Características de diseño, componentes, tipologías, materiales: aquí están las indicaciones sobre como diseñar una cubierta, con un ejemplo práctico y archivos para descargar

Diseñar una cubierta, representa una de las fases más importantes del proceso de diseño de un edificio porque tiene el deber de proteger los ambientes internos de los factores atmosféricos.

Pero ¿como se diseña una cubierta? ¿Cuáles son las características a tener en cuenta?

En este enfoque descubriremos las pautas para diseñar una cubierta, desde los elementos que la forman, hasta los diferentes estilos para identificar cual es la mejor cubierta a elegir.

Ejemplos de diseño de cubierta

  • un primer ejemplo en el cual, con un software de diseño arquitectónico BIM, seguiremos el diseño de una cubierta a doble falda en diferentes materiales: hormigón armado, madera y acero.
  • un segundo ejemplo tendrá que ver con el diseño de tres tipos de cubiertas diferentes, en relación al número de faldas; cada una se realizará con un material diferente.

En ambos casos, estará disponible la descarga gratuita de los archivos dwg y los modelos 3D realizados.

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Sección de un diseño de cubierta

 

Como diseñar una cubierta: normas de referencia

La parte normativa es siempre importante en el proceso de diseño. En la fase de diseño de una cubierta, es necesario referirse a las normas y disposiciones locales y regionales.

Sin embargo, nunca hay que olvidar las indicaciones de carácter general reguladas a nivel nacional, como por ejemplo aspectos estructurales (que no son tratados en este enfoque) o parámetros generales de diseño.

Componentes de una cubierta

He aquí algunos elementos característicos de la cubierta:

  • Cumbrera – es la línea de intersección de las faldas en la parte más alta de la cubierta.
  • Limahoya – es la línea horizontal o inclinada que representa la intersección de dos faldas con pendientes convergentes (ángulo < 180°) donde las aguas tienden a confluir.
  • Limatesa – es la línea horizontal o inclinada que representa la intersección de dos faldas con pendientes divergentes (ángulo > 180°) de las cuáles las aguas tienden a alejarse.
  • Línea altura de alero– es el límite de la falda en su parte inferior y también la parte sobre la cual se agrega el canal de desagüe para recolectar el agua meteórica.
  • Línea de quiebre – es la línea que une dos faldas con pendientes diferentes, pero no opuestas.
  • Faldón – es la línea inclinada que delimita el lado de la falda.
  • Alero – es la parte de la cubierta que sobresale de los muros perimetrales.
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Nomenclatura de los componentes de una cubierta

Tipos de cubiertas

En el diseño de una cubierta es indispensable evaluar los distintos tipos. Dicha distinción depende de varios factores:

  • Pendiente

Un mal diseño de la pendiente podría favorecer la acumulación o la infiltración de agua o el almacenamiento excesivo de nieve. En relación a ésta, se pueden tener (pendiente 45° = 100%):

    • Cubiertas a faldas: son todas las cubierta que presentan una inclinación superior al 5%. Esta tipología puede asumir características diferentes en relación al puesto en el cual se prevé (se va desde una pendiente de casi el 30% en zonas con clima seco hasta llegar a pendientes superiores al 150% para áreas donde abunda la nieve)
    • Cubiertas planas: presentan una pendiente mínima (generalmente entre el 2-3%) suficiente únicamente para garantizar la salida de agua hasta los desagües. Esta tipología de cubierta podrá ser utilizable (aumentando la superficie del edificio) o no utilizable (accesible solo a los encargados del mantenimiento).
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Gráfico pendiente en grados-porcentajes

  • Eliminación de agua

Se toma en consideración la modalidad con la cual se eliminan las aguas meteóricas.

Se distinguen en:

      • cubiertas inclinadas o a una falda: el desagüe de las aguas se produce a lo largo de una sola falda que se coloca sobre paredes con diferentes alturas.
      • cubiertas acampanadas: el desagüe se produce a lo largo de dos faldas contrapuestas que se unen en la línea de cresta. A los lados en cambio, la unión con las paredes se produce siguiendo la línea de borde.
      • Cubierta a pabellón: el desagüe se produce a lo largo de todo el perímetro en el cual se desarrolló el alero.
  • Materiales estructura de soporte

Diferenciemos las diferentes tipologías en función de la estructura de soporte de la cubierta, es decir, del material que la compone. Veremos cubiertas en:

    • Hormigón armado: Es representada por la estructura enmarcada en hormigón compuesta por vigas apoyadas sobre pilares que soportan un piso de ladrillo y cemento; este último a su vez está compuesto por macetas, viguetas, losa, plantilla y revestimiento interior. Esta variante está representada por armaduras de hormigón, predominantemente diseminadas en estructuras industriales.
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Ejemplo de estructura de un techo en cemento armado

    • Madera: Las cubiertas de madera se diferencian en varias tipologías:
      • con puntales
      • con correas
      • en losa
      • enmarcado

En todos los casos tenemos una estructura principal (constituida por los elementos mencionados anteriormente) y una estructura secundaria constituida por viguetas colocadas en modo transversal sobre la estructura principal, y útil para darle soporte a los azulejos.

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Ejemplo de una cubierta en madera

    • Acero: Con el acero distinguimos cubiertas:
      • enmarcadas (vigas y pilares) que, generalmente, soporta paneles de techos prefabricados
      • atadas
      • con vigas de armadura
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Ejemplo de una cubierta en acero

Como diseñar una cubierta: características generales

Cálculo pendiente

Para calcular correctamente la pendiente de la cubierta a diseñar es necesario tener en cuenta varios aspectos, como los materiales que se pretenden utilizar, la zona climática o el eventual uso de un ático.

Desde el punto de vista normativo, no existe una única indicación que impone valores mínimos o máximos de pendiente.

Un método muy simple para calcular la pendiente está determinado por la siguiente fórmula (examinando un triángulo rectángulo):

P (%) = PQ/OQ x 100

donde:

P(%) = pendiente expresada en porcentaje

PQ = sen α;

OQ = cos α;

OP = 1;

P’Q’ = tangente α = pendiente(P)

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Gráfico de cálculo de la pendiente

Interrupción de falda

La interrupción de falda representa una solución útil para poder garantizar un mejor desagüe del agua hacia la canaleta. Así se evita una presión elevada y emisión excesiva de agua. También el primer tramo de falda tendrá una canaleta que ayudará a eliminar la carga de agua.

La interrupción depende de la zona geográfica en la cual se sitúa la estructura y del tipo de manto de cubierta utilizada.

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Ejemplo de interrupción de falda

Elección en relación a los materiales utilizados

En razón del material utilizado para diseñar una cubierta, podemos evaluar las ventajas y desventajas. Por ejemplo:

Acero

Ventajas
  • Características que lo hacen perfecto por los espacios muy amplios. Geométricamente iguales a otros materiales, las estructuras en acero permiten cubrir luces más grandes
  • Tiempos de servicio de obra muy reducidos
  • Márgenes de error más bajos en cuanto se usan elementos prefabricados
  • Elementos estructurales más ligeros respecto a la mampostería.
  • Durabilidad: buena resistencia a la corrosión, a humedad, a animales (como las termitas); etc.
  • Por su característica natural de ser un mal conductor de humedad y con el agregado de materiales aislantes, puede alcanzar buenas prestaciones térmicas en pequeños espacios
Desventajas

Costo de las materias primas: también los costos pueden ser anche los costos pueden ser amortizados por los ahorros para instalación y mantenimiento

Madera

Ventajas
  • Material eco sostenible
  • Posibilidad de deshacerse de él fácilmente en la fase final del ciclo de vida
  • Ligereza, visto que es una de las mejores soluciones para intervenciones en estructuras existentes
  • Al ser un material transpirable, evita fácilmente la acumulación de humedad y la formación de condensación
  • Alta elasticidad del material que le permite resistir bien los choques sísmicos
Desventajas
  • Necesitad de mantenimiento continuo para evitar que la estructura sea afectada por infiltraciones de agua, de sol, de insectos, etc.

Hormigón armado

Ventajas
  • Tratándose de un material muy utilizado desde hace mucho tiempo, hay poca probabilidad de incurrir en errores y daños debido a la inexperiencia
  • Garantiza buenas condiciones de confort higrotérmico
  • Presenta buenas cualidades de absorción de los movimientos sísmicos
  • Óptima resistencia al paso del tiempo y a las agresiones de los agentes atmosféricos
Desventajas
  • Tiempos de puesta en obra más elevados

4 consejos útiles para diseñar una cubierta

Estas son algunas reglas para diseñar una cubierta que pueden mejorar todo el procedimiento:

  1. pensar en el uso de faldas que tengan la misma pendiente
  2. la línea de aleros recostados a lo largo del mismo plano horizontal
  3. el uso mínimo de las líneas de líneas de inundación, ya que estas son áreas que tienen el riesgo de infiltración de agua como su principal desventaja
  4. la eliminación del agua debe suceder externamente y de la manera más fácil y rápida posible

Descarga los archivos gráficos en dwg y el modelo 3D BIM del proyecto

La próxima sección está dedicada a la descarga de los archivos en dwg de los informes técnicos, de los modelos arquitectónicos del diseño de una cubierta y del software de diseño arquitectónico BIM utilizado para producirlos.

Descarga el modelo 3D BIM (archivo .edf) del diseño de diferentes tipos de cubiertas: cubierta a una falda, a dos faldas, a pabellón

También puedes descargar los gráficos en DWG de los diferentes tipos de cubiertas