ES2987483B2 - Modulo prefabricado de construccion, para instalarse en voladizo en una edificacion - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

MÓDULO PREFABRICADO DE CONSTRUCCIÓN, PARA INSTALARSE EN

VOLADIZO EN UNA EDIFICACIÓN

Campo técnico

La presente invención pertenece al campo técnico de la arquitectura, fundamentalmente a la rehabilitación y la construcción de edificaciones, tales como edificios, viviendas, infraestructuras y obras civiles.

En particular, un objeto de la invención se refiere a un módulo prefabricado de construcción, el cual, al instalarse en voladizo en una edificación, le proporciona un espacio exterior habitable adicional. La presente invención está especialmente concebida, aunque no exclusivamente, para viviendas que no disponen de balcón, ni terraza y cuyas estructuras y estados de conservación exigirían una alteración en la estructura original si se desease incorporar a las mismas un espacio exterior habitable.

Antecedentes

El sector de la construcción representa el 40% del dióxido de carbono (CO2) emitido a la atmósfera, generando a la vez el 30% de los residuos sólidos y el 20% de la contaminación de las aguas.

Por ello, resulta esencial fomentar la rehabilitación masiva de edificaciones, mejorando tanto sus prestaciones energéticas, como de su calidad espacial y funcional, de modo que se construya menos obra nueva y se mejore la existente. Además, para reducir el impacto medioambiental, económico y social de esta rehabilitación a gran escala, es imprescindible industrializar los procesos constructivos. Asimismo, también es necesario dotar de nuevos espacios saludables a las edificaciones existentes, especialmente a las viviendas, como son las terrazas, balcones y espacios exteriores en las que carecen de ellas.

El incorporar estos espacios exteriores o volúmenes volados a una edificación existente supone un gran desafío, debido que éstas no fueron concebidas, ni calculadas, para ello.

La dificultad aumenta si se tiene en cuenta la amplia variedad de soluciones estructurales y constructivas presentes en el parque edificado actual y sus diversos estados de conservación. Hasta ahora, se ha conseguido desarrollar diversos sistemas constructivos prefabricados que incorporan volúmenes o superficie útil adicional a las viviendas, fijándose o anclándose a la estructura existente a través de la fachada, sin contar con el apoyo sobre el terreno.

Así, por ejemplo, la solicitud de patente estadounidense US 4.090.585 divulga un módulo de balcón, que se une a la fachada exterior de una edificación. Aunque los módulos de este tipo permiten, en efecto, formar un espacio exterior adicional, no pueden instalarse de forma directa en aquellas edificaciones que no se encuentren en un buen estado de conservación, porque la fachada de dicha edificación debe de tener la suficiente capacidad portante como para soportar las cargas correspondientes o, de lo contario, sería necesario incluir algún tipo de refuerzo estructural.

De forma similar, los documentos KR101595396B1 y CN216552378U KR10159 describen otros módulos de construcción que tienen la necesidad de anclarse a elementos resistentes existentes de la edificación los cuales, o bien tienen la capacidad portante necesaria para absorber esfuerzos de flexión, torsión y/o tracción, provocados por la instalación de dichos módulos o, de lo contrario, es necesario realizar una intervención previa de refuerzo o transformación.

Todo ello implica ejecutar procesos invasivos de refuerzo, que normalmente están pensados para obra nueva o para edificaciones existentes en muy buen estado de conservación, por los esfuerzos adicionales que se introducen en ellas.

Además, en los módulos del estado de la técnica, en muy pocos casos se consigue que el acceso desde el interior de la edificación a los nuevos espacios se realice a pie sin ningún escalón, y si se consigue es a base de afectar estructuralmente a la cara frontal del forjado, tal y como se aprecia en el documento ITUB20154106A1, por lo que se produce una interferencia con el uso de la planta inferior y superior. Además, en la gran mayoría de los casos, las caras frontales del forjado son las partes peor conservadas de los mismos, pues están menos protegidos del ambiente exterior y sometidos a la fatiga de la sobrecarga de las fachadas.

Por otra parte, los vuelos sobre la fachada suelen ser de escasa magnitud, por los sistemas de fijación y anclaje empleados, lo cual reduce las posibilidades de uso de los nuevos espacios.

Es importante señalar que en Europa existe una gran cantidad de edificios de viviendas en altura, construidos entre los años 1940 y 1980, cuyos sistemas estructurales son normalmente de un hormigón armado de escasa resistencia y ejecución deficiente, y cuyas fachadas carecen de capacidad portante, que no son aptos para instalar los módulos prefabricados del estado de la técnica, o requieren un refuerzo de tal envergadura, que resulta inviable.

Existe, por tanto, la necesidad de desarrollar nuevos módulos de construcción que, al instalarse en una edificación, sean capaces de formar un espacio exterior adicional y que puedan usarse directamente, incluso en aquellas edificaciones que no se encuentran en un buen estado de conservación, sin que para ello sea necesario montar sistemas de refuerzo estructural.

Descripción general de la invención

Para resolver los inconvenientes anteriormente expuestos, la presente invención tiene por objeto un módulo prefabricado de construcción, para instalarse en voladizo en una edificación, caracterizado porque comprende:

- un bastidor vertical, destinado a empotrarse entre el forjado superior y el forjado inferior de una planta de la edificación, estando dicho bastidor provisto de dos listones laterales, un listón superior y un listón inferior, estando provisto además cada uno de los listones laterales de un rebaje destinado a encajar con dicho forjado inferior de la edificación;

- un tramo horizontal, dispuesto sobre el listón inferior del bastidor vertical y configurado para sobresalir en voladizo de la edificación una vez que se ha empotrado el bastidor vertical;

- elementos de fijación, estando provisto cada uno de los elementos de fijación de:

• una pletina, destinada a unirse mediante anclajes a la cara superior del forjado inferior de la edificación, o alternativamente, a la cara inferior del del forjado superior de la edificación, estando provista la pletina de un saliente, perpendicular a la misma;

• una pieza intermedia, provista de:

ouna guía hueca destinada a alojarse en el canto de un listón lateral estando provista, además, el interior de la guía hueca de una chapa, y

ouna base perpendicular a la guía hueca y provista de un orificio configurado para permitir el paso del saliente; y

• una pieza de unión, configurada para disponerse en el interior de la guía alargada hueca y unirse por un primer extremo al saliente de la pletina y para unirse por un segundo extremo a la chapa de la guía alargada hueca.

El módulo prefabricado de construcción de la presente invención, gracias a su especial configuración arriba descrita, es capaz de instalarse en una edificación existente a una determinada altura, previa eliminación de la fachada en el perímetro ocupado por el módulo, sin modificación o refuerzo de los elementos estructurales sobre los que fijará, manteniendo la conexión con el interior a pie llano, sin afectar al borde del forjado.

Se añade así una superficie adicional exterior a la vivienda en voladizo sobre la fachada, cuyas dimensiones pueden llegar, en algunas realizaciones de la invención, hasta los dos metros, con una anchura de hasta dos metros y medio.

Todo esto es posible porque el diseño del bastidor vertical del módulo y sus elementos de fijación permiten encajar el conjunto entre los dos forjados de la planta en la que se esté trabajando y trasmitir las cargas a la cara superior del forjado inferior y a la cara inferior del forjado de dicha planta, evitando así la transmisión de cargas a las caras frontales de dichos forjados (que habitualmente están peor conservadas) y/o a la fachada de la edificación. Además, el módulo prefabricado de construcción de la presente invención permite situar el plano del forjado de dicho módulo, en una cota ligeramente inferior a la cara superior del forjado existente.

De esta forma, el módulo de construcción de la invención se "apuntala” entre los forjados, aprovechando este mecanismo resistente para compensar el momento de vuelco provocado por el voladizo (tramo horizontal) y las cargas gravitatorias, sin introducir esfuerzos de torsión y/o tracción adicionales en la estructura existente en la edificación.

Al tratarse de un módulo prefabricado de construcción ligero que sustituye a una porción equivalente de fachada, en muchas realizaciones de la presente invención, las nuevas cargas se compensan con la liberación de peso que supone la eliminación de dicha porción de fachada.

Además, el módulo prefabricado de construcción de la presente invención incorpora, como medida adicional de seguridad, anclajes que actúan por cortante, al estar unidos a la cara superior del forjado inferior y a la cara inferior del forjado superior de la edificación, de la planta de la edificación en la que esté montado el módulo de construcción objeto de la invención. Dichos anclajes, destinados a unir la pletina del elemento de fijación la cara superior o inferior de los forjados de la edificación, pueden ser, entre otros, anclajes mecánicos y/o anclajes químicos.

Además, el diseño específico de los elementos de fijación permite un ajuste rápido y fácil simplificando su colocación en el módulo de construcción de la invención. Se hacen más sencillas, asimismo, las tareas de mantenimiento, así como el control periódico del comportamiento estructural del conjunto módulo-estructura existente, de modo que se puede comprobar el par de apriete de cada uno de dichos elementos de fijación a lo largo del tiempo, simplemente desmontando una tapa de revestimiento del acabado, provisto en algunas realizaciones de la invención.

Preferiblemente, la pieza de unión está configurada para roscarse de forma variable por su primer extremo al elemento roscado de la pletina, de tal modo que permite la regulación en altura de la pieza intermedia.

Preferiblemente, los listones del bastidor vertical están hechos de madera contralaminada (CLT), un entramado de madera y tablero, entramado de acero, o un hormigón aligerado. Se prefiere el uso de estos materiales porque son ligeros y además poseen la suficiente rigidez como para activar el "efecto puntal” con la geometría diseñada exprofeso.

Asimismo, la pletina está preferiblemente provista de primeros agujeros pasantes, estando cada uno de dichos primeros agujeros pasantes destinado a alojar un anclaje mecánico o químico.

Por último, de forma igualmente preferida, la base de la pieza intermedia está dotada de segundos agujeros pasantes, mientras que la pletina está provista de resaltes destinados a encajarse en dichos segundos agujeros pasantes. Estos componentes adicionales sirven para dar mayor solidez a la unión existente entre las distintas piezas que conforman los elementos de fijación, así como para compensar el momento de vuelco y otras posibles cargas.

Breve descripción de las figuras

Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben considerarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un primer ejemplo de realización, de un módulo prefabricado de construcción según la presente invención;

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un detalle de la Figura 1, en la que puede apreciarse un elemento de fijación unido a la cara superior del forjado inferior de la planta de la edificación;

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un detalle de la Figura 1, en la que puede apreciarse un elemento de fijación unido a la cara inferior del forjado superior de la planta de la edificación;

La Figura 4A es una vista en despiece ordenado de la pletina y de la pieza intermedia, del elemento de fijación de la figura 1;

La Figura 4B es una vista en despiece ordenado de la pieza de unión, de la pieza intermedia del elemento de fijación;

La Figura 5 es una vista en sección del elemento de fijación mostrado en la Fig. 2; y

La Figura 6 es una vista en perspectiva del módulo prefabricado de construcción de la figura 1 con terminaciones.

Referencias de las figuras

1 Listón lateral izquierdo (del bastidor vertical);

2 Listón superior (del bastidor vertical);

3 Listón lateral derecho (del bastidor vertical);

4 Listón inferior (del bastidor vertical);

5 Tramo horizontal;

10 Elementos de fijación;

20 Pletina;

21 Saliente (de la pletina);

22 Primeros agujeros pasantes;

23 Resalte (de la pletina);

24 Anclajes (de unión al forjado inferior/superior);

30 Pieza intermedia;

31 Guía hueca (de la pieza intermedia);

32 Orificio (de la base de la pieza intermedia);

33 Chapa (de la pieza intermedia);

34 Base (de la pieza intermedia);

35 Segundos agujeros pasantes;

36 Orificio (de la chapa de la pieza intermedia);

40 Pieza de unión;

41 Casquillo (de la pieza de unión);

42 Arandela (de la pieza de unión);

43 Tuerca autoblocante (de la pieza de unión);

Fi Forjado Inferior (de la planta en la que se instala el módulo de construcción);

Fs Forjado Superior (de la planta en la que se instala el módulo de construcción).

Descripción de un ejemplo de realización

A continuación, se describen varios ejemplos concretos de la invención, haciendo referencia a las figuras adjuntas. En dichas figuras, los componentes con funciones iguales o similares se han designado usando los mismos números de referencia.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un primer ejemplo de realización de módulo prefabricado de construcción, según la presente invención.

Dichos módulos prefabricados de construcción pueden recibir diversos acabados superficiales, así como carpinterías (por ejemplo, ventanales), barandillas y/o pavimento. No obstante, en las figuras 1 a 5 sólo se describirá en detalle la parte estructural de los mismos, pues los demás elementos se componen en su totalidad de productos existentes en el mercado, que pueden intercambiarse según las preferencias del usuario y las características de acabado de la edificación donde se instale. En la figura 6 se muestra un ejemplo de un módulo prefabricado de construcción según la invención, con terminaciones.

El módulo prefabricado de construcción, mostrado en la Figura 1 comprende, en primer lugar un bastidor vertical, formado por dos listones laterales 1 y 3, un listón superior 2 y un listón inferior 4 unidos mutuamente entre sí. Dicho bastidor vertical 1, 2, 3, 4 está destinado a empotrarse entre el forjado superior, Fs, y el forjado inferior, Fi, de una planta de la edificación. Para facilitar este proceso de instalación, cada uno de los listones laterales 1, 3 está provisto de un rebaje que le permite encajar con el forjado inferior Fi de la edificación.

Además, un tramo horizontal 5, está dispuesto sobre el listón inferior 4 del bastidor vertical, de forma que sobresale en voladizo de la edificación, una vez que el módulo prefabricado de la invención se ha instalado en la edificación.

En la Figura 1 también pueden apreciarse la presencia de cuatro elementos de fijación 10 idénticos, colocados en posiciones diferentes, estando cada uno de ellos dispuesto próximo a uno de los vértices del bastidor 1, 2, 3, 4. Dos de dichos elementos de fijación 10 se fijan mediante anclajes (visibles, por ejemplo, en la figura 2) a la cara superior del forjado inferior Fi de la edificación, mientras que los dos elementos de fijación 10 restante se fijan con anclajes a la cara inferior del del forjado superior Fs de la edificación.

Tal y como se muestra en la Figura 1 por medio de flechas, dichos elementos de fijación 10 ejercen sendas fuerzas axiles de sentido opuesto entre los listones laterales 1 y 3, y los forjados superior Fs, e inferior Fi, generando un efecto de apuntalamiento contra la cara superior del forjado de suelo (forjado inferior, Fs) y la cara inferior del forjado de techo (forjado superior, Fs).

Este efecto, basado en la combinación de esfuerzos axiles verticales y fuerzas de rozamiento horizontales que generan esfuerzos rasantes, es capaz de contrarrestar el momento de vuelco creado en el voladizo del módulo (tramo horizontal, 5), producido por el brazo de palanca de la resultante de excentricidad de las cargas gravitatorias superficiales en el centro de gravedad de éste, respecto al eje vertical de aplicación de los axiles en los puntos de anclaje del módulo de construcción de la invención, a la estructura existente de la edificación.

Para colocar los módulos prefabricados de construcción según la presente invención, se elimina primeramente la porción de fachada no estructural existente en la planta correspondiente de la edificación, para poder conformar el vano donde irá encastrado dicho módulo de construcción. Una vez retirada la porción de muro de fachada necesaria, se procede a izar el módulo de construcción para posicionarlo en la ubicación elegida, elevándolo hasta la cota del hueco y encajándolo, con unos medios de elevación adecuados, en el hueco generado entre los dos forjados, inferior y superior de la planta correspondiente de la edificación. Por último, se asegura cada uno de los elementos de fijación 10 mediante anclajes 24, a la cara superior de forjado inferior Fi (tal y como se muestra en la Figura 2), y a la cara inferior del forjado superior Fs (tal y como se muestra en la Figura 3) en función del caso, facilitando el contacto del módulo de construcción con la estructura existente de la edificación.

Cada uno de los elementos de fijación 10 está formado por tres piezas principales que serán explicadas en más detalle posteriormente en esta descripción: una pletina 20 (destinada a unirse la cara superior o inferior del forjado correspondiente), una pieza intermedia 30 (unida al bastidor vertical) y una pieza de unión 40, con dos funciones principales: unir la pletina 20 pieza intermedia 30 y, además, regular en altura la posición relativa entre ambas piezas.

La Figura 4A es una vista en despiece ordenado, en la que pueden apreciarse la pletina 20 y la pieza intermedia 30, de un elemento de fijación 10 de la Figura 1.

Como puede apreciarse en la Figura 4A, la pletina 20 está provista de un saliente perpendicular 21, el cual, en esta realización de la invención, tiene la forma de una varilla roscada. Además, dicha pletina 20 está provista de primeros agujeros pasantes 22, destinados permitir el paso de los anclajes 24, por medio de los cuales se fija la pletina 20 a la cara superior o inferior del forjado correspondiente, Fi inferior o Fs superior. Por último, también la pletina 20 incluye unos resaltes 23.

Por otro lado, la pieza intermedia 30 comprende los siguientes elementos: una guía hueca 31 la cual, en la condición ensamblada del módulo prefabricado de construcción, está alojada en el canto de un listón lateral 1, 3 y una base 34 perpendicular a la guía hueca 31. La base 34 está provista, a su vez, de un orificio 32 configurado para permitir el paso de la varilla roscada 21 y comprende, además, unos segundos agujeros pasantes 35, en los que se encajan los resaltes 23 de la pletina 20. Además, el interior de la guía hueca 31 está dispuesta una chapa 33 perpendicular a la dirección principal de la guía hueca, cuya función se describirá más adelante en detalle.

La Figura 4B muestra la pieza de unión 40 en despiece ordenado, tanto en perspectiva, como en sección transversal. En esta realización particular de la invención, compatible con las restantes realizaciones posibles de la misma, la pieza de unión 40 comprende un casquillo 41 con una porción interior hueca, dotada de una rosca hembra y destinada a recibir la varilla roscada 21 de la pletina 20. Además, el casquillo 41 está provisto de una cabeza hexagonal dotada de una rosca macho. La cabeza hexagonal está destinada a pasar a través de un orificio 32 practicado en la chapa 33 de la pieza intermedia, tras lo cual, se une firmemente a dicha chapa 33 por medio de una arandela 42 y una tuerca autoblocante 43, que se introducen y aprietan en la rosca macho del casquillo 41.

De este modo, una vez que el módulo prefabricado de construcción se ha situado en la posición deseada tras su izado, los cuatro elementos de fijación 10 además de para fijarlo a la obra existente, sirven para nivelar, aplomar y regular con precisión el conjunto, simplemente accionando la cabeza hexagonal del elemento 40 con una llave de carraca dinamométrica, que garantizará una fijación segura y no lesiva para la estructura existente, aplicando el par de apriete necesario para ello, deducido de la peritación estructural previa.

Por último, en la Figura 6, se muestra el módulo prefabricado de construcción de la Fig. 1 con los acabados una vez se han montado in situ en la obra: la carpintería 7, antepecho 11, pavimentos 9 (así como rodapiés) y paneles de acabado 8 del bastidor vertical, que revisten los elementos de fijación 10.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1.- Módulo prefabricado de construcción, para instalarse en voladizo en una edificación, que comprende:

- un bastidor vertical (1, 2, 3, 4), destinado a empotrarse entre el forjado superior y el forjado inferior de una planta de la edificación, estando dicho bastidor provisto de dos listones laterales (1, 3), un listón superior (2) y un listón inferior (4), estando provisto además cada uno de los listones laterales (1, 3) de un rebaje destinado a encajar con dicho forjado inferior de la edificación;

- un tramo horizontal (5), dispuesto sobre el listón inferior (4) del bastidor vertical y configurado para sobresalir en voladizo de la edificación una vez que se ha empotrado el bastidor vertical;

- elementos de fijación (10), estando provisto cada uno de dichos elementos de fijación (10) de:

• una pletina (20), destinada a unirse mediante anclajes (24) a la cara superior del forjado inferior de la edificación, o alternativamente, a la cara inferior del del forjado superior de la edificación, estando provista la pletina (20) de un saliente (21), perpendicular a la misma;

• una pieza intermedia (30), provista de:

ouna guía hueca (31) destinada a alojarse en el canto de un listón lateral (1, 3), estando provista, además, el interior de la guía hueca (31) de una chapa (33), y

ouna base (34) perpendicular a la guía (31) y provista de un orificio (32) configurado para permitir el paso del saliente (21); y

• una pieza de unión (40), configurada para disponerse en el interior de la guía hueca (31), para unirse por un primer extremo al saliente (21) de la pletina (20) y para unirse por un segundo extremo a la chapa (33) de la guía hueca (31).

2. -Módulo prefabricado de construcción según la primera reivindicación, en el que los listones del bastidor vertical (1,2, 3,4) están hechos de madera contralaminada, un entramado de madera y tablero, un entramado de acero o un hormigón aligerado.

3. - Módulo prefabricado de construcción, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pletina (20) está provista de primeros agujeros pasantes (22), estando cada uno de dichos primeros agujeros pasantes destinado a alojar un anclaje (24).

4. - Módulo prefabricado de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pieza de unión (40) está configurada para roscarse de forma variable por su primer extremo al saliente (21) de la pletina (20), de tal modo que permite la regulación en altura de la pieza intermedia.

5. - Módulo prefabricado de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que, además, comprende:

- segundos agujeros pasantes (35), practicados en la base (34) de la pieza intermedia (30), y

- resaltes (23) provistos en la pletina (20), estando cada uno de dichos resaltes (23) destinado a encajarse en uno de los segundos agujeros pasantes.

6. - Módulo prefabricado de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los anclajes (24) son anclajes mecánicos y/o anclajes químicos.

7. - Módulo prefabricado de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

- la chapa (33) de la pieza intermedia (30) está provista de un orificio (36); y

- la pieza de unión (40) comprende:

oun casquillo (41) con una porción interior hueca, dotada de una rosca hembra destinada a recibir el saliente (21) de la pletina (20);

ouna cabeza hexagonal dotada de una rosca macho, estando destinada la cabeza hexagonal a pasar a través del orificio (36), y a unirse firmemente a la chapa (33) por medio de una arandela (42) y una tuerca autoblocante (43).