Fachadas ligeras : muros cortina

ALUMNO: ARÁN MOLINA, YOLANDA DIRECTOR ACADÉMICO: BENEDITO ZAMORA, RAFAEL PFC CIENTÍFICO-TÉCNICO JUNIO 2011 FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 1 INDICE 1. Introducción 1.0. Concepto y introducción de muro cortina. 1.1. Definición de muro cortina. 1.2. Historia y evolución. 2. Descripción detallada de los muros cortina. 2.1. Elementos que componen el muro cortina. 2.1.1. Elementos resistentes. 2.1.2. Elementos practicables. Ventanas. 2.1.3. Elementos de relleno. 2.1.4. Elementos de fijación. 2.1.5. Elementos de estanqueidad y de remate. 2.2. Comportamiento estructural. 2.2.1. Resistencia. 2.2.2. Aislamiento acústico. 2.2.3. Aislamiento térmico. 2.2.4. El agua. 2.2.5. Protección contra el fuego. 2.2.6. Luz y visión. 2.3. Clasificación de los muros cortina según la U.E.A.t.c 2.3.1. De acuerdo a sus elementos. 2.3.2. De acuerdo a su expresión plástica. 2.3.2.1. De estructura vista. 2.3.2.2. De estructura oculta. 2.4. Tipos constructivos de muros cortina. 2.4.1. Muros cortina de módulos (parrilla). 2.4.2. Muros cortina de trama horizontal. 2.4.3. Muros cortina de trama vertical. 2.4.4. Muros cortina de silicona estructural. 2.4.5. Muros cortina de doble piel. 2.4.6. Muros cortina con vidrio abotonado. 2.5. Materiales utilizados. 2.5.1. Aluminio. 2.5.2. Acero. 2.5.3. Acero inoxidable. 2.5.4. PVC. 2.5.5. Madera. 2.6. Mantenimiento de muros cortina. 2.7. Patologías. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 2 3. Especificaciones según CTE. 3.1. Ahorro de energía DB-HE. 3.2. Seguridad en caso de incendio DB-SI. 3.3. Protección frente al ruido DB-HR. 3.4. Salubridad DB-HS. 3.5. Utilización DB-SU. 3.6. Seguridad estructural DB-SE-AE. 4. Estudio comparativo y económico con otras soluciones convencionales. 5. Detalles constructivos. 6. Edificios resueltos con muro cortina. 7. Conclusión. 8. Bibliografía. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 3 1. INTRODUCCIÓN. 1.0. CONCEPTO E INTRODUCCIÓN DE MURO CORTINA. La generación de una nueva forma arquitectónica o de una técnica constructiva no es nunca casual ni es consecuencia de una invención instantánea, sino que responde a un largo proceso, a la maduración de unas ideas, a veces a un deseo intemporal que de repente encuentran la circunstancia y los medios para poder desarrollarse. Es el caso de las fachadas ligeras, cuyos antecedentes han precisado no sólo del desarrollo de la tecnología adecuada que las haga posibles, sino de una evolución de las ideas formales que se tenían de la arquitectura para poder asumirlas, para integrarlas en un nuevo concepto estético. Todas las técnicas de construcción ligera tienen, no obstante, poco papel en el desarrollo de la arquitectura mundial por su fragilidad, y lo que se hace durante muchos años es una arquitectura de muros de carga compuesta por materiales pesados que forman el sistema estructural a la vez que el cerramiento. Tiene que surgir un movimiento constructivo como el gótico para que se pueda intuir de nuevo la analogía de la visión antropológica en la que se entendía a la arquitectura como una segunda piel, tras el vestido, capaz de crear una mayor protección climática y un ámbito de privacidad, es decir, la arquitectura busca una piel idónea para un cuerpo que cada vez más ágil y dinámico. En su afán de ligereza y luminosidad, este estilo ideado en la Edad Media crea un sistema estructural de nervaduras que conducen las cargas a unos haces de columnas y a unos arcos inclinados o arbotantes, liberando a los muros de la necesidad de soportar las bóvedas, con lo cuál pueden ser éstos finos y transparentes, a veces tejidos como una filigrana de piedra y cristal que permite inundar de luz el interior de templos y palacios. La arquitectura moderna se entiende estilísticamente hoy en día como sinónimo de abstracción y autenticidad, empleando toda combinación de materiales, entre los cuales destaca el vidrio. Este material ha ejercido un interés y fascinación tan especial que ha llevado al hombre a desarrollar unas técnicas constructivas, que le han permitido realizar los más audaces y luminosos edificios. El vidrio destaca por su transparencia, dicho de otro modo, su relación con la luz. Por este motivo el uso de las fachadas ligeras, en sus orígenes como solución a unas necesidades muy concretas, presentes únicamente en edificios singulares, se ha extendido de tal forma que constituye ya un elemento común del paisaje urbano de nuestras ciudades. Son muchos los factores que han contribuido a su auge, entre otros cabe citar: • La creciente industrialización del sector de la construcción. • La evolución favorable de los costes, con un progresivo incremento del peso relativo de la mano de obra frente al valor de los materiales. • La creciente exigencia de fiabilidad, planificación y mantenimiento controlado. • Su esbeltez, lo que permite reducir también el dimensionado de la estructura resistente del edificio y aumentar su superficie útil interior. • El aumento de la luminosidad y la imagen del espacio interior, alcanzando valores del 90% de luminosidad. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 4 Los materiales utilizados para realizar la estructura de las fachadas ligeras son el acero, la madera y en la mayoría de de los casos, se confeccionan con elementos de aluminio extruído, cuyas propiedades básicas son: • Ligereza: el aluminio pesa 3 veces menos que el hierro. • Resistencia a los agentes atmosféricos: se autoprotege. • Estética: permite diseño y acabados superficiales. Según la norma europea EN 13830, define la fachada ligera como: “Retícula de elementos constructivos verticales y horizontales, conectados conjuntamente y anclados a la estructura del edificio, lista para rellenar finalmente con paneles ligeros de cerramiento, hasta formar una superficie contínua y ligera que delimita completamente el espacio interior respecto del exterior. Esta fachada aporta, por sí misma o conjuntamente con otros elementos del edificio todas las funciones normales que corresponden a un muro exterior, pero no asume ninguna de las características de soportes de cargas de la estructura principal del edificio.” La fachada ligera se subdivide en muro cortina y en fachada panel. El concepto de muro cortina indica que la fachada pasa por delante de los forjados y en consecuencia está suspendida de ellos. El concepto de fachada panel indica que la fachada está situada entre los forjados y en consecuencia está apoyada en ellos. Muro cortina Fachada panel FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 5 EJEMPLO FACHADA PANEL EJEMPLO MURO CORTINA 1.1. DEFINICIÓN DE MURO CORTINA. La fachada como elemento constructivo de cualquier edificio, es objeto de especial cuidado en el diseño arquitectónico, al ser la única parte del edificio percibida desde el exterior, es un recurso único para expresar o caracterizar una construcción singular. La expresividad y estética son características inherentes al concepto de fachada. Los cerramientos de un edificio son los elementos que, soportados por la estructura, crean espacios aislados de las condiciones climatológicas y ambientales exteriores. Se trata de un aislamiento térmico, acústico, visual y de seguridad. La envolvente, ese límite que separa el espacio interior del medio exterior, desempeña un rol decisivo en el comportamiento del edificio. Su papel es relevante tanto en las ganancias de radiación solar, en el control de la carga térmica, en la ventilación y en el control del ruido, entre otros aspectos, como en la definición estética del edificio y la calidad del diseño. Tradicionalmente considerada una barrera entre el entorno construido y el medio ambiente, los nuevos conceptos consideran hoy a la envolvente como un filtro moderador entre interior y exterior. El cambio climático y la necesidad de ahorro energético han puesto a las fachadas de doble piel como una alternativa interesante frente al muro cortina tradicional. Generalmente, se entiende por muro cortina un cerramiento ligero, predominante de vidrio, que se ancla y cuelga a los sucesivos forjados de un edificio de pisos. Es una fachada ligera de montantes y travesaños que tiene un aspecto increíblemente ligero y fino. Ya sea vertical u horizontalmente, tan sólo resultan visibles unos milímetros tanto desde dentro como desde fuera. Los muros cortina están típicamente diseñados con perfiles de aluminio extruído, aunque los primeros muros cortina fueron hechos en acero. El marco de aluminio suele estar ocupado con vidrio, que permite dar un aspecto agradable al edificio, al mismo tiempo que facilita la iluminación natural. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 6 El concepto de muro cortina indica que la fachada pasa por delante de los forjados y en consecuencia está suspendida de ellos. Se caracteriza por cumplir tres características fundamentales: 1.- Es una fachada ligera. Los muros cortina suelen tener un peso que oscila entre 40-70 kg/m 2 y un espesor de 10-15 cm. Como dato comparativo, una fachada tradicional pesa entre 250 y 300 kg/m 2 con espesores de 30 a 40 cm. 2.- En la mayoría de los casos las zonas acristaladas desempeñan un papel dominante dentro de la composición de la fachada. 3.- Los elementos que constituyen el cerramiento se sobreponen a la estructura del edificio, sin interrumpirse en los forjados, quedando la fachada independizada del resto de la construcción. 1. FORJADO 3. ANCLAJE 4. MONTANTE 5. TRAVESAÑO 6. ENCHUFE/EMBUDO 12. MECHA DE CONTINUIDAD 14. PANEL AISLANTE 15. ACRISTALAMIENTO DE VISIÓN 16. PRESOR 17. TAPETA VERTICAL 18. TAPETA HORIZONTAL 19. PRACTICABLE 20. CORTINERO 21. CORTINA O PERSIANA 22. FALSO TECHO 26. AISLAMIENTO TERMOACÚSTICO 27. ACRISTALAM. REFLECTANTE Y TEMPLADO 30. VIDRIO DE CONTROL SOLAR 32. LUNA FLOTADA INCOLORA 35. LUMINARIA 36. CONDUCTOS CLIMATIZADOS 37. FAN-COIL 38. MUEBLE INTERIOR 39. SUELO TÉCNICO 40. CIERRE Y AISLAMIENTO ENTRE PLANTAS 41. BORRA DE LANA DE ROCA 42. CHAPA DE ACERO GALVANIZADO 77. PLACA DE FIBROSILICATOS 83. CIRCUITO DE CLIMATIZACIÓN (REVISTA TECTÓNICA: muro cortina) Construido con materiales ligeros, elaborados industrialmente, es capaz de soportar la presión del viento, las cargas interiores y su propio peso, que es transmitido directamente a la estructura del edificio a través de los anclajes. Mientras esta definición corresponde a una forma de cerramiento, generalizada hace unos años, su evolución posterior ha ocasionado que bajo el término de muro cortina se agrupen hoy conceptos muy diferentes, desde fachadas simples a fachadas multifuncionales compuestas o de doble piel. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 7 La utilidad de este tipo de fachadas proviene de sus posibilidades en cuanto a estética exterior, creación de espacios abiertos y luminosos, sensación de libertad y bienestar, ademas de ofrecer ventajas en cuanto a rapidez de montaje y aligeramiento de la estructura. Es importante remarcar que la fachada como conjunto puede moverse independientemente con respecto a la estructura, por lo cual los asentamientos del edificio no afectan al muro cortina. La transparencia que se puede conseguir con el muro cortina da a la fachada un efecto de continuidad en lugar de formar una barrera. Por ello, algunos arquitectos definen el muro cortina como la conexión del espacio exterior e interior. Muro cortina de tapeta en el Polideportivo de San Antonio (Ibiza) Oficinas de Man en Júndiz, (Vitoria-Gasteiz) Podríamos decir que el muro cortina es la consecuencia lógica de la progresiva generalización del vidrio en la Arquitectura, y resulta ser uno de los elementos dominantes de la arquitectura moderna y contemporánea. Solo con el muro cortina se generaliza el espacio acristalado y se transforma en modo radical la relación entre el espacio construido y el medio circundante. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 8 El muro cortina ha sido símbolo de modernidad y progreso para unos y de especulación y monotonía para otros. Usado como si se realizase una joya o como el cerramiento que prometía el mayor rendimiento económico. Una piel que se repite y al mismo tiempo rompe su monotonía con el reflejo de lo que le rodea, sea esto un edificio o el cielo y las nubes, consiguiendo una variabilidad que no podía lograr ningún otro cerramiento. Ampliación de la Facultad de Farmacia de Madrid. La idea común en este tipo de fachadas es la intención de querer demostrar una solución técnica en la cual la cortina de vidrio cuelga, y para que no quepa duda de este alarde, la estructura de forjados apenas debe tener presencia hacia el exterior y, si fuese posible, debería mostrarse como una mera línea que corta el vidrio. Es decir, estas fachadas fijadas a la estructura resistente del edificio no forman parte de la misma, por lo tanto no contribuyen a aumentar la resistencia de la estructura sino que gravitan sobre ella. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 15 2. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS MUROS CORTINA. 2.1. ELEMENTOS QUE COMPONEN EL MURO CORTINA. La resolución de este tipo de fachadas se basa en los principios de especialización y división de funciones, ordenando una serie de elementos encargados de resolver los aspectos estéticos, funcionales, de mantenimiento, etc. Formalizaciones concretas como la estructura auxiliar, los anclajes, los paneles y las juntas, serán el resultado de estos requisitos y planeamientos. La misma enumeración de elementos y su articulación en una fachada descubre el problema de la unión, de la junta entre ellos, auténtica piedra filosofal de la arquitectura. Existe la union entre estructura y estructura auxiliar, union capaz de transmitir los esfuerzos de peso propio, esfuerzos dinámicos del viento y esfuerzos térmicos, a la vez que concentra, en gran parte de los sistemas, el choque entre dos metodologías de construcción: la artesanal y la industrializada, con tolerancias diferenciadas. En segundo lugar está la unión entre paneles y estructura auxiliar que mantiene la tensión del problema, acentuada por la transformación geométrica: se pasa de lo superficial a lo lineal o puntual. Y por último, la junta entre paneles cierra el repertorio de complejidad técnica de este tipo de fachadas. En resumen, el muro cortina se compone básicamente los elementos resistentes que son montantes (elementos verticales) y travesaños (elementos horizontales) los cuales forman una retícula en la cual se incorporan los elementos denominados de relleno y los elementos practicables. Otros elementos complementarios son los de estanqueidad y los de fijación. Descripción de los componentes del muro cortina según la normativa europea EN 13119 “Fachadas Ligeras – Terminologías”: 1 Travesaño inferior Elemento horizontal del armazón secundario situado en la base de la fachada ligera y que soporta por lo general los rellenos de la hilera inferior (ventanas, vidrios, paneles). 2 Guía eléctrica Perfil específico continuo entrante o en voladizo (con respecto a la alineación de la fachada) integrado o fijo sobre los montantes y que permite el paso de un cable. 3 Acristalamiento aislante Ensamblaje de una o varias hojas de vidrio selladas herméticamente con aire para asegurar prestaciones térmicas y acústicas mejoradas. 4 Junta exterior de estanqueidad Perfil de estanquidad elastómero situado entre la cara exterior del relleno y el marco que lo rodea. 5 Anclaje Pieza metálica fabricada para asegurar la conexión mecánica entre la fachada y la estructura. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 16 6 Fachada panel modular Sistema formado por elementos vítreos pre-ensamblados acristalados en taller que tiene una altura de uno o más pisos. 7 Calzo Pieza de metal, madera o PVC empleado alrededor de la perfilaría del acristalamiento o de cualquier otro relleno para asegurarlo en su marco. 8 Travesaño superior Elemento horizontal del armazón secundario colocado en la parte alta de la fachada por encima de la última hilera de rellenos (acristalamientos, ventanas, elemento de relleno o puertas). 9 Relleno Panel de relleno o de revestimiento que comporta uno o más componentes y que se coloca en obra en un marco. 10 Junta interior de estanqueidad Perfil de estanqueidad elastómero colocado entre la cara interior de un relleno y el marco que lo rodea. 11 Montante lateral Elemento vertical del armazón secundario colocado en el lateral de la fachada ligera, adyacente a una trama en esquina que puede estar formada de acristalamientos, ventanas, rellenos o puertas. 12 Mecha Trozo de perfil de ensamblaje fabricado para asegurar la unión de perfiles de armazón tubulares. 13 Montante Elemento vertical del armazón secundario que separa y por lo general soporta ventanas, acristalamientos, rellenos y puertas adyacentes. 14 Tapeta de montante Perfil de revestimiento exterior, clisado sobre los montantes y que asegura el aspecto arquitectónico. 15 Equilibrado de presión Principio de puesta en comunicación con el exterior de cámaras formadas en la fachada ligera. Los burletes de estanqueidad interior aseguran la estanqueidad al aire, y los exteriores funcionan como paraguas. Un conjunto de orificios de ventilación y salidas en zig-zag aseguran un equilibrado de presión minimizando los efectos del viento sobre el burlete exterior. 16 Contratapa o presor Pieza metálica, por lo general de aluminio extraído, colocada en la perfilaría de rellenos (acristalamientos o elementos de relleno) que permite la transmisión de esfuerzos por medio de los burletes de estanqueidad. 17 Pantalla de agua Elemento de diseño de una junta que permite eliminar las infiltraciones de agua por dispositivos de equilibrado de presión de una y otra parte de la piel exterior. Este elemento de pantalla de agua funciona por la utilización de burletes de estanqueidad, de salidas en zig-zag, de gotas de agua y de drenaje. 18 Calzo de asiento Pieza de neopreno, plomo, madera y otro material adecuado, colocado bajo el canto inferior de una hoja de vidrio para su colocación en un marco. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 17 19 Antepecho Parte de una pared exterior situada entre dos elementos horizontales. 20 Panel de antepecho Elemento de relleno colocado en el antepecho. 21 Embudo Pieza fabricada que permite el ensamblaje mecánico de un perfil de travesaño tubular y un montante. 22 Fachada con montante y travesaño Sistema de fachada, realizado en obra con elementos distintos y ensamblado enteramente en obra. 23 Elementos de estanqueidad Tapones de estanqueidad dispuestos en las uniones. 24 Sistema de silicona estructural Principio de puesta en obra de un acristalamiento por sellado sobre su marco con un mínimo de fijación mecánica para formar una fachada enteramente de vidrio. 25 Puente térmico Compuesto de baja conductividad térmica incrustado en un ensamblaje para reducir los flujos térmicos entre dos materiales que tienen una alta conductividad térmica. 26 Travesaño Elemento horizontal del armazón secundario que separa y por lo general soporta ventanas, acristalamientos, rellenos o puertas adyacentes. 27 Tapeta de travesaño Perfil extraído, por lo general soportado por abrochamiento sobre los travesaños y que asegura el aspecto arquitectónico. 28 Coeficiente K (U) Coeficiente de transmisión térmica global, entre el interior y el exterior, de uno o varios elementos de pared. 29 Barrera de vapor Material o película suficientemente resistente a la transmisión de vapor para retrasar el paso de vapor de agua entre las zonas con alta humedad relativa y las zonas con débil humedad relativa. 30 Junta periférica Burlete de estanqueidad aplicado entre el borde de la fachada y la estructura del edificio. 31 Drenaje Pequeña abertura en la pared o un marco de ventana a través de la cual el agua es drenada hacia el exterior del edificio. 32 Flecha Deformación o combadura que sufre una estructura, relativa a la línea recta que une los apoyos, debido a las cargas que inciden sobre ella. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 18 EN 13119 “Fachadas Ligeras – Terminologías” EN 13119 “Fachadas Ligeras – Terminologías” FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 19 EN 13119 “Fachadas Ligeras – Terminologías” FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 20 2.1.1. ELEMENTOS RESISTENTES Dentro de los elementos resistentes nos encontramos los montantes verticales y los travesaños horizontales. Montantes verticales Los montantes verticales se fijan a la estructura primaria de la obra y dominan sobre los travesaños horizontales. Suelen ir de forjado a forjado. En el extremo superior del montante se acoplará un casquillo que permita el apoyo con el montante superior y que absorba las dilataciones de cada montante. El casquillo es solidario con un montante, pudiendo moverse libremente el otro, para absorber las dilataciones. Entre los montantes quedará una junta de dilatación de 2 mm/m minima. El montaje se efectúa en sentido horizontal considerando una cantidad determinada de montantes según sea el caso. En la parte superior de los montantes se halla el anclaje tridimensional que permite correcciones de + - 20 mm. Los anclajes llevan un elemento de EPDM de 80º Shore como elemento de rotura de puente térmico y antivibraciones, también alojan en su parte superior los elementos de guía y ensamble para montarlo con el inmediato superior, con una distancia entre sí de 10 mm, lo cual le permite absorber dilataciones y movimientos de distinto tipo. También llevan soportes de fundición de aluminio que se fijan a los travesaños correspondientes. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 21 El primer montante de arranque (en la primer planta) además posee un soporte en su parte inferior sin ser solidario, lo cual le posibilita absorber cualquier dilatación. La sección genérica de un montante es la de la figura. Siendo sus dimensiones determinadas por el cálculo en función de las solicitaciones. Va provisto de los elementos necesarios para el acoplamiento con los anclajes, travesaños o paneles, y con el montante superior. Los materiales normalmente a utilizar son: ALUMINIO: De calidad 50 S-T 5 ó AG S-T 5. Acabado anodinado. El perfil tendrá un espesor mínimo de 2 rnm. Su carga de rotura no será menor de15 Kg/mm2 y su alargamiento mínimo del 6% según Norma UNE. ACERO CONFORMADO: De calidad A 03 – NE. Acabado galvanizado en caliente. Espesor m(nimo de 0,8 mm. La carga de rotura no será menor de 37 Kg/mm2 y su alargamiento del 26%, según Norma UNE. ACERO INOXIDABLE: De calidad F-314. Acabado natural o mate. Carga rotura 60 Kg/mm2 según Norma UNE. Su espesor mínimo será de 1,5 mm. La carga de rotura no será menor de 60 Kg/mm2 y su alargamiento del 35%, según Norma UNE. Montante tipo (NTE MUROS CORTINA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 22 Travesaños horizontales Son los elementos dispuestos horizontalmente, que generalmente van anclados a los montantes, y dimensionados de tal forma que puedan aguantar la carga de los elementos de relleno que gravitan sobre ellos. Llevará provisto en los extremos los elementos necesarios para el acoplamiento de los montantes. Los materiales empleados son los mismos que los descritos para los montantes: ALUMINIO: De calidad 50 S-T 5 ó AG S-T 5. Acabado anodinado. El perfil tendrá un espesor mínimo de 2 rnm. Su carga de rotura no será menor de15 Kg/mm2 y su alargamiento mínimo del 6% según Norma UNE. ACERO CONFORMADO: De calidad A 03 – NE. Acabado galvanizado en caliente. Espesor m(nimo de 0,8 mm. La carga de rotura no será menor de 37 Kg/mm2 y su alargamiento del 26%, según Norma UNE. ACERO INOXIDABLE: De calidad F-314. Acabado natural o mate. Carga rotura 60 Kg/mm2 según Norma UNE. Su espesor mínimo será de 1,5 mm. La carga de rotura no será menor de 60 Kg/mm2 y su alargamiento del 35%, según Norma UNE. Travesaño tipo (NTE MUROS CORTINA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 23 2.1.2. ELEMENTOS PRACTICABLES. VENTANAS. Los muros cortina debido a su ligereza poseen baja inercia térmica, y las fluctuaciones del soleamiento se reflejarían en el interior, y sin protección adecuada el acondicionamiento térmico interior es excesivamente costoso. Para ello hay diferentes elementos adicionales de protección que procuran disminuir el flujo de radiación solar directa incidente sobre la superficie acristalada, y no impiden la visibilidad desde el interior. Como consecuencia de su asociación con la climatización mecánica, desde los primeros muros cortina predominó la tendencia a construirlos sin elementos practicables. Los elementos practicables plantean problemas térmicos y formales de difícil solución: logar elementos suspendidos de apenas un par de puntos, con juntas estancas al aire y al agua que sean móviles, exige perfiles más complejos, que necesariamente tienden a aumentar de sección rompiendo la continuidad del enrejado. Además, la ventilación natural desequilibra el sistema de acondicionamiento y la solución inmediata es evitar el problema, por lo que una gran mayoría de los sistemas comerciales no incorporaron durante mucho tiempo elementos batientes, que evolucionaron de forma independiente y se incorporaban al conjunto con grandes dificultades de integración en la fachada. Desde la aparición de la carpintería de acero se estudiaron muchas soluciones bien interesantes al hueco practicable, especialmente aquellas menos intrusivas, como las correderas, de guillotina, pivotantes o basculantes, y muchos arquitectos modernos patentaron ventanas de este tipo con escuadras mínimas. Con las extrusiones de aluminio se difundieron perfilarías de secciones siempre crecientes, primando la estanqueidad o la ligereza sobre otros aspectos. En todo caso, rara vez se plantearon como componentes de un muro cortina integral. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 24 Hoy esta tendencia se está corrigiendo, y logar la ventilación natural controlada por el usuario parece un objetivo deseable. En consecuencia, los sistemas van incorporando batientes, generalmente, generalmente proyectantes hacia el exterior, con perfiles compatibles y herrajes incorporados, incluso con perfilarías ocultas resueltas con silicona estructural. El funcionamiento adecuado de la climatización apunta hacia sistemas más flexibles y regulables por el usuario, y en todo caso a un uso responsable del edificio. Siendo una de las principales razones de su aplicación, es en los sistemas de doble piel donde se consigue una mayor integración de la ventilación natural a la fachada, además de que el problema constructivo se simplifica al proteger la hoja externa a los batientes de la lluvia y presión del viento. INCORPORACIÓN DE LA VENTANA APROVECHANDO LA DOBLE PIEL PARA CONSEGUIR UNA VENTILACIÓN NATURAL. COMMERZBANK EN FRANKFURT (N. FOSTER 1977) (REVISTA TECTÓNICA: Muros cortina) 2.1.2.1. CLASIFICACIÓN DE LAS VENTANAS Las ventanas pueden clasificarse básicamente según dos conceptos: movimiento y prestaciones. 1.1. Según su movimiento. De los diversos movimientos de ventanas, en este apartado estudiaremos los que encajan con las ventanas de los muros cortina: • Ventanas fijas: como su nombre indica, son elementos exentos de practicables. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 31 1. Cerco y precerco. Como se ha indicado anteriormente, el cerco es el conjunto de perfiles fijos de una ventana que quedan en contacto con un precerco o directamente con la fachada, y el precerco es el conjunto de perfiles fijos que se interponen entre la ventana y el hueco para mejorar y facilitar el anclaje de la misma. Los perfiles que se emplean generalmente en la construcción de los precercos son perfiles tubulares de hierro galvanizado que adoptan la forma rectangular o cuadrada correspondiente al perímetro exterior de la ventana. 1.- Tubo de hierro galvanizado. 2.- Si es una fachada ligera, en nuestro caso muro cortina (los componentes del hueco son metálicos) se colocan tornillos del tipo autoroscante. El número de anclajes y su situación, se determinan en función de las dimensiones de la ventana. 3.- Trabas de pasamano de hierro soldadas al tubo del precerco, para mantener la escuadra del mismo durante su puesta en obra. PRECERCO (Carpinteria de aluminio, Juan Company Salvador) A1 y B2 Medidas exteriores de la carpintería. A2 y B1 Medidas interiores de la carpintería. El cerco o conjunto de perfiles fijos de la ventana, está destinado a mantener la fijación de la ventana y a recibir los elementos de sustentación de la hoja de la misma. El diseño del perfil de cerco es idéntico en todo el perímetro de la ventana, a excepción de las ventanas giratorias y las deslizantes. En las giratorias hay dos semiperímetros iguales cuando los ejes son centrados y en las deslizantes como norma bastante generalizada las dos jambas son iguales pero invertidas y el dintel y el umbral son diferentes. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 32 Abatible 1er Semiperímetro 2º Semiperímetro (Batiente francesa) Giratoria (Basculante) Abatible 1er Semiperímetro 2º Semiperímetro Deslizante (corredera) PERFILES TIPO (Carpinteria de aluminio, Juan Company Salvador) Los perfiles indicados no presuponen tipo y son solamente a título indicativo ya que existe una gran variedad de diseño: con cámara de compensación, con solape, con perfiles acoplados de acero inoxidable en las guías inferiores, con felpillos de estanqueidad acoplados, etc. y todos estos tipos en las variantes de convencional y con rotura de puente térmico. 2. Hoja. La hoja es el elemento practicable receptor de los elementos de relleno y de los órganos de movimiento. Los perfiles que componen la hoja están directamente relacionados con el tipo de ventana. - VENTANA ABATIBLE: generalmente dos tipos de perfiles, el estructural o de hoja propiamente dicha y el junquillo o elemento de fijación de los elementos de relleno. - VENTANA GIRATORIA: tres tipos de perfiles, dos para cada semiperímetro y el junquillo. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 33 - VENTANA DESLIZANTE: cuatro tipos de perfiles, uno para el montante lateral, uno para el montante central y dos para los travesaños superior e inferior. En algunos casos se aprovecha el mismo perfil para los dos travesaños. ABATIBLE GIRATORIA (Batiente francesa) (basculante) LATERAL CENTRAL INFERIOR SUPERIOR DESLIZANTE (CORREDERA) PERFILES HOJA (Carpinteria de aluminio, Juan Company Salvador) 3. Elementos de relleno. Los elementos de relleno, es decir, acristalado y paneles, se verán en profundidad en el apartado 2.1.3. ELEMENTOS DE RELLENO de este proyecto. 4. Herrajes o accesorios. Son uno de los principales elementos para que las ventanas den unas buenas prestaciones. Atendiendo a su función podemos clasificarlos en dos grupos: 4.1. Herrajes de movimiento. Dentro de este apartado se engloban las bisagras de las ventanas abatibles, los ejes de rotación o pivotes de las ventanas giratorias, los rodamientos, ruletas o poleas de ventanas deslizantes y los ejes y patines de las ventanas de movimiento compuesto. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 34 HERRAJES DE MOVIMIENTO (Carpinteria de aluminio, Juan Company Salvador) 4.2. Herrajes de fijación. Los herrajes de fijación como su nombre indica son elementos diseñados para inmovilizar las hojas de las ventanas al cerco de las mismas, garantizando de esta forma las prestaciones requeridas. Cada tipo de ventana tiene su accesorio particular de cierre que adopta variados diseños, si bien la función es en todos la misma. Como variante existe la posibilidad de bloqueo que se consigue mediante la adición de un elemento de cerradura con llave. Cabe también incluir en este apartado los elementos de retención como pueden ser compases, pestillos, pasadores, etc. HERRAJES DE FIJACIÓN (Carpinteria de aluminio, Juan Company Salvador) Otro tipo de herraje sofisticado es el de la ventana corredera de alto standing en el cual por giro de la manivela de accionamiento, se consigue por mediación de unas levas, que la hoja de la ventana se eleve o descienda, quedando en posición de deslizamiento o bloqueada. Este sistema cumple la doble función de mejorar el deslizamiento, ya que en posición elevada se libera de la presión de los elementos de estanqueidad que actúan sólo cuando la hoja de la ventana está en posición baja, es decir, bloqueada. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 35 2.1.3. ELEMENTOS DE RELLENO En una fachada ligera de estructura clásica, las superficies son cerradas por dos elementos básicos: el vidrio y el panel ciego. Así el relleno con uno de estos dos elementos puede ser total o combinación de ambos, ya que la utilización de vidrio está indicada en las zonas de visión; en cambio, los paneles, se destinan a las zonas de antepecho y paso de forjado 2.1.3.1. EL VIDRIO Características mecánicas. El vidrio puede estar sometido a esfuerzos mecánicos de diferentes tipos: tracción, torsión, impacto y penetración. La resistencia real del vidrio siempre está por debajo de la resistencia teórica debido a los defectos microscópicos. Los ensayos proporcionan los siguientes resultados: Resistencia a compresión La rotura del vidrio a compresión es prácticamente imposible ya que su resistencia es muy elevada ( 10.000kg/cm 2 ). Resistencia a tracción Vidrio recocido: 400 kg/cm 2 . Vidrio templado: 1.000 kg/cm 2 Resistencia a flexión En este caso se tiene una carga que provoca un gradiente de tensiones, a tracción y compresión, sobre la sección del material. La resistencia a rotura será: Vidrio recocido sin defectos visibles: 400 kg/cm 2 . Vidrio templado: 1.000 kg/cm 2 Tensiones de trabajo admisibles según la posición de la luna y el tipo de luna Las tensiones de trabajo admisibles se expresan en daN/cm 2 FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 36 Otras características físicas y mecánicas del vidrio son: (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) Transformaciones de los vidrios y tipologías. Para aumentar la resistencia mecánica y seguridad, se recomienda hacer un pulido sobre los bordes de los vidrios. Procesos de transformación. Los principales procesos de transformación del vidrio que existen en el mercado son: corte, pulido, manufacturas, serigrafiado, templado, curvado, deposición metálica, laminado y doble acristalamiento. Vidrio Templado. El vidrio templado, vidrio de seguridad según el Código Técnico de Edificación ( CTE), es aproximadamente cuatro veces más resistente que el vidrio recocido del mismo espesor y configuración. Debe cumplir todos los requisitos de la norma EN 12150: Partes 1 & 2. Si se rompe, lo hace en fragmentos relativamente pequeños, que no causarían heridas graves. El templado térmico consiste en calentar el vidrio hasta una temperatura próxima a la de reblandecimiento para, a continuación, enfriar bruscamente, haciendo incidir sobre su superficie aire a una presión controlada. Así, la superficie queda sometida permanentemente a fuerzas de compresión, mientras que el interior se somete a fuerzas de tracción. Las intensidades de estas tensiones varían de acuerdo con el gradiente térmico que se estableció en el momento de su enfriamiento, con lo que se puede obtener vidrios templados o termoendurecidos. Los vidrios templados presentan un aumento de la resistencia mecánica, mayor resistencia al choque térmico y mayor seguridad. Se pueden realizar manufacturas, como taladros y serigrafías. Esquema de rotura: ESQUEMA DE ROTURA (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 37 Los vidrios termoendurecidos. Los vidrios termoendurecidos nos llevan a un reforzamiento de la resistencia mecánica, pero éstos no se consideran un producto de seguridad, ya que en caso de rotura los trozos son de una gran dimensión y pueden ocasionar accidentes. En el proceso de transformación el enfriamiento es mucho más lento, por lo que las tensiones superficiales son inferiores y por tanto tienen una resistencia mecánica más baja. No tiene la resistencia del vidrio templado, y está destinado a aplicaciones que no exigen un producto de seguridad, puesto que el vidrio termoendurecido no es un vidrio de seguridad tal como se define en las leyes y normas europeas para la construcción. Este tipo de vidrio se destina al acristalamiento general, cuando es necesaria una resistencia adicional para soportar la presión del viento y la tensión térmica. El vidrio termoendurecido no se puede cortar ni taladrar, una vez que ha sufrido el proceso de termoendurecido, ni puede modificarse (pulido de cantos, pulido con chorro de arena o grabado al ácido, por ejemplo) ya que esto podría debilitarlo y causar daños prematuros. Vidrio laminado. El vidrio laminado, es el resultado de la unión permanente de dos o más hojas de vidrio con una o varias capas intermedias de polivinilbutiral (PVB material plástico con muy buenas cualidades de adherencia, elasticidad, transparencia y resistencia) mediante calor y presión. El vidrio y las capas intermedias (intercalario) ofrecen una gran variedad de colores y espesores. El vidrio laminado se puede romper, pero los fragmentos suelen adherirse a la capa de plástico (PVB) y permanecen intactos en gran medida, lo que reduce el riesgo de lesiones. El vidrio laminado se considera un "vidrio de seguridad" porque cumple los requisitos establecidos en las diferentes leyes y normas europeas para la construcción. La característica más sobresaliente es la resistencia a la penetración, por lo que resulta especialmente indicado para la seguridad y protección de personas y bienes. Ofrece también buenas cualidades ópticas, mejora la atenuación acústica y protege contra la radiación ultravioleta. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 38 Temple químico. En este caso, la generación de las tensiones se produce por una modificación superficial de la composición química del vidrio. Existen dos procedimientos diferentes: - Creación de capas superficiales de menor coeficiente de dilatación que el vidrio base: el recubrimiento se lleva a cabo a temperaturas superiores a la de la relajación del vidrio, cuando éste se enfría la parte interior se contrae más que la superficie quedando ésta sometida a compresión. -Intercambio superficial de iones del vidrio por otros de mayor tamaño: en este caso, la compresión se produce por la sustitución de iones alcalinos de la superficie por otros más voluminosos. Este proceso de cambio debe producirse a temperaturas inferiores a la de reblandecimiento del vidrio. Vidrio coloreado en masa. Es un vidrio en el cual, durante el proceso de fabricación, se le han añadido óxidos metálicos que le dan un color característico con el consiguiente aumento de la absorción. El vidrio coloreado se utiliza fundamentalmente como protección solar. Debido a la gran absorción de energía solar, es necesario el templado para evitar la rotura por choque térmico. Vidrio templado-laminado. Otra posibilidad es primero templar el vidrio para poder manufacturalo y luego laminarlo. Lo que se pretende conseguir es reunir todas las cualidades que aportan los dos sistemas de tratamiento ( mejor resistencia mecánica, seguridad, manufacturas, etc.). Este tipo de vidrio tiene más resistencia mecánica, puede soportar un choque térmico de 200º C y es seguro. Vidrios recubiertos con capas metálicas. Son vidrios en los que se ha depositado, sobre una de sus superficies, una o varias capas metálicas mediante bombardeo iónico en alto vacío. Este tratamiento se realiza a baja temperatura, por lo que no afecta a la planimetría del vidrio. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 39 Con los recubrimientos se obtienen los vidrios reflectivos. Estos tipos de vidrios brindan la posibilidad de tener un gran control sobre la transmisión de luz y de energía, así como conseguir diferentes aspectos estéticos. La función básica del vidrio reflectivo y cristal de color, bronce o gris es reducir la entrada del calor en el verano, mientras que el vidrio de baja de la emisividad, tiene por fin principal disminuir las pérdidas de calor en invierno. En las zonas climáticas en las que el aire acondicionado es necesario, es deseable limitar buena parte de la energía radiante solar. Los vidrios con multicapas metálicas son la solución ideal para este propósito. También podemos combinar estos recubrimientos con vidrio coloreados en masa, lo que provoca que el color en reflexión cambie, dándose así un amplio rango de colores y propiedades de protección solar. Una clase especial de vidrios con capa la constituyen los vidrios bajo emisivos en los que la capa metálica es prácticamente transparente a la radiación solar visible, reflejando en cambio la radiación del infrarrojo. Esta característica permite una reducción importante de la ganancia solar, a la vez que mantiene un alto coeficiente de transmisión luminosa. Vidrios serigrafiados. En los vidrios serigrafiados, se depositan en una de sus caras esmaltes vitrificables por el sistema de impresión serigráfica. Posteriormente se someten al proceso de templado. En dicha operación el esmalte queda vitrificado formando masa con el vidrio y adquiriendo las mismas propiedades que el vidrio templado normal, excepto su resistencia al choque mecánico, la cual está condicionada por la superficie esmaltada, el espesor de los esmaltes, las dilataciones, etc. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 40 Vidrios con cámara. Están formados por dos o más lunas separadas entre sí por una cámara de aire o algún otro gas deshidratado. La separación entre las lunas la proporciona un perfil de aluminio en cuyo interior se introduce el deshidratante. El conjunto permanece estanco gracias a una doble barrera contra la humedad. El segundo sellante asegura la adherencia entre las dos lunas y la integridad del sistema. Se caracteriza por ser un buen aislante térmico, ya que tiene un bajo coeficiente de transmisión y disminuye mucho las pérdidas de calor con respecto los vidrios monolíticos. Por otra parte, la superficie interior del acristalamiento permanece a una temperatura próxima a la de la habitación, aumentando la sensación de confort, junto a la ventana y disminuyendo el riesgo de condensaciones en invierno. Es recomendable para conseguir las mayores prestaciones en aislamiento térmico y acústico, así como un mayor ahorro energético. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 47 3. Paneles estancos. En este tipo de paneles, todas las paredes exteriores tienen una permeabilidad despreciable (siempre inferior a 1 g/m2/24 horas), de tal forma que el vapor de agua prácticamente no atraviesa el panel. En el caso de que los paramentos exteriores e interiores sean metálicos debe evitarse que se unan en los laterales formando un puente térmico, con lo que el coeficiente de aislamiento térmico del conjunto se reduciría notablemente. Este inconveniente se evita con una junta aislante. PANELES ESTANCOS (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) 2.1.3.2.2. Tipologías 1. Encolados. La placa exterior e interior se encolan al aislante para obtener un panel rígido. Cuando el aislamiento térmico contribuye a la rigidez, estas placas pueden ser más delgadas. La existencia de barreras de vapor vendrá condicionada por la naturaleza del aislante (permeabilidad) y de las placas exterior e interior. PANELES ENCOLADOS (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 48 2. Ensamblados mecánicamente. Cuando se desea realizar un panel ventilado, el panel exterior no puede pegarse, entonces se recurre a la unión de las placas mediante otros sistemas de fijación, como por ejemplo mediante tornillos o pernos, pudiéndose el aislante pegar o atornillar a la placa interior. PANELES ENSAMBLADOS MECÁNICAMENTE (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) 3. Fijados separadamente. En este caso, la placa exterior, la interior y el aislante se fijan por separado a la estructura auxiliar. PANELES FIJADOS SEPARADAMENTE (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 49 4. Trasdosados. Cuando además del panel ligero se dispone interiormente de un antepecho de albañilería, el panel puede simplificarse, ya que entonces, el cerramiento está definido por el conjunto de panel y antepecho, en el que el panel constituye únicamente su hoja exterior. PANELES TRASDOSADOS (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) Cuando un mismo panel está constituido por materiales que tienen distintas propiedades físicas (coeficiente de dilatación, higroscopicidad…) al estar unidos por encolado, ensamblaje mecánico o cualquier otro medio, se crea el denominado efecto de bilámina dando lugar a la curvatura de sus caras. Para retornar estos elementos curvados a su estado plano es necesario aplicar unos esfuerzos sobre su perímetro. Esto equivale a decir que si tal elemento está fijado de forma rígida sobre un armazón, ejercerá sobre éste las mismas fuerzas que deberían aplicársele para aplanarlo. Algunos paneles insuficientemente estudiados pueden ejercer sobre la carpintería contracciones importantes, susceptibles de que peligren la estanqueidad y la fijación de dichos paneles. Para atenuar este efecto de bilámina existen dos técnicas básicas: - El equilibrado. Consiste en la adición de una tercera placa de naturaleza y propiedades idénticas a las de uno de los dos primeros dejando el diferente en el centro. - Formación de planos de deslizamiento. Consiste en utilizar colas elásticas de gran coeficiente de alargamiento o intercalar una capa intermedia de material flexible o deformable. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 50 2.1.4. ELEMENTOS DE FIJACIÓN 2.1.4.1. Anclajes. Este elemento, sirve para la unión y fijación de cada montante vertical al forjado. Los anclajes han de solventar los aspectos técnicos inherentes a las deformaciones, cargas dinámicas y planeidad de los paneles y otros metodológicos, como el montaje y el desmontaje. Para absorber las desigualdades de la obra y conseguir una fachada bien aplomada debe estar diseñado para regulaciones de ±3 cm como mínimo en los tres ejes: vertical, horizontal y perpendicular a la fachada. La calidad y resultados del sistema de acabado de fachada dependerá, en gran medida, de este mecanismo. Los anclajes de un muro cortina deben cumplir los siguientes requisitos: RESISTENCIA: Los anclajes se disponen a intervalos y cada uno de ellos soporta los esfuerzos concentrados relativos a las superficies de muro correspondiente. Se dimensionan para trabajar en ménsula. Son realizados a partir de perfiles laminados, aunque también se utilizan los formados con chapas gruesas o con piezas coladas o forjadas. Si la estructura es de acero, los anclajes pueden estar directamente soldados. POSIBILIDAD DE REGLAJE: El anclaje está provisto de elementos de regulación. Estos elementos de reglaje resultan indispensables para permitir las tolerancias dimensionales entre la estructura del edificio y la fachada de muro cortina. El reglaje se debe poder realizar en tres dimensiones del espacio. FACILIDAD DE MONTAJE: Es necesario localizar los anclajes en posiciones fácilmente accesibles, además, la forma que se reciben los elementos del muro cortina será mecánica ( por enganches o tornillos). PROTECIÓN DE LA SUPERFÍCIE EXTERIOR: Todas las piezas de anclaje se deben de proteger contra la corrosión mediante una pintura antioxidante. También se debe de controlar la existencia de condensaciones. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 51 Bajo el aspecto de unión cabe distinguir tres tipos: - Anclajes fijos. La función de los anclajes fijos, es inmovilizar totalmente el elemento portante de la fachada a la estructura del edificio, una vez se han efectuado las regulaciones para alinear correctamente dicho elemento, en las tres dimensiones necesarias. ANCLAJE FIJO REGULABLE EN TRES DIMENSIONES (CARPINTERIA DE ALUMINIO, JUAN COMPANY SALVADOR) Como puede observarse, este conjunto tiene regulación en tres dimensiones. En efecto, con el tornillo B puede regularse el montante en sentido paralelo y perpendicular a la fachada y el con el tornillo A puede regularse el montante verticalmente hacia arriba o hacia abajo. Una vez efectuada la nivelación en las tres dimensiones, se fijan los tornillos a los elementos deslizantes, por medio de puntos de soldadura. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 52 - Anclajes deslizantes. Este tipo de anclaje, está concebido para absorber las dilataciones o contracciones, que pueden originarse en los montantes de las fachadas panel, junto con los movimientos relativos de los forjados al entrar en carga o por su asiento definitivo. ANCLAJE DESLIZANTE (CARPINTERIA DE ALUMINIO, JUAN COMPANY SALVADOR) A) Angular de hierro laminado en caliente, con dos taladros rasgados, uno en cada ala. B) Casquillo de diámetro exterior igual al diámetro del taladro rasgado del angular, diámetro interior igual al del tornillo C y profundidad algo mayor al espesor del angular. C)yD) Tornillos de fijación. E) Placa de refuerzo colocada en el interior del perfil de aluminio. Su funcionamiento es el siguiente: Con el tornillo D y por medio de un perno de expansión de cualquier tipo, se fija el angular en la posición idónea y por medio del tornillo C, a través del casquillo, se fija el montante al angular. De esta forma, el montante de aluminio queda inmovilizado en todas direcciones excepto en sentido vertical, ya que el casquillo B puede deslizarse a lo largo del taladro rasgado. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 53 - Uniones. Las uniones, al igual que los anclajes, pueden ser fijas o deslizantes. Las fijas se utilizan para anclar los travesaños a los montantes y generalmente son perfiles en forma de U extrusionados en aleación de aluminio. Las uniones deslizantes, tienen su aplicación en las juntas de dilatación y acostumbran a ser perfiles tubulares de aluminio. UNION FIJA DE TRAVESAÑO A MONTANTE (CARPINTERIA DE ALUMINIO, JUAN COMPANY SALVADOR) UNION DESLIZANTE DE MONTANTE A MONTANTE (CARPINTERIA DE ALUMINIO, JUAN COMPANY SALVADOR) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 54 La aplicación del anclaje deslizante, no se utiliza en muros cortina, aunque si en fachadas panel, por lo tanto la aplicación de dichos tres tipos la resumimos de la siguiente forma: Muros cortina: anclaje fijo en el forjado superior e inferior y unión deslizante en la zona de la junta de dilatación. Fachada panel: Anclaje fijo o deslizante en el forjado superior e inferior, combinándolos alternativamente, es decir, si se coloca fijo en el forjado superior, debe ser deslizante en el inferior o viceversa. Soluciones de anclaje. Hay diferentes soluciones que consiguen estos objetivos, destacamos: 1. SISTEMA HALFEN. La unión Halfen se integra en la obra en el momento del hormigonado. Se compone de dos partes: una es el cuerpo de la unión que queda nivelado con el forjado y es el que recibe la fijación y la carga; la otra parte es el anclaje que tiene la misión de repartir los esfuerzos a la masa de hormigón garantizando el comportamiento solidario con ésta. Mediante ensayos previos en el laboratorio se puede tipificar la resistencia de cada tipo de unión y demostrar su fiabilidad. CUERPO DE LA UNION Y ANCLAJE (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) El cuerpo de la unión puede ser de tres tipos: - un raíl o guía. - una platina de anclaje tipo Halfen. - una clavija Halfen. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 55 RAÍL O GUÍA PLETINA CLAVIJA HALFEN (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) La elección dependerá ante todo de la necesidad de regulación del elemento que haya de fijarse. Las clavijas no tienen posibilidad de reglaje, por lo cual no se utilizan en las uniones de los montantes. Estos raíles pueden fabricarse de acero conformado en frío, acero laminado en caliente o acero inoxidable. Existen diferentes formas o tamaños según las necesidades resistentes de la unión. RAILES DE ACERO CONFORMADO EN FRIO (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) RAILES DE ACERO CONFORMADO EN CALIENTE (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) En la zona exterior se sitúa un perno con cabeza en T que se une con un giro de 90º y la posterior fijación de una tuerca. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 56 PERNOS CON CABEZA EN T QUE SE UNE CON UN GIRO DE 90º (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) Los raíles Halfen se fijan fácilmente en los tableros del encofrado mediante clavos en el caso de la madera o tornillos si son metálicos. 2. ANCLAJE CONVENCIONAL. Otra solución más tradicional es la formada por unos perfiles laminados que se sueldan a una placa embebida en el hormigón. La placa debe colocarse antes de hormigonar el forjado. La unión se realiza con una patilla en cola de milano que queda embebida en el hormigón junto con la placa. Este tipo de anclaje tanto puede ser fijo como deslizante. Una vez soldado el angular a la placa, deben protegerse con pintura antioxidante ya que el galvanizado se destruye con la soldadura. Los sistemas de anclaje que se realizan con posterioridad al hormigonado mediante pernos presentan importantes inconvenientes. Por una parte, el reparto de esfuerzos no se hace de forma homogénea y se crean tensiones que microfisuran el hormigón. Con las microfisuras se abre el paso a la humedad y con ella a la consiguiente oxidación del taco, pues la película de 7 micras que suelen llevar los tacos de expansión mecánica se daña en el momento de su colocación. Además, la obertura de taladros implica el peligro de cortar las armaduras embebidas en el hormigón. Todo ello determina la discutible durabilidad de la unión. Aparte de los sistemas más utilizados, existen otros menos comunes que responden al criterio de cada fabricante de muros cortina. ANCLAJE CONVENCIONAL (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 63 Tal es el caso de los enmarcados de los acristalamientos y paneles de las fachadas o ventanas y las juntas de cierre o estanqueidad de las ventanas, que por la condición de practicables no pueden tener juntas que trabajan por adherencia. Las formas que se adoptan son muy variadas pero pueden resumirse en tres grupos: Labialesse emplean en juntas de estanqueidad flexibles. Tubularesse utilizan en juntas de presión. Compuestasse emplean en enmarcados de vidrios y paneles. PERFILES ELÁSTICOS EN JUNTAS POR COMPRESIÓN (CARPINTERIA DE ALUMINIO, JUAN COMPANY SALVADOR) 1.2. Sellantes que trabajan por adherencia: En este caso, el elemento sellador se vierte en forma fluida sobre la junta a sellar y que, posteriormente, se vulcaniza en un caucho que ha copiado exactamente la forma de la junta que le ha servido de molde, quedando al mismo tiempo firmemente adherido a los materiales que se trata de sellar. Estas juntas moldeadas “in situ” trabajan lo mismo a compresión que a tracción y no exigen tolerancias milimétricas en cuanto a dimensiones o forma de la junta a obturar. Este material, debe reunir las siguientes condiciones: 1. Trabajar alternativamente a tracción y a compresión resistiendo la fatiga a esta deformación alternante, durante un número de ciclos. 2. Resistir el envejecimiento producido por la intemperie y los rayos solares, también por un tiempo determinado de ciclos, teniendo en cuenta que este envejecimiento es más crítico por el hecho de estar sometido el material a fatiga por esfuerzo alternativo. Para ello, es necesario evitar que el ozono del aire se fije sobre los dobles enlaces de FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 64 la cadena normal del caucho, originando un ozónico y rompiendo la cadena por este punto lo que convierte el material en agrio, no cumpliendo por tanto la misión de elástico. 3. Poseer adherencia suficiente sobre todos los elementos de la construcción que puedan servir de soporte. Estas juntas pueden ser frontales o de recubrimiento. JUNTA FRONTAL JUNTA DE RECUBRIMIENTO L: Ancho de la junta. Pl: Profundidad de la junta. S: Superficie de adherencia. F: Flancos de la junta. JUNTAS (CARPINTERIA DE ALUMINIO, JUAN COMPANY SALVADOR Se entiende por amplitud del movimiento de la junta: - para los movimientos de tracción-compresión, la diferencia entre las más grandes y las más pequeñas longitudes de junta en un lapso de tiempo determinado. - Para los movimientos de cizallamiento, la diferencia entre los más grandes desplazamientos paralelos mutuos de los flancos de la junta en un lapso de tiempo determinado. - Una junta no debe servir para efectuar una ligazón mecánica, sino que debe ser el resultado de esta ligazón. 2. Masillas de estanqueidad Se entiende por masilla de estanqueidad, una masa que es plástica durante su tiempo de manejo y que está destinada a asegurar la estanqueidad de la junta. Las masillas de estanqueidad están caracterizadas por la sustancia química de base y su proceso de endurecimiento. Una masilla puede ser plástica, elástica o plástico-elástica. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 65 Consisten en un caucho de silicona que ya viene preparado para extruirlo directamente sobre la junta con un aplicador. La silicona vulcaniza espontáneamente por efecto de la humedad ambiental quedando seca al tacto al cabo de 15 o 20 minutos. El curado total depende del espesor del producto aplicado. Es recomendable que las superficies que hay q sellar se encuentren limpias y secas. Deben eliminarse los residuos de hormigón, polvo, etc. para favorecer la adhesión. Como agente limpiador debe utilizarse un disolvente volátil que no deje residuos aceitosos. Hay tres clases de masillas: - Las ácidas, que son las más utlilizadas. - Las neutras, que son mejores que las ácidas. - Las especiales, que no atacan a las superficies pintadas. Otro tipo de masillas son las de doble componente, de mejor calidad, pero no muy utilizadas, excepto en casos específicos. Las características que indican la idoneidad de un sellante son las siguientes: - buena adherencia con los materiales que hay que sellar. - Contracción nula al vulcanizar. - Ausencia de goteo o desprendimiento en su aplicación. - Comportamiento elástico que soporte los movimientos de la junta. - Inalterabilidad a los agentes exteriores: exposición al sol, lluvia, nieve, radiaciones ultravioleta, ozono, humedad, detergentes domésticos y a los cambios bruscos de temperatura. Naturaleza química de las masillas. Según su naturaleza química, las masillas pueden agruparse en las siguientes familias: Tipo POLISILOXANO. Conocidas genéricamente con el nombre de SILICONAS con sus variantes de: - Base acetato (ácida). - Base neutra. - Base amina. Tipo POLISULFURO. Conocidas genéricamente con el nombre de THIOKOL con sus variantes de: - 1 componente. - 2 componentes. Tipo POLIURETANO. Variantes de: - 1 componente. - 2 componentes. - 2 componentes autonivelantes. Tipo POLIACRILATO. Conocidas bajo el nombre de masillas ACRÍLICAS con sus variantes de: - Reactivo acrílico – solución. - Reactivo acrílico – dispersión. Tipo POLIISOBUTILENO. Con sus variantes de: - Caucho – butilo. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 66 - Resinas. Determinados tipos de masilla de estanqueidad pueden aplicarse sobre una serie de materiales, sin más que efectuar una buena limpieza de los elementos a sellar, pero en función de los materiales a sellar a veces es necesario utilizar una imprimación, para asegurar la adherencia de la masilla. Normas generales de aplicación. - Estudio de la junta. - Materiales a unir. - Selección de la masilla idónea. - Dimensionado de la junta. - Necesidad de elemento de relleno. - Necesidad de imprimación - Aplicación de la masilla. - Colocar el elemento de relleno cuando la anchura de la junta sobrepase en 1,5 veces la profundidad de la misma, o cuando supere los 6 mm de profundidad. - Limpiar a fondo los materiales a unir con TOLUENO. - Aplicar la imprimación si es necesario. Debe consultarse en cada caso el tipo de imprimación, ya que existen diversos tipos. - Dejar la masilla, procurando que penetre bien en la junta, ayudándose si es preciso con una espátula. - Alisar la superficie del sellado teniendo sumo cuidado, si existen ángulos, en sellar bien los recodos de los mismos. 2.1.5.3. ELEMENTOS DE REMATE Son elementos conformados, por lo general de chapa de aluminio o acero galvanizado, cuya misión es dar el acabado entre el muro y la obra. Entre ellos apreciamos los siguientes: 1. EXTERIORES: - Remate de coronación. Es el acabado superior del muro. Normalmente cubre el conjunto formado por el murete perimetral de la cubierta y la fachada. Suele realizarse con chapa de aluminio de 2 milímetros mínimo, para poder anodizarla con el mismo color del resto del muro. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 67 REMATE EXTERIOR DE CORONACIÓN (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) REMATE EXTERIOR DE CORONACIÓN (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) - Remate lateral. Es el destinado a unir dos fachadas en ángulo o recibir el edificio vecino en el caso de medianeras. - FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 68 SECCIÓN HORIZONTAL EN PLANTA REMATE EXTERIOR LATERAL (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) REMATE LATERAL ENTRE MEDIANERAS (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) - Remate inferior. Se utiliza en los cuerpos volados de la fachada. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 69 SECCIÓN VERTICAL REMATE INFERIOR (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Remate arranque inferior . Se utiliza en el arranque de la fachada desde el nivel del suelo. REMATE ARRANQUE INFERIOR (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) 2. INTERIORES: - Remate de forjado. Es el que tiene la misión de cerrar el hueco que se crea entre el forjado y la fachada. Normalmente consta de parapastas, chapas superiores e inferiores y cortafuegos. - • Parapastas: angular de acero galvanizado que se coloca sobre el forjado bruto y sirve para el remate y límite del suelo acabado. • Chapas superior e inferior: molduras de acabado que cierran el hueco existente entre el muro cortina y la obra. • Cortafuegos: panel formado por doble chapa de acero galvanizado y aislante intermedio. Se aloja, normalmente, entre el forjado y el muro cortina. También puede realizarse depositando aislante entre la chapa inferior del forjado (que deberá ser de acero galvanizado) y la superior. No es posible utilizar el aluminio debido a su mal comportamiento frente al fuego. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 70 REMATE PASO FORJADO (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) REMATE DE FORJADO (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 71 - Detalle entrega tabiquería: Encuentro del tabique interior con el montante del muro cortina. DETALLE ENCUENTRO TABIQUERIA (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 72 2.2. COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL.. Si planeamos acristalar una fachada entre forjados, veremos en primer lugar que el vidrio no puede salvar esa luz típica sin que la presión de viento ocasione su excesiva deformación por flexión, con la pérdida de prestaciones a corto plazo o con la consiguiente pérdida de estanqueidad de sus juntas, incluso con la rotura del propio vidrio. Podemos apoyar el vidrio o suspenderlo, pero en ambos casos se requiere un contrarresto a flexión. Esta deformación se reducirá sensiblemente si el panel de vidrio apoya en cuatro lados, reduciendo las luces y trabajando como una placa. Estamos así en la solución clásica de recercar el vidrio con un bastidor de perfiles estructurales a los que aquél traslada su peso propio y las cargas de viento. Este bastidor descansará en los forjados a través de un mecanismo que permita transmitirle las acciones verticales y horizontales que actúan sobre él. Surge la idea de dar continuidad al cerramiento, pasándolo por delante de la estructura de modo que no quede interrumpido por los forjados. Esta solución tiene muchas ventajas, no solo desde el punto de vista del aislamiento y la estanqueidad, sino desde el mismo concepto de fachada que es mucho mas limpio. Los bastidores y la retícula pueden ser continuos en este caso, con pequeñas adaptaciones de diseño del vínculo a la estructura. Un bastidor genérico se forma con montantes y travesaños, estos últimos para resistir el peso del vidrio y ambos para las cargas horizontales. Con la inercia suficiente, el bastidor limitará la deformación del vidrio ante la presión y succión ocasionadas por el viento y el peso propio de la placa, dentro de lo asumible por el tipo y composición del acristalamiento y por las juntas. Este bastidor se resuelve con diferentes sistemas que van desde las secciones normales de perfiles de acero, madera, cables y varillas, hasta los niveles del vidrio. Otro problema es la dilatación térmica del cerramiento: si los elementos – paneles y bastidor – son independientes entre forjados, sus cambios dimensionales pueden ser asumidos por las juntas con éstos, pero si el cerramiento es continuo está claro que la deformación de origen térmico no puede ser asumida por un sistema que necesariamente requerirá juntas de dilatación que hagan compatibles las deformaciones entre sus diferentes elementos. Estamos aplicándole cerramiento sobre una estructura siempre deformable – flexión de forjados, flexión por viento, contracción y asentamientos del hormigón, etc, – y el muro cortina no podrá aceptar esas deformaciones salvo que le dotemos de mecanismos adecuados. De nuevo la solución general será concebir el cerramiento continuo con un sistema de juntas. Como resultado, el muro cortina comienza a configurarse como un conjunto de escamas ensambladas de tal forma que en su comportamiento las juntas y rótulas desempeñan un papel protagonista: juntas del bastidor, juntas de acristalamiento y paneles y juntas en los anclajes. Y todo esto trabajando con un material cuyo comportamiento rompe las reglas del juego habituales, por ser característicamente frágil y en consecuencia muy sensible a roturas por concentración de tensiones, tanto de origen mecánico como térmico, lo que implica una atención excepcional a sus “condiciones de borde” es decir, a aquellos elementos que resuelven la transición entre el vidrio y la estructura del edificio, ya sea como apoyo puntual o continuo. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 79 En el diseño de cerramientos ligeros el problema de diseño acústico dominante suele ser el aislamiento con el exterior, ya que su poco peso y la abundancia de juntas dificultan lograr los niveles de aislamiento habituales con cerramientos tradicionales. En todo caso, con los vidrios dimensionados para resistir las cargas de viento y los sellados estancos de juntas se alcanzan valores medios de 30dBa aceptables en la mayoría de los casos. Mejores prestaciones acústicas requieren vidrios especiales, reconsiderar la contribución de los elementos opacos, un minucioso análisis de las juntas, etc. Un problema importante es la independencia sonora entre plantas sucesivas cuando el cerramiento discurre suspendido por delante del forjado. Este problema no es solo acústico, pues relaciona con la independencia a efectos térmicos y de transmisión del fuego, etc. Establecer una barrera eficaz es difícil, no solo por la continuidad del cerramiento, sino por que en este punto suelen además establecerse los anclajes. En muchos edificios clásicos el problema se obvia, limitando la barrera a un cubrejuntas de escasa entidad. Una independencia real, sin prolongar el forjado hasta el exterior, requiere normalmente considerar el sellado entre el panel de antepecho y los diferentes elementos que conforman el plano horizontal – forjado, cielorraso, suelo elevado, etc – así como el peto si existe. El problema debe analizarse simultáneamente con los demás aspectos que confluyen en este punto – instalaciones, cortafuegos, etc - . En resumen, el ruido exterior exigirá en primer lugar, un buen diseño del cerramiento, procurando que los vidrios, sellantes y anclajes contribuyan a la atenuación del ruido; en segundo lugar, la determinación de las propiedades acústicas de forma experimental del cerramiento; y por último, un control del aislamiento “in situ” que presenta la fachada ya construida. Criterio: reducir la entrada de ruido exterior, según el CTE, en función del uso del edificio. Formas de conseguirlo si el cerramiento es un muro cortina: • Aumentar la masa: espesores de vidrio mayores. • Aumentar el nº de capas con distinta absorción acústica: cámara de aire, vidrios laminares, vidrios de distinto espesor, etc. • Reducir al máximo la permeabilidad al aire: juntas estancas, presión en las gomas, barrera de vapor continua. • Instalar pantallas acústicas exteriores: doble piel, lamas horizontales, viseras. Atención a los puentes acústicos interiores: • Entre plantas: detalle del paso de forjado. • Entre tabiques contiguos: detalle del encuentro fachada / tabique. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 80 2.2.3. AISLAMIENTO TÉRMICO El aislamiento térmico es un factor determinante ya que está ligado intrínsecamente con el ahorro energético. Se sabe que si un cerramiento no aporta el aislamiento térmico adecuado, se necesitará más calefacción (en invierno) o aire acondicionado (en verano), repercutiendo en equipos de mayor peso para la estructura del edificio y mayor consumo energético a lo largo de la vida del edificio. Por lo tanto, hay que tener en cuenta que el aluminio es un material conductor y se debe asegurar el aislamiento térmico así como elegir los materiales más adecuados de relleno con un buen coeficiente de transmisión. PROPIEDADES TÉRMICAS: • Transmisión energética (TE). Es la cantidad de energía que atraviesa directamente una superficie. Se expresa en un porcentaje de la energía incidente sobre el mismo. • Reflexión energética (RE). Es la cantidad de energía reflejada por una superficie. Se expresa en un porcentaje de la energía incidente sobre el mismo. • Absorción energética (AE). Es la cantidad de energía solar incidente absorbida por la superficie. Esta absorción provoca un aumento de la temperatura de la misma irradiando hacia el interior y hacia el exterior parte de esta energía absorbida (Ai, Ae). • Coeficiente K. Es la cantidad de energía que atraviesa un m2 de superficie por unidad de tiempo y por cada incremento de temperatura entre ambos lados de la superficie. Las unidades más utilizadas son (kcal/hm2 ºC). • Factor solar (FS). Es la cantidad total de energía que el sol introduce dentro del edificio. Es la suma de la transmisión energética (TE) más una parte irradiada hacia el interior procedente de la absorción energética (Ai). El muro cortina debe ser considerado como un elemento determinante en el balance energético de un edificio completo. Lo es cualquier cerramiento y lo es más en nuestro caso por el carácter “activo” derivado de su transparencia. Las ganancias y pérdidas de calor no pueden evaluarse en su valor absoluto, sino en relación a la forma, tamaño, orientación, uso y localización de un edificio. El balance energético de un edificio debe calcularse integrando las ganancias y pérdidas por transmisión y radiación, evaluadas por fachadas y a lo largo del año, de tal forma que se puedan separar las épocas de calefacción y las de refrigeración en las que varía el signo de las aportaciones. En las superficies tales como vidrio, paneles, perfiles, etc. que estén en contacto con el ambiente exterior e interior, el calor se intercambia por radiación y convección entre el ambiente interior y exterior. En la NBE-CT-79 Condiciones Térmicas de los edificios encontramos distintos tipos de transmisión de calor a través de los cerramientos las cuales són: Conducción y acumulación: es el modo de transferencia en el que el calor viaja desde una superficie del cerramiento a una temperatura T1 a otra superficie de temperatura T2, inferior a T1. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 81 Convección: el intercambio de calor tiene lugar cuando el aire del ambiente se pone en contacto con la superficie de un cerramiento a una temperatura distinta. La convección puede ser libre ( natural ) o forzada, dependiendo de si interviene alguna fuerza motriz (por ejemplo el viento). Radiación: es el modo de transmisión entre la superficie del cerramiento y el ambiente mediante la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas. ESQUEMA DE TRANSMISIÓN DEL CALOR A TRAVÉS DE UN CERRAMIENTO MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL Las fachadas ligeras pueden tener numerosos puntos deficientemente aislados, llamados puentes térmicos, es decir, zonas que permiten el flujo de energía calorífica entre el interior y exterior de la estructura, provocando la fuga o ganancia de calor y condensaciones. Se localizan preferentemente en los montantes, travesaños, anclajes y remates, así como en las entregas de las ventanas, y en los acristalamientos si no es el adecuado. La solución consiste en disminuir el coeficiente de transmisión térmica con la utilización de perfiles compuestos, o la inyección de aislantes. ESQUEMAS DE REVISTA TECTÓNICA: Muros cortina INTERCAMBIO EN ÉPOCAS DE “CALEFACCIÓN” INTERCAMBIO EN ÉPOCAS DE “REFRIGERACIÓN” DE OCTUBRE A MARZO DE ABRIL A SEPTIEMBRE FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 82 INTERCAMBIO A TRAVÉS DE LA FACHADA, QUE ALTERAN LAS CONDICIONES ERGONÓMICAS Y DE CONFORT DEL USUARIO Se han creado sistemas para evitar el contacto directo entre materiales conductores entre la zona interior y la exterior. Las fachadas ligeras son diseñadas con rotura de puente térmico representando un aumento significativo del ahorro energético y la sensación de confort. Se consigue separando la estructura interna formada por los montantes y travesaños, de los elementos exteriores de sujeción de relleno mediante materiales no conductores del calor. SISTEMA PARA EVITAR EL CONTACTO DIRECTO ENTRE MATERIALES CONDUCTORES ENTRE LA ZONA INTERIOR Y EXTERIOR. (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) El muro cortina suele requerir un alto aislamiento por conducción. Esto, que en los primeros diseños fue un aspecto crítico que implicó importantes fracasos en cuanto al balance energético global, está hoy prácticamente resuelto con los diferentes tipos y composiciones de vidrios reflectantes, cámaras de aire, tratamientos con capas de baja emisividad, láminas, etc. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 83 Además, el vidrio no es el único componente del muro cortina que puede controlar las pérdidas o ganancias energéticas, y es notable la incidencia de los paneles aislantes, de la perfilería y, evidentemente, de las combinaciones de aleros, pasarelas, lamas y tejidos de control solar que se incorporen en soluciones complejos. El problema del aislamiento está resuelto con los vidrios con cámara de aire, mejorados con capas de baja emisividad, con doble cámara o con la inclusión de gases nobles. Además, el problema de reducir las pérdidas de calor por conducción resulta hoy secundario en el espacio del trabajo, debido al aumento generalizado de las aportaciones de energía desde el interior del edificio, con la luz artificial, los equipos informáticos, las máquinas y la ocupación por las personas. El tema determinante va a ser su comportamiento ante la energía radiada, solar principalmente. Debido al predominio de la superficie acristalada sobre la opaca, el efecto invernadero se manifiesta con una escala inusual, y el edificio se convierte en un acumulador de calor debido a la radiación solar directa. En algunos climas y épocas del año este efecto puede ser aprovechado o provocado para generar calor, que podemos acumular en los elementos masivos de la construcción (forjados sobre todo), incorporar al flujo de renovación y tratamiento del aire, o conducir voluntariamente a otras zonas del edificio. Pero el aspecto dominante en el diseño suele ser el de minimizar esta aportación térmica. Las defensas que el muro cortina tiene respecto a este problema vendrán de una orientación adecuada, el empleo de un vidrio opaco a las radiaciones térmicas de origen solar o el recurso a sistemas diferenciados de protección solar. Normalmente recurriremos simultáneamente a todos estos mecanismos. Los vidrios absorbentes y reflectantes pueden reducir las ganancias de calor por radiación, con un coeficiente casi lineal entre factor solar y transmisión luminosa, es decir tanto como reducen la luminosidad, reducen la transmisión al interior de la energía incidente. Hoy la industria del vidrio dispone de técnicas de aplicación de capas selectivas que tienen permeabilidad diferenciada a las longitudes de onda, de modo que pueden ser más transparentes a las radiaciones luminosas que térmicas. USO DE VIDRIOS REFLECTANTES Y ABSORBENTES QUE REDUCEN LA RADIACIÓN SOLAR A COSTA DE PERDER LUMINOSIDAD. Banco Átlantico en Barcelona (mitjans y balcells, 1968) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 84 Los sistemas de protección clásicos se ubican en el interior del edificio: ligeras cortinas o lamas de diversos materiales, cuya eficacia será muy limitada pues no evitan la trampa térmica. Estuvieron muy generalizados cuando el recurso de la climatización era una solución válida, forzando la potencia del sistema de refrigeración. No pudieron reducir la energía térmica incidente sobre la fachada, hay que buscar diferentes combinaciones que ofrezcan una verdadera protección solar en el exterior del cerramiento, normalmente proyectando sombras sobre el vidrio y acumulando calor para disiparlo al ambiente. PARASOL DEL MINISTERIO DE RIO (1945) Las ganancias por insolación del vidrio expuesto (radiación directa) son hasta diez veces mayores que en vidrio en sombra (radiación difusa). El problema de diseño es complicado, por las interferencias que crea con la visión, y las posibles variantes a las diferentes orientaciones y a lo largo del dia. PARASOLES HORIZONTALES Y VERTICALES EN LA SEDE DE LA COMPAÑÍA NESTLÉ EN VEVEY (Tschumi, 1958) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 85 PÉRDIDAS DE CALOR EN INVIERNO El nuevo CTE limita el coeficiente U de transmitancia térmica de los cerramientos, en función de la zona climática y la orientación del muro. Para más de un 60% de huecos hay que calcular el coeficiente U mediante programas informáticos. Los muros cortina pueden tener valores de U entre 5 y 0,8 kW/m2ºK , en función de: • Tipo de acristalamiento: simple, doble, o doble con cámara intermedia. • Capas especiales que reducen la conductividad térmica: láminas de baja emisividad (Planitherm), capas blandas, etc • Empleo de gas (argón) en la cámara del doble acristalamiento • Baja permeabilidad al aire, combinada con efecto invernadero: muy conveniente en fachadas de doble piel, donde se cierra la cámara intermedia en invierno. Atención a los puentes térmicos por la posibilidad de que aparezcan condensaciones. GANACIAS DE CALOR EN VERANO El coeficiente que mide la ganancia de calor por radiación solar a través de un cerramiento es el factor solar (% de energía radiante que entra, respecto al total que incide). El nuevo CTE define el factor solar mínimo en los huecos en función de la zona climática y la orientación. En climas fríos interesa un factor solar alto (en torno al 80%), pero en climas cálidos y orientación este / sur / oeste ocurre lo contrario. Opciones para reducir el factor solar: • Emplear vidrios muy reflectantes o coloreados en masa (valores de FS hasta el 10%). Problema: disminuye mucho la Tl (transmisión luminosa). • Emplear vidrios de altas prestaciones: combinan alta Tl con bajo FS: ejemplo, 54 / 27% • Emplear lamas, estores, venecianas exteriores orientables o replegables: la mejor opción FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 86 2.2.4. EL AGUA. Si el comportamiento frente al agua es un aspecto determinante del diseño de cualquier cerramiento, lo es mucho más en el muro cortina, debido a su reducido espesor característico y a su carácter heterogéneo y discontinuo debido a su gran cantidad de uniones y solapes en los que además se reúnen diversos materiales. Los componentes del muro cortina suelen ser impermeables de modo que el problema son sus juntas, las del propio bastidor y sobre todo las juntas vidrio-bastidor. No sólo es importante la cantidad de agua que entra y por dónde sale, sino como se comporta una vez dentro de los perfiles, ya que es posible que sea reenviada al exterior, se drene hacia el sitio previsto por el sistema, se estanque y se seque, o en el peor de los casos, aparezca en el interior del edificio. Puntos críticos para la estanqueidad de un muro cortina: • Encuentro entre Travesaño y Montante: Colocación de pieza de goma o sellado en el encuentro (para mantener la barrera estanca) • Creación de una cámara intermedia, vertical y horizontal, para la recogida y evacuación del agua infiltrada • Ventilación de la cámara intermedia al exterior (ecualización de presiones) • Disposición de un punto de salida de agua cada módulo o cada dos plantas DRENAJES Y ESCORRENTIAS A TRAVÉS DE CANALES DE LOS PERFILES Y DE LAS JUNTAS (REVISTA TECTÓNICA: Muros cortina) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 87 La mayor parte de los desperfectos que se producen en las construcciones son atribuibles a la acción nociva de la humedad. Ésta perjudica la buena conservación de los elementos de la obra y disminuye su protección térmica. La permanencia de la humedad puede producir la destrucción de yesos, enlucidos y estropear moquetas o tapicerías. También pone en peligro metales, maderas y fomenta el desarrollo de gérmenes y de diferentes clases de hongos y moho. En una fachada ligera será misión fundamental conseguir que el agua no se infiltre hasta los espacios interiores. En las fachadas ligeras, la humedad puede producirse por dos vías distintas: - humedad procedente de la penetración del agua de lluvia o nieve. - Humedad que se produce en el edificio por condensación, al enfriarse el aire por debajo de su punto de rocío. El agua de lluvia, empujada por el viento, acomete contra el cerramiento y se desliza por la superficie exterior. Cuando alcanza las rendijas de las juntas, tiende a introducirse por efecto de capilaridad y por efecto del gradiente de presión entre P E y P O. EFECTO DE CAPILARIDAD EN JUNTAS (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) Una vez el agua está en la cámara de descompresión, por efecto de los movimientos del aire en ésta, debidos a la permeabilidad al aire, contacta con la guarnición interior, y por capilaridad y gradiente de presión entre P O. y P I , se introduce en el interior del local. Para impedir estos efectos se adoptan diversas soluciones. Cerca de las juntas verticales se pueden practicar incisiones, acanaladuras o aletas, y así conseguir que la película de agua que se desliza por la superficie se escurra hacia abajo en lugar de introducirse en la junta. De igual forma podemos proteger las juntas horizontales por medio de vierteaguas. Para eliminar el fenómeno de capilaridad hay que dejar una holgura suficiente (unos 3 mm) entre los bordes de la junta que no admita la formación de lentes de agua. De esta manera también queda compensada la presión exterior P E y con la intermedia P O. La guarnición interior debe ser continua en todo su perímetro, con la finalidad de evitar hilillos de aire localizados y veloces que pueden proyectar gotitas de agua al interior. La forma de la guarnición ha de estudiarse teniendo presentes las deformaciones que sufre por efecto del tiempo. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 88 Algunas formas de guarnición, como por ejemplo las secciones de ventosa, provocan fenómenos de depresión localizada, que facilitan el cebado de la capilaridad. SECCIÓN DE VENTOSA (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) Estas precauciones pueden no ser suficientes y entonces habrá que practicar surcos o nervaduras en la cámara con la finalidad de que escurran el agua hacia los puntos de evacuación. Para el caso de la unión del muro cortina con los elementos practicables, el sistema que puede resultar mas eficaz es el de la junta central, que permite la entrada de agua hasta la primera cámara para su posterior drenaje a través de unos orificios. Los elementos practicables deberán disponer de vierteaguas con la suficiente inclinación para que alejen el agua de las superficies, debiendo sobresalir de ellas e incluir, además goterones que faciliten esta expulsión. ELEMENTOS DE ESTANQUEIDAD AL AIRE Y AL AGUA CON UN SISTEMA CLÁSICO DE MURO CORTINA CON TAPETA, ACRISTALAMIENTO DE VISIÓN Y PANEL AISLANTE DE CHAPA (REVISTA TECTÓNICA: Muros cortina) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 95 • Protecciones interiores: cortinas, persianas, cortinas reflejantes, etc. pero tienen una eficacia térmica limitada. • Vidrios especiales: tal y como se explica posteriormente, hay vidrios especiales absorbentes, reflectantes, de control solar, etc. todos ellos diseñados para limitar buena parte de la energía radiante solar. Los vidrios con multicapas metálicas son una buena solución. Protecciones exteriores: reciben el nombre de parsoles o bien “brise-soleil”. Son dispositivos fijos o móviles, exteriores al plano de fachada y susceptibles de proyectar sombras. Otras protecciones solares exteriores pueden ser “screens” o cortinas. DETALLE LAMAS DE PROTECCIÓN SECCIÓN A-A (SISTEMA “BRISE-SOLELL”) (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 96 En todo caso, los beneficios de la luz natural superan con mucho sus inconvenientes, y una adecuada planificación de su combinación con la artificial nos permitirá ahorrar energía y conseguir que el usuario pueda participar y manipular el ambiente, las vistas del entorno y desde el entorno, de día o de noche o a lo largo del año. Este será un claro exponente de la calidad de la obra. EJEMPLO DE MECANISMOS QUE SE INCORPORAN EN LOS DISEÑOS DE PANELES DE J. PROUVÉ. EDIFICIO EN LA PLAZA DE MOZART, PARIS 1954. (REVISTA TECTÓNICA: Muros cortina) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 97 2.3. CLASIFICACIÓN DE LOS MUROS CORTINA SEGÚN LA U.E.A.t.c. Clasificación según la U.E.A.t.c (Unión Européenne pour l´Agrément Technique dans la construction) Muros cortina en conjunto: - Muro continuo en toda la fachada. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Falso muro cortina continuo en toda la fachada también llamado fachada semicortina. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 98 - Muro cortina encajado verticalmente. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Falso muro cortina encajado verticalmente. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) 2.3.1. Clasificación de acuerdo a sus elementos: - Antepecho de cortina. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 99 - Antepecho semicortina. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Antepecho encajado. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Entrepaño cortina. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 100 - Entrepaño semicortina. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Entrepaño encajado. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 101 2.3.2. Clasificación de acuerdo a su expresión plástica: Por lo general se considera al muro cortina en su conjunto sin separar sus partes componentes, según sea la estructura principal del edificio y de acuerdo al predominio de líneas horizontales o verticales de fachada; por ello suele darse la siguiente clasificación referida a la expresión plástica: 2.1.2.1. Estructura vista:  Forjados: líneas horizontales. Con esta disposición, al acentuarse las líneas horizontales, el edificio da sensación de mayor longitud. Es la expresión típica de las fachadas panel. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA)  Soportes: líneas verticales dominantes. Al contrario del caso anterior, el edificio parece tener mayor altura, al acusarse las líneas verticales. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 102  Forjados y soportes: disposición en enrejado. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) 2.1.2.2. Estructura oculta: - Líneas horizontales dominantes. - Líneas verticales dominantes (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 103 - Ninguna línea dominante. - No presenta elementos lineales (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) - Fachada ciega. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 104 2.4. TIPOS CONSTRUCTIVOS DE MUROS CORTINA. 2.4.1. Muros cortina de módulos (parrilla) Con esta opción se pueden realizar múltiples soluciones, diferentes a las demás, según la modularidad y los perfiles elegidos. Se caracteriza por formar módulos marcados (marca las líneas horizontales y verticales) por las tapas exteriores que pueden ser distintas profundidades o colores permitiendo la creación de ritmos distintos. Se puede conseguir un aspecto "cuadro" combinando juntas EPDM o perfiles de aluminio clipados sobre tapas verticales y horizontales. La ranura de cada perfil de estructura permite recibir otros elementos como tabiques, columnas, cables... (Manual de fachadas ligeras technal) (Manual de fachadas ligeras technal) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 111 2.4.4. Muros cortina de silicona estructural. La constante investigación en la técnica de las fachadas ligeras y el avance en el conocimiento de los materiales de alta adherencia han permitido la aparición de nuevos sistemas de cerramientos claramente diferenciados de los anteriores. Este es el caso del sistema de silicona estructural o vidrio estructural (structural glazing. Este sistema es el más novedoso de la actualidad. Consiste en eliminar de la cara externa de la fachada el elemento de sujeción del relleno (contratapa o presor), para evitar líneas marcadas de fachada y consiguiendo una superficie total de vidrio. Para ello, el vidrio se fija a una estructura (generalmente de aluminio anodizado a través de procesos de calidad muy exigentes ), independiente de la estructura de la fachada, y mediante siliconas de características especiales ( resistentes a rayos UV...), obteniendo así módulos prefabricados que posteriormente cerrarán la fachada. Se pueden incorporar ventanas (proyectantes al exterior o practicables al interior) que por el exterior carecen de resaltes impidiendo distinguir los módulos practicables de los fijos ya que su apariencia es idéntica al tratarse de sistemas de ocultación de la perfilería de base. El peso del vidrio queda soportado por los calzos de acristalamiento, tal y como se puede observar en la siguiente figura, para evitar que la silicona trabaje a cortadura; de manera que la función de esta es evitar el desprendimiento debido a acciones perpendiculares a la superficie del vidrio, como la presión o succión del viento ( a tracción). La Norma Europea EN 13022-1 hace referencia solo al sistema de silicona estructural empleado con perfiles de aluminio anodizado o bien sobre otros perfiles metálicos conformes con los requisitos determinados en dichas normativas. Tampoco abarca ciertas clases de vidrio (vidrios impresos, vidrio plano armado, serigrafiados, etc.). Esta nueva generación de muro cortina, al carecer de fijaciones por el exterior, no presenta los inconvenientes de otros sistemas que disponen de marcos exteriores semiocultos o pernos que se producen grandes tensiones en los acristalamientos. Por efecto de variaciones climatológicas y de dilataciones de los elementos componentes puede producirse la rotura del acristalamiento. Por lo tanto este tipo de sistema tendrán las siguientes ventajas: 1. Mayor aislamiento térmico porque, tanto el vidrio como los sellantes de silicona son peores conductores del calor que los metales. 2. Mayor insonorización, pues el soporte elástico de los acristalamientos produce un menor paso de los ruidos y vibraciones al interior del edificio. 3. Mayor estanqueidad contra la lluvia, que supera a los acristalamientos convencionales. 4. Ahorro económico, porque el montaje de estas fachadas es más rápido. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 112 MONTAJE DE LOS MUROS DE SILICONA ESTRUCTURAL. El sistema consiste en unos elementos verticales (montantes) y unos elementos horizontales (travesaños), que dan origen a una retícula, en la cual se fijan por medios mecánicos unos marcos sobre los cuales se ha dispuesto previamente un acristalamiento, mediante una silicona especial. Este acristalamiento puede ser fijo o practicable, con lo que se tiene opción a ventilar el edificio y limpiar la fachada sin necesidad de tener que disponer de elementos exteriores. SECCIÓN TIPO (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) Como seguridad complementaria, el acristalamiento va apoyado por su parte inferior en unas piezas de aluminio con el mismo diseño que la junta de estanqueidad, con lo cual no se observa ninguna discontinuidad y se evita que la silicona estructural trabaje a cortadura por la acción del peso del acristalamiento, de manera que la función de ésta es evitar el desprendimiento debido a acciones perpendiculares a la superficie del vidrio, como la presión o succión del viento ( a tracción). Calzos de acristalamiento para evitar que la silicona trabaje a cortadura. (MANUAL DE FACHADAS LIGERAS TECHNAL) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 113 Como variante, en casos sometidos a fuertes cargas de viento o grandes luces, se efectúa un sistema mixto, dotando al vidrio estructural de un sistema de seguridad mediante la incorporación de elementos adicionales de fijación que se sitúan en el entercalario del acristalamiento o por su parte exterior. La parte más importante y la que debe ser controlada más exhaustivamente es la que concierne a la fijación del acristalado a los marcos perimetrales que sirven de soporte, ya que ésta se efectúa por adherencia únicamente y la integridad de la fachada depende de la bondad de unión del acristalamiento y la retícula autoportante. Debe tenerse presente la importancia de la base sobre la que se aplica la silicona ya que no es lo mismo aplicarla sobre una base lacada, y se deberá exigir a la empresa suministradora que efectúa la unión del marco de aluminio y el vidrio un certificado que garantice la rigidez de esta unión y su inalterabilidad en el transcurso del tiempo. Si esta unión se efectúa con silicona estructural de dos componentes, debe exigirse a la empresa suministradora los datos más significativos del elemento base, del elemento sellante y del catalizador, así como el tiempo de fraguado. Las juntas de apoyo de los vidrios a los marcos perimetrales son de silicona extruida, con lo que se garantiza una fiabilidad extrema en lo que se refiere al aspecto dimensional, dureza, inalterabilidad a los agentes atmosféricos y compatibilidad con los medios sellantes. Las juntas que van dispuestas al exterior y han de estar sujetas a agresiones de tipo convencional, suciedad, lluvia, esfuerzos mecánicos, etc. son de EPDM (etileno-propileno-dieno-monómero). Tipos de sellado Según la norma EN 13022: Caso 1: vidrio con cámara. La silicona se aplica en la cara interior del vidrio exterior (cara 2), ya que el vidrio va decalado. Caso 2: vidrio con cámara. La silicona se aplica en la cara 4. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 114 Caso 3: vidrio laminado. El cordón de silicona se aplica en la cara 2 Tipos de acristalamiento exterior encolado. Como variante del vidrio estructural integral a cuatro lados, existe otro tipo conocido como Butt Joint, en el cual las partes superior e inferior del acristalamiento van introducidas en unos galces como en un muro cortina tradicional y los laterales del vidrio van a testa. En este sistema, a diferencia del anterior, la colocación y el encolado del acristalamiento pueden efectuarse directamente en obra, ya que el vidrio queda fijado a la estructura del muro cortina. El acristalamiento estructural por cuatro lados usa sellante de silicona para adherir los cuatro lados de la ventana o panel a la estructura. En el sistema estructural por dos lados, las juntas verticales son adheridas a la estructura soporte con sellantes de silicona, y las juntas horizontales son soportadas mecánicamente. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 115 SISTEMA DE VIDRIO ESTRUCTURAL A CUATRO LADOS. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) SISTEMA DE VIDRIO ESTRUCTURAL A CUATRO LADOS. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) Los diseños correctamente calculados, especificados y fabricados en acristalamiento estructural soportan la flexión, tracción, compresión, tensión de cortadura por efecto térmico y movimiento continuo. Este rendimiento, junto con las posibilidades de diseño, aislamiento, longevidad y facilidad de mantenimiento hacen del acristalamiento estructural una excelente solución arquitectónica. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 116 Secciones de muros cortina de silicona estructural. • Sección típica de muro cortina de silicona estructural (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) En la sección horizontal de la figura de abajo puede observarse un buen sistema de unión entre los marcos acristalados y los montantes. Al colocar el marco, la pieza metálica A se mueve libremente. Al apretar el tornillo B, la pieza A encaja con el galce del montante y queda fuertemente fijada de una manera rápida y cómoda. La tapeta C cubre posteriormente el perfil. También podemos observar un eficaz conjunto de gomas que asegura la estanqueidad por seis puntos. Sección horizontal Sección vertical (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) En la sección horizontal se realiza el mismo procedimiento anterior. En 2 o 3 puntos de la goma E se sustituye ésta por una pieza metálica con su misma forma que evita que la silicona trabaje por esfuerzos de cortadura. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 117 • Sección de muro cortina de silicona estructural con marco de refuerzo exterior. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) Travesaño. Travesaño. Sección horizontal mixta. Sección vertical mixta. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 118 • Muro cortina de silicona estructural, con piezas cantoneras de seguridad. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) Montante. Travesaño. Sección horizontal fija. Sección vertical fija. (BIBLIOTECA ATRIUM DE LA HERRERIA) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 119 • MURO CORTINA DE SILICONA ESTRUCTURAL. SISTEMA ATRIO ESTRUCTURAL. www.alumafel.es empresa dedicada a soluciones en aluminio para la edificación y la industria. SECCIÓN VERTICAL SECCIÓN HORIZONTAL FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 120 Se ha podido comprobar en experiencias como el terremoto sufrido en la bahía de San Francisco, o el tifón Hugo, que asoló las costas del este de Estados Unidos hace unos años ya, que los edificios que tienen estructuras acristaladas resisten muy bien los fenómenos de la naturaleza. Los edificios construidos con sistemas de acristalamientos realizados en silicona estructural quedaron completamente intactos. El edificio Marathon Plaza, de San Francisco (California) resultó intacto después de haber sido víctima de un terremoto de la intensidad 7,1 en la escala de Richter. La experiencia de este edificio confirmó que los vidrios instalados con silicona estructural como sellante son los que mejor soportan los esfuerzos. El gran coeficiente de expansión/contracción permitió el tremendo movimiento requerido. Al mismo tiempo, la gran adhesión evitó que se produjera desplazamiento de los vidrios. Otro ejemplo es el Charlotte-Mecklenburg Goverment Center, al que no afecto el tifón Hugo. Se trata de un edificio de catorce plantas, cuya fachada está realizada en acristalamiento estructural por cuatro lados, utilizando vidrio y paneles de granito. Los adhesivos/sellantes de silicona sirven como sellantes de estanqueidad y de soporte para el panel, transmitiendo las cargas de viento a la estructura. Charlotte-Mecklenburg Goverment Center (EEUU) Características técnicas de la silicona estructural. - Buena adhesión a una amplia gama de sustratos de construcción. - Elevada tensión de rotura. - Excelentes propiedades de retención de la adhesión, que garantiza la permanencia de todas sus propiedades durante un tiempo aproximado de sesenta años. - Soportan importantes de formaciones sin problemas. - Resistencia a los cambios atmosféricos. - Buena resistencia al ozono, a los rayos ultravioletas y a las temperaturas extremas. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 127 • Ligereza y flexibilidad La particularidad de las fijaciones del sistema GLASS, es su flexibilidad. En efecto la rótula permite al cristal deformarse libremente bajo los efectos del viento y de los golpes. Para limitar las contracciones del vidrio, es indispensable la deformación del cristal en la zona de fijación. De esta manera, para un mismo espesor de vidrio, se podrán colocar cristales de mayor dimensión que con las fijaciones rígidas, así se rentabiliza la inversión por la reducción de elementos y mano de obra ya que hay menos puntos de anclaje para ajustar y conseguir, también, la máxima transparencia y la belleza de la estructura. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 128 TEATRO NACIONAL DE CATALUÑA. (Catalogo de fachadas ligeras TECHNAL) 2.4.6. Muros cortina de doble piel. En las últimas décadas, se ha comenzado a investigar y a mejorar los muros cortina de una sola piel, a favor de los de doble piel o las fachadas multifuncionales. Actualmente estos sistemas están en proceso de crecimiento tecnológico. No obstante, ya nos estamos dando cuenta de las amplias posibilidades que disponen este tipo de fachadas a nivel energético y las ventajas que ofrecen. Se parte de 3 elementos básicos: las 2 pieles, el canal de aire entre ellas y las pasarelas entre forjados. Evidentemente, las posibilidades se multiplican respecto a cualquier otro tipo de cerramiento. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 129 Las fachadas de doble vidriado se componen de dos pieles de vidrio separadas por una cámara de aire de ancho variable. La capa de vidrio principal es, en general, aislante y forma parte de una estructura convencional de muro cortina, mientras que la capa adicional, por lo general conformada por cristales simples, se encuentra ya sea por delante o por detrás de la capa principal. El aire dentro de la cámara actúa como una barrera aislante contra las temperaturas extremas, el ruido y el viento, y puede alojar dispositivos de control solar. Aunque en algunos casos esta cámara puede tener ventilación mecánica, generalmente el aire circula por convección natural debido a las diferencias de temperatura y la presión del viento. También existen sistemas híbridos en los cuales el sistema de aire acondicionado conduce el suministro de aire a través de la cavidad entre las pieles antes de llegar al exterior. La cámara de aire puede estar abierta desde abajo hasta arriba, o estar compartimentada en varias secciones, tanto horizontal como verticalmente. La solución más común consiste en tener una compartimentación horizontal por cada nivel, lo cual presenta la ventaja de funcionar como barrera contra el fuego, y aislante del ruido y los olores de los otros piso. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 130 SECCIÓN MURO CORTINA DE DOBLE PIEL (Sistemas de aluminio para la arquitectura CORTIZO, SL.) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 131 SECCIÓN MURO CORTINA DE DOBLE PIEL (Catalogo de fachadas ligeras TECHNAL) Las pieles pueden jugar con vidrios de cámara interiores o exteriores, la piel externa puede no ser de vidrio o ser de lamas (transventilada). Pueden incluso integrar paneles solares fotovoltaicos o térmicos. Los canales de aire podemos hacer que corran por todo lo alto de la fachada o se pueden ir expulsando a cada nivel, etc... En fin, las posibilidades son múltiples y se deben estudiar particularmente para cada tipo de edificio, según sus dimensiones, su volumetría, su orientación,... Lo que sí podemos determinar es que este tipo de fachadas ya nos está aportando una serie de ventajas a nivel energético como son el aumento del aislamiento térmico, la creación de corrientes de aire que permiten una piel interna con una temperatura más estable, la posibilidad de incluir elementos de protección solar y el ahorro energético en la climatización. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 132 Detalle de fachada de doble piel (www.fachadasarquitectonicas.blogspot.com) Los edificios revestidos de vidrio están creciendo como hongos en todo el mundo y si bien el cristal brinda sensación de espacio y luz en los interiores, uno de los problemas que tiene es que la radiación solar es tan intensa que los edificios se sobrecalientan fácilmente. Esto hace que la climatización de grandes edificios constituya, por lo general, un derroche de energía que podría evitarse. En eso pensó la empresa española Intelliglass S.L que creó el primer muro cortina activo del mundo. Se trata del sistema RadiaGlass que consiste en un doble acristalamiento por el que circula agua que permite calentar y refrigerar edificios. El elemento emisor es una superficie de vidrio, por lo que las aplicaciones del sistema son múltiples: muros cortina, particiones interiores, cubiertas acristaladas, radiadores, paneles térmicos y fotovoltaicos. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 133 El SISTEMA RADIAGLASS crea una envolvente isoterma en la piel del edificio por debajo de la temperatura interior de confort. El sistema hace ceder calor del interior a la cámara de agua por diferencia de temperatura. De la radiación que incide en el vidrio, una pequeña parte se refleja y un porcentaje elevado se arrastra por convección por la cámara de agua, por lo que una parte mínima entraría en el local. Ofrece varias ventajas en términos de eficacia, eficiencia energética. Según explica la empresa “Gracias al agua bloqueamos la radiación infrarroja del Sol y de esa manera evitamos el sobrecalentamiento del edificio. Básicamente, dejamos pasar la luz, pero no el calor. El resultado es una mejora del confort interior y una reducción de hasta un 70% en los costes de climatización”. Primer edificio con muro cortina activo del mundo. (Aulario polivalente en el campus universitario de la Universidad de Castilla-La Mancha en Cuenca) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 134 2.5. MATERIALES UTILIZADOS EN MUROS CORTINA. 2.5.1. Muros cortina de aluminio. En la actualidad, la gran mayoría de los muros cortina se realiza con perfiles de aluminio extrusionado. Esto es debido a las excelentes cualidades de este material: - Resistencia a la intemperie. El alumnio tratado adecuadamente resiste mucho tiempo los agentes físicos y químicos externos y no es fácil que le afecte la corrosión. - Aspecto agradable. Con el aluminio se consigue un aspecto limpio y elegante, combinando con todo tipo de materiales. Los perfiles son esbeltos y no presentan la obstrucción visual de los de madera o PVC. Los fabricantes ofrecen una amplia gama de colores, tanto en los perfiles lacados como en los anodizados. - Ligereza. El aluminio es el metal más ligero después del magnesio. A igualdad de volumen, el aluminio pesa tan sólo la tercera parte del acero. A igualdad de peso, las aleaciones de aluminio son más resistentes que el acero. - Ecología. El aluminio es fácilmente reciclaje. La chatarra que se produce en los talleres es la principal materia prima de la industria del aluminio de segunda fusión. Este sector está bien equipado y dispone de métodos eficaces de control que le permiten alcanzar una producción de calidad. Las características anteriores, junto con su abundancia en la tierra, hacen del aluminio el material idóneo para los muros cortina y otros elementos de la construcción. La producción mundial de aluminio se sitúa en torno a las 22 x 10 6 toneladas anuales. De esta importante cantidad, un 20% se consume en arquitectura. Las primeras utilizaciones del aluminio en arquitectura se remontan al año 1896, con la construcción de la cúpula de la iglesia de San Gioachino, en Roma, y también en la cornisa del Canadá Life Building, en Montreal, pero su uso industrializado comenzó en los años veinte-treinta en Estados Unidos. Allí se construyeron los primeros muros cortina de aluminio. En España, la mayoría de las fachadas ligeras se realiza con este material. Tienen un peso que oscila entre los 40 y 50 kg/m2 y su espesor típico es de 10 a 15 cm. Para obtener los perfiles de aluminio, primero se fabrica el material base con el proceso de fundición. De ello resultan unas barras cilíndricas de diámetro y longitud variables denominadas tochos, a partir de las cuales se extrusionan los perfiles. La extrusión consiste en calentar estos tochos y presionar el material mediante un pistón que desarrolla varios miles de toneladas contra una matriz que tiene la forma del perfil. Con este proceso se pueden obtener perfiles macizos y tubulares. El aluminio es el tercer elemento más abundante en nuestro planeta constituyendo aproximadamente el 8% de la corteza terrestre. Sólo el oxígeno y el silicio son más abundantes. Ningún otro metal está siendo tan utilizado por el hombre. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 135 El mineral aluminio, llamado bauxita a partir de su descubrimiento en 1821, cerca del pueblo de Les Baux en el sur de Francia, ha sido encontrado en todos los continentes. Las reservas mundiales se estiman en más de 40.000 millones de toneladas. Para que su explotación sea rentable, es preciso que la bauxita contenga al menos un 30% de alúmina (óxido de aluminio) y que el yacimiento sea fácilmente accesible. La producción de aluminio requiere grandes cantidades de energía por lo que las fábricas de fundiciones están localizadas mayoritariamente en países con bajos costes de energía y además, por motivos ecológicos, otorga preferencia a la energía de origen hidroeléctrico. El aluminio no aparece en la naturaleza en forma de metal, sino de óxido (Al2O 3). La bauxita, de textura terrosa y color rojizo, tiene más de un 40% en alúmina, está mezclada con otros óxidos minerales tales como el sílice, óxido de hierro, titanio, etc. El proceso para obtener el metal de la bauxita se divide en dos fases: 1. Extracción de la alúmina de la bauxita según el procedimiento de Bayer. 2. Electrólisis. En términos cuantitativos, para obtener 1Tn de aluminio se requieren 2 Tn de alúmina, para las cuales a su vez, se necesitan 5 Tn de bauxita. 1. Extracción de la alúmina. El procedimiento para aislar la alúmina de estos minerales consiste en triturar la bauxita para obtener polvo fino, el cual se mezcla con sosa cáustica líquida y se calienta la mezcla a baja presión. Posteriormente se procede a la calcinación de la alúmina obtenida por hidrólisis, decantación y a continuación se filtra el conjunto resultante para detener las impurezas. La solidificación del metal se consigue mediante precipitación, es decir, se conjuntan los cristales y se le quita la humedad a muy alta temperatura obteniendo un polvo blanco. Es la alúmina calcinada. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 136 2. Electrólisis. La electrólisis permite descomponer la alúmina en aluminio y oxígeno. La reacción tiene lugar en unas cubas especiales, que pueden alcanzar temperaturas muy elevadas (900-1000ºC). No obstante, la temperatura de fusión de la alúmina es de 1800ºC, pero se consigue bajar mezclándola con fluoruro de sodio (criolita), que actúa de fundente. La corriente eléctrica pasa a través de la mezcla, descomponiéndola en oxígeno y aluminio. El metal fundido se deposita en el polo negativo ( cátodo ) del fondo de la cuba, mientras que el oxígeno se acumula en los electrodos de carbono ( ánodo ). Parte del carbono que está en el baño se quema por la acción del oxígeno, transformándose en dióxido de carbono. Así, mediante la electrólisis logramos separar el oxígeno y obtenemos aluminio metal puro, que tiene un grado de pureza entre el 93,3% y 99,8%. Del aluminio puro y la unión con otros metales se obtienen las aleaciones, que pueden tener diversidad de características, le aumentan sus cualidades y propiedades como la resistencia a la corrosión y las características mecánicas. Estas aleaciones se pueden presentar en lingotes para la fundición, tochos para la extrusión, etc. (Catalogo de fachadas ligeras TECHNAL) 3. Propiedades del aluminio : Es ligero: a igualdad de volumen el aluminio pesa una tercera parte que el acero. • Es un buen conductor de la electricidad. • El aluminio puro tiene propiedades mecánicas reducidas, pero sus aleaciones alcanzan límites muy altos, también superiores a las de los aceros empleados corrientemente en la construcción, por lo que se puede usar tranquilamente en aplicaciones en que se precisen elevadas resistencias. • Es resistente a los agentes atmosféricos: el aluminio y la mayor parte de sus aleaciones no se corroe, o si lo hace, en pequeña cantidad, puesto que se autoprotege por medio de una capa o lámina de alúmina. • El aluminio presenta buena plasticidad y formabilidad: no sólo puede ser sometido a variados tipos de transformaciones plásticas sino que también pueden elaborarse en diferentes tipos de fundición, pueden ser extruídos, laminados, etc. • Tiene una buena conductividad térmica. • Debido a su excelente aspecto exterior se presta a tratamientos superficiales con lo que se pueden obtener interesantes efectos decorativos, muy apreciados en la arquitectura. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 143 Esta capa es el resultado del tratamiento anódico del aluminio, en un electrolito que, en la mayoría de los casos, hay ácido sulfúrico entre el 15 y el 20 %. La corriente directa, a suficiente voltaje, circula a través de la celda electrolítica que tiene como cátodos el mismo tipo de aleación de aluminio. El flujo de corriente adecuado para la obtención de la capa anódica corresponde a una densidad entre 1,0 y 1,5 amperios por decímetro cuadrado, que requiere un voltaje de entre 13 y 17 voltios. La capa anódica del aluminio ya anodizado debe ser sometida a un tratamiento final, postratamiento, de eliminación de su propiedad absorbente, que garantice la estabilidad química de la capa frente a ciertos medios, al igual que la estabilidad de color frente a la luz. Esta operación final se denominas el lado y con ella se aumenta la resistencia a las manchas y a la corrosión de dicha capa. El sellado consiste en un tratamiento de hidratación aplicado a los recubrimientos anódicos de óxido, después de la oxidación con el fin de reducir la porosidad y por lo tanto la capacidad de absorción del recubrimiento. Los valores del espesor de la capa anódica recomendados están en función de la agresividad atmosférica y se conocen con el nombre dec l a s e, atendiendo a la nomenclatura facilitada por el EWAA-EURAS (QUALANOD), que es el sello de calidad que garantiza el anodizado en todo su proceso. Las clases de espesor son: Las clases 5 y 10 se reservan para aplicaciones interiores y las clases 15, 20 y 25 se utilizan para exposiciones exteriores. La elección de la clase viene definida por el Prescriptor en función de la situación de la obra y de la agresividad ambiental. QUALANOD es la Asociación Europea responsable de la Marca de Calidad en la industria del anodizado. Está sostenida por la Asociación Europea de Aluminio Transformado, EWAA, y por la Asociación Europea de Anodizadores EURAS. Actualmente el sello EWAA - EURAS está englobado dentro de la Marca QUALANOD que es internacional. Todos los perfiles deberían ser anodizados por sociedades que posean la licencia o marca de calidad, EWAA-EURAS (QUALANOD). Todos los Anodizadores que disponen de este sello están obligados y debe regirse, en todo su proceso productivo por las directrices que estos organismos dictaminen tanto en lo concerniente a controles (de sellado, de micraje, de diferencias de tonalidades etc.) como en lo concerniente a garantías. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 144 2. Controles y garantias. Para asegurar las garantías exigidas de calidad, los perfiles deben pasar durante el proceso de fabricación los ensayos siguientes: - Control de sellado. - Control micras anodizado. - Control diferencias de tonalidad en el anodizado. Las sociedades que disponen de estos sellos de calidad pueden garantizar que los perfiles son tratados según las directrices de la marca de calidad EWAA-EURAS (QUALANOD) y visados por ASESAN, licenciataria general para España de la marca de calidad EWAA-EURAS (QUALANOD). Documentos: • Precertificado de intenciones para anodizado. Documento por el cual se garantiza que los materiales de un pedido concreto serán anodizados en plantas poseedoras de la licencia de la marca de calidad EWAA-EURAS (QUALANOD), debiendo ser refrendadas posteriormente por un certificado de calidad conforme los materiales han sido tratados en dichas plantas y visados por ASESAN. • Certificado de calidad. Documento por el cual se certifica que los materiales de un pedido o de una obra concreta han sido tratados en la clase (micras) y en el color definidos por la dirección facultativa según las directrices de la marca ASESAN. 3. Lacado. El tratamiento de lacado consiste en proteger la superficie de los perfiles de aluminio con una capa de pintura. Esta capa se puede conseguir mediante la aplicación de: Pintura líquida: Tiene como medio de aplicación del recubrimiento, disolvente, el cual debe evaporarse para obtener la capa protectora de resina pigmentada. Pintura en polvo: Se aplica por pulverización del polvo, depositado electrostáticamente para obtener la capa protectora de resina pigmentada. En España se utiliza, casi exclusivamente, el proceso de pintura en polvo para el lacado de perfiles destinados a la construcción. Su proceso industrial típico consiste en: Desengrasado de los perfiles en un baño con productos medianamente alcalinos. Es el mismo tratamiento descrito para el anodizado. Aclarado, se realiza un enjuague con agua desmineralizada para eliminar arrastres. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 145 Decapado con productos fuertemente alcalinos para conseguir una superficie uniforme del aluminio. Es el mismo proceso que en el anodizado. Neutralizado, igual que en el anodizado. Cromatizado, que es un tratamiento con soluciones acuosas que contienen iones hexavalentes de cromo y que forman una capa protectora. Lavado con agua desmineralizada y desionizada y posterior secado en el horno para que los perfiles lleguen secos a la cabina de pintura. Cabina de pintura, donde se pulverizan los perfiles con polvo de poliéster. Al abandonar el polvo las pistolas de proyección se cargan eléctricamente por acción de un campo eléctrico positivo dado que los perfiles de aluminio están conectados a tierra con un potencial negativo; esto hace que el polvo sea atraído y se deposite sobre las superficies de los perfiles. Horno de polimerización, una vez aplicado el polvo sobre los perfiles, éstos pasan al horno donde se realiza el termoendurecimiento a una temperatura de 200º C. El recorrido de los perfiles por dentro de este horno dura unos 30 minutos. Este tratamiento produce la fusión de las partículas de polvo proporcionando una película protectora uniforme. Los espesores que se obtienen son generalmente muy uniformes y con un espesor que oscila entre 60 y 80 µ como exigen las directrices marcadas por QUALICOAT. QUALICOAT es una Marca de Calidad Europea que exige y determina un buen lacado del aluminio y que controla los procesos industriales y los ensayos necesarios entre sus asociados. En España está homologada por el Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medioambiente como Marca Oficial, para el lacado del aluminio destinado a la arquitectura. La Asociación Española ASELAC es la Licenciataria General para España de esta Marca Europea de Calidad. 4. Corrosión. Para el caso del aluminio utilizado en la construcción, debe tenerse en cuenta dos tipos de corrosión que afectan gravemente el material. No sólo tiene consecuencias estéticas sino también consecuencias estructurales muy graves. Corrosión filiforme. Es una corrosión que avanza desde el interior del perfil hacia el exterior. Tiene aspecto de filamentos y su aparición generalmente se debe a una mala preparación de la superficie en el cromatizado, antes del lacado. También puede aparecer la corrosión filiforme por la porosidad del recubrimiento o por la falta de adherencia del mismo. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 146 Corrosión por par galvánico. La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales se ponen en contacto y ambos poseen potenciales eléctricos diferentes, lo que favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo. A mayor diferencia de potencial, el material más activo será el ánodo. En los muros cortina el par galvánico debe tenerse muy en cuenta tanto en los anclajes como en la mechas, puesto que generalmente los dos son de acero galvanizado, zincado o pintado, mientras que el resto de uniones o tornillerías son de acero inoxidable, de aluminio o de zamac, que no causan problemas. El par galvánico puede evitarse colocando separadores de materiales inertes ( plásticos) entre el aluminio y los otros metales, generalmente el acero de los anclajes y de las mechas. 2.5.1.3. Evolución del muro cortina de aluminio. Desde las primeras tecnologías de muros cortina ha habido una transformación constante que se puede resumir en cuatro grandes grupos o generaciones: 1º Generación: se realizaba la retícula de montantes y travesaños con tubos de sección regular (rectangulares). Con este sistema no se conseguía una buena estanqueidad. La fijación de los montantes a la estructura no quedaba embebida en el hormigón y la unión quedaba a merced de la improvisación. Los elementos practicables no se diseñaban expresamente sino que se adaptaban los ya existentes para carpintería convencional. 2º Generación: se intenta resolver el problema de la estanqueidad con perfiles laberínticos de una sola pieza de una sola pieza. Los elementos móviles continúan sin pertenecer aún al propio sistema, con lo que se pierde la estanqueidad en los puntos de acoplamiento. 3º Generación: se desarrollan conjuntos de perfiles que se montan unos sobre otros tomando la forma laberíntica. El sistema ya es más sofisticado y los elementos practicables se incorporan al diseño de cada muro cortina o serie. Se superan los problemas de estanqueidad siempre que se mantenga una cuidadosa ejecución de la obra. 4º Generación: las exigencias en cuanto al aspecto del muro cortina obligan a nuevas investigaciones para conseguir fachadas lisas todo de vidrio. Los muros cortina carecen de perfiles por la parte exterior. La unión de los vidrios o paneles se realiza de forma axial en lugar de tangencial. La ventana a la italiana es la que ofrece mayores ventajas para integrarse en el entramado y es la que se utiliza en la mayoría de los casos. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 147 2.5.1.4. Contacto del aluminio con otros materiales. El aluminio reacciona tanto con los metales comunes como con los materiales de la construcción, pudiendo provocar patologías graves. ACERO: El acero no protegido se oxida y los restos manchan el aluminio. En atmósferas corrosivas, zonas marinas o ambientes industriales, el aluminio en presencia de un catalizador hace que sus puntos de contacto con el acero resulten muy dañados. Tanto las piezas de acero como los tornillos empleados, tienen que tratarse por procedimientos de galvanizados, cadmiado o cincado. ACERO INOXIDABLE: El contacto entre el aluminio y los aceros inoxidables es desaconsejable. Por otra parte, los tornillos de acero inoxidable son recomendables para unir entre sí elementos de aluminio, ya que la corrosión que se puede crear al estar juntos estos tres materiales no es muy importante en el caso de la tortillería. COBRE: El contacto del cobre y sus aleaciones con el aluminio ataca directamente a éstos. PLOMO: Cuando el plomo entra en contacto con el aluminio, y dado el poder catalizante del plomo, se genera gran cantidad de sales de plomo, que, por sus características, retienen mucho tiempo la humedad. Por lo que tampoco es aconsejable utilizar pinturas de óxido de plomo, siendo recomendable las de minio de cinc. YESO Y CEMENTO: El yeso y el cemento, en polvo en caso de humedad o en proyecciones de forma directa, atacan al aluminio superficialmente, dejando manchas blancas incluso después de su limpieza. El aluminio anodizado sufre el mismo ataque. Estas manchas no tienen influencia en la resistencia del perfil, pero son antiestéticas y pueden iniciar la corrosión. MADERA: El roble y el castaño sufren una reacción ácida en presencia de humedad; por lo que es necesario barnizarlos con pintura o laca antes de ponerlos en contacto con el aluminio. Las maderas secas no tienen ninguna acción sobre el aluminio. Hay maderas que afectan a los tornillos que fijan el aluminio, por lo que es recomendable que se utilicen tornillos de latón. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 148 2.5.1.5. Recomendaciones para una correcta utilización y mantenimiento del aluminio lacado. A continuación transcribimos las recomendaciones de ASELAC (Asociación Española de Lacadores y Pintores de perfiles para ventanas y balconeras metálicas). Las Normas de Calidad QUALICOAT fijan una serie de exigencias técnicas mínimas para que el proceso del lacado del aluminio se efectúe con toda garantía. Estas prescripciones se extienden a las materias primas utilizadas y sus calidades, las instalaciones y plantas de lacado, formas y sistemas de pretratamiento y, en general, toda una completa normativa que contempla el proceso íntegro del lacado del aluminio. Los Inspectores de la Marca realizan periódicamente visitas a las plantas de lacado, donde se comprueban los ensayos de autocontrol, el proceso de cromatizado del material base, los hornos de polimerizado, almacenaje de pinturas, limpieza de las plantas y producto terminado. Asimismo, y de forma paralela, se envían muestras al Laboratorio del M.O.P.T. para controlar, aún más exhaustivamente, el material lacado por las plantas que ostentan la Marca de Calidad QUALICOAT. Hay pues un control riguroso de todo el proceso del lacado. Estas inspecciones y ensayos deberían ser, por sí mismos, suficientes para garantizar un lacado perfecto y un excelente acabado. No obstante, en la práctica existen otra serie de factores que distorsionan o pueden distorsionar la calidad del material a recibir por el usuario y que no son imputables al proceso de producción. Estos factores, ajenos a las Normas de Calidad, pueden ser debidos a causas tales como: transporte del material de la planta de lacado a cliente o de cliente a obra, incorrecto almacenamiento del material, proceso de fabricación de los diferentes elementos destinados a la Arquitectura y su posterior colocación, tratamientos de limpieza del material, etc. El realizar inadecuadamente estas operaciones puede producir daños en la capa de lacado, que originan que los resultados no sean los que deberían esperarse. Es por ello, por lo que se ha creído conveniente dar una serie de recomendaciones para evitar estos problemas. Recomendaciones • Evitar ralladuras provocadas por manejo inadecuado o defectuoso en almacenaje o transporte, o durante los movimientos en obra, o en el montaje de los elementos en la misma. • Evitar impactos mecánicos o esfuerzos de abrasión. • No montar piezas que no estén adecuadamente protegidas (selladas) después de cortar, serrar, taladrar o efectuar alguna otra operación mecánica. Especial cuidado en el sellado de ingletes, juntas de unión y ensamblajes de perfiles. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 149 • Respecto a herramientas de corte, no emplear el mismo disco que se haya utilizado para cortar o otros materiales, ya que entre los dientes pueden quedar restos de ellos (hierro, acero, etc.) que dañan al lacado. • No someter las piezas a calor, por fricción o corte, por encima de los 70ºC. • No exponer las piezas al ataque de productos químicos, ya sean vapores o líquidos, o a gases industriales agresivos, pues pueden dañar el acabado. • Asegurarse de la no agresividad de los disolventes que se puedan encontrar en las masillas usadas para la colocación de cristales. • Si se prevé que el par de apriete aplicado puede destruir la capa de cinc, utilizar tacos de plástico. • Evitar la creación de pilas galvánicas, por el uso, al mismo tiempo, de materiales de anclaje diferentes al aluminio, como pueden ser remaches, escuadras, premarcos, soportes, etc., de materiales diversos. Se recomienda tornillería de acero inoxidable o aluminio. • Ensamblar con fundas plásticas o tacos, los elementos de sujeción cuando éstos sean de acero. Que dichos elementos estén zincados convenientemente. • Evitar el contacto de morteros de cemento con el aluminio. • Emplear pasta de yeso en el enlucido de la junta de un marco con la obra. • El mejor ajuste es sobre premarco de madera o aluminio. • La protección o sellado deberá ser muy rigurosa cuando los edificios estén cerca del mar, ya que el ambiente salino y, en algunos casos, la acción directa del agua del mar, puede acelerar algún determinado tipo de corrosión. • Limpiar periódicamente el aluminio lacado. La frecuencia estará en función de la atmósfera en la que se encuentre la construcción aunque, en cualquier caso, se debería hacer por lo menos una vez al año. • La limpieza se debe hacer utilizando una disolución al 5 %, en agua clara, de un detergente o jabón neutro y empleando una esponja, trapo de cuero o paño húmedo, evitando la presencia de cualquier elemento que pueda rayar el acabado (arena en el agua, polvo, etc.). • No usar artículos o productos de limpieza agresivos. No utilizar materiales abrasivos, disolventes orgánicos o detergentes, de los que se desconozcan su composición química. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 150 2.5.2. Muros cortina de acero. El acero es el material que se utilizó en los primeros muros cortina. Su comportamiento mecánico y resistente permite crear las retículas necesarias para soportar vidrios y paneles. Antiguamente este tipo de fachadas se realizaba con perfiles tubulares de pequeña sección. El acero que se emplea se obtiene por compactación (no por composición). Estos tubos de acero suelen tener dos tipos diferentes de acabados: - Pintados. En este caso se componen de una capa antioxidante, una imprimación y finalmente un esmalte como acabado. - Resinas al epoxi o polvo de poliuretano. Dan una textura muy parecida a un termolacado. Este acabado debe ser continuo en los cortes y taladros. En el caso que se esmalten los perfiles in situ no tendremos problemas, ya que el operario suele llegar a estas zonas fácilmente. No obstante, cuando los perfiles vienen lacados del taller no quedan protegidos, con lo cual se abre el paso a la corrosión. Los inconvenientes que tienen se deben al alto coeficiente de dilatación y a las patologías causadas por la rotura de la capa de pintura la posterior oxidación. Las condensaciones internas también causan corrosión que degrada rápidamente la fachada (el interior de los perfiles no suele estar protegido). Aunque se dejen taladros para igualar la presión y evitar las condensaciones interiores, el aire húmedo de la atmósfera penetra igual y atacará los perfiles aunque sea de una manera más lenta a como lo hace en el exterior. Una correcta y segura fijación del vidrio es la realizada mediante junquillos atornillados. La fijación de los montantes no puede ser flotante, ya que castigamos las uniones entre roblones o tornillos con los perfiles montantes y se producen puntos de fatiga. ( Biblioteca Atrium de la Herreria) FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 151 2.5.3. Muros cortina de acero inoxidable. Se ha empleado el acero inoxidable en la construcción de muchas fachadas ligeras. Su principal propiedad es su resistencia a la corrosión y a determinados agentes agresivos. Se fabrican aceros inoxidables de diversas composiciones para adaptarlos a las características de las sustancias con que han de estar en contacto. Los aceros inoxidables contienen un 12-18% de cromo y a veces níquel, manganeso, tungsteno, titanio, molibdeno, cobalto o cobre. Las propiedades inoxidables se atribuyen a la capa de óxido de cromo que se forma en la superficie de acero. Se trata de una película muy fina, denominada capa pasiva, que si la deteriora algún medio mecánico, espontáneamente se vuelve a formar por contacto con el aire u otro agente oxidante. Existen tres grandes familias de aceros inoxidables: 1. Aceros inoxidables al cromo. Sólo deben usarse en los lugares de fácil limpieza o en decoración de interiores. Donde haya posibilidades de que se depositen capas de polvo que aíslen el acero del medio oxidante, el metal sufrirá alteraciones superficiales por perder su poder pasivador. Si además hay contacto con soluciones sulfúricas, propias de ambientes industriales o compuestos clorados de zonas marinas, el aspecto decorativo puede deteriorarse mediante la aparición de picaduras. 2. Aceros inoxidables al cromo-níquel. Son los de mayor utilización en arquitectura, por tener garantizado un buen aspecto. 3. Aceros inoxidables al cromo-níquel-molibdeno. Son especialmente adecuados en atmósferas industrial o marina. El acero inoxidable se utiliza en muros cortina, tanto en la estructura de montantes y travesaños como en los marcos y bastidores de aberturas. También pueden realizarse los paneles de relleno con este material. En algunos casos el cromo se sustituye por el silicio, con un efecto anticorrosivo similar, pero no es muy conveniente ya que el silicio reacciona fácilmente con determinados productos, como los cítricos. El acero inoxidable empleado en arquitectura contiene de un 16 a un 18% de cromo y de un 8 a un 10 % de níquel. A veces contiene pequeñas proporciones de manganeso, molibdeno o silicio. El más usual es el 18/8, que contiene el 18% de cromo y el 8% de níquel. Los perfiles pueden realizarse con una plegadora o con la máquina conformadora de rodillos. El espesor suele ser entre uno y dos milímetros en función del tipo de perfil y resistencia que se desee obtener. Actualmente el acabado que más se emplea es un microesmerilado o esmerilado fino. El aspecto final es un contraste semimate y tiene la ventaja de que puede reparar las rayaduras que se producen inevitablemente en su colocaión. El método de reparación consiste en frotar ligeramente con un estropajo rasposo. El acabado pulido y brillante que estaba de moda hace algunos años tiene el inconveniente de que en él se forman enseguida dibujos irregulares, fácilmente visibles debidos a los contactos durante su colocación y uso. FACHADAS LIGERAS: MURO CORTINA Yolanda Arán Molina 152 La unión de perfiles es recomendable efectuarla con elementos del mismo material para evitar posibles corrosiones galvánicas. Por el contrario, si se utiliza acero ordinario, estará protegido por algún procedimiento de galvanizado. COLOCACIÓN EN OBRA. Durante los trabajos de construcción del edificio habrá que cuidar, para el aspecto superficial del acero inoxidable, del peligro que supone el contacto con limaduras de hierro, proyecciones de yeso o cemento, golpes con metales duros, polvo, productos de decapado y colas, etc. En estos casos se utilizarán productos apropiados para su limpieza y un aclarado con agua abundante. Otra protección consiste en la aplicación de un barniz pelable, que se desprende estirando la lámina después de finalizar el montaje. Muro cortina de acero inoxidable. Fachadas de la Torre Beekman – Frank Gehry (Manhattan) Muros cortina de acero inoxidable.(www.fireglass.com)