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SEMESTRE DE VERÃO 2011/2012

TRABALHO 1 DE FÍSICA DAS CONSTRUÇÕES

MONOGRAFIA SOBRE EXIGENCIAS FUNCIONAIS DA ENVOLVENTE

COBERTURAS

GRUPO Nº 6

Ricardo Dias, 31209

José Rodrigues, 33319

João Gamboa, 33320

EXIGENCIAS FUNCIONAIS DA ENVOLVENTE - COBERTURAS

FISICA DAS CONSTRUÇÕES

Índice

INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 3

1. Segurança estrutural ............................................................................................................. 4

2. Estanquidade ......................................................................................................................... 6

3. Conforto Higrotérmico .............................................................................................................. 8

4. Isolamento Acústico .................................................................................................................. 9

5. Segurança contra Incêndios .................................................................................................... 10

6. Durabilidade e manutenção .................................................................................................... 12

7.Iluminação ................................................................................................................................ 13

Conclusão .................................................................................................................................... 14

Bibliografia .................................................................................................................................. 14



INTRODUÇÃO

No âmbito da Unidade Curricular de Física das Construções será desenvolvido

nesta monografia o tema ‘Exigências Funcionais de Coberturas Exteriores’.

As coberturas exteriores são parte integrante fundamental de qualquer

construção, seja um edifício corrente de habitação, um armazém, um centro

comercial, uma escola ou um hospital. Como tal é um elemento sujeito a várias

solicitações, sejam ela atmosféricas, de uso corrente ou simplesmente acústicas.

Assim, as coberturas exteriores, que sejam planas ou inclinadas, ficam sujeitas a

algumas exigências funcionais, que serão desenvolvidas mais à frente, mas que de uma

maneira geral se resume a: segurança estrutural, estanquidade, conforto higrotérmico,

isolamento acústico, segurança contra incêndios, luminosidade, durabilidade e

conservação.

A aplicação destas exigências ganham uma expressão relevante nos dias que

correm visto as condições atmosféricas terem-se tornado inconstantes, chegando

estas condições a surgir fora de época. O aumento da poluição sonora, nomeadamente

nos grandes centros urbanos, também veio fazer com que estas exigências sejam

imprescindíveis de por em prática.



1. Segurança estrutural

Uma habitação, independentemente do fim a que se destina, deverá assegurar a

integridade física dos seus ocupantes perante as diversas situações que possam ocorrer. Uma

cobertura sendo elemento constituinte e fundamental de uma habitação tem de ser

dimensionada para resistir e não deformar exageradamente perante as seguintes solicitações:

• Solicitações correntes de serviço – combinações de acções de pesos próprios dos

elementos da construção; de sobrecargas de utilização, ocupação e manutenção e de

solicitações climáticas típicas da região;

• Solicitações de ocorrência excepcional – nomeadamente de acções sísmicas ou de

ventos ciclónicos. Atendendo às probabilidades de ocorrência destas acções, a

estabilidade da estrutura deve ser assegurada para, no limite, ser possível a evacuação

de todos os ocupantes da habitação;

• Solicitações de ocorrência acidental, em uso – solicitações previsíveis resultantes de

acidentes (choques devido à queda de pessoas ou objectos)

Fig.1 – Solicitações correntes de serviço

Fig.2 – Solicitações de ocorrência excepcional

Fig.3 – Solicitações de ocorrência acidental



As soluções estruturais a adoptar numa cobertura dependem essencialmente da

dimensão dos vãos, sendo que em vãos de grande dimensão é possível ocorrer duas situações

distintas: coberturas auto-portantes (cascas em betão armado pré-esforçado ou cascas

metálicas) e coberturas com elementos de suporte específicos (asnas metálicas, de betão ou

madeira; vigas de betão; ou estruturas especiais normalmente metálicas).

Nas coberturas inclinadas a componente estrutural principal mais usual é uma laje

onde sobre a qual são colocados elementos de protecção assegurando assim a estanquidade e

o conforto higrotérmico da habitação. O revestimento pode assentar directamente sobre a laje

ou dispor de um espaço (desvão) ventilado ou não ventilado. Devido à inclinação da cobertura

esta impõe forças horizontais na estrutura inferior à mesma, forças essas que têm de ser tidas

em conta.

Nas coberturas em terraço, tal como nas coberturas inclinadas, a principal

componente estrutural é uma laje. Devido à inclinação aproximadamente horizontal neste tipo

de cobertura, as acções dos agentes atmosféricos ocorrem de forma mais directa e intensa,

comparando com outros elementos da construção.

A nível regulamentar as acções a considerar são especificadas no RSA (Regulamento de

Segurança de Acções para Estruturas de Edifícios e Pontes) prestando maior atenção à acção

do vento na estrutura resistente e nos elementos de revestimento (Capitulo V e Anexo I). Para

a quantificação das sobrecargas em coberturas o RSA decreta três tipos de coberturas:

• Coberturas ordinárias - (“coberturas que, em virtude da sua forma (curvatura ou inclinação)

ou pela natureza dos elementos de construção que a constituem, não permitem a fácil

circulação de pessoas”) com valor característico de 0,3kN/m2;

• Terraços não acessíveis - (“coberturas que, embora formadas por elementos de construção

que constituem habitualmente pavimento, têm a sua acessibilidade condicionada a fins de

reparação”) com valor característico de 1,0kN/m2;

• Terraços acessíveis - (“coberturas formadas por elementos de construção que constituem

habitualmente pavimento e destinadas a utilização como tal”) com valor característico de

2,0kN/m2.



2. Estanquidade

A exigência de estanquidade está inteiramente relacionada com a interacção entre a

estrutura, neste caso uma cobertura, e os agentes atmosféricos. Quanto mais agressivo for o

meio envolvente, mas atenção terá de ser dada a esta exigência. É necessário que seja

garantida a estanquidade à água e ao ar (com materiais sólidos).

Relativamente à estanquidade à água deve ser assegurado que a água proveniente da

precipitação, neve e humidade do ar mantém-se à superfície da envolvente da cobertura ou

numa espessura limite que não altere o seu desempenho e não origine manchas de humidade

no interior da habitação. Para manter a estanquidade devem ser acauteladas as previsíveis

deformações da estrutura. Qualquer que seja o tipo de revestimento usado é este elemento

que “retira” a água da cobertura, sendo que quanto menor for a unidade de revestimento (p.e.

telhas), maior deverá ser a inclinação da cobertura para que a água não se infiltre pelas juntas.

No caso de unidades de revestimento maiores (p.e. chapas) as coberturas podem apresentar

uma inclinação inferior. No caso das coberturas em terraço a água permanece mais tempo nos

elementos de revestimento, relativamente às coberturas inclinadas, obrigando à existência de

camadas totalmente estanques e sem juntas. Nestes casos a inclinação deverá ser a máxima

possível, atendendo ao tipo de utilização futura.

Quanto à estanquidade/permeabilidade ao ar os agentes que interagem com a

cobertura são o ar em movimento (vento) e o ar exterior em depressão ou em sobrepressão

relativamente ao ar interior da habitação. As infiltrações através da cobertura devem ocorrer

de forma a evitar perdas de calor excessivo e correntes de ar frio mas possibilitando a

ventilação dos locais cobertos.

Fig.4 – Zonamento Climático resultante da combinação vento-precipitação



As soluções correntes para revestimento de coberturas inclinada são chapas e

caneletes (em fibrocimento, plástico ou metal) ou telhas (lusa, marselha, canudo, romana,

plana). Ao recorrer a telhas canudo em coberturas com pouca inclinação é usual utilizar

subtelhas normalmente em chapa ondulada de fibrocimento, plástico ou metal de forma a

assegurar a estanquidade. Nas coberturas em terraço a impermeabilização poderá encontrar-

se sobre a camada isolante (solução tradicional) ou sob a camada isolante (solução invertida).

Os revestimentos mais utilizados são telas, gravilha, placas ou mosaicos assentes com

argamassas ou betonilhas afagadas ou esquarteladas e chapas metálicas.

Fig.5 – Catálogo Torreense – Telha Marselha



3. Conforto Higrotérmico Em qualquer tipo de construção, esta exigência tem uma importância enorme, visto

que por aqui passa, em boa parte, a responsabilidade de uma vida saudável de quem usufrui

do espaço.

O conforto higrotérmico é afectado por vários factores, em que a temperatura,

humidade, movimentação de ar, luz e insolação estão no grupo de factores climáticos e o

metabolismo, a idade ou o tipo de roupa usada simbolizam factores pessoais de quem

frequenta o espaço.

Assim sendo, e tendo em conta estes factores, o espaço deve ser projectado

equacionando todas estas variáveis.

Destes factores, anteriormente enumerados, aqueles que podem causar variações de

comportamento térmico mais acentuadas são a temperatura, a humidade relativa, a insolação

e as movimentações de ar. Essencialmente é por aqui que passa grande parte da sensação de

bem-estar de um espaço, para tal as coberturas exteriores, sejam elas planas ou inclinadas,

devem ser suficientemente estanques por forma a impedir a entrada de água para o interior,

quer seja proveniente da pluviosidade ou pela humidade causada pelas baixas temperaturas

nocturnas, bem como o vento. Como tal, é possível a aplicação de telas impermeabilizantes

que impedem então este fenómeno. Em muitos casos a aplicação de um isolante térmico é

extremamente aconselhável, visto ser uma mais-valia para temperaturas elevadas e zonas

onde a insolação é constante, impedindo assim um aquecimento excessivo do interior. Estes

isolamentos podem ser feitos com lã de rocha, aglomerado de cortiça expandida ou

aglomerado negro de cortiça e poliestireno extrudido. As cores a adoptar para uma cobertura

também são importantes, assim, deve-se sempre optar por cores claras visto serem aquelas

que reflectem mais a luz solar, existindo assim uma menor absorção do calor.

Por forma a facilitar a movimentação de ar, especialmente em coberturas de habitação

inclinadas, é usual utilizar-se caixa-de-ar entre as telhas e os outros elementos constituintes

proporcionando assim uma maior ventilação na cobertura.

Em coberturas, pode em alguns casos ser conveniente a presença de elementos de

passagem de luz, seja por forma de janelas (em sótãos) ou por placas acrílicas em armazéns

mas, se por um lado é uma opção que facilita a passagem de luz natural para o interior, por

outro é através dos envidraçados que existe maior risco de ocorrerem trocas térmicas, e por

isso, surge a necessidade de usar uma solução adequada, em muitos casos recorrendo a vidro

duplo.

Fig.6 – Cobertura com ventilação Fig.7 – Cobertura com Isolamento e Tela Impermeabilizante



4. Isolamento Acústico

Dando continuidade às exigências que influenciam a saúde, o conforto acústico é

também em grande parte responsável pelo bem-estar de quem usufrui do espaço em questão.

Deficientes soluções para impedir a progressão de ruído proveniente do exterior podem

causar graves desconfortos e incómodos indesejados.

Sendo as coberturas um elemento de ligação com o exterior é importante garantir que

os mesmos ruídos que surgem do exterior sejam debelados, isto é, é importante criar uma

solução para que impeça o barulho da chuva, a incidência do vento na cobertura ou a

passagem de veículos motorizados (carros, comboios, aviões) para o interior do espaço a

isolar.

Assim sendo, há que ter em conta a zona onde a construção será efectuada visto que

pode o ruído exterior ter maior incidência do que ruídos emitidos pela vizinhança. Desta

forma, é importante relacionar estes mesmos ruídos com a escala do limiar da dor na audição,

de uma forma geral o bem-estar auditivo passa por valores entre os 10 e os 50 decibéis (dB)

enquanto o barulho de um comboio, avião ou tráfego automóvel intenso pode atingir valores

na ordem 100 e 120 dB sendo estes valores incomodativos e dolorosos para quem está sujeito

a eles. De referir que em períodos nocturnos os valores aceitáveis baixam significativamente

para valores na ordem dos 5 a 10 dB.

A fim de minimizar o descrito anteriormente, um isolamento acústico deve ser

projectado e executado com muito critério, pois uma falha na composição dos materiais ou no

método construtivo utilizado pode permitir a passagem do som quase na totalidade. Deve ser

então escolhido um material que seja pesado e que apresente uma grande massa molecular

com a finalidade de impedir o som de passar de um ambiente para o outro. Dentro dos

materiais mais indicados para reduzir essa passagem de som encontram-se a lã de rocha

(fig.8), lã de vidro e aglomerado de cortiça (fig.9). Além de bons isolantes térmicos são

também bons absorventes de ruído, isto é, se for aplicado pelo interior tem a capacidade de

absorver o ruído emitido no, não o deixando sair para o exterior.

Fig.8 – Lã de Rocha

Fig.9 – Aglomerado de cortiça



5. Segurança contra Incêndios

Esta é mais uma exigência que requer também muita atenção, visto ser a que em caso

de catástrofe pode fazer a diferença entre salvar e vidas ou não.

Como tal existem alguns requisitos que são obrigatórios serem seguidos, os quais

constam na publicação da Autoridade Nacional da Protecção Civil sobre Segurança Contra

Incêndios em Edifícios.

Será prioritário salvar o edifício ou quem está nele?

A prioridade passa por, em primeiro lugar, retirar com vida e em segurança todas as

pessoas que estejam dentro do edifício em tempo útil, tendo em conta que podemos estar

perante uma situação em que haja doentes, idosos e ocupantes com mobilidade reduzida.

Este plano de salvaguarda tem de ser delineado de acordo com várias condicionantes

adjacentes ao incêndio, mais propriamente a propagação do fogo, desenvolvimento de gases

tóxicos e fumos de opacidade elevada. Por outro lado temos que ter em conta o pânico gerado

pelos ocupantes.

De acordo com o regulamento, em edifícios com mais de 28 metros as coberturas

devem ser sempre em terraço acessível com um espaço ocupado inferior a 50% da área útil,

em edifícios com menos de 28 metros as coberturas devem ter uma guarda exterior em toda a

periferia.

De acordo com as classes de resistência ao fogo, no caso de existirem vãos

envidraçados (clarabóias) estas devem garantir uma classe de resistência padrão EI 60 ou

superior. Nos casos de edifícios em média altura, considera-se que os elementos estruturais

sejam construídos com materiais de classe de reacção ao fogo A1 ou com madeira.

De seguida irá ser apresentada as Classes de Reacção ao Fogo bem como a

classificação de Resistência ao Fogo descrita:

Fig.10 – Níveis de Solicitação Térmica

Fig.11 – Classes de Reacção ao Fogo



De acordo com o sistema Europeu de classificação ficamos a saber que os elementos

pouco ou muito pouco combustíveis são classificados como A1 ou A2 crescendo na escala até F

onde se encontram os mais combustíveis, por sua vez devem ser evitados.

Na figura 10 encontram-se os três níveis de solicitação térmica: fogo plenamente

desenvolvido na peça, solicitação por um objecto em fogo ou fogo plenamente desenvolvido

na peça vizinha e ataque pela pequena chama.

Define-se “E” por estanquidade a chamas e gases quentes e “I” isolamento térmico. De

acordo com a classe assim corresponde o tempo que resiste ao fogo.

Fig.12 – Classes de Resistência ao Fogo



6. Durabilidade e manutenção

Uma cobertura é, em princípio, o componente que durante mais tempo está sob a

acção do sol e agentes atmosféricos, como o vento e a chuva e, em certas zonas, neve ou gelo.

É, portanto, vital que os materiais utilizados na construção de coberturas sejam capazes de

lidar com altas temperaturas, sejam resistentes à água (estanques) e à carga que estes agentes

podem exercer.

No caso de coberturas inclinadas, que por norma são de difícil acesso e circulação, é

importante evitar a necessidade de manutenção regular. Quando estas são correctamente

executadas e isoladas, não se dá a infiltração de água (que provoca o apodrecimento de

madeira, oxidação de metais e desagregação do betão) e a cobertura dura facilmente o

período de vida útil do edifício sem necessidade de intervenções de maior, salvo ocasiões

excepcionais.

Ainda assim, é prudente a execução de meios de circulação como pranchas e

passadeiras, que permitam a movimentação de pessoal sem que seja necessário pisar

directamente as telhas, evitando eventuais danos acrescidos.

Em coberturas planas, existe maior facilidade de concentração de água e,

consequentemente, maiores exigências no que toca a manutenção. Para o seu isolamento, é

comum a utilização de asfalto e betumes, que tendem a der um desgaste relativamente

elevado, principalmente no caso de terraços sujeitos ao acesso periódico de pessoas, e que, só

por si, têm um período de vida útil reduzido. Assim sendo, é essencial que este tipo de

coberturas ofereça condições de escoamento de águas e estanquidade.

Em qualquer dos casos, deve ser realizada regularmente uma vistoria do estado de

manutenção da cobertura no que toca a vegetação e sedimentos acumulados pelo vento, que

podem obstruir vias de escoamento de águas e causar problemas de estanquidade.

Fig.13 – Exemplo – Cobertura Inclinada

Fig.14 – Exemplo – Cobertura Plana



7.Iluminação

Por uma questão de poupança de energia, é de algum interesse permitir a passagem

de luz pela cobertura.

No caso de edifícios de habitação, pode-se aproveitar a luz do dia para iluminação de

alguns vãos de escada, sótãos e salas de equipamentos e em certos casos, garagens e

escritórios.

Em edifícios de serviços como escolas e hospitais, o aproveitamento de luz natural é de

elevada importância, uma vez que se tratam de grandes áreas que envolvem custos elevados

para questões de iluminação.

Algumas soluções para iluminação através da cobertura são túneis de luz, clarabóias e

telhas de vidro.

Fig.17 – Túnel de luz

Fig.16 – Exemplo – Iluminação em edifícios de serviços Fig.15 – Exemplo – Iluminação em edifício de habitação

Fig.16 – Telha de vidro Fig.19 – Clarabóia



Conclusão

A cobertura é o elemento construtivo que em primeira mão nos protege dos agentes

atmosféricos e, como tal, deve ser levado em grande consideração. No entanto, fora do seu

contexto de isolamento e protecção, é um espaço normalmente inútil e inacessível no dia-a-

dia do cidadão comum e é fácil esquecer ou menosprezar o que pode correr mal ou que podia

correr melhor.

Do ponto de vista energético, é essencial olhar para uma cobertura como uma fonte

de energia, seja eléctrica, térmica ou luminosa. Numa conjuntura de crise energética, é

imperativo não desprezar a possibilidade de auto-sustentar uma percentagem dos requisitos

de qualquer edifício.

Bibliografia

o Regulamento de Segurança de Acções para Estruturas de Edifícios e Pontes (RSA);

o Ana F. Lages – Coberturas de Edificios Aplicação de um Sistema Pericial na Avaliação do

Custo e Qualidade; Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 1994;

o Ruy J. Gomes – Necessidades Humanas e Exigências Funcionais da Habitação. LNEC

1978;

o http://www.spacereflex.pt

o http://blendalgarve.wordpress.com/2007/10/03/conforto-higrotermico

o António C. Piedade – Exigências Funcionais das Edificações;

o Fichas Técnicas Telhas Cerâmicas e Telhados ; Torreense;

o Sebenta Coberturas Edifícios; ISEL-DEC

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