Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y proceso de construcción del mismo,

que comprende una parte fija (2) y una parte móvil (3), en que la parte fija (2) comprende una columna (4) unida solidariamente a una zapata (5) de hormigón anclada al suelo, incorporando, dicha columna (4) en su extremo superior, un rodamiento (6) motorizado, sobre el que se suspende y gira, a modo de seguidor solar, la parte móvil (3), la cual, a su vez, constituyendo la cubierta periférica del edificio (1), conforma una estructura que comprende suelos, terrazas, fachadas y tejados, y sobre la que, integrados exteriormente en los tejados (27), se contemplan captadores (7) fototérmicos destinados a la obtención de energía tanto para el consumo del propio edificio como para su suministro a la red

Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y proceso de construcción del mismo.

Objeto de la invención

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y al proceso de construcción del mismo, el cual aporta al estado de la técnica, notables ventajas y características de novedad, aparte de otras inherentes a su singular organización y constitución, las cuales se describirán en detalle más adelante, representando una importante mejora en su campo de aplicación, frente a lo anteriormente conocido.

Más concretamente, el objeto de la invención se centra en un edificio, particularmente un edificio dedicado a vivienda, pero sin que ello suponga una limitación, el cual está diseñado para contar con un alto grado de autosuficiencia energética, y que incluso le permita obtener un sobrante que suponga un beneficio económico, para lo cual, además de contar con sistemas de captación solar estratégicamente dispuestos sobre la cubierta periférica del mismo, presenta la particularidad de contar con un innovador sistema estructural que otorga a dicha cubierta la capacidad de girar a modo de seguidor solar, permitiendo así aprovechar al máximo su orientación al sol.

Paralelamente, el edificio preconizado está diseñado de forma que se han simplificado al máximo los sistemas constructivos de ejecución y montaje de la estructura que comprende así como de los componentes prefabricados que integra, por lo que, ventajosamente, el coste económico de su construcción se ha reducido considerablemente.

Campo de aplicación de la invención

El campo de aplicación de la presente invención se encuadra dentro del sector técnico de la industria de la construcción, particularmente en el desarrollo de edificios y urbanizaciones sostenibles, tanto desde el punto de vista energético como del económico, abarcando tanto el sector de la construcción de edificios con sistemas energéticos de captación solar, como el sector de la construcción de edificios a partir de elementos modulares prefabricados.

Antecedentes de la invención

La idea de que la actividad humana tenga un impacto controlado sobre el medio ambiente y la comunidad, garantizando su sostenibilidad en el tiempo, implica la necesidad de modificar la manera de concebir las agrupaciones de persona, bien sea en urbanizaciones, pueblos o ciudades. Todos estamos de acuerdo al afirmar que "la ciudad es el gran consumidor y el gran contaminador".

La sostenibilidad, desde el punto de vista de la arquitectura, está enfocada a conseguir, a través de sistemas pasivos y activos no agresivos con el medio ambiente, que el individuo que interactúa con el edificio, obtenga los niveles adecuados de confort y habitabilidad. De algún modo el hombre se convierte en el sujeto pasivo receptor de los beneficios que estos sistemas puedan aportarle. Con la presente invención se pretende cambiar esto, al concebir al individuo (su vivienda) como fuente propia de generación de energía.

El consumo de energía en la vivienda representa, en términos medios, el 35% de la demanda total en los países sitos entre los paralelos 45º-50º, y este se incrementa hacia el Norte y conforme mejora su calidad de vida.

Reforzar los objetivos de los gobiernos en materia de política energética, aumentando la seguridad y calidad del suministro energético y el respeto al medio ambiente, es una de sus prioridades. Generar "in situ" justo donde se consume, significa aumentar la seguridad de suministro y mejorar la eficiencia, al disminuir las pérdidas por transporte. Las energías renovables, y en especial la solar, aplicada tanto en su aprovechamiento térmico como fotovoltaico, representa la solución al problema. Concebir, pues, edificios que aprovechen al máximo la captación de energía solar, mediante sistemas de seguimiento solar, es una alternativa clara para la solución de los problemas planteados.

Para lograrlo, no solo técnicamente, sino económicamente, la mayoría de los gobiernos incentivan la generación de energía sobre cubierta y fachadas, primando el precio del Kilowatio/hora exportado a red.

Por otra parte, la aprobación del nuevo Código Técnico de la Edificación en España, obliga, entre otros, al uso de la energía solar para el aprovechamiento térmico y fotovoltaico para conseguir edificios más eficientes, siendo el objetivo de la presente invención integrar todos los argumentos anteriormente expuestos, debiendo señalarse que, por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún edificio diseñado a partir de los criterios expresados ni basad en los mismos principios o que presente unas características técnicas, estructurales y de configuración semejantes a las que presenta el que aquí se preconiza.

Explicación de la invención

Así, el edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar y el proceso de construcción del mismo que la invención propone se configuran como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que a tenor de su implementación, y de manera taxativa, se alcanzan satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados como idóneos, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que los distinguen de lo ya conocido, adecuadamente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.

De manera concreta, la invención propugna un edificio que comprende una parte central fija y otra parte periférica móvil que gira en torno a la parte fija, y en la que se contempla la incorporación de captadores fototérmicos para la obtención de energía, estando, el giro de esta parte móvil, destinado a optimizar dicha captación.

La parte fija del edificio, solidaria al terreno, representa la base del diseño, estando constituida por una columna sobre zapata anclada al suelo, que incorpora, solidariamente, escaleras, cuartos de baño, cocinas así como los conductos y cables que la unen a las redes de suministro y vertido, representando un todo inamovible solidario con el terreno.

Por otro lado, la parte móvil, es una estructura colgante que gira sobre la parte fija y que integra fachadas, suelos y tejados, presentando un volumen notablemente mayor, dado que constituye la cubierta periférica del edificio.

Cabe destacar que al tratarse de un edifico cuya cubierta periférica gira alrededor de un centro de apoyo constituido por un rodamiento motorizado previsto en el extremo superior de la columna central fija, se ha previsto un diseño estructural cuya disposición de masas sea lo más simétrica posible, con respecto al eje de giro, de ahí que el diseño básico adoptado en su estructura, preferentemente, coincida con el de un prisma triangular de sección isósceles, suspendido de su vértice superior. Con este diseño se consigue, además, que su centro de gravedad, condicionado por la disposición de masas, en especial el suelo radiante de la planta baja, que es de obra, se sitúe lo más bajo posible, proporcionando una gran estabilidad al conjunto.

Con una estructura en forma de prisma triangular se consigue, también, que la cubierta sea exteriormente inclinada, mejorando su disposición a la orientación solar y reduciendo el empuje frente al viento.

Por otra parte, al objeto de mejorar la habitabilidad y luminosidad interior del edificio, el diseño de la citada estructura comprende varios prismas isósceles adyacentes construidos en módulos cuyas bases son de diferente longitud y, por tanto, sus lados laterales poseen diferente inclinación. Así, dichos prismas se disponen alineados en su vértice y en su base, montándose alternados sobre una viga maestra superior común, generándose entre ellos huecos, a modo de tragaluces, donde se ubican ventanales que mejoran la luminosidad interior, sin perder superficie proyectada a la exposición solar.

Hay que señalar que en una realización preferida de la invención, el diseño de la estructura contempla que, de los descritos prismas, los de base mayor se ubiquen en el centro, justo enfrente de la columna central de soporte, lo cual mejora la habitabilidad del edificio. Lógicamente, sin embargo, la invención contempla la posibilidad de que el diseño externo de la cubierta periférica presente otras formas distintas, siempre que sean adecuadamente aptas para una buena captación solar, tal como parábolas invertidas de lados curvados o trapezoides en...

1. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, caracterizado por el hecho de comprender una parte fija (2) y una parte móvil (3), en que la parte fija (2) comprende una columna (4) unida solidariamente a una zapata (5) de hormigón anclada al suelo, incorporando, dicha columna (4) en su extremo superior, un rodamiento (6) motorizado, sobre el que se suspende y gira, a modo de seguidor solar, la parte móvil (3), la cual, a su vez, constituyendo la cubierta periférica del edificio (1), conforma una estructura que comprende suelos, terrazas, fachadas y tejados, y sobre la que, integrados exteriormente en los tejados (27), se contemplan captadores (7) fototérmicos destinados a la obtención de energía tanto para el consumo del propio edificio como para su suministro a la red.

2. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la columna (4) es hueca, incorporando en su interior los baños (9) y conductos, conexiones y tuberías para su conexión a los suministro de red y vertido, y exteriormente sirve de soporte a la cocina (10) y a la escalera (11) que permite el acceso a las plantas superiores del edificio (1).

3. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que sobre el rodamiento (6) se contempla un castillete (15), provisto de mecanismos de tracción y frenado al que se acoplan sendos brazos (16, 16') que constituyen la viga maestra (17) en la que se sostiene la estructura conformante de la cubierta periférica o parte móvil (3) del edificio, y porque dichos brazos (16,16'), que son huecos, sirven de conductos de ventilación y para la evacuación de humos.

4. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la estructura conformante de la cubierta periférica del edificio y que constituye la parte móvil (3) del mismo, preferentemente, adopta una configuración en forma de prisma triangular, formada por varios prismas adyacentes de diferentes longitudes, estando formados por vigas (21) laterales de madera en sus dos lados y una viga (22) de acero galvanizado en su base que cierran los triángulos; en que las vigas (22) de la base se prolongan para servir de soporte a una terraza (24) circular que circunda exteriormente el edificio (1) y que actúa de protector de giro contra objetos móviles o personas, habiéndose previsto, en el extremo de dichas vigas (22) de la base, la posibilidad de colocar contrapesos (25) si fuese necesario.

5. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la parte móvil (3) se apoya sobre un aro de deslizamiento (26) previsto entre el suelo (23) de la misma y el suelo (12) de la parte fija (2) a modo de rodamiento; y porque, cuando convenga por las dimensiones del edificio, se incorporan elementos rodantes adicionales apoyados sobre el suelo firme o sobre carril, en el interior de la terraza (24), cerca de su periferia.

6. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que los tejados (27), constituidos por los lados de los citados prismas que comprende la estructura de la cubierta o parte móvil (3), están formados por tableros (28) tipo sándwich, formados por dos capas separadas por un aislante, y forran tanto dichos lados de la estructura como la base inferior o suelo (23).

7. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que al menos uno de los lados de la estructura, el que se orientará mediante su giro hacia el sol, está totalmente cubierto de captadores (7) fototérmicos integrados en los citados tableros (28), y recogen el calor para aplicarlo a satisfacer las necesidades de agua caliente sanitaria, a calefacción a través del suelo (23) radiante así como a la producción de electricidad para venta a red.

8. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que, opcionalmente, se también se instalan captadores especiales para aprovechamiento de la luz difusa en el tejado que estará en sombra.

9. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que, opcionalmente, para mejorar el enfoque, los captadores (7) fototérmicos se instalan en estructuras motorizadas integrados en tableros (28) instalados en tejados (27) capacitados para modificar su ángulo cenital, en orden a optimizar el enfoque con seguimiento a dos ejes.

10. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que los huecos generados entre los prismas de distinta inclinación que conforman la estructura de la cubierta o parte móvil (3), se contemplan tragaluces (29) que mejoran la luminosidad interior del edificio.

11. Edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la cubierta periférica o parte móvil (3) adopta distintas formas, tal como una forma compuesta por cinco prismas de sección trapezoidal; una forma compuesta por prismas paraboides invertidos; un diseño singular, en cuyo tejado, a modo de sombrilla, se instalan los captadores (7) fototérmicos; o un diseño singular en que, como variante, sus tejados (27) están dispuestos a distinto nivel.

12. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según el descrito en las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por consistir en que la columna (4) es el primer elemento que se monta sobre la zapata (5), procediéndose a montar, a continuación, los brazos (16, 16') conformantes de la viga maestra (17), apoyando el castillete (15) sobre el rodamiento (6) motorizado, que se ubica en la parte superior de la columna (4). Seguidamente se procede a montar el suelo 23 móvil con las vigas (22) de base que soportan la terraza (24) circular. Este conjunto, se monta sobre gatos hidráulicos para procurar su nivelación.

Una vez que está a la altura correcta, se procede a abisagrar los tableros (28) que forman los tejados (27), tanto por la parte superior a la viga maestra como por su unión con pernos a las vigas (22) de la base que forman la terraza (24), quedando al estructura prismática montada. Posteriormente, se aflojan gatos y se contrapesa el conjuntó colgante para después proceder al montaje del aro de deslizamiento (2 6) que hace de contrapunto del conjunto móvil. Finalmente, se procede a echar el suelo caliente de la parte móvil (3) y a conectar agua y vertido a las redes de suministro. Una vez fraguado el suelo, se procede a ajustar en altura sobre la base de la columna (4), quedando el conjunto listo para efectuar las pruebas de giro y orientación de la cubierta periférica. Puesto a punto el sistema de seguimiento, se conectan los cables de continua al inversor y a la red.

13. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que la zapata anclada al terreno y construida a partir de hormigón armado, se remata en una brida cuyos taladores son atravesados por unas garrotas roscadas donde se fija la columna (4) mediante tornillos inviolables y la red de tierras; y porque en el interior de la brida se ubican los conductos que alimentarán el edificio con sus respectivos sistemas de conexión a las redes de suministro, disponiéndose, además, de un conducto por donde se introducen los cables de corriente continua que, procedentes de las series de paneles fotovoltaicos, las unen a los inversores situados fuera del edificio.

14. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que a excepción de la zapata (5) y el suelo (23) radiante que se fabrican en obra, todos los subconjuntos que forman el edificio son elementos prefabricados, y salen premontados de origen en unidades cuyo tamaño permita ser fácilmente transportables, en especial la columna (4), los tableros (28) sándwich sobre su estructura y los brazos (16, 16') que forman la viga maestra, procediéndose a su ensamblaje en obra.

15. Proceso de construcción de un edificio de cubierta periférica giratoria para captación solar, según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que la columna (4) central, sale de fábrica con los elementos sanitarios previstos para los baños (9) que incorpora en su interior, ya montados y terminados con todos sus detalles, así como con los anclajes necesarios para la sujeción de la escalera (11) y cocina (10) que incorporará exteriormente.