selección de un sistema de revestimiento de cubierta exterior

8/18/2019 Selección de un sistema de revestimiento de cubierta exterior

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Proyecto básico: Selección de un sistema de revestimiento de cubierta exterior paraedificios de una sola planta

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Proyecto básico: Selección de un sistema de revestimientode cubierta exterior para edif icios de una sola planta

Este documento describe las principales consideraciones de diseño a tener en cuenta en la selección de cubiertas en edificios de una sola planta y los sistemas de cubierta que pueden

utilizarse.

Índice

1. Consideraciones de diseño 2

2. Sistemas de cubierta con chapas perfiladas 3

3. Sistemas de cubierta de membrana 15

4. Referencias 21

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1. Consideraciones de diseño

Existe una serie de consideraciones que se deben tener en cuenta en la selección de un sistemao producto de cubierta. A fin de cumplir con el criterio de diseño de la cubierta, es crucialevaluar si los materiales y sistemas pueden cumplir con las exigencias de diseño, durabilidaden el tiempo, adecuación a la localidad y al clima. El costo es un factor clave pero debe verseen términos de la vida útil de los materiales. Se deben considerar otras cuestiones comodetalles constructivos, mantenimiento y eliminación final.

Los principales factores en la selección de productos y sistemas de cubierta se resumen comosigue:

cumplir con su función básica de protección ante el clima

estéticamente agradable

disponibilidad en variedad de colores/acabados

satisfacer las exigencias de aislamiento, cumpliendo con los requisitos de la Directivasobre Comportamiento Energético de Edificios, a través de las normativas nacionales deedificios.

satisfacer las exigencias de todos los reglamentos sobre incendio que suelen ser diferentesen cada país

cumplir con las normas nacionales para nieve, viento y otras cargas variables

proporcionar acceso seguro durante la fase de construcción y mantenimiento futuro de laestructura de cubierta, y en algunas instancias tener la capacidad para soportar más

personas para el mantenimiento de la planta

ser una alternativa para soportar cualquier carga impuesta por alguna planta o equipoadicional, la cual podría estar actuando directamente en el sistema de cubiertaPreferiblemente, estos servicios deberían apoyarse fuera de la estructura principal osecundaria de la cubierta

suministrar una fuente de luz natural a los ambientes interiores

satisfacer las necesidades de cualquier norma acústica, la cual puede ser una reducción deruido a través de la estructura de la cubierta o controlar la reverberación del ruido en los

ambientes interiores

convertirse en parte de un sistema con accesorios de aclimatación y ventilación, e incluirdetalles para la instalación de conductos de humo, chimeneas, luces de cubierta, etc., para

proporcionar total integración

ser un producto sostenible, que se fabrique de una forma que minimice el impacto en elmedio ambiente, reduciendo las emisiones de CO2, ahorre recursos, aumente el uso dematerial renovable, mejore la productividad, aumente el reciclado y minimice el impactoen obra, reduciendo el plazo necesario, el nivel de ruido, el nivel de gasto y lasnecesidades de agua.

Hay diferentes sistemas de cubierta de metal que están disponibles y que pueden satisfaceralgunas o todas estas funciones; la guía considera opciones de cubierta plana y de baja

pendiente, las cuales están especificadas para una variedad de edificios, normalmenteencontrados en Europa.

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2. Sistemas de cubierta con chapas perfiladas

2.1 Sistemas de cerramiento de cubiertas construidos enobraUn sistema reforzado o sistema de doble chapa, consiste en una chapa perfilada metálica quese sujeta a la estructura, seguida de un sistema de espaciamiento, de "cabio y soporte",aislamiento y una chapa exterior resistente a la intemperie (véase la Figura 2.1). Estossistemas de cubierta son versátiles, ofreciendo al proyectista una variedad de combinacionesde color, perfil y textura, junto con soluciones económicas rápidas que cumplen con losrequisitos térmicos, acústicos y de seguridad ante incendio de la construcción del edificio.

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Leyenda

1. Cabio 4 Aislamiento2 Chapa de revestimiento 5 Laminado3 Soporte

Figura 2.1 Construcción realizada en obra usando espaciadores de 'cabio y soporte’

Un sistema moderno de cerramiento de cubierta puede ser diseñado para ser altamente visible,ya sea como una continuación del sistema de muros o para contrastar con éste último. Es

posible construir canaletas ocultas detrás de un parapeto bajo, o se pueden utilizar aleroscurvos con un efecto fuerte que permite una continuidad del perfil de cerramiento de lacubierta al muro.

2.1.2 Revestimientos interiores

Los revestimientos interiores son chapas perfiladas delgadas que requieren soporte adicionalmediante una estructura de acero secundaria. La chapa de revestimiento es el primercomponente de la cubierta instalada en obra y sirve para varios propósitos: soporte delaislamiento, pantalla de vapor y sellado hermético del aire, y`puede usarse también como

plataforma provisional de trabajo, así como para proporcionar una envuelta de protección ante

el clima, previa a la instalación de la chapa exterior. Las chapas suelen ser suministradas enun acabado blanco brillante, con revestimiento específicamente formulado para uso interior(véase la Figura 2.2). Los fabricantes pueden suministrar otros colores con un pedido especial.

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Figura 2.2 Chapa de perfil extruido color blanco brillante, utilizada en la remodelación de la

cubierta de la Estación Newcastle para crear lo efectos de tablones de madera(Fotografía con el permiso de Corus Profiles & Panels)

Las chapas de revestimiento son generalmente de acero conformado en frío, pre-revestido deacero con un perfil trapezoidal delgado, como se muestra en la Figura 2.3. Un panel derevestimiento típico tiene un canto de perfil entre 18 y 35mm, con un espesor entre 0,4 mm o0,7 mm generalmente. A pesar que se utilizan tablones para caminar, etc., normalmente lamayoría de chapas tendrá la suficiente resistencia y rigidez para soportar el peso de lostrabajadores, materiales o equipos durante la instalación de las chapas. No se debe exceder lacarga del trabajo de seguridad del revestimiento, y deben seguirse las recomendaciones ydetalles de colocación del fabricante.

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Figura 2.3 Ejemplos de perfiles de revestimiento

Las chapas deben sellarse, tanto en los extremos como en los solapamientos laterales; paraformar una capa hermética de aire y estanca al vapor, a fin de reducir la pérdida de energía através de la cubierta. Alternativamente, se puede extender una capa de polietileno de controlde vapor y sellarla entre el revestimiento y el aislamiento.

Los perfiles de revestimiento que se muestran en la Figura 2.3 se utilizan con correas de acerotradicionales y, por lo tanto, son adecuados para luces de aproximadamente 1,5 a 2,0 m (unaseparación típica entre correas es 1,8 m). Los perfiles de mayor canto, hechos de acero másgrueso, están disponibles para aplicaciones en las que se necesita cubrir luces mayores.

Las chapas de revestimiento también se pueden suministrar parcial o totalmente perforadas,como parte de los sistemas de cubiertas acústicas especiales, los cuales se diseñan paraabsorber el sonido y reducir el ruido reverberante en los ambientes interiores. En laFigura 2.4, se detalla una sección típica de una cubierta acústica

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Leyenda:

1. Lana mineral 4. Cabio 7. Aislamiento acústico2. Soporte 5. Revestimiento perforado 8. Perfil laminado3. Sombrero 6 Capa de control de vapor

Figura 2.4 Sistema de cubierta acústica con capa de aislamiento acústico, sobre un revestimiento

perforado

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2.1.3 Chapas estructurales

Las chapas estructurales son perfiles laminados de gran canto que requieren un soportemínimo a través de una estructura de acero secundaria. Muy utilizadas en toda Europa, las

chapas estructurales ofrecen una apariencia ordenada y limpia en la parte inferior del sistemade cubierta. Esto puede suponer ahorros de tiempo, ya que se reduce la necesidad de incluirelementos de acero secundarios para sostener el sistema de cubierta, y el refuerzo adicional deacero sólo se requiere en las penetraciones alrededor de la cubierta, como las utilizadas paraequipos de iluminación y conductos de humo. Las chapas estructurales están disponibles enuna amplia gama de cantos, entre 150 mm a más de 200 mm y varios de espesores que oscilanentre 0,75 mm y 1,5 mm, que permite instalar soluciones para luces de hasta un máximo denueve metros (véase la Figura 2.5). Los perfiles de mayor canto y mayor espesor, hacen queestas chapas sean adecuadas para una plataforma de trabajo destinada a las actividades deinstalación de cerramientos, con tal que se tenga una protección suficiente en los bordes,

penetraciones y luces de cubiertas.

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Leyenda:

1. Lana mineral 4. Cabio 6. Capa para control de vapor2. Soportes 5. Chapa estructural trapezoidal de

gran luz7. Chapas con juntas "invisibles"

3. Sombrero

Figura 2.5 El sistema de cubierta sobre chapa estructural se apoya directamente en la estructura

principal, y elimina la necesidad de incluir elementos de acero secundarios de apoyo

Las chapas estructurales también se pueden suministrar parcial o totalmente perforadas, y seutilizan como parte de los sistemas de cubierta acústica especiales (véase la Figura 2.6). Estaschapas son particularmente adecuadas para las perforaciones, debido a la resistencia inherentedel perfil. Las perforaciones reducirán la capacidad de cubrir luces grandes y será necesarioconsultar las instrucciones del fabricante.

Los fabricantes suministran como acabado estándar el acero galvanizado revestido con poliéster blanco, y está disponible en otros colores y acabados según pedido especial.

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Figura 2.6 Cubierta con juntas "invisibles" sobre una chapa estructural perforada, con

aislamiento de lana mineral para absorber el sonido, en una biblioteca(Fotografía con el permiso de Corus P &P)

2.1.4 Chapas de revestimiento estructurales

Las chapas de revestimiento estructurales son revestimientos en caja, los cuales encajan entresí y proporcionan un acabado virtualmente plano en la parte inferior de la cubierta. Las chapasson estructurales, generalmente limitadas a 6 metros, y requieren un mínimo soporte de la

estructura de acero secundaria. Las chapas de revestimiento generalmente se colocan desde lacumbrera hacia los aleros, en un sentido, y están apoyadas sobre correas o estructurassecundarias similares, de 1,8 m a 4 m. La lana mineral normalmente se coloca entre loscanales de la chapa de revestimiento y está restringida por las alas de la chapa. Una capadelgada de aislamiento o entablillados de madera se coloca sobre las nervaduras de la chapa,

para reducir el puente térmico entre el ala y la chapa de protección a la intemperie (véase laFigura 2.7). Las chapas exteriores perfiladas de metal, colocadas verticalmente, se sujetan através del aislamiento delgado o entablillado a las nervaduras de la chapa, la cual provee elsoporte estructural para las chapas exteriores de protección a la intemperie.

Las chapas estructurales de revestimiento se pueden diseñar para trabajar como soporte de

cubiertas de teja o pizarra tradicionales. Las chapas pueden reemplazar el uso de vigas decelosía de madera y son idóneas para la construcción de estructuras de acero. Las chapastambién permiten una impermeabilización inmediata, proporcionan ahorros significativos en

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los costes y facilitan las construcciones "fast track". El resultado es una apariencia exteriortradicional de una cubierta de teja y un acabado interior limpio, interrumpido sólo por laestructura de la cubierta principal. Las chapas estructurales también se pueden suministrar

parcial o totalmente perforadas, y se utilizan como parte de los sistemas de cubierta acústica

especiales

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Leyenda:

1. Aislamiento en bobinas delana mineral

3. Junta de entrecruzado4. Perfil laminado

2. Banda de aislamiento

Figura 2.7 Sistema de cubierta que utiliza una chapa estructural de revestimiento, que

proporciona un acabado virtualmente plano en la parte baja de la cubierta

2.1.5 Sistema de espaciamiento y aislamiento

La mayoría de los sistemas de cerramiento fabricados en obra utilizan fibra de vidrio o rocaacolchados, suministrado en rollos. El rollo de fibra mineral tiene peso ligero, conductividadtérmica baja, es fácil de manejar y tiene un coste relativamente bajo. El sistema deespaciamiento se compone de un soporte y un cabio, el cual provee un soporte estructural a lachapa exterior y deja espacio para colocar el aislamiento. Los sistemas de soporte y cabio sesujetan y se fijan firmemente a las correas u otros elementos estructurales.

Para tener en cuenta el mayor espesor del aislamiento necesario en los sistemas modernos se

ha desarrollado una nueva generación de barras (o cabioes) y sistemas de espaciamiento consoportes. Estos sistemas se componen de cabioes de acero conformados en frío que ofrecen unsoporte continuo a la chapa exterior, sujeta a intervalos por soportes de acero fijadosfirmemente a las correas. Muchos sistemas de cabio y soporte incorporan también

protecciones de plástico que actúan como aislantes térmicos, a fin de minimizar las unionestérmicas. Se muestran sistemas típicos de espaciamiento en la Figura 2.8

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Figura 2.8 Sistema de espaciamiento típico

Están disponibles sistemas alternativos, los cuales utilizan fibra mineral rígida o planchas deespuma aislante. Los cabioes están integrados en la cara de aislamiento, en ranuras pre-cortadas. Se utilizan sujeciones para fijar los cabioes y el aislamiento en una chapa estructuralque ofrece soporte total al sistema. La chapa exterior de protección a la intemperie se fija a lascabioes. Se muestran detalles típicos en la Figura 2.9. Una característica de estos sistemas esque se eliminan prácticamente las uniones térmicas, ya que el aislamiento es atravesado sólo

por un número mínimo de sujeciones de tornillo para un nivel determinado de aislamientotérmico. El espesor de la capa del aislamiento será menor que el espesor equivalente delaislamiento de fibra de mineral. Una lana mineral ofrecerá niveles altos de reducción desonido y reducirá las vibraciones a través de la estructura que produce el sonido de la lluvia.

El aislamiento rígido ofrece un buen soporte a la chapa exterior de protección a la intemperie,y permite un acceso fácil durante la instalación y el mantenimiento.

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Leyenda:

1. Aislamiento de carga 4. Chapas trapezoidalesestructurales

7. Aislamiento de chapa con junta"invisible"2. Colocación de acero

inoxidable 5. Cabio fija3. Capa de control de vapor 6. Abrazadera de sujeción oculta

Figura 2.9 Sistema de cubierta con aislamiento rígido, el cual se puede diseñar para ofrecer

soporte a la chapa exterior de protección a la intemperie y permite un fácil acceso

durante la instalación y el mantenimiento

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2.1.6 Chapa exterior de protección a la intemperie

General

La función principal de la chapa de protección a la intemperie es proteger el edificio del climaexterior formando una cubierta hermética. Sin embargo, la chapa de protección a laintemperie debe considerarse también como un elemento estructural, ya que juega una función

principal en la trasferencia de la carga aplicada exteriormente (por ejemplo de viento y denieve) a través de otros componentes del cerramiento, la estructura de acero secundaria y laestructura de soporte de carga principal.

Las chapas exteriores expuestas al medio ambiente de acero se fabrican generalmente a partirde bobinas de acero pre-revestido. El revestimiento está compuesto de una serie de capas, quecomprenden un revestimiento metálico (por ejemplo galvanizado), pre-tratamiento,imprimación, capa de acabado final en ambos lados. La elección de la última capa depende delas exigencias estéticas y de la naturaleza del entorno. Generalmente, se utilizan los siguientesmateriales:

Plastisols son revestimientos de película gruesa que varían entre 100 y 200 μm.El revestimiento termoplástico se puede grabar en relieve con un patrón texturado paramejorar la apariencia, y su relativo espesor lo hace menos susceptible a la abrasión y a losdaños.

El poliéster y los poliuretanos tienen propiedades similares y están basados en revestimientosde película delgada de bajo coste. Estos materiales ofrecen una flexibilidad y durabilidadmoderada, suelen utilizarse en aplicaciones de muros exteriores básicos en ambientes secos,

tales como los que se encuentran en el sur de Europa. Los poliestirenos ofrecen un ladoinverso ideal y un revestimiento interior, ya que las exigencias no son generalmente tanexigentes como en el lado exterior.

El PVdF (frecuentemente referido como PVF )2 es un revestimiento de polímero de grado alto,con una resistencia UV inherente que proporciona un color permanente y estabilidad. Elrevestimiento tiene una buena resistencia a la reducción de brillo y al pulverizado. El acabadode capa delgada tiene una flexibilidad limitada y es menos robusto que otros acabados finales.

El lado inverso del acero pre-revestido se cubre con un revestimiento orgánico de 5μm deespesor y es compatible con la mayoría de adhesivos y pinturas.

La gama de colores que se ofrecen en acero pre-revestido es muy amplia, desde los grisesneutros pasando por atractivos colores pastel, hasta los primarios fuertes. Es posible lograruna apariencia tipo perla o metálica con algunos colores y revestimientos. La elección delcolor puede determinar si el edificio se armoniza con el alrededor o establece un contraste,como se ilustra en la Figura 2.10.

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Figura 2.10 Sistema de cubierta reforzado con canaletas interiores ocultas detrás del parapeto.(Fotografía con autorización de Corus Colors)

Perfil

La apariencia visual en conjunto se alcanza como resultado del diseño básico, el color y el

perfil elegido. La sombra puede tener un efecto marcado en el color global. El efecto de lasombra varía con el perfil. Con perfiles sinusoidales hay un efecto suave debido a latransición gradual de la sombra a la luz. Con las secciones trapezoidales las sombras estándefinidas marcadamente, lo que da carácter al cerramiento.

Figura 2.11 Ejemplos de chapa de protección a la temperie

A fin de transmitir la carga aplicada de viento o nieve, sin deformaciones excesivas, esnecesario que la chapa de protección a la intemperie posea una rigidez a flexión adecuada.Esta rigidez se consigue laminando un perfil en una chapa, ya sea trapezoidal o sinusoidal,

como se muestra en la Figura 2.11 . La profundidad y el canto variarán, dependiendo del producto de cerramiento, pero 32 mm es un valor típico de canto para chapas climáticas. El perfil debe ser suficientemente fuerte para resistir las cargas, y suficientemente profundo parafacilitar la evacuación del agua de lluvia.

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En general, las cubiertas están expuestas a un riesgo mayor de filtración que los muros, y esteriesgo aumenta cuando la pendiente de la cubierta disminuye. Este es un factor importante enel diseño de edificios comerciales e industriales modernos, ya que muchos tienen poca

pendiente o son planos, con el objetivo de minimizar el volumen de espacio vacío de cubiertaque debe ser calentado. No todos los tipos de cerramiento de cubierta son adecuados parautilizarse en una cubierta de poca pendiente. Las chapas de cubierta metálicas trapezoidales,con sujeciones fijas, son sujeciones generalmente adecuadas para cubiertas de 5º de pendienteo más.

2.1.7 Chapas con junta " invisible" o chapas con fijación oculta

Para pendientes bajas menores a 1º, se debe utilizar un sistema fijo oculto con sujeciones no

expuestas, y solapas especiales; preferiblemente no se deben utilizar solapas de extremo

Las chapas de juntas "invisibles" o de sujeciones ocultas se pueden utilizar en longitudes dehasta 30 m. La ventaja es que no hay penetraciones directamente a través de la chapa, pordonde podría filtrar el agua; el montaje es rápido. Consecuentemente, los sistemas de junta"invisible" se pueden utilizar con pendientes de cubierta muy baja. Las sujeciones tienenforma de abrazaderas o cabestros que sujetan la chapa inferior pero permiten que ésta semueva longitudinalmente. La desventaja es que ofrecen menos restricción a las correas quecon un sistema de fijación convencional y que los sistemas se utilizan frecuentemente enconjunción con chapas estructurales de soporte En la Figura 2.12 se muestra una chapa de

junta "invisible" típica

Figura 2.12 Junta "invisible"o chapa de fijación oculta(Fotografía con autorización de Wilkinson Eyre Architects. Fotógrafo Morley von Sternberg)

Los sistemas de junta "invisible" también se pueden utilizar en cubiertas pronunciadas donde

es deseable una mayor fiabilidad. El perfil también tiene una gran apariencia estética. Lossistemas se utilizan generalmente en hospitales, colegios y proyectos residenciales, y ofrecenun carácter fuerte al diseño total. Las cubiertas de junta "invisible" se pueden usar tambiénsobre un radio suave para formar una cubierta curva (véase la Figura 2.13).

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Figura 2.13 Una cubierta curva que utiliza un sistema de junta "invisible"(Fotografía con autorización de Wilkinson Eyre Architects.

2.2 Sistema de panel mixtoUn panel mixto consiste en una chapa exterior y una chapa de revestimiento, la cual estáunida a un poliuretano rígido (PUR) o espuma de polisocianurato (PIR) en un procesoautomático (véase la Figura 2.14). Los paneles con núcleo de espuma, con una densidad típicade 45 kg/m3, son ligeros y al mismo tiempo altamente rígidos, lo que permite cubrir distanciasgrandes entre los soportes.

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Leyenda:

1. Abrazadera de junta"invisible"

3. Chapas

2 Aislamiento

Figura 2.14 Panel mixto de cubierta con sistema de abrazadera

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Los paneles mixtos de cubierta se pueden suministrar con un perfil lagrimado, ondulado otrapezoidal, con una apariencia estética similar a la de los sistemas de cubierta con juntas"invisibles" fabricados en obra. Los paneles también se pueden diseñar para ofrecer soporteestructural para cubierta de teja o pizarra. El acabado de los paneles mixtos de cubierta sesuele realizar con el mismo revestimiento que los sistemas fabricados en obra.

Los paneles de cubierta se suministran con anchuras estándar, con la longitud fabricada paraadecuarse a las necesidades, y permiten un montaje rápido en obra. La unión resistente acortante entre los revestimientos y el núcleo reduce la necesidad de correas; esto puedereducirse aún más mediante la selección de perfiles estructurales para las cubiertas.

Los fabricantes de paneles mixtos de cubierta ofrecen una variedad de sistemas de juntasmacho y hembra, dependiendo de la aplicación y el acabado requerido. Además de suestanqueidad al agua, los sistemas de junta se deben diseñar para minimizar las unionestérmicas y maximizar la hermeticidad al aire. Por lo tanto, los detalles de la mayoría de juntasincluirán bandas de sellado de juntas suaves para asegurar una buena junta a lo largo de lalongitud del panel. Los detalles típicos de juntas se muestran en la Figura 2.15.

Figura 2.15 Detalles típicos de junta de paneles mixtos de cubierta.

Sin embargo, la mayoría de los sistemas se diseñan para que las juntas del extremo de bordesean ensambladas en obra. En las juntas de extremo de borde, el revestimiento laminadoexterior se superpone al elemento inferior en 100 a 300 mm dependiendo del sistema. Esimportante que las dos superficies de espuma cortada estén unidas y se coloquen bandas desellado adicionales para mantener la capa de aislamiento y ofrecer una hermeticidad al aire yun sellado hermético contra la intemperie.

Cuando se selecciona un sistema de panel se debe tener en cuenta la tolerancia de la estructuraespecificada por el fabricante, la cual tendrá un efecto marcado en el acabado y elcomportamiento de las juntas.

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3. Sistemas de cubierta de membrana

3.1 Principios de diseñoUn sistema de cubierta de membrana utiliza una membrana continua separada para asegurar laestanqueidad al agua. La membrana puede ser exterior al sistema, por ejemplo una cubiertacaliente, o estar situada debajo de la capa de aislamiento, por ejemplo un techo invertido. Unsistema de cubierta de membrana consta de un forjado de chapas de cubierta que ofrece unsoporte continuo, una capa de control de vapor o revestimiento sellado y un aislamiento y unacobertura de membrana impermeable al agua. Además de ofrecer una capa impermeable alagua, el sistema de cubierta debe satisfacer una función estética, soportar el peso de personasque realicen tareas mantenimiento, y si es necesario, soportar el peso de cualquier cargamuerta en la cubierta, que puede incluir equipos de planta u otro equipo de servicio.

Preferiblemente estos servicios no se deben apoyar en la estructura de la cubierta principal osecundaria.

Los sistemas de cubierta de membrana se dividen generalmente en tipos genéricos, los cualesincluyen cubierta caliente, la cubierta invertida, la cubierta fría, la cubierta ajardinada y lossistemas de cubierta que combinan las características de dos o más tipos de cubierta. El tipomás popular es la cubierta caliente, y se usa extensamente con forjado de chapas de acero enedificios de una sola planta. Las cubiertas ajardinadas también se utilizan, pero suelen sercubiertas más pequeñas donde se requiere una muy buena apariencia estética.

3.1.1 La cubierta caliente

El aislamiento se ubica inmediatamente debajo de la cubierta que produce la chapa y elsoporte estructural, y está a una temperatura cercana a la del interior del edificio (véase laFigura 3.1). En una cubierta caliente se coloca una capa de control de vapor debajo delaislamiento, para reducir el riesgo de condensación que se produce dentro del sistema, en la

parte inferior de la membrana.

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Leyenda:

1. Membrana de una sola capa 4. Capa de control de vapor 7. Fijación mecánica2. Aislamiento de carga 5. Forjado de chapas de cubierta

estructural3 Fijación mecánica6. Solape

Figura 3.1 Sistema de cubierta caliente, con membrana de una sola capa y fijación mecánica

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3.1.2 Cubiertas ajardinadas

Las cubiertas ajardinadas o cubiertas verdes se componen generalmente de cubiertas calienteso construcción de cubierta invertida, con el depósito de drenaje, el filtro y las capas medias de

cultivo, ubicadas encima, como se ilustra en la Figura 3.2 a continuación.

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Leyenda

1. Aislamiento de carga 4. Forjado de chapas de cubiertaestructural

7. Medio de cultivo2. Membrana de fieltro

instalada en obra 5. Drenaje3. Capa de control de vapor 6. Capa de filtro

Figura 3.2 Sistema de cubierta caliente que incorpora un jardín de cubierta

3.2 Forjado de chapas de cubiertaEl forjado de chapas de cubierta es un término común que se utiliza para describir un forjadode chapas de metal estructural cuando se utilizan con un sistema de membrana. El forjado dechapas se compone de chapas laminadas de acero galvanizado conformado en frío. Hay unamplio rango de perfiles de metal y de espesores, para varias relaciones carga-luz. Una chapatendrá un canto de perfil que varía entre 30 y 100 mm, con un espesor mínimo de chapa de0,7 mm. Los rigidizadores se pueden incorporar en las alas de las almas para mejorar laeficiencia del perfil. Estos perfiles suelen diseñarse para ser utilizados con una estructura deacero secundaria, y están disponibles para luces de aproximadamente 1,5 a 4,0 m.

Muchos fabricantes suministran perfiles de mayor canto y chapas de mayor grosor para cubrirluces más largas. Las chapas que cubren luces amplias proporcionan una apariencia ordenaday limpia en la parte inferior del sistema de cubierta, y permiten lograr ahorros de tiempo, yaque se reduce la necesidad de usar una estructura de acero secundaria para soportar el sistemade cubierta (véase la Figura 3.3). Estas chapas suelen tener un perfil de gran canto, que varíaentre 150 mm a más de 200 mm y espesores de material entre 0,75 mm y 1,5 mm, lo que

permite utilizar soluciones para luces de hasta nueve metros. Se debe buscar la asesoría de losfabricantes respecto a las relaciones carga-luz de los perfiles.

El forjado de chapas de cubierta tendrán suficiente resistencia y rigidez para soportar el peso

de las operaciones del contratista de la cubierta y sus materiales y equipo durante lainstalación del sistema de cubierta. El forjado de chapas metálicas puede quedar marcado si sesomete una carga puntual intensa o de impacto. Donde sea necesario utilizar la chapa intradósexpuesto, se debe considerar una chapa más gruesa, si la marca localizada es inaceptable

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Figura 3.3 Forjado de chapas de cubierta, con perfil de gran canto, fijado entre la estructura

principal con un soporte mínimo de la estructura de acero secundaria.(Fotografía con autorización de Wilkinson Eyre Architects. Fotógrafo Paul Rapson)

El acabado normal es galvanizado en un baño caliente pero puede suministrarse en unacabado de color. Las chapas galvanizadas ofrecen una buena resistencia a la corrosión enzonas arañadas, en los orificios y en los bordes cortados por la acción protectora del cinc. Unavariedad de revestimientos de color se pueden aplicar industrialmente.

El forjado de chapas de cubierta también se puede suministrar parcial o totalmente perforado,y se utiliza como parte de los sistemas de cubierta acústica especial, los cuales incorporanmúltiples capas de lana mineral o una combinación de lana mineral y aislamiento de espuma.El aislamiento puede cortarse para adecuarse a los perfiles o extenderse como una capacontinua a través de los canales de la chapa.

3.3 AislamientoLa función principal del aislamiento térmico es ofrecer una resistencia al flujo de calor, ya sea

por el aire atrapado o por el gas. Un panel de aislamiento no sólo debe elegirse por su

eficiencia térmica, sino también por su contribución a la impermeabilización, su fácil manejoy fijación sin daño, y debe tener superficies de trabajo robustas que sean fáciles de cortarse sindañar el producto. El tipo, las propiedades y los espesores del aislamiento también sedeterminan por el ancho de los pasantes de los perfiles. Los productos generalmente se

pueden dividir en términos de su comportamiento en dos grupos.

Materiales celulares, los cuales derivan su comportamiento de la resistencia térmica delaire o gas atrapado dentro de una estructura celular y de la resistencia térmica de las

paredes celulares. Los materiales de aislamiento incluyen espuma rígida de uretano, yasea poliuretano (PUR) y poliiscocianurato (PIR), espuma fenólica (PF), poliestirenoexpandido (EPS), poliestireno extruído (XPS) y vidrio celular (CG).

Materiales Fibrosos, los cuales derivan su comportamiento del aire atrapado entre fibrascolocadas perpendicularmente a la dirección del flujo de calor. Los materiales deaislamiento incluyen lana mineral (MW), perlita (EP) y corcho granulado (C).

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Se encuentran disponibles una amplia variedad de paneles de aislamiento, los cuales incluyenrefinamientos al material básico. Algunos se fabrican con cubierta de papel, lámina metálica,tejido de fibra de vidrio o imprimación bituminosa. Los compuestos se pueden fabricar con unrevestimiento de fábrica adherido a éste. Los compuestos combinan las ventajas delcomportamiento térmico de los aislamientos de fibra o celular, con la capacidad de resistircargas y/o la propiedad de resistencia al fuego de un revestimiento denso.

Los paneles mixtos de cubierta plana PIR se utilizan también para proporcionar apoyo a lamembrana impermeable. Estos paneles suelen tener un perfil de chapa de gran canto, para elsoporte estructural y una chapa superior de acero sin perfilar. Se adhiere totalmente o se fijamecánicamente una membrana bituminosa de una capa, de PVC o EPDM a la chapa superior.

3.4 MembranasHay muchas formulaciones diferentes para membranas de cubierta, tanto para la capa de

control de vapor, como para la capa impermeable. Han surgido varios tipos genéricos.

3.4.1 Sistemas de membrana de alto rendimiento fabricados enobra

Las membranas fabricadas en obra, se fabrican con dos o más capas de fieltros bituminosos.Una especificación de mayores prestaciones tiene una base de fibra poliéster y debe revestirsecon betún oxidado o modificado. Los fieltros se colocan con dos métodos: por el método de‘tender y desenrollar’, en el cual la membrana impermeable, la capa de control de vapor y lascapas de aislamiento, se unen por medio de betún líquido o mediante la ‘aplicación de calor’,en el cual las membranas se unen por medio de una fuente de calor (véase la Figura 3.4 a

continuación) o de forma autoadhesiva. El aislamiento se adhiere o se fija mecánicamente.

Figura 3.4 Una membrana bituminosa fabricada en obra, sellada con soldadura de aire caliente(Fotografía con autorización de Ruberoid)

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3.4.2 Sistema de membrana de una sola capa

La membrana de una sola capa es básicamente una membrana polimérica que se aplica en unasola capa. Las características de la membrana y el método de aplicación pueden variar

dependiendo de la formulación, el refuerzo/portador y el proceso del producto. Hay variosmétodos de aplicación empleados comúnmente.

Un método utiliza sujeciones mecánicas, en el cual las sujeciones de tornillo y arandela o una barra se utilizan para asegurar ambos, la membrana y el aislamiento. Este sistema es particularmente adecuado para la aplicación en un forjado de chapas metálicas, ya que lamembrana, el aislamiento y la capa del control de vapor se pueden aplicar rápidamente, y lacubierta se hace impermeable al agua en una operación sencilla (véase la Figura 3.5).

Un segundo método es utilizar un sistema de unión adhesiva con un adhesivo apropiado que pueda ser total o parcialmente adherido dependiendo del fabricante.

Un tercer método es la ‘capa suelta’ por medio del cual, la membrana se extiende librementeen el substrato y es restringida por el peso de un lastre redondo lavado, losas de

pavimentación o suelo y plantas (comúnmente conocido como cubierta verde).

Figura 3.5 Construcción de una cubierta caliente utilizando una membrana de una sola capa,la cual se funde a la cabeza de la fijación mecánica(Fotografía con autorización de Sika-Trocal UK)

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3.4.3 Membranas de aplicación líquida

Históricamente la forma más común de membrana líquida fue el asfalto mezclado conmastique. El asfalto mezclado con mastique está compuesto de árido de piedra caliza del tipo

adecuado, mezclado con betún o betún modificado para hacer una membrana densa sinvacíos. El asfalto mezclado con mastique se utiliza para impermeabilizar las cubiertas,impermeabilizar cubiertas de puentes o revestir cubiertas impermeabilizadas sujetas a tránsito

peatonal (véase la Figura 3.6). Las propiedades del asfalto mezclado con mastique han sidomejoradas con la adición de polímeros, los cuales mejoran las propiedades elásticas de lamembrana. El asfalto mezclado con mastique se extiende siempre sobre una chapa con surcosy diseñada para resistir la expansión y la contracción, a fin de evitar la rotura de la membrana.

Se han formulado una variedad de membranas polímeras; éstas se utilizan frecuentemente en proyectos de remodelación sobre los sistemas de cubierta existentes, para prolongar la vida dela cubierta.

Figura 3.6 El asfalto mezclado con mastique se extiende sobre un fieltro revestido y tejido de

vidrio con revestimiento de paneles de poliuretano, los cuales se unieron primero

con betún caliente sobre una capa de control de vapor de fieltro.(Fotografía con autorización de Permanite Asphalte)

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4. Referencias

1 Profiled Metal Roofing Design Guide (MCRMA Technical Paper No.6) Second Edition,The Metal Cladding and Roofing Manufacturers Association, UK, 2004(la documentación puede ser descargada de www.mcrma.co.uk ).

2 Guide for Single Ply Roofing, Single Ply Roofing Association, London(la documentación puede ser descargada de www.spra.co.uk ).

3 Flat Roofing - A guide to Good Practice, Ruberiod Building Products Ltd, UK, 2002(la documentación puede ser descargada de www.ruberoid.co.uk ).

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Registro de calidad

TÍTULO DEL RECURSO Proyecto básico: Selección de un sistema de revestimiento decubierta exterior para edificios de una sola planta

Referencia(s)

DOCUMENTO ORIGINAL

Nombre Compañía Fecha

Creado por K Francis SCI

Contenido técnico revisado por G Raven SCI

Contenido editorial revisado por

Contenido técnico respaldado por lossiguientes soc ios de STEEL:

1. Reino Unido G W Owens SCI 29/03/06

2. Francia A Bureau CTICM 24/03/06

3. Suecia B Uppfeldt SBI 24/03/06

4. Alemania C Müller RWTH 20/03/06

5. España J Chica Labein 23/03/06

Recurso aprobado por el

Coordinador técnico

G W Owens SCI 13/7/06

DOCUMENTO TRADUCIDO

Traducción realizada y revisada por: eTeams International Ltd. 20/06/06

Recurso de traducción aprobado por: J Chica Labein 10/07/06

selección de un sistema de revestimiento de cubierta exterior

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