ES2396519A1 - Edificación prefabricada semienterrada energéticamente sostenible - Google Patents

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Abstract

Edificación cuya característica principal radica en su ubicación semienterrada, lo que le confiere una alta estabilidad de su temperatura interior frente a los cambios de temperatura exterior. Está formada por un elemento de hormigón armado semienterrado (1), que sujeta las tierras que lo cubren (15), por un espacio interior vividero y por una cámara de aire situada entre ambos elementos (exterior e interior). Esta cámara de aire sirve de elemento regulador de la temperatura del espacio vividero, conservando en su interior aire cálido en época de invierno, y permitiendo la circulación de aire fresco en horas nocturnas en época de verano, creando una sensación de confort climático en el interior de la edificación. La utilización de energía renovables (energía solar fotovoltaica, solar térmica, biomasa, etc ...) hace que la edificación sea energéticamente eficiente, reduciendo al mínimo tanto los costes de mantenimiento de la edificación como las emisiones de CO2 a la atmósfera.

Description

EDIFICACiÓN PREFABRICADA SEMIENTERRADA ENERGÉTICAMENTE SOSTENIBLE
Campo de la invención
La presente invención se encuadra en el campo de la edificación, concretamente en el ámbito de las edificaciones prefabricadas energéticamente sostenibles.
Hemos observado que existen muchas situaciones en las que, por encontrarnos alejados de las zonas urbanas, es muy difícil y en ocasiones imposible beneficiarse de suministros básicos, como son el suministro de energía eléctrica, agua sanitaria, saneamiento, etc ....
Para todas esas situaciones, nuestra invención, que vendría a solucionar este problema, consiste en una edificación semienterrada prefabricada de muy rápida construcción. Esta situación de semienterrada hace que sea energéticamente sostenible debido a que mantiene una temperatura interior estable durante todas las estaciones del año, independientemente de las condiciones climáticas exteriores, debido a la protección que le confiere el terreno que lo cubre. Debido a esta causa, el requerimiento energético para climatizar su interior es muy bajo, por lo que se reducen los costes de su mantenimiento. Además, por su diseño, podrá disponer de todos los suministros básicos necesarios, como son los suministros de agua sanitaria, electricidad, saneamiento, independientemente de su ubicación. y como última característica, es una edificación que se integra en el paisaje, teniendo sólo a la vista su fachada de acceso, quedando el resto de la misma cubierta por las tierras que la rodean.
Breve explicación de los dibujos
Fig.1 Representa un corte longitudinal de todo el edificio semienterrado, en el que se pueden encontrar enumerados cada uno de los elementos que forman parte del mismo.
Fig.2 Representa una vista en planta del edificio (corte) lo que permite ver en su totalidad los diferentes habitáculos, y nuevamente enumeradas las principales partes y detalles que lo conforman.
Fig.3 Representa la parte de entrada del edificio, vista frontal del mismo.
Fig.4 Representa una vista cenital del edificio ya construido, por lo que se ve tal y como seria en la realidad, con las placas solares y aljibe a la vista.
Fig.5 Representa un corte transversal de todo el edificio semienterrado, en el que se pueden encontrar enumerados cada uno de los elementos que forman parte del mismo.
Fig.6 Representa en detalle la composición de la superficie pisable (forjado) del
edificio con sus diferentes capas, así como de la estructura portante interior.
Fig. 7 Representa un corte longitudinal de la escalera interior de la edificación con los elementos que la componen.
Fig. 8 Representa un corte transversal de la parte ciega de la fachada del edificio, con los elementos que la componen.
Fig.9 Representa el detalle de la placa para fijación de la estructura portante de los forjados que componen el espacio interior.
Fig.10 a 14 Se corresponde con la variante de la edificación para su uso en campos de golf, donde se observa una esfera adosada a la zona de acceso al edificio simulando una bola de golf.
Explicación de un modo de realización de la invención
La edificación planteada consiste en un contenedor prefabricado formado por la unión de cuatro marcos de hormigón armado de dimensiones interiores 2,00 x 2,00 x 3,00 m (largo x ancho x alto), formando un elemento estructural (1) de dimensión total 8,00 x 2,00 x 3,00 m.
Este elemento irá inclinado 18° con respecto a la horizontal, semienterrado, con una sola cara al aire, por donde tiene su acceso.
Este elemento constructivo está formado interiormente por tres niveles, (con la posibilidad de ampliación uniendo varias estructuras en función de las necesidades) situados a distintas alturas, configurando las siguientes zonas:
•
Zona pública (A), a nivel del terreno exterior.
•
Zona privada (B), situada a una cota de -0,85 m respecto al nivel de acceso, donde se ubica el aseo.
•
Zona de maquinaria (C), situada a una cota de -1,37 m respecto al nivel de acceso, donde se ubican todas las maquinarias de las instalaciones del conjunto.
Para el deposito de este elemento en la tierra, se realizará una plataforma (O), de dimensiones 7,63 x 2,61 m, inclinada 18° respecto a la horizontal, a una profundidad en el lado más alto de 0,85 m respecto del nivel del terreno. Sobre dicha plataforma de terreno natural, se realiza un encachado (2) de 40 cm. de altura que sirva como superficie de apoyo del marco de hormigón armado que tiene la doble función de estructura portante y contención de tierras.
Sobre dicha plataforma se situará el elemento estructural de hormigón armado (1), de dimensiones individuales interiores 2,00 x 3,00 m (ancho x alto). En este caso se trata de la unión de 4 módulos de 2,00 m de profundo. El elemento autoportante, tiene una doble finalidad:
•
18 sujeción de las tierras que rodean al conjunto semienterrado.
28
•
estructura principal de sujeción de forjados-plataformas interiores.
Se realiza además un muro de hormigón armado (4) de dimensiones 0,6 x 0,9 m para la absorción de los esfuerzos horizontales producidos por el peso propio del conjunto. en la zona más profunda de la excavación, en sentido transversal.
Como el elemento de hormigón armado es autoportante, no es necesario realizar ningún elemento de cimentación para absorber los esfuerzos verticales producidos por el peso propio del conjunto.
Para la evacuación del agua del terreno (nivel freático) se realiza un encachado (2) de 40 cm de espesor en la parte inferior del elemento como apoyo del mismo, con tubo drenante (3) en la zona más baja. Se conectará con pozo (28) realizado a 2-3 m de la edificación.
Seguidamente se dispondrá de otro tubo drenante (5), situado sobre el elemento de cimentación (4), para evacuación del agua proveniente de la parte trasera del conjunto. Este tubo irá igualmente conectado con el pozo situado a 2-3 m del edificio (28). En el acceso de la edificación se dispondrá una canaleta (6) de recogida de agua, y una losa de hormigón armado (7) de 15 cm de espesor con pendiente hacia el exterior para evacuar las aguas de lluvia e impedir que accedan al interior de la edificación.
Dado que el elemento estructural de hormigón armado (1) se encuentra inclinado, se realizarán las distintas plataformas horizontales mediante una estructura auxiliar de perfiles de acero laminado L200 (6.1), soldados a placas de anclaje (32) de dimensión 30 x 30 cm, fijadas a las paredes del marco de hormigón armado (1) mediante taco y tornillo, como se aprecia en el dibujo (9.1) Y (9.2).
Sobre dicho perfil "L" (6.1) se dispondrá como elemento horizontal resistente una rejilla formada por pletinas de acero galvanizado (6.2), electro soldadas entre sí, de dimensiones 45 x 4 mm.
Tendrán una separación entra las mismas de 3 cm, sobre el que se colocará un tablero de madera prensada de tipo OSB 3 (6.3), resistente al efecto del agua, de 18 mm de espesor.
Este elemento sirve de apoyo horizontal de las distintas plataformas que componen el conjunto.
Sobre dicho elemento estructural se colocará el sistema de suelo radiante (6.5) de la instalación de calefacción, compuesto por placa aislante de gran espesor (6.4), con tetones (6.6) guía para la sujeción de las tuberías que conducen el agua caliente de la instalación, capa de compresión de 5 cm. de hormigón ligero (6.7) , adhesivo (6.8) y solado (6.9) (variable en cada caso).
El elemento estructural de hormigón armado (1) que conforma la estructura exterior no está cerrado por la zona frontal y posterior. El cerramiento frontal, por donde tiene su acceso está formado por una parte fija y opaca (12) (parte superior) y una parte transparente y practicable (11) (parte inferior).
La parte baja (11), que es practicable, está formada por una cristalera corredera de 3 hojas de dimensiones 0,67 x 2,10 m, realizada a base de carpintería de aluminio lacado en color madera, con acristalamiento doble con cámara de aire interior, con rejilla regulable en parte inferior.
Esta configuración de 3 hojas correderas permite un paso libre, una vez abierta, de 2/3 del hueco. La dimensión total del hueco de entrada es de 1,86 m dejando un paso libre de 1,19 m, una vez desplazadas las 3 hojas hacia un extremo del hueco (figura 37alzado frontal).
La parte superior, fija y opaca, se realiza con panel (12) conformado por una chapa exterior de aluminio lacada en color madera, con aislamiento térmico en su cara interior.
Este panel de fachada se sujeta al elemento estructural de hormigón armado (1) mediante una estructura metálica formada por perfil de acero laminado T100.11 (8.1)
en parte inferior, y perfil de acero laminado L70.6 (8.2) en parte superior, sobre los que se atornilla el panel de fachada (12).
Este panel lleva en su parte superior una rejilla fija (34) para evacuación del aire interior.
Los perfiles laminados (8.1,8.2) irán dispuestos horizontalmente anclados al marco (1) mediante placas de anclaje (9.1)
La cara posterior del elemento estructural también está abierta. Esta cara quedará enterrada, por lo que su cierre tiene un cometido distinto al de la cara principal de acceso; debe contener las tierras de relleno (15) que cubren la edificación. Para ello se dispondrá de un elemento de cierre continuo en toda la superficie del hueco, utilizando una chapa grecada de acero galvanizado (13) fijada a una estructura auxiliar de dos perfiles laminados tipo IPE100 (14), colocados en sentido vertical en los extremos del hueco, sobre los que se fijará el elemento de cierre (13).
Estos perfiles metálicos (14) irán fijados al marco de hormigón armado (1) mediante placas de anclaje (32), similares a las utilizadas en el resto de elementos estructurales. (Esto último, no es definitivo, ya que contemplamos la posibilidad de que dicha estructura venga cerrada de fábrica, por lo que no haría falta su cerramiento en las condiciones antes descritas).
En el interior de la edificación, para la conexión de las tres plataformas interiores, se utilizarán escaleras realizadas a base de vigas zancas (7.1) de perfiles de acero laminado tipo UPN120, soldados a las vigas principales (6.1). Como peldar'ío se utilizará tablero de madera maciza de 19 mm de espesor (7.2) anclados a la viga zanca (7.1) mediante perfiles en L (7.3) soldados a la misma.
Finalmente, como elemento de cierre de la tabica del peldar'ío, se utilizará el mismo tablero (7.2) utilizado para la formación de la zona de pisada o huella.
Como cerramiento del exterior, se disponen los elementos (11,12,13 Y 14). Sin embargo, el espacio situado sobre las plataformas que configuran la zona pisable interior se debe cerrar para conformar los espacios vivideros. Todos los cerramientos interiores verticales se realizarán con paneles de cartón-yeso
(16) sujetos mediante perfiles verticales en forma de C (17) anclados a suelo y techo. Este elemento de cartón-yeso irá pintado con pintura plástica lisa de diversos colores.
De igual manera se realiza el cerramiento del techo, mediante una estructura colgada de perfiles en forma de T (18), anclados a la cara inferior del techo del marco de hormigón armado (1), sobre el que se fijan paneles de cartón-yeso (16) formando un plano horizontal (inclinado en el caso de la zona de escalera).
Al igual que las paredes, el techo irá pintado de pintura al temple color blanco. El solado (6.9) podrá ser de tipo cerámico, de madera o continuo (plástico, etc .... ) según requerimiento.
Como elemento fundamental de la edificación, para la regulación de la temperatura del espacio interior vividero, se realiza una cámara de aire de espesor variable, dispuesta entre el elemento exterior estructural de hormigón armado (1) Y el espacio interior vividero. Esta cámara de aire se ventila a voluntad, para conseguir, en primer lugar, eliminar la posible acumulación de humedad proveniente del terreno, y en segundo lugar, conseguir una bajada de la temperatura del aire contenido en el interior de la misma en época estival, mediante el proceso denominado "ventilación nocturna".
A través de unas rejillas aireadoras (33-34) dispuestas en la fachada de la edificación, abiertas en horas nocturnas de época estival, se produce un intercambio de calor entre el aire contenido en el interior de la cámara de aire y la atmósfera, debido a la mayor temperatura de dicho aire interior. Este intercambio de calor produce una diferencia de presión entre ambos ambientes, generando corrientes de aire caliente desde el interior hacia la atmósfera y de aire fresco desde la atmósfera hacia el interior de la cámara de aire, refrescando y bajando la temperatura del aire interior. Antes de que la temperatura del aire exterior supere a la temperatura del aire interior y se invierta el proceso, se cierran las rejillas aireadoras, almacenando aire a menor temperatura en el interior de la cámara de aire. Este aire interior fresco no se calentará por el efecto del soleamiento al encontrarse enterrada la edificación, lo que le permitirá mantenerse a baja temperatura durante todo el día, produciendo una sensación de confort en el espacio interior vividero, con una temperatura estable e inferior a la existente en el exterior de la edificación.
Para la producción de la energía eléctrica de autoconsumo de la edificación se utilizará una instalación de captación fotovoltaica (21), dispuesta en la parte superior de la construcción, apoyada sobre el terreno que cubre la misma. Esta instalación irá dimensionada en función del requerimiento energético de la construcción.
Se dispondrá de un aljibe (19, 22 Y 23) para acumulación de agua pluvial, compuesto por una balsa de captación (19), conectada con un depósito (22) de 2.000 1, mediante una tubería enterrada (23).
Todo el sistema irá dispuesto en la cubierta del elemento, con el depósito enterrado y la balsa de captación apoyada sobre el terreno. Este sistema de acumulación dará servicio a las necesidades de agua sanitaria y del sistema de hidroclimatización, aunque en algún momento será necesario el aporte de agua, principalmente en épocas de calor o poca pluviosidad.
Para ello se dispondrá de un registro directo (27) del depósito (22) por el que se pondrá realizar el aporte de agua en caso necesario.
Como sistema de climatización de la edificación se utilizará una instalación de aporte al ambiente de agua vaporizada (24) mediante unos difusores (25) conectados a la unidad evaporadora (24) mediante una tubería (26) colgada del techo. Este sistema aporta al ambiente agua vaporizada consiguiendo una sensación térmica de menor temperatura, aumentando el confort interior.
A este sistema, previsiblemente, habrá que aportar agua en los momentos de mayor temperatura ambiente y menor captación de agua pluvial, mediante el registro (27) del depósito de agua (22).
El sistema de saneamiento recoge las aguas provenientes del terreno, y se conducen mediante los tubos drenantes (3-5) hasta el pozo de acumulación de agua (28), situado en la zona derecha del conjunto a una distancia de 2-3 m de la misma, alejando lo más posible el agua de la edificación.
Para la evacuación de las aguas residuales provenientes del aseo, se dispone de una red colgada de tuberías y bote sifónico (29) por debajo del forjado del aseo, conectado a una fosa séptica (30) registrable (31), situada en el exterior de la edificación bajo el nivel de dicho forjado, con filtro para la depuración de las aguas. Este sistema tiene un alto rendimiento en la depuración de los residuos producidos.
Por ultimo, en cuanto al sistema de producción ACS (agua caliente sanitaria), y calefacción se utilizara energías renovables como son biomasa y energía solar térmica en función de las necesidades generadas por las distintas posibles ubicaciones de la edificación.
Otra forma de construcción (Variación)
Como elemento identificativo de la edificación, y dependiendo de la ubicación (campo de golf, coto de caza, sendas de montañismo, etc) se dispondrá de un elemento de fachada acorde con el entorno, mediante un elemento tipo decorado.
Como variante de la edificación, para el caso de su uso como caseta de vigilancia de un campo de golf, se adosará en la zona de acceso a la edificación una esfera (36) de 2,60 m de radio semienterrada, quedando al aire una porción de 3,93 m de altura, simulando una bola de golf clavada en la arena. Para conseguir este efecto se rodeará la esfera (36) de grava de color blanco (37), simulando las trampas de arena (bunkers) existentes en los recorridos de los campos de golf.
Enfrentada a la fachada principal de la edificación (11-12) se realizara una puerta (38) en la esfera para el acceso a la edificación, de dimensiones 2,10 x 2,40 m (altoancho).
La esfera (36), servirá como elemento identificativo de la edificación y de su situación, pudiéndose utilizar en determinadas ocasiones como elemento de anuncio de diversas marcas comerciales de artículos de golf.
Esta edificación se situará en el comienzo de dicho recorrido, en la salida o tee del hoyo nO 1, y servirá para albergar los servicios de control horario de las salidas del recorrido.
El espacio interior de dicha esfera (36) se podrá utilizar como punto de encuentro además de zona de protección de las inclemencias meteorológicas de las personas el recorrido de golf.

Claims (11)

  1. Reivindicaciones
    1. Edificación prefabricada semienterrada energéticamente sostenible que se caracteriza porque comprende:
    •
    Un elemento estructural de hormigón armado semienterrado (1) para sujeción de las tierras que lo cubren (15).
    •
    Espacio interior vividero, cerrado por todos sus lados excepto por su acceso, donde se ubican las estancias que componen la edificación.
    •
    Cámara de aire ventilada de espesor variable, situada entre el elemento estructural exterior (1) y el espacio interior vividero, con función de regulación de la temperatura del espacio interior y de eliminación de la humedad proveniente del terreno.
    •
    Sistema de climatización natural del espacio interior en época estival, mediante proceso de ventilación nocturna de la cámara de aire a través de rejillas aireadoras (33-34), dispuestas en la fachada de la edificación.
    •
    Instalación de recogida y almacenamiento de agua pluvial mediante aljibe (19,22 Y 23) situado en la cubierta de la edificación.
    •
    Sistema de producción de energía eléctrica mediante instalación de captación de energía solar fotovoltaica (21).
    •
    Sistema de producción de AC.S. (agua caliente sanitaria) y calefacción mediante instalación de energía renovable (energía solar térmica, biomasa).
    •
    Red de saneamiento colgado (29) para evacuación de las aguas residuales provenientes del aseo hasta fosa séptica (30) registrable (31) situada en el exterior de la edificación, dotada de filtro para la depuración de los residuos producidos.
    •
    Red de evacuación de aguas provenientes del terreno (3 y 5) hasta pozo
    (28) situado a una distancia de 2-3 m de la edificación.
  2. 2. Edificación prefabricada semienterrada energéticamente sostenible dependiente de la reivindicación primera que se caracteriza porque comprende:
    • Una esfera (36) de 2,60 m de radio, semienterrada, adosada a la fachada de la edificación, quedando al aire una porción de 3,93 m de altura, simulando una bola de golf clavada en la arena. Para conseguir este efecto se rodeará la esfera (36) de grava de color blanco (37), simulando las trampas de arena (bunkers) existentes en los recorridos de los campos de golf.
  3. 3. Edificación prefabricada semienterrada energéticamente sostenible dependiente de la reivindicación primera que se caracteriza porque comprende:
    • Un decorado en su fachada de acceso que simule una construcción típica en función de su ubicación y del uso al que se destine.
  4. 4. Edificación prefabricada semienterrada energéticamente sostenible dependiente de la reivindicación primera que se caracteriza porque comprende: • La unión de varios elementos para la formación de un conjunto de mayor tamaño, en función del programa de necesidad.
    FIGURA 1
    FIGURA 4
    ··· FIGURA 5<1------¡ 1
    l
    I FIGURA
    FIGURA J
    FIGURA 4
    FIGURA 5
    FIGURA 6
  5. 6.3
  6. 6.2
  7. 6.1
    FIGURA 7
    1-1
  8. 7.1
    FIGURA 9
  9. 9.2
  10. 6.1
  11. 9.1
    FIGURA 10
    FIGURA 14
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    .
    FIGURA 13
    FIGURA 12
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    FIGURA 14
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