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ESCOLA POLITÉCNICA DA USP

0300002 – TRABALHO DE FORMATURA PARA ENGENHARIA CIVIL II

POTENCIALIZAÇÃO DA UTILIZAÇÃO DE COMPONENTES DE AÇO NA CONSTRUÇÃO DE CASAS UNIFAMILIARES DAS CLASSES DE RENDA “B” E “C”.

Grupo:

Daniel Gallardo Alarcon Douglas Kim Ito

Herbert Rodrigues Castro Gomes Marcio Fernandes Orestes Teixeira

Orientador: Prof. PhD. Francisco Ferreira Cardoso Co-orientadora: Profa. Dr. Mercia Maria Semensato Bottura de Barros

São Paulo 2009

AGRADECIMENTOS

Aos nossos familiares e amigos que sempre nos incentivaram e apoiaram durante toda a jornada universitária. Aos professores Francisco Ferreira Cardoso e Mercia Bottura de Barros pela orientação para elaboração deste trabalho, não apenas na relação formal entre professor e aluno, mas também como amigos. Às alunas do programa de dupla formação Poli-FAU Camila Conti e Ligia Massetto de Aquino que participaram no desenvolvimento deste estudo financiado pela ArcelorMittal. Ao professor Cláudio Alencar Tavares pelo fornecimento de informações econômicas essenciais a este trabalho. À engenheira Rosa Messaros pela dedicação e auxílio no desenvolvimento do projeto estrutural deste empreendimento. Ao arquiteto Alexandre Mariutti pelas visitas às obras da Construtora Sequencia, bem como o fornecimento de informações essenciais para a elaboração do projeto em questão. Ao arquiteto Bruno Sales pela elaboração do projeto em 3D. A arquiteta Erika Umakoshi pelo auxílio nas simulações de conforto térmico da residência. Ao engenheiro Marcelo Cançado pelo fornecimento de informações sobre sistemas construtivos a seco. Ao engenheiro Edson de Miranda, da Perfilor, pelo fornecimento de informações essenciais na elaboração do projeto da cobertura.

RESUMO Este trabalho foi desenvolvido a partir da segunda etapa do projeto multidisciplinar proposto pela empresa siderúrgica ArcelorMittal para o desenvolvimento de uma unidade habitacional unifamiliar que atenda a requisitos pré-estabelecidos de caráter técnico, econômico e social, além de potencializar a utilização de componentes de aço nos seus processos construtivos.

A revisão das soluções técnicas escolhidas inclui a análise dos aspectos inovadores da construção em Light Steel Framing e sua aceitação pelo mercado consumidor brasileiro, apresentando vantagens e desvantagens deste processo construtivo, bem como um estudo de viabilidade de emprego desta tecnologia.

Foram desenvolvidos os projetos de arquitetura, estrutura e sistemas prediais de acordo com a tecnologia construtiva em Light Steel Framing. Desta maneira, tornou-se possível a elaboração do orçamento que permitiu estimar o custo de construção.

Por fim, partiu-se da premissa de que os sistemas propostos neste estudo e os tradicionalmente encontrados no mercado brasileiro não apresentam diferenças significativas do ponto de vista do programa de necessidades do consumidor. Mesmo na aparência, à exceção da cobertura projetada com o uso de telhas termoacústicas, não demonstra o fato de ser construída empregando-se elementos não tradicionais.

ABSTRACT This work was developed from the second stage of the multidisciplinary project proposed by the steel company ArcelorMittal to develop a single-family housing unit that meets pre-established requirements of technical, economic and social development, and enhance the use of steel components in their construction processes.

A review of the technical solution includes the analysis of the innovative aspects of construction in Light Steel Framing and accepted by the Brazilian consumer market, with advantages and disadvantages of this constructive process and a feasibility study of this technology.

We developed the designs of architecture, structure and building systems in accordance with the building technology in Light Steel Framing. Thus, it became possible to prepare the budget estimated the cost of construction.

Finally, departed from the premise that the systems proposed in this study and those traditionally found in the market do not differ significantly in terms of program needs of the consumer. Even in appearance, except for coverage designed using tiles noises, does not prove the fact that it is built using non-traditional.

Sumário 1. Introdução ................................................................................................................................. 6

2. Características do projeto.......................................................................................................... 7

3. Aspectos inovadores ............................................................................................................... 11

4. Qualidade e desempenho do imóvel ....................................................................................... 13

5. Estimativa de custo do empreendimento ................................................................................ 14

6. Avaliação sócio-econômica do empreendimento ................................................................... 16

7. Possibilidade de implantação do empreendimento................................................................. 20

8. Considerações finais ............................................................................................................... 21

1. Referências Bibliográficas...................................................................................................... 22

2. Apêndice A – Projeto Básico Arquitetônico (Plantas, seções, vistas e desenho 3D) ............. 24

3. Apêndice B – Projeto Básico estrutural .................................................................................. 45

4. Apêndice B – Projeto Básico estrutural .................................................................................. 73

5. Apêndice D – Projeto da cobertura metálica (Detalhamento) ................................................ 74

6. Apêndice E – Projeto Sistema Predial de Água Fria .............................................................. 78

7. Apêndice F – Projeto Sistemas Prediais – Elétrica................................................................. 84

8. Apêndice G – Simulação de conforto térmico........................................................................ 87

Equipe

Orientadores: Francisco CARDOSO – Eng. Civil., PhD - Coordenador

Mercia BARROS –Eng. Civil, Dra. Eng.

Orientados: Daniel ALARCON

Douglas ITO

Herbert GOMES

Marcio TEIXEIRA

Colaboradoras: Camila CONTI – Arquiteta – FAU-POLI

Lígia de AQUINO – Arquiteta – FAU-POLI

Consultores: Alexandre MARIUTTI – Arquiteto – Construtora Sequência

Bruno SALES – Arquiteto Cláudio ALENCAR - Eng. Civil., Dr. Eng. - Real Estate

Edson de MIRANDA – Eng. Civil – Perfilor

Erika UMAKOSHI – ArquitetaMarcelo CANÇADO – Eng. civil

Rosa MESSAROS – Eng. Civil., – Estruturas

1. Introdução Este documento apresenta o processo de desenvolvimento do projeto de habitações unifamiliares, classificadas sob o conceito de affordable house, passíveis de serem produzidas em grande escala e em curto espaço de tempo. Para isto, buscou-se o emprego de tecnologias que permitissem a industrialização da construção e, como premissa, buscou-se potencializar a utilização de componentes de aço no seu processo construtivo.

Em função das características da demanda estabelecida na primeira etapa do trabalho e da possibilidade de acesso ao financiamento habitacional, focou-se no mercado das famílias de classes de renda C e B. Buscou-se, ainda, enquadrar o projeto no programa Minha Casa Minha

Vida do Governo Federal, cuja característica marcante é a redução dos impostos sobre o valor do empreendimento, de 7% para 1%. Este programa é voltado para as famílias com renda mensal de até 10 salários mínimos para os quais o valor máximo da unidade habitacional não pode ultrapassar R$ 130.000,00. A tabela 1 a seguir apresenta a composição utilizada elaboração da estimativa de custo e preço do produto.

Tabela 2 – Percentuais de custos incidentes num empreendimento imobiliário de casas: Financiamento imobiliário tradicional e Financiamento pelo Programa Minha Casa Minha Vida.

% Financiamento

imobiliário tradicional % Financiamento pelo Programa

Minha Casa Minha Vida Itens que incidem sobre o preço de venda: Custo do Terreno 15% 15% Gerenciamento do Empreendimento 0 0 Contas de Promoção, Propaganda e Marketing

3% 3%

Contas de Corretagem e Comercialização 4% 4% Impostos sobre o preço do empreendimento 7% 1% Encargos sobre o Lucro Presumido 6,73% 0 Lucro Presumido 15 15 TOTAL incidindo sobre o preço de venda 50,73% 38% Itens que incidem sobre o custo: Contas Pré-operacionais 8% 8% Gerenciamento da Implantação 0% 0% TOTAL incidindo sobre o custo 8% 8%

Estes elementos levaram ao estabelecimento das seguintes condições de contorno para o desenvolvimento do projeto:

• Custo máximo da construção estabelecido em função do preço máximo de comercialização no valor de R$ 130 mil, cujo imóvel é destinados às famílias com renda de até 10 salários mínimos.

• Foco nas características das regiões metropolitanas de São Paulo e Rio de Janeiro – elas representam um déficit habitacional de 1,15 milhões de moradias (2007) e uma nova demanda de 3,81 milhões de novas moradias até 2023 (Ernst&Young / FGV – Brasil Sustentável – As potencialidades do mercado habitacional - 2007);

• Adotou-se a premissa de que a casa produzida com a tecnologia de aço deve se parecer com a casa produzida com a tecnologia tradicional (alvenaria) para que se tenha grande potencial de comercialização. Com isto, espera-se alterar a cultura do público alvo que usualmente espera por uma casa “pesada”.

• Disposição das unidades habitacionais geminadas duas a duas, separadas por uma parede em comum, com intuito de potencializar o uso do terreno e conseqüentemente suprimir uma das vedações verticais.

• Produção em grande escala (condomínios horizontais com 100 unidades ou mais). Somente neste cenário é possível tornar as casas construídas em Light Steel Framing competitivas com as tecnologias tradicionais encontradas no mercado. Isto decorre do fato de que a construção em Light Steel framing é executada com maior velocidade quando comparada às tecnologias tradicionais. Com isso é possível diminuir o prazo para o retorno financeiro do investimento, maximizando-se assim os lucros.

• A solução deve se basear nos princípios da industrialização da obra e dos produtos e processos: montagem de elementos pré-fabricados, sistemas abertos, processos integrados, projetos detalhados, gerenciamento de empreendimentos, padronização, coordenação modular, construção seca e entregas just in time.

• A solução deve oferecer não apenas o preço competitivo, mas também um adequado desempenho termo-acústico aliado às condições de iluminação e a capacidade de suprir as necessidades do usuário.

• A premissa da utilização intensa de produtos que empregam o aço como material principal - a solução deve empregar diferentes componentes de aço: estrutura, cobertura, esquadrias de janela, batentes de portas, etc.

A fim de incrementar os estudos sobre este novo sistema construtivo, foi realizada uma visita a obra de um condomínio horizontal residencial em Cotia-SP produzido pela Construtora Sequência. O que diferencia este condomínio dos demais se refere ao método construtivo que também utiliza o sistema Light Steel Framing. Apesar do perfil de classe social deste condomínio divergir do proposto neste documento, a visita serviu como uma ferramenta adicional para a elaboração do projeto, que até então se limitava às pesquisas feitas em livros e manuais técnicos.

2. Características do projeto

2.1 Características do modelo arquitetônico adotado O programa de necessidades da residência foi estabelecido a partir dos empreendimentos disponíveis no mercado para as famílias das classes de renda C e B.

Para otimizar o uso do terreno, as casas foram projetadas com dois pavimentos, atendendo ao seguinte programa de necessidades:

• Área construída de aproximadamente 80 m²; terreno de 100 m2 (solução considerada como affordable house, dentro do nicho de mercado estabelecido);

• A casa é dividida em duas grandes áreas: social no térreo, que inclui a sala, cozinha, área de serviço e lavabo; e íntima, no primeiro pavimento, no qual estão alocados a suíte, dois quartos e o segundo banheiro;

• O acesso entre as áreas íntima e social é feito por uma escada que, por ser única e centralizada na planta, permite a otimização dos espaços de circulação horizontal, não criando corredores; além disso, sua estruturação serve de apoio para a caixa d’água e o acumulador de água quente do aquecedor solar;

• Integração da sala com o jardim para aumentar o espaço útil.

Adicionalmente, foram criadas também duas opções de planta, para aumentar a atratividade das casas para os consumidores brasileiros. A flexibilidade da planta e a quantidade de suítes são bastante valorizadas, sendo que estas possíveis alterações referem-se:

• Ao andar térreo com a sala voltada para a frente do lote e a cozinha com uma abertura direta para o jardim dos fundos, integrando com a área de lazer que, por sua vez, pode servir também como ampliação da área de serviço;

• À opção de um primeiro pavimento com duas suítes em vez de uma e dois quartos mais um banheiro.

O projeto de arquitetura final com as duas possibilidades de planta é apresentado no apêndice “A”.

2.2 Revisões das soluções técnicas adotadas 2.2.1 Aspectos construtivos

• Unificação das áreas molhadas – para minimizar os custos dos sistemas prediais hidráulicos.

• Alinhamento das paredes superpostas - as paredes estruturais dos pavimentos superpostos foram alinhadas verticalmente, para minimizar os elementos de transição.

• Modulação de 60,0 cm para os elementos estruturais, compatível com o padrão dos painéis de fechamento (largura de 1,20 m).

• Caixa d’água individual. Por ser um conjunto habitacional, a caixa d’água poderia ser coletiva, mas optou-se por ser individual para viabilizar a construção da casa em cenários distintos.

• Limitação das aberturas de portas e janelas em função do custo das esquadrias, da necessidade de compatibilização das dimensões das aberturas com as dos componentes disponibilizados pelo mercado, das limitações de espaço para posicionamento de mobiliário e do posicionamento de contraventamento da estrutura.

2.3 Sistema estrutural A premissa de maximizar o uso de aço na produção das casas resultou na escolha do light steel

framing para o sistema estrutural.

Trata-se de um sistema composto por perfis leves de aço galvanizado que constituem montantes e guias estruturais sobre os quais são aplicados painéis de fechamento. Os perfis de montantes e guias empregados têm espessura de 0,95 e 1,25 mm e largura variável entre 90, 140 e 200 mm, com formatos em “U” e “U” enrijecido. A rigidez da estrutura é complementada por elementos estruturais como fitas, cantoneiras e estruturas de contraventamento, também fabricadas em aço galvanizado. O aço da estrutura possui tensão de escoamento mínima de 360 MPa e apresenta revestimento com zinco, que garante a proteção contra corrosão.

Os elementos da estrutura são fixados utilizando-se parafusos autoperfurantes, com cabeça chata tipo Philips.

O projeto estrutural final foi revisado de acordo com as modificações do projeto de arquitetura provocando mudanças nas alturas e espessuras dos perfis utilizados. Posteriormente elaborou-se um novo projeto estrutural, com a revisão total das cargas impostas à estrutura. Segundo o arquiteto Alexandre Mariutti, presidente da Construtora Sequência, a quantidade de aço utilizada na estrutura em Light Steel Framing de um sobrado com aproximadamente 80 m² não deve ultrapassar os 2.800kg.

Todas as ligações entre os perfis são parafusadas, portanto são consideradas articuladas, pois no caso de perfis metálicos tão esbeltos, torna-se difícil a transmissão de momentos fletores entre os mesmos.

O projeto estrutural da residência e a memória de cálculo estão apresentados no apêndice “B”.

2.4 Fundação A fundação será produzida a partir de sapatas corridas incorporadas ao piso (denominadas genericamente por “falso radier”). A escolha leva em conta o reduzido carregamento imposto pelas cargas permanentes e acidentais e o fato de as cargas serem distribuídas ao longo de todas as vedações verticais. A execução do piso concomitantemente permite que se trabalhe com

melhores condições de limpeza e organização do canteiro de obras. Para o dimensionamento da fundação, utiliza-se a capacidade de carga mínima do solo de 0,5 kPa e taxa de armadura mínima.

O projeto de fundação consta no apêndice “C”.

2.5 Vedação horizontal A partir das premissas de racionalização e de industrialização, optou-se pelo uso de placas de OSB - Oriented Strand Board como vedação horizontal entre o pavimento térreo e o primeiro andar.

O anteprojeto previa a utilização do sistema steel deck, porém foi substituído pelo uso de placas OSB para manter o princípio de construção seca.

2.6 Vedação vertical Na etapa de anteprojeto foram identificados os principais painéis empregados: chapa de gesso acartonado, OSB e painéis cimentícios.

A primeira alternativa é utilizada essencialmente para as paredes internas, enquanto as duas últimas podem ser utilizadas tanto interna como externamente.

A decisão por uma dessas tecnologias considerou suas características de desempenho, sua disponibilidade e seu custo, tendo sido definido o emprego de placas de OSB para o exterior e gypsum board para o interior, ambas afixadas diretamente na estrutura reticulada do Light Steel

Framing.Com relação à proteção das placas de OSB, adotou-se a solução utilizada pela Construtora Sequência em parceria com a empresa Quimicryl S.A., cuja proposta é a aplicação de uma camada de revestimento polimérico de 3,0 mm bem como o devido tratamento de juntas para posterior aplicação da camada de pintura acrílica

As placas de gesso acartonado utilizadas serão de dois tipos: standard e resistente a umidade: a primeira destinada às áreas secas do primeiro andar e a segunda para as áreas úmidas e em todo o pavimento térreo.

Para se obter conforto térmico e desempenho acústico adequados, a cavidade entre duas placas será preenchida por lã de vidro ou lã de rocha. Este componente deve ser definido em função de menor custo na época da construção das casas, uma vez que ambos resultam em desempenho termoacústico semelhante.

2.7 Esquadrias de Portas e Janelas As aberturas foram limitadas às condições mínimas de habitabilidade e exigências arquitetônicas visando à redução de custos e às exigências construtivas.

Para as portas internas, foram projetados batentes de aço associados a folhas de madeira; para as exteriores prevê-se o emprego de PVC (Polyvinyl chloride) com reforço estrutural de aço para a porta principal e aço para a porta da área de serviço. Com isto, busca-se potencializar o emprego do aço, respeitando-se a cultura local.

As esquadrias de janelas são de PVC também com reforço estrutural de aço. Estas esquadrias serão fixadas mecanicamente aos montantes do light steel framing com posterior colocação dos arremates.

2.8 Cobertura Com a finalidade de potencializar a utilização de componentes de aço, optou-se pela cobertura com telhas metálicas termoacústicas, produzidas pela Perfilor, empresa brasileira do Grupo ArcelorMittal.

Trata-se de um painel trapezoidal composto por duas lâminas de aço entremeadas por um miolo de poliuretano que confere conforto termo acústico, denominada genericamente de “telha

sanduíche”. São telhas produzidas de acordo com o projeto, podendo-se variar o comprimento entre 2,5 a 12 m.

Por serem autoportantes, conseguem-se vãos de até três metros. Isto implica em redução na estrutura metálica de sustentação e conseqüentemente menores custos.

As telhas serão fixadas diretamente à estrutura do light steel framing por meio de parafusos autoperfurantes de 12 -14 x 2”. A junção entre duas telhas também é feita desta forma; empregando-se parafusos de 1/4 - 14 x 7/8”. O correto uso dos respectivos fixadores é fundamental para o adequado desempenho da cobertura. Além disso, é necessário aplicar fitas de vedação nas sobreposições transversais e longitudinais de ligação.

Na cobertura também serão instalados painéis para o aquecimento do sistema de água quente para uso sanitário (chuveiros) com a utilização de energia solar. Para tanto, deve-se atentar para os detalhes de fixação, aonde não poderá haver contato metal-metal. Isso é conseguido através da utilização de arruelas de neoprene, detalhada no projeto da cobertura.

2.9 Sistemas Prediais Hidráulicos, Sanitários e Elétricos Os materiais e componentes utilizados para os sistemas hidráulicos e sanitários devem ser coerentes com o sistema estrutural e de vedação escolhidos. A seguir são detalhados os sistemas de água fria e quente, esgoto e elétrica.

2.9.1 Água fria e água quente Para o sistema de água fria, diferente do que foi previsto no primeiro relatório, apenas uma parte do sistema foi dimensionado em PEX (Cross-linked polyethylene). Esta parte corresponde ao trecho entre o registro de cada prumada o ponto de utilização. O restante da tubulação, anterior a este trecho, foi projetado em PVC. Tal concepção visa à redução de custos, já que para uma habitação nos padrões previstos, inicialmente, o sistema PEX ponto a ponto aumenta substancialmente o custo.

A insistência na utilização do PEX dentro do ambiente molhado é uma decisão que busca favorecer a racionalização da construção e minimizar problemas com manutenção, já que o sistema ponto a ponto reduz significativamente a possibilidade de ocorrência de vazamentos e, quando necessária, sua manutenção é facilitada devido à maior acessibilidade. Além disso, são nos ambientes onde ocorrem maiores interferências com os demais subsistemas e a flexibilidade do PEX permite melhorar a compatibilização destas interferências.

Com relação à utilização do sistema rígido em PVC ressalta-se que seu impacto sobre a velocidade de montagem não é crítica e, caso se queira aumentar a produtividade, é possível efetuar pré-montagens para acelerar o processo.

No sistema de água quente optou-se por uma tubulação totalmente em PEX visto que o sistema deve atender apenas dois pontos de utilização, os chuveiros dos banheiros do piso superior. Deste modo, a configuração da tubulação de distribuição de água quente é a mesma daquela realizada em tubulação rígida; logo, o custo da tubulação em PEX não é tão superior ao custo da tubulação em outros materiais como o cobre, o PPR (Poly Propylene Random) ou o CPVC (Chlorinated

polyvinyl chloride).

O aquecimento da água para os chuveiros é feito por aquecedor solar complementado por energia elétrica. Para esta tecnologia, os equipamentos necessários são: coletores solares com 2 m2 de área (para captação de energia) e um reservatório térmico de 200 litros para reserva da água e manutenção da temperatura.

Para garantir o contínuo abastecimento de água, no Brasil exige-se a utilização de caixa d’água individual ou condominial. A opção foi pela caixa d’água individual que resultou em maior dificuldade construtiva uma vez que, para o correto abastecimento, é necessária sua elevação para além da cobertura, de modo a que se tenha pressão hidrostática suficiente, principalmente, nos chuveiros.

2.9.2 Esgoto As instalações de esgoto são de PVC rígido e estão alocadas em shafts verticais ou no interior de forros falsos em gesso acartonado. Em função deste sistema, no pavimento inferior, os forros sob as áreas molhadas do pavimento superior foram rebaixados, pois não é possível passar a maior parte da tubulação por eventuais perfurações feitas nos perfis metálicos.

Os projetos de água quente, água fria e esgoto estão contidos, respectivamente, nos apêndices “D” e “E”.

2.9.3 Elétrica As tubulações elétricas usadas são as usualmente empregadas em projetos tradicionais, ou seja, eletrodutos flexíveis em PVC.

Além disso, visando à sustentabilidade energética, foi empregado um sistema de aproveitamento de energia solar para aquecimento de água fria, associado ao aquecedor de passagem elétrico. Este sistema fornece energia para o aquecimento de chuveiros, equipamento que representa o maior consumo de energia elétrica para uma residência no Brasil.

O projeto de instalações elétricas está anexado no apêndice “F” deste relatório.

3. Aspectos inovadores

3.1 Descrição do sistema construtivo Light Steel Framing A tecnologia do Light Steel Framing para a produção de habitação é completamente inovadora no Brasil. Embora as primeiras utilizações tenham quase 10 anos, trata-se de uma tecnologia que ainda não alcançou escala de produção comercial. A proposta de sua utilização neste projeto traz enormes desafios, sobretudo em relação à aceitação pelo mercado consumidor. Por isto, buscou-se o desenvolvimento de um produto com uma arquitetura adequada à cultura do público alvo, que fosse capaz de sobrepor a sua rejeição às tecnologias distintas das tradicionais de alvenaria de blocos cerâmicos ou de concreto.

No desenvolvimento arquitetônico foram introduzidos elementos de valorização dos ambientes e, principalmente, que proporcionassem o atributo da flexibilidade dos espaços, ou seja, que houvesse opção de escolha da planta da edificação.

Não foram propostas grandes inovações no produto “casa” porque isto levaria a um resultado contrário ao que se buscava, pois haveria maior confronto com o produto tradicional, o qual se pretende que seja substituído imperceptivelmente.

A inovação está, portanto, na tecnologia empregada, que deverá permitir a construção de um grande número de unidades, em curto prazo e a custos competitivos com os oferecidos pelas tecnologias tradicionais.

No que se refere aos aspectos de sustentabilidade do projeto, além da racionalização construtiva imposta pelas tecnologias utilizadas, foi proposto o emprego de painéis solares para o aquecimento de água para os chuveiros, minimizando o impacto energético. Além disso, as condições de conforto térmico são observadas pelo produto desenvolvido, não exigindo sistemas de acondicionamento artificial. A sustentabilidade está presente também na maior possibilidade de reconstrução da habitação.

3.1.1 Vantagens e desvantagens do sistema construtivo Light Steel Framing

No Brasil, o método construtivo em light steel framing é recente, tendo início em meados da década de 90. Por ser um sistema inovador, ainda encontra dificuldades de inserção no mercado da construção civil brasileira.

Não obstante estas dificuldades, pode-se destacar uma série de vantagens do uso do light steel

framing para a construção de habitações unifamiliares, notadamente:

• Redução na carga de fundação: por se tratar de uma estrutura leve, o custo da fundação pode ser reduzido, não especificamente em função da redução das cargas, mas por prescindir de solos de excelente qualidade.

• Velocidade de produção: a potencial rapidez na execução das obras permite que o retorno dos investimentos seja antecipado, garantindo-se que o payback do empreendimento seja menor (mercado privado) ou o atendimento a uma demanda social urgente (mercado público).

• Racionalização de materiais: por ser um processo construtivo fundamentado nos princípios da industrialização (modularidade, montagem por componentes intercambiáveis, elevado potencial de mecanização), o desperdício de material pode ser minimizado, proporcionando maior economia e um canteiro de obras limpo.

• Reciclabilidade: O aço, principal material utilizado nos componentes deste projeto, é 100% reciclável.

• Sustentabilidade: adequação às diretrizes de sustentabilidade de um projeto de construção civil, que, em conjunto com a racionalização de materiais e a reciclabilidade, gera menor quantidade de entulho.

• Maior área útil: As paredes de uma casa em light steel framing são menos espessas do que as feitas em alvenaria, levando a ambientes de maiores dimensões para uma mesma área externa.

Com relação às desvantagens deste tipo de sistema tem-se:

• Fatores culturais, uma grande dificuldade a ser superada: trata-se de uma casa leve (parede leve e oca, cobertura de aço) confrontando com os tradicionais elementos pesados utilizados para a produção deste tipo de casa.

• Escassez de mão-de-obra especializada para a execução das obras: para que seja possível a construção em série destas casas no Brasil é necessário um grande investimento em capacitação profissional de mão-de-obra.

• O preço dos perfis está suscetível às variações da cotação do aço no mercado brasileiro e mundial.

• Dificuldade de remodelação e ampliação do projeto: a maioria dos montantes das paredes é estrutural, o que torna qualquer modificação no interior da residência difícil e onerosa. A falta de revendas especializadas nestes componentes na maioria das regiões brasileiras também contribui para isto.

Na Tabela 2 a seguir são apresentadas as principais vantagens e limitações das soluções escolhidas para comporem o projeto proposto em relação às soluções tradicionalmente empregadas em empreendimentos semelhantes no mercado brasileiro.

Apesar das desvantagens do light steel framing, um estudo de viabilidade de implantação de casas utilizando este sistema no Brasil mostrou-se satisfatório. Apesar da cultura local ainda não privilegiar este tipo de construção, demonstrou-se que pode ser competitivo financeiramente. Com o comparativo realizado entre os custos de construção utilizando-se métodos tradicionais e outro em light steel framing, concluiu-se que ambos possuem quase o mesmo valor, estimado em R$ 1.000,00 por metro quadrado de construção. Partiu-se assim da premissa de que o custo de construção de uma casa geminada de dois pavimentos, empregando-se tecnologia tradicional, é de aproximadamente R$ 950,00 m2.

Como visto no relatório inicial, para a definição do preço final possível de ser proposto para uma low-cost housing, adotam-se as seguintes premissas:

• Custo de construção de R$ 1.000,00 m2;

• Comprometimento de 25% da renda familiar em habitação;

• Juros de mercado (8,66% ao ano, mais correção monetária);

• Prazo de financiamento de 30 anos;

• Entrada a vista de 20% do valor do imóvel;

Tabela 2 – Comparativo entre os sistemas selecionados e os usuais.

Tabela comparativa entre os sistemas selecionados e os usuais Vantagens Desvantagens

Est

rutu

ra

Light Steel

frame

- Estrutura leve, favorecendo as fundações - Agilidade de execução - Facilidade de modelagem - Facilidade de manutenção - Compatível com conceitos de deconstrução, elemento fundamental da sustentabilidade.

- Alto custo dos componentes - Dificuldade de fornecimento - Escassez de mão-de-obra especializada - Cultura local não privilegia construções leves

Gesso acartonado (interior)

- Painéis leves, facilmente transportáveis - Facilidade de execução - Permite a manutenção fácil dos sistemas prediais - Possibilita alta produtividade - Adequada resistência mecânica para áreas internas de edifícios

- Exige cuidados especiais para áreas úmidas - Cultura local não privilegia construções leves - Possibilidade de proliferação de vetores de contaminação como roedores, por exemplo, em função do oco das paredes.

OSB (exterior)

- Painéis leves, facilmente transportáveis - Adequada resistência a intempéries, desde que adequadamente protegida - Custo compatível com a tecnologia estrutural - Facilidade de corte para arremates - Facilidade de execução

- Pouco resistentes mecanicamente - Escassez do material para algumas regiões - Instabilidade em contato com água - Cultura local não privilegia construções leves V

edaç

ões

Ver

tica

is

Portas e Janelas em PVC

- Adequada resistência mecânica - Evita a necessidade de pintura - Custo elevado frente às esquadrias de alumínio

Ved

açõe

s H

oriz

onta

is

OSB (interior) - Painéis leves, facilmente transportáveis - Custo compatível com a tecnologia estrutural - Facilidade de corte para arremates - Facilidade de execução

- Pouco resistentes mecanicamente - Escassez do material para algumas regiões - Instabilidade em contato com água - Cultura local não privilegia construções leves

Sist

emas

P

redi

ais

PEX - Flexibilidade de instalação e manutenção - Diminuição do consumo de mão-de-obra - Menor incidência de problemas de vazamentos - Maior vida útil pela diminuição de conexões

- Dificuldade de encontrar componentes e mão-de-obra - Escassez do material para algumas regiões - Maior custo inicial de instalação

Estrutura Metálica

- Alta resistência aos esforços - Maior vida útil - Menor peso para as fundações - Agilidade de execução

- Alto custo inicial de instalação - Dificuldade de encontrar material e mão-de-obra - Escassez do material para algumas regiões - Maior necessidade de manutenção

Sist

emas

Sel

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Cob

ertu

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Telhas de aço com isolamento termo-acústico

- Agilidade de execução - Menor exigência de estruturação do telhado - Facilidade de transporte - Adequado desempenho termo-acústico

- Alto custo inicial de instalação - Baixa declividade dificulta a instalação da caixa d’água

4. Qualidade e desempenho do imóvel

Com relação à qualidade, a principal dúvida está relacionada à vida útil da camada de revestimento polimérico de 3,0 mm e posterior aplicação de pintura acrílica sobre as placas de OSB. A Figura 1Erro! A origem da referência não foi encontrada. a seguir ilustra uma a solução proposta por um fabricante do mercado, cuja aplicação vem ocorrendo há pouco mais de cinco anos, não dando assim plena garantia de sua durabilidade. Caberia a realização de ensaio acelerado de envelhecimento, associado à verificação da manutenção de outros requisitos de desempenho, para avaliar o desempenho da solução no tempo. A Figura 2 apresenta a vista final da residência, após a aplicação da pintura acrílica.

Figura 2 – Aplicação do Sistema Baucryl para revestimento de chapas de OSB (Fonte: www.quimicryl.com.br).

Figura 2 – Vista final da residência (Fonte: www.quimicryl.com.br)

No âmbito de desempenho térmico, o apêndice “G” traz os resultados de uma simulação das condições de conforto térmico da residência, realizado pela consultora Arq. Erika Umakoshi.

O projeto como um todo atinge um adequado desempenho térmico quando utiliza proteções solares externas nas aberturas, permitindo ao usuário a manipulação da mesma, e quando favorece uma boa ventilação dos ambientes para a retirada da carga térmica acumulada, pois caso isso não aconteça o ambiente vai guardar esse calor devido ao isolamento térmico das paredes.

Apesar de ser uma construção leve, os materiais utilizados possuem um adequado desempenho que garante conforto térmico aos ambientes durante o ano todo. Durante o inverno, conserva o calor interno, podendo acumulá-lo por radiação direta quando necessário, e no verão podendo sombrear as aberturas e ventilando os ambientes mantém a temperatura interna na região de conforto. Cabe ressaltar, porém, a questão da acústica desses ambientes que eventualmente podem causar desconforto aos usuários devido à natureza dos materiais.

5. Estimativa de custo do empreendimento

A partir dos projetos arquitetônicos, estruturais e de sistemas prediais tornou-se possível a elaboração de uma planilha de quantitativos para um orçamento mais detalhado. A tabela 3 a seguir foi elaborada de acordo com as quantidades dos insumos necessários para a produção de uma residência. Ressalta-se que o valor de mercado de cada insumo foi obtido entre os meses de dezembro de 2009 a janeiro de 2010.

Tabela 3 – Quantitativos - Estimativa dos custos de produção de uma casa geminada (supondo a construção simultânea de 200 casas).

O resultado obtido demonstra que o custo de construção é de R$ 85.601,20, ao qual devem ainda ser somados os custos pré-operacionais de gestão da obra, estimado em 8%, chegando-se a um custo total de produção de R$ 92.449,30. Como a área construída é de 84,24 m2, isto corresponde a um custo de produção final de cerca de R$ 1.100,00/m², valor 10% superior aos R$ 950,00/m² adotados como premissa para a estimativa inicial de custos.

O Quadro 1 apresenta os percentuais para a composição do preço final do imóvel, obtidos com o Prof. Dr. Cláudio Alencar Tavares, membro do núcleo de Real Estate da Escola Politécnica. A estimativa inclui a parcela do terreno, as contas de propaganda e corretagens. Estão inclusos, também, os impostos sobre o preço e o lucro presumido do empreendedor, posto que o cenário proposto é da promoção imobiliária.

Quadro 1 – Estimativa do custo final de produção e do preço de venda da unidade habitacional.

Chega-se, assim ao preço do imóvel no valorde pouco mais de R$ 165 mil, ou seja, aproximadamente R$ 2.000,00 por m2. Este valor supera as expectativas de encaixe no programa Minha Casa Minha Vida , cujo valor máximo é de R$ 130 mil, o que levou à consideração do imposto de 7% e à não isenção fiscal por ele oferecida.

É importante destacar que os custos apresentados foram levantados considerando-se um universo de 200 unidades.

6. Avaliação sócio-econômica do empreendimento Embora os custos de produção alcançados sejam competitivos, o programa de necessidades imposto para a obtenção de uma habitação mais compatível com o uso do light steel frame levou a um produto habitacional de um padrão tal que fez com que o objetivo proposto de se ter uma casa com valor que pudesse fazer parte do programa Minha Casa Minha Vida não fosse alcançado.

6.1 Comparação com a habitação tradicional No mês de dezembro, a editora PINI, o mais importante editor de publicações da área de construção civil do país, trouxe um novo projeto na revista Construção Mercado de uma affordable house para as famílias de classe de renda C, construída segundo as tecnologias tradicionais. Suas características são:

• área construída: 79,40 m2;

• terreno plano de 5 m x 25 m;

• casa de dois pavimentos, com dois dormitórios, sala, cozinha e banheiro.

O projeto aqui desenvolvido, embora com área semelhante (84,24 m2, ou 6% superior), adotou um programa de arquitetura mais elaborado, pois possui um dormitório, um banheiro e uma área de serviço a mais, além de permitir flexibilidade no arranjo interno da unidade e ser dotado de sistema de aquecimento solar de água para uso sanitário (chuveiros). Isto se deve à decisão de propor um produto para as famílias de classe de renda B (parcela inferior), exigindo-se um programa mais completo e flexível.

As características da construção analisada pela editora PINI são:

• fundação profunda leve;

• estrutura de concreto armado;

• laje convencional de concreto armado;

• alvenaria de bloco de concreto;

• janelas de alumínio e portas de madeira;

• instalações hidráulicas de água fria e esgoto em PVC;

• revestimento de piso cerâmico em todos os ambientes e escada revestida de granilite;

• revestimento de paredes de áreas molháveis de azulejo e áreas secas de argamassa e pintura;

• cobertura com estrutura de madeira e telhas de concreto.

As principais diferenças apontadas, além daquelas ligadas às opções pela estrutura light steel

frame, painéis de fechamento e pela cobertura em telha de aço, são as fundações profundas (mais caras) em vez do “falso radier” e as janelas de alumínio em vez de esquadrias de PVC .

Como mencionado, não há diferenças com relação ao conceito da casa tradicional do ponto de vista de programa de necessidades. Mesmo na aparência, a exceção da cobertura em telha de aço, ela não demonstra o fato de ser construída empregando elementos não tradicionais.

O custo total de construção apurado da casa analisada pela editora PINI foi de R$ 93.140,40, ou R$ 1.173,05 por m2. Ele não prevê, no entanto, um ganho de escala oriundo da produção simultânea de um número significativo de casas.

Embora, durante a elaboração do anteprojeto, imaginou-se que as opções pelo uso do aço encareceriam o projeto, isto não ocorreu, pois chegou-se a um custo de construção de R$ 1.097,45 por m2, que é 6,4% superior ao da construção de uma casa isolada semelhante pelo sistema tradicional, o que mostra que a solução é competitiva quando conduzida em escala.

6.2 Comparação da habitação da CDHU em Steel Framing e a casa tradicional

No mês de fevereiro de 2010 a mesma editora PINI, edição 103 da Construção Mercado, lançou uma matéria sobre a Vila Dignidade, conjunto habitacional popular da CDHU, construída em Steel Frame. Nesta matéria foram estimados os custos para a construção em Steel Frame e ao final do texto foi feita a comparação de custo entre esta casa utilizando a tecnologia Steel Frame e a mesma casa utilizando a tecnologia tradicional, em concreto armado e vedação com blocos cerâmicos. Os valores apresentados pela revista referem-se apenas aos custos diretos de construção, não levam em conta o custo do terreno e nem os ganhos com prazos reduzidos de construção. A moradia da CDHU em Steel Frame apresenta as seguintes características:

• unidade composta por duas moradias geminadas e térreas;

• cada moradia apresenta 52,37 m2 de área construída;

• ambientes da moradia: sala, cozinha, banheiro e 1 dormitório;

• casas implantadas em condomínio horizontal com 22 unidades;

A casa da CDHU é parte de um programa social que visa assistir idosos de baixa renda. Por se tratar de uma habitação de interesse social a casa apresenta acabamentos de qualidade inferior ao

disponibilizado à classe média. Para esta casa em Steel Frame foram utilizados os seguintes subsistemas:

• fundação profunda leve;

• estrutura em Steel frame;

• fechamento externo com placas cimentíceas;

• fechamento interno com placas de gesso acartonado;

• Esquadrias de ferro pintadas com tinta esmalte;

• Instalações hidráulicas de água fria e esgoto em PVC. Intalação de água quente em cobre;

• revestimento de piso cerâmico em todos os ambientes;

• revestimento de paredes internas: áreas molháveis com azulejo e áreas secas com pintura em látex PVA sem massa corrida;

• revestimento de paredes externas com textura acrílica;

• cobertura em telhas cerâmicas e estrutura de aço;

• Para a mesma casa, porém com estrutura convencional, tem as seguintes substituições:

• substituição da estrutura de Steel Frame por estrutura em concreto armado;

• substituição dos fechamento verticais de placas cimentíceas e placas de gesso acartonado por blocos cerâmicos vazados.

A primeira casa (duas moradias), em Steel Frame, foi orçada em R$ 90.398,22 para uma área de 104,7 m2 o que representa um custo de R$ 863,40/m2. Já para a mesma casa com alteração do sistema estrutural e da vedação vertical para concreto armado e vedação em blocos cerâmicos o custo de produção cai para R$ 84.117,45 tendo,assim, um custo de R$ 803,41/m2.

Comparando-se as duas casas com relação ao custo de produção, chega-se a um custo inferior de R$ 6.280,00 da segunda alternativa, isto é, a tecnologia tradicional apresenta uma vantagem de 6,95%. Porém para a análise deste dois sistemas construtivos o custo de produção não reflete o custo global da habitação, já que existem custos relativos aos prazos de execução, favoráveis ao Steel Frame, que não foram levados em conta na formação do custo.

Além disso, o orçamento da construção em Steel Frame não considera uma outra vantagem decorrente da leveza do sistema estrutural. Esta característica permite utilizar-se uma fundação mais “leve” que a da casa tradicional. No orçamento considera-se a mesma fundação para ambas as casas.

Deste modo pode-se dizer que o custo global da casa em aço deve diminuir aproximando-se ou até mesmo superando o custo da habitação tradicional.

6.3 Comparação entre a casa Affordable House e a casa popular da CDHU em Light Steel Frame e a casa tradicional

Outra comparação possível neste tópico pode ser feito entre os resultados alcançados relativos ao orçamento do trabalho Affordable House e às matérias publicada pela PINI da casa tradicional e a casa em Steel Frame.

Avaliando-se o índice custo por m2 de área construído, tem-se os seguintes valores: Affordable House, R$ 1.016,16/m2; CDHU, R$ 863,40/m2; casa tradicional, R$ 1.173,05.

Analisando-se o programa arquitetônico de cada uma percebe-se que existe uma grande diferença no padrão de qualidade da casa da CDHU com as demais, sendo que a primeira encaixa-se dentro do padrão popular e tem custo reduzido pelo nível de acabamento e pela simplicidade de seu programa arquitetônico. Já as outras duas apresentam caracteríosticas de casas para classe média, embora a casa Affordable House apresente um programa de necessidades melhor que o projeto

da casa tradicional da Construção Mercado, pode se ver esta melhoria como uma forma de suprir a desvantagem da desconfiança do mercado para com aquela.

Posicionando, assim, cada habitação vista neste tópico pode-se utilizar as casas apresentadas pela PINI como referências para avaliar o custo da habitação Affordable House. De modo a entender que, pelo exposto acima, esta deve ter um custo de produção por m2 intermediária as outras duas casas. Portanto ficando entre R$ 863,40 e R$ 1.173,05 que de fato ocorre.

7. Possibilidade de implantação do empreendimento

O projeto tem condições de ser adotado no modelo de empreendimento que parece ser o mais empregado no país: o de condomínios horizontais de habitações unifamiliares geminadas (Figura 1), além poder ser usado para a construção de habitações unifamiliares geminadas isoladas.

Embora o projeto não atinja as famílias mais numerosas de classe de renda C, as mudanças que vêm ocorrendo na sociedade brasileira (aumento de renda das famílias, envelhecimento da população fazendo com que as residências sejam ocupadas por mais tempo e diminuição do tamanho das famílias) vêm fazendo com que cresçam substancialmente as famílias de classe de renda B, que recebem de R$ 4 mil a R$ 8 mil por mês. O número de tais famílias deverá passar de 3,3 milhões (2007) para 11,0 milhões (2030) (E&Y, 2007).

Figura 11 – Exemplos de soluções arquitetônicas adotadas em condomínios horizontais de habitações

unifamiliares.

O projeto poderá ser detalhado minuciosamente numa terceira etapa do programa, não havendo razão técnica que impeça a construção de um protótipo para se verificar as condições de realização da proposta, incluindo-se prazos de execução e os custos reais de produção.

8. Considerações finais

Inicialmente, com o resultado dos estudos socioeconômicos e da cadeia produtiva, buscou-se avaliar qual o padrão brasileiro adequado para o Affordable House e qual seria o seu público-alvo. Uma das premissas para o desenvolvimento do projeto foi que o preço do imóvel para o consumidor final não ultrapassasse R$ 130 mil, na tentativa de adequar-se ao programa Minha

Casa Minha Vida do Governo Federal. Contudo, com a elaboração mais detalhada do orçamento executivo a partir da finalização dos projetos básicos de arquitetura, estrutura e sistemas prediais, chegou-se ao valor venal de R$ 165 mil, o que inviabiliza a entrada deste tipo de empreendimento no programa em questão.

Embora os custos de produção obtidos sejam superiores aos adotados como premissa na primeira parte da elaboração deste estudo, é possível que o produto seja competitivo no mercado brasileiro. Comparativamente aos custos da construção tradicional publicados pela editora PINI em 2009, o projeto proposto neste estudo continua com valor inferior ao mesmo. Isto se deve ao fato da produção em escala das residências do condomínio horizontal. Outro fator importante está no seu retorno financeiro, cuja produção com maior velocidade reduz o payback do investimento para os empreendedores.

O grande desafio deste projeto é sua aceitação no mercado devido a fatores culturais, principalmente por ser uma casa leve com cobertura metálica, em contraposição às paredes de alvenaria e ao telhado cerâmico tradicionalmente utilizados. Para minimizar este impacto buscou-se um modelo arquitetônico tradicional, aliado a duas opções de planta. Com isso é possível aumentar a atratividade do empreendimento com a flexibilidade da planta e a quantidade de suítes, sendo esta última bastante valorizada pelo consumidor brasileiro.

A real viabilidade técnica e econômica do projeto somente poderá ser verificada a partir da construção do protótipo pelo qual algumas das alternativas propostas poderão ser devidamente avaliadas. Além disso, a execução do protótipo permitirá avaliar com maior precisão os custos e os prazos de execução envolvidos. Algumas parcerias já começam a ser estabelecidas com vistas à execução do protótipo. A empresa Quimicryl, por exemplo, fabricante da película polimérica passível de ser aplicada como revestimento exterior está disposta a participar do projeto, com o desenvolvimento de um produto de custo ainda mais reduzido.

1. Referências Bibliográficas

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Catálogo Técnico Tigre - Água Fria

Catálogo Técnico Tigre - Águas Pluviais

Catálogo Técnico Tigre – Esgoto

Catálogo Técnico Tigre – Elétrica

Catalogue PPR Water Supply – Aquart

Catálogo Soletrol: Aquecedores de Água

Catálogo Técnico Perfilor – Telhas termo-acústicas Termilor

Introdução à Engenharia Fotovoltaica - Universidade Técnica de Lisboa

Catalogo Soluções Amanco Linha Predial 3ª Edição.

GIUSTI, R. J. A construção do desenvolvimento sustentado, São Paulo: FGV - Fundação

Getulio Vargas, 2006.

CINELLI, L. F. Necessidade de ações de desenvolvimento tecnológico da produção da

construção civil e da construção habitacional, São Paulo: ABCP: Associação Brasileira

de Cimento Portland, 2000.

CBIC - Câmara Brasileira da Indústria da Construção. Projeto de Inovação Tecnológica,

São Paulo: CBIC, 2009.

TERNI, A. W. Steel Frame - Cobertura, Guaratinguetá-SP: Techné. 2009.

Texto técnico - Perfil da Cadeia Produtiva da Construção e da Indústria de materiais.

FVG / ABRAMAT.

Boletim técnico: Análise setorial - ABRAMAT - nº 07 - Ano 3 - Fevereiro/2009.

Relatório Técnico: Projeto de inovação tecnológica na construção. CBIC. Março/2009.

Relatório Técnico Perfilor: Desempenho térmico de coberturas.

SILVA, M. A. C. Palestra: Projeto Inovação Tecnológica na construção civil.

Agosto/2007.

SCHARFF, ROBERT e CEILINGS: Residential Steel Framing Handbook.

JARDIM, G. T. C. e CAMPOS, A. S. Boletim Técnico: "Light Steel Framing": Uma aposta

do setor siderúrgico no desenvolvimento tecnológico da construção civil. CBCA.

www.ibge.gov.br (acessado em maio/2009)

www.quimicryl.com.br ( acessado em novembro/2009)

www.revistatechne.com.br - Como construir - Steel Frame (acessado em junho/2009)

2. Apêndice A – Projeto Básico Arquitetônico (Plantas, seções, vistas e desenho 3D)

3. Apêndice B – Projeto Básico estrutural

Sections Summary Table

Section Total length Weight Sub-total (meter) ( ton ) ( ton )

Cold formed sections: Ue# 90x40x12#1.25 592.17 1.049 1.049

2Uef# 90x40x12#0.95 24.17 0.065 2Uef# 90x40x12#1.25 35.54 0.126

2Uef# 200x40x12#1.25 233.42 1.317 2Uef# 140x40x12#0.95 60.15 0.205 1.713

TOTAL Cold formed = 2.763

Built up sections: Property no. 7 244.17 0.069 0.069

TOTAL Built up = 0.069

Total weight: 2.832

73

4. Apêndice B – Projeto Básico estrutural

74

5. Apêndice D – Projeto da cobertura metálica (Detalhamento)

78

6. Apêndice E – Projeto Sistema Predial de Água Fria

84

7. Apêndice F – Projeto Sistemas Prediais – Elétrica

87

8. Apêndice G – Simulação de conforto térmico

Avaliação de Desempenho Térmico e Recomendações para o Projeto

Diagnóstico Climático para a cidade de São Paulo

A figura 1 apresenta o resumo com as principais estratégias a serem incorporadas na elaboração do projeto arquitetônico na cidade de São Paulo, segundo o método Givoni. Analisando o balanço térmico pode-se dizer que para 17% do ano o clima de São Paulo garante conforto térmico, em 63,5% do ano é necessária ventilação e em 17,4% do ano o clima requer massa térmica para aquecimento.

Tendo em vista que os componentes utilizados para o desenvolvimento do projeto são leves e incorporam isolante térmico, foram realizados cálculos de carga térmica para a verificação do conforto, já que não há o benefício da inércia térmica dos materiais.

Figura 12- Diagnóstico Climático Segundo o método Givoni

88

Análise de carga térmica para o pavimento térreo

Foram realizados cálculos térmicos para as quatro situações listadas a seguir:

• Para o projeto original no Inverno (figura 2);

• Para o projeto original no Verão (figura 3);

• Para o projeto no Verão, com proteção solar nas aberturas (figura 4);

• Para o projeto no Verão, com proteção solar nas aberturas e sem isolante térmico nas paredes (figura 5).

Situação 1:

0

500

1000

1500

2000

2500

COBERTURA PAREDES AREA ENV. PESSOAS EQUIP. ILUM.

Figura 2- Ganhos de calor (W) no pavimento térreo - Inverno

Ao se analisar os cálculos e o gráfico da figura 2, pode-se dizer que devido ao isolamento térmico das paredes, o maior ganho de calor ocorrerá pelas áreas envidraçadas. Com isso, buscando atingir o conforto térmico dos usuários, recomenda-se que sejam colocadas proteções externas a essas aberturas, de tal maneira que consigam barrar a insolação direta. Além disso, ressalta-se que não havendo inércia térmica nas paredes, não haverá perdas significativas de calor durante a noite; por isto, é necessário ventilar os ambientes, preferencialmente utilizando a ventilação cruzada entre a abertura da cozinha e da sala de jantar. É possível, ainda, beneficiar-se da incidência do vento predominante para a cidade de São Paulo que tem direção sudeste.

89

Situação 2:

0

500

1000

1500

2000

2500


Figura 3- Ganhos de calor (W) no pavimento térreo - Verão

Em relação aos ganhos de calor no verão, pode-se dizer que apesar do ganho na área envidraçada ser menor, é importante ressaltar que a fachada norte no verão não recebe insolação direta, já que o sol possui uma maior altura solar, ou seja, está a pino. No entanto, cabe ressaltar que a temperatura do ar é mais elevada e que o ganho de calor pela área envidraçada é bem significativo, gerando desconforto por calor caso esse não seja retirado pela ventilação.

Situação 3:

0

500

1000

1500

2000

2500


Figura 4- Ganhos de calor (W) no pavimento térreo - Verão com proteção solar nas

aberturas

90

Ao colocar uma proteção externa nas aberturas o ganho solar por insolação direta reduz significativamente, garantindo o conforto térmico no verão juntamente com a ventilação cruzada nos ambientes.

Situação 4:

0

500

1000

1500

2000

2500


Figura 5- Ganhos de calor no pavimento térreo- Verão com proteção solar nas aberturas

e sem isolante nas paredes

Ao retirar o isolamento térmico das paredes notou-se um incremento no ganho solar pelas paredes, no entanto verificou-se que sendo essa camada, uma camada de ar confinada sem movimentação, esta vai funcionar como isolante térmico. Além disso, ao remover o isolante térmico, permitiu que a casa durante à noite pudesse perder mais calor, garantindo um bom desempenho térmico do ambiente como um todo.

Análise de carga térmica para o Quarto 2

Foram realizados cálculos térmicos para quatro situações:

• Para o projeto original no Inverno (Figura 6);

• Para o projeto original no Verão (Figura 7);

• Para o projeto no Verão com proteção solar nas aberturas (Figura 8);

• Para o projeto no Verão com proteção solar nas aberturas e sem isolante térmico nas paredes (Figura 9).

91

Situação 1:

0

50

100

150

200

250

300

350

400


Figura 6- Ganhos de calor (W) no Quarto 2- Inverno

Nessa primeira situação verifica-se que o maior ganho de calor está relacionado à incidência direta de sol na abertura, com um ganho de calor menor pelas paredes e pela cobertura. Com isso, buscando atingir o conforto térmico dos moradores recomenda-se, novamente, que sejam colocadas proteções externas nas aberturas que consigam barrar essa insolação direta e, eventualmente, no inverno, ou quando necessário, possam ser removidas e deixar essa insolação passar, sendo o controle livre do usuário do ambiente. Além disso, é necessário ressaltar que não havendo inércia térmica nas paredes, não haverá perdas significativas de calor durante a noite, sendo necessário ventilar os ambientes, preferencialmente utilizando a ventilação cruzada entre as aberturas em paredes opostas, no caso entre a abertura no quarto do casal e as aberturas dos outros dois dormitórios. É possível ainda, beneficiar-se da incidência do vento predominante para a cidade de São Paulo que tem direção sudeste.

92

Situação 2:

0

50

100

150

200

250

300

350


Figura 7- Ganhos de calor (W) no Quarto 2- Verão

No verão, o ganho de calor é um pouco menor pela área da abertura, no entanto, assim como já explicado anteriormente, isso não significa que a temperatura interna no ambiente seja menor, já que a temperatura do ar está mais elevada nesta época do ano.

Situação 3:

0

50

100

150

200

250

300

350


Tabela 8- Ganhos de calor (W) no Quarto 2- Verão com proteção na abertura

Ao colocar uma proteção externa na abertura, verifica-se que há uma redução expressiva de ganho térmico por insolação direta.

93

Situação 4:

0

50

100

150

200

250

300

350


Tabela 9- Ganhos de calor (W) no Quarto 2- Verão com proteção na abertura e

sem isolante nas paredes

Assim como no pavimento térreo, ao retirar o isolamento térmico das paredes notou-se um incremento no ganho solar pelas paredes, no entanto verificou-se que sendo essa camada, uma camada de ar confinada sem movimentação, esta vai funcionar como isolante térmico. Além disso, ao remover o isolante térmico, permitiu que a casa durante à noite pudesse perder mais calor, garantindo um bom desempenho térmico do ambiente como um todo.

O Projeto como um todo atinge um adequado desempenho térmico quando utiliza proteções solares externas nas aberturas, permitindo ao usuário a manipulação da mesma, e quando favorece uma boa ventilação dos ambientes para a retirada da carga térmica acumulada, pois caso isso não aconteça o ambiente vai guardar esse calor devido ao isolamento térmico das paredes.

Apesar de ser uma construção leve, os materiais utilizados possuem um adequado desempenho térmico que garante conforto térmico aos ambientes durante o ano todo. Durante o inverno, conserva o calor interno, podendo acumular calor por radiação direta quando necessário, e no verão podendo sombrear as aberturas e ventilando os ambientes mantém a temperatura interna na região de Conforto. Porém, cabe ressaltar a questão da acústica desses ambientes que podem causar um desconforto aos usuários devido à natureza dos materiais.

grupo: daniel gallardo alarcon douglas kim ito herbert ... · 0300002 – trabalho de formatura...

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