Sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres.

Sistema de panalización de alta eficiencia energética y de formas libres que comprende una pluralidad de paneles (1) unidos entre sí mediante medios de unión (2).

Cada panel (1) comprende dos hojas (3) y (4) envolventes, una hoja interna (3) y otra hoja externa (4) constituidas a partir de una matriz de resina de SiO2-PMMA reforzada con nanofibras naturales de celulosa Y una cámara intermedia de vacío (5) de 1hPa, dispuesta entre la hoja interna (3) y la hoja externa (4), rellena de un aerogel de sílice monolítico. Los medios de unión entre paneles disponen de un rebaje (9) en dos de los primeros bordes contiguos (10, 11) del panel en una primera esquina del panel y un escalonamiento (12) de igual espesor que el rebaje (9) en los dos bordes contiguos (13, 14) en la segunda esquina contrapuesta a la primera esquina.

Sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de la arquitectura sostenible y de la ingeniería dentro de la construcción de edificaciones y más concretamente se refiere a un sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres para constitución de fachadas arquitectónicas.

Antecedentes de la invención.

En la actualidad las vanguardias arquitectónicas demandan un sistema constructivo para fachadas y cerramientos que sea ligero, de forma libre y de superficie continua y que adicionalmente ofrezca altas prestaciones en lo que se refiere a la eficiencia energética, pero que a su vez permita el paso de la luz natural y su retroiluminación. Además de esta demanda desde el punto de vista técnico y del diseño arquitectónico, la sociedad se encuentra cada vez más concienciada en la necesidad de reducir los impactos ambientales y en la urgencia de hacer más eficientes las edificaciones en las que vivimos y trabajamos.

En primer lugar, existe una exigencia creciente de edificaciones con una alta eficiencia energética debido a las penalizaciones que provienen del incumplimiento de los compromisos con la sostenibilidad, desde las nuevas líneas de pensamiento arquitectónico para las que la sostenibilidad es un factor de diseño ineludible y una garantía de calidad, desde los promotores, que empiezan a entender que bajo este lema pueden vender sus productos a mayor precio (un 26% de media) , hasta los usuarios finales concienciados del ahorro económico que conlleva la eficiencia energética.

En segundo lugar, las formas libres hace tiempo que han dejado de ser un reto formal estético y han pasado a ser una nueva vía de investigación para resolver los nuevos condicionantes técnicos que plantea la arquitectura bioclimática y sostenible. Esta afirmación se respalda con las palabras de Frank Lloyd Wright en las que une ineludiblemente la función con la forma orgánica y con la forma de la naturaleza (formas libres, geómetras fractales y complejas, superficies continuas, etc.) . Los beneficios que ofrece la forma libre en el diseño bioclimático y la sostenibilidad son varios, entre ellos se pueden destacar: la facilidad de orientación, la mayor exposición solar de las superficies, la adaptación a la acción de los vientos dominantes, una mejor relación envolvente-volumen acondicionado, un mayor confort y beneficios sociales debido a disponer de espacios estéticamente más “amables” y “blandos”, etc. En la actualidad, se ha demostrado que las medidas de diseño bioclimático pasivo pueden llevar a una reducción del orden del 30% del consumo energético anual de un edificio.

Finalmente, el espesor mínimo es un requisito casi obligado cuando se busca la transparencia de una fachada, y un reto a la hora de tratar de obtener alta eficiencia energética en conjunción con altas resistencias y reducidos pesos, pero además ofrece una serie de beneficios que justifican la necesidad de tratar de buscar fachadas de cada vez menor espesor.

Para conseguir las características específicas necesarias que se acaban de detallar se suelen emplear actualmente una gran variedad de materiales y sistemas constructivos de aislamiento, como por ejemplo acristalamientos con cámara de vacío, pero el empleo de este sistema no termina siendo ventajoso ya que el cristal dispone de unas propiedades físicas, en lo que al soporte de solicitaciones de carga se refiere, bastante reducidas, siendo un material bastante frágil con los problemas que ello supone en el manejo del mismo y sobretodo su alto índice de rotura durante su manipulación e instalación, lo cual hace que el coste de empleo de este material para este tipo de sistemas arquitectónicos de forma libre y superficie continua, en ocasiones, no sea todo lo idóneo que debiera para tales fines.

Como alternativa se pueden emplear resinas reforzadas las cuales suelen ser más ligeras y resistentes, pero este material tiene la desventaja de que no ofrece un óptimo equilibrio entre el nivel de aislamiento, la traslucidez y sobretodo la versatilidad a la hora de definir formas complejas.

Por otro lado, de todos los aislamientos transparentes que existen en la actualidad, tan sólo los gases como el argón y el kriptón si bien mejoran ese equilibrio e incorporan la transparencia (superior al 85%) al sistema tienen el problema de su manejo y encapsulado, el cual es muy complejo. Además, una vez que se van “filtrando” a través de las paredes del panel o del doble acristalamiento, se va perdiendo el aislamiento, hasta que al final (tras 30 o 50 años) el sistema no dispone de ningún nivel de aislamiento ya que el gas se ha filtrado.

Por último, los sistemas tradicionales de dobles acristalamientos, suelen utilizar "capas metálicas" para el control solar. Hay, de forma general, dos diferentes tipos de capas metálicas: capas duras o pirolíticas, vidrios reflectantes que proporcionan una importante protección solar disponible en diferentes colores, vidrios neutros de altas prestaciones aislantes y selectivos, con un coeficiente U muy reducido. Los dobles acristalamientos que disponen de capas metálicas para el control solar tienen tradicionalmente, algunos problemas de condensación o

suciedad intersticial en la cámara así como de recalentamiento y posibles roturas: esto es que los problemas que pueden presentar, vienen de la posibilidad de que se produzcan saltos térmicos importantes en una misma pieza. Es decir, que sobre uno de estos vidrios incida simultáneamente el sol y la sombra lo que puede provocar tensiones y contracciones que llevan a la rotura.

Por todo ello, se ha detectado la necesidad de diseñar un sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres, el cual sea ligero, de un mínimo en espesor, de alto grado de transmisión a la luz, que permita el diseño de formas libres para la utilización en proyectos arquitectónicos.

Este objetivo se consigue por medio de la invención tal y como está definida en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la invención.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a un sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres, que comprende una pluralidad de paneles unidos entre sí mediante una serie de medios de unión.

El sistema de panelización objeto de la presente invención tiene la particularidad de que cada panel comprende dos hojas envolventes, una hoja interna y otra hoja externa constituidas a partir de una matriz de resina de SiO2-PMMA reforzada con nanofibras naturales de celulosa y una cámara intermedia de vacío de 1hPa, dispuesta entre la hoja interna y la hoja externa, y rellena de un aerogel de sílice monolítico.

Con la configuración descrita de los paneles que componen el sistema de panelización, se consigue minimizar el espesor del cerramiento del edificio, optimizando su rendimiento energético siendo un sistema transparente, el cual va a conferir dos nuevas propiedades añadidas: por un lado, la posibilidad de generar una “piel estructural” o un cerramiento “autoportante”, y por otro, la posibilidad de diseñar pieles arquitectónicas mediante formas libres. Por lo tanto, se conseguirá un mayor aprovechamiento de la superficie interior del edificio (aproximadamente un 8, 33% usando este nuevo sistema) , y además un menor consumo de materiales y el uso de materiales más ligeros en su construcción, lo que conlleva una menor huella ecológica y un menor consumo de energía y dinero en la fase de construcción, entre otros. Adicionalmente, debido a las cualidades mecánicas de los materiales que incorpora, este sistema de panelización proporciona un espesor mínimo pudiéndose construir elementos monocasco y semimonocasco.

Por otro lado, el aerogel monolítico es un material de fácil manejo y encapsulado, y por sí sólo dispone de un altísimo nivel de aislamiento que puede durar mucho más de 50 años. Al implementar este aislamiento mediante la cámara de vacío, logramos que este nivel de aislamiento mejore mucho más, y aunque esta cámara de vacío dure también entre 30 y 50 años, el aerogel mantendría sus cualidades como aislamiento, seguramente, otros 30

o 50 años más, por lo que el sistema nunca quedaría sin un buen nivel de aislamiento, ni en el peor de los casos que es cuando ya no dispusiera de su cámara de vacío.

El diseño de la “piel exterior” conformada por el sistema de panelización objeto de la presente invención se lleva a cabo mediante un sistema CAD/CAM que transmite la información del modelo...

1. Sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres que comprende una pluralidad de paneles (1) unidos entre sí mediante medios de unión (2) caracterizado porque cada panel (1) comprende:

dos hojas (3) y (4) envolventes, una hoja interna (3) y otra hoja externa (4) constituidas a partir de una matriz de resina de SiO2-PMMA reforzada con nanofibras naturales de celulosa una cámara intermedia de vacío (5) de 1hPa, dispuesta entre la hoja interna (3) y la hoja externa (4) , rellena de un aerogel de sílice monolítico.

2. Sistema de panelización de alta eficiencia energética y de formas libres según la reivindicación 1, caracterizado porque el panel (1) comprende un baño de ITO (6) (Óxido de Indio dopado con Estaño) aplicado sobre ciertas zonas de la hoja externa (4) .

3. Sistema de panelización según la reivindicación 2, caracterizado porque el baño de ITO (6) se aplica sobre zonas transparentes del panel (1) .

4. Sistema de panelización según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el panel (1) comprende una capa de resina PMMA (7) aplicada in situ sobre ciertas zonas de la hoja externa (4) .

5. Sistema de panelización según la reivindicación 4, caracterizado porque la capa de resina PMMA (7) se aplica sobre las zonas translucidas del panel (1) .

6. Sistema de panelización según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada panel (1) comprende una última película protectora (8) exterior seleccionable entre una película de gel antiestático a base de resina de poliéster o una película de laca.

7. Sistema de panelización según la reivindicación 6, caracterizado porque la película protectora (8) es transparente y se aplica sobre el baño de ITO (6) .

8. Sistema de panelización según la reivindicación 6, caracterizado porque la película protectora (8) es traslúcida y se aplica sobre la capa de resina PMMA (7) .

9. Sistema de panelización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de unión entre paneles disponen de un rebaje (9) en dos de los primeros bordes contiguos (10, 11) del panel en una primera esquina del panel y un escalonamiento (12) de igual espesor que el rebaje (9) en los dos bordes contiguos (13, 14) en la segunda esquina contrapuesta a la primera esquina, para definir una unión por machihembrado a solape de paneles (1) contiguos.

10. Sistema de panelización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los paneles contiguos se fijan entre sí mediante tornillos termoplásticos (15) de alta resistencia que atraviesan rebajes (9) y escalonamientos (12) de paneles contiguos.

11. Sistema de panelización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque las juntas

(16) existentes entre paneles contiguos se sellan químicamente mediante cloroformo industrial.

12. Sistema de panelización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se disponen válvulas de vacío (17) situadas en las zonas de solape entre paneles contiguos, donde dichas válvulas de vacío (17) disponen de un tapón de SiO2-PMMA enroscable en orificios practicados a tal efecto en los paneles (1) .

13. Sistema de panelización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los paneles (1) son retroiluminables.

OFlClNA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPANA

lNFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNlCA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

N.O solicitud: 201232048 22 Fecha de presentación de la solicitud: 27.12.2012 32 Fecha de prioridad:

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A GB 2464369 A (PROCTOR GROUP LTD A) 21.04.2010,

todo el documento.

A EP 2180104 A1 (ROCKWOOL lNT) 28.04.2010,

todo el documento.

A JP 2001279904 A (DAlNlPPON PRlNTlNG CO LTD) 10.10.2001,

todo el documento.

A JP 2010167685 A (lMAE KOGYO KK) 05.08.2010,

todo el documento.

A EP 2277691 A1 (KNAUF lNSULATlON TECHNOLOGY GMBH) 26.01.2011,

todo el documento.

A ES 1076765 U (TOMAS FELl RlUS) 24.04.2012,

todo el documento.

Categoria de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoria A: refleja el estado de la tecnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado despues de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nO:

Fecha de realización del informe 26.02.2013 Examinador E. Arias Perez-llzarbe Página 1/4

lNFORME DEL ESTADO DE LA TºCNlCA

NO de solicitud: 201232048

CLASlFlCAClºN OBJETO DE LA SOLlClTUD

B32B5/22 (2006.01) E04C2/02 (2006.01) E04B1/88 (2006.01) E04C2/30 (2006.01) E04C2/54 (2006.01)

Documentación minima buscada (sistema de clasificación seguido de los simbolos de clasificación)

B32B, E04B, E04C

Bases de datos electrónicas consultadas durante la bºsºueda (nombre de la base de datos y, si es posible, terminos de bºsºueda utilizados)

lNVENES, EPODOC

lnforme del Estado de la Tecnica Pºgina 2/4

OPINIÓN ESCRITA

NO de solicitud: 201232048

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 26.02.2013

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones 1-13 Reivindicaciones SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones 1-13 Reivindicaciones SI NO

Se considera ºue la solicitud cumple con el reºuisito de aplicación industrial. Este reºuisito fue evaluado durante la fase de eºamen formal y tecnico de la solicitud (Articulo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

NO de solicitud: 201232048

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionanlos documentos pertenecientes al estado de la tecnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01 GB 2464369 A (PROCTOR GROUP LTD A) 21.04.2010

D02 EP 2180104 A1 (ROCKWOOL lNT) 28.04.2010

D03 JP 2001279904 A (DAlNlPPON PRlNTlNG CO LTD) 10.10.2001

D04 JP 2010167685 A (lMAE KOGYO KK) 05.08.2010

D05 EP 2277691 A1 (KNAUF lNSULATlON TECHNOLOGY GMBH) 26.01.2011

D06 ES 1076765 U (TOMAS FELl RlUS) 24.04.2012

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La invención corresponde a un sistema de panelización de alta eficiencia energetica ºue comprende paneles formados por dos lºminas de resina en cuyo interior hay aerogel de silice. Estos paneles adoptan cualºuier tipo de conformación, pues la misma viene determinada por la estructura de las lºminas de resina, y se caracterizan por:

- el propio panel con rebajes ºue permiten el solape entre paneles contiguos

- el sistema de ensamblaje del panel con tornillos termoplºsticos

- vºlvulas de vacio en el panel con tapones de SiO2

- sistema de retroiluminación

- peliculas protectoras de lTO y peliculas de resina de poliester o laca

- sellado con cloroformo industrial

Se ha localizados diversos documentos (D01 a D05) relacionados con la invención objeto de estudio, paneles de construcción formados por dos lºminas en cuyo interior se dispone aerogel de silice, pero en todos los casos se trata de paneles ºue adoptan una conformación en forma plana, las capas eºteriores son de vidrio, lana mineral, papel etc. y no se describen los mismos sistemas de encaje entre paneles.

El documento D06 es el mºs pr6ºimo al objeto de la solicitud, y en el se describe un panel aislante y anti-impacto formado dos placas rellenas de areogel, ºue pueden ser metºlicas o de plºstico de elevada dureza. La unión entre paneles se realiza mediante una junta machiembrada piroeºpansiva. Aunºue la idea tecnica asociada a este modelo resulta similar a la de la solicitud de patente, no aparecen recogidas todas sus caracteristicas tecnicas ºue suponen una mejora frente a lo ya conocido, por lo ºue se considera ºue la invención cumple con los reºuisitos de novedad y actividad inventiva.

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