ANTE-PROJETO DE SISTEMA CONSTRUTIVO RESIDENCIAL …ANTE-PROJETO DE SISTEMA CONSTRUTIVO RESIDENCIAL COM VISTAS A RACIONALIZAÇÃO DA ARQUITETURA E SUSTENTABILIDADE PARA O CLIMA QUENTE

ANTE-PROJETO DE SISTEMA CONSTRUTIVO RESIDENCIAL COM VISTAS A

RACIONALIZAÇÃO DA ARQUITETURA E SUSTENTABILIDADE PARA O CLIMA

QUENTE E ÚMIDO

Natália Ferreira de Queiroz, Arquiteta e Urbanista, Universidade Federal do Rio Grande do Norte; e-mail: [email protected]

Marcelo Bezerra de Melo Tinoco, Dr. Departamento de Arquitetura, Universidade Federal do Rio Grande do Norte; e-mail: [email protected]

Aldomar Pedrini, Ph.D. Departamento de Arquitetura, Universidade Federal do Rio Grande do Norte; e-mail: [email protected]

RESUMO

O artigo tem como objetivo apresentar o ante-projeto de sistema construtivo pré-fabricado para residências com vistas à

racionalidade e sustentabilidade no projeto arquitetônico para clima quente e úmido de Natal-RN. A proposta foi

condicionada pelos problemas relacionados a práticas atuais da construção civil nacional, decorrentes de sistemas

construtivos artesanais, mão de obra despreparada e alta produção de resíduos durante a obra. A análise do processo

industrial de diversos materiais, tais como o compensado naval, o alumínio, placas de gesso e madeira de

reflorestamento, bem como, a análise da mão de obra, do clima local e latitude da cidade em questão, influenciaram o

ante-projeto de um sistema pré-fabricado composto por painéis empilháveis de madeira com funções distintas de

resguardar, prover iluminação e ventilação natural. São destaques do projeto a solução dos encaixes, que permite

proteção dos encontros da umidade, e a estocagem e montagem dos fechamentos já revestidos sem uso de argamassa. A

proposta é compatível com o clima local e possibilita construção de diversos layouts arquitetônicos, aberturas amplas e

protegidas da radiação solar direta, possui baixa energia incorporada, manutenção facilitada e de baixo custo, rapidez e

controle de cronograma de obras e produção mínima de resíduos.

Palavras-chave: pré-fabricação; sustentabilidade; sistemas construtivos.

ABSTRACT

This paper introduces the pre fabricated construction system design for houses, with emphasis on the rationalization and

sustainability of architectural projects for the hot and humid climate of Natal/Brazil. The proposal was conditioned by

problems related to current national civil construction practices, resulting from artisanal practices, unqualified labor and

high level of residues during the construction process. The analysis of the industrial processes of construction systems,

such as naval plywood, aluminum, gypsum plates, and reforestation wood, as well as the labor skills, the city climate

and geographic position, influential the final result: a pre-fabricated system made with wood stack panels able to protect

and provide daylight and natural ventilation. The design higlights are the joints solution, that allow moisture protection,

and the storage and assembly, of closures without finishing. The design is compatible with the local climate and allows

the combination of several architectural lay-outs, with large and shaded openings, low embodied energy, easy and low

cost maintenance, short time construction, chronogram control e low level of residue production.

Key-words: pre fabricated; sustainability; construction system

1 INTRODUÇÃO

1.1 Geração de resíduos de construção e demolição.

No Brasil há uma diversidade de técnicas construtivas, das mais avançadas a técnicas artesanais e tradicionais,

despreocupadas em otimizar recursos. A falta de racionalização do projeto e do canteiro de obras gera uma produção

elevada de resíduos n Brasil. A construção civil é responsável por grande parcela na produção de lixo, superando a

produção de lixo doméstico em alguns lugares. Em Salvador (BA), a quantidade de entulho recolhida em obras e

reformas é de aproximadamente 60% do total

Paulo, são recolhidas diariamente 4.000 toneladas de lixo de construções pelas concessionárias da prefeitur

dos municípios ainda não possui estrutura na área ambiental para fiscalizar e regul

(BÄCHTOLD, 2008). Dentre os materiais utilizados em construções os maiores desperdícios s

argamassas (tabela 1).

Tabela 1 – Balanço geral de perdas de materiais em processos construtivos conforme pesquisa nacional em 12 estados Materiais/Componentes

Concreto usinado Aço Blocos e tijolos Emboço ou massa única - interno Contrapiso Placas cerâmicas Gesso Fonte: Finep/senai/pcc 1998 apud (SOUZA e DEANA, 2007)A geração excessiva de lixo na construção civil

com a gestão eficiente do canteiro de obras. Ainda que a reciclagem

importantes, não são suficientes para resolver

número, a difusão de sistemas construtivos limpos pode ser uma solução

resíduos no canteiro de obras, solucionando

1.2 Arquitetura pré-fabricada

Muitos apontam o uso de sistemas pré-fabricado

desse tipo de sistema requer controle do canteiro de obras e em parte dos casos, coordenação de sistema modular. Como

vantagem, promove construções rápidas com maior confiabilidade do cronograma de obras, meno

administrativa e baixa produção de resíduos.

A padronização dos componentes, a produção fabril e a racionalização dos recursos fize

fabricados ganhassem reputação de serem barato

largamente usados de maneira inexpressiva esteticamente. No Brasil, muitas vezes são utilizadas na pro

galpões e projetos com limitações econômicas como habitações de interesse social (

Figura

Existem muitas exceções quanto à expressi

na arquitetura teve inicio por volta do século XVII, desde

fabricados estavam em evidência. Na Califórnia, no início do século XIX, havia uma grande demanda habit

as novas colônias, houve então, um grande desenvolvimento do sistema pré

período do modernismo, grandes arquitetos e engenheiros como, Le Corbusier, Jean Prouvé, Buckminster Fuller,

Richard Roger, Valter Gropius entre outros, exploraram a estética proporcionada pelos sistemas pré

resultados expressivos (ARIEFF e BURKHART, 2002)

construção civil é responsável por grande parcela na produção de lixo, superando a


e 60% do total; em Goiânia (GO) e em Porto Alegre (RS) esse índice é de 55%. Em São

Paulo, são recolhidas diariamente 4.000 toneladas de lixo de construções pelas concessionárias da prefeitur

dos municípios ainda não possui estrutura na área ambiental para fiscalizar e regulamentar a destinação desses resíduos

Dentre os materiais utilizados em construções os maiores desperdícios s

Balanço geral de perdas de materiais em processos construtivos conforme pesquisa nacional em 12 estados (perdas percentuais). média Mediana Min. 09 09 02 10 11 04 17 13 03 104 102 08 67 53 11 16 14 02 45 30 14

(SOUZA e DEANA, 2007) de lixo na construção civil está relacionada a ações oriundas do projeto arquitetônico e

com a gestão eficiente do canteiro de obras. Ainda que a reciclagem de entulhos cerâmicos e cimentício sejam

importantes, não são suficientes para resolver o problema da geração de lixo pelas construções.

sistemas construtivos limpos pode ser uma solução mais eficaz porque evita a produção d

solucionando o problema em sua origem.

fabricada

fabricados como resposta para vários problemas na construção civil. A utilização

sistema requer controle do canteiro de obras e em parte dos casos, coordenação de sistema modular. Como

vantagem, promove construções rápidas com maior confiabilidade do cronograma de obras, meno

administrativa e baixa produção de resíduos.

A padronização dos componentes, a produção fabril e a racionalização dos recursos fizeram com que os sistemas pré

hassem reputação de serem baratos, porém feios. O equívoco deve-se ao f

largamente usados de maneira inexpressiva esteticamente. No Brasil, muitas vezes são utilizadas na pro

limitações econômicas como habitações de interesse social (Figura 1).

Figura 1 - Habitação de interesse social pré-fabricada.

Fonte: (ZENHA, FILHO et al., 1998) Existem muitas exceções quanto à expressividade do sistema pré-fabricado na história da arquitetura. A pré

na arquitetura teve inicio por volta do século XVII, desde então houve uma série momentos em que os sistemas pré

fabricados estavam em evidência. Na Califórnia, no início do século XIX, havia uma grande demanda habit

um grande desenvolvimento do sistema pré-fabricado. Nas fases dos pós

, grandes arquitetos e engenheiros como, Le Corbusier, Jean Prouvé, Buckminster Fuller,

Richard Roger, Valter Gropius entre outros, exploraram a estética proporcionada pelos sistemas pré

(ARIEFF e BURKHART, 2002), como Figura 2, Figura 3, Figura 4.

construção civil é responsável por grande parcela na produção de lixo, superando a


e em Porto Alegre (RS) esse índice é de 55%. Em São

Paulo, são recolhidas diariamente 4.000 toneladas de lixo de construções pelas concessionárias da prefeitura. A maioria

amentar a destinação desses resíduos

Dentre os materiais utilizados em construções os maiores desperdícios são verificados no uso de

Balanço geral de perdas de materiais em processos construtivos conforme pesquisa nacional em 12 estados

Máx 23 16 48 234 164 50 120

está relacionada a ações oriundas do projeto arquitetônico em conjunto

ntulhos cerâmicos e cimentício sejam

o problema da geração de lixo pelas construções. Ainda que em menor

porque evita a produção de

os problemas na construção civil. A utilização

sistema requer controle do canteiro de obras e em parte dos casos, coordenação de sistema modular. Como

vantagem, promove construções rápidas com maior confiabilidade do cronograma de obras, menor estrutura

ram com que os sistemas pré-

se ao fato desses sistemas serem

largamente usados de maneira inexpressiva esteticamente. No Brasil, muitas vezes são utilizadas na produção de

).

na história da arquitetura. A pré-fabricação

então houve uma série momentos em que os sistemas pré-

fabricados estavam em evidência. Na Califórnia, no início do século XIX, havia uma grande demanda habitacional para

s fases dos pós-guerras e no

, grandes arquitetos e engenheiros como, Le Corbusier, Jean Prouvé, Buckminster Fuller,

Richard Roger, Valter Gropius entre outros, exploraram a estética proporcionada pelos sistemas pré-fabricados com

Figura 2 - Casa Heidy Weber, Le

Corbusier, 1961. Fonte: Gorski (2007)

1.2.1 Tipos de sistemas Pré

Alguns autores classificam os sistemas pré

pré-fabricado modulado.

O sistema manufaturado tem a edificação construída na fábrica ou no canteiro

sistema de quadros e podem ser compostos de

paredes ou ambientes são construídos em fábrica de acordo com o projeto e transportados para o canteiro de o

serão montados e revestidos. É um sistema largamente usado nos Estados Unidos, onde há centenas de empresas que o

empregam em construções exclusivas ou vendem kits com projetos pré

O sistema modulado é composto por unidades ou módulos em

terreno em caminhões para montagem. Podem ser desmontados e normalmente são mais caros se comparados com o

sistema manufaturado. Porém trazem economia de custo na administração e no processo construtivo

como banheiros e cozinhas podem ser feitos à parte. Muitos autores consideram esse sistema como promessa da

construção civil. Nos Estados Unidos são construídas cerca de 45.000 casas por ano utilizando sistemas do tipo. No

Brasil esse sistema já é usado para viabilizar projetos de conjuntos habitacionais de interesse social com cronogramas

curtos (ZENHA, FILHO et al., 1998; CRAVEN, 2000b; GRISSIM, 2007)

1.3 Impacto do uso dos materiais

A escolha dos materiais de uma edificação influencia seu impacto no ambiente, pois eles são extraídos e processados de

alguma maneira antes de ser incorporados à construção. Na escolha dos materiais, devem

inerentes, a maneira como são inseridos na edificação

2006). Alguns dos fatores determinantes para

inicial do projeto, são:

• a energia necessária para produção;• a emissão de CO² resultante da fabricação;• o impacto do meio ambiente local resultante da extração;• a toxidade do material; • o transporte durante sua fabricação e entrega no sítio• o nível de poluição resultante do material no final de sua vida út• a manutenção requerida e quais materiais necessários para manutenção;• a contribuição do material na redução do impacto ambiental da edificação (exemplo

de aberturas); • a flexibilidade do projeto em acomodar mudanças de usos ao • a vida útil do material e seu potencial de reutilização se a edificação for demolida.

Um dos conceitos usados para caracterizar o impacto do uso de materiais em

que descreve a quantidade de energia u

considera-se o uso de fontes de energia não renováveis no processo de fabricação e transporte. Eles são responsáveis

por emissões de gases que provocam o efeito estufa e fenômenos t

Figura 3 - La Maison Tropicale,

Jean Prouvé, 1949. Fonte: Balazs (2008)

Figura 4 - Casa Zip

Fonte: Fressola

Tipos de sistemas Pré-fabricados

Alguns autores classificam os sistemas pré-fabricados em dois tipos: o sistema pré-fabricado manufaturado e o sistema

O sistema manufaturado tem a edificação construída na fábrica ou no canteiro. É constituído de seções elabo

compostos de perfis delgados de aço (stell frame) ou de madeira (

s em fábrica de acordo com o projeto e transportados para o canteiro de o


empregam em construções exclusivas ou vendem kits com projetos pré-definidos (CRAVEN, 2000a; GRISSIM, 2007)

O sistema modulado é composto por unidades ou módulos em forma de painéis construídos em fábrica e levados ao


sistema manufaturado. Porém trazem economia de custo na administração e no processo construtivo



istema já é usado para viabilizar projetos de conjuntos habitacionais de interesse social com cronogramas

(ZENHA, FILHO et al., 1998; CRAVEN, 2000b; GRISSIM, 2007).

Impacto do uso dos materiais

colha dos materiais de uma edificação influencia seu impacto no ambiente, pois eles são extraídos e processados de

alguma maneira antes de ser incorporados à construção. Na escolha dos materiais, devem-se considerar

o são inseridos na edificação e seu desempenho térmico junto ao clima inserido (ROALF,

erminantes para qualidade dos materiais e que devem ser considerados durante a fase

produção; resultante da fabricação;

impacto do meio ambiente local resultante da extração;

nsporte durante sua fabricação e entrega no sítio; nível de poluição resultante do material no final de sua vida útil; manutenção requerida e quais materiais necessários para manutenção; contribuição do material na redução do impacto ambiental da edificação (exemplo,

flexibilidade do projeto em acomodar mudanças de usos ao longo do tempo; vida útil do material e seu potencial de reutilização se a edificação for demolida.

Um dos conceitos usados para caracterizar o impacto do uso de materiais em edificações é o de energia incorporada,

que descreve a quantidade de energia usada para produzir um objeto em fase primária e secundária. Para o cálculo

se o uso de fontes de energia não renováveis no processo de fabricação e transporte. Eles são responsáveis

por emissões de gases que provocam o efeito estufa e fenômenos tóxicos. Portanto, quanto maior o número de

Casa Zip-Up, Richard Roger,

1969. Fonte: Fressola (2008)

fabricado manufaturado e o sistema

onstituído de seções elaboradas com

) ou de madeira (wood frame). As

s em fábrica de acordo com o projeto e transportados para o canteiro de obras onde


(CRAVEN, 2000a; GRISSIM, 2007).

forma de painéis construídos em fábrica e levados ao


sistema manufaturado. Porém trazem economia de custo na administração e no processo construtivo. As áreas molhadas



istema já é usado para viabilizar projetos de conjuntos habitacionais de interesse social com cronogramas

colha dos materiais de uma edificação influencia seu impacto no ambiente, pois eles são extraídos e processados de

se considerar suas qualidades

e seu desempenho térmico junto ao clima inserido (ROALF,

e que devem ser considerados durante a fase

, brises para sombreamento

dificações é o de energia incorporada,

sada para produzir um objeto em fase primária e secundária. Para o cálculo

se o uso de fontes de energia não renováveis no processo de fabricação e transporte. Eles são responsáveis

óxicos. Portanto, quanto maior o número de

processos pelos quais os componentes e materiais passam, quanto mais distante for seu deslocamento, maior será sua

energia incorporada e o número de resíduos associados a sua produção. Apesar das dificuldades da caracterização da

energia incorporada de materiais no Brasil, os materiais mais freqüentes nas edificações nacionais foram identificados

nos trabalhos de West et al 1994 apud Roaf (2003) e Calkins (2009): aço, concreto, madeira, tijolo, cimento,

agregados, vidro e argamassa (ROAF, FUENTES et al., 2003) (

Tabela 2).

Tabela 2 – Energia incorporada dos materiais Material Energia Incorporada (MJ\tonelada) Cimento Portland 5.232 Concreto 990 Madeira cerrada tratada 1.971 Tijolo 9.000 Solo-cimento 850 Aço 19.700 Alumínio 150.200 Fonte: (CALKINS, 2009) Materiais como os metais possuem alta energia incorporada, pois passam por um processo de fabricação que consome

alta quantidade de energia. É aconselhado que o uso de metais em edificações seja minimizado e usados em pequenas

quantidades. O aço inoxidável e o alumínio apresentam alta energia incorporada e devem ser usados em menor

quantidade, ainda que possuam alta durabilidade e potencial de reciclagem.

A energia contida nos plásticos é extremamente alta porque tem origem nos subprodutos do petróleo, emitindo gases

nocivos à atmosfera. Segundo Roalf (2006), um plástico que deve ser menos usado é o cloreto de polivinil (PVC), pois

ele é difícil de ser descartado de maneira ecológica e segura. Apesar de ser reciclado, o mercado de reciclagem do PVC

ainda não é difundido.

O uso de madeira está associado a uma boa prática ambiental. Porém, devem-se tomar algumas precauções com seu uso

como a verificação da origem da madeira, que de preferência deve vir de reflorestamento ou reutilização de demolições,

e evitar seu transporte por grandes distâncias. Deve-se evitar também o descarte de seus resíduos com queimadas.

2 OBJETIVO

O objetivo deste artigo é apresentar o ante-projeto de sistema construtivo pré-fabricado de baixo impacto ambiental

constituído de painéis modulados baseados na construção em frame, apropriado ao clima quente e úmido.

Os objetivos específicos são:

• Elaborar um sistema construtivo que permita uma variabilidade de layouts e uso de diversos materiais de fechamentos.

• Elaborar sistema de construção possível para mão de obra local e com baixo processo de industrialização. • Selecionar materiais de baixo impacto ambiental. • Resultar em um sistema construtivo leve condizente com o clima quente e úmido

3 METODOLOGIA

O processo projetual foi dividido em quatro etapas: escolha da modulação, seleção de materiais, projeto dos encaixes e

escolha dos painéis.

Primeiro, os estudos para o ante-projeto do sistema construtivo partiram de princípios de paginação do projeto através

dos conceitos de coordenação modular com aplicação de uma modulação tridimencional. A modulação permite a

divisão dos elementos do sistema em painéis de vedação pré-fabricados e também facilita seu transporte e sua

montagem na obra, diminuindo a emissão de gases nocivos, desperdícios de água e energia durante a construção.

Segundo, a seleção de materiais para o sistema construtivo considerou a disponibilidade do material na região, impacto

de sua extração no meio, sua energia incorporada, durabilidade, manutenção, reutilização, reciclabilidade e estética. Os

materiais analisados foram: o aço, a madeira remanejada e de reflorestamento, o painel de compensado, o OSB e o Dry-

wall. Terceiro, o projeto dos encaixes e pré-dimensionamento dos quadros foram baseados em experiências do grupo de

pesquisa do Habitare em convênio com a UFSc (Bonin, 2006) e estudos apresentados por Ching (2001) para

construções em Wood-frame. Por último, escolha dos tipos de painéis que compõe o sistema considerou as estratégias

bioclimáticas para o clima quente e úmido, bem como, a possibilidade de privacidade e/ou o contato com o exterior.

4 RESULTADOS

4.1 Escolha da modulação

A modulação tridimensional adotada para o sistema construtivo é de 1,20m (eixos x e y) e 0,90m (eixo z). A escolha da

modulação considerou as dimensões mínimas ergonômicas dos ambientes residenciais, dentre elas, a dimensão mínima

de corredores (80 cm), altura de peitoril de janela (90 cm a 100 cm), altura do pé-direito mínimo (2,50 m) e largura de

uma porta acessível (90 cm). A modulação atende a todos essas medidas e não há excesso. A dimensão de painéis de

fechamento, tais como os cimentícios, compensados de madeira e dry-wall também foi considerada. Eles são

comercializados com 1,20m de largura e altura variada.

Para resolver a relação entre os elementos de fechamento, a estrutura, e a modulação foram criadas zonas neutras na

malha de modulação de 10cm x 10cm (podendo variar). Essas zonas aparecem na presença de quinas e em outros

encontros ortogonais das paredes e na presença de pilares. A função da zona neutra é de incorporar os elementos

estruturais (vigas e pilares) sem interferir na aplicação dos fechamentos de vedação (Figura 5).

Figura 5 - Modulação escolhida, em vermelho as zonas neutras.

4.2 Escolha dos materiais

O sistema construtivo utiliza materiais com baixo impacto ambiental. Na seleção analisou-se a disponibilidade do

material no país, impacto de sua extração no meio, sua energia incorporada, durabilidade, manutenção, reutilização,

reciclabilidade e estética. Os materiais analisados foram: o aço, a madeira remanejada e de reflorestamento, o painel de

compensado, o OSB e o Dry-wall.

O aço foi o primeiro material a ser descartado devido à alta energia incorporada, o grande impacto de sua extração, sua

disponibilidade e preço. A madeira é o material com menor energia incorpora dentre os analisados, pois é de fonte

renovável e com baixo processo industrial e, dependendo de sua origem, pode ser o material com menor impacto

também na extração (CALKINS, 2009)

O compensado é um painel composto de várias camadas de lâminas de madeira de pequena espessura coladas entre si

por um adesivo, dependendo do adesivo podem ser utilizados no exterior das edificações. Para os compensados de uso

permanente que são empregados expostos a intempéries, é necessário realizar o tratamento preservativo do

compensado, visto que as madeiras utilizadas na sua produção são de baixa durabilidade natural. Essa fragilidade do

compensado faz com que o mesmo não possa ser reciclado (FERREIRA, 2003). O compensado foi preferido em

relação ao OSB devido ao efeito estético.

O painel de Dry-Wall tem o gesso de gipsita como matéria prima. Esse é um tipo mais resistente que o comum

encontrado no mercado de decoração. Na extração da gipsita, não há produção de resíduos tóxicos. Em geral, a

interferência humana nas minas é curta. Além disso, todos os fabricantes

recuperação ambiental nos locais de extração

dry-wall é fácil, rápida e barata, podendo o painel ser recortado com estilete ou

dry-wall e um pouco de massa para rejunte.

De acordo com a comparação, escolheu

escolhida a madeira remanejada, o angelim

externo, o compensado de madeira com proteção de umida

fechamento interno placas de gesso e nos detalhes de encaixes estruturais o alumínio.

4.3 Escolha dos encaixes

A escolha dos encaixes é importante para

de instalações, compatibilidade com a modulação e leveza. Para facilitar a construção ou o desmonte dos painéis

preferiram-se encaixes de junta seca. A proposta explorou os encontros

feitos por um terceiro elemento. Essa solução apresenta encontros

de encaixe possui fácil execução e permite

junta protegida, a repetição de painéis é minimizada em relação à junção de tipo mata

Após a escolha dos encaixes verticais foi pensado o sistema de encaixe horizontal dos painéis com as vigas inferiores e

superiores e com janelas. Uma preocupação na escolha desses encaixes era que possibilitassem a chegada e montagem

dos painéis já revestidos, diminuindo o cronograma de obra.

na construção em wood-frame comum, porém a travessa superior possui maior largura conforme mostra a

que possibilita o travamento com o painel revestido.

(a)

Figura 6 - Solução adotada com painéis do tipo fêmea

de gipsita como matéria prima. Esse é um tipo mais resistente que o comum


interferência humana nas minas é curta. Além disso, todos os fabricantes no Brasil de chapas de gesso tem políticas de

recuperação ambiental nos locais de extração (ARQUITETURAECONSTRUÇÃO, 2007). A manutenção em painéis de

é fácil, rápida e barata, podendo o painel ser recortado com estilete ou serra e remendado com uma fita para

ouco de massa para rejunte.

De acordo com a comparação, escolheu-se a madeira reflorestada para a estrutura dos painéis

o angelim-pedra, devido à resistência e pouca procura do mercado

com proteção de umidade, porém como dito anteriormente o sistema

fechamento interno placas de gesso e nos detalhes de encaixes estruturais o alumínio.

para que permita liberdade de layouts, facil montagem, integração com os sistemas


se encaixes de junta seca. A proposta explorou os encontros com painéis do tipo fêmea

solução apresenta encontros reforçados e resulta em um sistema seguro. Esse tipo

e permite apenas um padrão de painel (Figura 6).

O encaixe também apresenta um encontro

umidade. Esse encontro poder ser classificado como uma

versão dissimulada da junção de tipo mata

utilizada em construções de madeira,

ADAMS, 2001). No encontro proposto o elemento de

junção é incorporado ao painel sendo protegido por

placas de vedação (Figura 7). Dessa forma, além de uma

junta protegida, a repetição de painéis é minimizada em relação à junção de tipo mata-junta, onde a junta é exposta.

foi pensado o sistema de encaixe horizontal dos painéis com as vigas inferiores e


dos painéis já revestidos, diminuindo o cronograma de obra. Como solução optou-se por um sistema de encaixe baseado

comum, porém a travessa superior possui maior largura conforme mostra a

que possibilita o travamento com o painel revestido.

(b)

Solução adotada com painéis do tipo fêmea-fêmea.

de gipsita como matéria prima. Esse é um tipo mais resistente que o comum


no Brasil de chapas de gesso tem políticas de

A manutenção em painéis de

serra e remendado com uma fita para

restada para a estrutura dos painéis. Para esquadrias, foi

e pouca procura do mercado. Para fechamento

de, porém como dito anteriormente o sistema. Para

permita liberdade de layouts, facil montagem, integração com os sistemas


com painéis do tipo fêmea-fêmea com encaixes

orçados e resulta em um sistema seguro. Esse tipo

ambém apresenta um encontro protegido da

umidade. Esse encontro poder ser classificado como uma

versão dissimulada da junção de tipo mata-junta,

utilizada em construções de madeira, (CHING e

. No encontro proposto o elemento de

junção é incorporado ao painel sendo protegido por

). Dessa forma, além de uma

junta, onde a junta é exposta.

foi pensado o sistema de encaixe horizontal dos painéis com as vigas inferiores e


se por um sistema de encaixe baseado

comum, porém a travessa superior possui maior largura conforme mostra a Figura 7 o

Figura 7 – (a) Junção adotada em planta e em corte, (b) mostrando o encontro de um painel o piso e a viga, respectivamenteA elaboração de painéis pré-fabricados dá margem a um sistema pré

construtivos podem ser apresentados em catálogos e montados de acordo com o projeto arquitetônico.

o sistema de frames em conjunto a pilares e vigas,

frame comum devido ao torque provocado

todos os esforços da edificação. Escolheram

pilares de madeira (REBELLO, 2000). Os baços

travamento á uma altura de 3 metros (Figura

de momento principalmente vindos do

formando novos pilares compostos de até 0,26 m de espessura, conforme mostra imagem a seguir.

Figura 8 -Juntas com pilares travados formando pilares compostos

No sistema construtivo proposto a empena, o telhado, e o sistema de fundação não

unicidade do projeto arquitetônico. Porém

base adotada.

A diferença entre o sistema de frame comum e o sistema projetado é a adoção de elementos

(pilares e vigas), essa combinação permite a adoção de beirais amplos e o uso de tesouras mais espaçadas, que não são

possíveis em uma construção em frame comum. Os pilares e vigas podem ser mais delgados, pois os esforços são

distribuídos também através dos frames.

Os painéis de fechamento possuem estrutura interna elaborada

E. saligna) com tratamento inseticida e fungicida. O pré

experiências da UFSC (BONIN, 2006)

habitação social elaborada na UFSC utiliza painéis em

quadros de 41 cm. Ching e Adams (2001)

máximo de 60cm. Nos painéis se adotou um

mostra a Figura 9. Essas medidas podem mudar durante a fase futura de cálculos com um engenheiro civil devido a

presença de pilares compostos.

(a) Junção adotada em planta e em corte, (b) mostrando o encontro de um painel o piso e a viga, respectivamentefabricados dá margem a um sistema pré-fabricado de ciclo aberto, onde os elementos

tados em catálogos e montados de acordo com o projeto arquitetônico.

em conjunto a pilares e vigas, possibilitando a adoção de beiras na cobertura, difícil

comum devido ao torque provocado , por isso, as vigas e pilares podem ser mais delgados já que não suportarão

scolheram-se pilares de 10 cm x 10 cm a partir de abacos de pré

. Os baços mostram que pilares com 10 cm de largura podem ser usados

Figura 8). Mesmo assim, para evitar flambagem dos pilares devido aos esforços

o principalmente vindos do beiral, há o travamento das colunas pelos próprios

os pilares compostos de até 0,26 m de espessura, conforme mostra imagem a seguir.

Juntas com pilares travados formando pilares compostos

No sistema construtivo proposto a empena, o telhado, e o sistema de fundação não são pré-fabricados para preservar a

unicidade do projeto arquitetônico. Porém o projeto desses elementos deve ser racionalizado obedecendo à modulação

A diferença entre o sistema de frame comum e o sistema projetado é a adoção de elementos



ibuídos também através dos frames.

uem estrutura interna elaborada com eucalipto de reflorestamento (

) com tratamento inseticida e fungicida. O pré-dimensionamento dos frames foi elaborado

, 2006) e estudos apresentados por Ching (2001) para construções em

habitação social elaborada na UFSC utiliza painéis em quadro com espessura de 3cm e um espaçamento máximo entre

(2001) recomendam adoção de frame com espessura mínima de 5cm e espaçamento

máximo de 60cm. Nos painéis se adotou um quadro central de 5cm x 10cm com espaçamento de 49cm, conforme

Essas medidas podem mudar durante a fase futura de cálculos com um engenheiro civil devido a

Figura 9 - Painel adotado para o projeto.

(a) Junção adotada em planta e em corte, (b) mostrando o encontro de um painel o piso e a viga, respectivamente fabricado de ciclo aberto, onde os elementos

tados em catálogos e montados de acordo com o projeto arquitetônico. O sistema utiliza

na cobertura, difícil no sistema de

podem ser mais delgados já que não suportarão

bacos de pré-dimensionamento de

mostram que pilares com 10 cm de largura podem ser usados sem

Mesmo assim, para evitar flambagem dos pilares devido aos esforços

próprios painéis pré-fabricados

os pilares compostos de até 0,26 m de espessura, conforme mostra imagem a seguir.

fabricados para preservar a

racionalizado obedecendo à modulação

A diferença entre o sistema de frame comum e o sistema projetado é a adoção de elementos estruturais em pórticos



com eucalipto de reflorestamento (Eucalyptusgrandis ou

nsionamento dos frames foi elaborado a partir de

para construções em wood-frame. A

com espessura de 3cm e um espaçamento máximo entre

ínima de 5cm e espaçamento

central de 5cm x 10cm com espaçamento de 49cm, conforme

Essas medidas podem mudar durante a fase futura de cálculos com um engenheiro civil devido a

4.4 Tipo de painéis

O sistema pré-fabricado de painéis modulados

o projeto dos painéis que compõe o sistema

possibilidade de privacidade e/ou o contato com o exterior motiv

painéis que possibilitassem mobilidade do projeto arquitetônico. Os painéis foram divididos por painéis de fechamento,

painéis portas e painéis de aberturas.

Os painéis de fechamentos foram divididos em três tipos: o painel cego, o painel do tipo “T

O painel cego tem dimensões de 1,20 m X 2,70 m e de 1,20 m X 1,80 m

tipo “T” foi criado para evitar o apareci

balcão foi criado para estocagem ou similar sem ocupar a área interna da residência

As propriedades físicas dos painéis de fechamento

8 (zona de clima quente e úmido), as paredes devem ser leves

o atraso térmico máximo de 4,3 horas.

térmica dos painéis de fechamento é de 1,8 W/m².K, atraso térmico de 2,0 horas e absortância solar de 0,6.

Figura 10 - Painéis de fechamento e esquema do painel

Os painéis portas apresentam quatro variações:

com aberturas de 0,80m e painéis com aberturas de

estrutura dos painéis portas é semelhante ao painel de fechamento

Figura

Os painéis de aberturas foram projetados para diversas funções de privacidade,

segundo a latitude de Natal-RN e as possibilidades de orientações geográficas, conforme

Tabela 2. Como os painéis de aberturas possuem elementos de

reflorestamento não foi usada. Nas aberturas

sobre uso sustentável da madeira, sendo

Quadro Imagem Tipo de painel de

abertura

fabricado de painéis modulados incorpora princípios bioclimáticos para o clima quente e úmido e por isso

que compõe o sistema é importante. Não apenas o conforto ambient

contato com o exterior motivaram a proposta dos painéis. Foram propostos 15


entos foram divididos em três tipos: o painel cego, o painel do tipo “T” e

0 m X 2,70 m e de 1,20 m X 1,80 m para dar margem ao uso de janelas. O painel do

iado para evitar o aparecimento de uma zona neutra em um encontro esporádico

similar sem ocupar a área interna da residência (Figura 10

As propriedades físicas dos painéis de fechamento também foi avaliada. Segundo a ABNT (2005) na zona bioclimática

8 (zona de clima quente e úmido), as paredes devem ser leves e refletoras, com transmitância máxima de 3,06 W

o atraso térmico máximo de 4,3 horas. Utilizando equações apresentadas pela norma, se constatou que a

de 1,8 W/m².K, atraso térmico de 2,0 horas e absortância solar de 0,6.

Painéis de fechamento e esquema do painel-balcão respectivamente.

apresentam quatro variações: painéis com abertura de 1,04m, painéis com aberturas

om aberturas de 0,70m. A porta pode ser especificada de acordo com o projeto. A

portas é semelhante ao painel de fechamento (Figura 11).

ura 11 - Painéis portas e esquema do respectivo painel.

foram projetados para diversas funções de privacidade, ventilação, ilumin

e as possibilidades de orientações geográficas, conforme

os painéis de aberturas possuem elementos delgados, tais como venezianas, e c

aberturas adotou-se uma madeira mais nobre. A escolha considerou

, sendo escolhido o Angelim-pedra (IPT, 2003).

Quadro 1 – Tipo de painéis de aberturas e suas funções Tipo de painel de Orientação Função Iluminação

clima quente e úmido e por isso

. Não apenas o conforto ambiental, mas também a

inéis. Foram propostos 15


” e o painel do tipo balcão.

para dar margem ao uso de janelas. O painel do

esporádico de paredes. O painel

10).

também foi avaliada. Segundo a ABNT (2005) na zona bioclimática

m transmitância máxima de 3,06 W/m².K e

Utilizando equações apresentadas pela norma, se constatou que a transmitância

de 1,8 W/m².K, atraso térmico de 2,0 horas e absortância solar de 0,6.

balcão respectivamente.

painéis com abertura de 1,04m, painéis com aberturas de 0,90m, painéis

ser especificada de acordo com o projeto. A

ventilação, iluminação e sombreamento

lgados, tais como venezianas, e caixilhos; a madeira de

ira mais nobre. A escolha considerou o estudo do IPT

Ventilação

Venezianas móveis horizontais 1,20 x 1,80 m

Fachadas Leste-Oeste

Oferece contato com o exterior ou privacidade.

Oferece entrada de iluminação natural ou seu bloqueio

Oferece controle da ventilação natural

Venezianas móveis verticais 1,20 x 1,80 m

Fachadas nordeste, sudeste, noroeste e sudoeste.

Oferece contato com o exterior ou privacidade.

Oferece entrada de iluminação natural ou seu bloqueio


Janelas fixas envidraçadas 1,20 x 1,80 m

Fachadas Norte-sul mais o uso de beiral

Oferece contado com o exterior

Oferece entrada de iluminação natural

Bloqueia a entrada ou saída de ventos

Venezianas móveis horizontais de vidro 1,20 x 1,80 m


Oferece contado com o exterior



Bandeiras pivotantes de vidro 1,20 x 0,45 m


Pouco contato com o exterior devido à baixa altura


Uso para saídas de ar e ventilação noturna

Bandeiras pivotantes opaca 1,20 x 0,45 m

Uso em qualquer orientação

Pouco contato com o exterior quando aberta.

Oferece entrada de iluminação natural, se aberta.

Uso para saídas de ar e ventilação noturna

Fonte: arquivo pessoal Um projeto arquitetônico rural foi elaborado a fim de explorar a potencialidade do sistema formado. O projeto explorou

a racionalização dos recursos, bioclimatologia e eficiência energética, uso eficiente da água e redução do impacto da

implantação (Figura 12 e 13).

Figura 12 e Figura 13. Aplicação do sistema construtivo imaginado mostrando a possibilidade de tratamento

diferenciado as fachadas de acordo com orientação solar.

5 CONCLUSÕES

A proposta do sistema construtivo teve decorrência de possíveis soluções para problemas de gestão das obras

brasileiras. A solução mostra que a padronização e pré-fabricação de sistemas construtivos não implica necessariamente

na multiplicação de projetos semelhantes entre si. O sistema construtivo pré-fabricado empregado possui custo maior

quando comparado ao m² da alvenaria convencional, porém promove reduções de custos de diversas naturezas, como

estrutura (porque é mais leve), de desperdício de materiais, de mão-de-obra, de canteiro, de administração, de transporte

do material, de manutenção, de desmontagem, além da entrega da obra em menor prazo.

A proposta atendeu os objetivos do trabalho. A seleção de materiais de baixo impacto ambiental, considerou materiais

locais e não afetou negativamente a estética do sistema gerado. O sistema construtivo permite uma variabilidade de

layouts, partidos arquitetônicos e uso de diversos materiais de fechamentos, inclusive painéis cimentícios que

apresentam estética final semelhante ao da alvenaria. A integração com os sistemas de instalações é semelhante à de

sistema comuns de woodframe. Da mesma forma, é possível também o uso de isolamento térmico-acústico. O sistema

também é de fácil construção, sendo possível para mão-de-obra local, possuindo baixo processo de industrialização. O

conjunto também é leve e possui transmitância e atraso térmico baixos sendo condizentes com as Normas Brasileiras

vigentes e apropriado para o clima quente e úmido.

6 REFERÊNCIAS

ABNT. NBR15220-3/2005 - Desempenho térmico de edificações - Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e

diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio

de Janeiro. 2005c

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Disponível em: http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u429454.shtml. Acesso em: 18/08/2008.

BONIN, LUÍS CARLOS e SÉRGIO ROBERTO LEUSIN DE AMORIM. Inovação Tecnológica na Construção

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CHING, FRANCIS D. K. e CASSANDRA ADAMS. Técnicas de Construção Ilustradas, Bookman. 2001

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CRAVEN, JACKIE. What is a Manufactured Home? Disponível em:

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GREVEN, HÉLIO ADÃO e ALEXANDRA STAUDT FOLLMANN BALDAUF. Introdução à coordenação modular

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GRISSIM, JOHN. The Grissim Ratings Guide to Manufactured Homes. Washington. 2007

IPT. Madeira: Uso Sustentável na Construção Civil. São Paulo, IPT- Instituto de Pesquisas Tecnológicas. 2003

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ZILLES, ROBERTO e SÉRGIO H. FERREIRA DE OLIVEIRA. Sistema de geração de energia elétrica com células

fotovoltáicas integradas em edificações. Tecne. 2000.

7 AGRADECIMENTOS

Ao CNPq pela bolsa de iniciação científica.

ANTE-PROJETO DE SISTEMA CONSTRUTIVO RESIDENCIAL …ANTE-PROJETO DE SISTEMA CONSTRUTIVO RESIDENCIAL COM VISTAS A RACIONALIZAÇÃO DA ARQUITETURA E SUSTENTABILIDADE PARA O CLIMA QUENTE

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