Guía de construcción prefabricada eficiente con panel sándwich de poliuretano (PDF)

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Índice de contenidos
Índice de contenidos
1. Objetivo
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2. El Panel Sándwich de Poliuretano
4
a. Aislamiento térmico
5
b. El efecto sándwich
5
c. Eficiencia económica
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3. Generalidades de eficiencia
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energéticaenergética
- Usos Residencial,
- Usos Residencial,
Terciario e Industrial
Terciario e Industrial
a. Introducción
7
b. Legislación y normativa aplicable
8
4. Construcción Prefabricada vs.
8
Construcción tradicional
Construcción tradicional
5. Eficiencia energética en edificios
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residenciales y residenciales
terciarios y terciarios
a. Legislación
9
b. Soluciones con paneles sándwich
10
de poliuretano
de poliuretano
6. Eficiencia energética
11
en edificios industriales
en edificios industriales
a. Legislación
11
b. Soluciones con paneles sándwich
11
de poliuretano
de poliuretano
7. Conclusiones
12
Anexo I. Declaración de
Prestaciones y Etiqueta CE según
la norma EN14509:06/AC:08
14
Anexo II. Detalles Constructivos
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1. Objetivo
El objetivo de este documento es proporcionar a
prescriptores y proyectistas los conceptos básicos
para diseñar edificios con elementos prefabricados
a base de paneles sándwich de poliuretano tanto en
edificios de uso Residencial como Terciario e Industrial.
En esta Guía recogemos las bases de cómo construir
con paneles sándwich de poliuretano permite ahorrar
tiempo y costes así como mejorar la eficiencia
energética tanto del proceso de construcción del
edificio como del edificio ya terminado.
2. El Panel Sándwich
de Poliuretano
Junta de panel
sándwich de cubierta
Junta de panel
sándwich frigorífico
Las principales características de los paneles sándwich
de poliuretano son:
• Aislamiento térmico.
• Autoportante.
• Rigidez: la combinación de las capas de cobertura
y el núcleo aislante de poliuretano permite la ejecución
de elementos de grandes dimensiones salvando
grandes luces.
• Ligereza: la densidad de los paneles se sitúa entre
los nueve y los veinte kilos por metro cuadrado, ello
facilita el transporte, la manipulación y la instalación,
permitiendo además una estructura portante más ligera.
• Resistencia a cambios bruscos de temperatura.
Los paneles sándwich de poliuretano se componen
de dos caras metálicas con un núcleo aislante de
poliuretano rígido. Durante el proceso de fabricación,
el núcleo aislante se expande adhiriéndose
completamente a las capas de cobertura sin necesidad
de emplear ningún tipo de adhesivo, por lo que se
considera que el conjunto forma un único producto
o elemento de construcción a efectos de uso y
propiedades.
Panel sándwich
para cubiertas
• Impermeable al agua, al vapor de agua y al aire,
lo que evita la degradación del núcleo aislante
logrando, con ello, una alta durabilidad así como la
no formación de condensaciones intersticiales.
• Inerte, por lo que es estable al ataque de
microorganismos.
• Gran variedad de acabados y de diseños que
permiten su adaptación a todo tipo de necesidades.
• Debe ponerse en el mercado con el correspondiente
marcado CE según EN 14509:06. Además, el marcado
CE puede ser certificado por tercera parte a través de
AENOR según el reglamento RP 20-15.
Panel sándwich
frigorífico
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A continuación se detallan las tres propiedades más
importantes del panel sándwich de poliuretano:
• Comportamiento como aislamiento térmico
• Comportamiento mecánico
• Eficiencia económica
Estos fenómenos son los mismos que se producen
en una viga metálica de sección en “doble T”: las
alas soportan los esfuerzos de tracción y de
compresión y el alma los esfuerzos cortantes. De
esta manera se consigue suficiente resistencia a
flexión y a torsión.
a. Comportamiento como
aislamiento térmico
El panel sándwich de poliuretano es uno de los
productos aislantes térmicos con menor coeficiente
de conductividad térmica. Generalmente su valor es
inferior a 0,025 [W/m·K]. Debido a ello, los espesores
necesarios son inferiores en comparación con otros
tipos de materiales aislantes.
Efecto sándwich
A continuación se facilita un gráfico comparativo entre
distintos tipos de materiales aislantes térmicos:
b. Comportamiento mecánico:
el efecto sándwich
La capacidad portante de las diferentes capas que
forman los paneles sándwich por separado es
reducida, sin embargo cuando éstas se unen
formando el panel se obtiene un producto autoportante
de gran resistencia a la flexión. Esto se debe a dos
fenómenos:
1. Las capas de cobertura aportan masa e inercia
y se encargan de soportar los esfuerzos de tracción
y de compresión a que se ve sometida una sección
de un panel cuando éste flexiona.
2. El núcleo aislante térmico se encarga de soportar
los esfuerzos cortantes que se producen con la flexión
del panel.
Edificio industrial
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c. Eficiencia económica
El panel sándwich presenta una relación entre
prestaciones y costes, muy ventajosa.
• Su ligereza facilita su manipulación en obra, lo cual
reduce el tiempo de montaje e incide favorablemente
en el coste del mismo.
• Los costes de mantenimiento son prácticamente nulos.
• Gracias a su elevado poder aislante permite un
importante ahorro energético, lo cual hace que el
periodo de amortización sea inferior al de otros
materiales. Esto permite que el panel sándwich de
poliuretano sea altamente competitivo respecto a
otros productos de cerramiento.
• El montaje de los paneles es un proceso limpio y
apenas genera residuos.
• Su ligereza incide reduciendo el coste de la estructura
al disminuir el peso propio a soportar por ésta.
Gracias a sus propiedades el panel sándwich de
poliuretano es muy versátil, característica que
permite que tenga gran variedad de uso, desde una
caseta de obra, una cubierta o/y la fachada de una
casa unifamiliar hasta cámaras frigoríficas, naves
industriales, quirófanos, hoteles, etc.
Residencial o terciario
También es un material muy práctico para la
rehabilitación de edificios que permite en unos casos
superponer cerramientos sobre los originales y en
otros cambiar el cerramiento tradicional por el
prefabricado en pocos días de trabajo, reduciendo
tiempos, costes y molestias a los usuarios.
Cámara frigorífica
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3. Generalidades de
eficiencia energética.
Uso Residencial,
Terciario e Industrial.
Para evitar este despilfarro de energía, se impone la
regla de las tres reducciones:
a. Introducción
La base del ahorro energético será conseguir la
reducción de la demanda del edificio de energía, esta
reducción será más eficiente si se incide sobre
todo en la parte que más consume: la climatización.
Vivimos en una época en que cada vez hay más
elementos que consumen energía, pero, cada día
tenemos un mayor déficit de producción de la
misma. Esto hace necesario contemplar medidas
para minimizar el consumo de la energía.
En Europa, alrededor del 40% de toda la energía
producida se consume en los edificios y hasta el 60%
de este consumo se emplea en climatización,
tanto en calefacción como en refrigeración. Una gran
parte de esa energía consumida implica quemar
combustibles fósiles, lo que a su vez genera
emisiones de CO2. Hacer nuestros edificios más
eficientes energéticamente es la manera más sencilla
y rentable de reducir la demanda energética y
disminuir las emisiones de CO2.
Distribución del
consumo
energético total
en la Unión
Europea.
1. Reducción de la demanda
2. Reducción de ineficiencia en los sistemas
3. Reducción de energía no renovable
Distribución del
consumo
energético en
hogares.
Reduciendo el consumo en climatización se actúa
sobre prácticamente la mitad del consumo del edificio
por lo que la medida adoptada será más eficiente que
si sólo incidimos en una actuación con un porcentaje
de influencia en el consumo menor, como es la iluminación.
Para reducir el consumo en climatización la forma
más eficiente y económica es la mejora de la envolvente
del edificio ya que es por la piel del edificio por donde
se dan las mayores pérdidas energéticas.
El aislamiento es la solución más efectiva ya que con
un mínimo de inversión permite rentabilizar el ahorro
energético a lo largo de toda la vida útil del edificio.
El objetivo principal de las políticas energéticas
actuales es disminuir el gasto de energía de los
edificios. Incidiendo sobre lo que más se consume,
la climatización, se obtiene una reducción más eficiente.
El ahorro energético será la cantidad de energía que
se deja de utilizar tras implementar las diferentes
medidas de control energético en los edificios.
Dentro de los materiales aislantes, el poliuretano es
uno de los materiales aislantes más eficaces de los
disponibles en la actualidad. La baja conductividad
térmica del panel sándwich de poliuretano permite
alcanzar el mismo nivel de eficiencia energética de
otros materiales aislantes con un espesor mucho
menor, optimizando así el espacio habitable.
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4. Construcción prefabricada
vs. construcción tradicional.
b. Legislación y normativa aplicable
A continuación se citan los distintos reglamentos y
normas que afectan al panel sándwich de poliuretano:
• RP 314/2006 - Código Técnico de la Edificación (CTE):
DB-HE: Documento básico - Ahorro de energía.
(versión actualizada, publicada en Setiembre de 2013)
DB-HR: Documento básico - Protección frente al ruido.
DB-SI: Documento básico - Seguridad en caso
de incendio.
• Real Decreto 47/2007, de 19 de enero, por el que
se aprueba el procedimiento básico para la certificación
energética de edificios de nueva construcción.
• Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que
se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas
en los Edificios (RITE).
• Real Decreto 238/2013, de 5 de abril, por el que se
modifican determinados artículos e instrucciones
técnicas del Reglamento de Instalaciones Térmicas
en los Edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007.
• Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se
aprueba el procedimiento básico para la certificación
de la eficiencia energética de los edificios existentes.
• Real Decreto 233/2013, de 5 de abril, por el que se
regula el Plan Estatal de fomento del alquiler
de viviendas, la rehabilitación edificatoria, y la
regeneración y renovación urbana, 2013-2016.
• Programa “Limitación de la Demanda
Energética: LIDER”.
• Programa “Calificación energética
de Edificios (CALENER)”.
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El panel sándwich de poliuretano, juntamente con
una estructura de marcos metálicos, permiten construir
en poco tiempo una construcción modular.
Este tipo de construcciones tuvo su origen
principalmente para edificar industrias o bien
construcciones temporales, casos de emergencias
(refugiados, catástrofes meteorológicas,….),
módulos de escuelas, módulos de trabajo,… pero
progresivamente están aumentando el número de
viviendas y edificios terciarios que se construyen con
estos elementos prefabricados.
La construcción de edificios con productos
prefabricados, como el panel sándwich de poliuretano,
tiene las siguientes ventajas frente a la construcción
con materiales tradicionales:
• Calidad de los materiales: los productos
prefabricados, es decir producidos en una fábrica,
permiten asegurar la calidad y repetitividad de sus
prestaciones, ya que existe un control exhaustivo
en el proceso de fabricación.
• Homogeneidad y medidas exactas garantizadas,
minimizando así el desperdicio de material de
construcción en obra.
• La mayoría de las veces se puede prescindir de
andamios y encofrados, por lo que permite disminuir
el gasto fijo de la construcción.
• Reduce el plazo de ejecución de la obra y requiere
menos mano de obra.
• Se reduce sensiblemente el daño ambiental. Esto
implica que un mayor uso de los productos
prefabricados puede contribuir a la industrialización
de edificios sostenibles.
Aunque el uso de productos prefabricados en la
construcción no se trata de un mercado tan extendido
como el tradicional, su cuota de mercado varía
considerablemente según países y regiones. Los
edificios con elementos prefabricados son muy
populares en algunos países de Europa, y
particularmente en Canadá y Estados Unidos, debido
a su precio en general más competitivo. En España,
la cuota de mercado ha crecido en los últimos
años y ya no se asocia a un edificio provisional, sino
que se considera un edificio de altas prestaciones.
5. Eficiencia energética
en edificios de uso
residencial y terciario
a. Legislación
En lo que respecta a los edificios de uso
residencial y terciario, la mayor parte de la
reglamentación aplicable se cita a continuación.
• RD 235/2013 - Certificación energética de edificios.
• Real Decreto 47/2007 - Procedimiento básico
para la certificación de eficiencia energética de edificios
de nueva construcción.
• LOE: Ley Orgánica de Edificación
• RD 314/2006 - Código Técnico de la Edificación (CTE):
DB-HE: Documento básico - Ahorro de energía
(versión actualizada, publicada en Setiembre del 2013)
• CALENER: Programa informático donde se indica
el procedimiento general para la Certificación
Energética de edificios en proyecto y terminado.
• CE3 y CE3X : Procedimientos Simplificados para
la Certificación Energética de edificios existentes.
• LIDER: Programa que permite calcular la limitación
de la demanda energética.
• UNE-EN 14509:2007.- Paneles sándwich aislantes
autoportantes de doble cara metálica. Productos
hechos en fábrica. Especificaciones.
• UNE-EN 14509:07/AC:08 - Paneles sándwich
aislantes autoportantes de doble cara metálica.
Productos hechos en fábrica. Especificación
• R.P 20:15 – Reglamento Particular de la Marca
AENOR para paneles sándwich aislantes
autoportantes de dos caras de cobertura metálicas.
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Recomendaciones:
• En ambos casos se recomienda incluir una lámina
asfáltica sobre la cara interior del panel para aumentar
la absorción y el aislamiento acústico.
b. Soluciones con paneles
sándwich de poliuretano.
Las soluciones constructivas más habituales con
paneles sándwich de poliuretano son cerramientos
verticales (fachadas) y horizontales (principalmente
cubiertas).
Sobre el panel sándwich de poliuretano se instalan
los revestimientos acordes a los requerimientos del
tipo de edificación con el fin de conferir al edificio
prestaciones adecionales.
• Fachadas:
· Solución 1 (obra nueva):
Estructura metálica y panel sándwich como elementos
portantes y acabado interior a base de placa de
yeso laminado.
• En 2020 las nuevas viviendas y edificios de uso
terciario habrán de ser de “energía casi nula” . Este
requisito pasa por optimizar es gasto energético y
una de las acciones más importantes para conseguirlo
es aislar el recinto para minimizar las perdidas. En
este futuro escenario de optimización recomendamos
utilizar paneles sándwich de poliuretano para fachadas
de un espesor de 150 mm.
• Cubiertas
Capas desde
el exterior al interior:
1.- Panel sándwich
poliuretano con
diferentes acabados
2.- Cámara de aire
3.- Yeso laminado 1,5cm
o friso de abeto
Comentarios y recomendaciones:
Capas desde el exterior al interior:
1.- Panel sándwich poliuretano
2.- Cámara de aire
3.- Placa de Yeso laminado de 1,5cm
· Solución 2 (rehabilitación):
Panel sándwich como elemento de revestimiento
sobre estructura portante de fábrica de ladrillo.
Capas desde el exterior al interior:
1.- Panel sándwich
poliuretano inyectado
2.- Cámara de aire
3.- Revoco de cemento original de 1cm
4.- Hoja cerámica (1/2 pié o 1 pie)
5.- Capa de Yeso
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• Se recomienda incluir una lámina asfáltica sobre la
cara interior del panel para aumentar la absorción y
el aislamiento acústico.
• Igual que en fachadas, se recomienda utilizar paneles
de espesor 150 mm para optimizar la demanda
energética. En este caso, se debe enfatizar que
gracias a la ligereza del panel se pueden utilizar
paneles con este espesor sin dañar la estructura del
edificio y sin necesidad de sobredimensionar los
cimientos del edificio.
6. Eficiencia energética
en edificios industriales.
b. Soluciones con paneles
sándwich de poliuretano.
a. Legislación
• Fachadas:
En lo que respecta a los edificios de uso industria,
la mayor parte de la reglamentación aplicable se
cita a continuación.
· Solución 1:
El cerramiento industrial suele estar compuesto
únicamente por el panel sándwich e poliuretano, sin
ningún tipo de revestimiento adicional.
• RD 485/1997: disposiciones mínimas de seguridad
y salud en los lugares de trabajo.
• RD 2267/2004: Real Decreto de seguridad contra
incendios en edificios industriales.
Panel sándwich poliuretano
• RD 235/2013 - Certificación energética de edificios.
• Real Decreto 47/2007 - Procedimiento básico para
la certificación de eficiencia energética de edificios
de nueva construcción.
• Cubiertas:
• LOE: Ley Orgánica de Edificación.
· Solución 1:
• RD 1027/2007 : Reglamento de Instalaciones
Térmicas en los Edificios (RITE)
Panel sándwich poliuretano
• CALENER: Programa informático donde se indica
el procedimiento general para la Certificación
Energética de edificios en proyecto y terminado.
• CE3 y CE3X : Procedimientos Simplificados para
la Certificación Energética de edificios existentes.
• LIDER: Programa que permite calcular la limitación
de la demanda energética.
• UNE-EN 14509:2007.- Paneles sándwich aislantes
autoportantes de doble cara metálica.
Productos hechos en fábrica. Especificaciones.
En el caso de fachadas y cubiertas para naves
industriales se recomienda utilizar paneles con
espesor de 100 mm tanto para cubierta como fachada.
Este espesor cumple las exigencias de la
legislación y además asegurar el confort térmico y
acústico de las personas que trabajan en el recinto.
En el caso de edificios de uso frigorífico no se aplica
la recomendación anterior. El espesor del cerramiento
vendrá especificado por las condiciones de
funcionamiento del establecimiento.
• UNE-EN 14509:07/AC:08 – Paneles sándwich
aislantes autoportantes de doble cara metálica.
Productos hechos en fábrica. Especificaciónes.
• R.P 20:15 – Reglamento Particular de la Marca
AENOR para paneles sándwich aislantes
autoportantes de dos caras de cobertura metálicas.
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7. Conclusiones
El panel sándwich de poliuretano, gracias a sus propiedades térmicas, mecánicas, acústicas, de impermeabilidad,
durabilidad y comportamiento ante el fuego, es idóneo para la construcción prefabricada de viviendas, edificios
terciarios y naves industriales.
A todo esto se le debe añadir la versatilidad de acabados que hace que se puedan conseguir las exigencias
estéticas que solicite el proyectista.
En España queda mucho por hacer en la construcción prefabricada, pero cada vez hay más prescriptores y
usuarios que la contemplan como la mejor solución, por lo que edificar con productos prefabricados de alta
calidad como los paneles sándwich de poliuretano, ha dejado de ser la “construcción del futuro” para convertirse
en la "construcción del presente".
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Anexo I. Declaración de Prestaciones
y Etiqueta CE según la norma EN14509:06/AC:08
A continuación se muestran las propiedades que los fabricantes de paneles sándwich de poliuretano deben
recoger en el documento “Declaración de Prestaciones” y en la etiqueta del marcado CE del panel sándwich
de poliuretano correspondiente.
Se indica también el orden de magnitud de los valores declarados.
A. Niveles recomendados para paneles sándwich de poliuretano con caras metálicas para uso residencial
y sector terciario
14
*Se debe asegurar mediante la EN 508-1 que el recubrimiento metálico y orgánico de la chapa sea adecuado
a la aplicación y al ambiente donde se instalará el panel.
** Se debe comprobar que el montaje del ensayo que da lugar a la clasificación corresponde con el montaje
previsto en el proyecto.
***Son los valores de soluciones constructivas que combinan panel sándwich de PU con otros productos
15
B. Valores característicos típicos para paneles sándwich de doble cara metálica uso industrial
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*Se debe asegurar mediante la EN 508-1 que el recubrimiento metálico y orgánico de la chapa sea adecuado
a la aplicación y al ambiente donde se instalará el panel.
** Se debe comprobar que el montaje del ensayo que da lugar a la clasificación corresponde con el montaje
previsto en el proyecto.
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C. Niveles recomendados para paneles sándwich de doble cara metálica para uso recintos frigoríficos
18
*Se debe asegurar mediante la EN 508-1 que el recubrimiento metálico y orgánico de la chapa sea adecuado
a la aplicación y al ambiente donde se instalará el panel.
** Los paneles frigoríficos destinados a pequeñas cámaras de temperatura controlada que no forman parte
del edificio, se pueden considerar mobiliario y no tienen exigencia de reacción al fuego, por lo que el fabricante
puede declarar F o NPD para estas aplicaciones.
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A continuación se indica la
documentación que debe
suministrar el fabricante al
comercializar paneles:
• Declaración de
Prestaciones (DoP)
· La emite obligatoriamente
el fabricante cuando introduce
el producto en el mercado
· Se puede entregar en papel
o por vía electrónica. Si se
entrega por vía electrónica,
se entregará en formato papel
solamente si lo solicita el
destinatario.
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• Etiqueta CE
· El marcado CE se colocará
de manera visible, legible e
indeleble.
· En los paquetes de paneles
se puede poner la etiqueta CE
reducida, pero siempre
se tendrá que entregar la
etiqueta CE completar en el
albarán o en la documentación
comercial.
· Se tiene que entregar
SIEMPRE en formato papel.
Se puede enviar por vía
electrónica solamente si antes
se ha entregado en formato
papel.
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Anexo II. Detalles Constructivos
II.1 CUBIERTAS. CANAL
II.2 CUBIERTAS. SUMIDERO
22
II.3 CUBIERTAS. UNIÓN DE CUBIERTA CON PARAMENTO
II.4 CUBIERTAS. CUMBRERA DOBLE PENDIENTE
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II.5 CUBIERTAS. UNIÓN DE CUBIERTA CON PARAMENTO Y CANALÓN OCULTO
II.6 CUBIERTAS. UNIÓN CUBIERTA CON REVESTIMIENTO
24
II.7 FACHADAS. INSTALACIÓN VERTICAL
II.8 FACHADAS. INSTALACIÓN HORIZONTAL
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II.9 FACHADAS. ESQUINA EXTERIOR. INSTALACIÓN HORIZONTAL
II.10 FACHADAS. ESQUINA EXTERIOR. INSTALACIÓN VERTICAL
26
II.11 FACHADAS. JUNTA HORIZONTAL INSTALACIÓN VERTICAL
II.12 FACHADAS. JUNTA HORIZONTAL. INSTALACIÓN HORIZONTAL.
27
II.13 FACHADAS. RELLENO CON POLIURETANO
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Anexo III. Bibliografía
• APIP’ÑA - Guía de paneles sándwich de poliuretano para uso industrial; obra nueva y rehabilitación (Mayo 2013)
• APIP’ÑA - Guía de paneles sándwich de poliuretano para uso residencial; obra nueva y rehabilitación (Junio 2013)
• APIP’ÑA - Reglamento de Productos de la Construcción y los paneles sándwich de poliuretano (Julio 2013)
• Sandwich panel Construction – Rolf Koschade
• http://www.arquigrafico.com/ventajas-ofrecen-las-viviendasprefabricadas/
• http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/6198/8/07.pdf
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Sobre IPUR
IPUR es la Asociación de la Industria del Poliuretano Rígido de España
que, fundada en octubre del año 2003, tiene como misión promover
el uso del poliuretano rígido en sus aplicaciones de aislamiento térmico.
La actividad de IPUR se concentra en la comunicación de los beneficios
que tiene el producto en materia de ahorro energético, respeto
medioambiental, seguridad de uso y confort para el usuario final.
IPUR está integrado por los fabricantes de Poliuretano y materiales
auxiliares. Asimismo, IPUR está integrada en PU Europe, la Federación
Europea de Asociaciones del Poliuretano Rígido, con sede en Bruselas.
Para más información:
IPUR
Asociación de la Industria del Poliuretano Rígido
Cº Cerro de los gamos 1 - Edificio 1
28224 Pozuelo de Alarcón (Madrid)
[email protected]
www.aislaconpoliuretano.com