construções em alvenaria estrutural

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Materiais, projeto e desempenho

CONSTRUES EMALVENARIA ESTRUTURAL

Gihad MohamadPossui graduao em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Maria (1996), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (1998) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade do Minho (2007). Atualmente Professor Adjunto da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Lder do Grupo de Pesquisa e Desenvolvimento em Alvenaria Estrutural (GPDAE) e professor permanente do Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil. Tem experincia na rea de Engenharia Civil, com nfase em Alvenaria Estrutural e Concreto Armado. Atua como revisor de revistas internacionais e nacionais na rea de materiais de construo, nos seguintes temas: alvenaria estrutural, argamassas de revesti-mento e assentamento e educao tecnolgica.

CON

STRUES EM

ALVENARIA ESTRUTURAL

MO

HAM

ADA presente publicao Construes em Alvenaria Estrutural: Materiais, Projeto e Desem-penho tem por objetivo apresentar os principais aspectos tecnolgicos para a execuo do sistema construtivo. Ao reunir textos de especialistas, cada qual em sua rea de conheci-mento, o livro faz uma ampla abordagem sobre o tema Alvenaria Estrutural, com conceitos tecnolgicos que envolvem o projeto, a racionalizao, a compatibilizao e o desempenho, fundamentados em normalizaes nacionais, internacionais, alm de uma vasta bibliogra-a complementar.

O livro trata de temas correntes na alvenaria estrutural, como projeto, execuo, controle, materiais, juntas de movimentao e dimensionamento; alm de temas pouco encontrados na literatura em geral, como: patologia, recuperao, reforo, danos acidentais, segurana ao fogo e sustentabilidade. Desta forma, este livro pretende ampliar o conhecimento tcni-co, servindo de referncia para o ensino do sistema construtivo em Alvenaria Estrutural nas escolas de graduao e ps-graduao em Arquitetura e Engenharia Civil, e apoiando proje-tistas, construtores e fornecedores de materiais.

Prof. Dr. Gihad Mohamad

A presente publicao Construes em Alvenaria Estrutural: Materiais, Projeto e Desempenho tem por objetivo apresentar os principais aspectos tecnolgicos para a execuo do A presente publicao Construes em Alvenaria Estrutural: Materiais, Projeto e Desempenho tem por objetivo apresentar os principais aspectos tecnolgicos para a execuo do penho tem por objetivo apresentar os principais aspectos tecnolgicos para a execuo do sistema construtivo. Ao reunir textos de especialistas, cada qual em sua rea de conhecimento, o livro faz uma ampla abordagem sobre o tema Alvenaria Estrutural, com conceitos

fundamentados em normalizaes nacionais, internacionais, alm de uma vasta bibliogra

CONTEDO

1Introduo alvenaria estrutural

2Projeto em alvenaria estrutural

denies e caractersticas

3Propriedades da alvenaria estrutural e de

seus componentes

4Juntas de movimentao na alvenaria

estrutural

5Dimensionamento de paredes compresso e ao cisalhamento

6Patologia, recuperao e reforo em

alvenaria estrutural

7Danos acidentais

8Segurana contra o fogo em edicaes,

na alvenaria estrutural

9Princpios de sustentabilidade na

alvenaria estrutural

10Execuo e controle de obras

GIHAD MOHAMADcoordenador

Construes em Alvenaria Estrutural


MOHAMAD_miolo_P8.indd 1 03/09/14 18:19

Gihad Mohamadcoordenador

Construes em Alvenaria Estrutural



Construes em Alvenaria Estrutural Materiais, projeto e desempenho 2015 Gihad MohamadEditora Edgard Blcher Ltda.

Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 40 andar04531-012 So Paulo SP BrasilTel.: 55 11 3078 5366

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Segundo Novo Acordo ortogrfico, conforme 5a ed. do Vocabulrio Ortogrfico da Lngua Portuguesa. Academia Brasileira de Letras, maro de 2009.

proibida a reproduo total ou parcial por quais-quer meios, sem autorizao escrita da Editora.

Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blcher Ltda.

Ficha catalogrfica

Construes em alvenaria estrutural: materiais, projeto e desempenho / coordenado por Gihad Mohamad. - So Paulo: Blucher, 2015.

Vrios autoresBibliografiaISBN 978-85-212-0796-2

1. Engenharia de estruturas 2. Alvenaria I.Mohamad, Gihad

13-0940 CDD 624.1

ndices para catlogo sistemtico:1. Engenharia de estruturas


Prefcio

A inexistncia de regulamentos e normas modernas para alvenaria que disciplinassem a sua utilizao, parte de outras motivaes tecnolgicas e estticas, constituiu, no passa-do, uma razo importante para limitar a sua aplicao. Os critrios de natureza emprico--intuitiva com origem na experincia adquirida ao longo do tempo e em metodologias de clculo aproximadas podem ser fortemente penalizadoras do ponto de vista econmico e conduzir a desempenhos deficientes. Esta situao encontra-se agora profundamente alte-rada, existindo normas, nomeadamente no que respeita definio dos requisitos mnimos de resistncia e aos critrios para a sua determinao, seja terica ou experimental.

De forma a tornar a alvenaria resistente competitiva nos pases desenvolvidos, ela dever ser agora encarada no apenas como uma soluo estrutural, mas como uma so-luo construtiva que contempla os aspetos estruturais, estticos, acsticos, trmicos, de resistncia ao fogo e de impermeabilidade. Depois dos altos e baixos durante a primeira metade do sculo XX, a alvenaria estrutural soube adaptar-se s novas exigncias tecno-lgicas e estticas da construo contempornea, mantendo uma posio no mercado, cujo relevo maior ou menor em diferentes zonas do planeta. No Brasil, a construo em alvenaria estrutural tem recebido enorme interesse da comunidade tcnica e cientfica, com vantagens claras na racionalizao da construo.

A presente publicao editada por um conjunto de autores reconhecidos e con-templa os diferentes aspetos necessrios ao projeto de um edifcio, tais como a conceo, seleo de materiais e controle, propriedades da alvenaria e dos seus componentes, jun-tas de movimentao e dimensionamento das paredes. Adicionalmente abordam-se temas menos correntes em outras publicaes sobre a alvenaria como a patologia, a reparao e reforo em construes existentes, os danos acidentais, a segurana contra fogo e a susten-tabilidade. Desta forma, o leitor tem acesso a um conjunto de informao diversificada e atual, bem como a uma vasta listagem de bibliografia complementar, que esta publicao certamente til a projetistas, construtores, fornecedores de materiais e todos os interessa-dos no tema das alvenarias.

Tenho tido o enorme prazer de colaborar com o coordenador desta edio, que de-senvolveu o seu doutorado na Universidade do Minho, Portugal, sob minha superviso, e o seu mestrado na Universidade Federal de Santa Catarina, sob superviso do professor Humberto Roman. Estou certo que esta colaborao entre Portugal e Brasil, e de forma mais abrangente entre os pases de lngua oficial portuguesa, que se encontram unidos, tambm, por um patrimnio e cultura comuns, permite importantes benefcios tcnicos, econmicos e sociais a todos os intervenientes.

Deixo os votos a todos de uma excelente leitura.

Paulo B. LourenoProfessor Catedrtico da Universidade do Minho

Diretor do Instituto para a Sustentabilidade e Inovao em Engenharia de Estruturas

Guimares, Portugal, maro de 2013.


AGRADECIMENTO ESPECIAL

Eu gostaria de agradecer ao professor Odilon Pancaro Cavalheiro, pelas suas sugestes e tempo dedicado na reviso acurada do texto deste livro. Alm de um grande mestre da graduao em Engenharia Civil, o professor Odilon Pancaro Cavalheiro um dos maiores apoiadores e difusores dos estudos em Alvenaria Estrutural na regio, irradiando o seu conhecimento, principalmente, aos jovens engenheiros, incentivando-os a continuarem a difundir o sistema construtivo em Alvenaria Estrutural, como uma alternativa tecnolgica racional e sustentvel para a construo civil.

Gihad Mohamad

Eu dedico este livro aos meus dois filhos,Aliah Campos Mohamad e Nasser Campos Mohamad

e minha companheira e esposa, Andrea Garcia Campos.


NOTA SOBRE OS AUTORES

Gihad Mohamad (coordenador)

Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Estruturas e Construo Civil Avenida Roraima, Prdio 7, Centro de Tecnologia, Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Aldo Leonel Temp

Mestrando PPGEC Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Estruturas e Construo Civil Avenida Roraima, prdio 07, Centro de Tecnolo-gia, Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Diego Willian Nascimento Machado

Mestrando PPGEC Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Es-truturas e Construo Civil Avenida Roraima, prdio 07, Centro de Tecnologia Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Eduardo Rizzatti


Guilherme Aris Parsekian

Universidade Federal de So Carlos UFSCar Rodovia Washington Lus (SP-310), km 235, So Carlos, So Paulo, Brasile-mail: [email protected]

Humberto Ramos Roman

Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Civil, Centro Tecnolgico Rua Joo Pio Duarte, 205, Bairro Crrego Grande, Florianpolis, SC.e-mail: [email protected]


Kamila Kappaun Kothe

Arquiteta e urbanista Mestre em Engenharia Civile-mail: [email protected]

Joaquim Cesar Pizzutti dos Santos

Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Estruturas e Construo Civil Avenida Roraima, prdio 07, Centro de Tecnologia, Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Larissa Deglioumini Kirchhof

Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Expresso Grfica Avenida Roraima, Prdio 7, Centro de Tecnologia, Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Leila Cristina Meneghetti

Universidade de So Paulo USP Butant, So Paulo, SP.e-mail: [email protected]

Mrcio Santos Faria

ArqEst Consultoria e Projetos Ltda. Rua Coronel Vaz de Melo, 32/102, Bairro Bom Pastor, Juiz de Fora, MGe-mail: [email protected]

Marcos Alberto Oss Vaghetti


Mnica Regina Garcez

Universidade Federal de Pelotas UFPel Rua Almirante Barroso, no 1.734, Centro, Pelotas, RS.e-mail: [email protected]


Rafael Pires Portella

Mestrando PPGEC Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Estruturas e Construo Civil Avenida Roraima, prdio 07, Centro de Tecnolo-gia, Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Rogrio Cattelan Antocheves de Lima


Usama Nessim Samara

Mestrando PPGEC Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Es-truturas e Construo Civil Avenida Roraima, Prdio 7, Centro de Tecnologia, Santa Maria, RS.e-mail: [email protected]

Vladimir Guilherme Haach

EESC/USP Departamento de Engenharia de Estruturas Avenida Trabalhador Socarlense, 400, So Carlos, SP.e-mail: [email protected]


Contedo

1. Introduo alvenaria estrutural1.1 Introduo .......................................................................................................... 171.2 O uso da alvenaria estrutural no Brasil ............................................................... 221.3 Vantagens econmicas do sistema em alvenaria estrutural ................................... 231.4 Desempenho trmico de edificaes em alvenaria estrutural ................................ 241.5 Bibliografia ......................................................................................................... 36

2. Projeto em alvenaria estrutural definies e caractersticas2.1 Consideraes iniciais ......................................................................................... 392.2 Projeto arquitetnico .......................................................................................... 402.3 Distribuio e arranjos das paredes estruturais no projeto arquitetnico ............ 412.4 Definies de projeto e detalhamento .................................................................. 482.5 Execuo e controle de obras em alvenaria estrutural ........................................ 772.6 Coordenao de projetos em alvenaria estrutural ............................................... 812.7 Bibliografia ......................................................................................................... 85

3. Propriedades da alvenaria estrutural e de seus componentes3.1 Blocos de silicocalcrio, de concreto e cermicos ................................................. 893.2 Especificaes normativas de classificao das unidades ...................................... 913.3 Argamassas de assentamento para alvenaria estrutural ..................................... 1033.4 Grautes para alvenaria estrutural ...................................................................... 1113.5 Ruptura da alvenaria compresso................................................................... 1143.6 Caracterizao fsica e mecnica das alvenarias ................................................ 1253.7 Efeito do no preenchimento de juntas verticais no desempenho da

alvenaria estrutural ...........................................................................................1273.8 Concluso ......................................................................................................... 1293.9 Bibliografia ....................................................................................................... 129


14 Construes em Alvenaria Estrutural

4. Juntas de movimentao na alvenaria estrutural4.1 Introduo ........................................................................................................ 1334.2 Junta de dilatao ............................................................................................. 1334.3 Definio de juntas de controle ......................................................................... 1344.4 Condies de estabilidade estrutural e isolamento ............................................. 1354.5 Caractersticas fsicas dos materiais (concreto e cermico) ................................ 1364.6 Recomendaes normativas .............................................................................. 1374.7 Critrios de projeto ........................................................................................... 1404.8 Bibliografia ....................................................................................................... 148

5. Dimensionamento de paredes compresso e ao cisalhamento5.1 Introduo ........................................................................................................ 1495.2 Critrios de segurana nas estruturas ................................................................ 1495.3 Aes e resistncia de acordo com a NBR 15812-1:2010 e

NBR 15961-1:2011 ...........................................................................................1525.4 Aes e resistncia de acordo com a BS 5628-1 (1992) ..................................... 1555.5 Dimensionamento da alvenaria ........................................................................ 1605.6 Bibliografia ....................................................................................................... 187

6. Patologia, recuperao e reforo em alvenaria estrutural6.1 Introduo ........................................................................................................ 1896.2 Patologias frequentes em alvenaria estrutural ................................................... 1916.3 Intervenes em elementos de alvenaria estrutural ........................................... 1966.4 Tcnicas convencionais ...................................................................................... 1976.5 Polmeros reforados com fibras (PRF) ............................................................. 2016.6 Bibliografia ....................................................................................................... 216

7. Danos acidentais7.1 Introduo ........................................................................................................ 2197.2 Risco de dano acidental .................................................................................... 2207.3 Aes excepcionais ............................................................................................ 2217.4 Considerao de situaes acidentais em projeto............................................... 2237.5 Recomendaes normativas .............................................................................. 2277.6 Comentrios finais ............................................................................................ 2317.7 Bibliografia ....................................................................................................... 231

8. Segurana contra o fogo em edificaes, na alvenaria estrutural8.1 Consideraes iniciais ....................................................................................... 2338.2 Cdigos normativos para avaliar os efeitos de incndios em edificaes ............ 2448.3 Bibliografia ....................................................................................................... 265


15Contedo

9. Princpios de sustentabilidade na alvenaria estrutural9.1 Introduo ........................................................................................................ 2699.2 Aspectos tcnicos da sustentabilidade nas edificaes ........................................ 2769.3 Alvenaria estrutural com tijolos ecolgicos de solo cimento .............................. 2819.4 Estudo de Casa Popular Eficiente com tijolos de solo cimento ....................... 2869.5 Bibliografia ....................................................................................................... 291Agradecimentos ...................................................................................................... 293

10. Execuo e controle de obras10.1 Introduo ...................................................................................................... 29510.2 Mudanas e desafios ....................................................................................... 29610.3 Produo dos materiais ................................................................................... 30010.4 Equipamentos para execuo da alvenaria ...................................................... 30410.5 Metodologia de execuo passo a passo para construir alvenarias

de blocos vazados de concreto.........................................................................31310.6 Exemplos da obra e detalhes construtivos ....................................................... 33410.7 Plano de controle ............................................................................................ 34210.8 Especificao, recebimento e controle da produo dos materiais ................... 34210.9 Controle da resistncia dos materiais e das alvenarias compresso axial ...... 34510.10 Controle da produo da alvenaria ............................................................... 35410.11 Critrio de aceitao da alvenaria ................................................................. 35410.12 Bibliografia ................................................................................................... 355


CAPTU

LO1Introduo alvenaria estrutural

Gihad Mohamad, Eduardo Rizzatti, Joaquim Cesar Pizzutti dos Santos e Kamila Kappaun Kothe

1.1 INTRODUOAs principais construes que marcaram a humanidade pelos aspectos es-

truturais e arquitetnicos eram compostas por unidades de blocos de pedra ou cermicos intertravados com ou sem um material ligante, como pode ser visto em construes como as pirmides do Egito, o Coliseu Romano, a Catedral de Notre Dame, mostrados na Figura 1.1. Esses so exemplos que se destacam em relao ao material, a forma tipolgica, o processo de construo e a segurana. A presen-a de blocos de pedra ou cermicos como material estrutural tornava o sistema estrutural mais limitado, no qual a tipologia em arco permitia vencer grandes vos, sem que surgissem tenses que levassem o material ruptura.

A alvenaria estrutural existe h milhares de anos, e teve incio com a utili-zao do conhecimento emprico, baseado na experincia dos construtores, em que a forma garantia a rigidez e a estabilidade estrutural. Essas obras magnficas, existentes at hoje em excelente estado de conservao, comprovam o potencial, a qualidade e a durabilidade desse processo construtivo. A arquitetura dessa poca era uma combinao de efeitos, que faziam com que as estruturas funcionassem basicamente a compresso, absorvendo os esforos horizontais em razo do ven-to, por meio de contrafortes e arcobotantes, como mostra a Figura 1.2.



Fonte: vcsabiadisso.blogspot Fonte: culturamix.com Fonte: Wikipedia.

Figura 1.1 Construes que utilizaram o conceito da alvenaria com funo resistente.

Contraforte Contraforte

Abbada

Arcobotante

Figura 1.2 Esquema estrutural das construes em alvenarias de pedra.

No passado, o conhecimento era adquirido pelas experincias dos constru-tores, passando de gerao em gerao at, aproximadamente, o incio do scu-loXX. Uma obra no perodo de 1889-1891 foi o prdio Monadnock, exemplo marcante de construo em alvenaria de 16 pavimentos e 65 m de altura, com paredes de 1,80m de espessura, no pavimento trreo (Figura 1.3). Esse tipo de construo era caracterizado pela dificuldade de racionalizao do processo exe-cutivo e pelas limitaes de organizao espacial, tornando o sistema lento e de custo elevado. Em consequncia disso, a alvenaria estrutural foi um dos mtodos construtivos mais empregados, apenas entre a antiguidade e o perodo da revolu-o industrial. O aparecimento do ao e do concreto tornou as obras mais vers-teis em termos de produo, esbeltez e, principalmente, obteno de grandes vos, garantindo a chamada busca pela liberdade arquitetnica.

a b c



Figura 1.3 Edifcio alto construdo em alvenaria estrutural no perodo de 1889 - 1891.

O marco inicial da Moderna Alvenaria Estrutural teve incio com os es-tudos realizados pelo professor Paul Haller, na Sua, conduzindo uma srie de testes em paredes de alvenaria, em razo da escassez de concreto e ao proporcio-nada pela Segunda Guerra Mundial. Durante sua carreira foram testadas mais de 1.600 paredes de tijolos. Os dados experimentais serviram como base no projeto de um prdio de 18 pavimentos, com espessuras de parede que variaram entre 30 e 38 cm. Estas paredes, com espessura muito reduzida para a poca, causaram uma revoluo no processo construtivo existente (TMS, 2005).

A partir desses estudos, tem incio a intensificao e a disseminao do uso da alvenaria estrutural como sistema construtivo, por meio de amplos resultados experimentais que proporcionaram a criao de teorias e critrios de projeto, alia-dos ao intenso progresso na fabricao de materiais e componentes apropriados para a execuo. Somente na dcada de 1950 as normalizaes forneceram os critrios bsicos para o projeto de elementos de parede a compresso. Entretanto, essas normalizaes possuam procedimentos analticos e tericos rudimentares, quando comparados s normalizaes de ao e concreto. Os problemas princi-pais consistiam, basicamente, no carter frgil do material a compresso, sendo amenizados, posteriormente, com o surgimento da teoria de colunas. Os cdigos dessa poca eram limitados pela dificuldade em determinar as condies de ex-centricidade da parede, considerando as extremidades dos elementos por meio da interao parede-laje. Esse fator fundamental para analisar a ao de vento e dos sismos na construo. Com isso, a apropriao de bases tericas e experimen-tais criou mtodos analticos que proporcionaram uma melhor compreenso do comportamento das alvenarias sob compresso e cisalhamento. Isso reforou os procedimentos, ainda empricos, utilizados nos cdigos de construo. Posterior-mente, durante as dcadas de 1960 e 1970, em razo de problemas de colapsos progressivos, verificados em construes desse perodo, foi desenvolvida uma s-rie de estudos concentrados na avaliao dos efeitos de carga lateral nos painis



de alvenaria, do efeito de exploso de gs e de impactos acidentais de veculos sobre os elementos estruturais.

Os avanos nas pesquisas possibilitaram a realizao, na dcada de 1960, de testes em escala real de prdios em alvenaria de cinco andares, desenvolvidos pela Universidade de Edimburgh sob a responsabilidade dos professores A. W. Hendry e B. P. Sinha. As pesquisas consistiam em um estudo sistemtico dos perigos de exploso de gs e outros acidentes, que pudessem levar retirada abrupta de um elemento estrutural (HENDRY, 1981).

Os resultados dos experimentos foram utilizados como base comparativa para avaliao de novos projetos, para efetivar a avaliao das precaues es-truturais para danos acidentais e, principalmente, para a resposta da construo nos casos de perda instantnea de um elemento estrutural. Os estudos repre-sentaram um importante avano no conhecimento e desenvolvimento de testes experimentais em alvenarias estruturais.

A Figura 1.4 mostra as fotos do prdio de cinco pavimentos, utilizado nos ensaios de avaliao estrutural de danos acidentais em edificaes, realizados pela Universidade de Edimburgh, juntamente com o colapso progressivo de uma construo na prumada correspondente cozinha, em decorrncia de uma exploso de gs.

Figura 1.4 Prdio em alvenaria estrutural utilizados para a simulao de danos acidentais e o colapso progressivo de uma edificao de mltiplos pavimentos.

Fonte: HENDRY, 1981.



Na Amrica do Sul, uma construo que se destacou em termos de domnio da tcnica e forma foi realizada pelo engenheiro uruguaio Eladio Dieste, na dcada de 1950, cujas obras marcantes utilizavam cascas, construdas com o sistema em alvenaria estrutural, em cermica armada, como pode ser visto na Figura 1.5, na obra da igreja de Cristo Trabalhador em Atlntida (1955-1960). As construes em cascas em alvenaria estrutural de cermica armada eram compostas por tijolos cermicos, juntas de argamassa armada, camada superior de argamassa e malha de ao na regio da interface dos tijolos cermicos e a camada superior de arga-massa. Essa tipologia segue o comportamento de uma membrana fina, na forma de uma catenria, semelhante s que seriam geradas por uma corda suspensa pelas suas extremidades. O modelo estrutural da igreja de Atlntida assemelha-se a um prtico de alvenaria em que os vrtices entre a parede e a casca formam um engastamento, em virtude do aumento da rea de apoio provocado pelas ondu-laes da parede superior, diminuindo assim o momento fletor do vo entre as paredes estruturais da igreja, como mostra a Figura 1.6.

Figura 1.5 Igreja de Atlntida no Uruguai projetada por Eladio Dieste. Fonte: EPFL.

Momento Fletor

Figura 1.6 Corte transversal da igreja juntamente com o diagrama de momento fletor.

Atualmente, na construo civil, a evoluo do conhecimento tcnico-cien-tfico sobre o comportamento global das construes e do elemento parede pro-porcionou um progresso efetivo na fabricao dos materiais, do comportamento da interao entre os componentes e equipamentos para a sua execuo, surgindo unidades que tornam a alvenaria estrutural eficiente em termos de rapidez de produo e capacidade de suporte a cargas.



1.2 O USO DA ALVENARIA ESTRUTURAL NO BRASILA alvenaria no Brasil surgiu como uma tcnica de construo apenas no

final da dcada de 1960, pois anteriormente poderia ser considerada como uma alvenaria resistente, ou seja, fruto apenas de conhecimento emprico, como conse quncia da inexistncia de regulamentos que fixassem critrios de dimen-sionamento e segurana dos elementos estruturais, de forma a relacionar as diferentes tenses atuantes resistncia do elemento. A maioria das edificaes possua quatro pavimentos com critrios de execuo e dimensionamentos ba-seados na experincia do construtor. Comumente, as paredes dessas edificaes eram constitudas por unidades cermicas macias (tijolos) nos trs primeiros pavimentos e no ltimo eram usados unidades vazadas, com furos na direo do assentamento da parede. Camacho (1986) observa que, no princpio da al-venaria estrutural, as construes antecederam as pesquisas na rea, e estavam concentradas em algumas regies, como So Paulo (na dcada de 1970) e em Porto Alegre (em 1984-1985).

O ano de 1966 foi o marco inicial do emprego do bloco de concreto em alvenarias estruturais armadas no Brasil, com a construo do conjunto habi-tacional Central Park Lapa, em So Paulo, Figura 1.7(a). Essa obra foi reali-zada com paredes com espessura de 19 cm e quatro pavimentos. Em 1972 foi construdo, no mesmo conjunto habitacional, quatro prdios de 12 pavimentos cada, em alvenaria armada, Figura 1.7(b).

Em 1970, em So Jos dos Campos/SP, foi construdo o edifcio Muriti, com 16 pavimentos, em alvenaria armada de blocos de concreto, Figura 1.7(c).

O edifcio pioneiro em alvenaria no armada, no Brasil, foi o Jardim Pru-dncia, construdo na cidade de So Paulo, em 1977. A edificao de nove pa-vimentos, em blocos de concreto de silicocalcrio com paredes de 24 cm de espessura, Figura 1.7(d).

Os blocos cermicos nas obras em alvenarias estruturais no armadas ou armadas comeam somente na dcada de 1980, com a introduo no mercado da construo de unidades com dimenses modulares e furos na vertical que proporcionassem a passagem de instalaes eltricas sem os rasgos comumente feitos em obras.

Na dcada de 1990 foi construdo o edifcio residencial Solar dos Alcn-taras em So Paulo/SP. Atualmente, essa edificao a maior do Brasil em alvenaria estrutural armada, com paredes de blocos de concreto com 14 cm de espessura do primeiro ao ltimo andar, Figura 1.7(e).



Figura 1.7 Prdios precursores da alvenaria estrutural construdos no Brasil.Fonte: ABCI, 1990.

1.3 VANTAGENS ECONMICAS DO SISTEMA EM ALVENARIA ESTRUTURAL

As constantes dificuldades em razo do aumento gradual da concorrncia e aos nveis de exigncia construtiva tm provocado, nas empresas construtoras, uma mudana nas estratgias, de forma a possibilitar a introduo de melhorias na produo, empregando alternativas que levem racionalizao do processo. As principais perguntas das empresas construtoras em geral so: Como garantir a habitabilidade e o desempenho do ambiente construdo? e Como ganhar di-nheiro vendendo uma casa ou apartamento de 50.000 a 100.000 reais?. Essas duas perguntas so fundamentais para entender o atual cenrio brasileiro, em face do aumento do nmero de crdito para as construes de habitaes de inte-resse social. Por isso, a alvenaria estrutural est sendo largamente utilizada como sistema construtivo capaz de responder essas perguntas, pois capaz de atender aos critrios globais de desempenho e custo.

A alvenaria estrutural possui diversas vantagens, na qual a econmica uma das principais, em virtude da otimizao de tarefas na obra, por meio de tcnicas executivas simplificadas e facilidade de controle nas etapas de produo e elimina-o de interferncias, gerando uma reduo no desperdcio de materiais produzido pelo constante retrabalho. Como consequncia, o sistema construtivo em alvenaria estrutural conseguiu proporcionar uma flexibilidade no planejamento das etapas de execuo das obras. Isso tornou o sistema em alvenaria competitivo no Brasil, quando comparado com o concreto armado e o ao. A Tabela 1.1 apresenta a por-centagem de reduo no custo de uma obra em alvenaria, comparado com as estru-turas convencionais (WENDLER, 2005). Os dados apresentados na Tabela 1.1 so custos relativos aproximados entre a estrutura convencional (concreto armado) e a alvenaria estrutural, em funo do nmero de pavimentos e da complexidade do empreendimento. Esse trabalho foi redigido e apresentado nas reunies do grupo de trabalho Insumos e Novas Tecnologias da HabiCamp. Tambm serviu de base para o curso sobre projeto de alvenaria estrutural com Blocos Vazados de Concreto, fornecido pela Associao Brasileira de Cimento Portland (ABCP).

a b c d e



Tabela 1.1 Custos aproximados entre as estruturas convencionais e a alvenaria estrutural no Brasil

Caracterstica da obra Economia (%)Quatro pavimentos 25-30

Sete pavimentos sem pilotis, com alvenaria no armada 20-25

Sete pavimentos sem pilotis, com alvenaria armada 15-20

Sete pavimentos com pilotis 12-20

Doze pavimentos sem pilotis 10-15

Doze pavimentos com pilotis, trreo e subsolo em concreto armado 8-12

Dezoito pavimentos com pilotis, trreo e subsolo em concreto armado 4-6Fonte: adaptado de WENDLER, 2005.

De acordo com os dados da Tabela 1.1, possvel concluir que, para prdios de at quatro pavimentos, acontece uma reduo no custo da estrutura de 25% a 30%, quando comparado ao concreto armado. medida que se aumenta o nmero de pavimentos essa reduo diminui para valores em torno de 4% a 6%. Atualmente, os vrios programas de apoio construo de habitaes populares para baixa renda, de at quatro pavimentos, tm levado as construtoras a adota-rem o sistema construtivo em alvenaria estrutural como um mtodo construtivo adequado aos padres de exigncias dos rgos financiadores.

1.4 DESEMPENHO TRMICO DE EDIFICAES EM ALVENARIA ESTRUTURAL

Conhecer o desempenho trmico dos fechamentos das edificaes permite aos projetistas estabelecerem estratgias para que os edifcios possam responder de maneira eficiente s variaes climticas, fornecendo as condies necessrias para o conforto do usurio, minimizando o uso de equipamentos e o consumo de energia. Esse cuidado deve ser ainda maior para as habitaes de interesse social, em que as reas construdas dos apartamentos e ps-direitos so menores em relao aos padres normalmente encontrados e so reduzidos os recursos para climatizao artificial.

Para demonstrar o desempenho trmico de edificaes em alvenaria estru-tural, so apresentados os resultados obtidos de um estudo de caso de habita-es construdas em alvenaria de blocos de concreto e cermico, desenvolvido pelo grupo de pesquisa Habitabilidade e eficincia energtica de edificaes do PPGEC da UFSM, sob a orientao do professor Joaquim Cesar Pizzutti dos Santos. Kappaun (2012) analisou, durante os perodos de inverno e vero, o comportamento trmico de edificaes de um conjunto habitacional constru-do em alvenaria estrutural com o uso de diferentes tipos de blocos, a fim de ava-liar a influncia do tipo de bloco de fechamento nas variaes trmicas internas das unidades habitacionais.



Foram analisadas duas edificaes construdas lado a lado no mesmo condo-mnio habitacional, na cidade de So Leopoldo/RS, na zona bioclimtica 2 brasilei-ra, com a mesma distribuio em planta e orientao solar, sendo uma edificao construda em alvenaria estrutural com blocos de concreto, e a outra edificao em alvenaria estrutural com blocos cermicos. A Figura 1.8 apresenta os dois tipos de edifcios executados lado a lado, enquanto a Figura 1.9 mostra a planta baixa dos edifcios, na qual est assinalado o posicionamento dos registradores de tem-peratura utilizados tipo HOBO modelo H08-003-02 e a rea de cada ambiente.

Figura 1.8 Disposio das edificaes em alvenaria de blocos de concreto e cermico.Fonte: KAPPAUN, 2012.

Ambiente rea

Sala de estar

12,37 m2

Cozinha 5,56 m2

Banheiro 2,80 m2

Dormitrio Casal

8,61 m2

Dormitrio Filhos

8,14 m2

Figura 1.9 Posio das medies e reas de cada apartamento.Fonte: KAPPAUN, 2012.



As paredes internas e externas das edificaes foram executadas com blocos estruturais de concreto e cermica, com espessura de 14 cm, conforme a Figu-ra1.10, possuindo acabamento interno e externo de argamassa de revestimento de dois (2) cm, o que faz com que a espessura total da parede seja de 18cm. Apintura externa foi na cor bege-clara em ambos os edifcios.

Figura 1.10 Formato dos blocos de concreto e cermico empregado nas edificaes.Fonte: KAPPAUN, 2012.

A cobertura da edificao em telha de fibrocimento, com laje de entrepiso e forro do tipo pr-moldado de concreto com espessura de 10 cm, com beiral em todo o permetro de 30 cm. Na cobertura existem aberturas de ventilao isola-das na cumeeira e elementos vazados com furos na horizontal nas faces laterais ( oites) da alvenaria, que juntamente permitem a troca de ar no espao entre a laje de cobertura e a telha de fibrocimento, como destacado na Figura 1.11.

Figura 1.11 Posies dos dutos das aberturas horizontais e dutos verticais de ventilao da cobertura.Fonte: KAPPAUN, 2012.

As janelas so de alumnio, com duas folhas de correr, sendo as dimenses nos dormitrios, salas e cozinhas de 1,00 2,00 m, com vidro liso incolor de 3 mm, com rea efetiva de ventilao de 50% do vo.

Os blocos estruturais de concreto, cermico e argamassa empregados nas edificaes apresentam as caractersticas listadas na Tabela 1.2.



Tabela 1.2 Caractersticas dos materiais analisados no estudo

Bloco estrutural concreto

Bloco estrutural cermico Argamassa

Dimenses (cm) 14 19 29 14 19 29

Resistncia compresso 4,0 MPa 7,0 MPa

Peso (g) 9.915 6.039

rea bruta (cm2) 409,88 406

Densidade (kg/m3) 2.400 1.957

Condutividade trmica (W/m.K) 1,75 1,05 1,15

Calor especfico c (kJ/(kg.K)) 1,00 0,92 1,00Fonte: adaptado de KAPPAUN, 2012.

A partir do valores da Tabela 1.2 foram realizados, por meio dos procedi-mentos definidos pela norma NBR 15220-2:2005, os clculos dos parmetros de desempenho trmico dos dois tipos de vedaes externas das edificaes estuda-das nesse trabalho, calculando-se a transmitncia trmica (U), a capacidade tr-mica (Ct), o atraso trmico () e o fator solar (FS), valores estes que esto listados na Tabela 1.3. Ambas as edificaes foram consideradas sem o uso de graute para o clculo de todos os parmetros.

Tabela 1.3 Valores de resistncia trmica, transmitncia trmica, capacidade trmica, atraso trmico e fator solar para o bloco estrutural de concreto e cermico

Bloco estrutural concreto Bloco estrutural cermico

Resistncia trmica da parede (m2.K)/W 0,1769 0,3083

Resistncia trmica total (m2.K)/W 0,3469 0,4783

Transmitncia trmica U (W/(m2.K)) 2,8827 2,0907

Capacidade trmica Ct (KJ/(m2.K)) 264,3171 194,1747

Atraso trmico (h) 4,19 4,54

Fator Solar FS (%) = 0,25 2,88 2,09

Fonte: adaptado de KAPPAUN, 2012.

Observa-se nos valores da Tabela 1.3 a menor transmitncia trmica e ca-pacidade trmica do fechamento com blocos cermicos. Isso ocorre pelo maior nmero de espaos de ar no interior deste tipo de bloco e o menor valor de con-dutividade trmica e de peso especfico do material. A Tabela 1.4 apresenta os va-lores limites estabelecidos pelas normas brasileiras de desempenho, evidenciando o cumprimento ou no dos limites pelas alvenarias analisadas.



Tabela 1.4 Comparao de valores calculados de transmitncia trmica, atraso trmico, fator solar e capacidade trmica para vedaes verticais com os valores limites

Norma Bras.

Zona Bioc.

Ulim(W/m2)

U conc

U

cerm

lim(hs)

conc

cerm

FSlim(%)

FS

conc

FS

cerm

Ct lim KJ/

(m2 K)

Ctconc

Ctcerm

NBR 15220-2:2005

1 e 2 3,00 2,88 2,09 4,3 4,2 4,5 5,0 2,9 2,1

3, 5 e 8

3,60 2,88 2,09 4,3 4,2 4,5 4,0 2,9 2,1

4, 6 e 7

2,20 2,88 2,09 6,5 4,2 4,5 3,5 2,9 2,1

NBR 15575-4:2013

1 e 2 2,50 2,88 2,09

3 a 8

0,6 3,70 2,88 2,09

3 a 8

0,6 2,50 2,88 2,09

1 a 7 130 264,1 194,2

8 Sem lim 264,1 194,2


Os limites de transmitncia trmica (U) so diferentes nas duas normas exis-tentes, sendo que, considerando a NBR 15220-2:2005, os fechamentos verticais executados com ambos os blocos tem valores abaixo do mximo estabelecido para todas as zonas bioclimticas, com exceo do bloco de concreto para as zonas 4, 6 e 7, que est em desacordo com a norma nesse caso. J para a NBR 15575-4:2013, o bloco de concreto apresenta valor superior ao limite mximo estabelecido para as zonas 1 e 2 e, ainda, para as demais zonas se o coeficiente de absoro das paredes for superior a 0,6, no cumprindo a norma, enquanto o bloco cermico cumpre a norma para todas as zonas.

O atraso trmico () somente considerado na NBR 15220-2:2005, sendo que o fechamento com bloco de concreto no est adequado para as zonas 4, 6 e7, tendo valor inferior ao estabelecido, enquanto o bloco cermico no cumpre a norma para nenhuma das zonas bioclimticas com valor superior ao estabelecido para essas zonas.

O valor do fator solar (FS) tambm considerado apenas para NBR 15220-2:2005, sendo que o valor dos fechamentos com ambos os blocos inferior ao m-ximo estabelecido, visto que ambas as edificaes possuem pintura de cores claras.

A Capacidade Trmica (Ct) considerada como limite pela NBR 15575-4:2013, sendo que ambos os blocos apresentam valores superiores ao mnimo esta-belecido, ou seja, caracterizando como um fechamento de inrcia trmica elevada.



No estudo de caso do desempenho trmico das edificaes em bloco de concreto e cermico foram selecionados 16 apartamentos para serem efetuadas as medies de temperaturas, sendo 8 apartamentos em cada edifcio e, destes, 4 apartamentos no segundo pavimento e 4 apartamentos no quarto pavimento. O segundo pavimento foi escolhido por no sofrer interferncia do calor prove-niente da cobertura, favorecendo a anlise da orientao solar. J o quarto pavi-mento foi selecionado justamente por esta interferncia, o que permitiu a anlise da diferena de comportamento em razo da cobertura.

Observa-se que, com a finalidade de analisar a orientao solar em cada edifcio, foram monitorados 4 apartamentos com diferentes orientaes solares, sendo: (1) janela voltada a leste e parede cega a norte; (2) janela voltada a leste e parede cega a sul; (3) janela voltada a oeste e parede cega a norte; e (4) janela vol-tada a oeste e parede cega a sul, como mostra a Figura 1.12. As medies foram realizadas nas mesmas posies nos apartamentos, independente do tipo de bloco, da orientao solar e do andar em que se encontravam.

Figura 1.12 Planta baixa bsica do apartamento.Fonte: (a) KAPPAUN, 2012; (b) adaptado de Baliza Empreendimentos Imobilirios Ltda.

As medies foram realizadas por um perodo de 15 dias em apartamentos desabitados, desocupados e fechados, para avaliar o desempenho trmico sem a interferncia de outras variveis, como a ventilao e ganhos internos de calor. As temperaturas internas foram monitoradas simultaneamente nas duas edificaes em um perodo de inverno e outro de vero, e juntamente com medidas de tempe-raturas externas. Como as edificaes possuem a mesma orientao solar, mesma planta baixa, mesma localizao e regime de ventos semelhantes, estas condicio-nantes puderam ser desconsideradas como variveis do estudo.

As diferenas de comportamento trmico foram evidenciadas a partir das va-riaes trmicas internas, analisadas comparativamente entre os andares da mes-ma edificao, tendo como base as orientaes solares e os dois tipos de blocos, sempre relacionando com as variaes das temperaturas externas. Para as trs

a b



anlises citadas foram consideradas apenas os dados de temperaturas dos trs dias mais significativos dos perodos de medio, sendo os de menores temperaturas mnimas no inverno e de maiores temperaturas mximas no vero.

Uma primeira anlise realizada por Kappaun (2012) avalia a importncia da cobertura nas trocas trmicas dessa tipologia de edifcio, sendo feito um estudo comparativo entre as temperaturas internas obtidas no segundo pavimento e as do pavimento de cobertura. Para esse estudo foi considerado o valor mdio das quatro medies realizadas em cada andar, cujos resultados so apresentados na Figura 1.13, enquanto na Tabela 1.5 so apresentados os principais valores com-parativos encontrados para o inverno e vero, respectivamente.

Inverno

Vero

Inverno

Vero

Hora

Externo

Concreto 4PAV

Concreto 2PAV

Externo

Cermico 4PAV

Cermico 2PAV

Tem

pera

tura

CBl

oco

de c

oncr

eto

Bloc

o ce

rm

ico

Figura 1.13 Variao da temperatura externa e interna nos segundo e quarto pavimentos vero e inverno.Fonte: adaptado de KAPPAUN, 2012.



Tabela 1.5 Valores comparativos de temperatura para o perodo de inverno e vero em funo do tipo de bloco que compe a parede

Perodo medio

Tipo de bloco

PavimentoMdia mn.(oc)

Mdia mx.(oc)

Amplit.

mdia (t)Amort.

mdio (%)

Atraso

mdio (hs)

Inverno

Concreto2 andar 11,5 15,6 4,1 62,5 2:00

Cobertura 11,8 16,4 4,6 57,9 2:20

Cermico2 andar 11,4 15,1 3,7 66,1 2:40

Cobertura 11,6 15,6 4,0 63,8 2:40

Temp. externa 6,4 17,3 10,9

Vero

Concreto2 andar 26,2 30,1 3,9 78,2 3:40

Cobertura 26,8 31,2 4,4 75,3 4:00

Cermico2 andar 26,0 30,8 4,8 73,1 3:20

Cobertura 26,4 31,6 5,2 70,8 4:00

Temp. externa 20,3 38,1 17,8


Como a cobertura a parte da edificao mais exposta radiao solar, esta tem muita influncia na carga trmica ganha durante os perodos quentes. Por outro lado, as perdas trmicas nos perodos frios tambm so intensas por esse elemento construtivo, principalmente noite. Observa-se que em ambas as edificaes, tanto nos dias considerados de inverno como de vero, os ganhos de temperatura pela cobertura tm influncia no comportamento trmico, pois esse pavimento apresenta temperaturas internas superiores durante todo o perodo, resultando mdias de mnimas e de mximas tambm maiores. Assim como as amplitudes trmicas, com menor amortecimento da variao trmica externa, indicador de pior desempenho trmico desse pavimento em relao ao segundo pavimento. No entanto, essa influncia pouco expressiva nas edificaes ana-lisadas, para o clima considerado e para o tipo de cobertura utilizada, com as maiores diferenas no inverno nas mdias de mnimas de 0,3 C e nas mximas de 0,8 C, e no vero de 0,6 C nas mnimas e de 0,8 C nas mximas.

O pavimento da cobertura deve ser pensado durante a fase de concepo do projeto, para que sejam buscadas alternativas corretas para reduo da transmitncia trmica e a existncia de uma ventilao seletiva, que possa ser aberta nos perodos quentes para a retirada de calor e fechada nos pero-dos frios. Alm dos problemas de conforto trmico no ltimo pavimento, os exagerados ganhos trmicos pela cobertura podem causar dilatao trmica acentuada nas lajes de cobertura com aparecimento de fissuras nas paredes desse pavimento.

Para a segunda anlise realizada, referente influncia da orientao solar no desempenho trmico, foram considerados apenas os valores de temperatura do



segundo pavimento das edificaes, de forma a eliminar a influncia da cobertura. Foram verificadas, separadamente, as edificaes com os diferentes tipos de blocos, considerando os dormitrios das unidades habitacionais com janelas orientadas a leste e a oeste, conforme mostrado na planta de localizao dos registradores de temperatura, tendo estes ambientes o diferencial de possurem paredes cegas na orientao norte ou sul, resultando quatro orientaes solares.

A Figura 1.14 apresenta, para o edifcio com blocos de concreto e de cermica, respectivamente, o comportamento da variao de temperatura interna no perodo de inverno considerado, e a relao desses valores com a temperatura externa no mesmo perodo. A Figura 1.15 apresenta os resultados de temperaturas internas em comparao s temperaturas externas, para as diferentes orientaes solares, consi-derando os trs dias com temperaturas externas mais altas do perodo vero, para os dois diferentes tipos de blocos.

Durante todo o perodo analisado de inverno, observa-se com ambos os blo-cos temperaturas superiores para os dormitrios com parede na orientao norte. No prdio com blocos de concreto, o dormitrio com a janela na orientao leste tem maiores temperaturas durante todo o dia. Quando os blocos so de cermi-ca, o dormitrio a leste tem maiores temperaturas pela manh, enquanto que a oeste as maiores temperaturas so a tarde. Nesse perodo fica evidente o grande amortecimento na amplitude trmica externa, que ocorre por temperaturas m-nimas internas maiores, por causa da grande inrcia trmica da edificao que se mantm aquecida durante a noite pelo calor absorvido pelos fechamentos durante as horas mais quentes do dia.

Durante o vero fica menos evidente a influncia da orientao solar, com di-ferenas menores nas temperaturas internas entre as curvas da Figura 1.15. Nesse caso, o amortecimento trmico ocorre em razo da reduo das temperaturas m-ximas, e aumento das mnimas, devido a capacidade trmica dos fechamentos que absorve calor durante o dia, reduzindo a temperatura interna, e restitui a noite ele-vando a temperatura.

Analisando pelos critrios da NBR 15575-4:2013, considerando o dia com menor temperatura mnima (5 C) no perodo de inverno medido e o ambien-te com orientao mais desfavorvel das edificaes, encontra-se uma diferena entre as temperaturas mnimas interna e externa de +4,3 C (bloco de concre-to) e +4,4 C (bloco cermico), o que indica um desempenho mnimo para o inverno. Para o vero as diferenas entre as temperaturas internas na orientao mais desfavorvel e a temperatura mxima do dia mais quente (38,8 C) so de 7,7C (concreto) e 6,9 C (cermico), o que indica um desempenho superior para ambos os tipos de fechamento.



Inverno25

20

15

10

5

025

20

15

10

5

0

Bloco de concreto

Bloco cermico

Inverno

Tem

pera

tura

C

Tem

pera

tura

C

Hora

Hora

Perodo de mediao 31/08/2011 02/09/2011

Externo

J oeste / P norte

J leste / P norte

J oeste / P sul

J leste / P sul

Externo

J oeste / P norte

J leste / P norte

J oeste / P sul

J leste / P sul

Figura 1.14 Variao da temperatura externa e interna no inverno.Fonte: adaptado de KAPPAUN, 2012.

Perodo de mediao 27/11/2011 29/11/2011

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Vero

Bloco de concreto Hora

Vero

Bloco cermico Hora

Tem

pera

tura

C

Tem

pera

tura

C

Externo

J oeste / P norte

J leste / P norte

J oeste / P sul

J leste / P sul

Externo

J oeste / P norte

J leste / P norte

J oeste / P sul

J leste / P sul

Figura 1.15 Variao da temperatura externa e interna no vero.Fonte: adaptado de KAPPAUN, 2012.



A Tabela 1.6 apresenta os valores mais expressivos de temperaturas mxi-mas e mnimas, amplitude trmica, amortecimento e atraso da onda trmica, os quais permitem uma anlise mais detalhada da influncia da orientao solar no desempenho trmico de edifcios com diferentes tipos de blocos estruturais nos perodos de inverno e vero.

Tabela 1.6 Temperaturas mximas e mnimas, atraso trmico e amortecimento para diferentes orientaes bloco de concreto e cermico

Perodo medio

Tipo de bloco

OrientaoMdia

mn. (c)Mdia

mx. (c)Amplit.

mdia (t)Amort.

mdio (%)Atraso

mdio (hs)

Inverno

Concreto

Janela O-Parede N 11,9 16,4 4,5 58,0 1:40

Janela L-Parede N 12,3 17,0 4,7 57,0 1:20

Janela O-Parede S 11,1 15,1 4,0 62,5 2:00

Janela L-Parede S 10,7 13,7 3,0 72,4 1:00

Cermico

Janela O-Parede N 11,9 17,2 5,3 50,0 2:40

Janela L-Parede N 11,8 15,5 3,7 66,5 1:20

Janela O-Parede S 11,1 15,0 3,9 64,5 2:00

Janela L-Parede S 10,6 12,8 2,2 78,8 1:00

Temp. externa 6,4 17,3 10,9

Vero

Concreto

Janela O-Parede N 25,8 29,7 3,9 77,8 2:20

Janela L-Parede N 26,2 29,9 3,7 79,4 3:40

Janela O-Parede S 26,3 30,5 4,2 76,7 2:00

Janela L-Parede S 26,5 30,3 3,8 78,7 3:20

Cermico

Janela O-Parede N 26,5 31,7 5,2 70,9 3:00

Janela L-Parede N 25,7 29,8 4,1 77,4 3:20

Janela O-Parede S 25,9 31,9 6,0 66,2 3:00

Janela L-Parede S 25,8 29,8 3,9 77,9 3:00

Temp. externa 20,3 38,1 17,8


No inverno a trajetria solar tem ngulos de alturas menores. Isso resulta em uma alta incidncia de radiao na parede norte, acarretando assim, para ambos os blocos, as maiores mdias de temperaturas mximas quando a parede cega tem orientao norte e quando a janela est para leste com bloco de concreto e para oeste com bloco cermico. Em ambos os prdios as temperaturas mximas ocorrem no perodo diurno, o que indica maior influncia dos ganhos pela parede norte que pela janela. A mdia das temperaturas mximas tem a maior diferena de 3,3 C entre as orientaes para o bloco de concreto e de 4,4 C para o bloco cermico. O que indica uma influncia importante da orientao solar nos picos de mximas no inverno. Nas mdias das mnimas, a diferena menor: de 1,6C e



1,3 C, respectivamente, pois ocorrem sempre noite e refletem o efeito conjunto da temperatura diurna e da inrcia trmica dos componentes do edifcio.

No perodo de vero, com altura solar mais elevada em relao ao norte, as temperaturas mximas foram medidas no dormitrio com janela oeste e parede cega sul, para ambos os blocos. As temperaturas mnimas ocorreram em apar-tamentos com parede no lado norte, com janela a oeste na edificao de bloco de concreto, e com a janela para o leste quando o bloco cermico. Em razo da menor intensidade da radiao solar sobre a face norte no vero, as temperaturas internas nas diferentes orientaes solares tm diferenas menores, com 0,8 C e 2,1 C entre a maior e a menor mdia de mximas para o bloco de concreto e cermico, respectivamente. Para as mdias de mnimas, esses valores so ainda menores, ou seja, de 0,7 C e 0,8 C.

No inverno o amortecimento trmico tem diferena mxima entre as orien-taes de 15,4% (concreto) e de 18,8% (cermico), enquanto para o vero essas diferenas so de 2,7% e 11,7%, respectivamente, o que tambm indica maior influncia da orientao solar no perodo de inverno.

A anlise principal do trabalho, referente ao comportamento trmico das edificaes com diferentes tipos de blocos, foi realizada fazendo um comparativo entre a mdia das temperaturas medidas em todas as 4 orientaes consideradas no segundo pavimento de cada edificao, com o intuito de considerar conjunta-mente as diferentes orientaes solares e eliminar a influncia da cobertura, itens que foram analisados separadamente nesse trabalho.

A Tabela 1.7 apresenta as temperaturas mdias mximas e mnimas para as quatro orientaes consideradas das medies nos trs dias de inverno e vero, sendo calculados a amplitude trmica, o amortecimento da onda trmica e o atra-so trmico, o que permite uma anlise comparativa do comportamento trmico dos edifcios com diferentes tipos de blocos, para os dois perodos de medio.

Tabela 1.7 Temperaturas mximas e mnimas, atraso trmico e amortecimento para diferentes orientaes bloco de concreto e cermico

Perodo Tipo de blocoMdia mn

(c)Mdia

mx. (c)Amplit.

mdia (c)Amort. (%) Atraso trmico (hs)

Inverno

Concreto 11,5 15,5 4,0 63,3 1:30

Cermico 11,3 15,1 3,8 64,9 1:45

Temp.externa 6,4 17,3 10,9

Vero

Concreto 26,2 30,1 3,9 78,1 2:35

Cermico 26,0 30,8 4,8 73,0 3:05

Temp.externa 20,3 38,1 17,8




Para o perodo de inverno, em que os ganhos trmicos pela parede cega tm maior influncia sobre o comportamento trmico das edificaes, no foram en-contradas diferenas significativas nas temperaturas internas por causa do tipo de bloco, no evidenciando a maior transmitncia trmica do bloco de concreto.

Para o perodo de vero, o comportamento trmico nas duas edificaes foi semelhante, porm as temperaturas mximas e a amplitude trmica foram um pouco maiores na edificao de bloco estrutural cermico, com alguns picos mais acentuados de temperatura, tanto nas mximas quanto nas mnimas, provavel-mente em razo da menor inrcia trmica (capacidade trmica) desse tipo de bloco.

A alta capacidade trmica dos fechamentos analisados tem reflexo direto no expressivo amortecimento da onda trmica. No inverno, esse fato favorece no pe-rodo noturno, elevando as temperaturas mnimas, mas desfavorece durante o dia, pois reduz as temperaturas mximas. No vero, o comportamento trmico fa-vorecido nos horrios mais quentes, pois as temperaturas mximas so reduzidas, mas nos horrios mais frescos da noite as temperaturas no interior so superiores devido ao calor acumulado nas paredes com alta capacidade trmica durante o dia. Esse fato pode ser compensado, caso haja a possibilidade de ventilao noturna.

Embora ocorram diferenas de temperaturas entre os edifcios construdos com o bloco estrutural de concreto e o bloco estrutural cermico, essas diferenas so reduzidas. Isso indica que os dois tipos de blocos considerados, neste estudo, tm pouca influncia no comportamento trmico das edificaes estudadas, tan-to no perodo de inverno como no vero. Assim, para edificaes em alvenaria estrutural construdas com os modelos de blocos apresentados neste estudo, com o mesmo tipo de cobertura com ventilao e para as orientaes aqui analisadas, pode-se optar tanto pelo bloco estrutural de concreto quanto pelo bloco estrutu-ral cermico na zona bioclimtica 2 brasileira, sem que o comportamento trmico da edificao seja comprometido.

1.5 BIBLIOGRAFIAASSOCIAO BRASILEIRA DE CONSTRUO INDUSTRIALIZADA (ABCI).

Manual tcnico de alvenaria. So Paulo: ABCI, 1990.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS (ABNT). NBR 15220-2: Desempenho trmico de edificaes. Parte 2: Mtodo de clculo da trans-mitncia trmica, da capacidade trmica, do atraso trmico e do fator solar de elementos e componentes de edificaes. Rio de Janeiro: ABNT, 2005.

_______. NBR 15575-4: Edificaes habitacionais Desempenho. Parte 4: Re-quisitos para os sistemas de vedaes verticais internas e externas. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.



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construções em alvenaria estrutural

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