Las cubiertas planas se forman habitualmente mediante losas de hormigón armado monolíticas o semimonolíticas, disponiendo varias capas de elementos técnicos constructivos sobre dicha losa. Las capas típicas pueden incluir hormigón de formación de pendientes, paneles de aislamiento térmico o membranas de impermeabilización, e incluso capas de pavimento para garantizar la accesibilidad.
La mayoría de las cubiertas planas son estructuras de una sola hoja. Estas son también conocidas como cubiertas calientes, ya que todas sus capas se disponen de forma compacta.
Una variante de la cubierta plana es la cubierta de doble hoja. Aquí, las capas están separadas por una estructura de armazón en una hoja superior (para drenaje y, si procede, tránsito) y una hoja inferior (para el aislamiento térmico). El espacio entre ambas hojas permite la ventilación, por lo que estas cubiertas también se denominan cubiertas frías. Aunque presentan ventajas, su naturaleza laboriosa y las dificultades asociadas a la ventilación hacen que sean mucho menos comunes que las de una sola hoja.
El drenaje externo para las cubiertas planas de doble hoja emplea normalmente una pendiente hacia el canalón perimetral o hacia la línea de evacuación. El trazado de la pendiente es similar al de una cubierta a un agua, pero con una inclinación mucho menor (un mínimo del 2% hasta un máximo del 8%). Este tipo de cubierta es fácil de limpiar y mantener, pero los constructores deben considerar la protección contra la congelación en los aleros.
Para las cubiertas planas de una sola pendiente, los sumideros internos se diseñan normalmente con una disposición óptima que depende del área en planta de la cubierta, su inclinación y su geometría.
Las reglas principales para diseñar un sistema de drenaje son:
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Los sumideros interiores deben situarse en el punto más bajo del área de recogida, al menos a 50 cm de muros y de otras estructuras
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El área máxima de recogida por cada sumidero interior debe ser de entre 150 y 180 m2.
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La distancia máxima medida a lo largo de la línea de pendiente es de 12 metros.
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Se requerirá un mínimo de dos sumideros interiores en cada cubierta, o bien un sumidero interior y rebosaderos de seguridad.
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Se mantendrá una pendiente adecuada en toda la superficie de la cubierta, con pendientes transversales alrededor de elementos salientes para eliminar el riesgo de encharcamiento.
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No se deben posicionar estructuras dentro de las limahoyas de la cubierta.
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Las pendientes serán de un mínimo del 2%, pero también de un mínimo del 1% si se mide en la limahoya. No obstante, no se recomiendan pendientes superiores al 5%.
Existen dos soluciones básicas para el plano de pendientes: faldones de cubierta con pendientes uniformes o con pendientes variables.
Las pendientes uniformes dan lugar a limahoyas que se encuentran en ángulos rectos, así como a diferentes alturas del faldón de cubierta a lo largo de los muros de parapeto. La ventaja de una pendiente variable es la formación de intersecciones entre el muro de parapeto y el faldón alineadas en un único plano horizontal; es decir, una altura uniforme del parapeto respecto a los bordes de la cubierta. Para cubiertas de mayor complejidad, es posible que se requiera una combinación de ambas soluciones.
La pendiente se construye normalmente de dos maneras: mediante paneles de aislamiento o con hormigón ligero. Los materiales de aislamiento térmico pueden ser de diferentes tipos, dependiendo de la disposición de las capas. Algunos ejemplos son el poliestireno expandido o extruido, paneles de PIR o incluso lana mineral de alta densidad.
Tipos de materiales:
Los materiales más comunes para la impermeabilización son las láminas bituminosas o plásticas, las cuales constituyen formas de aislamiento de la subestructura. Existen varios tipos de revestimientos de impermeabilización, aunque su uso es menos frecuente.
- Láminas bituminosas: las láminas asfálticas modificadas de gran espesor son los materiales más utilizados. Han sustituido en gran medida a las láminas bituminosas oxidadas finas y a las láminas de soldadura estándar. Las láminas bituminosas modificadas se presentan con una gran variedad de acabados o armaduras internas, dependiendo de los requisitos específicos del aislamiento. Se colocan siempre en dos capas, como mínimo: La capa inferior (o lámina base) es normalmente una lámina bituminosa modificada, la cual está laminada con film de polietileno o acabada en arena. Se fija mecánicamente o bien mediante soldadura, en su posición. La capa superior (o lámina de sellado) es una placa bituminosa modificada de gran espesor que, por lo general, se suelda por termofusión a la capa inferior. Si la capa superior actúa como la capa de estanqueidad de la cubierta (como ocurre en los sistemas convencionales), debe seleccionarse una lámina con acabado mineral y resistente a los rayos UV." El espesor de estas láminas puede variar entre los 4 y los 4,5 milímetros. Algunos paneles solo pueden fijarse mediante soldadura, otros también pueden clavarse, y también existen paneles autoadhesivos.
- Láminas plásticas: existen láminas plásticas plastoméricas (termoplásticas), como el PVC o el PIB, o láminas elastoméricas (similares al caucho), como el EPDM. Estas membranas se instalan mediante fijaciones mecánicas (clavos de ala ancha). El espesor de la membrana suele variar entre los 1,2 y los 2,0 milímetros.
- Revestimientos impermeabilizantes: pueden tener base de poliéster, poliuretano o betún, y su espesor varía entre 2 y 4 mm.
Orden de las capas:
- Las cubiertas planas de una sola hoja, en las que la impermeabilización se posiciona sobre el aislamiento térmico, se denominan cubiertas convencionales (cubiertas calientes). En este caso, la solución más común consiste en formar la pendiente de impermeabilización con paneles de aislamiento mecanizados en la capa superior del mismo. La mayoría de los fabricantes ofrecen elementos con pendiente ya preparados para este fin. Se debe tener especial cuidado para garantizar que se cumplen los requisitos mínimos de aislamiento alrededor de los puntos de drenaje, los cuales son las zonas más débiles de la envolvente térmica. Los paneles de lana de roca o de lana de vidrio de alta densidad son los materiales de aislamiento térmico más utilizados para este propósito. En un sistema convencional, es necesario proteger el aislamiento situado bajo la impermeabilización contra el vapor procedente de la losa. Se debe aplicar una barrera de vapor o una membrana reguladora de vapor sobre dicha losa. Finalmente, se procede a la impermeabilización de la superficie del sistema de aislamiento con pendiente. En el caso menos común de utilizar hormigón de formación de pendientes, se vierte normalmente una capa de hormigón ligero sobre paneles de aislamiento térmico colocados horizontalmente. En este caso, el poliestireno expandido es el aislamiento térmico más utilizado, disponiéndose encima la capa de hormigón ligero para crear la pendiente. Debe crearse una capa de separación sobre el aislamiento para protegerlo. Asimismo, es necesario colocar una capa de control de vapor debajo de la impermeabilización. Como se explicó anteriormente, es necesario aplicar una barrera de vapor o una capa reguladora de vapor directamente sobre la losa.
- Para las cubiertas invertidas, la impermeabilización se coloca por debajo del aislamiento térmico. La ventaja principal es que las láminas de impermeabilización tienen una menor exposición a la radiación solar y a las oscilaciones térmicas, lo que aumenta su vida útil. Además, el aislamiento no requiere protección contra la humedad, ya que la impermeabilización actúa también como barrera de vapor. Dado que el aislamiento térmico está expuesto al agua en las cubiertas invertidas, solo es posible utilizar aislantes de celda cerrada: paneles de poliestireno extruido o de espuma PIR colocados en una sola capa, normalmente con bordes machihembrado Sobre la losa, el orden de las capas es el siguiente: primero se vierte la capa de hormigón ligero, luego se colocan las membranas de impermeabilización, seguidas de los paneles de aislamiento térmico y, finalmente, cualquier otra capa de protección o acabado.
Todos estos tipos pueden diseñarse de forma transitable (utilizables) o no transitable (no utilizables), dependiendo de su idoneidad para un uso continuo.
La pavimentación en cubiertas transitables requiere primero la instalación de una capa de base o de asentamiento. Bajo estas, es común utilizar una capa de grava y drenaje superficial. Las cubiertas verdes son un tipo especial de cubierta plana transitable. Requieren el uso de capas especiales adicionales, como láminas antirraíces para evitar que las raíces de las plantas perforen las membranas de impermeabilización. También se requiere tierra vegetal, una capa de drenaje (láminas drenantes), una capa de drenaje de grava y capas de separación de membranas.
Como regla general, las cubiertas no transitables suelen construirse mediante un sistema convencional, mientras que las cubiertas transitables y las cubiertas verdes suelen construirse mediante un sistema invertido.