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13. CERRAMIENTOS DE FACHADA DIÁFANOS 13.1. CONCEPTOS. EVOLUCIÓN DE LOS CERRAMIENTOS DE FACHADA 13.1.1. Conceptos 13.1.2. Primeras etapas Así, el Palacio de Cristal de Paxton (1851), colofón de la arquitectura de invernaderos ingleses, constituye una obra clave en la historia de la industrialización del cerramiento, más que por los avances tecnológicos que implicaba, por el impacto y la aceptación social de una arquitectura sin muros de fábrica, totalmente transparente y permeable. La paralización y demolición en 1853 debido a la presión de la opinión pública, de las obras de construcción del mercado de Les Halles en París, comenzadas en 1851, por Víctor Baltard con muros de obra permiten apreciar el impacto social de una arquitectura nueva completamente diáfana. En el Palacio de Cristal se utilizaron con pleno desarrollo varios de los sistemas de organización de la producción industrial: tipicación de elementos fundidos, vidrios y elementos de ventilación; producción en serie; modulación e incluso control de calidad. Pero sobre todo se vislumbra una nueva arquitectura en la que el cerramiento no tiene que ser de fábrica para contribuir a la resistencia estructural. 13.1.3. Denición de las líneas de evolución 13.1.3.1. La razón estética. Industrialización tipicada abierta En 1921 Mies van der Rohe hace su primera propuesta de rascacielos de cristal; en 1923 el edicio de ocinas de hormigón, en el que la estructura se retira voluntariamente hacia el interior para negar la capacidad estructural del cerramiento pétreo y la cara de hormigón, en la que se fuerza esa misma idea impidiendo la relación con el suelo de los muros de cerramiento. Habrá que esperar sin embargo a Estados Unidos, después de la guerra, para que Mies recorra el camino de la industrialización constructiva real mediante elementos tipicados, más con una voluntad de transparencia y ligereza que por razonamientos técnicos ideológicos. 13.1.3.2. La razón ideológica. Industrialización modular 13.1.3.3. La razón técnica. Industrialización cerrada ligera La línea de conducta de Jean Prouvé estuvo siempre determinada por dos factores: la evolución cientíca que condiciona las técnicas y la información, el estudio de los materiales y su utilización. En Clichy el cerramiento está constituido por paneles opacos, paneles provistos de huecos acristalados y paneles totalmente acristalados colgados de la estructura portante, solución que será habitual en los cerramientos industrializados no estructurales. Los paneles se apoyan mediante un reborde en un perl L soldado a la viga portante y cuelgan hasta alcanzar el panel inferior o el perl base. Los cerramientos totalmente acristalados cuentan con montantes de chapa plegada con toda la altura que sustentan un acristalamiento doble formado por una hoja exterior de vidrio y una lámina plástica ondulada. A partir de 1954, Prouvé trabajó en soluciones industrializadas, especialmente de cerramientos, pero solamente como proyectista de despacho y colaborando con arquitectos e industriales con orientaciones parciales, muy lejanas a su concepción total y unitaria. 13.1.3.4. La razón económica. Industrialización pesada cerrada 1 ia INDUSTRIALIZED ARCHITECTURE procesos de industrialización aplicados a la construcción TEMA 13 Cerramientos de fachada diáfanos
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13. CERRAMIENTOS DE FACHADA DIÁFANOS

13.1. CONCEPTOS. EVOLUCIÓN DE LOS CERRAMIENTOS DE FACHADA

13.1.1. Conceptos

13.1.2. Primeras etapasAsí, el Palacio de Cristal de Paxton (1851), colofón de la arquitectura de invernaderos ingleses, constituye una obra clave en la historia de la industrialización del cerramiento, más que por los avances tecnológicos que implicaba, por el impacto y la aceptación social de una arquitectura sin muros de fábrica, totalmente transparente y permeable. La paralización y demolición en 1853 debido a la presión de la opinión pública, de las obras de construcción del mercado de Les Halles en París, comenzadas en 1851, por Víctor Baltard con muros de obra permiten apreciar el impacto social de una arquitectura nueva completamente diáfana.

En el Palacio de Cristal se utilizaron con pleno desarrollo varios de los sistemas de organización de la producción industrial: tipi!cación de elementos fundidos, vidrios y elementos de ventilación; producción en serie; modulación e incluso control de calidad. Pero sobre todo se vislumbra una nueva arquitectura en la que el cerramiento no tiene que ser de fábrica para contribuir a la resistencia estructural.

13.1.3. De!nición de las líneas de evolución13.1.3.1. La razón estética. Industrialización tipi!cada abiertaEn 1921 Mies van der Rohe hace su primera propuesta de rascacielos de cristal; en 1923 el edi!cio de o!cinas de hormigón, en el que la estructura se retira voluntariamente hacia el interior para negar la capacidad estructural del cerramiento pétreo y la cara de hormigón, en la que se fuerza esa misma idea impidiendo la relación con el suelo de los muros de cerramiento.

Habrá que esperar sin embargo a Estados Unidos, después de la guerra, para que Mies recorra el camino de la industrialización constructiva real mediante elementos tipi!cados, más con una voluntad de transparencia y ligereza que por razonamientos técnicos ideológicos.

13.1.3.2. La razón ideológica. Industrialización modular13.1.3.3. La razón técnica. Industrialización cerrada ligeraLa línea de conducta de Jean Prouvé estuvo siempre determinada por dos factores: la evolución cientí!ca que condiciona las técnicas y la información, el estudio de los materiales y su utilización.

En Clichy el cerramiento está constituido por paneles opacos, paneles provistos de huecos acristalados y paneles totalmente acristalados colgados de la estructura portante, solución que será habitual en los cerramientos industrializados no estructurales. Los paneles se apoyan mediante un reborde en un per!l L soldado a la viga portante y cuelgan hasta alcanzar el panel inferior o el per!l base.

Los cerramientos totalmente acristalados cuentan con montantes de chapa plegada con toda la altura que sustentan un acristalamiento doble formado por una hoja exterior de vidrio y una lámina plástica ondulada.

A partir de 1954, Prouvé trabajó en soluciones industrializadas, especialmente de cerramientos, pero solamente como proyectista de despacho y colaborando con arquitectos e industriales con orientaciones parciales, muy lejanas a su concepción total y unitaria.

13.1.3.4. La razón económica. Industrialización pesada cerrada

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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ia INDUSTRIALIZED ARCHITECTUREprocesos de industrialización aplicados a la construcción

TEMA 13Cerramientos de fachada diáfanos

13.1.3.5. La razón ambientalEn los albores del siglo XXI las exigencias ambientales comienzan a mostrarse como catalizadores fundamentales de la transformación del cerramiento.

La asunción de la transformación climática y con ella del ambiente periarquitectónico y el incremento de las exigencias de seguridad, salubridad y e!ciencia de los edi!cios pre!guran la transformación de los tipos habituales.

En un universo en el que los materiales y las técnicas tradicionales conviven con las aportaciones de numerosísimas empresas innovadoras no existe una ruta determinada de evolución, sino un cauce amplio y complejo delimitado por la e!ciencia global percibida de las diferentes propuestas.

Frente a la utilización intuitiva de los sistemas apoyada en un empirismo ya imposible se impone el uso racional derivado del conocimiento experimental cientí!co, que basa en las prestaciones y no en las recetas la búsqueda de las soluciones apropiadas.

13.2. EXIGENCIAS GENERALESEl ser humano tiene su origen en la naturaleza diáfana, abierta a la luz, de la que se protege, se aísla para desarrollar actividades cali!cables como arti!ciales. No es por tanto extraño que el ser humano haya dedicado su esfuerzo desde los primeros tiempos mantener la luz en sus edi!cios, articulando diferentes sistemas capaces de atraparla para su interior y evitar las condiciones adversas que acompañan su introducción.

El desarrollo de las partes diáfanas del cerramiento ha experimentado hasta tiempos recientes un grado de industrialización superior al de las opacas. Sin embargo en la actualidad los cerramientos diáfanos han cedido momentáneamente el testigo a los opacos, quizás debido al notable atraso en que todavía se encuentran aquellos respecto a los diáfanos, o porque la industria del cerramiento diáfano está dominada por unos pocos grupos quasimonopólicos que obtienen su!ciente margen de la explotación y extensión de la producción de los productos comercializados en lugar de invertir cuantiosas sumas en desarrollos, de resultados impredecibles, que pueden desestabilizarlos económicamente1.

A diferencia de los cerramientos opacos, los cerramientos diáfanos han evolucionado impulsados por la innovación tecnológica, especialmente por la posibilidad de apertura de nuevos mercados para productos tecnológicamente más avanzados desarrollables industrialmente.

La industria del vidrio ha desarrollado en los últimos decenios tecnologías capaces de mejorar la e!ciencia del vidrio edi!catorio; pero no ha conseguido trasladarlas al mercado.

La industria de los plásticos se incorporó algunos decenios atrás al campo de los cerramientos diáfanos con unos pocos materiales: metacrilatos, policarbonatos y poliésteres armados. Su "exibilidad y menor fragilidad les ha permitido sustituir al vidrio en algunas aplicaciones: elementos curvos, cerramientos horizontales, pantallas acústicas, etc.; pero no han desplazado al vidrio de los campos de aplicación tradicionales, en los que la baja dureza de los plásticos invalida su utilización.

Quizás en los próximos tiempos vivamos una nueva etapa del desarrollo de los cerramientos diáfanos en la que vidrio y polímeros permitan mejorar las prestaciones de sistemas para los que las exigencias van a resultar muy diferentes de las precedentes, edi!cios que deberán resultar a un tiempo e!cientes y cómodos. La tecnología existe y los precios...son el resultado de políticas globales que a las industrias del vidrio y los polímeros no les resultan ajenas ni complicadas.

En los últimos tiempos ya han comenzado a comercializarse sistemas delimitadores basados en ambos materiales por una empresa puntera en su sector; pero es tan sólo un primer y balbuceante paso en una dirección que debe producir cambios radicales.

En los últimos decenios el cerramiento diáfano ha sido curvado, contorsionado, complejizado al límite como soporte de un nuevo expresionismo plástico desacorde con el alienamiento cultural producido por las geometrías euclídeas, simpli!cadoras, de los movimientos racionalistas.

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1 No es todavía lejano el caso de Pilkington, la empresa del vidrio más implicada en la investigación de sistemas y productos para cerramientos diáfanos, a la que la falta de resultados de su departamento de investigación puso los años pasados en una posición extremadamente crítica, hasta el punto de resultar prácticamente absorbida por sus rivales.

No cabe poner en duda el fundamento de la crítica deconstrutivista ni tampoco de la capacidad de la industria de responder al desafío técnico de las nuevas propuestas; pero se trata de propuestas vanas, nacidas en el seno de la propia arquitectura denostada, un ambiente mutante capaz de fagocitar cualquier propuesta adaptada a su sistema productivo y de reproducirla de forma sistemática cual una suerte de infección vírica.

Los resultados son frustrantes; pero la demanda es cada vez más patente. Se precisa una nueva arquitectura con una nueva percepción de sus propias características, que deben resultar de un !rme compromiso con la época a la que responde. La historia es pasado, sirve para informar; peor no da lugar a respuestas, éstas deben surgir de la exploración del memento social, de sus necesidades, de sus inquietudes.

Vivimos en un mundo tensionado, cuyos protagonistas se mueven entre horizontes confusos de inseguridad y comodidad; en el que las fronteras entre medios contiguos se vuelven menos sólidas, en el que nuevos medios deben sustituir a los que el tiempo y la tecnología han convertido en caducos.

Está llegando el tiempo de los cerramientos inteligentes, ¿diáfanos?, ¿opacos?. No, diferentes, encuadrables en nuevas categorías.

Vivimos una época en la que la experimentación es multidireccional. No responde al esquema tradicional progresivo-regresivo sino que explora de forma desinhibida relaciones tecnológicas complejas en la búsqueda de nuevas identidades tipológicas acordes con los requerimientos socioambientales de nuestro tiempo.

El análisis de los cerramientos diáfanos que se presenta responde a su carácter prestacional, por lo que se concreta a partir del estudio del comportamiento respecto a los requisitos básicos que los afectan.

• Resistencia mecánica

• Protección frente al incendio

• Seguridad de utilización

• Control térmico

• Control de la humedad

• Control acústico

• Control de las !ltraciones de aire

• Ventilación

• Protección y expresión exterior

• Protección y expresión interior

Este análisis tiene un carácter exploratorio vinculado a los requisitos de la sociedad actual, vinculada a su historia.

La innovación es sometida por la sociedad a una cuarentena protectora, imperceptible, pero !rme, basada en herramientas diversas: burocracia, licencias, certi!cados, mercado, etc., que cualquier producto debe sortear y que en la mayor parte de los casos se superan mediante hábiles camu"ajes.

No debemos esperar grandes advenimientos tecnológicos, sino estar atentos a la tecnología que de forma imperceptible se cuela disfrazada de elemento intrascendente vinculado a sistemas consagrados por uso.

13.2.1. Requisitos mecánicosDebemos precisar que los sistemas desarrollados para resolver cerramientos diáfanos son ocasionalmente utilizados en cerramientos opacos que sustituyen los materiales diáfanos por otros opacos. En estos casos las exigencias varían exclusivamente en los aspectos vinculados a la permeabilidad a las radiaciones electromagnéticas a las características de los materiales utilizados.

13.2.1.1. Relación cerramiento y estructuraLa liberación de misiones estructurales permite aumentar la super!cie diáfana de los cerramientos, fabricarse en taller y montarse posteriormente en la obra sobre la estructura ya construida.

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El primer aspecto que se debe tener en cuenta es la relación del cerramiento diáfano con la estructura.

Posiciones relativas entre el cerramiento y la estructura

• Inserto en la retícula. Procede de la sustitución de la fábrica por un paño realizado con componentes industrializados.

• Entre forjados. Permite acentuar las componentes horizontales de la estructura. Aumenta la sensación de transparencia.

• Entre soportes. Acentúa las componentes verticales de la estructura. Aumenta la sensación dinámica y de ligereza.

• En plano anterior. Constituye el muro cortina propiamente dicho. Disminuye el valor plástico de la estructura y se potencia la volumetría global del edi!cio.

En los dos primeros casos el cerramiento apoya directamente en las vigas de borde de la estructura mientras que en las dos últimas debe utilizar anclajes especí!cos cuyas características estarán de!nidas según los mecanismos de transmisión de cargas y control de movimientos previsto.

13.2.1.2. Transmisión de fuerzas del cerramiento a la estructuraLas cargas verticales debidas al peso del cerramiento y las horizontales de viento deben ser transmitidas a la estructura a través de los anclajes, para lo que existen dos posibilidades mecánicas básicas; si los elementos de cerramiento apoyan en las vigas de borde el cerramiento trabajará "exocomprimido, mientras si cuelga de las vigas trabajará "exotraccionado. En principio esta segunda forma de trabajo alcanza un mayor rendimiento al no existir efecto de pandeo.

La forma de trabajo interna del cerramiento depende de su tipología: en los sistemas reticulares los elementos super!ciales transmiten los esfuerzos a las barras de la retícula que los trans!eren a los anclajes. En los paneles los elementos completos trabajan como placas trasdosando los esfuerzos directamente a los anclajes, o a una de subestructura cuando el sistema es mixto.

• En el cálculo de los elementos resistentes del cerramiento deben considerarse las deformaciones de sus elementos constituyentes: barras, paneles, particularmente los vidrios. Habitualmente las "echas máximas admitidas varían entre 1/500 y 1/2000.

Este cálculo es especialmente complejo en algunas soluciones realizadas con "vidrio y siliconas estructurales", por la di!cultad de evaluar las tensiones transmitidas por las siliconas debido a la variedad del módulo elástico de las siliconas.

13.2.2. Control de movimientos de origen térmicoEl diseño del cerramiento debe considerar los movimientos de origen térmico de los elementos constitutivos, permitiendo desplazamientos relativos controlados y utilizando juntas capaces de absorber las variaciones dimensionales.

Como norma general, todo elemento lineal o super!cial debe tener un único punto !jo, normalmente en el extremo o en un ángulo superior, y debe tener posibilidad de desplazamiento en las restantes direcciones.

Para la solución de los anclajes móviles se utilizan diferentes sistemas de anclajes deslizantes (guías, agujeros rasgados, etc.). Es recomendable en los anclajes móviles materiales que eviten los ruidos por fricción. La NTE-FPC establece unas "echas máximas admisibles de 1/300 para acristalamientos simples y 1/500 para acristalamientos dobles y elementos opacos.

Para la realización de las juntas entre elementos pueden utilizarse las diferentes soluciones tradicionales de ensamblaje: a tope, solape, las diferentes soluciones tradicionales de ensamblaje: a tope, solape, simple encaje, encaje múltiple, encaje en lengüetas, oculta con tapajuntas o resorte.

En general cada fabricante utiliza sus propias patentes basadas en la utilización de una o varias soluciones.

La determinación de la posición y tamaño de las juntas de control de movimientos debe responder a un diseño y cálculo precisos en el que se deben tener en cuenta las dimensiones de los elementos entre juntas de control, los coe!cientes de dilatación de los materiales afectados y los gradientes térmicos previsibles.

Se deben realizar esquemas de los cerramientos en los que se expresen las características de las uniones y juntas.

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13.2.3. Control térmicoEstá determinado por tres factores:

• Intercambio térmico

• Inercia térmica

• Irradiación solar a través de los vidrios.

13.2.3.1. Intercambio térmicoEl intercambio térmico entre el interior y el exterior depende del coe!ciente global de transmisión o transmitancia, y fundamentalmente del aislamiento térmico de los componentes del cerramiento, básicamente: elemento diáfano y subestructura.

13.2.3.3. Inercia térmica La inercia térmica depende del calor especí!co y el peso de los materiales constituyentes, por lo que en los cerramientos diáfanos es en general reducida- Aun así se debe tener en cuenta que la inercia térmica aportada por el cerramiento es sólo una parte de la inercia global del edi!cio en funcionamiento.

Hay que tener en cuenta también que el mantenimiento de la temperatura en régimen de utilización en edi!cios que permanecen sin actividad durante un gran número de horas incrementa las pérdidas energéticas (caso habitual en edi!cios de o!cinas).

La sensación de pared fría o pared caliente que puede darse en locales con cerramientos diáfanos se elimina habitualmente utilizando sistemas ambientales de rápida puesta en régimen vinculados al cerramiento.

13.2.3.3. Irradiación solar a través de los vidrios El control solar constituye una exigencia similar a la existente en los cerramientos diáfanos no industrializados, aunque el efecto de la radiación es frecuentemente más acusado por diversos motivos:

• Utilización habitual de grandes super!cies diáfanas.

• No utilización de sistemas de sombreamiento.

No existen razones técnicas que impidan utilizar los mismos sistemas que en los cerramientos no industrializados, incluyendo las persianas enrollables, aunque se pre!eren por razones compositivas otras soluciones como: lamas !jas, lamas orientables, toldos exteriores, pantallas de vidrio absorbente, etc., persianas en cámara entre vidrios… o incluso diafragmas mecánicos.

• Cuando se utilizan mecanismos exteriores al plano del vidrio se deben tener en cuenta en los elementos y !jaciones las cargas de viento, que en edi!cios altos los hacen desaconsejables.

• La utilización de acristalamientos dotados de !ltros selectivos que re"ejan la mayor parte de la radiación infrarroja constituye una opción generalizada. Sin embargo, la exposición directa a la radiación sobre las personas tras dichos vidrios sigue resultando molesta, por lo que se recomienda complementarlos con sistemas interiores que eviten dicha irradiación.

13.2.4. Estanqueidad al agua y al vientoLa elección del tipo de juntas se realiza atendiendo a las características del sistema y los elementos empleados y debe garantizar las exigencias de estanqueidad al agua, al viento y al agua impelida.

La estanqueidad se consigue mediante solapes, cámaras de descompresión y barreras constituidas por juntas de presión de elastómeros y adhesivos sellantes: poliuretanos, polisulfuros y sobre todo siliconas.

El diseño del sistema debe permitir la sustitución de cualquier elemento sin que se vean afectadas la rigidez y la estanqueidad del cerramiento.

13.2.5. Control de humedadHasta fechas recientes los elementos que con!guraban la retícula estructural del cerramiento eran casi exclusivamente metálicos por lo que la generación de condensaciones super!ciales era habitual. La existencia actual en el mercado con precios razonables

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de per!lería metálica con rotura de puente térmico y de per!les mixtos metal-plástico permiten conseguir la eliminación de los puentes térmicos.

No obstante un buen proyecto debe estudiar el comportamiento humídico del cerramiento diáfano conjuntamente con e sistema ambiental del edi!cio.

13.2.6. Protección acústicaLa exigencia de aislamiento acústico para todo tipo de cerramientos se ha endurecido con la aplicación del CTE HR.

El hecho de que la sensibilidad auditiva esté relacionada con el logaritmo de la presión sonora implica que la extensión super!cial del cerramiento diáfano tenga una importancia reducida respecto a las características transmisoras de los elementos afectados. No es infrecuente que cerramientos completamente diáfanos tengan mejor comportamiento que cerramientos con una pequeña parte diáfana debido a un peor comportamiento acústico de la parte diáfana derivado de la utilización de per!laría, juntas y herrajes con bajas prestaciones, no existentes en sistemas desarrollados para cerramientos completamente diáfanos.

También hay que tener en cuenta que la existencia de huecos accesibles resulta más perjudicial a efectos acústicos que las juntas entre elementos !jos, por lo que las condiciones pueden llegar a ser más favorables que en un cerramiento no industrializado si especialmente no se ha cuidado la estanqueidad al ruido de sus juntas.

13.2.7. Protección contra el fuegoLa exigencia básica es:

• Limitar la transmisión del fuego a otras partes del edi!cio o a otros edi!cios, (CTE DB SI 2)

Además de esta exigencia básica los cerramientos industrializados, aunque también los que no lo son, deben satisfacer las siguientes exigencias:

• Los materiales que componen el cerramiento no deben favorecer la propagación y desarrollo del fuego directa o indirectamente.

• En su in"amación no debe producir gases tóxicos o nocivos en cantidades peligrosas.

• La elevación de la temperatura o la combustión del cerramiento no deben provocar proyecciones peligrosas de materiales (especialmente hacia el exterior).

• Los elementos sustentas: apoyos, !jaciones, etc. deben resistir un incendio interno localizado en una planta.

• Para la satisfacción de estas exigencias se establecen directrices o limitaciones sobre los siguientes aspectos:

• Existencia de antepechos resistentes al fuego con una altura que di!culte la transmisión de aquel entre diferentes plantas.

• Distancias super!cies diáfanas a otros edi!cios colindantes o entre sectores diferentes del propio edi!cio.

• Clasi!caciones de materiales y elementos atendiendo a su resistencia y estabilidad al fuego.

• Condiciones de aislamiento térmico.

• Limitación de los tipos de vidrio.

13.2.8. Limpieza y mantenimientoLas exigencias no varían respecto a cualquier cerramiento, aunque son habituales los cerramientos industrializados no accesibles desde el interior, que exigen por lo tanto realizar las tareas de mantenimiento y limpieza desde el exterior. El CTE establece en el DB SU 1, especialmente en el apartado 5 las condiciones que deben cumplirse para limitar el riesgo de caídas.

Cuando estas tareas deban realizarse desde el exterior deben diseñarse sistemas su!cientemente seguros, mediante cabinas colgantes, para las que es recomendable prever puntos de aseguramiento mediante pasarelas.

Ejemplo: BBV de Francisco Saenz de Oiza.

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13.3. TIPOLOGÍAS DE CERRAMIENTOS VERTICALES DIÁFANOS

13.3.1. Sistemas reticulares. Tipos y análisisEntre los sistemas reticulares se establecen dos tipologías fundamentales:

• Sistemas formados por elementos simples.

• Sistemas con subestructura formada por bastidores.

Estos tipos generales dan sin embargo origen a soluciones con apariencia muy diversa dentro de cada una de las categorías y en ocasiones soluciones en las que es difícil percibir a simple vista la correspondencia a una u otra categoría.

La razón de estas situaciones es que la de!nición y ejecución de un cerramiento no responden a pautas únicas y lineales sino que son determinadas atendiendo a exigencias especí!cas para cada caso concreto, que responden en rasgos generales a los mismos a los mismos criterios que desde los primeros tiempos han hecho evolucionar los sistemas de cerramientos industrializados:

• Criterios estéticos.

• Criterios socio-culturales.

• Criterios técnicos.

Atendiendo a los primeros, los cerramientos reticulares han tendido hacia la desintegración aparente de la subestructura en el exterior a favor de una presencia casi única del vidrio, en ocasiones acompañado o sustituido por elementos pétreos o laminados situados en continuidad, sin sujeción aparente.

Esta tendencia se apoya en el gran prestigio social del vidrio, un prestigio difícilmente comparable al de cualquier otro material constructivo, que ha estado presente directamente en los más grandes episodios de la evolución arquitectónica.

La asimilación socio-cultural también está presente en la incorporación de otros materiales socialmente apreciados como la piedra o la cerámica, cuyas formas tradicionales de utilización los habían alejado inicialmente de los cerramientos industrializados.

La evolución tecnológica a lo largo del último medio siglo ha permitido a los diseñadores sobrepasar una y otra vez los límites constructivos precedentes estimulando a la industria para alcanzar nuevos objetivos parciales.

Se diferencian tres tipos esenciales:

13.3.1.1. Sistemas industrializados reticulares con subestructura de montantes verticales• Son los más utilizados. Los elementos sustentantes son preferentemente colgados con apoyo deslizante en las bases. Su

comportamiento "exotraccionado y su transmisión vertical de cargas le proporcionan un alto rendimiento mecánico.

• La posición de los miembros principales a la posición del vidrio o de los elementos opacos es variada.

• Elementos principales exteriores: formas predominantes inicialmente. Ejemplo: Lake Shore Drive de Mies van der Rohe. Permitía disimular la estructura portante. Actualmente se utiliza poco y está vinculada a la utilización de estos elementos como soportes de elementos auxiliares. Ejemplo: Rehabilitación de la FIAT de Lignoto de Renzo Piano, Renault Swindon de Norman Foster, Lloyds de Richard Rogers.

• Elementos principales centrados: formas técnicamente e!cientes. Son versátiles, permiten acristalamiento desde el interior o exterior, permiten solucionar los anclajes y las juntas con soluciones sencillas. Existen diferentes soluciones comerciales, aunque su utilización tiende a retroceder.

• Elementos principales interiores: son más e!cientes mecánica y térmicamente. La solución de los huecos accesibles es más compleja que en los exteriores, pero posible. Se han desarrollado en simultaneidad con los sistemas de acondicionamiento. La evolución en estos sistemas ha sido espectacular a partir de la incorporación de la silicona estructural y del sistema de anclaje planar para el vidrio. Ejemplo: IBM, Art Glass y W. Faber en Norman Foster.

13.3.1.2. Sistemas industrializados reticulares con subestructura de vigas horizontalesSu utilización ha sido siempre más reducida que la de los verticales debido a su menor e!ciencia mecánica y a la voluntad estética de acentuar la verticalidad en los edi!cios altos, en los que se han desarrollado primeramente estos sistemas. Su e!ciencia es alta cuando la composición del cerramiento alterna bandas horizontales acristaladas y opacas. Ejemplo: edi!cio REE de Perea.

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13.3.1.3. Sistemas industrializados reticulares con subestructuras en forma de bastidor.Su utilización respondió desde el inicio a razones técnicas y económicas, por obtenerse mayor rendimiento en el montaje de los elementos en taller. La imagen pretendida era similar a los sistemas con retícula vertical.

La unión entre bastidores da origen a diferentes tipologías:

• Bastidores cerrados. En las uniones entre elementos existe un doble montante, que puede acusarse o no según se utilice un per!l normal de marco o un per!l especial de acoplamiento previsto para tal !n.

• Elementos abiertos en U o en C. En los lados abiertos no se produce duplicación del per!l. En general estos tipos tienden a desaparecer, excepto si el elemento global tiene rigidez su!ciente, ya que en caso contrario precisa de elementos de rigidización provisionales que le restan rendimiento.

Los cerramientos reticulares construidos con bastidores exigen unas labores de montaje en obra menores que en los sistemas formados por elementos simples, pero incorporan mayor número de piezas y mayor cantidad de material, por lo cual la utilización de uno u otro sistema puede resultar competitiva dependiendo de las características de cada obra completa.

Ejemplos: Aluminium Research Institut, ampliación IRCAM y viviendas en Rue de Meaux, de Renzo Piano.

• Con bastidores sobre subestructuras. Es una solución que pretende aunar las ventajas de los sistemas anteriores. En esta solución los elementos premontados en taller cuentan con una subestructura interna o propia ajustada a su propia estabilidad y resistencia durante los procesos de producción, transporte y montaje, mientras se confían a la subestructura de elementos simples montados en obra las misiones resistentes del cerramiento y la transmisión de cargas a la estructura portante.

Esta solución es utilizada habitualmente en cerramientos de vidrio que utilizan silicona estructural debido a la di!cultad de realizar el montaje en obra y garantizar su comportamiento.

Ejemplos: Ayuntamiento Industrial y Biblioteca Nacional de Dominique Perrault.

13.3.2. Sistemas formados por panelesEn estos sistemas la parte diáfana se encuentra englobada en elemento super!cial continuo que rodea completamente su contorno. En general el límite geométrico entre las partes diáfana y opaca no tiene discontinuidades geométricas, (es curvo), con objeto de evitar las esquinas, cuyo tratamiento de junta es complejo y ofrece menores garantías.

El primer diseñador de este tipo de cerramientos diáfanos fue probablemente Jean Prouvé en el Aeródromo Roland Garrós, aunque ha sido utilizado posteriormente por arquitectos con marcado carácter innovador como R. Piano, N. Foster, J. Stirlig y otros.

13.3.2.1. Paneles de hormigón armadoLos paneles de cerramiento de hormigón armado estructurales resuelven de forma habitual las partes diáfanas integrándolas en huecos realizados en su interior. Se evitan en general huecos en los bordes ya que empeoran el comportamiento mecánico de los paneles, aunque en ocasiones la ubicación de la parte diáfana sobre los bordes del panel dan lugar a que la parte de hormigón adopte formas no rectangulares, de L, T, Z, etc.

13.3.2.2. Paneles de hormigón armado con !bra de vidrioLa casuística es similar a la de los paneles de hormigón armado, fundamentalmente porque su desarrollo se ha producido para conseguir apariencias similares con menor peso; sin embargo la mayor posibilidad de integrar bordes rígidos mediante la adición de per!les metálicos y de plásticos reforzados permite conseguir elementos más diáfanos y variados en su geometría.

13.3.2.3. Paneles de poliéster armado con !bra de vidrioLa utilización deriva con probabilidad de la construcción naval en la que se utiliza de forma generalizada en embarcaciones de pequeño tamaño y en elementos que no están sometidos a grandes presiones. Desde las primeras utilizaciones por James Stirling en la Olivetti y Runcord y los metabolistas japoneses la utilización ha sido continua, aunque escasa, quizás debido a la baja aceptación social general de los materiales plásticos en los elementos de acabado de los edi!cios.

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Con toda seguridad la utilización de estos sistemas será mayor en el futuro; pero de momento la tecnología de fabricación no ha avanzado su!cientemente a pesar de que varias empresas de automóviles realizan sus carrocerías con estos materiales desde hace ya años y en la construcción aeronáutica se está produciendo una migración hacia ellas por mejor relación peso-resistencia.

La posibilidad de integrar todo tipo de refuerzos y elementos especiales con sencillez y precisión permiten augurar un futuro alentados para estos sistemas.

13.3.2.4. Paneles de aceroEs difícil sustraerse a las imágenes trasladadas de se las industrias del automóvil o el ferrocarril, habituales usuarias de estos sistemas. Quizás hay que pensar en la di!cultad tradicional para fabricar pequeñas series debido a los elevados gastos de matricería para justi!car la escasa penetración de sistemas que han demostrado sobradamente su e!ciencia en los campos mencionados.

No obstante en los próximos tiempos es previsible una mayor utilización de estos sistemas debido al desarrollo de los procedimientos automatizados de mecanizado, plegado y corte y soldadura láser, que permiten realizar series cortas sin el coste desproporcionado de la fabricación de moldes o matrices.

El simple análisis de la obra de Prouvé nos permite vislumbrar las posibilidades de estos sistemas para los que él tuvo que desarrollar incluso técnicas de fabricación.

13.3.2.5. Paneles de aleaciones ligerasNo han sido utilizados con profusión debido a las limitaciones resistentes de los materiales utilizados. El ejemplo más conocido es el cerramiento diáfano de la envolvente metálica de del Centro de Arte construido por N. Foster en Sainsbury. Las soluciones en esta vía pasan probablemente por la hibridación con sistemas reticulares formados por bastidores, que proporcionen la resistencia y la rigidez necesarias.

13.4. COMPONENTES BÁSICOS DE LOS CERRAMIENTOS DE FACHADA

13.4.1. Subestructura resistenteLas subestructuras resistentes se muestran muy e!cientes en su respuesta a diferentes tipologías edi!catorias. Exigen sin embargo un estudio preciso de todas las situaciones de la obra y su rendimiento es bajo cuando el proyecto no mantiene una coherencia con su utilización.

• La subestructura resistente puede estar comprimida o traccionada. En general se pre!eren elementos traccionados, no sometidos a pandeo.

• las subestructuras resistentes de los cerramientos industrializados no admiten la transmisión de cargas estructurales imprevistas ni pueden utilizarse con !nes rigidizantes, excepto cuando se trata de elementos que participan de la doble misión estructural y de cerramiento.

• Las exigencias geométricas de los cerramientos diáfanos no se corresponden con las amplias tolerancias dimensionales de los elementos estructurales realizados “in situ”. Para resolver el problema se establecen juntas amplias, dependientes del grado de exigencia dimensional establecido a la estructura y de sus dimensiones. El tratamiento de estas juntas, que en algunos casos superan los 5cm, debe establecerse con precisión para garantizar el cumplimiento de las exigencias impuestas al cerramiento.

Debe preverse el movimiento diferencial del cerramiento respecto a la estructura y resto de sistemas edi!catorios, lo que complica los sistemas de sujeción y el tratamiento de las juntas. El diseño del cerramiento debe evitar la acumulación de tensiones y por tanto de movimientos en los elementos del cerramiento.

Permiten una mayor actuación sobre la radiación solar, incluyendo el acristalado total, lo que suele ser origen de problemas importantes de acondicionamiento.

Permiten resolver totalmente el aislamiento sin que existan puentes térmicos y por tanto condensaciones.

Su discontinuidad material afecta al aislamiento acústico, aunque este problema es mayor en cualquier cerramiento diáfano accesible.

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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El resto de aspectos correspondientes a exigencias técnicas, estéticas y económicas depende de las soluciones especí!cas y materiales utilizados y existe una notable variedad.

13.4.1.1. Relación entre cerramiento y estructura portanteEl primer aspecto que se debe tener en cuenta es la relación del cerramiento con la estructura portante del edi!cio.

Posiciones relativas entre el núcleo resistente del cerramiento y la estructura portante

• Inserto en la retícula estructural. Se trata de una solución poco utilizada en la actualidad, aunque en tiempos pasados2 tuvo indudable éxito. Los problemas térmicos y de control de la humedad consecuentes a la existencia de una gran longitud de juntas entre la estructura y el cerramiento y la subsiguiente exigencia de mantenimiento.

• Entre forjados. Permite acentuar las componentes horizontales de la estructura. Respecto a la solución anterior desaparecen las juntas con los soportes estructurales pero siguen existiendo encuentros comprometidos entre el cerramiento y los forjados.

• Entre soportes. Acentúa las componentes verticales de la estructura. Aumenta la sensación dinámica y de ligereza. Es una solución poco utilizada, quizás por la di!cultad de componer cerramientos en bandas verticales cuando la organización de la planta es muy heterogénea y se manejan programas con super!cies muy estrictas.

• Revistiendo la estructura.

• Trabado con la estructura. Es la solución más utilizada actualmente. Cuando los paños son planos y las distancias entre soporte no son superiores a 5m, los movimientos de origen térmico de la hoja principal del cerramiento son limitados por la estructura sin que se produzcan deformaciones apreciables o !suración.

• En plano anterior. Da lugar a la fachada ventilada con hoja exterior de fábrica y sus variantes.

13.4.1.2. Transmisión de fuerzas del cerramiento a la estructuraLas cargas verticales debidas al peso del cerramiento y las horizontales de viento deben ser transmitidas a la estructura, para lo que existen dos posibilidades mecánicas básicas:

• Los elementos de cerramiento apoyan en las vigas de borde el cerramiento.

• Los elementos apoyan en soportes especí!cos anclados a los forjados. Esta segunda forma de trabajo tiene peor rendimiento mecánico; pero permite desolidarizar el cerramiento o su hoja resistente de la estructura portante del edi!cio.

En los cuatro primeros casos la subestructura resistente del cerramiento apoya directamente en las vigas de borde de la estructura mientras que en las dos últimas debe utilizar anclajes especí!cos cuyas características estarán de!nidas según los mecanismos de transmisión de cargas y control de movimientos previstos.

En todos los casos se debe comprobar la compatibilidad entre las deformaciones de la estructura portante y de los componentes del cerramiento.

En el cálculo de los elementos resistentes del cerramiento deben considerarse las deformaciones de sus elementos constituyentes: barras, paneles, particularmente los vidrios. Habitualmente las "echas máximas admitidas varían entre 1/500 y 1/2000.

Este cálculo es especialmente complejo en algunas soluciones realizadas con "vidrio y siliconas estructurales", por la di!cultad de evaluar las tensiones transmitidas por las siliconas debido a la variedad del módulo elástico de las siliconas.

13.4.1.3. Control de movimientos de origen térmicoEl diseño del cerramientos diáfanos debe considerar los movimientos de origen térmico de los elementos constitutivos, permitiendo desplazamientos relativos controlados y utilizando juntas capaces de resolver las variaciones dimensionales.

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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2Mies van der Rohe fue el arquitecto que utilizó con más profusión y éxito este tipo de solución.

Como norma general, todo elemento lineal o super!cial debe tener un único punto !jo: en elementos traccionados normalmente en el extremo, en un ángulo superior o en el centro del borde superior; en los comprimidos en el centro del borde inferior, y debe tener posibilidad de desplazamiento en las restantes direcciones.

Para la solución de los anclajes móviles se utilizan diferentes sistemas de anclajes deslizantes (guías, agujeros rasgados, etc.). Es recomendable que los anclajes móviles se realicen con materiales que eviten los ruidos por fricción.

La NTE-FPC establece unas "echas máximas admisibles de 1/300 para acristalamientos simples y 1/500 para acristalamientos dobles y elementos opacos.

Para la realización de las juntas entre elementos pueden utilizarse las diferentes soluciones tradicionales de ensamblaje: a tope, solape, simple encaje, encaje múltiple, encaje con lengüeta, oculta con tapajuntas o resorte.

En general cada fabricante utiliza sus propias patentes basadas en la utilización de una o varias soluciones.

La determinación de la posición y la dimensión de las juntas de control de movimientos debe responder a un diseño y cálculo precisos en el que se deben tener en cuenta las dimensiones de los elementos entre juntas de control, los coe!cientes de dilatación de los materiales afectados y los gradientes térmicos previsibles, así como las tolerancias de ejecución. Es recomendable establecer de forma precisa los planos de referencia de las juntas con objeto de evitar acumulaciones de errores en la ejecución.

Se deben realizar esquemas de los cerramientos en los que se expresen las características de las uniones y juntas.

13.4.1.4. Tipos

13.4.1.4.1. Reticulares3

Tienen una presencia creciente; pero no resultan habituales en la construcción “comercial”. Su alejamiento aparente de las soluciones tradicionales le resta atractivo, no obstante su utilización seguirá creciendo en la medida en que faciliten la instalación de componentes funcionales especí!cos y muestren ventajas espaciales y de calidad competitivas.

La cultura arraigada de construir cerramientos a partir de una suma de componentes diversos complementarios sin análisis previo del comportamiento del conjunto da lugar a que cada componente incorpore sus propios elementos auxiliares, diseñados para núcleos de fábrica, que en muchos casos resultan redundantes o difícilmente compatibles cuando se utilizan núcleos de entramado.

Es aleccionador en este sentido comprobar como algunas normativas, entre ellas el CTE español, ignoran estas soluciones, por lo que sólo pueden ser utilizadas previo estudio y certi!cación de que su comportamiento responde a los requisitos básicos de la LOE.

A1 Sistemas industrializados reticulares con subestructura de montantes verticales

• En el interior

• Interna

• En el exterior

-A2 Sistemas industrializados reticulares con subestructura de vigas horizontales

• En el interior

• Interna

A3 Sistemas industrializados reticulares con subestructuras en forma de bastidor.

• Exterior

• Interna

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

113 Idem. Anterior.

• Interior

B Paneles

La denominación panel agrupa subestructuras resistentes muy diversas que se caracterizan por la utilización de componentes industrializados caracterizados por tener una considerable super!cie y un espesor proporcionalmente reducido.

A efectos clasi!catorios se distinguen:

• Paneles pesados: utilizan en su composición hormigón o pastas hidráulicas.

A partir de la II Guerra Mundial la construcción con paneles pesados experimento un desarrollo y una decadencia fulgurantes. Actualmente la utilización de paneles pesados de cerramiento, sin misión estructural aumenta progresivamente por su mayor garantía de calidad, rapidez de ejecución y costo competitivo al no exigir en obra personal cuali!cado.

En el mercado existen paneles homogéneos, de hormigón armado y heterogéneos, que incorporan en su interior aislante térmico, poliestireno.

Éstos últimos se utilizan generalmente como solución de cerramiento completa para edi!cios industriales; pero en edi!cios con requisitos ambientales mayores pueden no resolver por sí mismos el control de condensaciones. Tanto unos como otros pueden actuar como subestructura resistente.

• Paneles ligeros: utilizan preferentemente madera, metales, plásticos y materiales compuestos.

B1 Sistemas industrializados formados por paneles de hormigón armado con !bra de vidrio.

B2 Sistemas industrializados formados por paneles de plásticos reforzados

B3 Sistemas formados por paneles de acero

B4 Sistemas formados por paneles de aleaciones ligeras.

13.4.2. Sistema de protección frente al incendioRequisito básico

El requisito básico de seguridad en caso de incendio es reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edi!cio sufran daños derivados de un incendio da lugar a la exigencia básica de limitar el riesgo de propagación exterior del incendio, tanto del edi!cio considerado como a otros edi!cios4.

Tradicionalmente se ha considerado el riesgo de que puedan producirse daños como consecuencia de la proyección de partes o componentes del cerramiento en caso de incendio5.

Los elementos sustentantes: apoyos, !jaciones, etc. deben resistir un incendio interno localizado en una planta6.

13.4.2.1. Reacción al fuegoLa reacción al fuego de los materiales de acabado del cerramiento y los que revisten las super!cies interiores de las cámaras ventiladas debe evitar la propagación del incendio y evitar la producción de gases tóxicos7 .

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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4 CTE SI, art. 11 y 11.2

5 el CTE no considera este riesgo y tan sólo exige EI60 a las partes del cerramiento que limitan con otro sector de incendios u otro edi!cio.

6 El CTE no establece esta exigencia

7 El documento SI-sección 2 Medianerías y fachadas señala lo que los materiales que suponen más del 10% de la super!cie de acabado de las fachadas o de su cámara deben tener una clase de reacción al fuego: B-s3 d2

13.4.2.2. Resistencia al fuegoPara la satisfacción de esta exigencia se establecen limitaciones sobre los siguientes aspectos:

• Existencia de antepechos resistentes al fuego con una altura que di!culte la transmisión de aquel entre diferentes sectores de incendio8.

• Distancias de huecos a otros edi!cios colindantes o entre sectores diferentes del propio edi!cio9.

13.4.3. Sistema de seguridad de utilizaciónLimpieza y mantenimiento

• Las exigencias no varían respecto a cualquier cerramiento, aunque son habituales los cerramientos industrializados no accesibles desde el interior, que exigen por lo tanto realizar las tareas de mantenimiento y limpieza desde el exterior.

• Cuando estas tareas deban realizarse desde el exterior deben diseñarse sistemas su!cientemente seguros, mediante cabinas colgantes, para las que es recomendable prever puntos de aseguramiento mediante pasarelas.

• Ejemplo: BBV de Francisco Sáenz de Oiza.

13.4.3.1. Caídas

13.4.4. Sistema de control térmicoLos cerramientos de fachada contribuyen de forma determinante al intercambio térmico entre el edi!cio y su entorno. El control de dicho intercambio se ha convertido en un objetivo fundamental para limitar la demanda energética de los edi!cios.

El simple control del comportamiento pasivo de los cerramientos resulta complejo debido a la variedad edi!catoria y de sistemas utilizados en su construcción. También lo es por la necesidad de adaptarse a exigencias funcionales diversas que afectan a los efectos de la transmisión térmica.

La preocupación energética está conduciendo a la consideración activa de los cerramientos, no tan solo como sumidero energético, sino como un interfaz térmico capaz de regular el comportamiento de sus sistemas para adaptarse a las variaciones del gradiente térmico.

13.4.4.1. Comportamiento pasivoEl sistema de control considera:

• Las transmitancias térmicas de los cerramientos constitutivos de las fachadas.

• El factor solar de cada elemento de cerramiento.

La posibilidad de producción de condensaciones super!ciales o intersticiales.

El control de la transmitancia térmica se realiza mediante la utilización de aislantes térmicos especí!cos cuyo espesor se determina en función de la e!ciencia deseada.

Hay que considerar que el aumento del espesor del aislamiento reduce la transmitancia térmica, pero su e!ciencia no es linealmente dependiente y aumenta el coste directo e indirecto, en ocupación de super!cie edi!cada. No obstante es previsible que en el futuro los factores más determinantes del nivel de aislamiento sean el coste de la energía y la limitación del consumo10.

El control solar resulta fundamental en los cerramientos diáfanos y debe ser estudiado para las diferentes orientaciones, la variación anual azimutal y los regímenes de invierno y verano.

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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8 El CTE-SI 2,1 establece comportamientos EI120 para las partes del cerramiento que separan de otro edi!cio y de EI 60 para los elementos que deben evitar la propagación del incendio a través del exterior del cerramiento del propio edi!cio

9 CTE-SI 2,1

10 El Documento Básico CTE HE1 establece los límites de transmitancia de los cerramientos de fachada en función del uso y la zona climática en la que se encuentra el edi!cio.

13.4.4.2. Comportamiento activoEl control térmico activo permite considerar mayor número de factores:

• Absorción térmica de la radiación solar

• Acumulación de calor sensible

• Acumulación de calor latente

• Intercambio térmico directo con el interior y el exterior

• Intercambio térmico diferido

• Interacción del intercambio térmico con la ventilación

• Regulación sensible de los intercambios

El control activo de los cerramientos permite alcanzar mayores grados de e!ciencia; pero exige un diseño más complejo de los cerramientos y la utilización de sistemas inteligentes de gestión aun no su!cientemente desarrollados.

13.4.4.2.1. PantallasEn los sistemas activos la relación directa del cerramiento con el ambiente exterior se realiza mediante pantallas absorbentes que permitan captar la mayor parte de la energía radiante de origen solar. El material constructivo con mayor grado de absorción es el vidrio transparente por su permeabilidad. Su comportamiento diferencial respecto a las radiaciones de onda corta, para las que es totalmente permeable y las de onda larga, para las que resulta opaco, lo convierten en una trampa energética conocida y aprovechada desde la antigüedad.

Los materiales con colores o revestimientos oscuros, el acero galvanizado y algunos otros materiales tienen absortancias de radiación elevadas, pero no llegan a la del vidrio y además no alcanzan el grado de con!namiento energético de éste.

13.4.4.2.2. Cámara de intercambioSe trata de una cámara de aire con el "ujo controlado en la que el aire es calentado a partir de la energía solar y utilizado como transmisor de calor.

13.4.4.2.3. Acumulador13.4.4.2.3.1. Acumulador de calor sensible

La capacidad de acumulación de calor sensible depende del calor especí!co y el peso de los materiales constituyentes. Se debe tener en cuenta que la inercia térmica aportada por el cerramiento es sólo una parte de la inercia global del edi!cio en funcionamiento y que por su localización, exterior a los principales "ujos de aire del interior de los locales construidos, tiene menor e!ciencia que la inercia aportada por otros elementos del espacio habitado.

Hay que tener en cuenta también que el mantenimiento de la temperatura en régimen de utilización en edi!cios que permanecen sin actividad durante un gran número de horas incrementa las pérdidas energéticas (caso habitual en edi!cios de o!cinas, docentes, etc.).

La sensación de pared fría que puede darse en locales con cerramientos industrializados ligeros se elimina habitualmente utilizando sistemas de acondicionamiento climático de rápida puesta en régimen junto al cerramiento.

13.4.4.2.3.2. Acumulador de calor latente

Desde la segunda mitad del siglo XX se ha investigado la utilización de acumuladores térmicos que aprovechan la transferencia de calor correspondiente a los cambios de estado de los materiales. La vinculación de estos materiales a los cerramientos aproxima el punto de acumulación a los de transferencia térmica por lo que la e!ciencia aumenta. Actualmente se utilizan en fase experimental sistemas con material encapsulado en recipientes con capacidad de varios litros y sistemas con material microencapsulado que se adiciona en los procesos de fabricación de elementos constructivos hidráulicos.

13.4.4.3. El control solar constituye una exigencia similar a la existente en los cerramientos no industrializados, aunque el efecto de la radiación es frecuentemente más acusado por diversos motivos:

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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• Utilización habitual de grandes super!cies de vidrio.

• No utilización de sistemas de control solar.

No existen razones técnicas que impidan utilizar los mismos sistemas que en los cerramientos no industrializados, incluyendo las persianas enrollables, aunque se pre!eren por razones compositivas otras soluciones como: lamas !jas, lamas orientables, toldos exteriores, pantallas de vidrio absorbente, etc., persianas en cámara entre vidrios o incluso diafragmas mecánicos.

Cuando se utilizan mecanismos exteriores al plano del vidrio se deben tener en cuenta en los elementos y !jaciones las cargas de viento, que en edi!cios altos los hacen desaconsejables.

La utilización de acristalamientos dotados de !ltros selectivos que re"ejan la mayor parte de la radiación infrarroja constituye una opción generalizada. Sin embargo, la exposición directa a la radiación sobre las personas tras dichos vidrios sigue resultando molesta, por lo que se recomienda complementarlos con sistemas interiores que eviten dicha irradiación.

13.4.5. Sistema de control de !ltraciones de aguaEl grado de impermeabilidad de las fachadas está relacionado con el clima local, las características constructivas del cerramiento, las soluciones especí!cas de los puntos singulares, el control de la ejecución y el mantenimiento.

Para evitar la penetración de agua a través de la envolvente del edi!cio se utilizan capas continuas y revestimientos discontinuos provistos de solapes y pliegues.

El recurso exclusivo a la continuidad se enfrenta con la existencia de huecos, con la di!cultad de confeccionar en obra capas continuas de grandes dimensiones sin fallos, con la di!cultad de responder de forma totalmente e!ciente ante del conjunto de fenómenos tensionales que afectan a los cerramientos edi!catorios, con la di!cultad de establecer sistemas de garantía de calidad en la ejecución y realizar labores de mantenimiento frecuentes y la necesidad de atender las exigencias culturales de la sociedad a la que atienden.

Como consecuencia los cerramientos diáfanos utilizan de forma simultánea y complementaria soluciones solapadas y dotadas de continuidad y es inusual la utilización de cerramientos con una sola capa.

A diferencia de los automóviles o los aviones, en los que las soluciones para los cerramientos son prácticamente idénticas, en los edi!cios se utiliza una enorme variedad de soluciones que incorporan materiales con diversos grados de impermeabilidad, por lo que las respuestas resultan también numerosas y variadas.

13.4.6. Sistema de control acústicoLos huecos y las rendijas constituyen las principales vías transmisoras aéreas del sonido y la continuidad material y la rigidez factores determinantes de la transmisión a través de sólidos.

Las discontinuidades normales al cerramiento son susceptibles de generar rendijas y huecos que se constituyan en puentes acústicos mientras que la discontinuidad entre las capas del cerramiento contribuye a di!cultar la transmisión.

Las uniones de paneles pesados no plantean problemas de transmisión aérea, debido a su masa y a las discontinuidades materiales que plantean las propias uniones. Las de paneles y placas ligeros experimentan movimientos sensibles que producen ruido por el rozamiento entre los anclajes del panel y las piezas sustentantes. Cuando estas uniones son exteriores a la hoja principal, (núcleo resistente sólido), se debe comprobar la capacidad aislante de dicha hoja y las interiores a ella. Si corresponden a la hoja principal es recomendable interponer un material "exible elástico. Cuando la unión corresponde a capas interiores a la hoja principal los movimientos debidos a cambios de temperatura son normalmente inapreciables; pero conviene comprobar la inexistencia de factores que puedan generar o transmitirles ruido.

La existencia de un gran número de juntas constituye un inconveniente en los cerramientos ligeros que integran paneles simples con espumas inyectadas, en los que las características de peso y rigidez otorgan comportamientos poco e!caces en este campo para ciertos intervalos de frecuencias. El comportamiento mejora cuando se utilizan elementos más complejos capaces de !ltrar diferentes frecuencias.

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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También hay que tener en cuenta que la existencia de huecos accesibles resulta más perjudicial a efectos acústicos que las juntas entre elementos !jos, por lo que las condiciones pueden llegar a ser más favorables que en un cerramiento no industrializado si especialmente no se ha cuidado la estanqueidad al ruido de sus juntas.

13.4.6.1. AislanteDebemos tener en cuenta que le aislamiento acústico de un cerramiento sin huecos o rendijas es función de la masa, las características materiales y el número de sus capas constituyentes. En los cerramientos diáfanos el aislamiento depende en gran medida de la utilización de varias hojas, preferiblemente de distinto espesor y de juntas múltiples que garanticen la inexistencia de huecos o de puentes acústicos.

13.4.6.2. AbsorbenteLos materiales aislantes térmicos no rígidos, especialmente la !bras aglomeradas proporcionan una buena absorción acústica, aunque no afecta por igual a todo el espectro de frecuencias11 . En cualquier caso el comportamiento está ligado a la continuidad del material por lo que se deben extremar el cuidado en la realización de las juntas entre elementos. Existen soluciones que incorporan materiales absorbentes en el interior de las cámaras de aire.

13.4.7. Sistema de control de !ltraciones de aireLa elección del tipo de juntas se realiza atendiendo a las características del sistema y los elementos empleados y debe garantizar las exigencias de estanqueidad al agua, al viento y al agua impelida exigidos.

La estanqueidad se consigue mediante solapes, cámaras de descompresión y barreras constituidas por juntas de presión de elastómeros y adhesivos sellantes: poliuretanos, polisulfuros y sobre todo siliconas.

El diseño del sistema debe permitir la sustitución de cualquier elemento sin que se vean afectadas la rigidez y la estanqueidad del cerramiento.

El CTE considera exclusivamente las !ltraciones a través de los elementos diáfanos con el !n de determinar el comportamiento térmico del cerramiento; sin embargo la existencia de !ltraciones a través de las juntas de los elementos opacos constitutivos del cerramiento o de los propios elementos opacos constituye un hecho habitual, comúnmente tolerado, pero en ocasiones profundamente perturbador.

(BUSCAR REFERENCIAS TÉCNICAS SOBRE EXIGENCIAS)

13.4.8. Sistema de ventilaciónTradicionalmente la ventilación ha estado vinculada a los huecos, elementos diáfanos, y a los sistemas especí!cos de acondicionamiento ambiental. Sin embargo la utilización de sistemas que exigen el movimiento de grandes cantidades de aire a través de conductos es muy cuestionada por motivos ambientales, sanitarios, económicos y de confort, mientras se imponen las posiciones favorables a la utilización de sistemas de acondicionamiento que permiten ajustar el movimiento de aire a las necesidades de ventilación y evitar el transporte de éste, especialmente el correspondiente a la inmisión, a través redes de conductos12 .

La generalización del uso de sistemas de climatización calor-frío en todo tipo de usos y la di!cultad de adoptar parámetros de confort adecuados a las variadas exigencias personales exige la consideración de sistemas de climatización con sistemas de regulación personalizados y sencillos diferenciados aunque sinérgicos con la ventilación.

Las rejillas y huecos de ventilación constituyen puentes acústicos de primer orden, por lo que se deben utilizar elementos homologados cuyo comportamiento acústico sea conocido y compatible con las exigencias establecidas al cerramiento en

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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11 Las ventajas proporcionadas por los aislantes térmicos no hidró!los en la resolución de la estanqueidad global y en la ejecución, recogida en el CTE HS1 no se corresponde con una buena absorción acústica.

12 El Documento Básico CTE HS3 prescribe la ventilación con inmisión directa permanente a los locales habitados desde el ambiente exterior a través de rejillas colocadas en el cerramiento opaco.

función de los usos, zona fónica y características propias. Cuando el elemento de ventilación no comunica directamente interior y exterior se deben estudiar las características acústicas de los elementos que delimitan el espacio por donde discurren las conducciones que establecen dicha relación. Progresivamente los fabricantes de cerramientos diáfanos están incorporando soluciones que permiten compatibilizar aislamiento térmico y ventilación.

13.5. ANÁLISIS DE SISTEMAS DE CERRAMIENTO HABITUALES. TIPOS Y EJEMPLOS

13.5.1. Sistemas reticularesEntre los sistemas reticulares se establecen dos tipologías fundamentales:

• Sistemas formados por elementos simples.

• Sistemas con subestructura formada por bastidores.

Estos tipos generales dan sin embargo origen a soluciones con apariencia muy diversa dentro de cada una de las categorías y en ocasiones soluciones en las que es difícil percibir a simple vista la correspondencia a una u otra categoría.

La razón de estas situaciones es que la de!nición y ejecución de un cerramiento no responden a pautas únicas y lineales sino que son determinadas atendiendo a exigencias especí!cas para cada caso concreto, que responden en rasgos generales a los mismos a los mismos criterios que desde los primeros tiempos han hecho evolucionar los sistemas de cerramientos industrializados:

• Criterios estéticos.

• Criterios socio-culturales.

• Criterios técnicos.

Atendiendo a los primeros, los cerramientos reticulares han tendido hacia la desintegración aparente de la subestructura en el exterior a favor de una presencia casi única del vidrio, en ocasiones acompañado o sustituido por elementos pétreos o laminados situados en continuidad, sin sujeción aparente.

Esta tendencia se apoya en el gran prestigio social del vidrio, un prestigio difícilmente comparable al de cualquier otro material constructivo, que ha estado presente directamente en los más grandes episodios de la evolución arquitectónica.

La asimilación socio-cultural también está presente en la incorporación de otros materiales socialmente apreciados como la piedra o la cerámica, cuyas formas tradicionales de utilización los habían alejado inicialmente de los cerramientos industrializados.

La evolución tecnológica a lo largo del último medio siglo ha permitido a los diseñadores sobrepasar una y otra vez los límites constructivos precedentes estimulando a la industria para alcanzar nuevos objetivos parciales.

13.5.1.1. Sistemas reticulares formados por elementos simplesA Con elementos principales verticales

Son los más utilizados. Los elementos sustentantes son preferentemente colgados con apoyo deslizante en las bases. Su comportamiento "exotraccionado y su transmisión vertical de cargas le proporcionan un alto rendimiento mecánico.

La posición de los miembros principales a la posición del vidrio o de los elementos opacos es variada.

• Elementos principales exteriores: formas predominantes inicialmente.

• Ejemplo: Lake Shore Drive de Mies van der Rohe. Permitía disimular la estructura portante. Actualmente se utiliza poco y está vinculada a la utilización de estos elementos como soportes de elementos auxiliares.

• Ejemplo: Rehabilitación de la FIAT de Lignoto de Renzo Piano, Renault Swindon de Norman Foster, Lloyds de Richard Rogers.

• Elementos principales centrados: formas técnicamente e!cientes. Son versátiles, permiten acristalamiento desde el interior o exterior, permiten solucionar los anclajes y las juntas con soluciones sencillas. Existen diferentes soluciones comerciales, aunque su utilización tiende a retroceder.

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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• Elementos principales interiores: son más e!cientes mecánica y térmicamente. La solución de los huecos accesibles es más compleja que en los exteriores, pero posible. Se han desarrollado en simultaneidad con los sistemas de acondicionamiento. La evolución en estos sistemas ha sido espectacular a partir de la incorporación de la silicona estructural y del sistema de anclaje planar para el vidrio. Ejemplo: IBM, Art Glass y W. Faber en Norman Foster.

B Con elemento principales horizontales

Su utilización ha sido siempre más reducida que la de los verticales debido a su menor e!ciencia mecánica y a la voluntad estética de acentuar la verticalidad en los edi!cios altos, en los que se han desarrollado primeramente estos sistemas. Su e!ciencia es alta cuando la composición del cerramiento alterna bandas horizontales acristaladas y opacas. Ejemplo: edi!cio REE de Perea.

13.5.1.2. Con subestructura formada por bastidoresSu utilización respondió desde el inicio a razones técnicas y económicas, por obtenerse mayor rendimiento en el montaje de los elementos en taller. La imagen pretendida era similar a los sistemas con retícula vertical.

La unión entre bastidores da origen a diferentes tipologías:

• Bastidores cerrados.

• En las uniones entre elementos existe un doble montante, que puede acusarse o no según se utilice un per!l normal de marco o un per!l especial de acoplamiento previsto para tal !n.

• Elementos abiertos en U o en C.

• En los lados abiertos no se produce duplicación del per!l. En general estos tipos tienden a desaparecer, excepto si el elemento global tiene rigidez su!ciente, ya que en caso contrario precisa de elementos de rigidización provisionales que le restan rendimiento.

Los cerramientos reticulares construidos con bastidores exigen unas labores de montaje en obra menores que en los sistemas formados por elementos simples, pero incorporan mayor número de piezas y mayor cantidad de material, por lo cual la utilización de uno u otro sistema puede resultar competitiva dependiendo de las características de cada obra completa.

Ejemplos: Aluminium Reseach Institut, ampliación IRCAM y viviendas en

Rue de Meaux, de Renzo Piano.

• Bastidores sobre subestructuras

Es una solución que pretende aunar las ventajas de los sistemas anteriores. En esta solución los elementos premontados en taller cuentan con una subestructura interna o propia ajustada a su propia estabilidad y resistencia durante los procesos de producción, transporte y montaje, mientras se confían a la subestructura de elementos simples montados en obra las misiones resistentes del cerramiento y la transmisión de cargas a la estructura portante.

Esta solución es utilizada habitualmente en cerramientos de vidrio que utilizan silicona estructural debido a la di!cultad de realizar el montaje en obra y garantizar su comportamiento.

Ejemplos: ayuntamiento industrial y biblioteca nacional de Dominique Perrault.

13.5.2. Cerramientos con subestructura resistente formada por paneles.

13.6. ELEMENTOS Y MATERIALES

13.6.1. Elementos del núcleo resistente

13.6.1. Elementos principales de la retícula y bastidoresSe utilizan preferentemente los metales, aunque existen ejemplos muy interesantes con elementos de madera, GRC, etc. En los primeros tiempos se utilizaron fundamentalmente el acero, el aluminio, el acero inoxidable, el acero cortén e incluso el bronce

Tema 13: Cerramientos de fachada diáfanos ia

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(Seagram). Actualmente se utiliza fundamentalmente el aluminio, aunque también tienen un campo amplio el acero inoxidable y el acero, habiéndose incorporado el vidrio, aunque en condiciones muy especiales.

El aluminio tiene unas características idóneas por su resistencia a la corrosión y su trabajabilidad, que permite la utilización de procesos de extrusionado, laminado, estampado, fundido y fundamentalmente mecanizado con un costo competitivo respecto a materiales como el acero inoxidable y otros metales.

Los inconvenientes principales son su alta conductividad térmica, su elevado coe!ciente de dilatación térmica y una resistencia mecánica menor que la de otros metales.

El primero de los inconvenientes se ha resuelto con la utilización de sistemas de per!lería compuestos por per!les dobles unidos mediante bandas de poliuretano o poliamida.

El alto coe!ciente de dilatación térmica implica movimientos mayores que para otros metales; sin embargo, el problema radica fundamentalmente en el diseño de la junta y el material de estas, que debe satisfacer las solicitudes de los elementos del bastidor y del relleno.

La relativa baja resistencia mecánica del aluminio sólo se mani!esta en elementos con grandes luces, para los que se utilizan otros materiales o se diseñan elementos mixtos que incorporan a las características de resistencia a la corrosión del aluminio la resistencia del acero.

13.6.2. Los elementos super!ciales13.6.2.1. Elementos opacosActualmente existe una enorme variedad de materiales que pueden incorporarse como elementos de acabado a un cerramiento industrializado:

• Piedra cortada en espesores de hasta 10 mm realizada mediante !bras sintéticas.

• Piedra y cerámica de pequeño espesor montada sobre placas ligeras.

• Glosal y paneles diversos esmaltados, anodizados, metalizados, etc.

• Laminados de madera y resinas.

• Laminados metálicos-plásticos.

• Madera tratada.

• Placas plásticas: PVC, PE, etc.

• Chapas metálicas diversas.

En la confección de los elementos opacos caben dos procedimientos:

• Utilización de elementos adheridos formando una pieza compacta. Se utiliza habitualmente como núcleo una espuma plástica y se incorpora barrera de vapor al interior si el exterior tiene una baja permeabilidad al vapor. Pueden utilizarse otro tipo de aislantes como la espuma de vidrio, que mejoran la resistencia al fuego.

• Utilización de elementos sueltos sin adhesión. Tienen un mejor comportamiento frente al fuego cuando no incorporan aislantes plásticos pero pueden producirse efectos de abolladura (efecto aceitera) en la capa exterior si ésta no tiene su!ciente rigidez, aunque últimamente este efecto parece muy deseado por los arquitectos.

13.6.2.2. VidrioConstituye el material por excelencia de la fachada industrializada.

Los cerramientos reticulares constituyen uno de los campos preferidos de actuación para los fabricantes industriales de vidrio.

Ya se estudiaban en cursos anteriores las características del material y sus diferentes variantes, así como las posibilidades de utilización con sus diferentes composiciones, por lo que aquí nos referiremos a las soluciones diferenciales respecto a su uso general en los cerramientos, construidas por los denominados vidrio con silicona estructural y vidrio estructural.

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13.6.2.2.1. Vidrio colocado con silicona estructuralLa subestructura es ocultada completamente por el vidrio, que se adhiere a ella mediante una silicona de alto módulo de elasticidad.

El sistema es !able si se realiza en taller, pero no en condiciones de obra.

Para garantizar el comportamiento del conjunto debe estudiarse la compatibilidad entre la silicona y el vidrio que se utilice y la silicona y la per!lería preparada (con un tratamiento de acabado incorporado), por lo que es necesaria la concurrencia de los fabricantes de los tres materiales y del industrial montador del conjunto. De este último es responsabilidad el cuidado y tratamiento del vidrio, especialmente de los bordes, que constituyen las zonas con más riesgo.

Cuando se utilicen acristalamientos dobles, deberán necesariamente estar unidos mediante silicona estructural para garantizar la transmisión de esfuerzos desde el vidrio exterior hasta la subestructura.

Aunque los sistemas son !ables si se cumplen las medidas lógicas de calidad, algunas normativas exigen sujeciones complementarias de aseguramiento que hacen más complejo el sistema de unión. En general casi todas las normativas exigen la utilización de vidrios templados, lo que aporta mayor seguridad.

Debe garantizarse la posibilidad de movimiento relativo entre los vidrios que componen el cerramiento, por lo que debe escogerse un sistema de sellado, habitualmente de silicona, que no cause acumulación de tensiones y ejecutarse con juntas de dimensiones y formas adecuadas

13.6.2.2.2. Vidrio estructuralAunque la apariencia exterior se aproxima a la solución anterior, de la que se diferencia por la existencia de piezas metálicas -acero inoxidable- en las esquinas, en realidad no se trata de vidrio montado sobre una retícula sino de placas de vidrio que transmiten sus cargas a la estructura a través de anclajes situados en las esquinas.

Mecánicamente se asimilan más a los cerramientos de paneles, aunque habitualmente el vidrio transmite los esfuerzos a una subestructura interior y no a la estructura principal, cuya luz es superior.

En estas soluciones existen tres aspectos críticos:

• El vidrio tiene que ser templado, ya que exige una mecanización en su plano para acoplar los anclajes. Debe resistir los esfuerzos de su peso, viento a sismo sin colaboración de la subestructura.

• Anclaje: los primeros fueron diseñados por Pilkington, pero ya existen varios en el mercado. Son anclajes de rótula modi!cados para no sobresalir del plano del cerramiento.

• Sellado: en estas soluciones constituye la única barrera posible de estanqueidad, por lo que debe ser especialmente cuidado. Como en el caso anterior debe asegurarse que la transmisión de esfuerzos a través del sellado no sobrepasa la capacidad resistente de los vidrios.

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ANEXO DE IMÁGENES

!!

!!Mercado de Les Halles en ParísMercado de Les Halles en París Propuesta rascacielos de cristal de MiesPropuesta rascacielos de cristal de Mies

!!!! Cliché, ProuvéCliché, ProuvéCliché, ProuvéCliché, Prouvé

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Inserto en retícula entre forjados entre soportes en plano anterior

Elemento colgados a tracciónElemento colgados a tracción Elementos apoyados a compresiónElementos apoyados a compresión

Estanqueidad al aguaEstanqueidad al agua Protección acústicaProtección acústica

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Limpieza y mantenimientoLimpieza y mantenimientoLimpieza y mantenimientoLimpieza y mantenimiento

Lake Shore DriveLake Shore DriveLake Shore DriveLake Shore Drive

!!

Rehabilitación FIAT Rehabilitación FIAT Lloyd´sLloyd´s

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!!

W. Faber and Dumas, FosterW. Faber and Dumas, Foster REE PereaREE Perea

!!

Viviendas Rue Meaux, Renzo PianoViviendas Rue Meaux, Renzo Piano Ampliación IRCAM, Renzo PianoAmpliación IRCAM, Renzo Piano

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Biblioteca Nacional de Dominique PerraultBiblioteca Nacional de Dominique PerraultBiblioteca Nacional de Dominique PerraultBiblioteca Nacional de Dominique Perrault

!!

!!Aeródromo Roland Garros, ProuvéAeródromo Roland Garros, Prouvé Paneles de poliéster armado con fibra de vidrioPaneles de poliéster armado con fibra de vidrio

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!!Centro de arte en Sainsbury, de Norman FosterCentro de arte en Sainsbury, de Norman Foster

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Vidrio estructuralVidrio estructural Sistema PilkingtonSistema Pilkington

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