cubiertas de baja pendiente

Innovation is about finding a better way of doing something. Innovation can be viewed as the application of better solutions that meet new requirements, in-articulated needs, or existing market needs

INNOVACIÓN Y SUS AHORROS

“Progress comes from the intelligent use of experience.” — Elbert Hubbard

Ing Tarcisio Noguera PE, LEED AP Technical & Spec Manager- LATAM

¿ QUE TE VIENE A LA MENTE CUANDO PIENSAS EN LA MARCA FIRESTONE?

Firestone – La História

La história de Firestone empieza en el 3 de Agosto de 1900, cuando el inventor de 31 años de edad, llamado Harvey Firestone, con un capital de solamente US$20,000.00 fundó a la compania Firestone Tire & Rubber Co. y empezó a vender neumáticos de caucho para carros. En este dado momento Firestone Tire & Rubber tenía no más que 12 empleados.

Que tienen en común con los siguientes proyectos?

Aeropuerto Montevideo UR

Estadio Rio de Janeiro, BR

Estadio Corinthians – São Paulo, BR

Por qué no se construye con baja pendiente en LATAM ?

• Único techo que funciona con Metal a baja Pendiente es: • Edificio cuadrado, con menos de 16 mts de lado (Panel completo hecho en

obra) y sin Ninguna penetración, o unidades en la cubierta. • Aplicando sellos butílicos en todas la uniones.

Por qué baja pendiente?

• Utilizado en cubiertas por miles de años.

• Por los Israelitas de la antigüedad 4,000 años atrás.


• Mas de 20.000 millones de pies cuadrados en US.

• Anualmente se instalan mas de 1 .000 millones de pies cuadrados en US

• Encuesta de NRCA 2002-2003 indica que sigue siendo la opción # 1 de los Arquitectos.

Por qué baja pendiente en USA?


• Disminuye el numero de canales internas.

• Disminuye el espacio extra que se genera bajo la cubierta

que tendría que moverse para enfriar o calentar

• Haciendo mas eficiente los sistemas de aire acondicionado.

• Menos acero en la estructura

• Fachadas mas bajas

• IBC recomienda 2%.


• Menos canales interna, menos tubería de aguas lluvias

• Riesgo de Goteras en el interior disminuye.



• Disminuye el espacio extra que se genera bajo la cubierta que

tendría que moverse para enfriar o calentar ;

Haciendo mas eficiente los sistemas de aire acondicionado.





• Menos Volumen interior de aire que hay que mover para enfriar o calentar.




tendría que moverse para enfriar o calentar






• Menos acero para la sub-estructura

1.20 mts


PARA CENTROS DE DISTRIBUCION O BODEGAS

• Mayor volumen de almacenamiento

Case study- Centro de distribución Wal-Mart Brasil

Ejemplo Proyecto con 50.000 m2 de cubierta - Prologis Brazil

Centro de distribución Wal-Mart Brasil




Fachadas


Estructura Interior

Case study- Centro de distribución Wal-Mart Brasil

Estantería


Estantería


Cubierta

Comparemos sistemas

Cubierta de baja y alta pendiente

Tráfico Seguro

Inseguro, fácil tropezar Diseñado, y cómodo

Sello de Uniones

Mecánico y Termofusión Mecánico y sello acrílico

Penetraciones

Sellado total, estético Riesgo latente

Soporte de equipos

Grandes estructuras para evitar penetraciones

Unidades AC Y Equipos

Unidades AC y equipos

Impermeabilidad

Canales de agua lluvia interior

Pretiles

WAL-MART Distribution Center, CHILE

• Distribution Center Lo Aguirre

• FIRESTONE Roof Assembly – FM compliant

50,000 sq mts

TPO 0.045”

ISO 1.5”

Red Shield Warranty


Estructura


Cubierta

WAL-MART Distribution Center, Costa Rica


Estructura


Cubierta 5%

Correas 3.0 mts


Estantería


Detalles

CEDI Tottus, Peru

Hines Manaos - Brasil

CEDIS ARA Barranquilla, COLOMBIA

Ventajas del TPO

• Juntas (seams) y penetraciones soldados en calor

• Mantenimiento fácil y trafico seguro

• Resistencia química

• Soporte de equipos y unidades AC

• Reflectividad y apariencia

Resistencia química

TPO tiene alta resistencia a químicos como:

• Acido acético

• Hidróxido de amonio

• Nitrado de amonio

• Acido benzoico

• Alcohol bencílico

• Acido bórico fructosa

• Sulfato férrico

• Acido nítrico 10%

• Acido sulfúrico 60%

• Aceites vegetales

• Cloruro de sodio

• Aceite Mineral

• Alcohol metílico

• Productos lácteos

• Detergentes

• Grasa animal

Sistema de fijación de techos con TPO

MECÁNICAMENTE FIJADO

Proceso de instalación

Instalación deck Metálico


Instalación Aislamiento Térmico


Instalación rollos de TPO


Instalación Rollos de TPO


Fijación Mecánica de Rollos de TPO


Soldadura juntas de Rollos de TPO

Soldadura de las juntas con aire caliente

• Fuerte y monolítico

• No usa accesorios adicionales para completar la junta

• Calidad consistente del robot


Apariencia Final

Cubiertas con alta reflectividad

Estadísticas

Estadísticas del Departamento de Energía de USA revelan:

• Edificios comerciales son responsables de:

• 46% dl total de energía utilizado

• 76% de l consumo de electricidad

• Otras Estadísticas:

• 51% de la energía mundial es producida del carbón

• 44% de la energía de edificios comerciales se gastan en Aire acondicionado

• En 10 Años el consumo de energía va crecer 35%

Efecto Isla de Calor

En un día de verano, la temperatura del centro de la ciudad puede estar entre 6oF a 8oF (13 oC) mas caliente que en los suburbios. El aumento es generado por los materiales de color oscuro como asfaltos y concretos que absorben y retiene el calor.

Reflectividad

• Reflectividad es la devolución de la energía de radiación por una superficie y habilidad de una superficie de reflejar luz y calor

• La reflectividad de la superficie, es determinada por su textura y color

• Reflectividad de la membranas Single-Ply de Firestone (ASTM E-903)

• EPDM Negro 5%

• EPDM Blanco 83%

• Acrílico (Blanco) 83%

• PVC 78%

• TPO 81%

• TPO Reflexión 86%

• SBS - Blanco 26%

Emisividad

• Poder relativo de una superficie para emitir calor por radiación.

• Medido en porcentaje de energía radiada por segundo por unidad de área.

• De hecho superficies blancas y negras tienen características similares de emisividad (0.80 – 1.00) entre mas alto el valor mas rápido el calor absorbido es liberado a la atmosfera.

SRI – (Solar Reflactance Index)

• Reflectividad y la Emsividad todavía no se entienden en su totalidad ;

• Índice de Reflactancia Solar – Usado para combinar estos dos conceptos;

• SRI : Medida de la habilidad de un techo de rechazar el calor solar, generado por una

cambio pequeño de temperatura.

COLOR Reflectancia Emisividad Subida de Temperatura Dia Soliado

NEGRO 0.05 0.90 50 oC

BLANCO 0.80 0.90 8.1 oC

SRI – (Solar Reflactance Index)

• Identificar la norma que

rige el ensayo;

– ASTM

– LEED

– Energy Star

– CRRC

• Tiempo de instalado

Reflectividad

TPO Blanco Reflectancia Solar

81% 145 F 62 C

APP Blanco Reflectancia Solar

26% 190 F 87 C

EPDM Negro Reflectancia Solar 5%

206 F 96 C

Reflectividad

Teja Metálica Blanca Reflectancia solar

67% 113 F 45 C

TPO Blanco Reflectancia Solar

81% 91 F 33 C

Reflectividad

Domo Monocapa tradicional

91 F 33 C

Domo Bicapa Firestone

77 F 25 C

Reflectancia – UltraPly TPO

• Por que es tan importante la temperatura superficial de una cubierta?

Temperatura Superficial:

Techos metálicos tiene una alta conductividad térmica, lo que

genera que las altas temperaturas superficiales se trasmitan al

interior del edificio mas rápidamente.

Temperatura Superficial:

Membranas de TPO blanca, tiene un alto índice de reflectividad

de 102, lo que hace que la superficie este mas fresca.

Usando la ley de Fourier para transferencia de calor Q = U * (T2 – T1) donde T2 es la temperatura exterior, T1 es la temperatura

interior y U es la conductancia (inverso de la resistencia térmica “R”).

Esta ecuación algebraica muestras dos maneras de bajar la cantidad de transferencia de calor Q, mediante aumentar el

aislamiento térmico (valor R) o disminuir la diferencia de temperaturas interior y exterior.

Q = U * (T2 – T1)

Considerando un EPS de 2” con un valor R= 4.35 U=0.22

BTU/(ft2.0F.h)

Q= 0.22 (127-70) = 13.1 BTU/ft2.h

Q = U * (T2 – T1)

Considerando un ISO de 1.5” con un valor R= 9 U=0.11

BTU/(ft2.0F.h)

Q= 0.11 (95-70) = 2.77 BTU/ft2.h

Casi 5 veces menos transferencia de calor.

Valor “R”

Tipos de aislamiento térmico resistentes a la humedad

Poliestireno Expandido

(EPS)

Poliestireno Extruido

(XPS)

Poliisocianurato (ISO)

Comparación Valor “R”

• Valor “R” mide la resistencia del flujo de temperatura

• R = 1/C – C = conductividad térmica del

material

– Medida de la cantidad de calor que se trasmite por 1” de material homogéneo.

• LTTR (Long Term Thermal Resistance) promedio a 15 años

0

1

2

3

4

5

6

1"

Concreto

EPS

XPS

ISO

Numero de pulgadas requeridas para R-20 y R-10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Polyiso Extruded Polystyrene

Expanded Polystyrene

Fiber Glas Perlite Fiber Board

R-20 R-10

Espesores y valores “R” ISO

Desempeño térmico

Ventajas del Polyisosianurato ISO sobre Poliestireno Extruido (XPS)

• Para 2” de aislamiento, ISO tiene un 40% mas de valor “R”

• Resistente a solvente y adhesivos de construcción

• Mejor desempeño en pruebas de fuego, es FM Clase 1 (FM 4470) y UL 1256

• Puede ser instalado directamente sobre un cubierto metálico, sin barrera contra fuego

• Fabricado con material reciclado, que ayuda al medio ambiente

Por que instalar aislamiento térmico?

• CUBIERTA RECIBE MAS DEL 40% DEL CALOR DEL MEDIO AMBIENTE

• LAMINA METALICA TIENE COEFICIENTE DE DILATACION TERMICA MAS ALTO

• AISLAMIENTO TERMICO AHORRA ENERGIA

Costo Energia US$0.26 kW/h

GUATEMALA – WAL MART

Por que instalar aislamiento térmico?

• Con 1.5” ISO Ahorro de US$186,900 / año

• Con 2.5” ISO Ahorro de US$206,120 / año

Costo Energia US$0.26 kW/h

Fuego externo - Case study


• Estadio de Futbol Joao Havelange – Rio de Janeriro

– Sistema TPO con 1.5” ISO

Fuego Interno - Case study

Agosto 28 /2014 Sodimac Santiago

Entidades regulatorias

•Organización Sin Animo de Lucro líder mundial en la protección contra fuego •Ayuda a establecer estándares y normas para la protección contra fuego

•Aseguradora Mundial de edificaciones comerciales. •Énfasis a protección al fuego

•Compañía mundial de consultoría y certificación, con énfasis en fuego

Resistencia al fuego Externo e interno

Fuego Externo

• TPO clasifica como Clase A:

• Coberturas de techo que es efectivo contra fuego severo (llama 1400 °F)

Fuego Interno

• ISO clasifica como Clase 1:

• Coberturas de techos que no contribuye a la propagación de fuego interno

Comparativa

Poliuretano PUR Polyiso PIR Se mantiene encendido después

de retirar la llama

Se auto extingue al retirar la

llama

EPS/XPS Propaga Fuego

Humo Asfixiante

Comparativa

Sistema Daylight SunWave™ Iluminación natural del Sol.

Sistema Daylight SunWave™ - Claraboyas

Beneficios

• Reemplazar la iluminación eléctrica hasta un 70% en el día

• Ahorro de energía en edificaciones que abren durante el día tales como escuelas, fabricas, tiendas por departamento, etc.

• Un SunWave produce la luz de un bombillo de 1000 watts

Luces eléctricas

• Edificio industrial común

• Luces encendidos y gastando electricidad

• Aun muy oscuro

Claraboya tradicional

• Primero con domos claros y después opacos para derribar a la luz para la difusión

• Chorro de Luz se mueve durante el día


• Energía Solar = eficiencia

• Los domos de SunWave maximizan la transmisión de la luz para un nivel de difusión óptimo

• ¡No hay luces encendidas!


• Energía Solar = eficiencia

• Cero consumo de energía

• Cero emisiones de dióxido de carbono

Comparación – Planta Lego

• Antes • Después


Beneficios

• Transmite 35% mas luz

• Provee 100% de difusión

• Dirige la luz sin áreas calientes

• Mas de 20% de luz en ángulos bajos del sol

• 50% mas resistentes


• Beneficios

• Doble lente

• Mas de 4000 prismas por pie cuadrado

• Pasa prueba de cauda de 200 lb a 2’ de altura

• Soporta 500 lb/ft2


Desempeño a largo plazo

Fibra de vidrio de 12 años Acrílico de 17 años

Acrílico de 47 años

Usos e intensidad de iluminación

1 FC = 10.78 LUX

Domos con marcos de aluminio

Class 1 – Hail Rated:

2’ x 4’

5’ x 5’

4’ x 4’

5’ x 6’

4’ x 8’

5’ x 8’

Class 2 – Hail Rated:

2’ x 4’

5’ x 5’

4’ x 4’

5’ x 6’

4’ x 8’

5’ x 8’

Poly Carbonate:

2’ x 4’

5’ x 5’

4’ x 4’

5’ x 6’

4’ x 8’

5’ x 8’


BASES – incluyen malla de seguridad

• No estructural y con aislamiento (Calibre 18)

• Costoso

• Aislada con 1.5” fibra de vidrio

• Requiere soporte con canal en “C”

• CURB – incluye malla de seguridad

• Estructural sin aislamiento(Calibre 14)

• Mas Económico

• Aislar en camp con 1.5” ISO

• Sellado con detalles tradicionales

• No requiere soporte adicional

Montaje

CEDI ARA Barranquilla, COLOMBIA

Montaje

CEDI ARA Barranquilla, COLOMBIA


• Barrera de seguridad y protección contra caídas

• Protección bajo normas de OSHA:

• OSHA 1926.502 y

• OSHA 1910


Escotillas de Humo

• Medidas estándar

• Medidas especiales

• Bajo normas UL

• Aprobados por FM

• Apertura 105º interior y exterior

• Montado sobre base tradicional


Escotillas de Humo

Sistema de apertura Interior y Exterior


Escotillas de Humo

• Fusible de apertura a diferentes temperaturas

• 74º C hasta 197º C

Resultados

Retorno a la Inversión

Building Illustration R-19 Roof Insulation

A Building Size 100,000 sq ft

B Estimated Roof Cost @ $4/sq ft $400,000

C SunWave™ Daylighting System – Unit Size 5’x6’

D Effective Skylight to Floor Ratio (ESFR) 5%

E Unit Quantity 166

F Estimated SunWave Cost @ $1,500 Each $249,000

G Total Cost for Roof and SunWave (B+F) $649,000

Los Angeles, CA

H Estimated Annual Energy Savings w/SunWave $79,488

I Return on Investment for SunWave Only (F÷H) 3.13 years

J Return on Investment for Total Roof (G÷H) 8.16 years

K Energy Policy Act (EPact) 2005 Credit Daylight and Lighting Control System: $0.60/sq ft; Consult w/tax specialist.)

-$60,000

L Return on Investment for Total Roof & Epact Credit (G-K)÷H

7.41 years

Ejemplo de diseño

• Lugar: México – Chetumal

• Altura del edificio : 10 mts – 35 ft

• Área : 13,140 m2 (141,437 sf)

• Uso: Venta al detal

características originales

• Área Cubierta 13,140 m2

• Área Traslucida 5.94%

Diseño de iluminación natural


1. Solo un 2.5% de área traslucida (90 unidades de 5’x8’) 2. Tamaño de SunWave puede varias de acuerdo a disposición de

polines

Resultados

1. Relación Área de iluminación natural a solo 2.55% 2. Iluminación por hora , y mes 3. Promedio obtenido 50 FC, se puede aumentar o bajar según número de

SunWave


Costos de electricidad asumidos

Resultados y ahorros

1. Ahorro de 200,000 kW/h por año

Resultados y ahorros

1. Ahorro de mas de $20,000 dólares por año

Garantía y calidad Firestone

Garantía Red Shield™ de Firestone

Garantía de un solo proveedor •Solo materiales o materiales y mano de obra •Garantías de 5 a 30 años

Inspecciones

• Todo proyecto con garantía Red Shield es minuciosamente inspeccionado y calificado

Inspecciones

Productos Firestone

• Fabricado en plantas ISO 9001 & 14001

• Aprobaciones:

• Mano de Obra

• Contratistas capacitados

• Seminarios de capacitación en USA y localmente

NADIE LE CUBRE MEJOR.

MUCHAS GRACIAS

cubiertas de baja pendiente

Engineering