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Proyecto básico: Selección de un sistema de revestimiento de fachada exterior en
edificios de una sola planta
SS019a-ES-EU
Proyecto básico: Selección de un sistema de revestimiento
de fachada exterior en edificios de una sola planta
Este documento describe las principales consideraciones de diseño a tener en cuenta en la
selección de cerramientos en edificios de una sola planta y los sistemas de cerramientos que
pueden utilizarse.
Índice
1.
Criterio de diseño
2
2.
Sistemas fabricados con perfiles de cerramiento verticales u horizontales
3
3.
Chapas de revestimiento estructurales
7
4.
Paneles mixtos
8
5.
Sistemas de cerramiento mixto fabricado en obra
9
6.
Cajas para sellado de fachadas o de protección contra la lluvia
11
7.
Referencias
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1.
Criterio de diseño
Los edificios de una sola planta se construyen según pedido, y pueden ser de cualquier
tamaño. Muchos diseños están basados en una disposición matricial, con los que se obtiene
muchas combinaciones de ancho y longitud. La distribución de acero puede elegirse para
acomodar los sistemas de estantería y puertas para zonas de carga. La construcción modular
está incrementando su utilización y, en las circunstancias adecuadas, puede reducir el coste
significativamente. Los mismos conceptos se pueden aplicar en oficinas, hospitales, colegios,
hoteles, etc.; los cuales se pueden diseñar también completa o parcialmente en forma modular,
utilizando los beneficios de esta forma económica y rápida de construcción.
El cerramiento de una fachada es un elemento altamente visible de un edificio, y se puede
suministrar con una variedad de acabados y formas, que son estéticamente agradables y tienen
una apariencia avanzada en diseño.
Existe una serie de consideraciones a tener en cuenta en la selección de un sistema o acabado
de cerramiento. La elección del material es tan importante como el mismo criterio de diseño
del cerramiento. Es crucial evaluar si el material puede ofrecer la durabilidad para la
ubicación y el clima del entorno. El coste es un factor clave, pero debe verse en términos de la
vida útil del edificio. Se deben considerar otras cuestiones, como por ejemplo los detalles de
construcción, el mantenimiento y la demolición.
Los principales factores en la selección de productos o sistemas de revestimientos de fachada
se resumen como sigue:
‰ cumplir su función básica, que es protección ante el clima y tener integridad estructural
‰ estéticamente agradable, porque el revestimiento del cerramiento es el elemento más
visible de cualquier edificio
‰ disponibilidad en variedad de colores/acabados
‰ tener suficiente resistencia y rigidez para soportar los daños por impacto y también
prevenir el daño por cargas de viento
‰ permitir unos detalles constructivos flexibles que permitan la libertad en el diseño
‰ satisfacer los requisitos de aislamiento, cumpliendo con los requisitos de la Directiva
sobre Comportamiento Energético de Edificios, a través de las normativas nacionales de
edificios.
‰ satisfacer los requisitos acústicos
‰ satisfacer los requisitos de todos los reglamentos sobre incendios que suelen ser
específicos en cada país
‰ ser un producto sostenible, el cual se fabrique en una forma que minimice el impacto en
el medio ambiente, reduzca las emisiones de CO2, conserve los recursos, aumente el uso
de materiales renovables, mejore la productividad y aumente la reciclabilidad. También
minimice el impacto en obra, y reduzca el plazo necesario, el nivel de ruido, el nivel de
basura y las necesidades de agua.
Hay una variedad de sistemas que están disponibles y que cumplen estas funciones; la guía
considera un conjunto de opciones especificadas para varios tipos de edificios que
normalmente se encuentran en Europa.
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2.
Sistemas fabricados con perfiles de
cerramiento verticales u horizontales
Un sistema reforzado o sistema de doble película consta de un revestimiento de perfil
metálico fijado a la estructura, seguido de un soporte y sistema de espaciado de cabios,
aislamiento y una hoja exterior (véase la Figura 2.1). Estos sistemas son muy versátiles, y
ofrecen al proyectista una variedad de combinaciones de color, perfil y textura, junto con
soluciones económicas rápidas "fast track" que cumplen los requisitos térmicos, acústicos y
de seguridad ante incendio de la construcción del edificio. Superficies altamente visibles e
iluminadas y la opción de incluir detalles curvos pueden utilizadas para producir
características significativas cuando se utilizan sistemas fabricados en obra.
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Figura 2.1
Sistema de cerramiento reforzado con cerramientos verticales
Leyenda:
1. Soporte estructural, cabios laterales conformados en frío
2. Revestimiento
3. Sistema de soporte y cabios
4. Aislamiento
5. Chapa exterior
2.1
Color
La gama de colores que se ofrecen en acero pre-revestido es muy amplia, desde los grises
neutrales, pasando a través de atractivos colores pastel, hasta los primarios fuertes. Los
aspectos tipo perlas o metálico son posibles para algunos colores y revestimientos.
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La elección del color puede determinar si el edificio armoniza con el alrededor o establece un
contraste. El uso de combinaciones de color puede ayudar a realzar la apariencia de grandes
edificios o edificios de formas sencillas, resaltando los detalles verticales u horizontales.
2.2
Perfil
La apariencia visual en conjunto se logra como resultado del diseño básico, el color y el perfil
elegido. La sombra puede tener un efecto marcado en el color en conjunto. El efecto de la
sombra varía con el perfil. Con perfiles sinusoidales hay un efecto suave debido a la
transición gradual de la sombra a la luz. Con secciones trapezoidales, las sombras están
marcadamente definidas, dando carácter al revestimiento, una coronación ancha y un canal
estrecho que se pueden aprovechar para ocultar las fijaciones en las sombras y los detalles de
los solapes laterales aparecen menos indiscretos. Los perfiles de revestimiento grandes y
pronunciados tienen una apariencia fuerte y son probablemente más adecuados para grandes
edificios, y las secciones ligeras pueden ser más apropiadas para pequeños edificios, como se
ilustra en la Figura 2.2. Los perfiles también pueden hacerse con la cavidad ancha y plana y
un receso angosto, en el cual las fijaciones se pueden ocultar parcialmente. Estos perfiles se
denominan ‘plank’, y dan una apariencia que oscila entre una chapa perfilada y un panel
plano.
Un sistema reforzado ofrece flexibilidad al proyectista. Los fabricantes pueden suministrar
formas curvas suaves u onduladas ya preparadas. La combinación de perfiles trapezoidales y
chapas curvas se utiliza para producir un efecto marcado. Incorporando un alero curvo se
logra una continuidad de la cubierta al perfil del cerramiento, y puede usarse para hacer
canaletas ocultas. Las curvas se pueden utilizar también como unión entre el cerramiento
principal y la esquina; los fabricantes suministran esquinas curvas de inglete, que brindan un
efecto de curva continua en las esquinas de la estructura. Estas esquinas de inglete pueden
fabricarse en cualquier ángulo para adecuarse a la estructura.
La fijación horizontal del perfil de cerramiento permite incluir horizontalmente esquinas de
inglete o esquinas de perfil curvo, como se muestra en la Figura 2.3. La forma del perfil es
más realzada, lo cual puede incrementar el atractivo a un edificio grande con forma
geométrica global simple.
Los perfiles para uso vertical son frecuentemente excluidos de la instalación en cubiertas,
debido a su configuración y el detallado del solape lateral.
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Figura 2.2
El complejo de almacenes y oficinas, tiene una apariencia impactante cuando se
combinan iferentes perfiles, texturas y colores en el cerramiento.
(Fotografía con permiso de Michael Sparks Associates)
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Figura 2.3
Edificio industrial revestido con una combinación de detalles horizontales y curvos
para producir líneas suaves.
(Fotografía con autorización de Corus P &P)
2.3
Texturas
Las texturas se usan para resaltar y crear sombras. Los revestimientos suaves y texturados del
mismo color lucirán diferentes cuando se observan desde lejos.
Los plastisol son revestimientos de película gruesa entre 100 y 200 μm. Gracias al
revestimiento termoplástico, es posible grabar en relieve un patrón texturado para mejorar la
apariencia, y su relativo espesor lo hace menos susceptible al daño.
Los poliésteres y poliuretanos tienen propiedades similares y están basados en revestimientos
de película delgada de bajo coste. Estos materiales ofrecen flexibilidad y durabilidad
limitadas, y tienden a utilizarse para aplicaciones de muros exteriores básicos en ambientes
secos, tales como los que se encuentran en el sur de Europa. Los poliésteres ofrecen un lado
inverso ideal y un revestimiento interior cuando las exigencias no son generalmente tan
exigentes en lado exterior.
El PVDF (frecuentemente referido como PVF2) es un revestimiento de polímero de grado alto,
con una resistencia UV inherente, que proporciona permanencia de color y estabilidad.
El revestimiento tiene una resistencia buena para la reducción de brillo y al pulverizado.
El acabado de la 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 de
espesor y es compatible con la mayoría de adhesivos y pinturas.
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3.
Chapas de revestimiento estructurales
Una variación del sistema reforzado es utilizar chapas de revestimiento estructurales de
grandes luces, instaladas horizontalmente entre las columnas principales o verticalmente entre
los cabios de piso y aleros de vigas, véase la Figura 3.1. La lana mineral normalmente se
coloca entre los canales de la chapa de revestimiento y está restringida por las alas de la
chapa. Una capa delgada de aislamiento o entablillados de madera se colocan sobre las
nervaduras de la chapa para reducir el diferencial térmico entre el ala y la chapa de protección
a la intemperie. Las chapas exteriores laminadas de metal, colocadas verticalmente u
horizontalmente, se sujetan a través del aislamiento delgado o entablillado, a las nervaduras
de la chapa, que ofrece el soporte estructural para la chapa exterior. Las chapas de
revestimiento estructurales también se pueden suministrar parcial o totalmente perforadas, y
se utilizan como parte de los sistemas especiales de muro acústico.
Las chapas de revestimiento estructurales se pueden diseñar hasta con luces de ocho metros, y
por lo tanto pueden fijarse entre columnas, eliminando la mayoría de cabios de cerramiento
que se requieren normalmente en la construcción con acero, siendo necesario únicamente
elementos secundarios en aberturas de ventanas y puertas. El resultado es un acabado limpio,
interrumpido sólo por las columnas de la estructura aporticada principal.
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Figura 3.1
Sistema reforzado con chapa de revestimiento estructural
Leyenda:
1. Chapa de revestimiento estructural
2. Aislamiento en bobinas de lana mineral
3. Panel de aislamiento
4. Chapa exterior perfilada
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4.
Paneles mixtos
Los paneles mixtos constan de una chapa exterior y una chapa de revestimiento, la cual está
adherida a una espuma de poliuretano rígido o de poliisocianurato o un núcleo de fibra de
roca, véase la Figura 4.1. Los paneles con núcleo de espuma con una densidad típica de
45 kg/m3 son muy ligeros, y al mismo tiempo altamente rígidos, y permiten cubrir distancias
grandes entre los soportes y un manejo más sencillo. Los paneles de muro con núcleo de fibra
de roca, ofrecen un mejor rendimiento acústico, un alto grado de resistencia al fuego y son
adecuados como muros limítrofes. A menudo es la opción preferida de algunas compañías de
seguros. Un panel con núcleo de fibra de roca tiene una densidad específica de 120 kg/m3, y
se debe tener en cuenta para la manipulación en obra.
De forma estándar, los paneles mixtos de muro son planos o tienen forma de micro
nervaduras, que es un perfil delgado, generalmente con un espesor no superior a 1 ó 2 mm
(véase la Figura 4.1). Los paneles con micro-nervaduras constituyen una elección preferida,
por ser menos susceptibles a cualquier imperfección, a sufrir daños o a la exposición al clima.
Los paneles mixtos también se pueden suministrar con perfil lagrimado, ondulado o
trapezoidal, con una apariencia estética similar a la de sistemas de cubiertas fabricadas en
obra. Los paneles mixtos suelen suministrarse de forma estándar, revestidos con plastisol,
poliéster o PVDF (frecuentemente referidos como PVF2) en una gama variada de colores.
Los paneles de muro se suministran con anchuras estándar, con la longitud fabricada para
adecuarse a las necesidades, y permiten un montaje rápido en obra. La unión resistente a
cortante entre las cubiertas y el núcleo reduce la necesidad de cabios de chapas, y los
elementos secundarios de soporte se requieren únicamente en las aberturas, tales como
ventanas y puertas; esto puede reducirse aún más mediante la selección de perfiles
estructurales para las cubiertas.
Figura 4.1
Complejo de oficinas, revestido con paneles montados horizontalmente, con
acabado de micro-nervadura.
(Fotografía con autorización de Corus P &P)
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Los paneles mixtos pueden ser suministrarse para adecuarse vertical u horizontalmente. Hay
fabricantes que ofrecen un sistema de unión macho y hembra, dependiendo de la aplicación y el
acabado requerido. La mayoría de sistemas se diseñan para que las juntas del extremo de borde
sean ensambladas en obra. Estas uniones están frecuentemente ocultas por una tapa de sección
que se fabrica del mismo material que la cubierta o de un color contrastante. Un detalle de unión
típico se muestra en la Figura 4.2.
Figura 4.2
Detalle típico de unión de panel mixto con sombrero
Además de ser impermeables, los sistemas de junta se deben diseñar para minimizar el
diferencial térmico y maximizar la hermeticidad del aire. La mayoría de detalles de unión
incorporan, adaptaciones de fábrica, bandas de sellado de unión suave.
Cuando se selecciona un sistema de panel, se debe tener cuidado con la tolerancia de la
estructura especificada por el fabricante, la cual tendrá un efecto marcado en el acabado y en
el comportamiento de las juntas. Si los paneles son adaptados a un área susceptible de sufrir
daños, se deberá tener en cuenta el tipo de sistema de unión, ya que esto afectará la facilidad
con la que pueda ser reemplazado el panel.
5.
Sistemas de cerramiento mixto fabricado en
obra
Un sistema de cerramiento mixto fabricado en obra es una combinación de sistemas
reforzados y un sistema mixto. Se compone de un revestimiento perfilado de metal que es el
primer elemento que se fija a los cabios de las chapas. El espacio entre el revestimiento y la
chapa exterior se rellena con lana mineral o plancha de espuma que ha sido precortada para
encajar con el revestimiento y la chapa exterior, como parte del proceso de fabricación.
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La hoja de perfil exterior se mantiene en posición, por medio de piezas tipo distanciador, que
tiene un hilo separado bajo la cabeza, la cual se une a la chapa exterior. Estas fijaciones
mantienen el aislamiento en su lugar mientras proveen soporte a la chapa exterior. El sistema
completo debe instalarse progresivamente. El aislamiento y la chapa superior se fijan
directamente después de la chapa de revestimiento para asegurar una buena colocación; véase
la Figura 5.1.
El sistema de cerramiento mixto montado en obra ofrece varias características. El sistema
reduce el diferencial de frío: no hay espacios, como en un sistema reforzado, y no atraviesa
juntas de panel como sucede en un panel mixto estándar. El revestimiento de metal puede ser
sellado de forma inmediata y alcanzar altos niveles de hermeticidad al aire. Los núcleos de
fibra de roca o fenólicos se someten a pruebas para comprobar los altos niveles de resistencia
al fuego, con sistemas que alcanzan niveles adecuados de aislamiento al fuego e integridad.
Los núcleos de poliuretano o poliestireno son adecuados para construcciones donde hay bajo
riesgo de fuego.
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Figura 5.1
Sistema mixto montado en obra
Leyenda:
1. Soporte estructural
2. Revestimiento
3. Aislamiento preformado
4. Chapa exterior
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6.
Cajas para sellado de fachadas o de protección
contra la lluvia
Las cajas para sellado de fachadas o de protección contra la lluvia son paneles modulares con
uniones hechas en fábrica en los cuatro bordes, que se sujetan a marcos prediseñados
totalmente integrados. Los sistemas de paneles de muros modulares son perfectamente
uniformes y están diseñados para producir líneas planas y limpias. Los paneles modulares son
productos fabricados de alta calidad, los cuales producen un nivel excepcional de acabado de
fachada y suelen utilizarse en edificios o partes de edificios donde el impacto visual es un
requisito clave en la construcción del edificio.
Los paneles planos son fabricados con un alto nivel de calidad para ser más delgados que los
paneles mixtos ordinarios. El sistema completo está diseñado para ofrecer una instalación
precisa. Cada panel se prediseña y se envía con juntas integradas, molduras y accesorios que
son adecuados para aplicaciones en la mayoría de edificios. Los paneles modulares se
suministran tanto mixtos, con fibra de roca o núcleo de PIR que ofrece un alto nivel de
aislamiento, o en capas simples de espesor grueso. Estos paneles son igualmente adecuados
para ambos proyectos: edificios de una o varias plantas, como se ilustra en la Figura 6.1.
Figura 6.1
Hotel y alojamiento revestido con paneles modulares planos, con ventanas
totalmente integradas y paneles de esquina preformados
(Fotografía con autorización de Corus P &P)
Los fabricantes ha puesto énfasis en el detalle de la junta y en la integridad del panel, y la
mayoría se suministran con auto drenaje bi-modular y sistema de interconexión vertical y
horizontal. Se han utilizado fijaciones ocultas para proporcionar estanqueidad al agua y
apariencia estética.
Los sistemas de paneles modulares se suministran también como protección-para la lluvia, en
el que las juntas horizontales y verticales entre paneles modulares se abren hacia el lado
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izquierdo. Se utiliza un sistema de espaciado para mantener a distancia los paneles modulares
de protección de lluvia del muro interior, con una cavidad ventilada situada justo detrás de la
fachada. El aislamiento, generalmente lana mineral, se ubica entre y sobre la estructura de
metal; la cual incluye protección contra el ingreso de humedad gracias a una membrana
transpirable. Alternativamente, se fijan paneles de lana mineral densa detrás del bloque de
trabajo o substrato similar; estos sistemas se utilizan generalmente para proyectos de
restauración.
La mayoría de sistemas de paneles modulares incluyen ventanas, puertas de tablillas y otras
aberturas. Para asegurar la continuidad del sistema, también se suministran componentes para
las esquinas y otras uniones.
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Leyenda:
1.
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Muro existente
Membrana transpirable
Aislamiento
Figura 6.2
7.
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6.
Corte térmico
Espacio vacío
Riel vertical
7.
8.
9.
Abrazadera ajustable para adecuarse a
la zona de cerramiento
Material de respaldo
Material impermeable
Cerramiento de protección de lluvia típico y sistema de espaciado
Referencias
MCRMA Technical Paper No.5, Revised edition, October 2004
Guía de diseño de sistemas de muro metálicos
2
Euro-Build in Steel, October 2005
Construcción en acero en edificios industriales en el RU
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Registro de Calidad
TÍTULO DEL RECURSO
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fachada exterior en edificios de una sola planta
Referencias(s)
DOCUMENTO ORIGINAL
Nombre
Compañía
Fecha
Creado por
K Francis
SCI
Contenido técnico revisado por
G Raven
SCI
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
G W Owens
SCI
13/07/06
Traducción realizada y revisada por:
eTeams International Ltd.
20/06/06
Recurso de traducción aprobado por: J Chica
Labein
10/07/06
Contenido editorial revisado por
Contenido técnico respaldado por los
siguientes socios de STEEL:
Recurso aprobado por el
Coordinador técnico
DOCUMENTO TRADUCIDO
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