ES2725614B2 - SUSTAINABLE ECOCIBERNETIC SYSTEM FOR BUILDINGS - Google Patents
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Description
SISTEMA BIOCLIMÁTICO PARA FACHADAS DE EDIFICIOSBIOCLIMATIC SYSTEM FOR BUILDING FACADES
D E S C R I P C I Ó ND E S C R I P T I O N
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un sistema biodimático para fachadas de edificios, sistema que comprende paneles prefabricados de hormigón, con carácter tridimensional y que están afectados de perforaciones en combinación con relieves para permitir la entrada de rayos solares en invierno e impedir dicha entrada en verano, de ahí que cada panel sea considerado como un panel bioclimático tridimensional.The present invention refers to a biodimatic system for building facades, a system that comprises precast concrete panels, with a three-dimensional character and that are affected by perforations in combination with reliefs to allow the entry of solar rays in winter and prevent said entry in summer Hence, each panel is considered a three-dimensional bioclimatic panel.
La invención se encuadra en el sector técnico de la construcción, más concretamente en el relativo a los paneles prefabricados de hormigón.The invention falls within the technical sector of construction, more specifically that relating to precast concrete panels.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Existe una amplísima gama de paneles de hormigón prefabricados tanto para fachadas como para cubiertas disponibles actualmente en el mercado. Estos paneles son relativamente baratos y su formato suele ser el de una pieza mediana / grande, por encima de los 2m2. La gran mayoría de las variaciones en este tipo de paneles se basan en parámetros estéticos (diversidad de tamaños, tipos de junta, colores, patrones, texturas etc.) o en el sistema de anclaje al edificio. Estos paneles se limitan a cumplir una función meramente estética, de revestimiento exterior, sin ninguna aportación extra al edificio. Se comporta como un elemento de construcción.There is a very wide range of precast concrete panels for both facades and roofs currently available on the market. These panels are relatively cheap and their format is usually that of a medium / large piece, over 2m2. The vast majority of the variations in this type of panel are based on aesthetic parameters (diversity of sizes, types of joint, colors, patterns, textures, etc.) or on the anchoring system to the building. These panels are limited to fulfilling a merely aesthetic function, as an exterior cladding, without any extra contribution to the building. It behaves like a construction element.
Se pueden encontrar en el mercado distintos tipos de paneles de hormigón prefabricado con perforaciones de distintos tipos. Un ejemplo puede ser la gama de paneles Omega Zeta ETA 13/0241 que contiene diversos paneles con distintos tipos de perforaciones, cuadradas, circulares, troncocónicas, etc. colores y acabados. Pero siempre con una función puramente estética y tratándose de un elemento esencialmente plano. Different types of precast concrete panels with perforations of different types can be found on the market. An example can be the Omega Zeta ETA 13/0241 range of panels that contains various panels with different types of perforations, square, circular, frustoconical, etc. colors and finishes. But always with a purely aesthetic function and being an essentially flat element.
Teniendo en cuenta que la envolvente de un edificio, y la composición de esta, es el factor más importante en el funcionamiento energético del mismo. Y lo crucial que resulta, sobre todo hoy en día, optimizar al máximo posible este funcionamiento energético para así reducir el impacto medioambiental que genera. Resulta evidente que la envolvente de los edificios debe incorporar sistemas para mejorar la eficiencia energética de los mismos. La industria de la construcción prefabricada resulta una opción coherente con estos conceptos ya que el impacto medioambiental de los elementos prefabricados es menor que el de la construcción tradicional. Pero más allá de eso, en cuanto a los elementos prefabricados de fachadas, no hay en el mercado paneles que incorporen conceptos y características bioclimáticas específicas que ayuden a mejorar el funcionamiento energético de los edificios.Taking into account that the envelope of a building, and its composition, is the most important factor in its energy performance. And how crucial it is, especially today, to optimize this energy operation as much as possible in order to reduce the environmental impact it generates. It is clear that the envelope of buildings must incorporate systems to improve their energy efficiency. The precast construction industry is a consistent option with these concepts since the environmental impact of precast elements is lower than that of traditional construction. But beyond that, in terms of prefabricated façade elements, there are no panels on the market that incorporate specific bioclimatic concepts and characteristics that help improve the energy performance of buildings.
Así pues, lo existente hasta el momento son paneles que se comportan como elementos en la construcción.Thus, what exists so far are panels that behave as elements in construction.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
El sistema bioclimático para fachadas de edificios que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, estando previsto para que además de constituir un revestimiento o envolvente exterior de una fachada, cumpla otras funciones climáticas, y más concretamente una función bioclimática pasiva.The bioclimatic system for building facades that is advocated fully satisfactorily solves the aforementioned problem, being planned so that in addition to constituting a cladding or outer envelope of a facade, it fulfills other climatic functions, and more specifically a passive bioclimatic function.
Más concretamente, cada panel que participa en el sistema bioclimático de la invención es un panel de hormigón armado que está afectado de perforaciones en combinación con relieves, estando éstos dotados de una inclinación tal que posibilitan el paso de la radiación solar durante épocas hibernales impidiendo el paso de los rayos solares en épocas estivales, debido a la diferencia de inclinación en dicha radiación.More specifically, each panel that participates in the bioclimatic system of the invention is a reinforced concrete panel that is affected by perforations in combination with reliefs, these being equipped with such an inclination that they allow the passage of solar radiation during winter seasons, preventing the passage of solar rays in summer, due to the difference in inclination in said radiation.
Concretamente cada panel presenta una pluralidad de perforaciones distribuidas regularmente por toda la superficie del panel, que pueden ser de configuración hexagonal u octogonal, de manera tal que los relieves se corresponden con las perforaciones y por lo tanto su configuración podrá ser también hexagonal u octogonal, con la especial particularidad de que el panel puede estar afectado en su totalidad de perforaciones y relieves, o bien estar afectado parcialmente de perforaciones, por ejemplo un 70% de perforaciones y un 30% ciego, ocurriendo otro tanto con los relieves.Specifically, each panel has a plurality of perforations regularly distributed over the entire surface of the panel, which can be hexagonal or octagonal, in such a way that the reliefs correspond to the perforations and therefore their configuration can also be hexagonal or octagonal, with the special feature that the panel can be entirely affected by perforations and reliefs, or partially affected by perforations, for example 70% of perforations and 30% blind, the same happening with the reliefs.
En cualquier caso, las perforaciones y relieves proporcionan un carácter tridimensional al panel, pudiendo ser el número de perforaciones distinto al número de relieves y estar afectado el panel de perforaciones sin ocupar la totalidad de la extensión del panel, al igual que con los relieves.In any case, the perforations and reliefs provide a three-dimensional character to the panel, the number of perforations being different from the number of reliefs and the perforation panel being affected without occupying the entire extension of the panel, as with the reliefs.
En definitiva, se trata de que el sistema se basa en un panel bioclimático de hormigón prefabricado con relieves y perforaciones, siguiendo una malla octogonal o hexagonal, de manera que ambos modelos presentan partes en relieve diseñadas de tal manera que optimizan la entrada de la radiación solar directa en los meses hibernales y la minimizan en la temporada estival, siendo la distribución y proporción de perforaciones y relieves variable dependiendo de la función del panel y los atributos que se le quieran conseguir.Ultimately, it is that the system is based on a precast concrete bioclimatic panel with reliefs and perforations, following an octagonal or hexagonal mesh, so that both models have relief parts designed in such a way that they optimize radiation entry. Direct solar in the winter months and minimized in the summer season, with the distribution and proportion of perforations and reliefs variable depending on the function of the panel and the attributes that you want to achieve.
De acuerdo con el sistema de la invención, en base al panel en que se fundamenta el sistema, se consigue un sistema bioclimático que permite obtener una aportación importante en el comportamiento de la piel o envolvente de la fachada del edificio, frente a su entorno climático.According to the system of the invention, based on the panel on which the system is based, a bioclimatic system is achieved that makes it possible to obtain an important contribution to the behavior of the skin or envelope of the building's façade, compared to its climatic environment. .
La diferencia principal respecto a los paneles disponibles en el mercado reside en su tridimensionalidad, ya que entre los paneles disponibles en el mercado actualmente se pueden encontrar infinidad de modelos con diferentes texturas, colores, perforaciones, colores, o bajorrelieves, pero siempre se trata de elementos esencialmente bidimensionales.The main difference with respect to the panels available in the market resides in their three-dimensionality, since among the panels available in the market today you can find countless models with different textures, colors, perforations, colors, or bas-reliefs, but it is always about essentially two-dimensional elements.
Lo que da al panel la capacidad de filtrar la radiación solar directa de forma óptima a lo largo del año, tanto en la versión de malla octogonal como hexagonal, es la combinación de relieves y perforaciones y en definitiva su tridimensionalidad.What gives the panel the ability to optimally filter direct solar radiation throughout the year, both in the octagonal and hexagonal mesh versions, is the combination of reliefs and perforations and ultimately its three-dimensionality.
Consecuentemente, la sección del panel está diseñada de manera que los ángulos y la posición de los relieves y perforaciones permitan el paso de la radiación solar directa en la época hibernal, cuando los rayos inciden de forma más horizontal sobre la fachada, y la obstruyen en su totalidad en verano cuando los rayos inciden con más verticalidad.Consequently, the section of the panel is designed in such a way that the angles and the position of the reliefs and perforations allow the passage of direct solar radiation in the winter season, when the rays strike more horizontally on the façade, and obstruct it in its entirety in summer when the rays strike more vertically.
De esta manera el panel permite la entrada de radiación solar, que posteriormente se transforma en calor, en el invernó y la impide en verano cuando hay normalmente exceso de calor en el interior del edificio.In this way, the panel allows the entry of solar radiation, which is subsequently it transforms into heat, in the winter and prevents it in summer when there is normally excess heat inside the building.
Una de las grandes ventajas que se ofrece al tratarse de un sistema es que como tal puede dar soluciones integrales como es el caso de la rehabilitación de edificios existentes. El sistema está compuesto por diferentes elementos lo que le permite adaptarse a diferentes situaciones. En una rehabilitación de la envolvente de un edificio tipo los distintos modelos de panel se aplican según las condiciones específicas en cada punto, por ejemplo, se aplicaría un panel con un grado medio de perforación delante de las aberturas de baños y cocinas, de forma que se mantiene la ventilación y la iluminación, un panel completamente opaco en las zonas sin aberturas y un panel practicable perforado en las aberturas de salas u oficinas. De esta forma se da solución a la totalidad de la rehabilitación de la envolvente utilizando únicamente un mismo sistema, que no solo cambiaria totalmente el aspecto del edificio sino que al mismo tiempo estaría mejorando las propiedades energéticas de la piel, reduciendo el consumo y consecuentemente el gasto y las emisiones de CO2 producidas por el edificio.One of the great advantages offered by being a system is that as such it can provide comprehensive solutions such as the rehabilitation of existing buildings. The system is made up of different elements which allows it to adapt to different situations. In a rehabilitation of the envelope of a typical building the different panel models are applied according to the specific conditions at each point, for example, a panel with a medium degree of perforation would be applied in front of the openings of bathrooms and kitchens, so that ventilation and lighting are maintained, a completely opaque panel in the areas without openings and a perforated practicable panel in the openings of rooms or offices. In this way, a solution is provided to the entire rehabilitation of the envelope using only the same system, which would not only totally change the appearance of the building but at the same time would improve the energy properties of the skin, reducing consumption and consequently the expenditure and CO2 emissions produced by the building.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is going to be made below and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of a practical embodiment thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
La figura 1.- Muestra una vista por la cara anterior de un panel de malla hexagonal, que participa en un sistema bioclimático para fachadas de edificios realizado de acuerdo con el objeto de la invención.Figure 1.- Shows a view from the front face of a hexagonal mesh panel, which participates in a bioclimatic system for building facades carried out in accordance with the object of the invention.
La figura 2.- Muestra un detalle en perspectiva de una porción del panel representado en la figura anterior.Figure 2.- Shows a detail in perspective of a portion of the panel represented in the previous figure.
La figura 3.- Muestra un detalle en sección del panel de la figura 1, viéndose los relieves y su inclinación.Figure 3.- Shows a sectional detail of the panel of figure 1, showing the reliefs and its inclination.
La figura 4.- Muestra, una vista de un panel de malla octogonal.Figure 4.- Shows a view of an octagonal mesh panel.
La figura 5.- Muestra un detalle en prespectiva de una esquina del panel de la figura anterior.Figure 5.- Shows a perspective detail of a corner of the panel of the previous figure.
La figura 6.- Muestra un detalle en sección de la configuración e inclinación de los relieves que participan en el panel de las figuras 4 y 5.Figure 6.- Shows a detail in section of the configuration and inclination of the reliefs that participate in the panel of Figures 4 and 5.
La figura 7.- Muestra una vista en perspectiva de un panel de perforaciones hexagonales y relieves, afectando a la totalidad de la superficie del panel.Figure 7.- Shows a perspective view of a panel with hexagonal perforations and reliefs, affecting the entire surface of the panel.
La figura 8.- Muestra una vista en perspectiva de la cara frontal de un panel de malla hexagonal sin relieves.Figure 8.- Shows a perspective view of the front face of a hexagonal mesh panel without reliefs.
La figura 9.- Muestra una vista en perspectiva de un panel sin perforaciones pero con relieves, afectando a la totalidad de la superficie del panel.Figure 9.- Shows a perspective view of a panel without perforations but with reliefs, affecting the entire surface of the panel.
La figura 10.- Muestra una vista en perspectiva de un panel en el que tanto las perforaciones como los relieves afectan a parte de la superficie del panel.Figure 10.- Shows a perspective view of a panel in which both the perforations and the reliefs affect part of the panel surface.
La figura 11.- Muestra una vista en sección por un plano vertical del funcionamiento de un panel en invierno.Figure 11.- Shows a sectional view through a vertical plane of the operation of a panel in winter.
La figura 12.- Muestra una vista en sección por un plano vertical del funcionamiento de un panel en verano.Figure 12.- Shows a sectional view through a vertical plane of the operation of a panel in summer.
La figura 13.- Muestra una vista en explosión de un panel combinado con una placa de vidrio o cristal y un conducto de circulación del agua para definir unos medios de calentamiento de agua análogos a los de un panel solar térmico. Figure 13.- Shows an exploded view of a panel combined with a glass or crystal plate and a water circulation conduit to define water heating means analogous to those of a thermal solar panel.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como el sistema biodimático para fachadas de edificios de la invención se basa en utilizar paneles (1) de hormigón prefabricado, que pueden estar afectados de perforaciones hexagonales (2) o perforaciones octogonales (2’), de manera tal que dichas perforaciones (2-2’) se complementan con relieves (3) para los paneles de perforaciones hexagonales, y releves (3’) para los paneles de perforaciones octogonales.In view of the outlined figures, it can be seen how the biodimatic system for building facades of the invention is based on using precast concrete panels (1), which may be affected by hexagonal perforations (2) or octagonal perforations (2 ') , in such a way that said perforations (2-2 ') are complemented by reliefs (3) for the hexagonal perforation panels, and reliefs (3') for the octagonal perforation panels.
Como se puede ver en la figura 7, las perforaciones (2), en este caso hexagonales, afectan a la totalidad de la superficie, ocurriendo otro tanto con los relieves (3), mientras que en la figura 8 el panel (1) presenta perforaciones (3) hexagonales que afectan a la totalidad de la superficie, careciendo de relieves, mientras que en la figura 9 el panel solo está afectado de relieves (3).As can be seen in figure 7, the perforations (2), in this case hexagonal, affect the entire surface, the same happening with the reliefs (3), while in figure 8 the panel (1) presents Hexagonal perforations (3) that affect the entire surface, lacking reliefs, while in figure 9 the panel is only affected by reliefs (3).
Por su parte, en la figura 10 se muestra el panel 1 en el que las perforaciones hexagonales (2) ocupan parte de la superficie del panel, ocurriendo otro tanto con los relieves (3), es decir que los paneles, tanto en la versión de malla hexagonal o malla octogonal, pueden estar perforados en su totalidad y tener relieves en su totalidad, en correspondencia con las perforaciones, o bien presentar perforaciones sin relieves, o relieves sin perforaciones, así como presentar perforaciones y relieves que solo afecten a una zona o parte del panel, por ejemplo 70-30% u otra combinación que se estime conveniente.On the other hand, figure 10 shows panel 1 in which the hexagonal perforations (2) occupy part of the panel surface, the same happening with the reliefs (3), that is to say that the panels, both in the version of hexagonal mesh or octagonal mesh, they can be perforated in their entirety and have reliefs in their entirety, in correspondence with the perforations, or present perforations without reliefs, or reliefs without perforations, as well as present perforations and reliefs that only affect one area or part of the panel, for example 70-30% or another combination that is deemed convenient.
Según se muestra en las figuras 11 y 12, la sección del panel (1) en ambos casos, y en virtud de los relieves, hace que los rayos solares (4-4’) pasen o no pasen a través de las perforaciones del panel, según sea la estación de invierno o de verano, siendo la cara exterior la de la izquierda y la cara interior la de la derecha.As shown in figures 11 and 12, the section of the panel (1) in both cases, and by virtue of the reliefs, causes the solar rays (4-4 ') to pass or not pass through the perforations in the panel , depending on the winter or summer season, the outer face being on the left and the inner face on the right.
El panel (1) en cualquiera de sus versiones, puede complementarse con un cristal (5), y un conducto de circulación de agua (6), para formar un colector solar, en orden a calentar el agua que circula por el conducto (6), complementándose el colector solar con un marco metálico (7).The panel (1) in any of its versions, can be complemented with a glass (5), and a water circulation duct (6), to form a solar collector, in order to heat the water that circulates through the duct (6 ), complementing the solar collector with a metal frame (7).
El panel o paneles (1) darían una función extra a los cerramientos, como colectores solares, pudiendo estar parcialmente perforados, lo que posibilita la entrada de luz y permitiendo constituir toda la instalación solar con un solo elemento constructivo, que actúa como colector solar y cerramiento del recinto de instalaciones. The panel or panels (1) would give an extra function to the enclosures, such as solar collectors, They can be partially perforated, which allows the entry of light and allows the entire solar installation to be constituted with a single constructive element, which acts as a solar collector and enclosure of the facilities enclosure.
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