Nueva arquitectura con cubiertas ventiladas de teja

Nueva arquitectura con cubiertas ventiladas de teja

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 60)
Elena Santiago Monedero, Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos. Secretaria General de Hispalyt
Ana Ribas Sangüesa, Ingeniera Agrónoma. Departamento Técnico de Hispalyt
Elena Gracia Iguacel, Ingeniera Agrónoma. Departamento Técnico de Hispalyt

Las cubiertas con teja cerámica permiten construir viviendas de elevada calidad aportando valor a los edificios, entre los que podemos destacar, el valor estético, la máxima eficiencia energética, la durabilidad, el mínimo mantenimiento, el confort y la habitabilidad. Las cubiertas inclinadas, llevan presentes en la arquitectura desde hace de miles de años y siguen estando de total actualidad pudiendo encontrarse múltiples ejemplos de edificios de diseño entre los grandes referentes de la arquitectura moderna.

Las tejas cerámicas españolas son reconocidas a nivel mundial por su elevada calidad y su amplia gama de productos, colores y acabados, que permiten incorporarlas a la arquitectura más contemporánea.

En este artículo se presentarán las ventajas de la nueva cubierta ventilada, con microventilación bajo teja y fijación de las piezas en seco, frente a la cubierta tradicional, no microventilada y con fijación de las tejas con mortero.

1.Teja cerámica: Tipos, piezas especiales y sus características técnicas

Las tejas cerámicas son elementos de cobertura para su colocación en cubiertas inclinadas. Se pueden definir como piezas obtenidas mediante prensado o extrusión, secado y cocción, de una pasta arcillosa, que se utilizan para la realización del elemento de estanqueidad de la cubierta. Dicha estanqueidad se consigue por las características del propio material, la forma de las piezas, los solapes entre ellas y su correcta colocación.

Los diseños de las tejas cerámicas han ido evolucionando desde la teja curva y la teja mixta a la teja plana, cuyas líneas rectas se ajustan a los estándares de los más innovadores diseños arquitectónicos.

La adición de aditivos y la aplicación de tratamientos superficiales (engobes, esmaltes, etc.) permiten obtener diferentes coloraciones y acabados.

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Además de la pieza base de teja, los fabricantes disponen de piezas especiales de tejas cerámicas para resolver los puntos singulares o de discontinuidad de la cubierta, asegurando con ellas estanqueidad, uniformidad y estética en la cubierta.

Las tejas cerámicas disponen de marcado CE, cumpliendo con todas las especificaciones técnicas definidas en la norma UNE-EN 1304. Los fabricantes de tejas someten sus productos a rigurosos y constantes controles de calidad aportando la máxima garantía de su buen comportamiento para su uso como cobertura del edificio.

La teja cerámica española gracias a sus elevados estándares de calidad está muy valorada a nivel internacional, siendo muy demandada en numerosos países del mundo.

2. Nuevas cubiertas secas ventiladas con teja cerámica

Tradicionalmente el montaje de las tejas cerámicas se ha realizado empleando pastas o morteros para su fijación. Este tipo de montaje no permite la microventilación bajo las tejas, pudiendo dar lugar a la aparición de condensaciones en las piezas cerámicas, y en consecuencia, a problemas de heladicidad y mohos.

Las nuevas cubiertas microventiladas de teja cerámica eliminan el uso de dichas pastas y/o morteros, empleando en su lugar clavos, tornillos, clips, ganchos o grapas, para la fijación de las tejas, bien sobre un soporte discontinuo (rastreles), o bien sobre un soporte continuo (placas onduladas, etc.).

Los fabricantes españoles de teja cerámica ofrecen los elementos auxiliares y piezas especiales cerámicas imprescindibles para ejecutar correctamente una cubierta inclinada en seco.

A continuación, a modo de ejemplo, se recoge un esquema de cubierta microventilada con soporte discontinuo señalándose algunos de sus componentes:

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Este tipo de montaje permite la microventilación entre la cobertura de la teja y el soporte mediante la entrada de aire por la parte baja de la cubierta, a través del alero y las limahoyas, y su salida por la parte alta de la misma, a través de la cumbrera y las limatesas.

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En verano, el aire contenido entre la cobertura de teja y el soporte, al calentarse, asciende por convección hacia la salida de aire de la cumbrera y limatesas permitiendo la entrada de aire frío por el alero y las limahoyas. Esta circulación interior del aire, produce la refrigeración de la cubierta.

En invierno, el aire contenido entre la cobertura de teja y el soporte se calienta, pero no lo suficiente como para favorecer la convección, conservando el calor.

La microventilación tiene múltiples ventajas en las cubiertas de teja cerámica entre las cuales podemos destacar las siguientes:

  • Amortigua los cambios de temperatura y mejora sustancialmente el comportamiento térmico de la cubierta en climas cálidos.
  • Produce el secado de las tejas, evitando que la humedad quede estancada entre las tejas y el soporte y que aparezcan condensaciones, eliminando los problemas de heladicidad y mohos.
  • Prolonga la vida útil del aislante térmico y de la impermeabilización.

Este tipo de cubiertas, al tener mejores prestaciones técnicas, supone una evolución con respecto a las cubiertas tradicionales, por lo que su uso es totalmente recomendable en cualquier zona de España, siendo obligatorio en zonas de clima húmedo y frío y con una altitud superior a los 700 metros, de acuerdo con las indicaciones del proyecto de norma UNE 136020, para el correcto diseño y ejecución de las cubiertas con teja cerámica.

Además de las ventajas propias de la microventilación, la fijación en seco de la teja cerámica supone una importante reducción en los tiempos de ejecución de la cubierta, con respecto a la fijación con mortero de la teja.

3.Diseño y ejecución de las cubiertas secas ventiladas

La norma “UNE 136020. Tejas cerámicas. Código de buena práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas” recoge, entre otras cosas, los criterios para el correcto diseño y ejecución de las cubiertas con teja cerámica.

En relación a los aspectos de diseño, cabe destacar el contenido de la norma en cuanto a las pendientes mínimas, y los solapes y fijación de cada tipo de teja en función de las pendientes de uso, así como la ejecución del soporte, el replanteo del faldón y la ejecución de los puntos singulares.

A continuación se exponen los elementos necesarios para la ejecución de la cubierta en seco.

3.1. Elementos de fijación de las tejas cerámicas

Las cubiertas secas emplean para la fijación de las tejas clavos, tornillos, clips, ganchos o grapas.

Los elementos de fijación tienen como función la sujeción de las tejas y piezas especiales al elemento de soporte, con el fin de evitar el movimiento de las mismas debido a la acción de agentes atmosféricos o animales.

La pendiente de una cubierta determina el nivel de fijación de las tejas necesario. En aleros, laterales, líneas de cumbreras, limatesas, limahoyas, encuentros con paramentos verticales y demás puntos singulares, se fijarán todas las piezas, sea cual sea el material de soporte. Para el resto de piezas, el nivel de fijación se determinará en función de la pendiente.

Los elementos de fijación deberán ser anticorrosivos teniendo siempre una duración igual a la de los restantes elementos de la cubierta, a fin de evitar el coste de las sustituciones y reparaciones.

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3.2. Elementos para garantizar la microventilación bajo las tejas

Para conseguir la microventilación bajo las tejas es necesario emplear una serie de elementos auxiliares y piezas cerámicas especiales que permiten la circulación del aire entre la cobertura de tejas y el soporte.

Entrada de aire por el alero

Para garantizar la entrada de aire por el alero, se puede utilizar algún elemento de protección que a su vez permita la introducción de aire como son los rastreles de alero en forma de peine, las rejillas de alero o las piezas especiales cerámicas de barrera de pájaros.

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La limahoya también colabora en la circulación del aire para la microventilación, permitiendo la entrada de aire por la parte baja y su salida por la parte alta. En las limahoyas será necesario colocar láminas impermeables flexibles o semiflexibles, para la correcta impermeabilización en la recogida de agua de los faldones.

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Circulación de aire interior

Debido a la diferencia de presión entre los puntos bajos (alero) y altos (cumbrera) de la cubierta inclinada, la circulación interior del aire de microventilación se producirá en sentido ascendente. Cuanto mayor sea la pendiente, y por tanto, la diferencia de altura entre el alero y la cumbrera, mejor será la circulación interior del aire.

Para que la microventilación sea posible se deberá dejar un espacio de circulación de aire mínimo de 20 a 40 mm entre la cara inferior de la teja y el soporte o aislante. Cuanto mayor sea el espacio mejor, por lo que la cubierta en seco con doble rastrel (listón y rastrel) será la óptima.

Los rastreles pueden ser de distintos materiales, existiendo rastreles metálicos, de madera o de PVC. Los rastreles deben ser perfectamente lineales y de dimensiones constantes en altura y anchura para permitir el apoyo uniforme de las tejas.

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Para sellar las perforaciones ocasionadas por los tornillos o clavos empleados para la fijación de los listones sobre la lámina impermeable o la barrera de vapor, se colocará cinta adhesiva debajo de los mismos, evitando así cualquier riesgo de entrada de agua.

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Para garantizar la adecuada circulación del aire bajo la teja, el recorrido desde su entrada por el alero hasta su salida por la cumbrera no debería exceder los 12 metros. Si este recorrido fuese superior, será necesario realizar un estudio particular de la cubierta para incrementar la microventilación, disponiendo tejas de ventilación, siguiendo las indicaciones del fabricante.

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Salida de aire

La salida de aire de la microventilación bajo las tejas se realizará por la parte más alta de la cubierta, a través de cumbreras y limatesas.

Los componentes más habituales para permitir la salida de aire de la microventilación por cumbrera y limatesas son el soporte de caballete y las bandas impermeables microperforadas.

El soporte de caballete suele ser un alzador metálico con una base para la colocación del rastrel de caballete pero también puede ser un perfil metálico con forma de rastrel.

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Las bandas impermeables microperforadas se colocan sobre el rastrel de cumbrera con el alzador metálico solapándose sobre los dos faldones. Lo ideal es que estas membranas sean flexibles, para que en el caso de las cubiertas con teja curva o mixta se puedan adaptar a las ondulaciones de la cubierta. Estas membranas pueden ser de distintos materiales pero en todos los casos deberán ser impermeables y tener una alta resistencia a los rayos UV y al envejecimiento. Además, dichas bandas deberán ser transpirables o microperforadas para permitir la correcta aireación de la cubierta a través de la línea de cumbrera o de limatesa.

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Una vez colocada la banda impermeable microperforada, se colocarán las piezas especiales de caballete y limatesa.

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En el caso de las cubiertas con teja curva o mixta se podrán utilizar las piezas especiales cerámicas de cuña para caballete, cuya misión es rellenar el hueco que deja la teja curva o mixta en su parte plana bajo el caballete.

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4.Valores que aporta la cubierta inclinada de teja al edificio

4.1. DISEÑO

4.1.1. Tipologías de diseño y posibilidades volumétricas

Las cubiertas inclinadas de teja cerámica permiten un amplio abanico de posibilidades y formas geométricas – tejados a una, dos, tres o cuatro aguas, tejados cónicos, de cúpula, con mansarda inclinada, etc.- o incluso permiten dar continuidad a la cubierta en el plano vertical de la fachada “haciéndose muro”.

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4.1.2. Posibilidad de integrar terrazas y balcones en las cubiertas inclinadas

La creación de superficies transitables en cubierta no tiene por qué relacionarse únicamente con las cubiertas planas. De hecho resulta mucho más estético y funcional integrar estos espacios directamente en una cubierta inclinada, o combinar ambos tipos de cubierta creando conjuntos armónicos. Además, la posibilidad de colocar los sistemas de captación solar en la cubierta inclinada, evita el tener reducir el espacio utilizable de las terrazas.

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Análogamente, la amplia gama de ventanas existentes actualmente en el mercado también permiten disponer de balcones en cubiertas inclinadas.

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4.1.3. Incorporación de los paneles solares

La cubierta inclinada es una excelente base sobre la que instalar los paneles solares térmicos o fotovoltaicos, pudiendo ser encajados cómodamente sobre el soporte, y no siendo necesario, como ocurre en el caso de la cubierta plana, el empleo de estructuras auxiliares complejas y pesadas antivuelco que pueden suponer un sobrecoste de la estructura. Esta integración en la cubierta, supone también una mayor protección del panel frente al viento y una reducción de las pérdidas energéticas por ventilación.

Además, la colocación de paneles solares en las cubiertas planas conlleva un importante impacto visual, el cual se evita en el caso de las cubiertas inclinadas, en las que se consigue la perfecta integración arquitectónica del panel y el material de cobertura.

Por otro lado, en relación a la orientación e inclinación de los paneles solares y su captación solar, cabe destacar, que si bien la captación óptima se consigue con orientación sur y una inclinación del 40º de los paneles, cuando se llevan a cabo pequeñas desviaciones con respecto a ese óptimo, por ejemplo, del 15% en la inclinación o de 45º con respecto a la orientación sur, dichas desviaciones no suponen más de un 5 % de pérdidas en la captación de radiación solar.

Este hecho unido a que el DB HE establece que para el caso de paneles integrados se permiten unas pérdidas de radiación anual debidas a la orientación e inclinación de los paneles de hasta un 40%, hacen de las cubiertas inclinadas el soporte perfecto para la colocación de los paneles solares o fotovoltaicos.

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4.2. SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL

4.2.1. Máxima eficiencia energética. Compacidad, aislamiento térmico y ventilación.

La cubierta forma parte de la envolvente del edificio, y es responsable del 25 al 30% de las pérdidas energéticas totales que se producen en el mismo.

Las cubiertas inclinadas gracias a su compacidad, aislamiento térmico y ventilación, minimizan las pérdidas energéticas que se producen a través de la misma, mejorando el comportamiento térmico del edificio.

Para la misma superficie útil, una vivienda unifamiliar con cubierta inclinada es un 12,5% más compacta que una vivienda con cubierta plana. Dicha compacidad hace que al reducirse la superficie de la envolvente en contacto con el exterior, el edificio sea más eficaz térmicamente.

Las cubiertas inclinadas tienen menos pérdida de calor que las cubiertas planas. Además, en el caso de que el espacio bajo cubierta no sea habitable, se crea una cámara de aire que permite todavía un mayor aislamiento térmico.

Este hecho, junto con la microventilación bajo las tejas, aporta al edificio calidez en invierno y frescor en verano. A las ventajas térmicas que aporta dicha microventilación se suma el que ayuda a evacuar la humedad, evitando así la aparición de condensaciones y otras patologías derivadas de las mismas.

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Reflectancia solar de las cubiertas. Tecnología “cool roof”

Una adecuada selección de los materiales empleados en las envolventes de los edificios puede contribuir a reducir de manera importante la temperatura de las ciudades. El empleo de “cool roof”, techos con una alta reflectancia solar y una alta emisividad térmica, contribuye a reducir el efecto isla de calor urbana (ICU) y mejorar de la eficiencia energética de la cubierta reduciendo el consumo energético de los edificios para climatización en verano. España, por su alto nivel de insolación, es un país con un gran potencial de aprovechamiento de la tecnología “cool roof”.

Los techos “cool roof” requieren del uso de materiales con alto índice de reflectancia solar (SRI). El color es un factor fundamental en el comportamiento térmico superficial del material, pero también influyen otras características como su forma, composición, acabado y envejecimiento. Las tejas cerámicas presentan un elevado SRI permitiendo la ejecución de cubiertas “cool roof”. Por ejemplo, una teja curva roja presenta un SRI del 90 %.

Empleo de recursos naturales

Los productos cerámicos, además de ser naturales, se caracterizan por su durabilidad y larga vida útil.

Las tejas cerámicas respetan el medioambiente, al tratarse de materiales 100% naturales (tierra, fuego y agua) y ecológicos. Por ello, hacen posible la construcción de edificios sostenibles y sanos.

Las tejas cerámicas españolas disponen de la Declaración Medioambiental de Producto de todo su ciclo de vida (DAP). Las DAP tienen por objeto aportar información de carácter ambiental relativa al ciclo de vida de los productos de construcción, cumpliendo con las normas de referencia ISO 14025 e ISO 21930.

Para que un edificio se pueda considerar una edificación sostenible, deberá ser respetuoso con el medio ambiente, aséptico, económicamente eficiente y que ahorre recursos. En cuanto a caracterizar una edificación sostenible, es necesario cuantificar sus materiales y las emisiones de CO2 que conllevan en su extracción, su transformación, su montaje y mantenimiento e incluso su reciclaje. Las tejas cerámicas, al igual que otros productos cerámicos, pueden ser reutilizadas o recicladas.

Una construcción con cubierta plana puede reunir las características de los estándares de eficiencia energética, pero los recursos utilizados para conseguir dicha calificación siempre serán mayores que en una construcción similar con cubierta inclinada, mayor aislamiento y mayor utilización de membranas derivadas del petróleo frente a una cubierta inclinada.

4.3. MANTENIMIENTO Y DURABILIDAD: Menos patologías

Según el Análisis Estadístico Nacional sobre patologías en la edificación de la Fundación MUSAAT de septiembre de 2013, el 14,14% de las patologías provienen de las cubiertas. A su vez, del total de patologías en cubierta, el 9,71% se corresponde con patologías en las cubiertas planas y el 4,43% en las cubiertas inclinadas. Este hecho pone de manifiesto el que las cubiertas inclinadas tienen mejor comportamiento que las cubiertas planas.

En una cubierta inclinada, gracias a su pendiente, el agua se evacua del tejado de manera rápida y segura. Pero además de la inclinación, la facilidad de evacuación del agua en una cubierta está también relacionada con la fricción existente entre el fluido y el material de cubrición. En el caso particular de la teja cerámica, este parámetro resulta muy reducido debido, por una parte, a su escasa rugosidad y, por otra, a su baja absorción, lo que elimina prácticamente las posibilidades de filtración y de estancamiento del agua en la superficie.

En las cubiertas planas, su forma favorece la recogida de agua, y es necesario un buen diseño de la misma para garantizar la evacuación de dicha agua y evitar posibles filtraciones. La mayoría de las patologías que se producen en las cubiertas planas son debidas al estancamiento de agua por la obturación de los sumideros o a filtraciones puntuales debidas al deterioro de las láminas impermeables por acciones climatológicas, por despegue de solapes o encuentros con elementos verticales, o por el crecimiento de vegetación que puede llegar a perforar las láminas.

Las operaciones de mantenimiento que deben realizarse en una cubierta inclinada según el DB HS1 del CTE, son inferiores y de menor coste que las que se deben realizar en una cubierta plana. Una cubierta inclinada bien diseñada durará toda la vida. Esta larga vida útil se traduce en un ahorro económico para el propietario de la vivienda, que no se verá obligado a pagar periódicamente por el mantenimiento de la cubierta con el paso de los años.

4.4. CONFORT Y HABITABILIDAD

La cubierta inclinada de teja cerámica mejora la eficiencia energética de los edificios creando espacios habitables, cálidos y luminosos. Además, los productos cerámicos son 100 % naturales, saludables, ecológicos y reciclables, por lo que tienen un excelente comportamiento en cuanto a la calidad del aire interior y nulas emisiones nocivas.

Dependiendo de la normativa local, la cubierta inclinada ventilada permite la utilización del bajo-cubierta como espacio habitable. El diseño de buhardillas es una oportunidad para crear un espacio adicional de una manera más económica que construir una planta o realizar una ampliación de la vivienda, a menor coste que utilizando una cubierta plana.

5. Ejemplos de nueva arquitectura con cubiertas de teja cerámica

La gran versatilidad de la cubierta inclinada y el amplio abanico de productos de teja cerámica unidos al talento de los arquitectos ha dado lugar a múltiples ejemplos de edificios con alto valor estético, funcional y técnico.

A continuación se recogen algunos ejemplos de obra nueva y de rehabilitación con cubierta inclinada de teja cerámica.

Bibliografía

  • Norma UNE 136020:2004 Tejas cerámicas. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas.
  • Artículo Técnico de la revista Conarquitectura CA 59 “Ventajas de la cubierta en seco con teja cerámica.” E. Santiago Monedero y E. Gracia Iguacel.- Hispalyt.
  • Folleto de “Cubiertas inclinadas con teja cerámica: Aportando valor a los edificios.” Sección de Tejas de Hispalyt.
  • Documentación técnica de fabricantes pertenecientes a la Sección de Tejas de Hispalyt.
  • Artículo técnico de la revista Informes de la Construcción “Reflectancia solar de las envolventes opacas de la ciudad y su efecto sobre las temperaturas urbanas.” N. Alchapar y E. Correa.

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