21.6.11

FACHADAS VENTILADAS

1. Origen de la fachada ventilada
La fachada ventilada se materializa al colocar un revestimiento rígido más o menos delgado separado del soporte de la fachada, pero fijado a él, para poder transmitir las acciones debidas al viento, peso propio y tensiones de origen térmico.
La presión ejercida por el viento sobre un edificio se calcula mediante la siguiente fórmula.

p =(1 + c) dv2/2

d = densidad del aire
c = Factor de forma (oscila entre 0,3 para objetos cilíndricos y 1 para los planos)
v = velocidad del aire
Como se sabe, los vientos son corrientes de convección en la atmósfera que tienden a igualar la diferencia de calentamiento en las diversas zonas del planeta. El aire más caliente flota sobre el más frío y es por eso que las masas de aire se mueven de un lado para otro, subiendo, bajando y finalmente mezclándose entre si.
El viento es, por tanto, el desplazamiento horizontal del aire.

Cuando una corriente choca con un edificio aminora su flujo, haciendo que cierta cantidad llegue al interior mientras que otra parte se desvía alrededor de él, hacia arriba o hacia sus lados adyacentes y tarda un cierto tiempo en bajar de nuevo a la superficie para recuperar su dirección y presión originales.

En el lado que está frente al viento, también llamado barlovento, se crea un área en el que el aire adquiere una mayor presión y es dirigido hacia el interior del edificio. Al lado opuesto o sotavento, la presión es menor y el flujo de aire va hacia fuera. A lo largo de este recorrido se forma a sotavento una zona de calma que se llena gradualmente de aire y la presión que no se escapa retorna hacia el edificio.
Más o menos a una distancia de 7 veces la altura de la edificación la corriente recupera su velocidad inicial.
La fachada ventilada se ejecuta colocando piezas delgadas de piedra, cerámica u otros materiales, sujetas al soporte mediante anclajes metálicos situados en posición vista u oculta, quedando entre aplacado y zona portante un espacio por el que puede circular una corriente
de aire.
La cámara de aire en estas fachadas suele tener una anchura de, al menos, 2,5 veces el espesor de la placa.
2. Misiones de la fachada
– Aislamiento del hábitat. Aportan a las edificaciones protección contra los agentes atmosféricos.
– Protección de los elementos constructivos.
– Imagen del edificio.
3. Ventajas e inconvenientes de los sistemas con cámara ventilada
Ventajas
• Ahorro energético (25 a 40%)
Valor empleado habitualmente que debe ser objeto de un proyecto de investigación que contemple los siguientes aspectos:
– Simulación inicial en CFD sobre un modelo básico para realizar los cálculos teóricos de las propiedades de transmisión.
– Se caracterizaría sobre dos condiciones exteriores básicas.
Radiación (interior 22º C y exterior 33º C, con una radiación de 800 w/m2).
Gradiente térmico sin radiación (interior 22º C y exterior 35 º C y 0º C)
– Estudio experimental básico y corroboración del modelo.
Estudios para determinar las propiedades de transmisión en estado estacionario (u equivalente) y dinámico (inercia térmica y desfase) bajo diferentes condiciones de ensayo.
ventilación natural
ventilación forzada
ventilación forzada + simulador solar
– Estudio completo mediante CFD y caracterización de la fachada.
Se realizaría considerando como variable
Obra soporte
Fachada ventilada
Material
Peso/m2
Espesor
Junta
Condiciones exteriores
radiación (100, 400, 800w/m2 y 35º C) y sin convección forzada.
sin radiación (exterior 35º C y 0º C) con y sin convección
Objeto
conocer el comportamiento energético de la fachada ventilada.
– Evaluación de la demanda en edificios tipo y zonas dinámicas diferenciadas, con programas tipo (no CFD).
Influencia en el ahorro energético en dos edificios tipo
Con fachada ventilada
Con obra de fábrica tradicional
En
ambiente costero mediterráneo
clima continental sur de Europa
clima continental norte de Europa
– Monitorización y seguimiento
Sobre un edificio tipo
Hay que tener presente que parte de este porcentaje se debe a la ausencia de puentes térmicos y que parte es consecuencia de la cámara ventilada.
• Menor absorción de calor en los meses cálidos con lo que se consigue un notable ahorro de acondicionamiento.
• Menor dispersión de calor. Fuerte ahorro energético en los meses fríos.
En los meses de verano la corriente de aire fresco que se genera en el interior de la cámara, evita el recalentamiento de los parámetros al impedir que la temperatura interior se eleve. En invierno, la tendencia es la inversa.
La citada corriente de aire se produce por el “efecto chimenea” originado por el calentamiento del parámetro exterior, que provoca una variación en la densidad de la capa de aire, con el consiguiente movimiento de ascensión.
• Reduce saltos térmicos (favorece la estabilidad dimensional).
• Evita humedades.
• Optimiza el aprovechamiento de la inercia térmica del muro portante.
• Mejora el aislamiento acústico en frecuencias medias-altas (1000 Hz).
• No se producen condensaciones intersticiales.
Mediante el diagrama de Glaser se puede comprobar que con el aislamiento exterior no se forman condensaciones, porque la curva de la presión de vapor de agua en ambiente saturado no intercepta la curva generada por la presión del vapor de agua en ambiente húmedo pero no saturado.
• Con suficiente aislamiento no se producen condensaciones superficiales interiores.
• Evita puentes térmicos.
Casi un 20% de la energía que se pierde en un edificio se va a través de los puentes térmicos.
• Adaptabilidad al soporte estructural sobre el que se sustenta, corrige errores de falta de planeidad.
• Frente a las fachadas amorteradas, elimina el riesgo de que aparezcan humedades y eflorescencias en la piedra.
• En el caso de la fachada ventilada cerámica –frente a la colocación por adherencia directa que sólo es válida en zonas de clima templado y ausencia de riesgo de heladas– elimina el riesgo de desprendimiento de las baldosas.
• Aligera la envolvente.
• Resulta insensible a la corrosión provocada por la contaminación.
• Tiene bajo coste de mantenimiento
• En el caso de fachadas cerámicas, las baldosas son de fácil limpieza.
• Es una fachada reutilizable que se puede desmontar cuando pasa de moda y volverla a emplear en otro entorno.
Hay casos de centros comerciales que han desmontado la fachada y la han reutilizado en otro emplazamiento. Esto ocurre normalmente con revestimientos ligeros (cerámica, madera, alucobon,….)
• Es registrable, propiedad que puede tener interés.
En algunas comunidades están permitiendo colocar las canalizaciones de gas por la cámara.
Es posible, también, que puedan ir por el interior bajantes.
• Evita fisuraciones en la piedra como las que pueden darse en las fachadas amorteradas.
3.2. Problemas
• Tiene un coste económico elevado.
• Seguridad física (desprendimientos). Mucho menor, no obstante, que en el caso de los sistemas basados en adherencia.
Aunque el riesgo es menor que con la fachada amorterada se debe analizar el posible desprendimiento de placas y controlar cuidadosamente su puesta en obra.
Los métodos para garantizar la seguridad ante los desprendimientos están técnicamente resueltos, tal como se puede ver por ejemplo en el Guggenheim de Bilbao.
Otra solución son los sistemas robustos como el empleado en la Fundación Caixa de Galicia de Nicholas Grimshaw & Partners.
El riesgo de desprendimiento en los casos en que la fijación se confía o la adherencia son enormes como se puede ver en la imagen que se muestra a continuación en la que se observa una pieza desprendida fijada con escayola.
• En general, con cualquier fachada de piedra, debemos tener en cuenta como envejece el material sobre todo en los climas humedos.
El agua de lluvia puede originar manchas en la fachada, que producen efectos no deseados.
• Existe el riesgo de que el fuego se transmita planta a planta, si arde el aislamiento.
• No aguantan impactos. Requieren zócalos amorterados o protección física – bolardos – en el arranque.
• La sustitución de piezas rotas es complicada con determinados sistemas.
• Desde el punto de vista del diseño, en algunos casos el despiece del paño impide transmitir una imagen pesada y maciza, que es lo que en determinados casos se buscada en una fachada de piedra.
La citada sensación se puede, perfectamente, cambiar empleando soluciones más adecuadas a la imagen o textura que pretenda obtener el arquitecto.

Fachadas ventiladas y aplacados. Requisitos constructivos y estanqueidad. Eduardo Montero Fernández de Bobadilla