Exigencias de Uso en Fachadas Ligeras

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Fachadas Ligeras

Exigencias de Uso en Fachadas Ligeras

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

Se exige a la fachada ligera que cumpla las funciones para las que esta prevista y que ademas estas funciones
puedan ser reguladas facilmente, bien de forma automatica o bien de forma manual.

Una fachada ligera tiene que comportarse como un todo coherente en si mismo. Ello exige una compatibilidad fisica
y quimica entre sus elementos componentes. Especial relevancia adquieren los desplazamientos termicos. Estas
fachadas, por su composicion y su ligereza, estan expuestas a notables deformaciones por las diferencias de temperatura a las que estan sometidas. Ello plantea importantes condicionantes tanto en lo que respecta a la organizacion 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 funcion del coeficiente de dilatacion termica 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 expresion:

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 dilatacion termica del material

t1 – t0: el salto termico

ΔL: el alargamiento unitario

• Cargas por dilatacion termica

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

Segun la ley de Hooke: σ = ε · E

σ: la tension [daN/cm2]

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

E: el modulo de elasticidad [daN/cm2]

α: el coeficiente de dilatacion

Δt: la variacion termica

Entonces: σ = E αΔt

Si aumenta la temperatura de un perfil de aluminio y este no puede expandirse libremente, se produce sobre los elementos perimetrales que le impiden la expansion una accion que viene estimada por la formula anterior, accion que acaba ocasionando una deformacion en el elemento mas debil. Es decir, si el montante es mas debil que el travesano, se producira una falta de verticalidad. Si por el contrario es el travesano el mas debil, se originan pandeos con flechas importantes.

Para evitar este fenomeno de las dilataciones impedidas deben disponerse periodicamente juntas de dilatacion que permitan que la perfileria se dilate libremente.

El empuje transmitido por la dilatacion termica de un perfil vendra expresado por:

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

La magnitud de la maxima contraccion o dilatacion que hay que prever para dimensionar con seguridad las
juntas de dilatacion (d) por causas termicas 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 dimension de la junta de dilatacion

α: el coeficiente de dilatacion lineal del aluminio (23×10-6 m/m)

Δt : la variacion termica

Dado que en Varios paises la maxima amplitud de la oscilacion termica se considera que es 42ºC, el alargamiento maximo previsible, por metro de perfil, sera:

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

Es por ello que, a efectos de dimensionado de juntas, sera suficiente con prever 1 mm por cada metro de perfil, puesto que con ello se podran absorber las posibles dilataciones, independientemente de la epoca del ano 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 vitreos, recocidos o templados, deben estar colocados (inseridos en el marco) de forma tal que en ningun 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, jamas han de tener contacto entre si, evitandose igualmente el contacto directo vidrio – metal. En general, los contactos vidrio – vidrio, vidrio – metal y vidrio – hormigon estan tecnicamente prohibidos.

Por razones de reciclaje, de mantenimiento, de reutilizacion, de flexibilidad, etc. cada vez es mas creciente la exigencia que los elementos que constituyen las fachadas ligeras se puedan desmontar y posteriormente resituar con el maximo aprovechamiento de material y minima inversion de tiempo y recursos. Las fachadas ligeras, adecuadamente disenadas, pueden satisfacer este requerimiento que otras tecnologias de fachada no pueden ni abordar.

Las fachadas ligeras ostentan una masa unitaria muy ajustada pero a menudo ello va acompanado de un volumen
aparente importante pues alojan zonas de paso de instalaciones importantes, como la climatizacion. Dichas
instalaciones deben ser facilmente accesibles para su reparacion y modificacion a traves de registros dispuestos
en la fachada ligera.

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

Tolerancias del sistema

Una de las exigencias mas importantes que recae en la construccion 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 posicion de cada elemento en cada una de las tres direcciones
principales del espacio. Para ello se utilizan habitualmente tornillos de calibracion que, una vez anclados mediante
el correspondiente procedimiento, pasan a ser parte del sistema definitivo de transmision de cargas.

Tolerancias de la estructura

La magnitud de las desviaciones en la ejecucion 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 tecnologia.
Para corregir los errores normales de desviacion 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 precision.
Estos elementos de ajuste se disponen entre la estructura y el anclaje, de forma que la desviacion se situe
dentro de las tolerancias de la fachada, procediendose al ajuste final de la fachada mediante la tornilleria
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 cuales condicionan el sistema de anclaje en virtud
de la importante excentricidad introducida entre la posicion de las cargas gravitatorias y la posicion de la
estructura. Tal separacion condiciona igualmente el comportamiento de la fachada ante el fuego, siendo
necesario disponer algun tipo de relleno con comportamiento parafuego que separe los niveles pero que no
introduzca nuevas coacciones mecanicas a la fachada.

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