ES2761651B2 - Unidad industrializada - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Unidad industrializada
Objeto de la invención
La presente invención pertenece al campo de la edificación, y más concretamente a sistemas de construcción modular industrializada de edificios.
El objeto de la presente invención es un cerramiento o unidad industrializada mejorada para sistemas de construcción modular que elimina elementos estructurales desfavorables y que permite el uso de componentes estándar de proveedores y fabricantes.
Antecedentes de la invención
Actualmente, existen sistemas de construcción de modular. Sin embargo, dichos sistemas pueden incluir elementos estructurales como por ejemplo elementos rigidizadores que se hallan entre filas de paneles que forman la fachada de la construcción modular. Dichos elementos pueden provocar una debilitación del aislamiento térmico en las juntas de dichos paneles, al mecanizar el alojamiento de los elementos rigidizadores. Debido a esto, se puede perder una parte significativa del espesor del aislamiento térmico.
Los sistemas de construcción modular actuales pueden comprender distintos elementos estructurales como elementos de empotramiento de paneles, elementos no estándares a la estructura modular y mecanizados específicos que tienen que ser realizados por los fabricantes de paneles encareciendo y complicando el proceso de construcción de los sistemas modulares actuales.
En los sistemas de construcción modulares actuales no existe cámara de aire de forjado de suelo con el techo entre módulos. Por tanto no se puede distribuir la red de tuberías del sistema de renovación del aire de las viviendas, necesarios en sistemas constructivos con una estanqueidad al paso del aire tan elevada, ya que no se posibilita el paso de tuberías de ventilación.
Por este motivo se hace necesario un sistema de construcción modular que solvente al menos las mencionadas desventajas. La presente invención está relacionada entre otras cosas a la
satisfacción de esta demanda.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a una unidad industrializada caracterizada porque comprende una estructura cuadrangular que define un habitáculo y que comprende una estructura principal de tubería estructural laminada en caliente para sustentación vertical y horizontal y una estructura secundaria de perfiles estándar de acero laminado en frío los cuales se hallan soldados a la estructura de tubería estructural laminada en caliente para formar la fachada de la unidad industrializada.
La unidad industrializada comprende también paneles de fachada exterior y paneles de fachada interior que definen una cámara de aire como se señala en las figuras, donde los paneles de fachada exterior y los paneles de fachada interior se atornillan a la estructura principal de tubería estructural laminada en caliente y a la estructura secundaria de acero laminado en frío. La unidad también incluye paneles de techo contiguos a una cámara de aire, un suelo radiante y una capa de desacoplamiento que posibilita poder colocar sobre el suelo radiante cualquier tipo de revestimiento del suelo.
Ventajosamente, la unidad industrializada de acuerdo con la presente invención evita introducir, entre otros elementos estructurales, cuadradillos rigidizadores entre filas de paneles en la fachada exterior de la unidad, que provocan una debilitación del aislamiento térmico en las juntas al mecanizar el alojamiento de los cuadradillos rigidizadores. Debido a esto se pierde una parte significativa del espesor del mismo.
Adicionalmente, con la unidad propuesta se evita tener que llevar a cabo una operación de mecanizado adicional por parte del suministrador de los paneles, pasando así al uso de productos estándares de los diferentes suministradores de paneles técnicos que se encuentran en el mercado.
Gracias a la configuración propuesta de acuerdo con la presente invención, también se eliminan los elementos estructurales de empotramiento de paneles en la fila superior e inferior de los paneles de fachada exterior. Ventajosamente, esto permite la eliminación de elementos no estándares a la estructura y mecanizados específicos que deben realizar los fabricantes de paneles ya que con las unidades industrializadas propuestas se pasa al uso de productos estándar proporcionados por diferentes panelistas.
Esta configuración evita también el tener que incorporar un tubo estructural en cámara de aire de fachada para condiciones de viento altas en contraste a otros módulos actuales que ya existen en el mercado.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando 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 dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figuras 1A y 1B.- Muestran una vista alzada de dos ejemplos de unidades industrializadas (100) y (200) de acuerdo con la presente invención.
La figuras 2A y 2B.- Muestran una vista alzada de un ejemplo de la estructura de acero laminado en caliente (300) de un edificio y de un sistema de viviendas (400) de acuerdo con la presente invención.
La figuras 3A y 3B- Muestran vistas alzadas de la vivienda (400) incluyendo elementos de las unidades industrializadas de acuerdo con la presente invención.
La figuras 4A y 4B.- Muestran vistas en planta de la vivienda (400) incluyendo elementos de las unidades industrializadas de acuerdo con la presente invención.
Realización preferente de la invención
La figura 1A muestra un primer ejemplo de unidad industrializada (100) de acuerdo con la presente invención. La unidad industrializada (100) comprende una estructura cuadrangular que define una unidad volumétrica de la vivienda. La unidad industrializada (100) comprende una estructura principal de tubería estructural laminada en caliente (5) para sustentación vertical y horizontal y una estructura secundaria de perfiles estándar de acero laminado en frío (4), soldados a la estructura de tubería estructural laminada en caliente (5) para formar la fachada de la unidad industrializada (100).
La unidad industrializada (100) combina una estructura principal de tubería estructural de acero al carbono laminada en caliente (5) con una estructura de perfiles estándar de acero al carbono laminado en frío (4). Estas dos estructuras se combinan en la unidad industrializada como se puede ver en la figura 1A para formar la estructura de la fachada de la vivienda de la
unidad industrializada (100) y que permite la fijación de unos paneles de fachada interiores (6, 7, 8, 9) y unos paneles de fachada exteriores (1, 2, 3) en diferentes formatos y configuraciones.
La unidad industrializada (100) de la presente invención evita tener que introducir elementos estructurales como por ejemplo cuadradillos rigidizadores entre filas de paneles de exteriores (1, 2, 3) ya que dichos elementos provocan en primer lugar una debilitación del aislamiento térmico en las juntas al mecanizar el alojamiento de los cuadradillos. Por ello causan la pérdida de una parte significativa del espesor del aislamiento térmico.
Por otro lado se evita tener que realizar por parte del suministrador de los paneles para la fachada de este tipo de unidades, una operación de mecanizado adicional, pasando con la solución actual al uso de productos estándares de los diferentes suministradores de paneles técnicos del mercado que abaratan y estandarizan la construcción de este tipos de unidades industrializadas.
Gracias a esta configuración también se eliminan los elementos estructurales de empotramiento de paneles en la fachada exterior, beneficiando el proceso de construcción. Al eliminar elementos de proveedores específicos o no estándar de la estructura y mecanizados específicos realizados por los fabricantes de paneles o panelistas, se pasa así a una nueva configuración con productos estándar.
En algunos ejemplos, se añaden correas de tubo estructural en acero al carbono en los paneles de techo de la unidad industrializada (100) por un doble motivo:
Por un lado estas correas permiten rigidizar la unidad (100) en las labores de carga y descarga de las mismas y en las operaciones de transporte y montaje, ya que las unidades (100) están sometidas a esfuerzos de tracción a los que no estaban sometidas en su configuración final en el edificio del que forman parte. Si no se realizara esta rigidización se podrían producir daños en las unidades (100) y sus elementos.
Por otro lado en las labores de montaje de las unidades industrializadas (100) es imprescindible que los operarios que realizan conexiones entre uniones de las unidades industrializadas (100) puedan desplazarse por el techo de las unidades industrializadas (100).
En último lugar con esta configuración de correas en el techo, se permite atornillar los paneles de techo directamente a la estructura de la unidad industrializada, eliminando a su vez mecanizados específicos del fabricante de los paneles y poder así trabajar con productos estándares de los diferentes fabricantes de paneles.
Como se muestra en la figura 1A, los paneles de fachada interiores (6,7,8,9) y los paneles de fachada exteriores (1,2,3) se atornillarán sobre la estructura principal de tubería estructural de acero al carbono laminada en caliente (5), así como sobre la estructura de perfiles estándar de acero al carbono laminado en frío (4) con una distribución de atornillamientos o unión atornillada mostrada en la figura 1A con referencia Z. Esta unión puede ser recomendada por los fabricantes de los paneles para su adecuada fijación segura y sin necesidad de ningún elemento adicional para tal fin.
Los paneles de fachada interiores (6, 7, 8, 9) y los paneles de fachada exteriores (1, 2, 3) pueden tener una configuración estándar del fabricante sin mecanizados adicionales al haber sido estos eliminados en comparación a otros sistemas de cerramiento de construcción modular existentes en el mercado en los que todavía se incluyen mecanizados adicionales como por ejemplo el canal para listones de madera transversales de los paneles interiores de fachada, los canales para perfiles metálicos de arriostramiento superior e inferior de los paneles de fachada exterior, perfiles metálicos de soporte vertical entre columnas de paneles en fachada exterior, etc.
En un ejemplo, los paneles de fachada interiores (6, 7, 8, 9) pueden ser de 1200 mm de ancho disminuyendo a la mitad el número de labores de enlucido respecto a otras soluciones del mercado que son de 550mm. Los paneles de fachada exteriores (1, 2, 3) pueden ser de 550 mm x 2400 mm (medidas estándares) y estarán dispuestos tumbados de acuerdo a la ley de traba ganando en resistencia estructural la fachada.
Se establece como estándar en la unidad (100) que la resistencia al fuego en las cámaras de aire sea de EI 120 min, por lo que se ha sustituido los tableros de “oriented strand board”, OSB o de virutas orientadas por paneles de fibro-yeso, permitiendo eliminar además la manta de lana de roca de las cámaras que se implementa en otras soluciones del mercado para la atenuación acústica debido al excelente comportamiento atenuante acústico del fibro-yeso.
La figura 1B muestra una configuración conjunta de cuatro unidades industrializadas (200) de acuerdo con la presenten invención. En particular en la figura 1B se muestran los
componentes de paneles de fachada exteriores (1, 2, 3), paneles de fachada interiores (6, 7, 8, 9), la perfilería de acero laminado en frío (4), paneles de techo (17, 18, 19) y forjado de suelo (10, 11, 12) con cámara de aire (20) entre ellos. Además se muestra el suelo radiante (13, 14, 15) y la capa de desacoplamiento (16) que posibilita poder colocar sobre el suelo radiante (13, 14, 15) cualquier revestimiento de suelo.
La figura 1B muestra la estructura de forjado de suelo . Esta estructura de forjado de suelo está formada exclusivamente por tubería estructural de acero laminado en caliente y los paneles de suelo están atornillados a las correas que conforman la estructura que comprende el forjado de suelo (10, 11, 12).
En algunos ejemplos, las unidades industrializadas (100), (200) comprenden una cámara de aire (20) entre los paneles de techo y el forjado de suelo (10, 11, 12) siendo en su configuración preferente de 25 cm de alto permitiendo el paso de una o más tuberías (estándar) de renovación de aire así como el posicionamiento de cajas de conexión de tuberías de ventilación.
La unión entre módulos adyacentes de las unidades industrializadas (100), (200), así como la unión entre unidades industrializadas superiores e inferiores se realizada a partir de elementos de unión que se incorporan y atornillan en las partes superiores e inferiores de los pilares de la estructura de la unidades industrializadas (100), (200). La solución propuesta elimina elementos de unión como el “isocorner” ya que no existe tal unión en bancos de datos de software estándares de cálculo de estructuras, por lo que los calculistas no pueden visar los cálculos de la estructura y las OCT’s no puedan aprobar la estructura del edificio con este tipo de uniones. Por otro lado al ser un elemento adicional a la estructura de la unidades industrializadas (100), (200), requieren más trabajo de preparación de la estructura (así como trabajos de soldadura) que si el nudo se incorpora directamente a los pilares estructurales de la unidad industrializada (100). A su vez al tener una sección mayor que los pilares, se requieren soluciones no estándares para ocultar esta demasía y que no se perciba en el producto acabado. Si fuera necesario el “isocorner” para transporte marítimo se acoplaría este con solución atornillada a la base de los pilares de la estructura.
La figura 2A muestra la estructura de acero laminado en caliente (300) de un edificio de viviendas constituida por la unión solidaria de unidades industrializadas (100), (200) como las mostradas en la figura 1A y 1B. La estructura de acero laminado en caliente que conforma el
edificio a partir de la unión solidaria de la estructura de las unidades industrializadas (100), (200) es también solidaria a la cimentación del edificio.
La figura 2B muestra un vista de alzado de un sistema de viviendas (400) resultante de la combinación de la estructura de acero laminado en caliente (300) con uniones solidarias de unidades industrializadas (100), (200).
La estructura total del edificio de viviendas (400) que se construye con este sistema se forma uniendo entre sí las unidades industrializadas (100), (200) haciéndolas solidarias entre sí y solidarias con la cimentación.
La unión solidaria entre unidades industrializadas (100), (200) se realiza mediante una placa comercial a la que están soldadas unos casquillos tanto en la cara superior como inferior de la placa comercial y los cuales están realizados con tubo estructural comercial el cual comprende una sección menor que los pilares de las unidades industrializadas para que puedan encajar en estos.
A los casquillos de la cara superior se les suelda chapa comercial generando un tejado a cuatro aguas para facilitar el posicionamiento de las unidades industrializadas (100), (200) en el montaje. Otras soluciones del mercado no incorporan dichos casquillos siendo más complicado el posicionamiento de las unidades, teniendo que recurrir a palancas, uñas, etc. para realizar la operación, con el consiguiente incremento del riego de los trabajadores, pérdida de tiempo y potenciales daños para forzar el posicionamiento de las unidades industrializadas (100), (200).
La fijación de las uniones entre diferentes unidades industrializas (100), (200) se realiza mediante juegos de tuercas y tornillos, consiguiéndose respecto a otras soluciones del mercado que usan bulón-pasador que se pueda realizar la fijación desde una sola cara. Así, las uniones ofrecen un mejor comportamiento estructural del conjunto y gracias al juego de tuercas y tornillos se puede realizar el ajuste de las uniones entre diferentes unidades industrializas (100), (200) de manera que se eviten escalones entre los paramentos verticales de las unidades industrializadas.
La figura 3A muestra una sección de la planta baja y primera planta de la vivienda (400) como indica la referencia (AB). La figura 3A también muestra una selección X1 de la vista de alzado de la planta baja y de la primera planta de la vivienda (400).
La figura 3B muestra una vista aumentada de la selección X1 donde se pueden apreciar los paneles de fachada exteriores (1, 2, 3). En particular los paneles de fachada exteriores comprenden un panel de fibrocemento o cemento con fibras sintéticas (1) que sustituyen a las fibras de madera de otras soluciones del mercado por su estabilidad respecto a temperatura y humedad comparándola con las fibras de madera, un aislante térmico que en este ejemplo comprende aislante térmico (2) que en este ejemplo comprende poliestireno extruido (XPS) y un panel de fibroyeso (3), que es el material que da a la cámara de aire (20) que se muestra en la figura como la zona con líneas discontinuas.
La figura 3B muestra la vista aumentada de la selección X1 donde se pueden apreciar los paneles de fachada interiores (6, 7, 8 ,9) y los paneles de fachada exteriores (1, 2, 3) atornillados sobre la estructura principal de tubería estructural de acero al carbono laminada en caliente (5). En particular, los paneles de fachada interiores comprenden fibro-yeso (6), XPS como aislante térmico (7), fibroyeso (8) y una placa de cartón yeso o de yeso laminado (9).
La figura muestra también los paneles de techo (17, 18, 19). El panel de techo está compuesto por una capa de fibroyeso en la cara que da a la cámara de aire (20) definida entre los paneles de techo (17, 18, 19) y el forjado de suelo (10, 11, 12) y otra de yeso laminado en la cara que da a la vivienda (400). Se elimina la lana de roca de la cámara entre techo y suelo que se implementa en otros sistemas para atenuación acústica, debido a las buenas propiedades al respecto del fibroyeso. En particular, los paneles de techo (17, 18, 19) comprenden una capa de fibroyeso (19) en contacto con la cámara de aire (20), aislante térmico de XPS (18) y una capa de yeso laminado (17) en la cara que da al interior de la unidad industrializada (100).
La figura 3B muestra también el forjado de suelo (10, 11, 12) que comprende una primera capa de fibroyeso (10) en contacto con la cámara de aire (20), aislante térmico de XPS (11) y una segunda capa de fibroyeso (12). Las unidades industrializadas de acuerdo con la presente invención incluyen una segunda cámara de aire (20) entre módulos. Los paneles de fachada exterior (1, 2, 3) se prolongan por encima de los paneles de techo (17, 18, 19) de forma que al superponer dos unidades industrializadas se crea una segunda cámara de aire (20) que permite el paso de tuberías de renovación de aire y el posicionamiento de cajas de conexión de tuberías de ventilación
A partir del forjado de suelo (10, 11, 12) se incorpora el suelo radiante (13, 14, 15) con una solución en seco de cartón corrugado, encolado con cola hidrófuga, configurada con celdillas que aportan una resistencia a compresión de 500 KPa, y que incluye dos láminas de aluminio para homogenizar la dispersión del calor/frio del sistema. En particular, el suelo radiante comprende un panel reciclable e ignífugo (13), un tubo conductor de calor (14) y placa conductora de aluminio (15).
La figura 4A muestra una vista superior de la primera planta del sistema de viviendas (400) resultante de la combinación de la estructura (300) con uniones solidarias de unidades industrializadas (100), (200). Adicionalmente, la figura 4A muestra una selección X2 de la vista superior de la primera planta de la vivienda (400).
La figura 4B muestra una vista aumentada de la selección X2. En particular, la figura 4B muestra los paneles de fachada exteriores (1,2, 3), los paneles de fachada interiores (6, 7, 8, 9) y la estructura de tubería estructural de acero al carbono laminada en caliente (5) y la estructura de perfiles estándar de acero al carbono laminado en frío (4).
Claims (6)
1. Unidad industrializada (100) caracterizada por que comprende una estructura paralelepípeda que define un habitáculo y que comprende una estructura principal de tubería estructural de acero al carbono laminada en caliente (5) para sustentación vertical y horizontal y una estructura secundaria de perfiles estándar de acero laminado en frío (4), soldados a la estructura principal de tubería estructural de acero al carbono laminada en caliente (5) para formar la estructura de la fachada de la unidad industrializada, que además comprende:
paneles de fachada exterior (1,2, 3), que comprenden un panel de fibrocemento (1), aislante térmico de XPS (2) y un panel de fibro-yeso (3);
paneles de fachada interior (6, 7, 8, 9), que comprenden un panel de fibro-yeso (6), aislante térmico de XPS (7), un panel de fibro-yeso (8) y una placa de yeso laminado (9);
una primera cámara de aire (20) entre los paneles de fachada exterior (1, 2, 3) y los paneles de fachada interior (6, 7, 8, 9), donde los paneles de fachada exterior (1, 2, 3) y los paneles de fachada interior (6, 7, 8, 9) se atornillan a la estructura principal de tubería estructural laminada en caliente (5) y a la estructura secundaria de perfiles estándar de acero laminado en frío (4);
paneles de techo (17, 18, 19);
una estructura de techo formada por correas de tubería estructural de acero laminado en caliente a las que van atornillados los paneles de techo (17,18,19);
un suelo radiante (13, 14, 15) formado por un panel reciclable e ignífugo (13), un tubo conductor de calor (14) y una placa conductora de aluminio (15);
una capa de desacoplamiento (16) la cual permite la colocación de cualquier revestimiento sobre el suelo radiante (13, 14, 15);
forjado de suelo (10, 11, 12) sobre el que está colocado el suelo radiante (13, 14, 15); una estructura del forjado de suelo formada por correas de tubería estructural de acero laminado en caliente a las que va atornillado el forjado de suelo (10,11,12); y donde los paneles de fachada exterior (1,2, 3) se prolongan por encima de los paneles de techo (17, 18, 19) de forma que al superponer dos unidades industrializadas se crea una segunda cámara de aire (20) que permite el paso de tuberías de renovación de aire y el posicionamiento de cajas de conexión de tuberías de ventilación.
2. La unidad industrializada (100) de acuerdo con la reivindicación 1, donde los paneles de techo (17, 18, 19) comprenden:
- una capa de fibro-yeso en contacto con la cámara de aire (20);
- aislante térmico de XPS; y
- una capa de yeso laminado en la cara que da al interior de la unidad industrializada (100).
3. La unidad industrializada (100) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el forjado de suelo (10, 11, 12) comprende:
- una primera capa de fibro-yeso en contacto con la cámara de aire (20); - aislante térmico de XPS; y
- una segunda capa de fibro-yeso.
4. Sistema de vivienda que comprende:
- una estructura de acero, y
- una unión solidaria de unidades industrializadas de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3;
- donde la unión de unidades industrializadas solidarias es también solidaria a la cimentación.
5. Sistema de vivienda de acuerdo con la reivindicación 4,
- donde la unión solidaria de unidades industrializadas entre sí se realiza mediante una placa a la que están soldados unos casquillos realizados con tubo estructural,
- donde los casquillos comprenden una sección menor que unos pilares de las unidades industrializadas para que dichos tubos estructurales puedan encajar en estos.
6. Sistema de vivienda de acuerdo con la reivindicación 4,
- donde una fijación entre uniones de diferentes unidades industrializadas se realiza mediante tornillos desde una sola cara de la unidad industrializada.
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