ES2271441T3 - Estructura habitacional con sostenimiento neumatico y paredes impermeables que permiten la ventilacion. - Google Patents
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Abstract
Estructura habitacional con sostenimiento neumático, que comprende: - medios para erigir una estructura habitacional, que se compone de una tienda compuesta por un cuerpo único, provista de paredes dobles que forman una cámara de aire (2) en la parte frontal, posterior, lateral y superior, caracterizada por el hecho que para soportar la estructura habitacional, dentro de la cámara de aire (2) se introduce continua y permanentemente un chorro de aire, la estructura, además, comprendiendo: - medios para generar y encanalar el aire dentro de dicha cámara de aire, que se componen de uno o varios ventiladores eléctricos o compresores eléctricos, proporcionados al volumen de la tienda a sostener, conectados con la parte interna de la cámara de aire (2); - medios para acondicionar el ambiente del espacio habitable, con orificios hechos en las paredes de la tienda, que encanalan parte del aire calentado por los rayos solares dentro de la cámara de aire, hacia la parte externa o interna, dependiendode la temperatura que se desea obtener; - medios para acondicionar el aire del espacio habitable en el caso de una temperatura ambiente extrema (<16°C O >28°C), que se componen de bombas de calor que, conectadas con la parte interna de la tienda a través de orificios o canales que atraviesan la cámara de aire, actúan directamente sobre la temperatura interna.
Description
Estructura habitacional con sostenimiento
neumático y paredes impermeables que permiten la ventilación.
La presente invención se refiere al sector
técnico concerniente a la producción industrial de tiendas grandes
y medianas con sostenimiento neumático. Tal tipo de tienda es
adecuado principalmente para situaciones de emergencia cuando es
imperioso preparar de inmediato estructuras de cobertura en un
tiempo muy corto. Esta invención es una solución perfecta para
casos de emergencia para la salvaguardia de personas o, de todos
modos, en los casos donde se presentara la necesidad de armar
rápidamente espacios de cobijo como puntos de primeros auxilios,
refectorios, dormitorios, etc.
Las tiendas de emergencia o campamento,
diferentes en sus formas y tamaños, que se utilizan principalmente
están caracterizadas por una estructura plegable formada por postes
metálicos o plásticos, que sostienen una lona que cubre la
estructura de manera de permitir estar en su interior. Normalmente,
la tienda se abre desplegándola sobre el piso y erigiendo dentro de
la misma el soporte estructural, fijando la tienda al piso mediante
estacas. Este tipo de tiendas presenta la notable desventaja de ser
difícil de armar y sobre todo la de no aislar la parte interna con
respecto al externo, lo cual hace imposible tener un cambio de aire
dentro de la tienda, excepto a través de las aberturas que presenta
la misma. Por consiguiente, todo acondicionamiento o calefacción de
la parte interna de la tienda es posible únicamente utilizando
enormes fuentes de energía, cuyos resultados, lamentablemente,
muchas veces son exiguos.
En efecto, las tiendas tradicionales tienen la
clara desventaja de ser poco confortables, puesto que su separación
con el medio circunstante está dada únicamente por una tela, lo cual
conlleva una total incapacidad de impedir el inevitable efecto
invernadero, con consiguiente gran dificultad de poder acondicionar
la temperatura ambiente interna, tanto durante el período veraniego
como durante el período invernal, lo cual conduce a un alto consumo
de energía. Además, a menudo la falta de un efecto forzado de
ventilación y de cambio de aire hace aumentar la humedad hasta
provocar la condensación sobre las superficies internas de la tela y
el consiguiente goteo. Este hecho obviamente hace que la tienda no
sea apta para ser empleada en muchas circunstancias o usos, por
ejemplo como hospital de campamento, o para la instalación de una
avanzada militar equipada con ordenadores que para su
funcionamiento necesitan equipos electrónicos. Asimismo, las
soluciones actuales, especialmente con referencia a las coberturas
normalmente empleadas, no usan materiales ignífugos.
Otro tipo de tienda que se utiliza es aquella
soportada por un chorro permanente de aire y formada por una pared
doble de material transpirable. Esta pared doble de material
transpirable podría implicar grandes dificultades para la
producción industrial, porque un tratamiento ignífugo de ese tipo de
tela, como saben los expertos en este campo, es muy difícil y, como
quiera que sea, no es barato. Además, aún en el caso que la cámara
de aire fuera un buen aislamiento con respecto al ambiente externo,
como la pared interna es transpirable, la misma transfiere dentro
de la tienda, por el inevitable intercambio de calor, aire caliente
debido al efecto invernadero o aire frío durante el invierno.
El documento DE 2.042.114 describe una
estructura con sostenimiento neumático donde se usan generadores de
aire para regular la temperatura del aire comprendido entre las
partes interna y externa de una cobertura de pared doble, teniendo
al mismo tiempo bolsas de agua o arena con la función de oponerse a
una elevación térmica provocada por el aire presurizado contenido
dentro de la estructura.
El objetivo de la presente invención es el de
eliminar las desventajas mencionadas con anterioridad así como
otras, proporcionando una estructura habitacional segura, tanto para
situaciones de emergencia como en cualquier otra situación cuando
se tenga la necesidad de armar, en un corto período de tiempo,
lugares cubiertos seguros y confortables. Asimismo, la presente
invención se puede producir con facilidad a larga escala, es decir a
nivel industrial, cumpliendo las actuales normas en materia de
respecto del medioambiente y, además, son propensas a un gran
ahorro de energía. La presente invención comparada con las
realizaciones de la técnica conocida presenta diferencias
substanciales, principalmente por su posibilidad de aplicación
industrial, respeto ecológico y ahorro energético, así como también
calidad del producto y ventajas de uso.
Este resultado lo hemos logrado adoptando la
solución técnica descrita en las reivindicaciones principales.
Otras características de esta invención son objeto de las
reivindicaciones dependientes.
Las ventajas que se derivan de la presente
invención esencialmente están dadas por el hecho que es posible
armar una estructura habitacional móvil de campamento en un período
de tiempo muy corto y sin ninguna necesidad de habilidades técnicas
o esfuerzo físico; por el hecho que la estructura queda aislada con
respecto al ambiente externo, reduciendo de manera considerable la
influencia de las condiciones ambientales externas; por el hecho
que posee paredes impermeables, por lo cual se puede realizar
ignífuga, sin sufrir las influencias climáticas; por el hecho que
gracias a la ventilación, el aire dentro de la estructura
habitacional se ve sometido constantemente a su intercambio y
purificación; por el hecho que es posible tener aire caliente o
frío, en función del acondicionamiento que se desee lograr.
La característica principal de la presente
invención, independientemente de su objetivo y tamaño, es la de
estar compuesta por un cuerpo único, de cualquier forma y tamaño,
con las paredes y el techo constituidos por una cámara de aire que
actúa como tubo interno alrededor del espacio habitacional. Esta
cámara, adecuadamente calculada en base al volumen habitacional de
la tienda, normalmente está llena de aire comprimido a una presión
limitada y controlada, por medio de comunes instrumentos
electroneumáticos, usando uno o varios ventiladores o compresores
eléctricos, de tamaño y potencia adecuadamente establecidos de
antemano. El aire que se inyecta permite que la estructura se
levante y quede erecta, es decir tome su forma prevista, gracias al
chorro continuo de aire que permite que la estructura quede erguida
incluso en el caso de pérdidas debido a orificios o pequeñas
rasgaduras, puesto que la cantidad de aire introducida por unidad de
tiempo tiene en cuenta posibles pérdidas.
Otra ventaja importante de la presente invención
es que parte del aire introducido fluye, en una cantidad regular, a
través de adecuadas rejillas situadas en una o varias secciones de
la cámara de aire; de esta forma, se obtiene un cambio permanente
de aire, eliminando así de la cámara de aire el aire calentado por
la radiación solar, reemplazado por aire a temperatura ambiente o
incluso por aire frío. El aire expulsado a través de las rejillas
puede fluir hacia la parte externa, si se necesita mantener fría la
parte interna del ambiente habitacional, o hacia dentro, en el caso
opuesto, obteniendo así una fuente de calor barata y absolutamente
ecológica y natural. El resultado principal es una especie de
auto-acondicionamiento de la temperatura interna de
la estructura, sin ninguna necesidad de recurrir a fuentes de
energía suplementarias o adicionales, obteniendo así un
significativo ahorro de energía y, al mismo tiempo, una gran mejora
del confort de la estructura, convirtiéndola así en adecuada para
cualquier propósito especial y delicado, por ejemplo para un
hospital de campamento o un lugar para primeros auxilios. Un efecto
consiguiente y no secundario de esta invención está dado por el
beneficio que se deriva del intercambio permanente de oxígeno y de
la reducción de la humedad dentro de la estructura habitacional.
Estas características convierten la estructura en adecuada para
alojar personas, laboratorios, equipos, etc.
Reducida a su estructura esencial y con respecto
a las figuras de los dibujos anexos, una estructura habitacional
con sostenimiento neumático, de acuerdo con la presente invención,
comprende:
- medios para armar una estructura habitacional,
con una tienda hecha de un cuerpo único, equipada con paredes
dobles que forman, en la parte frontal, posterior, lateral y
superior, una cámara de aire (2) dentro de la cual se introduce
directamente un chorro continuo de aire para soportar la misma
estructura;
- medios para generar y encanalar el aire dentro
de dicha cámara de aire, que se componen de uno o varios
ventiladores eléctricos o compresores eléctricos, proporcionados al
volumen de la tienda a soportar, conectados con la parte interna de
la cámara de aire (2);
- medios para acondicionar el aire del espacio
habitacional, con orificios realizados en las paredes de la tienda,
que encanalan parte del aire calentado por los rayos solares dentro
de la cámara de aire, hacia la parte externa o interna, dependiendo
de la temperatura que se desee lograr;
- medios para acondicionar el aire del espacio
habitacional en el caso de temperaturas ambientales extremas
(<16°C o >28°C), constituidos por bombas de calor que,
conectadas con la parte interna de la tienda a través de orificios
o de canales que atraviesan la cámara de aire, actúan directamente
sobre la temperatura interna.
Convenientemente, la estructura habitacional
está hecha de una única lona de material impermeable, de primera
calidad, de urdimbre, con un revestimiento de PVC único o doble, u
otro material tecnológicamente adecuado, siempre impermeable,
resistente al moho, ignífugo y no tóxico.
Convenientemente, las paredes que forman la
estructura -lados (10 y 11), parte superior (12), fondo (13),
puertas y ventanas (14 y 15)- están unidas entre sí por
termosoldadura (16) o electrosoldadura, encolado (17) o costura
(18), de modo que la estructura (19) forme un cuerpo único. Con
respecto a las operaciones totales de unión entre las varias
porciones de la tienda, el porcentaje de uniones realizadas mediante
costura debe ser mínimo (a lo sumo el 15%), de manera de reducir
considerablemente los riesgos de infiltración de agua o escape de
aire a través de los microorificios. Si se supera dicho porcentaje
se puede incurrir en un antieconómico aumento de la cantidad de
aire a introducir dentro de la cámara.
Convenientemente, el aire se introduce por medio
de uno o varios ventiladores eléctricos (20) conectados con la
cámara de aire (2) de la tienda. Esta operación hace que la
estructura (21) se levante y permanezca estable con respecto a su
propio peso (Q), a la presión ejercida por el viento (V) sobre la
estructura y al peso de un posible manto de nieve (QH).
Convenientemente, la presión (KW/cm^{2})
ejercida dentro de la cámara (2) es siempre mayor que aquella
ejercida sobre la estructura por los agentes externos mencionados
con anterioridad. Todo lo anterior es posible configurando el
ventilador en proporción al volumen de la cámara de aire,
independientemente del tamaño y forma de la estructura. En su parte
interna, se creará una cavidad aislada, concretamente la cámara de
aire (2). La misma brindará un perfecto aislamiento acústico y
térmico de la parte habitacional de la estructura, reduciendo de
manera considerable el efecto invernadero típico de las tiendas
tradicionales que hoy se hallan sobre el mercado.
Convenientemente, el aire introducido permite
que la estructura se levante y se mantenga erguida, es decir
tomando la forma prevista, incluso en el caso de pérdidas debidas a
orificios o pequeñas rasgaduras, puesto que la cantidad de aire
introducida por unidad de tiempo al soporte también tiene en cuenta
posibles pérdidas.
Convenientemente, el aire se introduce y fluye
hacia la parte interna o desde la parte interna de la cámara de
aire, a través de adecuadas aberturas cubiertas por rejillas que
permiten que el aire fluya hacia fuera (V1) o hacia dentro (V2),
según el efecto que se desee obtener.
Convenientemente, la cantidad de aire que fluye
a través de una o varias secciones de la cámara de aire es menor
que la introducida por el(los) ventilador(es)
eléctrico(s) (20), con lo cual dentro de la cámara (2) habrá siempre suficiente presión (p) para soportar la estructura de modo estable (teóricamente estimada entre 60 y 180 pa). El aire que fluye a través de las rejillas puede ser enviado fuera (V1) de la cavidad o dentro (V2) de la cavidad, de manera de crear un acondicionamiento natural del ambiente de la estructura habitacional.
eléctrico(s) (20), con lo cual dentro de la cámara (2) habrá siempre suficiente presión (p) para soportar la estructura de modo estable (teóricamente estimada entre 60 y 180 pa). El aire que fluye a través de las rejillas puede ser enviado fuera (V1) de la cavidad o dentro (V2) de la cavidad, de manera de crear un acondicionamiento natural del ambiente de la estructura habitacional.
Considerando que el mismo aire es un perfecto
aislador y de todos modos el aire dentro de la cámara será calentado
por la radiación solar (+t), su flujo y consiguiente aire más frío
proveniente del ambiente externo, reducirá la indeseada difusión de
calor hacia la parte interna de la estructura. Por lo tanto, durante
el verano, el aire que circula por la cámara de aire (2) y que
calienta la radiación solar (+t) (+Q), deberá fluir hacia fuera de
la estructura (- -> out), de suerte que la cámara de aire
reciba aire más frío. Actuando de este modo, se reduce
considerablemente el efecto invernadero con el resultado que dentro
de la estructura la temperatura será más baja. Durante los días
soleados del período invernal (figura 7), el aire que circula por la
cámara de aire y calentado por la radiación solar, se debe hacer
fluir hacia dentro de la estructura, de manera de crear un
placentero acondicionamiento natural del ambiente interno. Este
sistema garantiza un perfecto nivel de confort dentro de la
estructura habitacional con temperaturas externas estimadas entre
+16 y +28°C, todo sin recurrir a ninguna fuente de energía
suplementaria, con consiguiente ahorro de energía y respeto del
medioambiente. Además, la circulación del aire dentro de la cavidad
impide la creación de una exagerada humedad y posible condensación
durante el enfriamiento, dejando el ambiente seco, incluso en el
caso de presencia de muchas personas o de alojamiento de muchos
equipos en su interior, que, en su natural ciclo operativo, generan
vapor. Para temperaturas superiores a los valores mencionados con
anterioridad, para obtener igualmente una temperatura confortable
dentro de la estructura, esta invención puede ser provista de
fuentes de acondicionamiento ambiental suplementarias.
Convenientemente, la estructura habitacional se
construye de manera tal que sea posible instalar directa y
fácilmente bombas de calor que brindan la posibilidad de calefacción
o refrigeración. A tal efecto se deben realizar sólo algunas
modificaciones a las bombas de calor disponibles en la actualidad
sobre el mercado, de manera de convertirlas en fáciles de instalar
sin tener que solicitar la ayuda de técnicos especialistas. En el
caso de temperaturas externas muy bajas (<5°C) es posible usar
directamente dentro de la estructura especiales estufas de
combustible líquido catalítico sin tubo de chimenea; en este caso,
es suficiente hacer salir el vapor producido, por medio del proceso
de deshumidificación de la bomba y activar el cambio lento del aire
dejando entrar aire dentro de la estructura habitacional desde la
cámara de aire.
Convenientemente, la estabilidad de la
estructura es aún más segura gracias a la introducción de un
bastidor interno con forma de arcos hecho de material plástico
flexible, lo cual asegura la estabilidad aún en el caso de caídas
accidentales de presión o agentes externos extraordinarios. Esta
estructura, de todos modos, será aún más estable lo cual permite
soportar agentes atmosféricos extraordinarios, tales como nieve,
viento, etc. y será un lugar apropiado para el alojamiento de
equipos eléctricos o para otro uso.
Convenientemente, la presente invención tiene un
volumen extremadamente chico en su configuración para ser
transportada, si se lo compara con su volumen habitacional, y es
sumamente práctica y rápida de armar, puesto que esencialmente se
compone de una estructura única.
Convenientemente, en el caso de una temperatura
ambiente extrema, este sistema puede prever el acondicionamiento
del ambiente interno por medio de orificios que atraviesan la cámara
de aire y de comunes equipos de acondicionamiento de aire
conectados del lado externo.
Convenientemente, este sistema puede ser
acondicionado directamente en su interior por medio de bombas de
calor.
Convenientemente, gracias a su instalación
rápida y fácil, y a la termorregulación interna, este sistema es
sumamente apropiado para: puntos de primeros auxilios, debido a
terremotos, inundaciones, éxodos, etc.; servicio hospitalario y/o
quirófano, servicio social tal como refectorio, escuela, iglesia,
etc.; centro neurálgico para emergencias, investigaciones, etc.;
alojamiento para servicios voluntarios o necesidades militares;
vivienda de medio plazo, campamento y alojamiento para el tiempo
libre; lugares para exposiciones, ferias y similares, oficina móvil
y otros usos.
Los expertos de este sector podrán entender
mejor las características de la presente invención así como las
ventajas descritas y aún otras, leyendo la descripción y haciendo
referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 muestra la estructura en su
conjunto (1);
- la figura 2 muestra la estructura en detalles,
que esencialmente se compone de una cámara de aire (2), formada por
una pared interna (3) y una pared externa (4) de tela. Para hacer
que la presente invención trabaje perfectamente, esta cámara de
aire debe tener un espesor (5) de al menos 200 mm, y las dos paredes
de tela que la forman deberán estar unidas entre sí mediante
cordones (6), nudos y/o bandas distanciados entre sí de
aproximadamente 400 mm;
- la figura 3, al igual que la figura 2, muestra
que la cámara de aire cubre todas las superficies de la estructura,
parte frontal (8), posterior (9), lateral (10) y lateral (11) y
superior 12), excepto el piso (13), las puertas (14) y las ventanas
(15);
- la figura 4 muestra las paredes que forman la
estructura -laterales (10 y 11), parte superior (12), inferior
(13), puertas y ventanas (14 y 15)- unidas entre sí mediante
termosoldadura (16), electrosoldadura, encolado (17) o costuras
(18), de suerte que la estructura (19) forme de un cuerpo único;
- la figura 5 muestra el sistema de introducción
del aire, por medio de uno o varios ventiladores eléctricos (20)
conectados con la cámara de aire (2) de la tienda; esta operación
hace que la estructura (21) se levante y permanezca estable con
respecto a su peso (Q), a la presión ejercida por el viento (V)
sobre la estructura y al peso de un posible manto de nieve
(QH);
- las figuras 6 y 7 muestran esquemáticamente el
funcionamiento de este sistema, representando el sistema de
introducción del aire y su flujo por medio de apropiadas aberturas
que envían el aire a la parte externa (V1) o interna (V2) de la
tienda, en función del efecto que se desea obtener;
- la figura 8 muestra que la estructura puede
contener orificios que atraviesan la cámara de aire (24), de manera
de poder instalar fácil y directamente bombas de calor (26) que
brindan la posibilidad de calentar y/o enfriar;
- la figura 9 muestra que, para que la
estructura sea más segura después que ha sido erigida gracias al
efecto de la presión del aire inyectado dentro de la cámara de aire
(3), es posible introducir un bastidor de soporte con forma de
arcos (25) hecho de material plástico flexible.
Claims (11)
1. Estructura habitacional con sostenimiento
neumático, que comprende:
- medios para erigir una estructura
habitacional, que se compone de una tienda compuesta por un cuerpo
único, provista de paredes dobles que forman una cámara de aire (2)
en la parte frontal, posterior, lateral y superior,
caracterizada por el hecho que para
soportar la estructura habitacional, dentro de la cámara de aire (2)
se introduce continua y permanentemente un chorro de aire, la
estructura, además, comprendiendo:
- medios para generar y encanalar el aire dentro
de dicha cámara de aire, que se componen de uno o varios
ventiladores eléctricos o compresores eléctricos, proporcionados al
volumen de la tienda a sostener, conectados con la parte interna de
la cámara de aire (2);
- medios para acondicionar el ambiente del
espacio habitable, con orificios hechos en las paredes de la tienda,
que encanalan parte del aire calentado por los rayos solares dentro
de la cámara de aire, hacia la parte externa o interna, dependiendo
de la temperatura que se desea obtener;
- medios para acondicionar el aire del espacio
habitable en el caso de una temperatura ambiente extrema (<16°C
o >28°C), que se componen de bombas de calor que, conectadas con
la parte interna de la tienda a través de orificios o canales que
atraviesan la cámara de aire, actúan directamente sobre la
temperatura interna.
2. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que está hecha de una única lona
de material impermeable, de urdimbre, con un revestimiento de PVC
único o doble, u otro material impermeable, resistente al moho,
ignífugo y no tóxico.
3. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que las paredes que forman la
estructura -lados (10 y 11), parte superior (12), inferior (13),
puertas y ventanas (14 y 15)- están unidas entre sí mediante
termosoldadura (16), electrosoldadura, encolado (17) o costura (18),
de manera que la estructura (19) constituya un cuerpo único.
4. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que comprende uno o varios
ventiladores eléctricos (20) conectados con la cámara de aire (2)
de la tienda, de manera que la estructura (21) se levante y
permanezca estable con respecto a su peso (Q), a la presión ejercida
por el viento (V) sobre la misma estructura y al peso de un posible
manto de nieve (QH).
5. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que comprende al menos un
ventilador proporcionado al volumen de la cámara de aire,
independientemente del tamaño y de la forma de la estructura, de
manera que la presión ejercida dentro de la cámara (2) sea siempre
mayor que aquella ejercida sobre la estructura por los agentes
externos mencionados con anterioridad.
6. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que los ventiladores introducen
una cantidad de aire por unidad de tiempo para el sostenimiento que
tiene en cuenta también posibles pérdidas.
7. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que el aire se introduce y fluye
hacia dentro o desde la parte interna de la cámara de aire, a
través de apropiadas aberturas cubiertas por rejillas que hacen que
el aire fluya hacia fuera (V1) o hacia dentro (V2), en función del
efecto que se desea obtener.
8. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que comprende una o varias
secciones de la cámara de aire, a través de las cuales fluye una
cantidad de aire que es menor que la introducida por los
ventiladores eléctricos (20), de suerte que dentro de la cámara (2)
siempre haya suficiente presión (p) para sostener la estructura de
modo estable, presión estimada teóricamente entre 60 y 180 pa.
9. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que comprende bombas de calor que
brindan la posibilidad de calentar o enfriar.
10. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que comprende un bastidor interno
con forma de arcos hecho de material plástico flexible, que asegura
su estabilidad incluso en el caso de caídas accidentales de presión
o de agentes externos extraordinarios.
11. Estructura según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que puede prever el
acondicionamiento del aire del ambiente interno por medio de
orificios que atraviesan la cámara de aire y de comunes equipos de
acondicionamiento de aire conectados en la parte externa.
Applications Claiming Priority (2)
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