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Engenharia Civil
_____________________________________________________________________________ Mestrado integrado em Engenharia Civil – Projeto FEUP
O que vestem os edifícios nas coberturas?
Projeto FEUP 2015/2016
Equipa 4M05
Bruno Duarte - [email protected] Pedro Sousa – [email protected]
Francisco Figueiredo – [email protected] Ruben Morim – [email protected]
João Lopes – [email protected]
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Índice
Introdução ..................................................................................................................................... 3
História e evolução das coberturas ............................................................................................... 4
Coberturas Inclinadas vs Coberturas Planas ................................................................................. 5
Tipos de telhados em termos de escoamento de água: ............................................................... 5
Coberturas ajardinadas ................................................................................................................. 7
Coberturas em cerâmica ............................................................................................................. 12
Chapas de Policarbonato............................................................................................................. 13
Coberturas Metálicas .................................................................................................................. 14
Conclusão .................................................................................................................................... 16
Bibliografia .................................................................................................................................. 18
Índice de figuras
Figura 1 Edifício com cobertura plana com revestimento em brita, localizado na FEUP.
Figura 2 Edifício com cobertura inclinada, com revestimento em telha cerâmica, localizado no Porto.
Figura 3 Tipos de águas
Figura 4 Cobertura ajardinada na baixa do Porto.
Figura 5 Constituição de uma cobertura ajardinada.
Figura 6 Cobertura ajardinada localizada na estação da Trindade ( Porto ).
Figura 7 Cobertura inclinada situada no Porto.
Figura 8 Edifício localizado no Porto.
Figura 9 Cobertura de policarbonato situada na FEUP.
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Introdução
Foi-nos proposto no projeto FEUP um trabalho que visa aprofundar o nosso
conhecimento a nível das coberturas dos edifícios.
Através deste trabalho pretendemos obter mais conhecimento sobre os vários tipos de
materiais utilizados nas coberturas e como estes influenciam as estruturas. A escolha do tipo de
estrutura certa e material apropriado vai influenciar bastante diversos fatores como a
temperatura e ornamentação do edifício.
Existe uma grande variedade de materiais com diferentes aspetos e utilizações, dando
assim, a possibilidade ao engenheiro civil de poder satisfazer ao máximo as necessidades das
infraestruturas modernas.
Sendo assim, o nosso trabalho tenta focar ao máximo os materiais e tipos de coberturas
disponíveis.
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História e evolução das coberturas
Desde o início, a história do Homem está interligada aos materiais. Essa ligação
é o conjunto de todos os materiais que inventamos ou descobrimos, manipulamos e
usamos.
Um dos primeiros materiais utilizados na construção de coberturas foi a pedra,
dando assim origem à Idade da Pedra. De facto, a Idade da Pedra é considerada como
sendo uma das mais importantes, no entanto este material foi progressiva e
parcialmente substituído pela madeira e, posteriormente, pelos metais que tiveram
uma enorme repercussão no modo de construção dos edifícios hoje em dia.
Atualmente, existe uma grande variedade de materiais que “se encontram
disponíveis” para a construção civil que são utilizados especificamente para certos fins:
o aumento de conforto dos utilizadores, o aumento de eficácia das funcionalidades do
edifício e até mesmo a sua ornamentação.
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Coberturas Inclinadas vs Coberturas Planas
Os diferentes tipos de construção necessitam de ter uma cobertura adequada
consoante a sua localização, a radiação solar recebida, a ação do vento e da chuva. Estes
fatores influenciam o tipo de cobertura, inclinada ou plana. Na Figuras 1 mostra-se um
edifício com cobertura plana com revestimento em brita, localizado na FEUP. Na Figura
2 encontra-se um edifício com cobertura inclinada localizado no Porto.
Coberturas inclinadas
Este tipo de cobertura é o mais comum nos edifícios de habitação e caracteriza-se
principalmente pela forma como a água da chuva é drenada. Na figura 3 encontram-se
os diferentes tipos de escoamento de águas.
Uma água: Este tipo de telhados define-se por ser apenas uma superfície plana
com um ligeiro declive, na qual a água escorre apenas numa direção.
Figura 2 Edifício com cobertura inclinada, com revestimento em telha cerâmica, localizado no Porto.
Figura 1 Edifício com cobertura plana com revestimento em brita, localizado na FEUP.
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Duas águas: São caracterizadas por duas superfícies com igual ou distintos
declives, unidas por uma linha no topo denominada como cume, ou distanciadas
por uma pequena elevação.
Três águas: normalmente caracteriza-se como uma solução para edificações de
áreas triangulares.
Quatro águas: usa-se usualmente para edifícios com coberturas quadriláteras,
quer sejam irregulares ou regulares.
Múltiplas águas: O número de águas depende da estrutura a proteger.
Telhado tipo Shed: é normalmente utilizado para a maximizar o aproveitamento
de luz solar, caracteriza-se por serem diversas superfícies com a mesma direção.
Cúpula ou Telhado em arco: caracteriza-se por uma distribuição uniforme da
água da chuva, pode também se transparente para aproveitar a luz solar.
Coberturas planas
As coberturas planas caracterizam-se por terem um declive praticamente nulo, apenas
o suficiente para a drenagem de água. Este tipo de coberturas dividem-se em dois
grandes grupos: acessíveis e não acessíveis.
Figura 3 Tipos de águas
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Acessíveis:
As coberturas planas acessíveis não têm apenas a função de nos
protegerem dos elementos, mas também pode ser usada como terraço
ou como uma via de comunicação para veículos.
Não acessíveis:
As não acessíveis (exceto para trabalhos de manutenção e reparação)
são as ditas clássicas que têm apenas a função de nos protegerem dos
elementos.
Coberturas ajardinadas
O que são coberturas ajardinadas?
Coberturas ajardinadas, também
conhecidas como coberturas verdes ou
telhados verdes, são uma espécie de coberturas
onde se promove a plantação de plantas e
flores sobre uma laje.
Estas são um tipo de coberturas
compostas por várias camadas sobrepostas ao
telhado do edifício, onde garantem uma
impermeabilização e isolamento exemplar que irão contribuir para integridade dos
materiais de construção.
A vegetação para as coberturas são selecionadas de acordo com as condições
climatéricas da região e das características físicas do edifício.
Figura 4 Cobertura ajardinada na baixa do Porto.
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As coberturas ajardinadas são um estilo arquitetónico onde existem
variadíssimas formas paisagistas, onde podem existir espaços verdes, jardins com
flores, elementos com água como lagos ou fontes, caminhos, parque infantis, etc.
Componentes de uma cobertura ajardinada
Figura 5 Constituição de uma cobertura ajardinada.
Suporte
O suporte é o elemento constituído pelas lajes e pelos demais elementos da
estrutura.
É uma parte da cobertura que está inteiramente ligada a exigências mecânicas
e deverá ser dimensionado em função do próprio peso da cobertura e das sobrecargas
que se dão devido, por exemplo à acumulação de água ou neve.
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Camada de forma
Trata-se da camada colocada sobre a laje estrutural, ou suporte, de forma a
garantir a pendente necessária para a drenagem das águas pluviais.
Deverá apresentar um declive obrigatoriamente superior a 2% e é usualmente
constituído por betão leve de argila expandida, betão leve de granulado de cortiça ou
betão celular.
Sistema de impermeabilização
Este sistema é o elemento essencial de uma cobertura que lhe confere a
qualidade da não passagem de água e, normalmente também o elemento mais caro.
Tal como o nome indica esta camada não permite a entrada de água no interior
mas tem a função similar, no caso concreto das coberturas ajardinadas, de proteger da
penetração de raízes na camada de suporte.
Atualmente existe no mercado uma extensa oferta de soluções de
impermeabilização, sendo as que têm mais uso, as membranas de betume,
membranas líquidas e membranas de PVC.
Isolamento Térmico
A camada de isolamento tem como principal função, a redução das
transferências térmicas entre o interior e o exterior.
No que toca às coberturas ajardinadas o isolamento térmico é importante, uma
vez que há quase sempre água acumulada no sistema que provoca uma diferença de
temperatura superior.
A espessura deste tipo de isolamento nas coberturas ajardinadas é
inversamente proporcional à espessura da camada de terra vegetal adotada.
Nas coberturas ajardinadas intensivas esta camada é subordinada, uma vez que
a terra vegetal assume o papel de redução das transferências de calor.
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Camada drenante
Esta camada permite que a água em excesso seja escoada para drenos externos
e/ou internos. O excesso de água na mesma, poderá provocar a morte de algumas das
plantas, mas também o excesso de peso na cobertura, daí o seu papel ser crucial no
sistema.
As mais recentes soluções de mercado permitem que esta camada desenvolva
outro tipo de funções como por exemplo, o armazenamento de água, o alargamento
da zona de raízes e a ventilação do sistema.
Devido à restrição do peso da cobertura, a camada drenante é usualmente
constituída por materiais leves. Elementos de borracha e plástico são usados
frequentemente, utilizam-se ainda camadas de cascalho, argila expandida, gravilha,
etc.
Camada filtrante
Esta faz a separação da camada drenante da camada de terra vegetal.
Por norma é constituído por um geotêxtil que impossibilita que as partículas da
terra vegetal sejam arrastadas e que provoquem o entupimento do sistema drenante.
Terra vegetal
É normal ler-se que o sucesso de uma cobertura ajardinada está nesta mesma
camada.
A espessura certa para que as plantas se desenvolvam, uma boa drenagem,
uma boa composição mineral de nutrientes e um solo de preferência não argiloso, são
princípios base da mesma.
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Consoante o tipo de cobertura ajardinada que se pretende aplicar, há uma série
de soluções à escolha.
Os critérios de escolha passam pelo tamanho do grão, pela dimensão do
material orgânico, da resistência ao frio e geada, da estabilidade estrutural, da
resistência à erosão do vento, da permeabilidade da água, da máxima retenção de
água, dos nutrientes satisfatórios e do PH.
Plantas
Concluindo, as plantas. Estas deverão ser escolhidas em função do tipo de terra
vegetal, da exposição solar, do tipo de manutenção, do clima local, índices
pluviométricos, etc.
A baixa manutenção, o ser durável e plantas que resistam a temperaturas tanto
altas como de baixa humidade, são as selecionadas para as coberturas ajardinadas
extensivas. Já nas coberturas ajardinadas intensivas existe uma oferta quase ilimitada
de plantas.
Benefícios de usar coberturas ajardinadas, tais como:
O aumento da qualidade da paisagem urbana; a permissão da retenção das
águas pluviais, e consequente rega natural das plantas; o melhoramento a qualidade
da água; a redução dos poluentes atmosféricos presentes no ar; o aumento da
produção de oxigénio; a diminuição do “efeito de ilha de calor” (fenómeno climático
que ocorre em cidades com elevado índice de urbanização, nas quais a temperatura
média é consideravelmente mais elevada que nas zonas rurais adjacentes); o
melhoramento do micro clima; o aumento do isolamento térmico; a redução dos níveis
de ruído; Torna o edifício mais sustentável; e reduz os custos com a sua manutenção.
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Coberturas em cerâmica
Um dos principais materiais utilizados na construção de coberturas é a
cerâmica (mais vulgarmente conhecida pelas suas peças: as telhas). Existem diversos
tipos de telhas, no entanto, no nosso país, as mais comuns são as telhas de Canudo,
Marselha e Lusa.
As telhas de Canudo são, geralmente, mais agradáveis numa perspetiva estética
apresentando um aspeto mais rústico. No entanto, este tipo apresenta uma grande
despesa económica, pois necessita de um suporte de madeira que ao fim de algum
tempo começa a degradar-se.
Figura 6 Cobertura ajardinada localizada na estação da Trindade (Porto).
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As telhas Marselha são mais simples de colocar, pois apenas necessitam de
dois apoios feitos, normalmente, de madeira, aço ou betão e são, dentro dos diversos
tipos de telha as mais flexíveis. Em contrapartida são um pouco menos agradáveis
esteticamente falando.
As telhas Lusas apresentam vantagens das Marselha (também necessitam de
apenas dois apoios e boa flexibilidade). A grande diferença destas relativamente às
anteriores resulta no facto de serem muito mais agradáveis na sua estética. A principal
desvantagem advém da sua geometria que dificulta o seu encaixe (devido a
deformações na cozedura e secagem).
Chapas de Policarbonato
A chapa de policarbonato alveolar é um material moderno que acompanhou a
evolução da construção. Este material possui diversas características que lhe conferem
uma elevada utilidade e qualidade.
Figura 7 Cobertura inclinada situada no Porto.
Figura 8 Edifício localizado no Porto.
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O seu formato de colmeia confere-lhe uma maior resistência e rigidez que
consegue ser quase 200 vezes superior ao vidro e ainda tem a capacidade de isolar
termicamente um espaço, sendo por isso utilizado em coberturas de piscinas e
balneários.
As chapas são relativamente leves e por isso são de fácil instalação, oferecem
ainda proteção aos raios UV e resistência a produtos químicos Devido a estas
características o seu tempo de vida é no mínimo 10 anos. Este material é
principalmente utilizado em coberturas de terraços, claraboias, estádios …
A combinação única de resistência / peso fazem deste material um preferido de
muitos engenheiros civis que conseguem aproveitar ao máximo as vantagens das
chapas de policarbonato nas suas construções.
Coberturas Metálicas
Existem dois tipos de coberturas metálicas:
O painel sandwich;
Figura 9 Cobertura de policarbonato situada na FEUP.
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Chapa simples.
O painel sandwich por sua vez tambem tem dois géneros, o painel sandwich tipo telha e o
painel sandwich cobertura.
O painel sandwich tipo telha é um painel composto, formado por dois revestimentos de
chapas metálicas ligadas entre si por uma camada de poliuretano. É usado como cobertura em
inclinações maiores ou iguais a 15% na construção de moradias e podem ser colocados sobre
quase todo o género de telhado.
O painel sandwich cobertura é constituído por uma chapa metálica lacada com resina
polyester sobre galvanizado de maneira a aguentar as adversidades climatéricas a que
normalmente estão expostas. E também por uma massa isolante de poliuretano expandido
que isola a base de material plástico celular e é rígida.
Vantagens:
- Têm um bom isolamento tanto térmico como acústico;
- Versáteis: podem ser encontrado em vários e em diversas cores;
- São fáceis de instalar;
- Baixo custo.
Desvantagens:
- Estes painéis são constituídos por poliuretano, um material inflamável,
aumentando assim o risco de incêndios.
A chapa simples são chapas de aço finas, com acabamento galvanizado ou pré-lacado,
juntamente com uma manta de fibra de vidro presa com uma malha de plástico. As chapas são
presas pelas madres com parafusos auto-roscantes e tapadas por anilhas de borracha. As
chapas são colocadas com o propósito de ficarem sobre postas umas sobre as outras de
maneira a garantir a estanquicidade da cobertura e evitar as dilatações dos materiais.
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Vantagens:
- Durabilidade;
- Fácil reparação e substituição de elementos;
- Boa estanquidade.
Desvantagens;
-Sensibilidade aos agentes térmicos.
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Conclusão
Através deste trabalho foi-nos possível adquirir um maior conhecimento sobre
a grande variedade de materiais e tipos de coberturas existentes.
Os diversos tipos de materiais são bastante importantes para o engenheiro
civil, pois assim, consegue satisfazer ao máximo as necessidades dos edifícios e das
pessoas que nele irão habitar.
Este trabalho ajudou-nos a compreender melhor o que é ser engenheiro civil e
as escolhas que este toma diariamente para que no final o seu trabalho possa ser
realizado com sucesso.
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Bibliografia
http://www.plexicril.com/produtos/policarbonatos/policarbonato-alveolar/chapas-de-
policarbonato/
http://www.dagol.pt/pt/html/prod_policarb_alveolar.html
http://moveltempodesign.blogspot.pt/2011/11/evolucao-dos-materiais-da-pre-
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http://www.ecocasa.pt/construcao_content.php?id=26
http://wwwo.metalica.com.br/coberturas-os-diversos-tipos-e-suas-caracteristicas
http://www.tlve-reabilitacoes.pt/telhados-coberturas/painel-sandwich-telhados/
http://www.erfi.pt/coberturas.html
https://www.allianz.pt/documents/897980/1080206/Os+Pain%C3%A9is+Sandu%C3%
ADche+e+o+Risco+de+Inc%C3%AAndio.pdf/1acbf177-2bb4-4b81-81a3-396a1924fbaa
http://www.anuri.com/portugues/chapa.html
http://construironline.dashofer.pt/?s=modulos&v=capitulo&c=525