TEMA 3.5: EDIFICIO Y CUBIERTA

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1 TEMA 3.5: EDIFICIO Y CUBIERTA 1. Generalidades y Conceptos...HOJA Definiciones....HOJA Términos de uso frecuente...hoja Términos de frecuente utilización en tejados Términos de frecuente utilización en azoteas Clasificación...HOJA Sistemas o estructuras portantes de cubiertas Formas de la cubierta Por su uso Por el material de cobertura Representación en el proyecto....hoja Tejados Azoteas Rafael GARCÍA DIÉGUEZ Antonio GARCÍA MARTÍNEZ REVISADO 05 / 07 / 01 (Nº REGISTRO DE LA PROPIEDAD INTELECTUAL P. S: SE ) REFERENCIAS: Diccionario Visual de la Arquitectura" Francis D. K. CHING. Editorial GG. (pags 70-73) "Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología" Sybil P. Parker. "Sistemas de Estructuras" Heinrich Engel. Teoría y Práctica de la Construcción de Edificios" Martin Mitagg. Tratado de Construcción" H. Schmitt. "Construcciones Industriales" Walter Henn. NORMATIVA NBE-QB-90 NTE-QAA. QAN, QAT NTE-QTF, QTG, QTL, QTP, QTS, QTT, QTZ 3.5. El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 0 / 11

2 1. Generalidades y Conceptos. En arquitectura denominamos cubierta a aquel elemento o elementos que forman el cierre superior (exterior) de un espacio o de una edificación, en su triple misión: resistente, cierre superior, y logro de la estanqueidad frente a la lluvia o la nieve. En la practica el término cubierta se aplica indistintamente a los elementos estructurales que sostienen el sistema de cobertura (1) o cierre, o al conjunto. De hecho ambos elementos van siempre muy ligados en lo que es el aspecto general de los edificios. La cubierta es quizás el elemento más expresivo del edificio. En las ciudades el conjunto de las cubiertas llega a proporcionar imágenes tipo que nos permiten clasificar la arquitectura del lugar como mediterránea, nórdica, oriental, etc. De la misma forma, la imagen de los estilos arquitectónicos de distintas épocas o lugares queda marcada por la forma de las cubiertas o simplemente por determinado tipo de remates o adornos. En los grandes espacios limitados por un cierre superior, en edificios singulares de mediana altura o en la arquitectura vertical la cubierta asume un papel muy importante como remate y expresión final del edifico. Las disgresiones anteriores permiten hacer una primera clasificación de las cubiertas en cuanto a su expresión o simbolismo: 1. Cubiertas de cierre de grandes espacios o edificios singulares. 2. Cubiertas de edificios en altura (con carácter singular de remate) y cubiertas de edificios urbanos (sin carácter singular). Cada una tiene unas connotaciones propias de diseño y, por lo tanto, soluciones constructivas y estructurales diferentes. La misión resistente y de cobertura o cierre, de mayor o menor estanqueidad, la puede proporcionar un solo material mediante su adecuación formal e impermeabilidad. A veces un conjunto de componentes constituyen un sistema de cobertura o recubrimiento ( 2 ), donde cada uno de ellos cumplirá una función determinada, siempre soportado por la estructura de cubierta. Los distintos tipos de cubiertas surgen como respuesta a las exigencias climáticas y de uso, y dentro de cada época histórica o lugar son reflejo tanto de los conocimientos técnicos como de las exigencias de los usuarios. Pese a que en un principio se denominaron TEJADOS, a las cubiertas resueltas con tejas, como cobertura de sus faldones, en la actualidad se denominan así todas las cubiertas resueltas con superficies inclinadas fácilmente perceptibles, aunque la cobertura no sea de tejas. Si el plano que conforma la cobertura es aparentemente horizontal, la cubierta recibe el nombre de TERRAZA o AZOTEA; en este caso la evacuación del agua de lluvia se resuelve mediante faldones planos conjuntados de pequeña pendiente. Figuras del " TRATADO DE CONSTRUCCIÓN" H. SCHMITT Figuras del " TEORÍA Y PRACTICA DE LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS" M. MITTAG. Se asigna el término TECHO, al delimitador visual espacial bajo la cubierta, tejado o azotea, pudiendo ser un elemento diferente de los anteriores, autoportante y colgado realizado con fines estéticos, decorativos o funcionales. (1) Cubrición es un término enormemente utilizado, no pertenece al léxico constructivo (Ver DRAE). (2) Usaremos las palabras recubrimiento o revestimiento según corresponda a la técnica de aplicación del sistema El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 1 / 11

3 Resumiendo, una cubierta deberá dar respuesta satisfactoria a las tres misiones primarias: CUBIERTA Resistente mecánicamente. COBERTURA Cierre, estanco o casi estanco. FORMA ADECUADA. Drenaje de agua y nieve. Pueden exigirse otras funciones, de mayor o menor importancia y cuya incorporación a la solución constructiva deberá hacerse tras el análisis de las exigencias particulares de cada caso. Tales son: 1. Aislamiento térmico. 2. Aislamiento acústico. 3. Iluminación cenital o en faldones (regulable o permanente). 4. Ventilación del ámbito cerrado (regulable o permanente). 5. Resistencia al fuego. 6. Mantenimiento fácil y económico. Las cubiertas, desde el punto de vista resistente y de sus deformaciones, son elementos arquitectónicos determinables conforme a las acciones contenidas en la Norma Básica NBE-AE-88 Acciones en la Edificación, que es de obligado conocimiento y cumplimiento estricto. La adecuación de la cubierta a lo prescrito por la normativa debe hacerse sin olvidar las tres misiones anteriormente citadas y las secundarias que procedan en cada caso. A continuación se muestra un cuadro sistemático, no exhaustivo, que nos presenta los agentes y factores que actúan de forma continuada, intermitente o cíclica sobre una cubierta. Su influencia no debe ser desdeñada,º ni olvidada, y las acciones expuestas deberán ser tenidas en cuenta siempre, ya sea como condiciones a determinar, según cálculo, o como datos a aportar para el diseño y construcción de la cubierta. ACCIONES EXTERIORES. NATURALES. (Atmosféricas) VERANO. INVIERNO. Calor solar. Viento. Lluvia. Calor solar. Nieve, escarcha. Lluvia. Viento. ESTACIONAL. ESTACIONAL. ARTIFICIALES. (Según usos y situaciones) HUMOS Y GASES INDUSTRIALES. DIFERENCIAS DE TEMPERATURAS. ACUMULACIÓN DE HUMEDAD. Agua de condensación. INTERIORES. EXTERIORES INTERIORES. EXTERIORES. SUPERFICIE INTERIOR DE CUBIERTA ACCIONES INTERNAS. MECÁNICAS. - Deformación bajo cargas. - Corrimientos de sistemas articulados bajo cargas. - Condiciones de estabilidad (viento, sismo,...) TÉRMICAS. - Dilataciones y contracciones, bajo oscilaciones térmicas. - Previsión y dotación de juntas El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 2 / 11

4 Al proyectar una cubierta habrá que tener en cuenta, de forma general y básica: 1. Los intervalos de los valores extremos climatológicos característicos de cada lugar y caso. 2. La elección de los materiales, para su diseño y calculo. 3. Su proceso constructivo. 4. El control y mantenimiento del elemento proyectado. El factor más importante y que prima en la elección del material y del sistema de cobertura es el de su adaptabilidad formal. Es decir, que los componentes del sistema permitan resolver los problemas que plantean las múltiples formas de la cubierta. Una vez resuelta la descomposición de la cubierta en faldones de forma adecuada, las piezas del sistema de cobertura deberán ser capaces de adaptarse a su forma, resolviendo satisfactoriamente las juntas (solapes) entre piezas y garantizando que piezas especiales (componentes del sistema), resuelvan las aristas de encuentro entre faldones (limas) y entre faldones y paramentos verticales (remates o terminación). Al mismo tiempo, es importante que los procedimientos de montaje y su fijación sean firmes y la reposición de los componentes sea fácil y con un mantenimiento económico. Enumeraremos todo lo dicho anteriormente, sin olvidar lo primordial: UNA CUBIERTA RESOLVERÁ LAS MISIONES PRIMARIAS Y FUNCIONES SECUNDARIAS: 1. RESISTENCIA. 2. IMPERMEABILIDAD. 3. ESTANQUEIDAD. 4. CONDUCCIÓN DE PLUVIALES. 5. AISLAMIENTO TÉRMICO. 6. AISLAMIENTO ACÚSTICO. 7. VENTILACIÓN. 8. ILUMINACIÓN. 9. RESISTENCIA AL FUEGO. 10. MANTENIMIENTO FACIL Y ECONÓMICO El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 3 / 11

5 2. Definiciones. Por faldón se entiende cada una de las superficies planas o curvas que definen una cubierta, siendo el componente básico formal de cualquier cubierta. Estas superficies, con su mayor o menor inclinación y/o curvatura, se pueden asociar y conforman el cierre superior o cubierta completa. El faldón es un elemento arquitectónico y constructivo fundamental en cualquier cubierta y su forma e inclinación singularizan el aspecto del edificio. Su diseño constructivo establecerá toda una serie de condiciones relativas al acondicionamiento interior y a la forma de trabajo de la estructura portante del edificio. Nos servirá para plantear las diversas clasificaciones de las cubiertas, como se verá en el apartado siguiente y su análisis nos permitirá la identificación de las cubiertas construidas. Como aplicación de lo anterior, podemos admitir con carácter general que existen dos formas principales de plantear las cubiertas que van asociadas a los términos de estanqueidad y ventilación, y que a su vez se corresponden con los dos tipos de cubierta más frecuentemente utilizadas: tejados y azoteas ( 3 ). Los TEJADOS son cubiertas resueltas con faldones generalmente planos no horizontales, con inclinaciones variables pero siempre suficientes para impedir el tránsito de personas por su superficie (salvo para su mantenimiento). La inclinación de los faldones garantiza la rápida evacuación del agua de lluvia a la vez que impide la acumulación de nieve sobre la cubierta. Las AZOTEAS son cubiertas resueltas con faldones planos y horizontales y presentan una terminación continua y juntas estancas. (se admiten como horizontales aquellos faldones con pendientes menores al 2%). (3) Aceptamos la clasificación primaria seguida en las Normas tecnológicas (NTE): Q Cubiertas, A Azoteas, T Tejados El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 4 / 11

6 3. Términos de uso frecuente A continuación se relacionan los términos usuales en los dos tipos de cubiertas junto con su significado Términos de frecuente utilización en tejados. 1. Faldón: Cada uno de los planos que definen la cubierta. 2. Lima: Arista del ángulo diedro que forma el encuentro de dos faldones. 3. Limatesa: Lima correspondiente a un ángulo saliente (posición convexa, la lima queda sobre los faldones, el agua nunca se depositará en ella). 4. Limahoya: Lima correspondiente a un ángulo entrante (posición cóncava, la lima corresponde a la parte más baja del faldón y por ella discurrirá el agua recogida por el mismo). 5. Caballete: Arista superior o lomo de la cubierta. 6. Nudo: Vértice de encuentro de limas y caballete. 7. Alero: Parte inferior del faldón que vuela sobre el plano de fachada. 8. Buharda: Ventana situada en un faldón que tiene como misión ventilar e iluminar los desvanes. 9. Faldón llano: En la cubierta quebrada, el faldón de menor pendiente. 10. Faldón pino: En la cubierta quebrada, el faldón de mayor pendiente. 11. Gatera o Bocateja: Pieza especial que permite la ventilación de la techumbre. 12. Canalón: Canal fijada al alero que recoge las aguas del faldón y las deriva al sistema de drenaje del edificio. 13. Hastial o Piñón: Parte superior, de forma triangular, de un muro de fachada que delimita una cubierta al que llegan las dos vertientes de la misma. 14. Lucernario: Elemento situado en la cubierta que permite el paso de la luz hacia el espacio inferior. 15. Linterna: Lucernario elevado sobre la cubierta, que permite la iluminación y ventilación del espacio inferior a través de su perímetro por ser opaco en su parte superior El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 5 / 11

7 3.2. Términos de frecuente utilización en azoteas. 1. Faldón: Cada uno de los planos que definen la cubierta. 2. Lima: Arista del ángulo de diedro que forma el encuentro de dos faldones. 3. Limatesa: Lima correspondiente a un ángulo saliente (posición convexa, la lima queda sobre los faldones, el agua nunca se depositará en ella). 4. Limahoya: Lima correspondiente a un ángulo entrante (posición cóncava, la lima corresponde a la parte más baja del faldón y por ella discurrirá el agua recogida por el mismo). 5. Sumidero: Elemento de recogida de agua de la cubierta, conectado a la red de drenaje del edificio. 6. Junta de dilatación: Ranura convenientemente impermeabilizada destinada a permitir el movimiento de dilatación del material de cobertura con independencia del elemento portante. 7. Antepecho o Pretil: Murete perimetral que delimita una azotea y se eleva por encima de los faldones. Caso de que la azotea sea visitable debe tener altura suficiente para proporcionar seguridad frente a la caída de las personas. 8. Albardilla: Pieza de remate del pretil. Suele tener inclinación para evitar la acumulación de agua. 9. Zabaleta: Pieza vertical situada en el encuentro del faldón con el pretil. Suele ser del mismo material que los elementos del faldón. 10. Montera: Lucernario elevado sobre el plano de la cubierta que permite la iluminación a través de todo su perímetro y la ventilación del espacio inferior. 11. Claraboya: Lucernario peraltado sobre el faldón que permite la iluminación cenital y ventilación perimetral regulable o no mecánicamente El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 6 / 11

8 4. Clasificación. En la hoja 1 se hizo una primera clasificación. 1. Cubierta de grandes luces. 2. Cubiertas de cierre y remate de edificios Edificios de dos o más plantas Edificios de muchas plantas. Las cubiertas ( 4) se pueden clasificar según consideremos los siguientes aspectos: Sistema estructural portante Forma (de la cubierta) Uso posible Material de cobertura Sistemas o estructuras portante de la cubierta. La primera clasificación se puede completar conforme a H. Engel (5), según que los faldones resuelvan estructuralmente cubierta y cobertura (*), o solamente la estructura*. FORMA ACTIVA (compresión o tracción) MASAS ACTIVA (flexión) Cables. Neumáticos*. Carpas*. Arcos. Vigas. Pórticos. Emparrillados. VECTOR ACTIVO (compresión o tracción) Triangulaciones Planas. Triangulaciones Estéreas. Plegaduras. 11 SUPERFICIE ACTIVA SISTEMA CARGAS VERTICALES* 14 Bóvedas (Curvatura simple)*. Cúpulas Curvatura Doble*. Cúpulas Regladas*. La cubierta, caso de rematar un edificio de varias plantas, esta normalmente soportada por la estructura del edificio (sistemas de estructuras), tradicional e históricamente la constituyen los elementos estructurales: muros ( 6 ), soporte, arcos, vigas,... o conformadas sus barras ( 7) en retículas verticales planas trianguladas o cuadrangulares ( ) 8. (4) No olvidemose que el término cubierta se aplica indistintamente a los elementos estructurales y la cubertura. Y que el faldón puede ser estructural portante y de cierre. (5) Ver "Sistemas de estructuras" H. ENGEL. Editorial BLUME.(pags. 26, 55, 46, 49, 69, 133, 126, 140, 81, 105, 148, 187, 201, 217) (6) Los muros pueden ser sustituidos por pórticos (soportes y vigas) (7) Barras son elementos (componentes estructurales) longitudinales (domina la longitud sobre la sección) (8) Esta clasificación es conforme con los sistemas de cálculo de las estructuras planas, históricamente aun no desechados El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 7 / 11

9 3.6. El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 8 / 11

10 4.2. Forma de la cubierta. A. De faldones planos: A.1. CONVEXOS; TEJADOS Faldones inclinados, no transitables. A.1.1. Tejados simples. Aquellos en que el encuentro de los faldones no producen limahoyas, de forma convexa. a) Un agua. Un solo faldón. b) Dos aguas. Dos faldones: - Simétricos. - Asimétricos. Diente de sierra. Shed. - Mansardas. - Holandesa. c) Cuatro aguas: - De caballete - De pabellón. d) Poliédricas. De más de cuatro faldones A.1.2. Tejados compuestos. Formados por combinación de cubiertas simples, apareciendo limahoyas A.2. CONCAVOS; AZOTEAS Faldones casi horizontales ( 9 ). (9) Consideraremos o denominaremos faldones horizontales aquellos de pendientes inferiores a: 2º 3,5 % 3.6. El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 9 / 11

11 4. 3. Por su uso. La clasificación según el uso de las cubiertas sólo tiene sentido en el caso azoteas (10). Se pueden clasificar como (11) : 1. No transitables: Dentro de las cubiertas no transitables se engloban todas aquellas cuya pendiente haga imposible la actividad humana y aquellas que permitiéndola no dispongan de una solución constructiva resistentes o de acabado adecuadas al uso o tránsito. 2. Transitables: Serán azoteas cuya solución constructiva permita la utilización de la cubierta, ya sea para el tránsito de personas o de vehículos. La solución constructiva será acorde con el empleo que se le vaya a dar. 3. Ajardinadas: Son aquellas que permiten la colocación de especies vegetales como remate del edificio. Las estructuras deben ser capaces de soportar mayores cargas y resolver adecuadamente el drenaje del agua de riego de las plantas Por el material de cobertura. Los materiales de cobertura son muy numerosos y han variado a lo largo de la historia y la geografía dependiendo de la disponibilidad de materiales y del grado tecnológico de cada civilización o cultura. En las azoteas se usa un número limitado de materiales de cobertura, primando el acabado superficial adecuado al uso en las transitables y los aspectos económicos y de facilidad de reparación en las no transitables. Dado que la cobertura no será apreciable desde el exterior, primarán los efectos de decoración interior o funcionalidad sobre los estéticos generales del edificio. Los materiales de acabado más frecuentes son el ladrillo solería prensado en las transitables con pendientes vistas, las losas prefabricadas de hormigón con tratamiento superficial de chino lavado u hormigón lacado en azoteas con pendientes no vistas y, para las no transitables, tanto el chino suelto como las baldosas cerámicas. En los tejados y las cubiertas curvas, que como se ha dicho son más expresivos, se pueden usar una gran cantidad de materiales, ya sea de pequeño formato como: paja y ramas, tejas cerámicas (árabes, planas..) piezas de piedra o metal de pequeñas dimensiones (pizarra, cinc, etc.), o de formato grande como las placas de fibrocemento, los paneles sándwich con acabado en acero lacado, planchas de metales como en cobre o el cinc, etc (12). Por último, en cubiertas de ciertas edificaciones singulares es frecuente la aparición de materiales de cobertura flexibles, completamente estancos o casi estancos, íntimamente ligados con la estructura portante, neumática o de acero. Son las denominadas cubiertas textiles. "EDIFICACIÓN INDUSTRIAL" TOMO 2 Walter HENN. Gustavo Gili (1966) Una clasificación aceptable es la propuesta por la NTE- QT, que sin ser completa sí incorpora una variedad suficiente de materiales de cobertura para tejados. Cada uno de los materiales de cobertura tendrá sus propios requerimientos de colocación y, consecuentemente, las pendientes del tejado deberán adecuarse a los requerimientos del material de cobertura elegido. (10) Los tejados con faldones de fuerte pendiente y las cubiertas curvas no pueden ser transitables. (11) Esta clasificación se corresponde con la efectuada por la Normativa Tecnológica de la familia QA. (12) Ver Diccionario Visual de la Arquitectura" Francis D. K. Ching. Editorial GG. pags El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 10 / 11

12 5. Representación en el proyecto. Inicialmente plantearemos los casos genéricos de: 5.1. Tejados En el proyecto se incluirá siempre una representación en planta de la cubierta, a escala suficiente para completa comprensión. En ella se marcarán claramente las divisorias de pendiente (limatesas, limahoyas y caballete) indicando con una flecha el sentido de desagüe de cada faldón. Sobre los faldones de señalarán los puntos especiales en que se haya previsto colocar las gateras, chimeneas, buhardas o cualquier otro. Se marcará la situación de los canalones y sus puntos de recogida. Puesto que los tejados suelen volar sobre las líneas de fachada formando aleros, es conveniente que en la planta de cubiertas se marque la línea de fachada de la planta inmediatamente inferior a la misma (no aparece en la NTE-QTT). Así mismo, es conveniente representar la línea de vuelo de la cubierta en el plano correspondiente a la planta inmediatamente inferior a la misma. El proyecto incorporará tantos detalles como sean necesarios para la correcta ejecución del tejado y, al menos, un detalle de sección en el que se clarifiquen los componentes de la cubierta. Como en el caso de las azoteas, se estima aconsejable incluir detalles de encuentros especiales: Limas, encuentros con muros perimetrales y voladizos Azoteas. En el proyecto se incluirá siempre una representación en planta de la cubierta, a escala suficiente para completa comprensión. En ella se marcarán claramente la posición de los pretiles, las divisorias de pendiente (limatesas y limahoyas) indicando con una flecha el sentido de desagüe de cada faldón y los puntos de recogida de agua (sumideros). Sobre los faldones de señalarán los puntos que se haya previsto colocar castilletes de escaleras o ascensor, trasteros, chimeneas, o cualquier otro elemento. Las azoteas no suelen volar sobre los paramentos de fachada, pero si lo hicieran es conveniente que en la planta de cubiertas se marque la línea de fachada de la planta inmediatamente inferior a la misma. Así mismo, es conveniente representar la línea de vuelo de la cubierta en el plano correspondiente a la planta inmediatamente inferior a la misma. El proyecto incorporará tantos detalles como sean necesarios para la correcta ejecución de la azotea y, al menos, un detalle de sección en el que se clarifiquen los componentes de la misma. Se estima aconsejable incluir detalles de encuentros especiales: Limas, voladizos y encuentros: con petos y muros perimetrales. Esquema de pendientes y recogidas horizontales de faldones Planta de Q.A.T conforme a norma El Edificio y la Cubierta. (Curso ) HOJA 11 / 11