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Parte III (Pag 153 a 197)

1. iii Indice de isolamento sonoro a sons de condu o a rea Ipn w refer ncia j Dn w Diw n w Dn w estudo com Dn Wrefer ncia Isolamento a sons de condu o a rea da solu o de refer ncia Dn Westudo Isolamento a sons de condu o a rea da solu o em estudo iv Indice de isolamento sons de percuss o nw 1 I L n Westudo L n w L n W refer ncia com L n Westudo Isolamento a sons de percuss o da solu o em estudo L n W eter ncia Isolamento a sons de percuss o da solu o de refer ncia 157 Ricardo Mateus Quadro 7 3 cont ndices de compara o utilizados na an lise comparativa das solu es construtivas v Indice de transmiss o t rmica m dia Tumea as Umed pseudo Umed T Umed refer ncia com Umedesudo Coeficiente global m dio de transmiss o t rmica da solu o em estudo Umedefersncia Coeficiente global m dio de transmiss o t rmica da solu o de refer ncia vi ndice de custo de constru o Tec cc refer ncia com CCestudo Custo de constru o da solu o em estudo CCrefer ncia Custo de constru o da solu o de refer ncia Para as paredes o ndice de isolamento a sons de percuss o substitu do pelo ndice de espa o ocupado Ico que pretende traduzir a rela o existente ao n vel da espessura total das paredes
2. sendo a restante transmitida pelo material A energia dissipada no momento e na zona de aplica o do impacto depende do tipo de revestimento aplicado no elemento construtivo quanto mais flex vel for o revestimento maior ser a quantidade de energia dissipada A quantidade de energia transmitida pelo material depende em grande parte da rigidez desse material quanto maior a rigidez do material maior ser a quantidade de energia transmitida O valor do ndice de isolamento a sons de percuss o foi estimado atrav s do m todo do invariante Daw L n w Este m todo encontra se devidamente documentado numa das publica es do LNEC Patr cio 1999 Neste m todo o ndice de isolamento a sons de percuss o L n w conferido pelos elementos de compartimenta o horizontais pavimentos estima se a partir do conhecimento pr vio do valor do indice de isolamento sonoro a sons a reos Dn w A determina o do ndice de 167 Ricardo Mateus isolamento sonoro L n w baseada no quadro 7 8 que apresenta para cada tipo de pavimento um valor constante do invariante Dnw L aw Quadro 7 8 Tipifica es de lajes de edif cios m todo do invariante D w L n w fonte Patr cio 1999 Dn w L n w Tipo de Pavimento Dn w dB L n w dB oit Laje de bet o n o revestida espessuras correntes 130 a 135 Laje de bet o revestida com tacos de madeira 120 125 a 130
3. o de condu o a rea e Energia prim ria e Custo de manuten o incorporada PEC e Isolamento sonoro a sons de percuss o e Custo de reabilita o e Quantidade incorporada de mat ria prima reciclada e Isolamento t rmico e Custo de desmantelamento demoli o e Potencial de reutiliza o e Durabilidade e Valor venal e Potencial de reciclagem e Comportamento ao fogo e Custo do tratamento para e Reservas remanescentes de Construtibilidade devolu o ao ambiente natural mat ria prima e Flexibilidade e Dist ncia m dia de transporte dos materiais e Inova o e desenho produtos necess rios e Potencial de aquecimento global PAG e Quantidade de gua incorporada Na aplica o da MARS SC s solu es construtivas analisadas neste trabalho s o abordados dois par metros ambientais tr s funcionais e um econ mico 156 ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Ao n vel dos par metros ambientais s o analisadas a massa da solu o construtiva e a energia prim ria incorporada por unidade de superf cie No estudo dos par metros funcionais abordam se 0 comportamento ac stico e o isolamento t rmico de cada solu o construtiva e no caso das paredes o espa o ocupado O comportamento ac stico das solu es construtivas caracteriza
4. O isolamento sonoro a sons de percuss o para al m de poder ser melhorado atrav s da aplica o de um revestimento flex vel pode ainda ser corrigido atrav s da aplica o de materiais isolantes interm dios entre a laje de piso e a lajeta flutuante O quadro 7 9 apresenta os valores de AL n w obtidos experimentalmente no caso de pavimentos com lajeta flutuante O par metro AL n w apresenta a diferen a entre o ndice AL w em dB antes e depois da execu o da solu o construtiva Quadro 7 9 Redu es globais na transmiss o de ru dos de percuss o com laje flutuante fonte Mateus et al 1999 Natureza do revestimento de piso Caracter sticas do elemento resiliente AL nw Designa o E diBfoit ami Espessura Material vol mica kg m Aglomerado negro de 112 Lajeta flutuante de corti a 40mm de espessura com a face aparente revestida a tacos de pinho Massa vol mica do Feltro granulado kg m betuminoso com 66 granulado 114 de corti a 146 168 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 7 2 2 2 Isolamento t rmico O isolamento t rmico das solu es construtivas caracterizado atrav s do coeficiente global de transmiss o t rmica U Este coeficiente num elemento de constru o de faces planas
5. ao n vel do isolamento sonoro a sons de percuss o sem que com isso seja necess rio aumentar desmesuradamente o investimento inicial O isolamento t rmico das tecnologias construtivas tamb m melhora em grande parte devido baixa condutibilidade t rmica do elemento resiliente aglomerado negro de corti a Em contrapartida a aplica o da lajeta flutuante implica principalmente nas tecnologias construtivas de menor massa uma diminui o significativa do desempenho ambiental A t tulo de exemplo a aplica o de lajeta flutuante no pavimento com cofragem met lica colaborante traduz se num incremento da massa e da energia prim ria incorporada em cerca de 25 e 55 respectivamente A op o pelos pavimentos de estrutura cont nua de bet o armado em detrimento das lajes de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem n o apresenta qualquer vantagem tendo 195 Ricardo Mateus em conta os par metros analisados Neste caso a inexist ncia de elementos vazados agrava significativamente a sua massa e diminui acentuadamente o isolamento t rmico Quadro 8 3 Solu es construtivas para pavimentos ordenadas por ordem decrescente de sustentabilidade Posi o Solu o construtiva Mais sustent vel Menos sustent vel Os pavimentos constitu dos por pain is prefabricados de bet o pr esfor ado apresentam como nica vantagem relativamente solu o
6. es construtivas para pavimentos Solu o construtiva PEC kW h m Daw dB U mea W m C Perfil sustent vel Pav7 descri o em 8 2 3 377 122 53 75 2 89 113 50 Pav8 descri o em 8 2 3 E E E 389 144 56 72 0 85 132 50 Pav9 descri o em 8 2 3 pec 425 185 57 53 0 45 146 10 Tumea Quadro 8 2 cont Resumo das caracter sticas t cnico funcionais mais importantes de algumas solu es construtivas para pavimentos PEC Daw o Usa Custo Solu o construtiva KW h m dB Wim C m Perfil sustentavel Pav10 descri o em 8 2 4 188 117 49 84 4 95 66 45 Pavll descri o em 8 2 4 200 138 52 81 0 95 85 45 Pav12 descri o em 8 2 4 236 180 54 61 0 50 99 05 Quadro 8 2 cont Resumo das caracter sticas t cnico funcionais mais importantes de algumas solu es construtivas para pavimentos Solu o construtiva Descri o Pav13 descri o em 8 2 5 PEC kW h m Dn w dB U mea Wim2 C Custo m7 Perfil sustentavel 48 46 38 83 1 90 166 80 Pav14 descri o em 8 2 5 62 76 63 56 0 39 199 20 Pav15 descri o em 8 2 5 5
7. Mateus PAR METROS EM AN LISE Ambientais Funcionais Econ micos e Massa total e Isolamento sonoro a sons de e Custo de constru o condu o a rea e Energia prim ria incorporada total PEC e Isolamento sonoro a sons de percuss o s para os pavimentos e Coeficiente global m dio de transmiss o t rmica s para os pavimentos e Coeficiente de transmiss o t rmica s para as paredes e Espa o ocupado s para as paredes Solu o de Solu o em refer ncia estudo Indices de compara o Representa o gr fica dos ndices Perfil Sustent vel Avalia o relativa da sustentabilidade das solu es construtivas Figura 7 3 Representa o esquem tica da Metodologia de Avalia o Relativa da Sustentabilidade de Solu es Construtivas MARS SC 160 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Seguidamente realiza se uma descri o sucinta do m todo adoptado na quantifica o de cada um dos par metros 7 2 1 Par metros ambientais Como j foi referido no cap tulo 3 a performance ambiental de uma solu o construtiva pode ser caracterizada atrav s de v rios par metros massa da solu o energia prim ria incorporada potencial de aquecimento global potencial de reciclagem potencial de reutiliza o toxidade do
8. a um baco apresentado nas especifica es t cnicas de um fabricante Em fun o do v o e das ac es ser necess rio um pavimento com 20 cm de altura total composto por pain is alveolares com 16 cm de altura e camada de bet o complementar de 4 cm Nas figuras 8 11 a 8 13 representam se graficamente as tr s solu es construtivas analisadas As caracter sticas do tecto falso e da lajeta flutuante encontram se descritas em 8 2 1 Pavimento sem isolante Pav7 Junta de Bet o Armadura de Painel solidariza o complementar distribui o alveolar O O CR 4cm 4 E 16cm Figura 8 11 Pavimento de pain is alveolares sem isolante t rmico Pav7 2 Pavimento com tecto falso e isolante Pav8 Junta de Betao Armadura de Painel solidariza o complementar distribui o alveolar PRC TRE CR RA REST 22 Aem 15cm Painel de gesso _ Caixa de ar Manta de l de cartonado 1 25cm rocha 2 5cm Figura 8 12 Pavimento em pain is alveolares com tecto falso e isolante t rmico no tardoz Pav8 181 Ricardo Mateus 3 Pavimento com tecto falso isolante e lajeta flutuante Pav9 Espuma de Aglomerado Lajeta polietileno 0 3cm negro de flutuante corti a dum JL AA AAA n n na a ALA 16cm 15cm Painel de gesso cartonado 1 25cm rocha 2 5cm of idee _ Manta de 14 de Figu
9. de refer ncia a menor quantidade menos cerca de 25 de energia prim ria incorporada A maior desvantagem reside ao n vel do custo de constru o que superior em cerca de 220 A aplica o desta tecnologia em edif cios de habita o n o se traduz em qualquer vantagem Este tipo de pavimento ser mais adequado a edif cios com grandes v os ou elevadas sobrecargas como por exemplo os edif cios industriais Um par metro que n o foi analisado neste estudo e que poder justificar a op o por esta 196 ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil A _ Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o tecnologia o tempo necess rio constru o que neste caso menor pelos motivos apontados anteriormente Os pavimentos mistos com cofragem met lica colaborante apresentam como principal desvantagem o seu fraco isolamento t rmico que justificado pela elevada condutibilidade t rmica dos materiais constituintes A sua massa e PEC s o significativamente inferiores em cerca de 50 e 28 respectivamente tornando o seu desempenho ambiental melhor do que o da solu o de refer ncia Numa situa o em que n o seja necess rio cumprir a exig ncia de isolamento t rmico esta tecnologia torna se mais sustent vel do que a de refer ncia Sempre que necess rio o seu baixo isolamento t rmico pode ser facilmente corrigido pela i
10. do som por via s lida Os choques ou outras ac es mec nicas aplicadas directamente nos elementos de constru o produzem sons que s o conhecidos por sons ou ru dos de percuss o Estes sons podem ser provocados por exemplo por marteladas em paredes arrastamento de m veis passos em pavimentos principalmente quando se utilizam saltos duros etc Ao contr rio dos ru dos de condu o a rea que em geral s afectam os locais mais pr ximos da fonte de ru do os ru dos de percuss o podem estender se a todo o edif cio As solu es construtivas de pavimentos e paredes como elementos separadores entre espa os s o respons veis por assegurar a qualidade de vida dos utilizadores neste dom nio devendo manter os n veis sonoros nos espa os habitados dentro de valores aceit veis e regulamentares Assim para cada solu o construtiva vai se estudar a sua capacidade em atenuar o n vel sonoro das ondas sonoras que a atravessam Nos elementos verticais tendo em conta a baixa probabilidade de serem solicitados por choques ou outras ac es mec nicas a forma de comportamento ac stico que mais importa destacar prende se com o isolamento sonoro a sons de condu o a rea Nos elementos horizontais ser tamb m avaliado o comportamento a sons de percuss o A rela o das solu es construtivas com o acondicionamento ac stico dos espa os m nima pois depende essencialmente como j foi referido do volume do espa o e
11. e paralelas representa a quantidade de calor que o atravessa perpendicularmente por unidade de tempo e superf cie quando sujeito a um gradiente unit rio entre os ambientes que separa O valor m ximo permitido para os coeficientes de transmiss o t rmica dos elementos de constru o das envolventes dos edif cios encontra se definido no Regulamento das Caracter sticas de Comportamento T rmico dos Edif cios R C C T E DL 40 90 de 6 de Fevereiro Quadro 9 1 Este par metro obtido atrav s da equa o 7 2 6 que se aplica em casos em que o elemento constitu do por um ou v rios materiais em camadas de espessura constante U E SS j 7 2 6 q R R a em que 1 h resist ncia t rmica superficial interior m C W R e resist ncia t rmica da camada j m C W j espessura da camada j m condutibilidade t rmica da camada j W m C Rar resist ncia t rmica dos espa os de ar n o ventilados m C W 1 he resist ncia t rmica superficial exterior m C W A resist ncia t rmica superficial 1 he 1 h traduz o efeito da convec o e radia o e o seu valor varia em fun o de diversos factores tais como a rugosidade da superf cie posi o da superf cie entre outros Contudo na pr tica s o utilizados valores m dios Os valores das resist ncias t rmicas superficiais encontram se apresentados no quadro 7 10 em fun o da posi o do elemento construt
12. e o ndice de transmiss o t rmica m dia pelo ndice de transmiss o t rmica Iy neste elemento n o se torna necess rio averiguar o isolamento t rmico da solu o para as duas direc es do fluxo de calor ascendente Inverno e descendente Ver o No quadro 7 4 apresentam se as express es utilizadas na quantifica o desses ndices Quadro 7 4 ndices de compara o utilizados na an lise comparativa das solu es construtivas cont vii Indice de transmiss o t rmica Ty viii ndice de espa o ocupado Teo U estudo U eo refer ncia Es estudo O refer ncia com Uestudo Coeficiente global de transmiss o t rmica da solu o em estudo U efer ncia Coeficiente global de transmiss o t rmica da solu o de refer ncia com COestudo Espa o ocupado pela solu o em estudo COrefer ncia Espa o ocupado pela solu o de refer ncia Calculados os ndices de compara o poss vel avaliar ao n vel de cada par metro se a solu o construtiva em estudo melhor ou pior do que a solu o construtiva de refer ncia quadro 7 5 158 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil p f ae so 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Quadro 7 5 Avalia o das solu es construtivas relativamente solu o de refer ncia atrav s dos ndi
13. es desenho e Transporte Como j se referiu os sistemas de avalia o da sustentabilidade existentes n o s o adequados avalia o das solu es construtivas Desenvolve se assim uma metodologia espec fica para a an lise de solu es construtivas que ser aplicada a algumas solu es convencionais e n o convencionais na Ind stria da Constru o portuguesa Os resultados obtidos s o pass veis de ser utilizados na aplica o de sistemas de avalia o da sustentabilidade global de edif cios Neste trabalho propdem se que a avalia o da sustentabilidade das solu es construtivas se realize atrav s de uma metodologia de an lise relativa cuja base de compara o para cada elemento construtivo a solu o construtiva mais aplicada solu o de refer ncia Esta metodologia desenvolvida especificamente no mbito deste trabalho a que foi atribu da a denomina o de Metodologia de Avalia o Relativa da Sustentabilidade de Solu es Construtivas MARS SC aborda tr s grupos de par metros ambientais funcionais e econ micos Depois de se estudarem dentro de cada grupo os par metros pretendidos a compara o entre as diversas solu es construtivas realizada atrav s de ndices de compara o Estes ndices expressam a rela o de grandeza existente entre um determinado par metro na solu o em estudo e o mesmo par metro na solu o de refer ncia o que permite verific
14. ncia das ondas sonoras e Porosidade do elemento Rigidez do elemento Existem alguns m todos que permitem estimar numericamente o ndice de isolamento sonoro a sons a reos Neste estudo recorreu se ao Modelo Misto proposto por Meisser Meisser 1973 e cuja adequa o s solu es construtivas portuguesas foi estudada por Diogo Mateus e Ant nio Tadeu Mateus et al 1999 A explica o do m todo ultrapassa os objectivos deste documento pelo que se aconselha ao leitor interessado e menos familiarizado com esta mat ria a leitura das obras anteriormente referenciadas No entanto ser o seguidamente apresentados alguns dados e equa es que justificam as curvas de isolamento sonoro a sons a reos apresentados nos Anexos I ell 1 1 Aplica o da lei da massa O ndice de redu o sonora de um elemento de constru o tanto maior quanto maior for a sua massa Esta rela o conhecida pela Lei da Massa Num hipot tico elemento onde se despreza a rigidez e o amortecimento poss vel estabelecer atrav s de um modelo inercial uma lei da massa te rica que se traduz num acr scimo de isolamento sonoro do elemento de separa o de 6 dB por cada duplica o da massa ou duplica o da frequ ncia do som no caso de elementos de constru o simples Para os elementos duplos e triplos segundo Meisser Meisser 1973 poss vel considerar se uma lei te rica da massa com inclina o m dia de 8 dB 164 LP ESCOL
15. ondas sonoras que se verificam no interior da caixa de ar s o respons veis por quebras na curva de isolamento sonoro A frequ ncia de resson ncia da caixa de ar pode ser desprezada sempre que se utilize um material absorvente na caixa de ar importante ter em conta este fen meno no caso de elementos duplos cuja caixa de ar n o apresente um material absorvente como por exemplo nos vidros duplos 1 4 Frequ ncia cr tica As quebras de isolamento ac stico a considerar na zona da frequ ncia cr tica dependem do amortecimento interno do material que constitui o elemento de separa o A quebra por efeito de coincid ncia correspondente a cada material com espessura unit ria assim como a frequ ncia em que ocorre essa quebra frequ ncia cr tica est o apresentadas no quadro 7 7 Quadro 7 7 Frequ ncias cr ticas e quebras associadas para diferentes materiais fontes Mateus et al 1999 e outras Frequ ncia cr tica para Quebra por efeito de 1 cm de espessura Hz coincid ncia dB Borracha 85 000 4 4 Poliestireno expandido Material produto 166 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o O valor da frequ ncia cr tica calculado atrav s da equa o seguinte fo Ciem 7 2 5 esp em que fCicm frequ ncia cr tica d
16. poss vel verificar se ao n vel de cada par metro analisado a solu o em estudo melhor ou pior do que a solu o de refer ncia O patamar m nimo de sustentabilidade deve corresponder numa primeira fase solu o com mais express o no mercado devendo ser ajustado ao longo do tempo em fun o do desenvolvimento tecnol gico A solu o mais sustent vel depende daquilo que o limite tecnol gico pode proporcionar em cada momento Em pa ses onde a sustentabilidade da Constru o uma tem tica relevante encontram se a ser aplicados e ou em fase de desenvolvimento alguns sistemas e ferramentas de avalia o da sustentabilidade Desses destacam se os seguintes Building Research Establishment Environmental Assessment Method BREEAM desenvolvido no Reino Unido BRE 2004 e Leadership in Energy amp Environmental Design LEED desenvolvido nos Estados UnidogUSGBC 2004 Green Building Challenge GBTool ferramenta desenvolvida no mbito de um desafio internacional com vista promo o e avalia o de projectos sustent veis para edif cios Greenbuilding 2004 Estes sistemas encontram se sobretudo orientados para a avalia o do desempenho ambiental edif cios numa perspectiva global em que as principais reas de verifica o se encontram descritas no quadro 7 1 A sustentabilidade das solu es construtivas um dos par metros considerados na avalia o da sustentabilidade global dos edif cios A
17. rmica descendente Quanto menor o valor do coeficiente global de transmiss o t rmica U menores ser o as trocas de calor entre as duas faces de um elemento construtivo o que contribui para a diminui o do consumo de energia convencional nas opera es relacionadas com a manuten o das condi es de conforto t rmico dos espa os habitados 170 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 7 2 3 Par metros econ micos Tal como se referiu no cap tulo 3 2 2 6 o custo de constru o aquisi o na maior parte das vezes e erradamente o aspecto que mais influencia a op o por uma determinada solu o construtiva A an lise econ mica de uma solu o construtiva n o deve abordar apenas o custo de constru o mas todos os custos relacionados com o seu ciclo de vida pois pequenos acr scimos no investimento inicial podem resultar em poupan as significativas ao n vel dos custos de opera o e manuten o O custo de constru o n o deve por si s influenciar a decis o mas em conjunto com a an lise de outros par metros nomeadamente ambientais e funcionais pode constituir um crit rio de desempate Tamb m preciso n o esquecer que existem no mercado certas tecnologias construtivas que apesar de estarem associadas a um investimento inicial superior ao das tecnologi
18. sem isolante Pav13 Viga de madeira Piso em madeira 0 25x0 30cm 1 8cm 30cm Painel de gesso cartonado 1 25cm Figura 8 19 Pavimento de estrutura descont nua em madeira sem isolante Pav13 2 Pavimento com tecto falso e isolante Pav14 Viga de madeira Piso em madeira 0 25x0 30cm 1 8cm 40cm Pain is de gesso Manta de l de rocha cartonado 2x1 25cm 8cm Figura 8 20 Pavimento de estrutura descont nua em madeira com tecto falso e isolante Pav 14 187 Ricardo Mateus 3 Pavimento com isolante e piso flutuante sobre revestimento estrutural Pav15 Revestimento Espuma de Piso flutuante em estrutural 1 8cm polietileno 0 3cm madeira TANTA NATAS NATATATATATA NA Manta de l de rocha Painel de gesso 8cm cartonado 1 25cm Figura 8 21 Pavimento de estrutura descont nua em madeira com isolante e piso flutuante sobre revestimento estrutural Pav 15 4 Pavimento com isolante e piso flutuante Pav16 Espuma de Piso flutuante em polietileno 0 3cm madeira 1 8cm LATATA ArT y ATTNATATNTA Manta de l de rocha _ Painel de gesso 8cm cartonado 1 25cm Figura 8 22 Pavimento de estrutura descont nua em madeira com isolante e piso flutuante 8 3 Resu
19. tica No entanto n o existem dados concretos para Portugal pelo que os valores que constam nessas publica es est o relacionados com as condi es particulares da Ind stria da Constru o dos pa ses de origem que na maior parte das vezes s o muito distintas das do mercado portugu s Atendendo ao relativo atraso tecnol gico da ind stria portuguesa os valores da energia incorporada nos materiais de constru o para o mercado portugu s poder o ser superiores aos valores apresentados No entanto optou se por abordar este par metro pois os valores apesar de distintos no mercado portugu s devem no entanto apresentar as mesmas rela es de grandeza o que vai ao encontro do objectivo tra ado para o presente estudo onde se pretende realizar uma an lise comparativa entre diversas solu es construtivas A quantifica o do peso das solu es construtivas importante pois a maior parte dos par metros enunciados est o correlacionados com este par metro Quanto menor for o peso e a PEC menor ser a contribui o da solu o construtiva na delapida o dos recursos naturais e nos consumos energ ticos associados Ind stria da Constru o O quadro 7 6 apresenta a massa vol mica aparente a condutibilidade t rmica e a energia prim ria incorporada PEC associados a cada material produto utilizado na materializa o das diversas solu es construtivas estudadas 161 Ricardo Mateus Quadro 7 6 Mass
20. 2 57 54 58 0 37 199 25 SR EN Quadro 8 2 cont Resumo das caracter sticas t cnico funcionais mais importantes de algumas solu es construtivas para pavimentos Solu o construtiva PEC kW h m Diw dB L n w dB Umea W m C Custo Em Perfil sustent vel Pav16 descri o em 8 2 5 50 56 50 63 0 40 181 75 ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil A _ Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 8 4 Discuss o dos resultados Em primeiro lugar necess rio salientar que a interpreta o dos resultados obtidos n o pode ser alienada do conjunto de exig ncias funcionais que se pretende para determinado pavimento Por exemplo num pavimento interior que divida dois espa os aquecidos pertencentes a um mesmo fogo n o exigido que este satisfa a qualquer requisito t rmico o que alteraria significativamente as conclus es descritas seguidamente O mesmo poderia ocorrer ao n vel das exig ncias para o isolamento sonoro Assim os resultados obtidos ser o discutidos admitindo que se pretende que o pavimento a seleccionar apresente bom isolamento sonoro bom isolamento t rmico bom desempenho ambiental sem que com isso se comprometa o custo de constru o A
21. A DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae z Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Este autor considera ainda na previs o do ndice de isolamento ac stico uma lei experimental da massa traduzida nos elementos simples duplos e triplos por um acr scimo de 4 dB 6 dB e 10 dB respectivamente por cada duplica o da massa ou duplica o da frequ ncia Neste modelo de estima o para o tra ado da curva de isolamento considerada a lei experimental da massa mas com um posterior ajustamento ao modelo anal tico considerando a lei te rica da massa e as quebras de isolamento nas frequ ncias pr prias de vibra o transversal por flex o e por efeito de coincid ncia A partir da an lise experimental verificou se que o ndice de isolamento ac stico na frequ ncia de 500 Hz e para uma massa de 100 kg m era de 40 dB Assim a lei experimental da massa para um som de 500 Hz m em kg m pode ser expressa atrav s da seguinte equa o Roo 4 13 3Log m 13 4 dB 7 2 1 as 2 2 AM Em elementos de separa o pesados cuja massa igual ou superior a 200 kg m da an lise experimental verifica se que poss vel considerar para a lei da massa uma maior inclina o pelo que este comportamento se aproxima seguinte equa o Roon 14 3Log m 11 1 dB 7 2 2 No caso de elementos duplos o ndice de isolamento ac
22. LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o PARTE HI ANALISE COMPARATIVA DA SUSTENTABILIDADE DE SOLU ES CONSTRUTIVAS PARA PAVIMENTOS E PAREDES EXTERIORES CAP TULO 7 OBJECTIVOS E METODOLOGIA ADOPTADA 71 Objectivos Nesta parte pretende se realizar uma an lise comparativa entre v rias solu es construtivas existentes ao n vel dos pavimentos e paredes exteriores Este estudo visa avaliar a sustentabilidade de cada solu o construtiva atrav s da sua compara o com a solu o mais corrente nos edif cios em Portugal Em primeiro lugar ser desenvolvida uma metodologia adequada an lise comparativa da sustentabilidade de solu es construtivas A metodologia desenvolvida ainda que simples por englobar o estudo de um reduzido n mero de par metros poder constituir uma base para futuras investiga es que abordem o desenvolvimento de sistemas mais complexos de an lise da sustentabilidade de solu es construtivas e ou de sistemas de avalia o da sustentabilidade dos edif cios adequados s solu es construtivas portuguesas Por fim ser o apresentados dois quadros resumo um para os pavimentos e outro para as paredes exteriores onde est o apresentados os resultados obtidos para cada uma das solu es construtivas analisadas Estes resultados poder o servir de apoio
23. a 8 3 Pavimento aligeirado de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem com tecto falso e isolante no tardoz Pav2 176 P ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil gt ae so 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 3 Pavimento com isolante t rmico tecto falso e lajeta flutuante Pav3 Espuma de Aglomerado Lajeta polietileno 0 3cm negro de flutuante corti a 7 4cm SAIS AAA ISAT cm 4em 21em 15cm Painel de gesso Fe Manta de l de cartonado 1 25cm rocha 2 5cm Figura 8 4 Pavimento aligeirado de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem com tecto falso isolante e lajeta flutuante Pav3 8 2 2 Pavimentos de estrutura cont nua em laje maci a de bet o armado 8 2 2 1 Apresenta o da tecnologia construtiva As lajes maci as s o fabricadas inteiramente em obra requerendo uma grande quantidade de trabalho de cofragem e por conseguinte grande carga de m o de obra Este tipo de laje apresenta espessura constante e pode ser armado numa s direc o ou em duas direc es ortogonais Esta tecnologia construtiva apresenta as vantagens de ser um dos sistemas mais econ micos no caso de v os de pequena dimens o e de n o requerer m o de obra com elevado grau de qual
24. a vol mica aparente m dia condutibilidade t rmica e energia prim ria incorporada PEC associados a cada material produto de constru o fontes Santos et al 1990 Berge 2000 e outras r Massa vol mica Condutibilidade Energia prim ria Material produto aparente m dia t rmica incorporada PEC kg m W m C kWh kg Ago 100 reciclado Aglomerado de fibras de madeira OSB Aglomerado negro de corti a Argamassa de assentamento 1950 1 15 Argamassa de reboco 1950 1 15 Bet o armado 2500 1 75 Bet o celular autoclavado 720 0 16 Bet o de argila expandida 750 0 25 Bet o simples 2400 1 75 Blocos cer micos Gesso cartonado 900 0 35 L de rocha 40 0 040 Madeira 350 0 12 Pedra em alvenaria 2600 3 00 Poliestireno expandido extrudido XPS 32 5 0 035 Poliestireno expandido moldado EPS Polietileno Revestimento cer mico 7 2 2 Par metros funcionais 7 2 2 1 Comportamento ac stico 1 Conceitos gerais O comportamento ac stico de um elemento de separa o um factor que deve influenciar a op o por uma determinada solu o construtiva 1 Inclui argamassa nas juntas de assentamento 162 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae z Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o O aumento do n mero de font
25. ada com os par metros quantificados numericamente no presente trabalho De seguida realiza se uma breve apresenta o de cada tecnologia construtiva acompanhada pela representa o gr fica de cada solu o estudada A marcha de c lculo encontra se descrita no Anexo Ie os resultados obtidos apresentam se no quadro 8 3 8 2 1 Pavimentos aligeirados de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem 8 2 1 1 Apresenta o da tecnologia construtiva Este tipo de pavimento aquele que assume devido sua utiliza o intensiva maior relev ncia no contexto da constru o portuguesa Esta tecnologia essencialmente constitu da por vigotas de bet o pr esfor ado e blocos de cofragem apoiados lateralmente sobre estas formando um conjunto que solidarizado por uma camada cont nua de bet o complementar executada in situ com fun o resistente Pela sua constitui o e garantia de liga o eficiente das vigotas ao bet o complementar esta tecnologia de pavimentos pode considerar se compar vel sob o ponto de vista de funcionamento estrutural a uma laje com armadura resistente numa s direc o Existem v rios tipos de blocos de cofragem variando nas dimens es e no tipo de material tijolo vazado poliestireno expandido EPS corti a bet o de argila expandida etc A integra o de elementos vazados na sua constitui o traduz se em rela o a uma laje maci a com a mesma massa num melhor comporta
26. aos projectistas na selec o das tecnologias construtivas a integrar num edif cio de modo a que os des gnios por uma constru o mais sustent vel sejam cada vez mais uma realidade 153 Ricardo Mateus 7 2 Metodologia adoptada Na avalia o da sustentabilidade podem ser abordados v rios par metros que nem sempre est o correlacionados entre si e que n o se expressam na mesma grandeza Por outro lado o modo como cada um dos par metros influencia a sustentabilidade n o consensual nem imut vel ao longo do tempo Assim dif cil expressar a sustentabilidade em termos absolutos atrav s de um indicador que integre todos os par metros analisados e que permita a classifica o do objecto analisado relativamente sua sustentabilidade Por exemplo uma solu o que apresente boa performance ambiental e ao mesmo tempo n o cumpra as exig ncias funcionais m nimas n o pode ser considerada sustent vel Por outro lado uma solu o com bom desempenho ambiental e que cumpra todas as exig ncias funcionais mas em que o custo de constru o ultrapassa largamente o custo da solu o construtiva convencional n o poder ser considerada sustent vel pois o seu custo proibitivo constitui uma barreira sua implementa o A sustentabilidade assim uma quest o relativa que deve ser avaliada comparativamente e relativamente pr tica corrente a solu o de refer ncia num determinado pa s local Deste modo
27. aplica o destes sistemas de avalia o pressup e a utiliza o de solu es construtivas que constam nas suas bases de dados ou o conhecimento pr vio das caracter sticas de cada solu o pelo que a sua aplica o em Portugal ou em outros pa ses que n o o de origem nem sempre poss vel devido especificidade das solu es construtivas Ser assim necess rio adaptar estes sistemas s solu es construtivas que se integram nos edif cios portugueses em que o primeiro passo consistir em desenvolver bases de dados que re nam as principais caracter sticas das solu es construtivas 154 P ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil gt ae so Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Quadro 7 1 Principais reas de verifica o nos sistemas mais relevantes de avalia o da sustentabilidade dos edif cios fonte Pinheiro 2003 Sistemas de avalia o BREEAM LEED 2 0 GBTool 1 8 Energia e Sustentabilidade e Consumo de dos locais recursos e Transporte e Efici ncia de gua Cargas ambientais e Polui o e Energiae e Qualidade do ar e Materiais atmosfera interior Principais 4reas de e gua e Materiais e e Qualidade do verifica o recursos servi o e Ecologia e uso do solo e Qualidade do ar e Economia interior e Sa de e bem estar e Gest o de pr e Inova o e opera
28. ar se relativamente a cada par metro analisado a solu o construtiva em estudo melhor ou pior do que a solu o de refer ncia Para que o leitor tenha uma melhor percep o das diferen as existentes entre as diversas solu es construtivas ao n vel de cada par metro os ndices s o representados graficamente 155 Ricardo Mateus Cada ndice em estudo representado por um vector com o comprimento proporcional ao valor do ndice Os vectores ter o origem no mesmo ponto e a uni o dos pontos correspondentes outra extremidade forma uma figura geom trica com o n mero de lados correspondente ao n mero de ndices que s o objecto de an lise em simult neo representa o gr fica dos ndices atribuiu se a denomina o de Perfil Sustent vel O n mero de par metros focados dentro de cada grupo de par metros poder ser ajustado em fun o do grau de complexidade que se pretenda para a avalia o das caracter sticas pr prias de cada solu o construtiva das exig ncias funcionais que se pretenda que a solu o satisfa a e dos dados dispon veis Em cada grupo poder se o abordar entre outros os par metros apresentados no quadro 7 2 Quadro 7 2 Exemplos de par metros que podem ser abordados na Metodologia de Avalia o Relativa da Sustentabilidade de Solu es Construtivas MARS SC PAR METROS Ambientais Funcionais Econ micos e Massa e Isolamento sonoro a sons e Custo de constru
29. as utilizadas correntemente n o apresentam quaisquer vantagens funcionais ou econ micas nas restantes fases do ciclo de vida De modo a relacionar o desempenho ambiental e as caracter sticas funcionais com o custo de constru o e a comparar as diversas solu es construtivas a este n vel decidiu se estimar para cada solu o construtiva o custo de constru o associado pelo que este ser o nico par metro econ mico avaliado neste estudo Os custos de constru o apresentam se neste trabalho por unidade de superf cie de solu o construtiva O custo de cada solu o foi estimado atrav s da m dia de valores obtidos para o pre o unit rio de cada artigo de constru o numa sondagem realizada a algumas empresas de constru o com sede no distrito de Braga Os custos apresentados espelham a realidade do mercado da constru o nessa zona do pa s durante o ano de 2003 171 Ricardo Mateus CAP TULO 8 ANALISE COMPARATIVA DE SOLU ES CONSTRUTIVAS PARA PAVIMENTOS 8 1 Crit rios adoptados na defini o das solu es construtivas Depois de se analisarem as solu es construtivas dos pavimentos de alguns edif cios constru dos no Norte do pa s nomeadamente nos distritos do Porto e de Braga verificou se a preponder ncia da solu o construtiva composta por vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem Assim no presente estudo esta solu o construtiva foi considerada a solu o de refer nc
30. ces de Ee Solu o em estudo melhor do que a solu o em estudo melhor do que a solu o de refer ncia Solu o em estudo id ntica solu o de refer ncia Solu o em estudo pior do que a solu o de refer ncia Os seis ndices s o por fim representados em vectores cujo comprimento expressa o valor do ndice Os vectores na solu o de refer ncia ter o desenvolvimento unit rio e a figura formada o perfil sustent vel pela uni o dos pontos correspondentes a uma das extremidades dos vectores ser atendendo ao n mero de par metros analisados hexagonal fig 7 1 A t tulo de exemplo no caso dos pavimentos e numa situa o semelhante da figura 7 2 a solu o em estudo ser a todos os n veis melhor do que a solu o de refer ncia pelo que se poder considerar mais sustent vel atendendo aos par metros analisados Quanto menor a rea da figura geom trica formada pela uni o dos pontos relativos a cada ndice mais sustent vel ser a solu o Im Ipec Im Ipec Ip n w I i Ibnw PERO L n Tumea Lc Tumes Tee Figura 7 1 Perfil sustent vel da solu o de Figura 7 2 Representa o perfil sustent vel da refer ncia solu o em estudo sobre o perfil sustent vel da solu o de refer ncia A metodologia adoptada na avalia o comparativa das solu es construtivas encontra se esquematizada na figura 7 3 159 Ricardo
31. do atrav s do ndice de isolamento sonoro a sons de condu o a rea Dn w e nos elementos horizontais pavimentos tamb m considerado o ndice de isolamento sonoro a sons de percuss o L O isolamento t rmico das solu es construtivas caracterizado atrav s do coeficiente global de transmiss o t rmica U O espa o ocupado pelas paredes caracterizado atrav s da sua largura total No caso das paredes a largura das paredes um par metro importante na medida em que influencia a rea til dos edif cios Ao n vel dos par metros econ micos abordado o custo de constru o Para os pavimentos s o determinados atrav s das express es apresentadas no quadro 7 3 os ndices de massa Im de energia prim ria incorporada PEC Ipgc de isolamento sonoro a sons de condu o a rea Ipn w de isolamento sonoro a sons de percuss o Iy n w de transmiss o t rmica m dia Iumea e de custo de constru o Lec Quadro 7 3 Indices de compara o utilizados na an lise comparativa das solu es construtivas Mhefer ncia Massa da solu o de refer ncia 1 Indice de peso Im 11 Indice de energia prim ria consumida Irec I M estudo I PEC qdo mo PEC PEC refer ncia refer ncia com com Mestudo Massa da solu o em estudo PECesudo Energia prim ria incorporada da solu o em estudo PECeter ncia Energia prim ria incorporada da solu o de refer ncia
32. do INP 160 espa ados no m ximo de 1 m Nas figuras 8 16 a 8 18 representam se graficamente as tr s solu es construtivas analisadas As caracter sticas do tecto falso e da lajeta flutuante encontram se descritas em 8 2 1 Pavimento sem isolante Pav10 Chapa de cofragem Armadura de _colaborante distribui o CQ30 INP160 m Camada de bet o complementar 10cm 16cm Figura 8 16 Pavimento misto de cofragem met lica colaborante sem isolante t rmico Pav10 183 Ricardo Mateus 2 Pavimento com tecto falso e isolante Pav11 Chapa de cofragem Armadura de INP160 Im Camada de bet o colaborante distribui o complementar CQ30 oy a Se ee E a es ee ee TS DO AGA ee eG Z cm A L 16cm x 15cm gt Painel de gesso Caixa d Manta de l de cartonado 1 25cm eee rocha 2 5cm Figura 8 17 Pavimento misto de cofragem met lica colaborante com tecto falso e isolante t rmico Pav11 3 Pavimento com tecto falso isolante e lajeta flutuante Pav12 Espuma de Aglomerado Lajeta polietileno 0 3cm negro de flutuante corti a 7 4cm WK VITIVITI ISIN ISIS WWW AMA PT A AT TAT alee RARAN 4cm 10cm 16cm x 15cm Painel de gesso Caixa de ar Manta de l de cartonado 1 25cm rocha 2 5cm Figura 8 18 Pavimento misto de cofragem met lica colaborante com tecto falso i
33. dos tipos de revestimentos utilizados pelo que este par metro n o ser abordado O isolamento a sons de condu o rea caracterizado atrav s do ndice de isolamento sonoro a sons a reos Dn w e o isolamento sonoro a sons de percuss o atrav s do ndice de isolamento a 163 Ricardo Mateus sons de percuss o L aw De seguida explica se sucintamente as metodologias seguidas para a quantifica o dos ndices de isolamento sonoro 1 ndice de isolamento a sons a reos Dnw Da energia sonora que incide num elemento de separa o uma parte dissipada sob a forma de calor e a restante transmitida pela parede a outros locais A transmiss o sonora por via rea entre dois recintos um fen meno complexo que pode envolver simultaneamente transmiss es directas quando as transmiss es ocorrem atrav s do elemento de separa o comum aos dois recintos e transmiss es indirectas ou marginais quando as transmiss es tomam lugar atrav s dos elementos construtivos adjacentes Neste trabalho como se pretende avaliar unicamente o comportamento ac stico das solu es construtivas na zona corrente ser o ignoradas as transmiss es indirectas Mesmo considerando apenas a transmiss o por via directa o fen meno de transmiss o n o simples pois envolve uma s rie de factores entre os quais se destacam Frequ ncia do som incidente no elemento separador e Massa do elemento ngulo de incid
34. edes Nesse caso os pavimentos asseguram a massa necess ria acumula o de calor evitando grandes flutua es na temperatura nos espa os habitados reduzindo o consumo energ tico convencional nas opera es de aquecimento e arrefecimento e aumentando o conforto Na figura 8 5 apresenta se o aspecto de uma laje maci a numa das etapas da fase de constru o Figura 8 5 Aspecto de uma laje maci a durante a fase de constru o antes da betonagem 8 2 2 2 Descri o das solu es construtivas A laje foi dimensionada de acordo com a metodologia preconizada pelo Regulamento de Estruturas de Bet o Armado e Pr esfor ado apresentando uma altura total de 20 cm Nas figuras 8 6 a 8 8 representam se graficamente as tr s solu es construtivas analisadas As caracter sticas do tecto falso e da lajeta flutuante encontram se descritas em 8 2 1 Pavimento sem isolante Pav4 Bet o Armadura superior Armadura inferior Figura 8 6 Pavimento de estrutura cont nua em laje maci a de bet o armado sem isolante Pav4 178 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 2 Pavimento com tecto falso e isolante Pav5 Bet o armado 20cm 15cm _ Painel de gesso Menera a Manta de l de cartonado 1 25cm rocha 2 5cm Fi
35. es ruidosas no exterior e no interior dos edif cios aliado ao facto do isolamento ac stico das solu es construtivas n o ter acompanhado este acr scimo tem conduzido degrada o em alguns casos bastante acentuada da qualidade de vida das popula es Esta degrada o tem se repercutido n o s na diminui o do conforto ac stico dos espa os habitados como na deteriora o da sa de dos seus ocupantes estando associada ao aparecimento de problemas ps quicos stress e irritabilidade fisiol gicos perturba o do sono e auditivos desde a fadiga at ao trauma Mateus et al 1999 A aplica o da ac stica no estudo do comportamento dos edif cios geralmente realizada a tr s diferentes n veis APICER 98 Estudo da propaga o de sons entre dois espa os limitados por uma separa o f sica geralmente denominado por estudo do isolamento ac stico e que depende essencialmente da massa e da estanquidade dos elementos que separam os dois locais Estudo da propaga o do som no interior de um espa o fechado denominado de correc o ac stica ou acondicionamento ac stico do local Este estudo visa assegurar que os espa os fechados apresentem caracter sticas ac sticas compat veis com o tipo de actividade que se pretende desenvolver no seu interior Este comportamento depende essencialmente do volume do espa o do tipo de revestimentos interiores e do tipo de recheio previstos O estudo da propaga o
36. gura 8 7 Pavimento de estrutura cont nua em laje maci a de bet o armado com tecto falso e isolante no tardoz Pav5 3 Pavimento com tecto falso isolante e lajeta flutuante Pav6 Espuma de o Lajeta polietileno 0 3cm Ra flutuante Painel de gesso Caixa de ar Manta de l de cartonado 1 25cm rocha 2 5cm Figura 8 8 Pavimento de estrutura cont nua em laje maci a de bet o armado com tecto falso isolante e lajeta flutuante Pav6 179 Ricardo Mateus 8 2 3 Pavimentos de pain is alveolares prefabricados de bet o pr esfor ado 8 2 3 1 Apresenta o da tecnologia construtiva Neste tipo de tecnologia os pavimentos s o compostos por pain is alveolares prefabricados de bet o pr esfor ado dispostos lado a lado deixando entre si espa os livres juntas cujo preenchimento realizado em obra com bet o de solidariza o Quando se pretende maior resist ncia poss vel a realiza o de uma camada cont nua de bet o armado bet o complementar sobre a superf cie do pavimento O seu comportamento estrutural semelhante ao de uma laje com armadura resistente unidireccional Esta tecnologia surgiu na procura de solu es com maior grau de industrializa o que permitissem a diminui o dos prazos de constru o e a utiliza o de menores quantidades de m o de obra na fase de constru o Relativamente s vantagens desta tecnologia de salientar
37. ia para os pavimentos Os pavimentos apresentam uma importante fun o estrutural pois s o respons veis pela distribui o das ac es a que est o sujeitos pelas vigas ou directamente pelos elementos estruturais verticais Tendo em conta a sua importante fun o estrutural o comportamento mec nico foi o crit rio adoptado para a defini o das solu es construtivas estudadas todas as solu es construtivas de pavimentos foram definidas de modo a que fossem compat veis com os esfor os que se desenvolvem num v o de 6m devido s ac es correntes nos pavimentos de um edif cio de habita o quadro 8 1 Quadro 8 1 Ac es consideradas no dimensionamento das solu es construtivas para pavimentos Valor kN m Peso dos revestimentos 1 00 Paredes divis rias 1 50 172 Ac o LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 8 2 Tecnologias construtivas analisadas Os pavimentos representam o elemento estrutural que suporta todos os esfor os que s o aplicados num piso e constituem o elemento de separa o horizontal entre dois andares Este elemento construtivo pode assumir duas fun es distintas para os locais que se encontram por baixo assume a fun o de tecto e para os locais por cima serve de piso de suporte Neste elemento construtivo pos
38. ifica o Em contrapartida apresenta como principais desvantagens a sua elevada massa e a dificuldade em permitir a passagem de instala es A consider vel massa do bet o oferece uma boa in rcia t rmica e elevado isolamento a ru dos de condu o a rea prejudicando no entanto o seu comportamento t rmico por condu o Assim quando este tipo de pavimento se encontra numa das envolventes de um edif cio necess rio introduzirem se revestimentos isolantes de maior espessura do que nas lajes aligeiradas A n vel ambiental o seu desempenho prejudicado fundamentalmente pela sua elevada massa O bet o armado apresenta tradicionalmente grande quantidade de energia prim ria Esta energia pode no entanto ser reduzida se se utilizarem armaduras e ou agregados reciclados A grande quantidade de trabalho de cofragens e a necessidade de se utilizar grande quantidade de leos descofrantes potenciam os impactes ambientais durante a fase de constru o Apesar do seu ciclo de vida ser dilatado quando n o exposta aos agentes atmosf ricos no final o processo 177 Ricardo Mateus de desmantelamento demoli o complexo e o potencial de reutiliza o nulo A reciclagem poss vel embora o processo envolva grande consumo energ tico Apesar das reservas enunciadas a elevada in rcia t rmica torna esta tecnologia adequada a sistemas de constru o que recorram a solu es construtivas de baixa massa para as par
39. iliza o que poderiam comprometer a sustentabilidade desta solu o 197 This document was created with Win2PDF available at http Awww daneprairie com The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non commercial use only
40. imento O elevado grau de liga o entre as chapas met licas e a camada de bet o tornam os processos de reciclagem complexos e dispendiosos 182 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil I Mestrado em Engenharia Civil Sa a a oye pe Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Para mais informa es acerca tecnologia construtiva bem como do sistema construtivo a que est correntemente associada consultar o cap tulo 5 2 EI qua uns so e Cenas SUE sua Pte reek e meme A mm Figura 8 14 Aspecto da face inferior tecto de um Figura 8 15 Aspecto da face superior de um pavimento misto de cofragem met lica colaborante pavimento de cofragem met lica colaborante durante a fase de constru o antes da betonagem 8 2 4 2 Descri o das solu es construtivas De acordo com o v o sobrecargas em causa e com as caracter sticas t cnicas apresentadas por um fabricante de componentes para este tipo de tecnologia ser necess rio que o pavimento seja constitu do por chapa colaborante com 0 75 mm de espessura e peso pr prio de 8 51 kg m sobre a qual assentar uma camada de bet o armado bet o complementar com 10 cm de espessura m xima Atendendo s caracter sticas mec nicas da chapa e s ac es actuantes ser necess rio que estrutura principal das solu es construtivas seja constitu da por perfis de a o lamina
41. imites ltimos e de utiliza o Deste modo necess rio um pavimento do tipo 2V5 C40x21 25 isto um pavimento de dupla vigota com altura total de 25 cm e camada de bet o complementar com 4 cm de espessura armada com armadura de distribui o em rede electrossoldada A50 Os blocos de cofragem s o cer micos e apresentam tr s fiadas de furos Nas figuras 8 2 a 8 4 representam se graficamente as tr s solu es construtivas analisadas As caracter sticas do tecto falso e da lajeta flutuante encontram se descritas em 8 2 175 Ricardo Mateus 1 Pavimento sem isolante solu o construtiva de refer ncia Pavl Bloco cer mico Armadura de Vigota pr Camada de de cofragem distribui o esfor ada compress o A 50 21cm 0 Toe Se ea e e esmo e Ja a a ue e ode nu 2 2 2 2 Am Figura 8 2 Pavimento aligeirado de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem sem isolante Pavl solu o de refer ncia 2 Pavimento com tecto falso e isolante Pav2 Bloco cer mico Armadura de Vigota pr Camada de de cofragem distribui o esfor ada compress o A50 ey e o oeoo a r 4cm Painel de gesso Caixa de ar Manta de l de cartonado 1 25cm rocha 2 5cm Figur
42. ivo e do sentido do fluxo de calor No quadro 7 6 apresentado anteriormente encontram se tabeladas as condutibilidades t rmicas dos materiais de constru o que comp em as solu es construtivas analisadas A resist ncia t rmica dos espa os de ar n o ventilados Rar depende da sua espessura e encontra se definida no quadro 7 11 em fun o da posi o do elemento construtivo espessura do espa o de ar e do sentido do fluxo de calor 169 Ricardo Mateus Quadro 7 10 Resist ncias t rmicas superficiais fonte Santos et al 1990 Resist ncia t rmica i superficial Sentido do fluxo de m C W calor Exterior Interior UR 1 hi Horizontal 0 04 0 12 Vertical Ascendente 0 04 0 10 Descendente 0 04 0 17 Paredes Coberturas e pavimentos Quadro 7 11 Resist ncia t rmica dos espa os de ar n o ventilados p do R do do o de calo espa o de a Ra 10 0 14 Horizontal 20 0 16 50 a 100 0 17 Vertical 10 0 13 Ascendente 20 0 14 50 a 100 0 14 Vertical 10 0 15 Descendente 20 0 18 50 a 100 0 21 Paredes Coberturas e pavimentos Nos elementos horizontais pavimentos o isolamento t rmico vai ser caracterizado atrav s do coeficiente global m dio de transmiss o t rmica Umea que resulta da m dia da soma do coeficiente global de transmiss o t rmica ascendente com o coeficiente de transmiss o t
43. lquer tipo de isolante na segunda numa tentativa de melhorar o isolamento t rmico e o comportamento sonoro do pavimento a sons de condu o a rea considera se a exist ncia de um tecto falso com isolante no tardoz por ltimo de modo a melhorar o comportamento sonoro aos sons de percuss o introduziu se na solu o anterior uma lajeta flutuante 173 Ricardo Mateus O tecto falso integrado em cada tecnologia construtiva encontra se desligado rigidamente da laje e separado desta por uma caixa de ar com 15 cm de espessura O tecto falso composto pelas seguintes camadas 1 Revestimento em placas de gesso cartonado com 1 25 cm de espessura ii Manta de l de rocha com densidade de 40 kg m e espessura de 2 5 cm assente no tardoz das placas de gesso cartonado A lajeta flutuante materializada pelas seguintes camadas 1 Espuma de polietileno em folha com densidade de 32 kg m e 0 3 cm de espessura 11 Aglomerado negro de corti a com densidade de 140 kg m e 4 cm de espessura Gii Lajeta de bet o de argila expandida com densidade de 750 kg m e 4 cm de espessura Nos pavimentos de madeira aplicou se a metodologia MARS SC a quatro solu es construtivas em que o comportamento ac stico a sons de condu o a rea e de percuss o j tinha sido avaliado experimentalmente Os resultados dessa avalia o experimental foram publicados por Martin 1995 A informa o obtida experimentalmente complement
44. ltados obtidos Os resultados obtidos encontram se apresentados no quadro 8 2 188 Quadro 8 2 Resumo das caracter sticas t cnico funcionais mais importantes de algumas solu es construtivas para pavimentos PEC Da w W Ua Solu o construtiva kW h m dB Wim C Perfil sustent vel Pav1 refer ncia descri o em 8 2 1 CS CA DR O Da SA i E EA El em sis 373 163 53 75 2 35 35 45 aE di Tume d Lc Pav2 descri o em 8 2 1 wigs 385 186 55 73 0 80 54 45 Pav3 descri o em 8 2 1 a ow 421 227 56 54 0 45 68 00 Quadro 8 2 cont Resumo das caracter sticas t cnico funcionais mais importantes de algumas solu es construtivas para pavimentos PEC Dn w W Urea Solu o construtiva kW h m dB Wim C Perfil sustent vel Pav4 descri o em 8 2 2 491 164 55 78 3 50 47 90 Pav5 descri o em 8 2 2 503 185 57 76 0 90 66 90 Pav6 descri o em 8 2 2 E a 539 227 57 58 0 45 80 50 I L Dn w L n w SS eee Tumea Quadro 8 2 cont Resumo das caracter sticas t cnico funcionais mais importantes de algumas solu
45. mento t rmico e ac stico A utiliza o de blocos de cofragem de materiais isolantes como o EPS ou a corti a permite melhorar o comportamento t rmico das solu es piorando no entanto a in rcia t rmica e a estabilidade ao fogo 174 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil I Mestrado em Engenharia Civil EE a a oye pe Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o Este tipo de tecnologia apresenta tradicionalmente elevada massa por unidade de superf cie ainda que para um v o com as mesmas dimens es e ac es seja menor do que as lajes de bet o armado e elevada PEC Apresenta tamb m uma levada contribui o para a in rcia t rmica dos edif cios A durabilidade bastante elevada mas o potencial de reutiliza o nulo A reciclagem poss vel No entanto a sua constitui o heterog nea torna este processo complexo Na figura 8 1 apresenta se o aspecto de um pavimento aligeirado de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem antes da coloca o do bet o complementar in me p Figura 8 1 Aspecto de um pavimento aligeirado de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem antes da coloca o do bet o complementar 8 2 1 2 Descri o das solu es construtivas O pavimento foi dimensionado atrav s do programa de c lculo de um fabricante de modo a que se verificasse a seguran a aos estados l
46. nalisando os resultados obtidos na aplica o da metodologia MARS SC s seis solu es construtivas para pavimentos verifica se que dentro desta amostra e de acordo com os par metros analisados a solu o construtiva mais sustent vel a Pav12 pavimento misto com cofragem met lica colaborante com tecto falso isolante e lajeta flutuante enquanto que a solu o construtiva menos sustent vel a Pav13 pavimento de estrutura descont nua em madeira com tecto falso sem isolante No quadro 8 3 apresentam se as solu es construtivas ordenadas por ordem decrescente de sustentabilidade Como se pode verificar nos resultados obtidos a aplica o do tecto falso com as caracter sticas referidas anteriormente melhora significativamente o isolamento t rmico das tecnologias construtivas sem comprometer o desempenho ambiental e o custo de constru o A melhoria tanto maior quanto menor for o isolamento t rmico da solu o sem tecto falso Por exemplo no caso das lajes com cofragem met lica colaborante o valor do coeficiente de transmiss o t rmica na solu o com tecto falso cerca de 20 do valor da solu o sem tecto falso As melhorias verificadas ao n vel do isolamento sonoro a sons de condu o rea ap s a introdu o do tecto falso rondam em m dia os 2 dB A aplica o da lajeta flutuante com as caracter sticas referidas anteriormente traduz se numa melhoria significativa como era de esperar
47. ntrodu o de revestimentos isolantes que como se pode observar no quadro 8 2 acabam por a converter na tecnologia construtiva mais sustent vel atendendo aos par metros considerados Outra desvantagem reside ao n vel do custo de constru o que por ser praticamente o dobro do da solu o de refer ncia constitui uma barreira sua implementa o Os pavimentos de estrutura descont nua em madeira s o dentro da amostra analisada os que apresentam melhor desempenho ambiental a sua massa e energia prim ria chegam a ser apenas cerca de 15 e 28 respectivamente dos valores associados solu o de refer ncia A solu o mais sustent vel s n o pertence a este tipo de tecnologia devido necessidade de se realizar um investimento inicial muito significativo que numa das solu es superior em cerca de 400 relativamente solu o de refer ncia Dentro desta tecnologia a solu o mais sustent vel a que apresenta tecto falso desligado rigidamente dos elementos de suporte com isolante no tardoz Pavl4 Em conclus o a tecnologia construtiva convencional apresenta no universo analisado um bom posicionamento o Pav2 encontra se no grupo das tr s solu es mais sustent veis apresentando como principal vantagem o facto de apresentar o menor custo de constru o No entanto preciso n o esquecer que existem outros par metros que n o foram abordados neste estudo por exemplo o potencial de reut
48. o elemento de constru o para 1cm de espessura Hz esp espessura do elemento cm 1 5 Determina o do valor de Dy Na determina o do ndice de isolamento sonoro Dn w recorreu se compara o do tra ado do ndice de redu o sonora com um tra ado convencional de refer ncia de acordo com a metodologia referida na Norma Portuguesa NP 2073 Ap s o ajustamento das duas curvas o valor do ndice de isolamento Dn w corresponde ao valor que a curva de refer ncia ajustada assume para a frequ ncia de 500 Hz 2 ndice de isolamento a sons de percuss o L een Os ru dos resultantes da percuss o em pavimentos s o considerados como os mais incomodativos na medida em que afectam a maior parte das pessoas Os sons de percuss o s o origin rios de fontes que produzem vibra es em estruturas s lidas e propagam se por toda a estrutura quase sem amortecimento Estes sons s o normalmente produzidos a partir de passos sobre pavimentos queda de objectos batimentos de portas actos de martelar arrastamento de m veis funcionamento de m quinas vibra o de canaliza es entre outros Os ru dos de percuss o nas habita es s o mais relevantes nas zonas em que se utilizam revestimentos mais r gidos como por exemplo cozinhas e casas de banho Parte da quantidade de energia produzida por um impacto dissipada pelo elemento construtivo no momento e na zona de aplica o do impacto e ao longo do material
49. preserva o que em alguns casos podem comprometer a qualidade do ar interior consultar o cap tulo 3 2 2 5 O revestimento deste tipo de pavimentos geralmente descont nuo podendo constituir uma fonte de infiltra o de ar Para que n o se comprometa os seus comportamentos t rmico e ac stico deve se assegurar um adequado encaixe entre os diversos componentes A sua durabilidade pode ser elevada desde que devidamente protegida contra os microorganismos e da humidade As liga es entre os diversos componentes s o mec nicas o que torna poss vel o processo de desconstru o e elevado o potencial de reutiliza o Na figura 8 19 apresenta se o aspecto de um pavimento de estrutura descont nua em madeira Figura 8 19 Aspecto inferior de um pavimento de estrutura descont nua em madeira 185 Ricardo Mateus 8 2 5 2 Descri o das solu es construtivas Este tipo de pavimento foi dimensionado de acordo com a metodologia proposta pelo Euroc digo 5 tendo se admitido a utiliza o de pe as de madeira da classe C24 fax 24 Mpa O vigamento das solu es construtivas composto por elementos em madeira de sec o 0 25x0 30m afastados entre si de 0 65 m Tendo como base o estudo referido anteriormente foram analisadas quatro solu es construtivas cujas diferen as se verificam ao n vel do revestimento de piso e do revestimento de tecto i ii iii iv Pavimento de estrutura descontin
50. que relativamente aos pavimentos de lajes maci as de bet o armado em igualdade de v os e de sobrecargas possuem menor peso pr prio o que permite o aligeiramento das estruturas de suporte de cargas verticais dos edif cios Outra vantagem que dispensa o uso de cofragens e de escoramentos interm dios Por ser constitu da por elementos vazados confere melhor isolamento t rmico entre andares do que as lajes maci as Como reservas de salientar o mau comportamento ao fogo e a dificuldade que existe na implanta o e cruzamento de instala es A n vel ambiental o seu desempenho melhor do que o das lajes maci as pois apresenta menor massa e por conseguinte menor quantidade de energia incorporada A utiliza o de menor quantidade de a o tamb m contribui para este aspecto O seu desmantelamento mais simples do que nas tecnologias referidas anteriormente e a reutiliza o dos pain is poss vel principalmente quando n o existe camada de bet o complementar Nas figuras 8 9 e 8 10 apresentam se duas fases do processo construtivo L Figura 8 9 Transporte de lajes alveolares Figura 8 10 Aplica o de lajes alveolares 180 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 8 2 3 2 Descri o das solu es construtivas Para o seu dimensionamento estrutural recorreu se
51. ra 8 13 Pavimento em pain is alveolares com tecto falso isolante t rmico e lajeta flutuante Pav9 8 2 4 Pavimentos mistos com cofragem met lica colaborante 8 2 4 1 Apresenta o da tecnologia construtiva Este tipo de pavimento tal como no anterior teve origem na procura de solu es construtivas com maior grau de industrializa o Esta tecnologia composta por chapas met licas onduladas assentes geralmente em vigas de a o laminado sobre as quais se realiza uma camada de bet o armado camada complementar fig 8 14 e 8 15 As chapas met licas actuam como cofragem perdida e como armadura de momentos positivos Evitam se assim os morosos processos de desmontagem e manuten o das cofragens muito caracter stico no caso das lajes maci as Com esta tecnologia poss vel em igualdade de v os e de sobrecargas realizarem se pavimentos com menor espessura do que a dos pavimentos com laje cont nua de bet o armado ou de vigotas pr esfor adas e blocos de cofragem A sua massa assim menor do que a dos pavimentos convencionais o que torna esta tecnologia adequada a locais onde a dist ncia de transporte dos materiais produtos significativa O tempo necess rio sua constru o e a quantidade de m o de obra necess ria s o tamb m menores do que nos pavimentos convencionais O potencial de reutiliza o praticamente nulo pois s se conseguem reaproveitar as vigas met licas que suportam o pav
52. s materiais utilizados quantidade de gua utilizada na sua produ o etc A quantifica o de alguns dos par metros mencionados nem sempre f cil Por exemplo o potencial de reciclagem e o potencial de reutiliza o s o par metros dif ceis de expressar numericamente Estes par metros dependem de alguns factores como o estado de conserva o dos materiais ou produtos que comp em a solu o construtiva no final do ciclo da sua vida til das solu es arquitect nicas e construtivas correntes numa determinada poca do modo como os produtos ou materiais de constru o se encontram ligados entre si do est gio de desenvolvimento tecnol gico ao n vel das solu es de reciclagem o que hoje n o poss vel reciclar talvez no futuro o venha a ser etc Tamb m a toxidade dos materiais de dif cil avalia o pois nem sempre poss vel obter as Material Safety Data Sheets MSDS dos materiais de constru o com a identifica o dos compostos qu micos utilizados directa e ou indirectamente na sua produ o Atendendo dificuldade que existe na determina o de alguns dos par metros ambientais das solu es construtivas s o apenas abordados aqueles cuja quantifica o menos complexa e que conduzem a resultados mais fidedignos a energia prim ria incorporada PEC e o peso das solu es construtivas Ao n vel da energia prim ria incorporada PEC j existem algumas publica es que abordam esta tem
53. s vel identificar tr s diferentes partes constituintes 1 Elementos de suporte vigotas prefabricadas de bet o pr esfor ado pain is alveolares de bet o pr esfor ado vigas met licas vigas de madeira vigas prefabricadas de bet o armado ou pr esfor ado assim como as lajes maci as ou nervuradas de bet o armado entre outros 11 Revestimento superior que constitui o acabamento do pavimento e que descansa sobre a arma o ou estrutura de suporte lajeado soalho de madeira revestimentos sint ticos entre outros iii Revestimento inferior executado por baixo dos elementos de suporte e que pode ser rebocado estucado com gesso ou revestido com placas prefabricadas de materiais de todos os tipos Neste trabalho foram estudados cinco tipos distintos de tecnologias construtivas para pavimentos cujas diferen as residem fundamentalmente ao n vel da parte encarregada pelo suporte 1 Pavimentos aligeirados de vigotas pr esfor adas e blocos cer micos de cofragem 11 Pavimentos em laje maci a de bet o armado iii Pavimentos em pain is alveolares prefabricados de bet o pr esfor ado iv Pavimentos mistos com cofragem met lica colaborante v Pavimentos em madeira Dentro de cada tipo de tecnologia construtiva excep o dos pavimentos de madeira a metodologia MARS SC foi aplicada a tr s solu es poss veis na primeira s foi considerada a parte encarregada pelo suporte do pavimento sem qua
54. solante t rmico e lajeta flutuante Pav12 8 2 5 Pavimentos de estrutura descont nua em madeira 8 2 5 1 Apresenta o da tecnologia construtiva Antes do aparecimento do bet o armado esta era praticamente a nica tecnologia de pavimentos existente em Portugal Actualmente s muito raramente se recorre a este tipo de tecnologia pois 184 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil I Mestrado em Engenharia Civil f f ae ci Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o as lajes de bet o armado ou de elementos met licos prestam se melhor s exig ncias mec nicas pretendidas Este tipo de tecnologia possui a grande vantagem de ser bastante mais leve do que as restantes tecnologias construtivas A baixa massa torna este tipo de pavimentos adequado a locais em que a dist ncia de transporte dos materiais e componentes de constru o elevada Os pavimentos de madeira apresentam baixa energia prim ria incorporada e baixa in rcia t rmica A sua baixa in rcia t rmica poder sempre que necess rio ser compensada pela sua utiliza o em conjunto com outras tecnologias construtivas mais pesadas A madeira desde que tenha origem em planta es sustent veis doutra forma o impacte na biodiversidade ser elevado um dos materiais de constru o com menor impacte ambiental Tamb m preciso ter em aten o os compostos qu micos utilizados para a sua
55. stico para os 500 Hz obtido atrav s da lei experimental da massa resultante das equa o 7 2 1 ou 7 2 2 acrescentando lhe a diferen a de isolamento entre elementos simples e duplos com a mesma massa superficial total Dif como se pode observar na equa o 7 2 3 Nas solu es correntes com caixas de ar com largura na gama dos 2 a 4 cm esta diferen a para a frequ ncia dos 500 Hz pr xima dos 4 dB Quando as caixas de ar apresentam largura superior a 4 cm a diferen a muito maior podendo atingir os 9 dB no caso de solu es com pain is cujas massas n o s o muito diferentes Room 14 3Log m 111 dB Dif 7 2 3 1 2 Frequ ncia de resson ncia do conjunto das massas e caixa de ar A frequ ncia de resson ncia do conjunto das massas e da caixa de ar calculada para os elementos duplos atrav s da equa o 7 2 4 fr 84 nam a 7 2 4 d largura da caixa de ar m em que m massa do pano i kg m Quando o valor da frequ ncia de resson ncia se situa fora da zona aud vel isto geralmente abaixo dos 100 Hz desprezada a perturba o que ocorre na curva de isolamento sonoro na 165 Ricardo Mateus frequ ncia de resson ncia do conjunto Quando a frequ ncia de resson ncia superior a 100 Hz deve se corrigir o elemento construtivo aumentando a largura da caixa de ar e ou a massa de cada um dos panos 1 3 Frequ ncias de resson ncia da caixa de ar As reflex es m ltiplas das
56. ua em madeira sem isolante t rmico composto por piso em madeira 1 80 cm e tecto revestido com pain is de gesso cartonado 1 25 cm fig 8 20 Pavimento de estrutura descontinua em madeira com piso em madeira 1 80 cm tecto falso composto por dois n veis de pain is de gesso cartonado 2x1 25 cm e manta de l de rocha 8 cm aplicada no tardoz do tecto fig 8 21 Pavimento de estrutura descont nua em madeira com revestimento de piso flutuante sobre revestimento estrutural em madeira 1 80 cm tecto revestido com pain is de gesso cartonado 1 25 cm e manta de l de rocha 8 cm aplicada no tardoz do tecto fig 8 22 Pavimento de estrutura descont nua em madeira com piso flutuante em madeira 1 80 cm tecto revestido com pain is de gesso cartonado 1 25 cm e manta de l de rocha 8 cm aplicada no tardoz do tecto fig 8 23 de salientar que no estudo publicado por Martin 1995 o comportamento sonoro foi avaliado em pavimentos em que a altura das vigas era de 20 cm Atendendo maior altura das vigas 30 cm dos pavimentos estudados neste documento poss vel que estes apresentem na realidade melhor comportamento sonoro 1 Pre hee in x Valor caracter stico da resist ncia flex o 186 LP ESCOLA DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Mestrado em Engenharia Civil gt f ae 5 Novas tecnologias construtivas com vista sustentabilidade da constru o 1 Pavimento

Parte III (Pag 153 a 197)

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