Lloyds de Richard
Rogers.
• Elementos principales centrados: formas técnicamente eficientes. Son versátiles, permiten acristalamiento desde el
interior o exterior, permiten solucionar los anclajes y las juntas con soluciones sencillas. Existen diferentes soluciones
comerciales, aunque su utilización tiende a retroceder.
17
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ia
• Elementos principales interiores: son más eficientes mecánica y térmicamente. La solución de los huecos accesibles es
más compleja que en los exteriores, pero posible. Se han desarrollado en simultaneidad con los sistemas de
acondicionamiento. La evolución en estos sistemas ha sido espectacular a partir de la incorporación de la silicona
estructural y del sistema de anclaje planar para el vidrio. Ejemplo: IBM, Art Glass y W. Faber en Norman Foster.
B
Con elemento principales horizontales
Su utilización ha sido siempre más reducida que la de los verticales debido a su menor eficiencia mecánica y a la voluntad estética
de acentuar la verticalidad en los edificios altos, en los que se han desarrollado primeramente estos sistemas. Su eficiencia es alta
cuando la composición del cerramiento alterna bandas horizontales acristaladas y opacas. Ejemplo: edificio REE de Perea.
13.5.1.2. Con subestructura formada por bastidores
Su utilización respondió desde el inicio a razones técnicas y económicas, por obtenerse mayor rendimiento en el montaje de los
elementos en taller. La imagen pretendida era similar a los sistemas con retícula vertical.
La unión entre bastidores da origen a diferentes tipologías:
• Bastidores cerrados.
• En las uniones entre elementos existe un doble montante, que puede acusarse o no según se utilice un perfil normal de
marco o un perfil especial de acoplamiento previsto para tal fin.
• Elementos abiertos en U o en C.
• En los lados abiertos no se produce duplicación del perfil. En general estos tipos tienden a desaparecer, excepto si el
elemento global tiene rigidez suficiente, ya que en caso contrario precisa de elementos de rigidización provisionales que
le restan rendimiento.
Los cerramientos reticulares construidos con bastidores exigen unas labores de montaje en obra menores que en los sistemas
formados por elementos simples, pero incorporan mayor número de piezas y mayor cantidad de material, por lo cual la utilización
de uno u otro sistema puede resultar competitiva dependiendo de las características de cada obra completa.
Ejemplos: Aluminium Reseach Institut, ampliación IRCAM y viviendas en
Rue de Meaux, de Renzo Piano.
• Bastidores sobre subestructuras
Es una solución que pretende aunar las ventajas de los sistemas anteriores. En esta solución los elementos premontados en taller
cuentan con una subestructura interna o propia ajustada a su propia estabilidad y resistencia durante los procesos de producción,
transporte y montaje, mientras se confían a la subestructura de elementos simples montados en obra las misiones resistentes del
cerramiento y la transmisión de cargas a la estructura portante.
Esta solución es utilizada habitualmente en cerramientos de vidrio que utilizan silicona estructural debido a la dificultad de
realizar el montaje en obra y garantizar su comportamiento.
Ejemplos: ayuntamiento industrial y biblioteca nacional de Dominique Perrault.
13.5.2. Cerramientos con subestructura resistente formada por paneles.
13.6. ELEMENTOS Y MATERIALES
13.6.1. Elementos del núcleo resistente
13.6.1.
Elementos principales de la retícula y bastidores
Se utilizan preferentemente los metales, aunque existen ejemplos muy interesantes con elementos de madera, GRC, etc. En los
primeros tiempos se utilizaron fundamentalmente el acero, el aluminio, el acero inoxidable, el acero cortén e incluso el bronce
18
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ia
(Seagram). Actualmente se utiliza fundamentalmente el aluminio, aunque también tienen un campo amplio el acero inoxidable y
el acero, habiéndose incorporado el vidrio, aunque en condiciones muy especiales.
El aluminio tiene unas características idóneas por su resistencia a la corrosión y su trabajabilidad, que permite la utilización de
procesos de extrusionado, laminado, estampado, fundido y fundamentalmente mecanizado con un costo competitivo respecto a
materiales como el acero inoxidable y otros metales.
Los inconvenientes principales son su alta conductividad térmica, su elevado coeficiente de dilatación térmica y una resistencia
mecánica menor que la de otros metales.
El primero de los inconvenientes se ha resuelto con la utilización de sistemas de perfilería compuestos por perfiles dobles unidos
mediante bandas de poliuretano o poliamida.
El alto coeficiente de dilatación térmica implica movimientos mayores que para otros metales; sin embargo, el problema radica
fundamentalmente en el diseño de la junta y el material de estas, que debe satisfacer las solicitudes de los elementos del bastidor
y del relleno.
La relativa baja resistencia mecánica del aluminio sólo se manifiesta en elementos con grandes luces, para los que se utilizan otros
materiales o se diseñan elementos mixtos que incorporan a las características de resistencia a la corrosión del aluminio la
resistencia del acero.
13.6.2.
Los elementos superficiales
13.6.2.1.
Elementos opacos
Actualmente existe una enorme variedad de materiales que pueden incorporarse como elementos de acabado a un cerramiento
industrializado:
• Piedra cortada en espesores de hasta 10 mm realizada mediante fibras sintéticas.
• Piedra y cerámica de pequeño espesor montada sobre placas ligeras.
• Glosal y paneles diversos esmaltados, anodizados, metalizados, etc.
• Laminados de madera y resinas.
• Laminados metálicos-plásticos.
• Madera tratada.
• Placas plásticas: PVC, PE, etc.
• Chapas metálicas diversas.
En la confección de los elementos opacos caben dos procedimientos:
• Utilización de elementos adheridos formando una pieza compacta. Se utiliza habitualmente como núcleo una espuma
plástica y se incorpora barrera de vapor al interior si el exterior tiene una baja permeabilidad al vapor. Pueden utilizarse
otro tipo de aislantes como la espuma de vidrio, que mejoran la resistencia al fuego.
• Utilización de elementos sueltos sin adhesión. Tienen un mejor comportamiento frente al fuego cuando no incorporan
aislantes plásticos pero pueden producirse efectos de abolladura (efecto aceitera) en la capa exterior si ésta no tiene
suficiente rigidez, aunque últimamente este efecto parece muy deseado por los arquitectos.
13.6.2.2. Vidrio
Constituye el material por excelencia de la fachada industrializada.
Los cerramientos reticulares constituyen uno de los campos preferidos de actuación para los fabricantes industriales de vidrio.
Ya se estudiaban en cursos anteriores las características del material y sus diferentes variantes, así como las posibilidades de
utilización con sus diferentes composiciones, por lo que aquí nos referiremos a las soluciones diferenciales respecto a su uso
general en los cerramientos, construidas por los denominados vidrio con silicona estructural y vidrio estructural.
19
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ia
13.6.2.2.1. Vidrio colocado con silicona estructural
La subestructura es ocultada completamente por el vidrio, que se adhiere a ella mediante una silicona de alto módulo de
elasticidad.
El sistema es fiable si se realiza en taller, pero no en condiciones de obra.
Para garantizar el comportamiento del conjunto debe estudiarse la compatibilidad entre la silicona y el vidrio que se utilice y la
silicona y la perfilería preparada (con un tratamiento de acabado incorporado), por lo que es necesaria la concurrencia de los
fabricantes de los tres materiales y del industrial montador del conjunto. De este último es responsabilidad el cuidado y
tratamiento del vidrio, especialmente de los bordes, que constituyen las zonas con más riesgo.
Cuando se utilicen acristalamientos dobles, deberán necesariamente estar unidos mediante silicona estructural para garantizar la
transmisión de esfuerzos desde el vidrio exterior hasta la subestructura.
Aunque los sistemas son fiables si se cumplen las medidas lógicas de calidad, algunas normativas exigen sujeciones
complementarias de aseguramiento que hacen más complejo el sistema de unión. En general casi todas las normativas exigen la
utilización de vidrios templados, lo que aporta mayor seguridad.
Debe garantizarse la posibilidad de movimiento relativo entre los vidrios que componen el cerramiento, por lo que debe
escogerse un sistema de sellado, habitualmente de silicona, que no cause acumulación de tensiones y ejecutarse con juntas de
dimensiones y formas adecuadas
13.6.2.2.2. Vidrio estructural
Aunque la apariencia exterior se aproxima a la solución anterior, de la que se diferencia por la existencia de piezas metálicas acero inoxidable- en las esquinas, en realidad no se trata de vidrio montado sobre una retícula sino de placas de vidrio que
transmiten sus cargas a la estructura a través de anclajes situados en las esquinas.
Mecánicamente se asimilan más a los cerramientos de paneles, aunque habitualmente el vidrio transmite los esfuerzos a una
subestructura interior y no a la estructura principal, cuya luz es superior.
En estas soluciones existen tres aspectos críticos:
• El vidrio tiene que ser templado, ya que exige una mecanización en su plano para acoplar los anclajes. Debe resistir los
esfuerzos de su peso, viento a sismo sin colaboración de la subestructura.
• Anclaje: los primeros fueron diseñados por Pilkington, pero ya existen varios en el mercado. Son anclajes de rótula
modificados para no sobresalir del plano del cerramiento.
• Sellado: en estas soluciones constituye la única barrera posible de estanqueidad, por lo que debe ser especialmente
cuidado. Como en el caso anterior debe asegurarse que la transmisión de esfuerzos a través del sellado no sobrepasa la
capacidad resistente de los vidrios.
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
BIBLIOGRAFÍA
Estanqueidad e impermeabilización en la edificación. Editores Técnicos
Asociados, Barcelona, 1978.
Soiling and Cleaning of Building facades. Rilem. Technicas Commitee. 90 FMA,
Londres, 1989.
BECKET, H.E.; GODFREY, J.A.: Ventanas. Función, diseño e instalación.
Gustavo Gili, Barcelona, 1978.
BERNSTEIN, D. y Otros: Construcción. Nuevas técnicas en la obra de fábrica.
El muro de dos hojas en la arquitectura de hoy Gustavo Gili, Barcelona, 1985.
BROOKES, Alan: Cladding of Buildings. Longman Group Ltd., Inglaterra, 1990.
BROOKES, Alan: Concepts in Cladding. Construction Press, Londres, 1985.
BROOKES, Alan: The Building Enveloppe: Applications of New Technology
Cladding. Butterworths, Londres, 1990.
BROOKES, Alan; GRECH, Chris: Connections. Studies in Building Assembly.
Buterworths-Heinemann Ltd., Londres, 1992.
BRUCE, Martin: Las juntas en los edificios. Gustavo Gili, Barcelona, 1981.
BURNHAM, J.: Sealant Technology in Glazing Systems. ASTM, Tampa (USA),
1981.
BUTTON, D.; PYE, B. (Editores): Glass in Building. A guide to Modern
Architectural Glass Performance. Pilkington Glass Limited, Londres, 1993.
DONALDSON, Barry (ed.): Exterior Wall Systems. American Society for Testing
and Materials, Ann Arbor, 1991.
DONALDSON, Barry (ed.): New Stone Technology, Design and Construction
for Exterior Wall Systems. American Society for Testing and Materials,
Philadelphia, 1988.
FORDYCE, M.W.: GRC and Buildings. Butterworths, Londres, 1983.
LEGGATT, A.: GRP and Buildings: a Design Guide for Architects. Butterworth,
Londres, 1984.
MACLELLAN, G.; SHAND, E.E.: Glass Engnineering Handbook. McGraw Hill,
Nueva York, 1984.
MARSH, Paul: Fixings, Fasteners and Adhesives. Construction Press, Londres,
1984.
45
MINISTERIO DE VIVIENDA: Código Técnico de la Edificación. BOE, Madrid,
2006
PARISE, Ch. J. (editor): Science and Technology of Glazing Systems. ASTM,
Philadelphia, 1990.
RICE, Peter; DUTTON, Hugh: Le verre estructurel. Editions du Moniteur, París,
1990.
ROMANELLI, Francesco: Dalla finestra al curtain wall: ricerche sulle tecnologie
del discontinuo. Officina Edizioni, Roma, 1979.
SANDS, Herman: Wall Systems: Analysis by Detail. McGraw-Hill Book
Company, Nueva York, 1986.
SCHAAL
SCHNECK, A.G.: Fenster aus holz und metall. J.H. Verlag, Stuttgart, 1963.
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ia
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
ANEXO DE IMÁGENES
!
!
Mercado de Les Halles en París
!
Cliché, Prouvé
22
Propuesta rascacielos de cristal de Mies
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
Inserto en retícula
entre forjados
entre soportes
en plano anterior
Elemento colgados a tracción
Elementos apoyados a compresión
Estanqueidad al agua
Protección acústica
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
Limpieza y mantenimiento
Lake Shore Drive
!
Rehabilitación FIAT
Lloyd´s
24
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
!
W. Faber and Dumas, Foster
REE Perea
Viviendas Rue Meaux, Renzo Piano
Ampliación IRCAM, Renzo Piano
!
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
Biblioteca Nacional de Dominique Perrault
!
Aeródromo Roland Garros, Prouvé
!
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Paneles de poliéster armado con fibra de vidrio
ia
Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
!
Centro de arte en Sainsbury, de Norman Foster
27
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Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos
Vidrio estructural
Sistema Pilkington
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