Exigencias de Uso en Fachadas Ligeras

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Exigencias de Uso en Fachadas Ligeras

La fachada del edificio no se puede plantear como una mera envolvente del objeto arquitectónico sino como una piel sometida a múltiples intervenciones de uso, tanto desde el interior como desde el exterior.

Funcionalidad

Se exige a la fachada ligera que cumpla las funciones para las que está prevista y que además estas funciones puedan ser reguladas fácilmente, bien de forma automática o bien de forma manual.

Compatibilidad

Una fachada ligera tiene que comportarse como un todo coherente en sí mismo. Ello exige una compatibilidad física y química entre sus elementos componentes. Especial relevancia adquieren los desplazamientos térmicos. Estas fachadas, por su composición y su ligereza, están expuestas a notables deformaciones por las diferencias de temperatura a las que están sometidas. Ello plantea importantes condicionantes tanto en lo que respecta a la organización del propio cerramiento como al sistema de anclaje.

Estas variaciones dimensionales son debidas a las dilataciones y contracciones originadas por los cambios de temperatura. Estas variaciones son función del coeficiente de dilatación térmica del material, y de las diferencias de temperatura.Si se tiene un material a una temperatura t0 y se calienta hasta una temperatura t1, el valor del alargamiento experimentado se obtiene de la expresión:

ΔL / L0 = (L1 - L0) / L0 = α (t1 - t0) / L0

siendo:

L0: la longitud del elemento a la temperatura inicial t0

L1: la longitud del elemento a la temperatura final t1

α : el coeficiente de dilatación térmica del material

t1 – t0: el salto térmico

ΔL: el alargamiento unitario

• Cargas por dilatación térmica

Las fachadas ligeras están sometidas constantemente a unas variaciones dimensionales (dilataciones y contracciones) originadas por los cambios de temperatura. La magnitud de estas variaciones es función del coeficiente de dilatación térmica del material, α, y de las diferencias de temperatura, y originan en los perfiles un esfuerzo σ (daN/cm2).

Según la ley de Hooke: σ = ε · E

σ: la tensión [daN/cm2]

ε: el alargamiento unitario, en el caso de variaciones dimensionales de origen térmico = αΔt

E: el módulo de elasticidad [daN/cm2]

α: el coeficiente de dilatación

Δt: la variación térmica

Entonces: σ = E αΔt

Si aumenta la temperatura de un perfil de aluminio y éste no puede expandirse libremente, se produce sobre los elementos perimetrales que le impiden la expansión una acción que viene estimada por la fórmula anterior, acción que acaba ocasionando una deformación en el elemento más débil. Es decir, si el montante es más débil que el travesaño, se producirá una falta de verticalidad. Si por el contrario es el travesaño el más débil, se originan pandeos con flechas importantes.

Para evitar este fenómeno de las dilataciones impedidas deben disponerse periódicamente juntas de dilatación que permitan que la perfilería se dilate libremente.

El empuje transmitido por la dilatación térmica de un perfil vendrá expresado por:

EMPUJE [daN] = σ [daN/cm2] x SECCIÓN DEL PERFIL [cm2]

La magnitud de la máxima contracción o dilatación que hay que prever para dimensionar con seguridad las juntas de dilatación (d) por causas térmicas viene expresada por:

Δl = ε· l = α· Δt· l

Δl d

donde:

Δl: el alargamiento absoluto

ε: el alargamiento unitario

l: la longitud del perfil

d: la dimensión de la junta de dilatación

α: el coeficiente de dilatación lineal del aluminio (23x10-6 m/m)

Δt : la variación térmica

Dado que en Varios países la máxima amplitud de la oscilación térmica se considera que es 42ºC, el alargamiento máximo previsible, por metro de perfil, será:

Δl = 23·10-6· 42ºC· 1000 mm = 0,966 mm

Es por ello que, a efectos de dimensionado de juntas, será suficiente con prever 1 mm por cada metro de perfil, puesto que con ello se podrán absorber las posibles dilataciones, independientemente de la época del año en que se mecanice, monte y acabe la obra. Por lo que se refiere al vidrio, "el Manual del Vidrio" postula el principio de independencia: "Los productos vítreos, recocidos o templados, deben estar colocados (inseridos en el marco) de forma tal que en ningún momento puedan sufrir otros esfuerzos adicionales a los esfuerzos ya previstos (peso propio y viento) como los debidos a:

• Contracciones o dilataciones del propio vidrio.

• Contracciones, dilataciones o deformaciones de los propios perfiles de aluminio que lo enmarcan.

• Deformaciones aceptables y previsibles de la propia obra, como pueden ser las flechas de los elementos resistentes

de la estructura principal.

Por todo ello, las lunas de vidrio, jamás han de tener contacto entre sí, evitándose igualmente el contacto directo vidrio – metal. En general, los contactos vidrio – vidrio, vidrio – metal y vidrio – hormigón están técnicamente prohibidos.

Desmontabilidad

Por razones de reciclaje, de mantenimiento, de reutilización, de flexibilidad, etc. cada vez es más creciente la exigencia que los elementos que constituyen las fachadas ligeras se puedan desmontar y posteriormente resituar con el máximo aprovechamiento de material y mínima inversión de tiempo y recursos. Las fachadas ligeras, adecuadamente diseñadas, pueden satisfacer este requerimiento que otras tecnologías de fachada no pueden ni abordar.

Registrabilidad

Las fachadas ligeras ostentan una masa unitaria muy ajustada pero a menudo ello va acompañado de un volumen aparente importante pues alojan zonas de paso de instalaciones importantes, como la climatización. Dichas instalaciones deben ser fácilmente accesibles para su reparación y modificación a través de registros dispuestos en la fachada ligera.

Coordinación Dimensional y Tolerancias

La fachada ligera se monta en seco y a pie de obra. Ello es posible porque el despiece se puede realizar en taller mediante técnicas de corte muy precisas. Ello requiere un gran respeto hacia las técnicas de coordinación dimensional.

Tolerancias del sistema

Una de las exigencias más importantes que recae en la construcción de fachadas ligeras se refiere a las tolerancias de su montaje. A diferencia de las fachadas tradicionales, las fachadas ligeras requieren un proceso de montaje que permita en cualquier momento el ajuste preciso de la posición de cada elemento en cada una de las tres direcciones principales del espacio. Para ello se utilizan habitualmente tornillos de calibración que, una vez anclados mediante el correspondiente procedimiento, pasan a ser parte del sistema definitivo de transmisión de cargas.

Tolerancias de la estructura

La magnitud de las desviaciones en la ejecución de la estructura principal del edificio es diferente al caso anterior (se habla de mm en referencia a las fachadas ligeras y de cm en caso de la estructura), lo que implica sistemas de ajuste dimensional distintos para cada tecnología. Para corregir los errores normales de desviación de la estructura se suelen utilizar como accesorios forros, agujeros rasgados y otros elementos que permitan tipos de ajuste de mayor amplitud pero de menor precisión. Estos elementos de ajuste se disponen entre la estructura y el anclaje, de forma que la desviación se sitúe dentro de las tolerancias de la fachada, procediéndose al ajuste final de la fachada mediante la tornillería solidaria a los paneles. La necesidad de considerar la existencia de tolerancias de notable importancia entre la fachada ligera y la estructura obliga a mantener importantes separaciones las cuáles condicionan el sistema de anclaje en virtud de la importante excentricidad introducida entre la posición de las cargas gravitatorias y la posición de la estructura. Tal separación condiciona igualmente el comportamiento de la fachada ante el fuego, siendo necesario disponer algún tipo de relleno con comportamiento parafuego que separe los niveles pero que no introduzca nuevas coacciones mecánicas a la fachada.

Durabilidad

El arquitecto no sólo debe conocer la capacidad de comportamiento de una fachada ligera ante las diversas acciones actuantes sino también la durabilidad esperada. La durabilidad de cada producto, el mantenimiento de los sistemas de protección y la agresividad del entorno son aspectos a no desconsiderar y que el promotor también debe conocer al programar su inversión.