ES1228924U - Panel y envolvente aislante - Google Patents

Abstract

1. Panel formado por una primera capa (1) de hormigón armado, con una cara oculta, una cara vista, un primer canto y un segundo canto, siendo el primer canto acoplable a un segundo canto de un panel o grupo de paneles contiguos, caracterizado porque comprende: - una serie agrupada de fijaciones puntuales en la cara oculta del panel, de forma que cada panel se puede fijar a la estructura del edificio a través de puntos de contacto, generando un hueco de separación entre ambos; y - unos primeros elementos de conexión en el primer canto, y sendos segundos elementos de conexión en el segundo canto, de forma que cada primer elemento de conexión es conectable a un segundo elemento de conexión del panel o grupo de paneles contiguos; en el que dichas fijaciones puntuales de la cara oculta son sendas chapas (7) encastradas en el panel soldadas a un soporte (10) de fijación a la estructura del edificio.

Description

DESCRIPCION

Panel y envolvente aislante

SECTOR DE LA TECNICA

La presente invencion se refiere a un panel aplicable especialmente en paredes exteriores de edificios que se quieren aislar de forma eficaz del ambiente. Tambien se refiere a la envolvente obtenida con los paneles.

Es aplicable en el campo de la edificacion y de la mejora del aislamiento acustico y termico, para lograr la eficiencia energetica, y un consumo de ene^a casi nulo bajo el estandar Passivhaus.

ESTADO DE LA TECNICA

La sostenibilidad de la sociedad se ha de basar en la energia renovable y en la alta eficiencia de los recursos. Para el sector de la construccion, implica el desarrollo a gran escala de edificios de energia casi nula (nZEB - nearly zero energy buildings) junto con la renovacion gradual (1-2% por ano) del parque de edificios.

Actualmente, en Europa, los edificios son responsables del 40% del consumo de energia, el 55% del consumo de electricidad y el 36% de las emisiones de CO². Por lo tanto, los edificios representan el mayor potencial de reduccion rentable de emisiones de carbono (8,2GT/ano menos de emisiones CO² mediante la construccion de medidas de eficiencia energetica para 2050). Representa una reduccion significativa de la demanda de energia (60-80 millones de toneladas/ano menos para 2020, es decir, una reduccion del 5-6% del consumo final de la UE), ahorros en las facturas de energia (del consumo actual de 250kWh/m2 a casi cero en 2020), mejora en la seguridad energetica (uso de RES - Renewable Energy Systems - de manera muy significativa), asi como una serie de otros beneficios, tales como el alivio de la pobreza del combustible, la mejora de la calidad del aire interior y exterior, y un mayor confort. Ademas, para un escenario de precios de la electricidad crecientes para los hogares (en 2,4% hasta 0,211 €/kWh en 2015), crece el atractivo economico de los edificios que requieren baja energia, moviendose hacia un consumo casi nulo.

En este contexto, los gobiernos estan disenando polrticas (EPBD y Directivas EED) que se centran cada vez mas en tecnologias que pueden mejorar la eficiencia energetica de los edificios existentes mientras promueven la entrega de edificios de ene^a casi nula (nZEB) para nuevas construcciones de los sectores publico y privado (obligatorio para finales de 2018 y 2020, respectivamente). Desde una perspectiva empresarial, se espera que el mercado para la construction de productos y servicios de eficiencia energetica aumente a 80,8 billones de euros en 2023 a una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) de 7,7%, estando previsto particularmente que las tecnologias de aislamiento crezcan con una CAGR de 4% a largo plazo.

Se ha concebido la presente invention como una tecnologia que permite aislar muy economicamente (menos costosa que las paredes aisladas o muros de ladrillo estandar) para que el mercado de la construccion mejore la eficiencia energetica y el confort en las viviendas (100% libre de puentes termicos), reducir las facturas de energia para sus ocupantes (70-90%) y al mismo tiempo satisfacer los mas altos requisitos nZEB.

La construccion de Edificios de Energia Casi Nula conlleva la elimination de puentes termicos en su ejecucion, ya que por ellos se desperdicia una gran cantidad de energia. Con los materiales actuales (ladrillo, adoqurn de hormigon, prefabricado pesado de hormigon) o no se resuelven los puentes termicos, o resulta muy complejo y caro, ademas de producir futuras patologias.

El solicitante conoce los paneles divulgados en US2018058074A1 o CN107288256A, que se consideran los mas proximos a la invencion, pero que presentan grandes diferencias y desventajas respecto a esta. El inventor no conoce ningun panel equivalente o tan efectivo como el preconizado.

Por otro lado, los paneles de hormigon armado requieren un espesor mmimo, entre otros motivos, para poder ser manipulados. Dichos paneles son muy pesados y generalmente, para izarlos de su encofrado o para colocarlos en position se utilizan dos metodos. El primero es unos cancamos huecos en cuatro o mas puntos del panel. Estos cancamos deben taponarse durante el vertido del hormigon y luego quedan en la cara vista del panel.

Un segundo metodo es con unos redondos que sobresalen del panel, que deben ser cortados posteriormente y que crean una entrada para el oxido que destruye la armadura.

BREVE EXPLICACION DE LA INVENCION

La invention consiste en un panel segun las reivindicaciones.

El objetivo de la invencion es la creation de un panel o placa ligera y fina de hormigon con diferentes acabados que elimine los puentes termicos a la hora de construir Edificios de E ne^a Casi Nula, ya sean residenciales o terciarios.

Respecto a la ligereza y poco espesor de la placa:

Hasta ahora, la tecnologia de prefabricado de placas para construction de edificios residenciales y terciarios se derivaba directamente de la tecnologia de prefabricado para naves industriales, lo que implica sobredimensiones importantes en las medidas de las placas, armados, etc., que repercuten directamente en el peso, costes de fabrication y montaje, etc.

La presente invencion nace de un concepto diferente: partir de las necesidades concretas de la edification (residencial o terciaria) para ajustar las medidas de las placas a dichas necesidades y no sobredimensionarlas.

Respecto a la elimination de los puentes termicos:

La presente invencion minimiza el area de contacto de las uniones entre las placas y la estructura del edificio, asi como utiliza materiales aislantes en dicha area de contacto.

Es un prefabricado ligero de hormigon utilizado como cerramiento en la edificacion. Es un material de facil instalacion y fabricacion. En definitiva, segun la presente invencion, se eliminan los puentes termicos gracias a los siguientes aspectos cubiertos en diferentes reivindicaciones:

- Se minimiza el area de contacto. Por cada panel se puede reducir el numero de puntos de contacto hasta dos.

- Se utilizan materiales aislantes en dichos puntos de contacto (por ejemplo caucho), colocation que resuelve de forma sencilla y eficaz los puentes termicos.

La solution constructiva de la invencion anula los puentes termicos (con transmitancia termica lineal ^ de 0,01 W/(mK) frente al 0,77 W/(mK) de las paredes de ladrillo estandar) y proporciona una capa de aislamiento continuo alrededor del edificio protegiendolo de la entrada de humedad, infiltracion de aire y cualquier perdida de ene^a.

El panel o placa esta formado por una primera capa de hormigon armado, con una cara oculta y una cara vista, y un primer canto acoplable a un segundo canto en el panel o grupo de paneles contiguos. Normalmente el panel sera rectangular o cuadrado, aunque es posible una forma triangular equilatera, hexagonal o cualquier otra que rellene el plano.

Comprende una serie de fijaciones puntuales (normalmente 2) agrupadas en la cara oculta del panel, que permiten la fijacion del panel a la estructura del edificio a traves de puntos de contacto, generando a su vez un hueco entre ambos que permitira la colocacion de aislante termico en dicho hueco, pudiendo pasar por delante de la estructura la cantidad de aislante necesario para anular el puente termico.

En ese primer canto se situan unos primeros elementos de conexion, generalmente de machihembrado, de forma que en un segundo canto se situan sendos segundos elementos de conexion, generalmente de machihembrado. Cada primer elemento de conexion debe ser conectable a un segundo elemento de conexion del panel o grupo de paneles contiguo. Por ejemplo, podra contener dos elementos de cada tipo.

De esta forma se limita el numero de puentes termicos, pues cada panel se sostiene por una unica zona de fijaciones puntuales, y por el panel o paneles contiguos. Se consideraran "agrupadas” si las fijaciones estan concentradas en una zona del panel en vez de distribuidas. Normalmente estaran alineadas para coincidir mejor con el forjado del edificio.

Asi, si los paneles son rectangulares, se podran colocar directamente uno sobre otro, o cabalgando dos paneles inferiores (al tresbolillo). Si los paneles son hexagonales, el primer canto podra corresponder a tres lados del hexagono, y el segundo canto al resto.

Es decir, cada panel hace contacto con la estructura a traves de las fijaciones puntuales, y se termina de sujetar en el panel o paneles contiguos, o en el suelo.

Preferiblemente, el primer elemento de machihembrado es un vastago y el segundo elemento de machihembrado es un orificio en el canto del panel. Tambien se prefiere que las fijaciones puntuales de la cara oculta sean sendas chapas encastradas en el panel, cada chapa soldada o soldable, a un soporte de fijacion a la estructura del edificio. Este soporte estara configurado, preferiblemente, para fijarse a la estructura del edificio a traves de un elemento aislante.

Para aligerar el peso, el panel de la invention puede comprender una celosia en la cara oculta de la primera capa, que define una cavidad central. Esta celosia generalmente estara tambien cubierta de hormigon. Por su parte, la cavidad central puede rellenarse de espuma aislante.

Para elevar el panel, se pueden disponer dos o mas eslingas dentro de la masa de hormigon, cuyos extremos sobresalgan por los cantos. Estas eslingas ofrecen varias ventajas:

• No producen manchas de oxido en la fachada.

• Mayor resistencia que el sistema tradicional (facilmente 2 toneladas por eslinga)

• Mayor facilidad de uso, al no tener elementos roscados.

• Las eslingas pueden quedar vistas en el montaje o cortarlas una vez montada la pieza si es necesario.

• La placa tiene una mayor consistencia y se minimiza su fisuracion al no levantarla de puntos concretos sino de bandas.

La solution constructiva final, en su version mas preferida, consiste en placas ligeras de pared, de hormigon prefabricado, unidas y selladas entre si, creando un sello perfecto de gran durabilidad. Forma una envolvente de edificio de energia cero (para paredes externas, suelos, tejados, techos, ventanas y puertas) cuando a las placas se acoplan materiales de aislamiento (poliestireno expandido "EPS", algodon regenerado, poliestireno extruido "XPS", etc.). Por lo tanto, la solucion constructiva de la invencion actua como limite entre el interior acondicionado de un edificio y el exterior, siendo critico para determinar cuanta energia se necesita para la calefaccion y la refrigeration.

Asi, el procedimiento de montaje de estos paneles comprende fijar cada panel a la estructura del edificio por unas fijaciones puntuales agrupadas, generalmente proximas al primer canto del panel, y conectar cada segundo elemento de conexion del segundo canto en un primer elemento de conexion externo al panel, como puede ser el panel o grupo de paneles inferior o el suelo.

La colocation se realiza mediante aparatos de elevation de pequeno tamano (directamente con gruas ligeras desde la unidad de transporte hasta la estructura, sin necesidad de andamios), aparatos de elevacion convencional existentes en obra, como gruas torre, o incluso plumines de camiones. En ningun caso se necesitan gruas autopropulsadas debido a la ligereza del material y la presencia de las eslingas. Esto permite que el montaje pueda realizarse sin interferir en el resto de las tareas de la obra, siendo compatible por la necesidad de medios y espacio. La sencillez de colocacion permite que incluso con el edificio en funcionamiento puedan realizarse sustituciones o reparaciones del aplacado con la menor incidencia en la actividad habitual del edificio.

En el caso de un panel con una segunda capa, decorativa o estetica, su fabrication incluye, aparte de las etapas normales, una etapa de colocacion de una plantilla sobre la cara vista del panel, para la colocacion de losetas o similares. Es decir, es una plancha, generalmente metalica, que hace de estencil para la decoration. Ademas, si se desea, se puede apoyar en ella una plancha vibradora para una etapa adicional de vibration que alinea perfectamente las losetas o similares.

Otras soluciones particulares se incluyen en las reivindicaciones dependientes y se describen en detalle mas adelante.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la description que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, se acompana un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.

Figura 1: Section de un ejemplo de realization.

Figura 2: Vista en perspectiva de un ejemplo de soporte para los paneles.

Figura 3: Detalle esquematico de los primer y segundo canto de un ejemplo de realizacion.

MODOS DE REALIZACION DE LA INVENCION

A continuation se pasa a describir de manera breve un modo de realizacion de la invention, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de esta.

En la figura 1 se aprecia una primera forma de realizacion del panel de la invencion. Comprende una primera capa (1) de hormigon o similar, reforzado con una malla (2) de acero o similar, y una celosia (3) que esta igualmente protegida por hormigon. Esta celosia (3) queda en la cara oculta, en position de uso del panel.

Por debajo de la primera capa (1) y en el espacio central de la celosia se dispone una cavidad central (4) que puede estar rellena de una espuma aislante.

Es posible situar una segunda capa (5) sobre la primera capa (1), en la cara vista (el lado opuesto a la celosia (3)), cuya funcion es esencialmente decorativa. Podra tener una amplia gama de colores, acabados y posibilidades ilimitadas de diseno, ya que la cara exterior de la placa se puede adaptar al diseno y las necesidades esteticas locales. Los acabados de la placa pueden ser en hormigon liso, hormigon con diferentes texturas o en placa ceramica, ladrillo, clinker, plaqueta gres Aragon, piedra, gresite, madera, mediante pintura plastica, barnices, resinas, etc.

Los diferentes paneles se conectan entre si por elementos de conexion, generalmente por machihembrado. En la realization mostrada en las figuras 2 y 3, los elementos de conexion estan formados por una serie de vastagos (6) que sobresalen por un primer canto del panel. En el canto complementario a los vastagos (6) se situan sendos orificios (8) acordes al diametro del vastago. Ademas, cada panel comprende una serie de fijaciones puntuales que ademas de servir para su fijacion a la estructura, permiten que los paneles puedan disponerse en el mismo plano para su interconexion. En las figuras, las fijaciones puntuales son chapas (7) embebidas en la cara oculta, proximas al canto de los vastagos (6), cada chapa soldada a un soporte de fijacion (10) a la estructura del edificio. Preferiblemente, las chapas (7) estan proximas al primer canto del panel, por ejemplo a 15-40% de la longitud del mismo. De esta forma, cada panel se puede conectar por machihembrado al contiguo. En posicion de uso, los cantos que portan los elementos de conexion quedaran en oposicion, para que los primeros elementos de conexion (los vastagos (6) en las figuras) queden enfrentados a los segundos elementos de conexion del panel o grupo de paneles contiguos. Los orificios (8) corresponderan preferiblemente a tubos de acero fijados a la celosia (3).

Las juntas entre los diferentes paneles se sellan con una mezcla de epoxi o poliuretano que absorbe la expansion del material causada por los diferenciales de temperatura (dana las construcciones tradicionales en forma de grietas y desprendimiento de material) eliminando la permeabilidad al agua y el flujo de aire y aumentando la durabilidad.

Si el panel es de gran tamano, es posible colocar chapas auxiliares (9) en otros puntos de la cara oculta, alejados del grupo principal de chapas (7), pero sin llegar a distribuirse por todo el panel. Por ejemplo, podran colocarse las chapas (7) y chapas auxiliares (9) en los puntos 20% y 50% de la longitud del panel, correspondientemente. Tal y como se puede observar en la figura 3, puede haber una unica chapa auxiliar (9), pero segun realizaciones adicionales, puede haber mas de una.

Las chapas (7) son accesibles desde la cara oculta y estan configuradas para soportar el panel mediante su soldadura a un soporte (10) fijado a la estructura del edificio.

En la figura 2 se aprecia un ejemplo de realization del soporte (10) en base a un perfil IPN, acoplado a un panel transparente para facilitar la comprension de la figura. Segun un modo de realizacion particular el IPN es un IPN-80. El soporte (10) posee un primer extremo (11), fijado al forjado del edificio, por ejemplo por atornillado. Segun un modo de realizacion particular las dimensiones del primer extremo (11) son de 70 x 110 mm. Igualmente posee un segundo extremo (12) cuyo frontal es paralelo a la disposition deseada del panel. Sobre este frontal se soldara la chapa (7) correspondiente. La longitud del soporte (10) permite separar el panel del forjado, facilitando la colocation de aislante termico en el hueco generado entre ambos. Asi se construye una envolvente con un aislamiento continuo que evita los puentes termicos y sus consecuencias: puntos frios, humedades, perdidas de eficiencia energetica, etc.

Si se desea, se puede disponer un elemento aislante en la zona de contacto entre el soporte (10) y el forjado, para reducir aun mas el puente termico.

Segun el diseno del panel, se puede usar para soportar cargas estructurales o no. En todo caso, la cavidad central (4) reduce la densidad por metro cuadrado, evitando sobrecargar la estructura. Por ejemplo, un panel no estructural puede tener un espesor de 7 cm, mientras que un panel estructural entre 9 y 11 cm.

El procedimiento de fabrication preferido se inicia con la preparation del encofrado a utilizar, y la colocacion opcional de la espuma o de un elemento de encofrado que cree la cavidad central (4). Se colocaran la celosia (3) y la malla (2). En la celosia (3) se colocaran los herrajes para la elevation del panel asi como los necesarios para instalar las placas (7), los vastagos (6) y los orificios (8). Estos herrajes estaran normalmente taponados para impedir que el hormigon penetre en su interior.

Se llena el molde con hormigon y se realiza el acabado liso (con raseado) o decorativo (ladrillo, plaqueta, piedra,...). Este segundo acabado puede requerir una plantilla metalica que defina el dibujo correspondiente (separation entre ladrillos, vetas de la madera,.).

La plantilla metalica debe encajar en el molde de forma muy exacta para evitar discontinuidades entre paneles contiguos. En caso de plantillas de gran longitud puede requerir refuerzos para evitar deformaciones. Esta plantilla tambien puede servir de "estencil” para la colocacion de plaquetas ceramicas u otro material de acabado.

El hormigon colocado en el molde puede ser vibrado o similar, en su caso con las plaquetas u otro material de acabado ya colocado en posicion. En este caso, se utilizara una plancha vibradora para asegurar que las plaquetas queden coplanares. En caso necesario, se repite la vibracion hasta conseguir este objetivo.

Una vez conseguido se retira la plantilla metalica y queda la pieza con las plaquetas a la misma altura y en su posicion.

Tras la vibracion, se deja endurecer el hormigon, revisando las juntas para su llenado con mortero fluido, y se procede al fraguado y evacuacion de la pieza fabricada. Si se desea, se podra limpiar con acido.

Para la evacuacion, se ha desarrollado un metodo novedoso que permite elevar un panel de hormigon de gran tamano pero poco espesor. Comprende colocar una correa o eslinga (13) atravesando la armadura, en varios puntos del panel. Asi, una vez vertido y fraguado el hormigon, las eslingas (13) permiten sujetarlo por areas de gran tamano en vez de unicamente por puntos, por lo que la resistencia efectiva del panel puede ser menor. Los extremos libres de las eslingas (13) podran corresponder a ganchos, a aros, o cualquier sistema similar.

Estas eslingas (13) tambien facilitan la colocacion del panel en posicion, siendo un metodo muy ventajoso. Una vez colocado el panel en posicion, se pueden cortar a ras los extremos de cada eslinga (13) sin dejar una zona de entrada del oxido, ni elementos antiesteticos. Mas aun, no crea puente termico pues no es metalico y quedara cubierto por el aislamiento continuo.

Para su colocacion, se parte de un panel prefabricado que puede ser incluso extraido directamente de la caja del camion, sin necesidad de acopio previo.

La colocacion del panel se puede realizar desde el interior del edificio, sin necesidad de retirar la protection perimetral, incrementando la seguridad. Solo es necesario actuar desde el exterior en el sellado y cualquier tratamiento superficial final (pintura,...)

Los paneles se autosostienen en el suelo o en el panel previo a traves del novedoso sistema de anclaje mecanico que une la placa con la estructura del edificio.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Panel formado por una primera capa (1) de hormigon armado, con una cara oculta, una cara vista, un primer canto y un segundo canto, siendo el primer canto acoplable a un segundo canto de un panel o grupo de paneles contiguos, caracterizado por que comprende:

   - una serie agrupada de fijaciones puntuales en la cara oculta del panel, de forma que cada panel se puede fijar a la estructura del edificio a traves de puntos de contacto, generando un hueco de separation entre ambos; y

   - unos primeros elementos de conexion en el primer canto, y sendos segundos elementos de conexion en el segundo canto, de forma que cada primer elemento de conexion es conectable a un segundo elemento de conexion del panel o grupo de paneles contiguos;

   en el que dichas fijaciones puntuales de la cara oculta son sendas chapas (7) encastradas en el panel soldadas a un soporte (10) de fijacion a la estructura del edificio.

   2- Panel segun la reivindicacion 1, cuyo primer elemento de conexion es un primer elemento de machihembrado y el segundo elemento de conexion es un segundo elemento de machihembrado.

   3- Panel segun la reivindicacion 2, cuyo primer elemento de machihembrado es un vastago (6) y el segundo elemento de machihembrado es un orificio (8) en el canto del panel.

   4- Panel segun la reivindicacion 1, cuyo soporte (10) esta configurado para fijarse a la estructura del edificio a traves de un elemento aislante.

   5- Panel segun la reivindicacion 1, que comprende al menos dos eslingas (13) insertadas en el panel y sobresalientes por los cantos.

   6- Panel segun la reivindicacion 1, que posee una segunda capa (5) estetica en la cara vista.

   7- Panel segun la reivindicacion 1, que posee al menos una chapa auxiliar (9) en la cara oculta.

   8- Panel segun la reivindicacion 1, que comprende una celosia (3) en la cara oculta de la primera capa (1), que define una cavidad central (4).

   9- Panel segun la reivindicacion 8, cuya cavidad central (4) esta rellena de espuma.

   10- Envolvente aislante para edificios, formado por una pluralidad de paneles aislantes realizados de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, estando los paneles aislantes fijados y separados del forjado por medio de las fijaciones puntuales del panel.

   11- Envolvente aislante segun la reivindicacion 10, que posee un sello entre paneles contiguos.