ES2342915A1 - Edificio de cubierta periferica giratoria para captacion solar y proceso de construccion del mismo. - Google Patents

Abstract

Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y proceso de construcción del mismo, que comprende una parte fija (2) y una parte móvil (3), en que la parte fija (2) comprende una columna (4) unida solidariamente a una zapata (5) de hormigón anclada al suelo, incorporando, dicha columna (4) en su extremo superior, un rodamiento (6) motorizado, sobre el que se suspende y gira, a modo de seguidor solar, la parte móvil (3), la cual, a su vez, constituyendo la cubierta periférica del edificio (1), conforma una estructura que comprende suelos, terrazas, fachadas y tejados, y sobre la que, integrados exteriormente en los tejados (27), se contemplan captadores (7) fototérmicos destinados a la obtención de energía tanto para el consumo del propio edificio como para su suministro a la red.

Description

Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y proceso de construcción del mismo.

Objeto de la invención

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y al proceso de construcción del mismo, el cual aporta al estado de la técnica, notables ventajas y características de novedad, aparte de otras inherentes a su singular organización y constitución, las cuales se describirán en detalle más adelante, representando una importante mejora en su campo de aplicación, frente a lo anteriormente conocido.

Más concretamente, el objeto de la invención se centra en un edificio, particularmente un edificio dedicado a vivienda, pero sin que ello suponga una limitación, el cual está diseñado para contar con un alto grado de autosuficiencia energética, y que incluso le permita obtener un sobrante que suponga un beneficio económico, para lo cual, además de contar con sistemas de captación solar estratégicamente dispuestos sobre la cubierta periférica del mismo, presenta la particularidad de contar con un innovador sistema estructural que otorga a dicha cubierta la capacidad de girar a modo de seguidor solar, permitiendo así aprovechar al máximo su orientación al sol.

Paralelamente, el edificio preconizado está diseñado de forma que se han simplificado al máximo los sistemas constructivos de ejecución y montaje de la estructura que comprende así como de los componentes prefabricados que integra, por lo que, ventajosamente, el coste económico de su construcción se ha reducido considerablemente.

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Campo de aplicación de la invención

El campo de aplicación de la presente invención se encuadra dentro del sector técnico de la industria de la construcción, particularmente en el desarrollo de edificios y urbanizaciones sostenibles, tanto desde el punto de vista energético como del económico, abarcando tanto el sector de la construcción de edificios con sistemas energéticos de captación solar, como el sector de la construcción de edificios a partir de elementos modulares prefabricados.

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Antecedentes de la invención

La idea de que la actividad humana tenga un impacto controlado sobre el medio ambiente y la comunidad, garantizando su sostenibilidad en el tiempo, implica la necesidad de modificar la manera de concebir las agrupaciones de persona, bien sea en urbanizaciones, pueblos o ciudades. Todos estamos de acuerdo al afirmar que "la ciudad es el gran consumidor y el gran contaminador".

La sostenibilidad, desde el punto de vista de la arquitectura, está enfocada a conseguir, a través de sistemas pasivos y activos no agresivos con el medio ambiente, que el individuo que interactúa con el edificio, obtenga los niveles adecuados de confort y habitabilidad. De algún modo el hombre se convierte en el sujeto pasivo receptor de los beneficios que estos sistemas puedan aportarle. Con la presente invención se pretende cambiar esto, al concebir al individuo (su vivienda) como fuente propia de generación de energía.

El consumo de energía en la vivienda representa, en términos medios, el 35% de la demanda total en los países sitos entre los paralelos 45º-50º, y este se incrementa hacia el Norte y conforme mejora su calidad de vida.

Reforzar los objetivos de los gobiernos en materia de política energética, aumentando la seguridad y calidad del suministro energético y el respeto al medio ambiente, es una de sus prioridades. Generar "in situ" justo donde se consume, significa aumentar la seguridad de suministro y mejorar la eficiencia, al disminuir las pérdidas por transporte. Las energías renovables, y en especial la solar, aplicada tanto en su aprovechamiento térmico como fotovoltaico, representa la solución al problema. Concebir, pues, edificios que aprovechen al máximo la captación de energía solar, mediante sistemas de seguimiento solar, es una alternativa clara para la solución de los problemas planteados.

Para lograrlo, no solo técnicamente, sino económicamente, la mayoría de los gobiernos incentivan la generación de energía sobre cubierta y fachadas, primando el precio del Kilowatio/hora exportado a red.

Por otra parte, la aprobación del nuevo Código Técnico de la Edificación en España, obliga, entre otros, al uso de la energía solar para el aprovechamiento térmico y fotovoltaico para conseguir edificios más eficientes, siendo el objetivo de la presente invención integrar todos los argumentos anteriormente expuestos, debiendo señalarse que, por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún edificio diseñado a partir de los criterios expresados ni basad en los mismos principios o que presente unas características técnicas, estructurales y de configuración semejantes a las que presenta el que aquí se preconiza.

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Explicación de la invención

Así, el edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y el proceso de construcción del mismo que la invención propone se configuran como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que a tenor de su implementación, y de manera taxativa, se alcanzan satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados como idóneos, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que los distinguen de lo ya conocido, adecuadamente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.

De manera concreta, la invención propugna un edificio que comprende una parte central fija y otra parte periférica móvil que gira en torno a la parte fija, y en la que se contempla la incorporación de captadores fototérmicos para la obtención de energía, estando, el giro de esta parte móvil, destinado a optimizar dicha captación.

La parte fija del edificio, solidaria al terreno, representa la base del diseño, estando constituida por una columna sobre zapata anclada al suelo, que incorpora, solidariamente, escaleras, cuartos de baño, cocinas así como los conductos y cables que la unen a las redes de suministro y vertido, representando un todo inamovible solidario con el terreno.

Por otro lado, la parte móvil, es una estructura colgante que gira sobre la parte fija y que integra fachadas, suelos y tejados, presentando un volumen notablemente mayor, dado que constituye la cubierta periférica del edificio.

Cabe destacar que al tratarse de un edifico cuya cubierta periférica gira alrededor de un centro de apoyo constituido por un rodamiento motorizado previsto en el extremo superior de la columna central fija, se ha previsto un diseño estructural cuya disposición de masas sea lo más simétrica posible, con respecto al eje de giro, de ahí que el diseño básico adoptado en su estructura, preferentemente, coincida con el de un prisma triangular de sección isósceles, suspendido de su vértice superior. Con este diseño se consigue, además, que su centro de gravedad, condicionado por la disposición de masas, en especial el suelo radiante de la planta baja, que es de obra, se sitúe lo más bajo posible, proporcionando una gran estabilidad al conjunto.

Con una estructura en forma de prisma triangular se consigue, también, que la cubierta sea exteriormente inclinada, mejorando su disposición a la orientación solar y reduciendo el empuje frente al viento.

Por otra parte, al objeto de mejorar la habitabilidad y luminosidad interior del edificio, el diseño de la citada estructura comprende varios prismas isósceles adyacentes construidos en módulos cuyas bases son de diferente longitud y, por tanto, sus lados laterales poseen diferente inclinación. Así, dichos prismas se disponen alineados en su vértice y en su base, montándose alternados sobre una viga maestra superior común, generándose entre ellos huecos, a modo de tragaluces, donde se ubican ventanales que mejoran la luminosidad interior, sin perder superficie proyectada a la exposición solar.

Hay que señalar que en una realización preferida de la invención, el diseño de la estructura contempla que, de los descritos prismas, los de base mayor se ubiquen en el centro, justo enfrente de la columna central de soporte, lo cual mejora la habitabilidad del edificio. Lógicamente, sin embargo, la invención contempla la posibilidad de que el diseño externo de la cubierta periférica presente otras formas distintas, siempre que sean adecuadamente aptas para una buena captación solar, tal como parábolas invertidas de lados curvados o trapezoides en lugar de triángulos u otras.

Siguiendo con la invención, cabe mencionar que los largueros que forman las bases de los respectivos prismas conformantes de la estructura móvil o cubierta periférica del edificio, se prolongan a ambos lados de la misma, más allá de sus bases, de tal manera que, vistos en planta, sus extremos se inscriben en un circulo que da forma a una terraza circular, próxima al suelo, la cual actúa de protector de giro.

La anteriormente citada viga maestra es de sección trapezoidal y está constituida por dos brazos horizontales, los cuales son huecos, sirviendo de conductos de ventilación y para la evacuación de humos. Cuando se desee mejorar la ventilación, se forzará mediante la incorporación de sendos aspiradores-extractores, colocados en los respectivos extremos distales de los brazos. En el centro de estos brazos, que conforman la viga maestra, se encuentra un castillete donde se ubican los sistemas de tracción y frenado que procuran el movimiento y posicionado de la cubierta periférica según convenga.

El sistema de tracción lo forman dos motorreductores, en cuyo eje lento se integra un piñón corona que engrana sobre el aro fijo del rodamiento que está tallado y fijado solidariamente a la columna. Por su parte, el sistema de frenado lo forman dos pinzas de freno negativas que, ubicadas solidariamente a la base del castillete, actúan sobre un disco solidario a la columna, proporcionando el agarre necesario. Los frenos negativos se desactivan justo en el momento en que reciben la orden de giro.

El sistema está dimensionado para trabajar en cualquier condición de viento. La velocidad de giro de la cubierta se habrá ajustado para que coincida con la velocidad de desplazamiento de la sombra, de manera que el giro sea imperceptible para los habitantes de la casa. El sistema está comandado por un autómata que se habrá programado convenientemente con las ecuaciones del movimiento solar, disponiendo de los sensores y actuadores necesarios, al igual que un seguidor solar convencional. Excepcionalmente, a voluntad del usuario, el sistema podrá actuar de modo manual, aunque normalmente, funcione en modo automático para garantizar la captación de energía.

Debe decirse que todos los mecanismos (motorreductores, pinzas de freno, disco y piñón corona) que intervienen en el sistema de giro del edificio son sólo accesibles desde el exterior, a través de una escotilla practicable sita en el propio castillete, realizándose su acceso a través de una escalera móvil prevista para tal fin por el exterior del tejado, de forma que para las operaciones de mantenimiento no sea necesario acceder por el interior de la vivienda molestando a los habitantes de la misma.

Los tejados que forman parte de la cubierta periférica móvil del edificio, están formados por paneles tipo sándwich de tres capas. La exterior de aluminio lacado o similar, la intermedia formada por una capa gruesa de aislamiento y la interior de madera tratada, que proporcionará un ambiente acogedor y evitará los puentes térmicos. El grosor de la capa intermedia dependerá del grado de aislamiento deseado en cada caso.

Los suelos interiores del edificio son de dos tipos, los fijos, solidarios a la columna y los móviles, ligados a la cubierta móvil. La parte del suelo que forma parte de la cubierta está apoyada sobre las vigas, generalmente metálicas, que forma la base de la estructura en forma de prisma triangular. Están formados por un sándwich de acero galvanizado sobre el que se arma una capa de hormigón en la que se han incrustado unos tubos de polietileno para conformar un suelo radiante. El conjunto, así, actúa como acumulador del calor, siendo calentado a través del circuito de refrigeración de los paneles fototérmicos con que cuenta el edificio.

Para ello, todos los tejados de al menos uno de los lados del edificio, se destinarán íntegramente a la captación de energía solar a partir de la incorporación de paneles fototérmicos de alto rendimiento.

Como es sabido, el panel fototérmico se fabrica a partir de un panel fotovoltaico de alto rendimiento al que se le adhiere un radiador, generalmente de cobre, por el que circula un fluido caloportador, que le roba calor. Así, a partir del panel fototérmico conseguimos dos objetivos, de una parte, aprovechar el calor de refrigeración para calefactar el edificio mediante suelo radiante, proporcionando a su vez el agua caliente sanitaria y, por otra, mejorar el rendimiento fotovoltaico al trabajar el panel fotovoltaico más frió. El primer aprovechamiento redundará en un ahorro energético del edificio y el segundo generará flujos económicos derivados de la venta de energía a la red eléctrica, que podrán ayudar, por ejemplo, a soportar la inversión del propio edificio. Es importante tener en cuenta que con el diseño propuesto en la presente invención, la relación de metros cuadrados útiles de vivienda respecto a los metros cuadrados útiles de paneles fototérmicos, se aproxima a la unidad, consiguiéndose los objetivos de sostenibilidad
buscados.

Así, el edificio propuesto, para obtener un rendimiento apropiado y rentable de producción fotovoltaica, deberá tener, preferentemente, unos 140 m^{2} habitables y una superficie favorable donde ubicar paneles del orden de 126 m^{2}. Si los 126 m^{2} de superficie fotovoltaica los ocupamos con paneles de un rendimiento de 165 vatios/m^{2}, obtendremos una potencia pico instalada de 126 x 165 = 20.790 vatios de los que, deducidas pérdidas del 8% entre uniformidad de paneles, pérdidas en cables inversor, se podrían exportar 20.790 X 0,92 = 19.127 vatios/hora.

Como el edificio propugnado, gracias a la cubierta periférica giratoria, es, a estos efectos, un seguidor solar, seria fácil obtener un 33% más de producción, llegando a las 1.880 horas equivalentes, cuya producción energética anual seria de 1.880 x 19.127 = 35.959 Kw/h al año. Esta producción generarla unos ingresos anuales muy importantes, constatándose la ventajosa aportación que supone el edificio de la invención.

En cuanto al proceso constructivo, cabe señalar que la parte fija del edificio, formada por la columna central, saldrá de fábrica con los elementos sanitarios previstos para los aseos que incorpora en su interior, ya montados y terminados con todos sus detalles, así como con los anclajes necesarios para la sujeción de la escalera y cocina que incorporará exteriormente.

La columna se instala sobre una zapata anclada al terreno, capaz de transmitir al edificio los pesos y empujes que dicho edificio interactuará con el terreno, sin sobrepasar sus limitaciones técnicas. Dicha zapata, construida a partir de hormigón armado, se rematará en una brida cuyos taladores serán atravesados por unas garrotas roscadas donde se fijará la columna mediante tornillos inviolables y la red de tierras. En el interior de la brida se ubicarán los conductos que alimentarán el edificio con sus respectivos sistemas de conexión a las redes de suministro, disponiéndose, además, de un conducto por donde se introducirán los cables de corriente continua que, procedentes de las series de paneles fotovoltaicos, las unirán a los inversores que estarán situados fuera del edificio y en lugar ventilado.

La columna de base redonda, dispone de una pieza corta de transición a sección cuadrada, forma que resulta más adecuada para servir de soporte y alojamiento de las cocinas y escaleras por su periferia exterior. En la parte interior de la columna se ubicarán los baños, incorporándose los correspondientes elementos sanitarios (ducha o bañera, lavabo e inodoro) a los que se tendrá acceso a través de la correspondiente puerta prevista para ello.

La columna hueca, de sección cuadrada, se prolonga hasta un segundo nivel, al que se accede a través de la citada escalera y que desemboca en un suelo circular y concéntrico al eje de la columna. El diámetro de dicho suelo fijo será inferior al del primer nivel. En la parte interior de la columna hueca, en este segundo nivel, se ubicará otro baño, que dará cobertura a las habitaciones o estancias de dicho segundo nivel, habiéndose previsto en este caso, y por razones de aprovechamiento de espacio, que la puerta de acceso sea preferentemente corredera.

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La columna será el primer elemento que se montará sobre la zapata, procediéndose a montar, a continuación, los brazos conformantes de la viga central, apoyando el castillete sobre el rodamiento motorizado, que como se ha señalado se ubica en la parte superior de la columna, sirviendo dichos brazos, que son huecos, como conductos para cables, tuberías y tiro para la ventilación y renovación del aire de cocina y baños.

Seguidamente se procederá a montar el suelo móvil con las vigas de base que soportan la terraza circular. Este conjunto, se montará sobre gatos hidráulicos para procurar su nivelación después de ensamblado. Una vez que esté a la altura correcta, se procederá a abisagrar los tableros que forman los tejados, tanto por su parte superior a la viga maestra como por su unión con pernos a las vigas de la base que forman la terraza circular, quedando la estructura prismática montada.

Posteriormente, se aflojan gatos y se contrapesa el conjunto colgante.

La unión entre la parte circular fija del suelo con la del suelo móvil en el nivel inferior se realiza, una vez puestos a nivel, a través de piezas de deslizamiento o de rodadura que, a modo de rodamiento de gran diámetro, evitan el balanceo y sirven de contrapunto de la parte giratoria.

Finalmente, se procede a conectar agua y vertido a las redes de suministro, quedando el conjunto listo para efectuar las pruebas de giro y orientación de la cubierta periférica. Puesto a punto el sistema de seguimiento, se conectan los cables de continua al inversor y a la red, quedando listo el edificio.

Hay que señalar que todos los subconjuntos, excepto la zapata y el suelo radiante que se fabrican en obra, son susceptibles de fabricación industrial, es decir, pueden ser prefabricados, y salen premontados de origen en unidades cuyo tamaño permita ser fácilmente transportables, en especial la columna, paneles sándwich sobre su estructura y brazos que forman la viga maestra, procediéndose a su ensamblaje en obra.

El descrito edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y el proceso de construcción del mismo representan, pues, un concepto innovador tanto en si mismos como para los fines que persignen, presentando unas características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora, razones que unidas a su utilidad práctica, le dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

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Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.- Muestra una vista en perspectiva frontal de un ejemplo de realización del edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar objeto de la invención, concretamente un ejemplo con una estructura formada por cinco prismas de sección triangular, en la que se aprecia su configuración general externa.

La figura número 2.- Muestra una vista en sección, según un corte transversal, del ejemplo mostrado en la figura 1, apreciándose en ella las principales partes y elementos que comprende, así como la configuración y disposición de los mismos.

La figura número 3.- Muestra una vista en perspectiva de la parte fija del edificio, formada por la columna central y la zapata, pudiéndose apreciar en ella el rodamiento superior que soporta la parte móvil.

La figura número 4.- Muestra una vista en perspectiva lateral del ejemplo de edificio mostrado en las figuras anteriores, habiéndose suprimido en ella los tejados y la parte fija central, para permitir una mejor observación de los elementos que integra la parte móvil.

La figura número 5.- Muestra una vista similar a la anterior, en la que se ha incluido la parte fija central.

La figura número 6.- Muestra la zona superior de la parte móvil, apreciándose en detalle el sistema de amarre de las vigas que conforman la estructura de tejados a los brazos que conforman la viga maestra.

La figura número 7.- Muestra una vista en detalle del castillete de apoyo, apreciándose en ella los mecanismos de giro y frenado que actúan sobre el rodamiento.

La figura número 8.- Muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de urbanización conformada a partir de varios edificios según la invención.

Las figuras 9 a 12.- Muestran respectivos ejemplo de realizaciones alternativas del edifico objeto de la invención.

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Realización preferente de la invención

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.

Así, tal como se aprecia en dichas figuras, el edificio (1) en cuestión comprende, esencialmente, una parte fija (2) y una parte móvil (3), en que la parte fija (2) comprende una columna (4) unida solidariamente a una zapata (5) de hormigón anclada al suelo, incorporando, dicha columna (4) en su extremo superior, un rodamiento (6) motorizado, sobre el que se suspende y gira, a modo de seguidor solar, la parte móvil (3), la cual, a su vez, constituyendo la cubierta periférica del edificio (1), conforma una estructura que comprende suelos, terrazas, fachadas y tejados, y sobre la que, integrados exteriormente en los tejados (27), se contemplan captadores fototérmicos (7) destinados a la obtención de energía tanto para el propio edificio como para su suministro a la red.

Como puede apreciarse en las figuras 2 y 3, la citada columna (4) es hueca, presentando una sección circular en su base fijada a la zapata (5) que, tras una pieza (8) de transición, pasa a ser cuadrangular, incorporando en su interior los baños (9) así como todos aquellos conductos, conexiones y tuberías necesarios para su conexión a los suministro de red y vertido, convenientemente integrados en sus paredes y que atraviesan la zapata para dicha conexión. Exteriormente, la columna (4) sirve de soporte a la cocina (10) y a la escalera (11) que permite el acceso a las plantas superiores del edificio (1).

La columna (4) cuenta, además, con un suelo (12) circular a nivel del piso inferior y con otro suelo (13) igualmente circular, pero de menor diámetro, a nivel de una segunda planta, existiendo en su parte superior un soporte (14) sobre el que se enclava el rodamiento (6) motorizado.

Sobre el citado rodamiento (6), el cual está adecuadamente dimensionado para soportar los pesos propios de la parte móvil (3) más los empujes del viento así como de las cargas móviles derivadas del desplazamiento de personas y mobiliario, se contempla un castillete (15) que provisto de mecanismos de tracción y frenado conforma el nexo de unión giratorio entre la parte fija (2) y la parte móvil (3). Para ello, a dicho castillete (15) se acoplan horizontalmente, y en puntos diametralmente opuestos, sendos brazos (16, 16') que constituyen la viga maestra (17) en la que se sostiene la estructura conformante de la cubierta periférica o parte móvil (3) del edificio, tal como se aprecia en las figuras 4 a 6.

Además, los mecanismos de tracción y frenado previstos en el descrito castillete (15), tal como se aprecia en la figura 7, consisten en sendos motorreductores (18) en cuyo eje lento se integra un piñón corona que engrana sobre el aro fijo del rodamiento (6), mientras que el sistema de frenado lo forman dos pinzas (19) de freno unidas solidariamente a la base del castillete (15) que actúan sobre un disco solidario a la columna (4), proporcionando el agarre necesario. El sistema está comandado por un autómata dotado del software necesario para su funcionamiento automático siguiendo la mejor orientación en cada caso, tal como un seguidor solar convencional.

Siguiendo con la invención, y atendiendo a la figura 6, se puede apreciar como la anteriormente viga maestra (17) es de sección trapezoidal y los brazos (16, 16') que la conforman, que son huecos, sirven de conductos de ventilación y para la evacuación de humos, habiéndose previsto, opcionalmente, la incorporación de aspiradores-extractores (20) en sus extremos, para forzar, en caso necesario, dicha ventilación.

Por su parte, la estructura conformante de la cubierta periférica del edificio y que constituye la parte móvil (3) del mismo, preferentemente, adopta una configuración en forma de prisma triangular, tal como la del ejemplo representado en las figuras 1 a 7, formada por varios prismas adyacentes de diferentes longitudes, estando formados por vigas (21) laterales de madera en sus dos lados y una viga (22) de acero galvanizado en su base que cierran los triángulos. Las vigas (22) de la base sirven de soporte al suelo (23) móvil y se prolongan para servir de soporte a la terraza (24) circular que circunda exteriormente el edificio (1) y que actúa de protector de giro contra objetos móviles o personas, habiéndose previsto, en el extremo de dichas vigas (22) de la base, la posibilidad de colocar contrapesos (25), si fuese necesario.

Además, el citado suelo (23), que presenta un hueco circular para ajustarse al suelo (12) fijo de la columna (4), sobre el que se asienta un aro de deslizamiento (26) previsto entre ambos a modo de rodamiento, el cual únicamente soporta cargas radiales, habiéndose previsto que, cuando convenga por las dimensiones del edificio, se puedan incluir elementos rodantes adicionales (no representados) apoyados sobre el suelo firme o sobre carril, en el interior de la terraza (24), cerca de su periferia.

Los tejados (27), constituidos por los lados de los citados prismas que comprende la estructura de la cubierta o parte móvil (3), están formados por tableros (28) tipo sándwich de tres capas, y forran tanto dichos lados de la estructura como la base inferior o suelo (23). Cada tablero está formado por dos capas separadas por un aislante del grosor que convenga en cada caso.

Asimismo, al menos uno de los antedichos lados de la estructura, el que se orientará mediante su giro hacia el sol, está totalmente cubierto de captadores (7) fototérmicos integrados en los citados tableros (28), cada uno de los cuales está constituido a partir de un panel fotovoltaico de alto rendimiento al que se acopla un radiador, preferentemente de cobre, por el que circula un fluido caloportador, que recoge el calor para aplicarlo a satisfacer las necesidades de agua caliente sanitaria, a calefacción a través del suelo (23) radiante así como a la producción de electricidad para venta a red. Si se desea, también se podrán instalar captadores especiales para aprovechamiento de la luz difusa en el tejado que estará en sombra.

Además, opcionalmente, cuando interese, para mejorar el enfoque, los captadores (7) fototérmicos se podrán instalar en estructuras motorizadas, es decir, integrados en tableros (28) instalados en sobre tejados (27) capacitados para modificar su ángulo cenital, en orden a optimizar el enfoque con seguimiento a dos ejes.

Además, en los huecos generados entre los prismas de distinta inclinación que conforman la estructura de la cubierta o parte móvil (3), se contemplan tragaluces (29) que mejoran la luminosidad interior del edificio.

Tal como se ha señalado, la cubierta periférica o parte móvil (3) adoptará, preferentemente una configuración de prisma triangular, ya que con ello se consigue que sea exteriormente inclinada, mejorando su disposición a la orientación solar y reduciendo el empuje frente al viento, sin embargo, tal como muestran los ejemplos representados en las figuras 9 a 12, dicha forma puede variar. Así, por ejemplo, la figura 9 muestra un ejemplo en que la cubierta o parte móvil (3) del edificio (1) adopta una forma compuesta por cinco prismas de sección trapezoidal; en la figura 10 adopta una forma compuesta por prismas paraboides invertidos; en la figura 11, la estructura adopta un diseño singular, en cuyo tejado, a modo de sombrilla, se instalan los captadores (7) fototérmicos; y en la figura 12, la estructura adopta otro diseño singular en que, como variante, sus tejados (27) están dispuestos a distinto nivel, donde se ha integrado los captadores (7) fototérmicos y donde los tragaluces (29) quedan insertados entre los tejados (27) horizontalmente.

Por último, y atendiendo a la figura 8, se puede apreciar en ella un ejemplo de lo que puede ser una "ecourbanización" de 16 viviendas, construidas a partir de edificios (1) de cubierta periférica o parte móvil (3) giratoria, según el modelo descrito, y en la que en el centro de determinadas las rotondas se ubican la caseta (30) de inversores, celdas, contadores y transformadores, que agrupan la gestión y control de suministro de energía a la red, estando todos los edificios y funciones de los mismos motorizados.

El proceso constructivo comprende que la parte fija (2) del edificio, formada por la columna (4) central, saldrá de fábrica con los elementos sanitarios previstos para los baños (9) que incorpora en su interior, ya montados y terminados con todos sus detalles, así como con los anclajes necesarios para la sujeción de la escalera (11) y cocina (10) que incorporará exteriormente.

La columna (4) es el primer elemento que se monta sobre la zapata (5), procediéndose a montar, a continuación, los brazos (16, 16') conformantes de la viga maestra (17), apoyando el castillete (15) sobre el rodamiento (6) motorizado, que se ubica en la parte superior de la columna (4). Seguidamente se procede a montar el suelo 23 móvil con las vigas (22) de base que soportan la terraza (24) circular. Este conjunto, se monta sobre gatos hidráulicos para procurar su nivelación.

Una vez que está a la altura correcta, se procede a abisagrar los tableros (28) que forman los tejados (27), tanto por la parte superior a la viga maestra como por su unión con pernos a las vigas (22) de la base que forman la terraza (24), quedando al estructura prismática montada. Posteriormente, se aflojan gatos y se contrapesa el conjunto colgante para después proceder al montaje del aro de deslizamiento (2 6) que hace de contrapunto del conjunto móvil. Finalmente, se procede a echar el suelo caliente de la parte móvil (3) y a conectar agua y vertido a las redes de suministro.

Una vez fraguado el suelo, se procede a ajustar en altura sobre la base de la columna (4), quedando el conjunto listo para efectuar las pruebas de giro y orientación de la cubierta periférica. Puesto a punto el sistema de seguimiento, se conectan los cables de continua al inversor y a la red.

Además, hay que destacar que la zapata (5) anclada al terreno y construida a partir de hormigón armado, se remata en una brida cuyos taladores son atravesados por unas garrotas roscadas donde se fija la columna (4) mediante tornillos inviolables y la red de tierras.

En el interior de la brida se ubican los conductos que alimentarán el edificio con sus respectivos sistemas de conexión a las redes de suministro, disponiéndose, además, de un conducto por donde se introducen los cables de corriente continua que, procedentes de las series de paneles fotovoltaicos, las unen a los inversores situados fuera del edificio.

Todos los subconjuntos descritos que conforman el edificio, a excepción de la zapata (5) y el suelo (23) radiante que se fabrican en obra, son elementos prefabricados, y salen premontados de origen en unidades cuyo tamaño permita ser fácilmente transportables, en especial la columna (4), los tableros (28) sándwich sobre su estructura y los brazos (16, 16') que forman la viga maestra, procediéndose a su ensamblaje en obra.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciendo constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (15)

1. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, caracterizado por el hecho de comprender una parte fija (2) y una parte móvil (3), en que la parte fija (2) comprende una columna (4) unida solidariamente a una zapata (5) de hormigón anclada al suelo, incorporando, dicha columna (4) en su extremo superior, un rodamiento (6) motorizado, sobre el que se suspende y gira, a modo de seguidor solar, la parte móvil (3), la cual, a su vez, constituyendo la cubierta periférica del edificio (1), conforma una estructura que comprende suelos, terrazas, fachadas y tejados, y sobre la que, integrados exteriormente en los tejados (27), se contemplan captadores (7) fototérmicos destinados a la obtención de energía tanto para el consumo del propio edificio como para su suministro a la red.

2. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la columna (4) es hueca, incorporando en su interior los baños (9) y conductos, conexiones y tuberías para su conexión a los suministro de red y vertido, y exteriormente sirve de soporte a la cocina (10) y a la escalera (11) que permite el acceso a las plantas superiores del edificio (1).

3. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que sobre el rodamiento (6) se contempla un castillete (15), provisto de mecanismos de tracción y frenado al que se acoplan sendos brazos (16, 16') que constituyen la viga maestra (17) en la que se sostiene la estructura conformante de la cubierta periférica o parte móvil (3) del edificio, y porque dichos brazos (16,16'), que son huecos, sirven de conductos de ventilación y para la evacuación de humos.

4. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la estructura conformante de la cubierta periférica del edificio y que constituye la parte móvil (3) del mismo, preferentemente, adopta una configuración en forma de prisma triangular, formada por varios prismas adyacentes de diferentes longitudes, estando formados por vigas (21) laterales de madera en sus dos lados y una viga (22) de acero galvanizado en su base que cierran los triángulos; en que las vigas (22) de la base se prolongan para servir de soporte a una terraza (24) circular que circunda exteriormente el edificio (1) y que actúa de protector de giro contra objetos móviles o personas, habiéndose previsto, en el extremo de dichas vigas (22) de la base, la posibilidad de colocar contrapesos (25) si fuese necesario.

5. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la parte móvil (3) se apoya sobre un aro de deslizamiento (26) previsto entre el suelo (23) de la misma y el suelo (12) de la parte fija (2) a modo de rodamiento; y porque, cuando convenga por las dimensiones del edificio, se incorporan elementos rodantes adicionales apoyados sobre el suelo firme o sobre carril, en el interior de la terraza (24), cerca de su periferia.

6. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que los tejados (27), constituidos por los lados de los citados prismas que comprende la estructura de la cubierta o parte móvil (3), están formados por tableros (28) tipo sándwich, formados por dos capas separadas por un aislante, y forran tanto dichos lados de la estructura como la base inferior o suelo (23).

7. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que al menos uno de los lados de la estructura, el que se orientará mediante su giro hacia el sol, está totalmente cubierto de captadores (7) fototérmicos integrados en los citados tableros (28), y recogen el calor para aplicarlo a satisfacer las necesidades de agua caliente sanitaria, a calefacción a través del suelo (23) radiante así como a la producción de electricidad para venta a red.

8. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que, opcionalmente, se también se instalan captadores especiales para aprovechamiento de la luz difusa en el tejado que estará en sombra.

9. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que, opcionalmente, para mejorar el enfoque, los captadores (7) fototérmicos se instalan en estructuras motorizadas integrados en tableros (28) instalados en tejados (27) capacitados para modificar su ángulo cenital, en orden a optimizar el enfoque con seguimiento a dos ejes.

10. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que los huecos generados entre los prismas de distinta inclinación que conforman la estructura de la cubierta o parte móvil (3), se contemplan tragaluces (29) que mejoran la luminosidad interior del edificio.

11. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la cubierta periférica o parte móvil (3) adopta distintas formas, tal como una forma compuesta por cinco prismas de sección trapezoidal; una forma compuesta por prismas paraboides invertidos; un diseño singular, en cuyo tejado, a modo de sombrilla, se instalan los captadores (7) fototérmicos; o un diseño singular en que, como variante, sus tejados (27) están dispuestos a distinto nivel.

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12. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según el descrito en las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por consistir en que la columna (4) es el primer elemento que se monta sobre la zapata (5), procediéndose a montar, a continuación, los brazos (16, 16') conformantes de la viga maestra (17), apoyando el castillete (15) sobre el rodamiento (6) motorizado, que se ubica en la parte superior de la columna (4). Seguidamente se procede a montar el suelo 23 móvil con las vigas (22) de base que soportan la terraza (24) circular. Este conjunto, se monta sobre gatos hidráulicos para procurar su nivelación.

Una vez que está a la altura correcta, se procede a abisagrar los tableros (28) que forman los tejados (27), tanto por la parte superior a la viga maestra como por su unión con pernos a las vigas (22) de la base que forman la terraza (24), quedando al estructura prismática montada. Posteriormente, se aflojan gatos y se contrapesa el conjuntó colgante para después proceder al montaje del aro de deslizamiento (2 6) que hace de contrapunto del conjunto móvil. Finalmente, se procede a echar el suelo caliente de la parte móvil (3) y a conectar agua y vertido a las redes de suministro. Una vez fraguado el suelo, se procede a ajustar en altura sobre la base de la columna (4), quedando el conjunto listo para efectuar las pruebas de giro y orientación de la cubierta periférica. Puesto a punto el sistema de seguimiento, se conectan los cables de continua al inversor y a la red.

13. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que la zapata anclada al terreno y construida a partir de hormigón armado, se remata en una brida cuyos taladores son atravesados por unas garrotas roscadas donde se fija la columna (4) mediante tornillos inviolables y la red de tierras; y porque en el interior de la brida se ubican los conductos que alimentarán el edificio con sus respectivos sistemas de conexión a las redes de suministro, disponiéndose, además, de un conducto por donde se introducen los cables de corriente continua que, procedentes de las series de paneles fotovoltaicos, las unen a los inversores situados fuera del edificio.

14. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que a excepción de la zapata (5) y el suelo (23) radiante que se fabrican en obra, todos los subconjuntos que forman el edificio son elementos prefabricados, y salen premontados de origen en unidades cuyo tamaño permita ser fácilmente transportables, en especial la columna (4), los tableros (28) sándwich sobre su estructura y los brazos (16, 16') que forman la viga maestra, procediéndose a su ensamblaje en obra.

15. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que la columna (4) central, sale de fábrica con los elementos sanitarios previstos para los baños (9) que incorpora en su interior, ya montados y terminados con todos sus detalles, así como con los anclajes necesarios para la sujeción de la escalera (11) y cocina (10) que incorporará exteriormente.