PROYECTO PVTBUILDING

Desarrollo y caracterización de tejados y fachadas fotovoltaicas ventiladas integradas en edificios

Expediente núm. CIT-120000-2007-89 Entregable E.1.2. Configuraciones de tejados y

fachadas de doble piel ventilada

AÑO 2007

Centre

Internacional de Mètodes

Numèrics en Enginyeria

ISOFOTON SA

PICH-AGUILERA ARQUITECTOS

UNIVERSITAT DE LLEIDA CCT

Julio 2008

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 3

1.1 LAS PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS FACHADAS DE DOBLE PIEL VENTILADA.............................................................................................................. 3

1.2 EVOLUCIÓN DE LA FACHADA DE DOBLE PIEL VENTILADA .................... 3 1.3 FUNCIONAMIENTO Y PRINCIPIOS DE LA FACHADA DE DOBLE PIEL VENTILADA.............................................................................................................. 4 1.4 CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE FACHADA DE DOBLE PIEL VENTILADA *.. 5

2. INDICE DE EJEMPLOS CONSTRUIDOS SELECCIONADOS DE FACHADAS Y CUBIERTAS DOBLES VENTILADAS ......................................................................... 8

2.1 CLASIFICACIÓN DE FACHADAS VENTILADAS............................................. 10 2.2 CLASIFICACIÓN DE CUBIERTAS VENTILADAS............................................ 24

3. CONCLUSIONES................................................................................................ 26

4. REFERENCIAS................................................................................................... 26

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1. INTRODUCCIÓN Las fachadas de doble piel son una combinación compleja de uno o varios sistemas constructivos de fachada simple. Por definición, una fachada doble es una envolvente constructiva formada por dos superficies, una fachada interior (principal), una cavidad / cámara de aire / espacio entre fachadas, y una fachada exterior (secundaria). Para la concepción y el diseño de las fachadas y tejados de doble piel ventilada son condicionantes a tener en cuenta el origen del aire, la fuerza de su conducción, la salida, la compartimentación de la fachada y la de la cavidad. El espacio entre las dos fachadas ventilado por el efecto de convención térmica se expresa de formas muy diferentes. Los sistemas constructivos varían entre espacios de pocos centímetros para uso solo de ventilación, hasta espacios transitables o estancias de configuración similar a invernaderos. La incorporación de una cámara ventilada permite el aprovechamiento de la convección natural o forzada a base de reconducir el aire caliente hacia una red de conductos y ventiladores para introducirlo en un intercambiador de calor de un sistema de calefacción o puede también parcial o totalmente ser evacuado al exterior. En este tipo de fachadas, muchas veces la fachada principal se compone de un conjunto formado por acristalamiento de dos o más lunas separadas ente si por cámaras de aire deshidratado y la fachada secundaria de vidrio templado.

1.1 LAS PROPIEDADES BÁSICAS DE LAS FACHADAS DE DOBLE PIEL VENTILADA

Disminución del efecto invernadero y mejor transmitáncia térmica debido a las posibilidades de evacuación del aire caliente de la cámara, mediante convección natural o forzada. Incremento del aislamiento acústico por corte de vibraciones. Con la incorporación de elementos de protección solar en el canal de aire entre fachadas se obtiene un mejor control de transmisión luminosa.

1.2 EVOLUCIÓN DE LA FACHADA DE DOBLE PIEL VENTILADA Hasta los años 60, la evolución de las fachadas, conceptual y técnicamente, se ha desarrollado como base de un cerramiento ligero, que cuelga y pasa por delante de los forjados. Posteriormente, gracias a los avances de la industrialización, se consiguen formatos

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mayores, mejores aislamientos, y avances importantes en la tecnología de los vidrios. Todo ello lleva a una mejora de las prestaciones de las fachadas integrando sistemas de control energético naturales y/o mecánicos. A finales de los 70 y principios de los 80 se incrementa el uso de fachadas con ventilación mecánica y aparece el doble acristalamiento, con el objetivo principal de optimizar el consumo energético del edificio y el comportamiento acústico del mismo. A finales de los años 90 se generaliza el uso de fachadas ligeras de doble piel, mediante la combinación de múltiples capas de transparencia y de reflexión con elementos de control solar y con el canal de aire existente entre ambas pieles.

1.3 FUNCIONAMIENTO Y PRINCIPIOS DE LA FACHADA DE DOBLE PIEL VENTILADA

Los fundamentos básicos de la fachada de doble piel ventilada se encuentran en los orígenes del uso de ventanas dobles, ambas practicables, y combinadas con elementos de control solar. El resultado son mejoras en aislamiento térmico y acústico, estanqueidad al aire y al agua, y la posibilidad de ventilar el interior del edificio incluso en condiciones climáticas adversas. En la fachada de doble piel ventilada los sistemas de control solar (aleros, pasarelas, lamas verticales u horizontales, etc…) se sitúan en la parte exterior del edificio, envolviendo y protegiendo la fachada principal del edificio, y creando un canal de aire entre las pieles. Además también se pueden incorporar elementos de control lumínico situados en el interior, en la cámara o en la parte exterior de la fachada. Para el calculo y diseño de una fachada de doble piel ventilada hay que tener en consideración las cualidades del aire (capacidad conductora), las cuales condicionan aspectos importantes del canal de aire, como son sus dimensiones, sus compartimentaciones (verticales, horizontales, etc.) y la posibilidad de controlar mecánicamente este canal de aire para introducirlo o extraerlo del edificio. Estas consideraciones nos ayudaran a optimizar el consumo energético así como la versatilidad del edificio para adaptarse a las variables del entorno y del clima como puedan ser las diferentes épocas del año, día/noche, clima exterior, ocupación del interior, etc.

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1.4 CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE FACHADA DE DOBLE PIEL VENTILADA *

A.- Origen de la corriente del aire: interior del edificio, exterior del edificio, aire del canal

A-1 Interior del edificio A-2 Exterior del edificio A-3 Aire del canal * según el libro “Manual de producto-Fachadas ligeras”

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B.- fuerza de la conducción del aire: convección, impulsión y extracción (natural o mecánica)

B-1 Convección B-2 Impulsión (mecánica) B-3 Extracción (mecánica) C.- compartimentación de la fachada: canales de aire horizontales, canales verticales, box window, canal completo, híbridos.

C-1 Canales de aire C-2 Canales horizontales C-3 Box window C-4 Canal completo

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Según estos antecedentes buscamos ejemplos construidos que los hay de varias configuraciones y combinaciones del origen, la conducción del aire y la compartimentación de las fachadas. Intentamos reducir la magnitud de ejemplos, a los más significativos: Para este proyecto nos parece mas apropiado que el origen del aire de la fachada sea exterior no del edificio, independiente del uso que tenga el edificio y las características del aire interior. La conducción será de convección natural o/y forzada por tener en cuenta el aprovechamiento del calor del aire para el edificio. Forzada de la parte baja o alta del edificio se vera en el transcurso del proyecto. Presentamos en este estudio fachadas ventiladas con las dos pieles opacas o transparentes o mixtos, con juntas en la segunda piel abiertas y cerradas, con la seguna piel en vertical continua, inclinada en lamas( tambien motorizadas) la cavidad compartimentada en vertical y horizontal, y con la convección natural como también forzada. Estos ejemplos serán la base para desarrollar el producto de fachada que se estudiara con integración fotovoltaica. Cubiertas ventiladas construidas se encuentran mayoritariamente con materiales opacos, pondremos un ejemplo.

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2. INDICE DE EJEMPLOS CONSTRUIDOS SELECCIONADOS DE FACHADAS Y CUBIERTAS DOBLES VENTILADAS

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2.1 CLASIFICACIÓN DE FACHADAS VENTILADAS L Fachadas ventiladas con ambas pieles opacas Fachada fría o tras ventilada

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M Fachadas ventiladas con una capa opaca y la segunda transparente

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N Fachadas ventiladas de ambas capas transparentes Fachadas dobles acristaladas

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2.2 CLASIFICACIÓN DE CUBIERTAS VENTILADAS O Cubiertas ventiladas con ambas pieles opacas Cubierta fría

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3. CONCLUSIONES En los últimos años se han construido varios tipos diferentes de fachadas dobles acristaladas ventiladas pero en general hay que decir que en nuestra búsqueda de material hemos visto que prácticamente cada tipo de fachada en cada caso de aplicación se ha estudiado y calculado de nuevo. Para escoger el tipo de fachada ventilada conviene no desligarla del resto del edificio y su uso. Según el aprovechamiento y lo que se quiere conseguir con la fachada aumenta su complejidad, hay casos de una simple piel exterior sin cerramiento alguno para mejora el comportamiento acústica y protección solar de la fachada hasta un conjunto de fachadas opuestas que garantizan ventilación cruzada del edifico y instalaciones que prevén la inyección del aire calentado de la cavidad al sistema de climatización del edificio o a las otras fachadas para crear un colchón climático alrededor del edificio. En las siguientes informes iremos viendo que para nuestro caso es lo más apropiado. Hemos visto diferentes anchos de la cavidad, diferentes configuraciones de las dos pieles según su ubicaron y por la orientación hay protección solar incorporada o no. Pero la mayoría tiene las dos pieles cerradas y la entrada y salida de aire controlada hasta forzada para garantizar poder cumplir con los requerimientos propuestos a la fachada. Las compartimentaciones van en función del conjunto del edificio pero la mayoría vista tiene cámara continua o canales horizontales.

4. REFERENCIAS Lista de la pg.8/9 de este informe Manual de producto Fachadas ligeras ASEFAVE ISBN: 84-8143-465-5 Edita: AENOR Berichte aus Energie- und Umweltforschung 36/20002 Proyectbericht im Rahmen der Programmlinie: Haus der Zukunft Thermisch-hygrisches Verhalten von GlasDoppelFassaden unter solares Einwirkung Bundesministerium für Verkehr, Innovación und Technologie Radetzkystrasse 2, 1030 Wien