WO2016181375A2 - Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica - Google Patents

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WO2016181375A2
WO2016181375A2 PCT/IB2016/054128 IB2016054128W WO2016181375A2 WO 2016181375 A2 WO2016181375 A2 WO 2016181375A2 IB 2016054128 W IB2016054128 W IB 2016054128W WO 2016181375 A2 WO2016181375 A2 WO 2016181375A2
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Parra Saavedra Edgar Hernan
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    • E04B2103/06—Material constitution of slabs, sheets or the like of metal

Definitions

  • the structural system of walls and plates with bioclimatic and acoustic application is related to the creation of a general structure of buildings, walls, ceilings and floors with thermal and acoustic insulation from an earthquake-resistant structure in steel beams and hollow columns complemented with walls and plates in oval pipe made of steel sheets, which can be installed both vertically and horizontally with their own adjustment means in a building for air recirculation, with interconnected and directed tubular structures that contain thermal and acoustic insulating materials that control air flows inside to modify the climatic and / or acoustic conditions inside the building.
  • the hollow pipes of the new application form non-bearing walls and plates in which tubes will eventually be used as joists, in accordance with the provisions of the earthquake resistance codes. Additionally, when using a 60 mm oval tube, an increase in the housing area of the new construction is achieved.
  • Another innovative feature in the bioclimatic and acoustic structural system is the use of walls and plates as elements that additionally allow the application of passive air conditioning and / or acoustic comfort systems that do not exist in any proposed solution.
  • the same elements are used as containers of other materials for thermal and / or acoustic control;
  • the thermal conductivity of the surface of the steel pipes will be controlled by decreasing the areas of conductivity with longitudinal grooves in the contact surfaces between tubes and / or by coating the sheet, without affecting its function as a wall or as a plate inside the building.
  • the traditional construction is quite heavy due to the materials used, and if you want to reuse the construction materials at the end of the life of the project, only 20% of the materials used can be recycled, while thanks to the material from which the bioclimatic and acoustic structural system is made, its weight is much less than that of a traditional construction, and allows the reuse of 95% of its components thus reducing the carbon footprint of this building at the end of its useful life of the project, last but not least, the pipelines made with the traditional construction, being built by several elements and that are glued with mortar, can not guarantee the tightness or integrity of the pipeline, while the bioclimatic structural system and acoustic allows the ducts to better withstand the flexural loads that they may suffer throughout their useful life, this thanks to that the steel of the new application perfectly supports the bending loads.
  • the invention solves the technical problem of climate and sound control in buildings by creating plates and walls for buildings with their own air recirculation mechanism with interconnected and directed tubular structures that contain thermal and acoustic insulating materials and that control air flows inside in order to modify the climatic and / or acoustic conditions inside the building.
  • Traditional structural systems depend on a high percentage of active air conditioning systems that imply higher installation, operation and maintenance costs, which historically have made it impossible to generate adequate climatic conditions for a high percentage of the population.
  • the technical problem of temperature and sound control inside a building with the same structural composition, without external temperature control accessories or added insulators, is overcome because the walls and plates of the building
  • the structure can be used as containers of other materials to modify the thermo-acoustic properties and it can induce and control air flows inside, eliminating the existing technical prejudice of considering that the walls and plates are exclusively for structural support and that for a solution of air conditioning or acoustic comfort requires additional or external mechanisms.
  • the invention is an original solution that also combines light and heat management with transparencies and dark light-absorbing paints, also surprising with the execution of the effect known as the greenhouse effect for modifying the climatic conditions within the building, under construction conditions. much faster and without the need to incur additional works or equipment, allowing access to these comfort levels to a large part of the population.
  • the structural system of walls and steel plates with bioclimatic and acoustic application is an invention made up of walls and plates in buildings that are created from oval pipe obtained from reels or reels of steel sheets, used as part of a system that facilitates the implementation of passive air conditioning mechanisms such as cooling, ventilation, heating and / or sound insulation.
  • the new system reduces construction time, waste volumes, the weight of the building and its carbon footprint compared to traditional systems.
  • the tightness of walls and plates is obtained by sealing the joints between "tube and tube” and between "tube and main structure".
  • the structure allows inducing air flows inside and additionally the pipe can be used as a container of materials with thermal and / or acoustic properties that modify the climatic and / or acoustic conditions inside the building.
  • the system has been conceived and structured in such a way that it reduces the construction time, waste volumes, the weight of the building and its carbon footprint, complying with the provisions of the earthquake resistant building codes.
  • the process begins with the use of a reel or coil of 130 mm to 140 mm wide steel sheet, which is transformed by a machine, into 190 mm steel tubes at 215 mm in diameter. After the tube is shaped, an oval machine is used that allows a cross section with a width of 50 millimeters to 70 millimeters and a height of 280 millimeters to 300 millimeters.
  • a C-profile should be attached to the floor plate, additionally they should be placed between every 2 meters to 4 meters stiffeners in steel sheet with a width of 2 centimeters to 7 centimeters and of the same thickness of the sheet that constitutes the tube in the walls and the plates.
  • the stiffeners will be installed in a transverse direction to the orientation of the pipes or in a diagonal bracing system.
  • a column is connected to the tube located in the lower part of the adjacent wall, so that a single duct is generated in a hermetic way that will be referred to as a chimney.
  • a passive extractor either solar or wind will be installed at the outer end of the chimney, and a ventilation grill is installed at the inner end of the chimney.
  • the location of the grid on the exterior face of the wall allows the interior of the air conditioning pipe to be ventilated, while its installation on the internal face of the wall results in the suction of the interior air of the building.
  • the pipe of walls and plates to contain other materials with particular thermal and / or acoustic properties that modify the conditions inside the building for thermal and acoustic insulation Such materials taken from sand, stone, gravels, rock, plastic, polyurethane, polyethylene, polymers, polystyrene must be confined tightly, so it is necessary to seal the ends of the container tube with a seal material. For cases where heating is required, it is necessary that the materials contained in the tube are oriented to the generation of thermal mass that creates the greenhouse effect.
  • the accumulation of heat in these elements can be enhanced by applying the greenhouse effect by taking the surface of the pipe exposed to solar radiation by coating it with a dark paint material and at a distance of 1 centimeter to 4 centimeters, a transparent element that allows entry is installed tightly of solar radiation and prevents the outflow of thermal radiation, forcing the release of heat only to the interior of the building.
  • This same principle can be used to inject hot air into the building, in which case the thermal mass container tubes are installed vertically and the contained material must allow air to pass through. In the upper part of the tube inside the building a grid is installed where hot air is injected, while in the lower part a grid is installed for the cold air inlet to the heat accumulator structure.
  • a closed circuit is generated that re-circulates the air inside, but if the lower grill is on the outside, an open ventilation system with hot air is configured.
  • This configuration can be implemented for one or several tubes, in which the tubes must be connected to each other, so that the system becomes a coil that increases the distance traveled of the air within the thermal mass to gain greater temperature in the air.
  • the thermal conductivity of the steel sheet that constitutes the tube is demotivated by the reduction of the areas of thermal conductivity of the tube, making grooves along the pipe and on the contact surface "tube-tube” and / or using coatings of thermal insulation.
  • Figure 2 shows the conformation of the round and oval pipe
  • Figure 3 shows the tightness in the tube with filler material and sealing material.
  • Figure 4 shows the tight connection between tube and tube with their joints
  • Figure 5 shows the coupling of pipes for walls and plates attached to columns.
  • Figure 6 shows the tight conformation between tube and channel and between the channel and the column
  • Figure 7 shows the air flow in the tubes when thermal siphon is used
  • Figure 8 shows the air flow in the tubes when passive fan is used.
  • Figure 9 shows the system as a container of materials with thermal or acoustic properties.
  • Figure 10 shows the configuration of the system to create the greenhouse effect
  • Figure 1 1 shows the configuration of plate and external wall in a building.
  • Figure 1 shows the main beam-column structure (1), as the beginning of the structure with earthquake resistance
  • Figure 2 shows the steel pipe between 190 millimeters to 215 millimeters, constructed from a coil or reel of steel foil between 130 millimeters at 140 millimeters wide and 0.3 millimeters at 0.7 millimeters thick, to be transformed into ovalized pipe by a machine specially developed for this purpose, which creates ovalized pipe between 280 millimeters to 300 millimeters in height and a width of 50 millimeters to 70 millimeters in the center. It is important to clarify that the tightness must be guaranteed in all the joints of the system, since this is an important part to optimize the thermo-acoustic comfort of the building. In figure No 3 to ensure the tightness inside the tube Oval in steel (3) fill material (4) must be applied at the ends, then apply sealing material (5).
  • Figure 4 shows the tight connection between an oval steel tube (3) and an oval steel tube (3), internally joined with filler material along the base gasket (6) that then receives sealing material along the side seal (7)
  • Figure 5 shows how the bioclimatic and acoustic structural system should be installed
  • Figure 6 shows the conformation of transverse hermetic union between tube and channel and between the channel and the structural column (8) of the bioclimatic and acoustic structural system, with special emphasis on the joint made between the oval steel tube (3) and the C-shaped profile (10), for this a filling material (13) is used to then apply sealant along the joint (14), on the other hand it is shown that the structural steel column (8) and the C-shaped profile (10) will have a groove at the bottom, and in order for the structural steel column (8) to maintain its structural properties, a reinforcement plate (9) will be installed that will go just before the C-shaped profile (10). Once this connection is made, the sealing of this joint must be guaranteed with filling material along the joint (1 1) and application of sealant (12).
  • FIG. 7 and Figure No. 8 show the circulation of air (19) inside the oval steel tube (3) and the structural steel column (8) when air enters through the inlet grill (16), it is important to clarify that the C-shaped profile (10) will not have a groove close to the inlet grid (16), the difference between Figure 7 and Figure 8 is that it shows the use of the system as a thermal siphon (17) or as an exhaust fan. passive air (18)
  • Figure No 9 shows the system as a container of materials with thermal and / or acoustic properties (20), which serve to guarantee the comfort of the building, this material with thermo-acoustic properties (20) must be throughout the tube oval in steel (3) and the tightness inside it must be guaranteed with sealing material (5).
  • Figure 10 shows how the system configuration would be to potentiate the greenhouse effect in order to improve the climatic conditions inside the building, for this a plate of transparent material (22) is installed that allows the entry of solar radiation (19 ) but that does not allow the output of thermal radiation (23), forcing the thermal radiation (23) to go out only inside the building.
  • oval steel tubes (3) must be filled with materials with thermal and / or acoustic properties (20) and must be painted dark (24) on the face facing the sun, where the filling materials properties
  • Thermo-acoustics (20) for thermal insulation are taken from cork, cotton, wood chips, arlite, vermiculite, wheat husks, spelled, linen, cereal pellets, hemp, wood chips, cellulose, wood fiber, wool wood, reeds, straw, grass, rock wool, glass wool, natural sheep wool, cellulosic foam, polyethylene foam, polyurethane foam, elastomeric foam, PSM;
  • the filling materials thermo-acoustic properties (20) for Thermal mass are taken from stone materials, plaster, concrete, clays, stone, sand, brick, stone, gravels, rock, PMS and must be confined tightly with sealing material (5) Taken from plastic, silicone, acrylic, epoxy, polyureas, polyurethane, polyethylene, polymers, polystyrene.

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Abstract

El sistema estructural de muros y placas con aplicación bioclimática y acústica se relaciona con la creación de una estructura general de edificios, muros, techos y suelos con aislamiento térmico y acústico a partir de una estructura sismo-resistente en acero de vigas y columnas huecas complementada con muros y placas en tubería ovalada fabricada con láminas de acero, que se pueden instalar tanto vertical como horizontalmente con sus propios medios de ajuste en una edificación para recirculación de aire, con estructuras tubulares interconectas y direccionadas que contienen materiales aislantes térmicos y acústicos que controlan flujos de aire en su interior con el fin de modificar las condiciones climáticas y/o acústicas al interior de la edificación.

Description

SISTEMA ESTRUCTURAL DE MUROS Y PLACAS DE ACERO CON APLICACIÓN
BIOCLIMÁTICA Y ACÚSTICA
SECTOR TECNOLOGICO
El sistema estructural de muros y placas con aplicación bioclimática y acústica se relaciona con la creación de una estructura general de edificios, muros, techos y suelos con aislamiento térmico y acústico a partir de una estructura sismo-resistente en acero de vigas y columnas huecas complementada con muros y placas en tubería ovalada fabricada con láminas de acero, que se pueden instalar tanto vertical como horizontalmente con sus propios medios de ajuste en una edificación para recirculación de aire, con estructuras tubulares interconectas y direccionadas que contienen materiales aislantes térmicos y acústicos que controlan flujos de aire en su interior con el fin de modificar las condiciones climáticas y/o acústicas al interior de la edificación.
ESTADO DE LA TECNICA
Se conocen soluciones de edificaciones para control térmico y acústico creadas con muros que involucran materiales de aislamiento térmico o disipadores de sonido, que como ejemplo se mencionan la patente WO2009120092 "STRUCTURAL WALL", la patente "Sound and heat insulating panels" con numero de publicación US 3501878 A o la pétente "Foam panel with melted surface" con publicación EP 1621696. Estas solicitudes presentan soluciones específicamente de muros como una estructura monolítica sin posibilidad de circulación de flujos dirigidos, sino que son soluciones de muros estructurales con componentes aisladores; a diferencia de la nueva solicitud que no es un muro monolítico, sino un muro con tuberías huecas con direccionamiento de flujos de aire para control de temperatura y complementado con aislantes en las uniones de cada uno de los tubos internos adheridos a vigas o columnas receptoras.
Por otro lado, existen métodos de fabricación de edificaciones mediante tubería en acero galvanizado, como la patente US 5282343, en la cual se utilizan conectores los cuales articulan un sistema que como un todo es responsable de la sismo-resistencia de la edificación, es decir, los conectores, los tubos en muros y los tubos en placas tienen responsabilidades de sismo resistencia. Dicho sistema de construcción se presenta limitado a edificaciones de máximo 3 pisos; adicionalmente el sistema genera muros y placas de 203 milímetros de ancho lo que disminuye el área habitacional de las edificaciones, mientras que el sistema estructural bioclimático y acústico de la nueva invención, propone una estructura principal viga-columna como solución de sismo-resistencia que no restringe la edificación a solo tres pisos de altura. Las tuberías huecas de la nueva solicitud conforman muros no portantes y placas en las que eventualmente se utilizarán tubos como viguetas, de conformidad con lo establecido en los códigos de sismo resistencia. Adicionalmente, al utilizar un tubo ovalado de 60 milímetros se logra un incremento del área habitacional de la nueva construcción.
Otra característica innovadora en el sistema estructural bioclimático y acústico consiste en la utilización de muros y placas como elementos que adicionalmente permiten la aplicación de sistemas pasivos de climatización y/o confort acústico no existente en ninguna solución propuesta. Los mismos elementos se utilizan como contenedores de otros materiales para control térmico y/o acústico; la conductividad térmica de la superficie de las tuberías de acero será controlada mediante la disminución de las áreas de conductividad con ranuras longitudinales en las superficies de contacto entre tubos y/o mediante el revestimiento de la lámina, sin afectar su función como muro o como placa dentro de la edificación.
Actualmente existe otra patente con número de publicación internacional WO 2009/151307 A1 titulada "Sistema de disipación de calor en construcciones con block y bovedilla de concreto", la que como su nombre lo indica, utiliza muros y placas ladrillo o concreto huecos, creando de esta manera conductos, en los cuales circula aire que permite la refrigeración de la pared, disminuyendo la sensación térmica al interior de la edificación, este método de construcción tradicional requiere de personal calificado para la instalación y su tiempo de construcción es mayor, en tanto que el sistema estructural bioclimático y acústico, es un método de fabricación mucho más rápido que la construcción tradicional y no requiere personal con gran experticia para su construcción; por otra parte en la patente existente, los ductos creados en los muros son verticales y son generados por varios elementos, situación que no permite garantizar fácilmente la hermeticidad e integridad del conducto, a diferencia del sistema estructural bioclimático y acústico que tiene ductos en los cuales se inducen flujos de aire tanto horizontales como verticales que van a lo largo de los muros, igualmente los tubos se pueden utilizar fácilmente como contenedores de otros materiales que nos permite mejorar el control térmico y/o acústico. La construcción tradicional es bastante pesada por los materiales que se utilizan, además, si se quieren reutilizar los materiales de construcción al final de la vida útil del proyecto, solo se podrá reciclar solo el 20% de los materiales utilizados, mientras que gracias al material del que está hecho el sistema estructural bioclimático y acústico, su peso es mucho menor que el de una construcción tradicional, y permite la reutilización del 95% de sus componentes disminuyendo de esta manera la huella de carbono de esta edificación al final de la vida útil del proyecto, por último, y no menos importante, los ductos hechos con la construcción tradicional, al ser construidos por varios elementos y que están pegados con mortero, no se puede garantizar la hermeticidad ni la integridad del ducto, mientras que el sistema estructural bioclimático y acústico permite que los ductos soporten mejor las cargas a flexión que pueda sufrir a lo largo de su vida útil, esto gracias a que el acero de la nueva solicitud soporta perfectamente las cargas de flexión. La invención resuelve el problema técnico de control de clima y sonido en edificaciones creando placas y muros para edificaciones con su propio mecanismo de recirculación de aire con estructuras tubulares interconectas y direccionadas que contienen materiales aislantes térmicos y acústicos y que controlan flujos de aire en su interior con el fin de modificar las condiciones climáticas y/o acústicas al interior de la edificación. Los sistemas estructurales tradicionales dependen en un alto porcentaje de sistemas de climatización activos que implican mayores costos de instalación, operación, mantenimiento, que históricamente han hecho inviable la generación de condiciones climáticas adecuadas para un alto porcentaje de la población. Se supera el problema técnico de control de temperatura y sonido al interior de una edificación con la misma composición estructural, sin accesorios de control de temperatura externos o aislantes adicionados, porque los muros y placas de la estructura se pueden utilizar como contenedores de otros materiales para modificar las propiedades termo acústicas y se puede inducir y controlar flujos de aire al interior, eliminando el prejuicio técnico existente de considerar que los muros y placas son exclusivamente para soporte estructural y que para una solución de climatización o confort acústico se requiere de mecanismos adicionados o externos.
La invención es una solución original que combina también manejo de luz y calor con transparencias y pinturas oscuras absorbentes de luz, sorprendiendo además con la ejecución del efecto conocido como efecto de invernadero para modificación de las condiciones climáticas dentro de la edificación, en condiciones de construcción mucho más rápidas y sin la necesidad de incurrir en obras o equipos adicionales, permitiendo el acceso a estos niveles de confort a una gran parte de la población.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica es un invento conformado por muros y placas en edificaciones que se crean a partir de tubería ovalada obtenida de carretes o bobinas de láminas de acero, utilizados como parte de un sistema que facilita la implementación de mecanismos pasivos de climatización tales como enfriamiento, ventilación, calefacción y/o aislamiento acústico.
El nuevo sistema disminuye el tiempo de construcción, los volúmenes de residuos, el peso de la edificación y su huella de carbono frente a los sistemas tradicionales. La hermeticidad de muros y placas se obtiene con el sellado de las juntas entre "tubo y tubo" y entre "tubo y estructura principal". La estructura permite inducir flujos de aire en su interior y adicionalmente la tubería puede ser utilizada como contenedor de materiales con propiedades térmicas y/o acústicas que modifican las condiciones climáticas y/o acústicas al interior de la edificación.
El sistema ha sido concebido y estructurado de tal manera que permite disminuir el tiempo de construcción, los volúmenes de residuos, el peso de la edificación y su huella de carbono, cumpliendo lo establecido en los códigos de construcción sismo resistente. El proceso inicia con la utilización de un carrete o bobina de lámina de acero de 130 milímetros a 140 milímetros de ancho, que es transformado mediante una máquina, en tubos de acero de 190 milímetros a 215 milímetros de diámetro. Luego de tener conformado el tubo se utiliza una máquina ovaladora que permite conseguir una sección transversal con ancho de 50 milímetros a 70 milímetros y alto de 280 milímetros a 300 milímetros.
Paralelamente se construye la estructura principal de columnas y vigas de acero, a las cuales se adosan perfiles en forma de C, que sirven de guía para la instalación de los tubos en muros y placas. En el caso del primer nivel, un perfil en C deberá quedar adosado a la placa de piso, adicionalmente se deben colocar entre cada 2 metros a 4 metros rigidizadores en lámina de acero de un ancho de 2 centímetros a 7 centímetros y del mismo espesor de la lámina que constituye el tubo en los muros y las placas. Los rigidizadores se instalarán en dirección trasversal a la orientación de los tubos o en un sistema de arriostramiento diagonal.
Para cumplir con la función de ventilación, se une una columna con el tubo ubicado en la parte inferior del muro adyacente, para que de forma hermética se genere un solo ducto que en adelante se denominará chimenea. En el extremo exterior de la chimenea se instalará un extractor pasivo ya sea solar o de viento, y en el extremo interior de la chimenea se instala una rejilla de ventilación. La ubicación de la rejilla en la cara exterior del muro permite ventilar el interior de la tubería para climatización, mientras que su instalación en la cara interna del muro resulta en la succión del aire interior de la edificación.
La tubería de muros y placas al contener otros materiales con propiedades térmicas y/o acústicas particulares que modifican las condiciones al interior de la edificación para el aislamiento térmico y acústico. Dichos materiales tomados de arena, piedra, gravas, roca, plástico, poliuretano, polietileno, polímeros, poliestireno deben quedar confinados herméticamente, por lo que resulta necesario sellar los extremos del tubo contenedor con un material de sello. Para los casos en los que se requiere generar calefacción, es necesario que los materiales contenidos en el tubo estén orientados a la generación de masa térmica que creen el efecto de invernadero. La acumulación de calor en estos elementos se podrá potenciar aplicando el efecto invernadero tomando la superficie de tubería expuesta a la radiación solar revistiéndola con un material de pintura oscura y a una distancia de 1 centímetro a 4 centímetros se instala herméticamente un elemento transparente que permite la entrada de la radiación solar e impide la salida de la radiación térmica, forzando a que la liberación de calor se dé únicamente hacia el interior de la edificación. Este mismo principio se puede utilizar para inyectar aire caliente al interior de la edificación, caso en el que los tubos contenedores de la masa térmica se instalan de forma vertical y el material contenido debe permitir el tránsito de aire. En la parte superior del tubo al interior de la edificación se instala una rejilla por donde se inyecta aire caliente, mientras que en la parte inferior se instala una rejilla para la entrada de aire frió a la estructura acumuladora de calor. Si la rejilla se instala al interior de la edificación, se genera un circuito cerrado que re-circula el aire al interior, pero si la rejilla inferior se encuentra en la parte exterior se configura un sistema abierto de ventilación con aire caliente. Esta configuración se puede implementar para uno o varios tubos, en el cual los tubos deberán ir conectados entre sí, de tal manera que el sistema se constituya en un serpentín que aumenta la distancia recorrida del aire dentro de la masa térmica para ganar mayor temperatura en el aire. La conductividad térmica de la lámina de acero que constituye el tubo se desmotiva por la disminución de las áreas de conductividad térmica del tubo, haciendo ranuras a lo largo de la tubería y en la superficie de contacto "tubo-tubo" y/o utilizando revestimientos de aislamiento térmico.
DESCRIPCIÓN TECNICA Y FIGURAS: Las principales características del sistema estructural bioclimático y acústico se describirán a continuación, apoyados en los gráficos que se anexan y siguiendo la misma secuencia. La figura 1 muestra la instalación de la estructura principal
La figura 2 muestra la conformación de la tubería redonda y ovalada
La figura 3 muestra la hermeticidad en el tubo con material de relleno y material sellante.
La figura 4 muestra la unión hermética entre tubo y tubo con sus juntas
La figura 5 muestra el acople de tuberías para muros y placas unidos a columnas.
La figura 6 muestra la conformación hermética entre tubo y canal y entre la canal y la columna
La figura 7 muestra el flujo de aire en los tubos cuando se utiliza sifón térmico
La figura 8 muestra el flujo de aire en los tubos cuando se utiliza ventilador pasivo La figura 9 muestra el sistema como contenedor de materiales con propiedades térmicas o acústicas.
La figura 10 muestra la configuración del sistema para crear el efecto invernadero La figura 1 1 muestra la configuración de placa y muro externo en una edificación. En la figura No 1 muestra la estructura principal viga-columna (1 ), como inicio de la estructura con sismo-resistencia
La figura No 2 nos muestra la tubería de acero de entre 190 milímetros a 215 milímetros, construida a partir de una bobina o carrete de lámina de acero de entre 130 milímetros a 140 milímetros de ancho y 0.3 milímetros a 0.7 milímetros de espesor, para ser transformada en tubería ovalizada por a una maquina desarrollada especialmente para este fin, que crea tubería ovalizada de entre 280 milímetros a 300 milímetros de altura y un ancho de 50 milímetros a 70 milímetros en el centro. Es importante aclarar que se debe garantizar la hermeticidad en todas las juntas del sistema, ya que esto es una parte importante para optimizar el confort termo-acústico de la edificación. En la figura No 3 para garantizar la hermeticidad dentro del tubo ovalado en acero (3) se debe aplicar material de relleno (4) en los extremos, para luego aplicar material sellante (5).
En la figura No 4 se muestra la unión hermética entre un tubo ovalado en acero (3) y otro un tubo ovalado en acero (3), unidos internamente con material de relleno a lo largo de la junta de base (6) que luego recibe material sellante a lo largo de la junta lateral (7)
La figura No 5 muestra cómo se debe instalar el sistema estructural bioclimático y acústico; una vez instalada la estructura principal viga-columna (1 ) se deslizaran los tubos ovalados en acero (3) por el perfil en forma de C (10) que esta adosado previamente con la columna de acero estructural (8), que será parte de la estructura principal viga-columna (1 ) de columnas y vigas de acero, previa unión hermética entre el perfil en forma de C (10) y la columna de acero estructural (8) mediante un sellante a lo largo de la junta (12), además hay que garantizar que en la unión entre tubo ovalado en acero (3) y tubo ovalado en acero (3) haya hermeticidad mediante material sellante a lo largo de la junta (7)
La figura No 6 muestra la conformación de unión hermética transversal entre tubo y canal y entre la canal y la columna estructural (8) del sistema estructural bioclimático y acústico, haciendo especial énfasis en la junta hecha entre el tubo ovalado en acero (3) y el perfil en forma C (10), para esto se utiliza un material de relleno (13) para luego aplicar sellante a lo largo de la junta (14), por otra parte se muestra que la columna de acero estructural (8) y el perfil en forma C (10) van a llevar una ranura en la parte inferior, y con el fin de que la columna de acero estructural (8) mantenga sus propiedades estructurales se instala una platina de refuerzo (9) que ira justo antes que el perfil en forma C (10). Una vez hecha esta unión se debe garantizar con material de relleno a lo largo de la junta (1 1 ) y aplicación de material sellante (12) la hermeticidad de esta junta. Si se requiere trabajar dentro del tubo ovalado en acero (3) se puede realizar un corte tubo ovalado en acero (3) cerca al perfil en forma C (10) que luego se cubre con una tapa (15). La figura No 7 y figura No 8 muestran la circulación del aire (19) dentro del tubo ovalado en acero (3) y la columna de acero estructural (8) al entrar aire por la rejilla de entrada (16), es importante aclarar que el perfil en forma C (10) no llevara ranura cerca a la rejilla de entrada (16), la diferencia entre la figura No 7 y la figura No 8 es que muestra la utilización del sistema como sifón térmico (17) o como extractor de aire pasivo (18)
La figura No 9 muestra el sistema como contenedor de materiales con propiedades térmicas y/o acústicas (20), que sirven para garantizar el confort de la edificación, este material con propiedades termo-acústicas (20) debe estar a todo lo largo del tubo ovalado en acero (3) y se debe garantizar la hermeticidad dentro del mismo con material sellante (5).
La figura No 10 muestra como seria la configuración del sistema para potencializar el efecto invernadero con el fin de mejorar las condiciones climáticas dentro de la edificación, para esto se instala una placa de material transparente (22) que permite la entrada de radiación solar (19) pero que no permite la salida de radiación térmica (23), obligando a la radiación térmica (23) a salir únicamente al interior de la edificación. Es importante aclarar que los tubos ovalados en acero (3) deben estar rellenos materiales con propiedades térmicas y/o acústicas (20) y deben estar pintados de color oscuro (24) en la cara que da al sol, donde los materiales de relleno propiedades termo- acústicas (20) para aislante térmico son tomados de corcho, algodón, viruta de madera, arlita, vermiculita, cascaras de trigo, escanda, lino, pellas de cereales, cáñamo, viruta de madera, celulosa, fibra de madera, lana de madera, cañas, paja, hierba, lana de roca, lana de vidrio, lana natural de oveja, espuma de celulósica, espuma de polietileno, espuma de poliuretano, espuma elastomérica, PSM; los materiales de relleno propiedades termo-acústicas (20) para masa Térmica son tomadas de materiales pétreos, yeso, concreto, arcillas, piedra, arena, ladrillo, piedra, gravas, roca, PMS y deben quedar confinados herméticamente con material sellante (5) tomado de plástico, silicona, acrílico, epóxico, poliureas, poliuretano, polietileno, polímeros, poliestireno.

Claims

REIVINDICACIONES
Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica caracterizado porque tiene una placa externa de material transparente
(22) que permite la entrada de radiación solar (19) y retiene la radiación térmica
(23) ; una tubería de acero ovalizada (3) no estructural externamente expuesta a radiación solar con longitud de entre 280 milímetros a 300 milímetros, ancho de 50 milímetros a 70 milímetros y espesor de 0.3 milímetros a 0.7 milímetros por donde fluye en su interior aire direccionado como sifón térmico (17) o aire direccionado como extractor de aire pasivo (18), unida dicha tubería de acero ovalizada (3) hermética y longitudinalmente con una junta de base (6) y una junta lateral (7) a otra tubería de acero ovalizada (3); y unida dicha tubería de acero ovalizada (3) hermética y transversalmente con junta (1 1 ) y sellante (12) a canales de perfil en forma de C (10) y a su vez unidas columnas estructurales (8) de una estructura principal viga-columna (1 ); donde dichas la tubería ovalizada (3) tiene material de relleno (4) para dar hermeticidad en los extremos con material sellante (5) y material con propiedades termo acústicas (20) a lo largo de la tubería de acero ovalizada (3).
Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque perfil en C (10) está adosado a la placa de piso y tiene rigidizadores en lámina de acero de un ancho de 2 centímetros a 7 centímetros entre cada 2 metros a 4 metros del mismo espesor de la lámina que constituye la tubería de acero ovalizada (3) en los muros y las placas.
Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la superficie de tubería de acero ovalizada (3) expuesta a la radiación solar está revestida de un material con pintura oscura (24) y la placa de material transparente (22) está a una distancia de entre 1 centímetro a 4 centímetros.
4. Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado el perfil en forma de C (10) esta adosado con una columna de acero estructural (8) y unidos herméticamente con un sellante a lo largo de la junta (12).
5. Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la junta hecha entre el tubo ovalado en acero (3) y el perfil en forma C (10) tiene un material de relleno (13) con sellante a lo largo de la junta (14) unidos a su vez por una platina de refuerzo (9) para que la columna de acero estructural (8) mantenga sus propiedades estructurales.
6. Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado tubería de acero ovalizada (3) tiene una tapa (15) que cubre el corte cuando se quiere trabajar en su interior.
7. Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado en la parte superior tubería de acero ovalizada (3) al interior de la edificación hay una rejilla de entrada
(16) por donde se inyecta aire caliente, mientras que en la parte inferior interna se tiene una rejilla de entrada (16) para la entrada de aire frió a la estructura acumuladora de calor. 8. Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado la tubería de acero ovalizada (3) al interior de la edificación hay una rejilla de entrada (16) por donde se inyecta aire caliente, mientras que en la parte inferior externa e tiene una rejilla de entrada (16) por donde se ventila aire caliente al exterior de la estructura.
9. Sistema estructural de muros y placas de acero con aplicación bioclimática y acústica de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el material de relleno con propiedades termo-acústicas (20) para aislante térmico son tomados de corcho, algodón, viruta de madera, arlita, vermiculita, cascaras de trigo, escanda, lino, pellas de cereales, cáñamo, viruta de madera, celulosa, fibra de madera, lana de madera, cañas, paja, hierba, lana de roca, lana de vidrio, lana natural de oveja, espuma de celulósica, espuma de polietileno, espuma de poliuretano, espuma elastomérica, PSM; los materiales de relleno propiedades termo-acústicas (20) para masa térmica son tomadas de materiales pétreos, yeso, concreto, arcillas, piedra, arena, ladrillo, piedra, gravas, roca, PMS y deben quedar confinados herméticamente con material sellante (5) tomado de plástico, silicona, acrílico, epóxico, poliureas, poliuretano, polietileno, polímeros, poliestireno.
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