HABITAÇÃO SOCIAL SUSTENTÁVEL EM ARGAMASSA ARMADA

Transcrição

1 HABITAÇÃO SOCIAL SUSTENTÁVEL EM ARGAMASSA ARMADA Heloísa Chagas Rodrigues Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Pontifícia Universidade Católica de Campinas heloisa.cr@puccamp.edu.br Lia Lorena Pimentel Grupo de Pesq. Tecnologia do Ambiente Construído CEATEC lialp@puc-campinas.edu.br Resumo: Avaliando o déficit e o quadro habitacional no Brasil juntamente com a insustentabilidade gerada pelo rápido crescimento da sociedade e com as alterações ambientais que ocorrem no mundo todo, fica claro que se precisa investir cada vez mais no desenvolvimento sustentável. Atualmente, o estudo sobre Habitação Popular em Argamassa Armada se torna uma vertente possível para aliviar dados tão alarmantes. Assim, esse trabalho teve como objetivo, a realização de um projeto (com uso de software: Auto CAD) de habitação de interesse social para uma família - casal e filhos. A escolha da tecnologia de construção (Argamassa Armada) se torna uma boa opção por ser versátil, ou seja, que se aplica em casos de produção individualizada e em série; baixo e alto nível de tecnologia além de proporcionar, também, rapidez na execução, racionalização do processo construtivo e diminuição de desperdícios, gerando ganhos de espaço nos ambientes da residência e redução no peso das estruturas; sendo aplicados no desenvolvimento do projeto conceitos de construção sustentável. A partir do desenvolvimento do projeto, também foram definidos desenhos das peças que compõe a obra com dimensões, encaixes, quantidade, etc. Palavras-chave: Habitação social; Sustentabilidade; Argamassa armada. Área do Conhecimento: Engenharia I Técnicas construtivas. 1. INTRODUÇÃO O Brasil atualmente possui déficit habitacional de 6,6 milhões de habitações, que reflete tanto a necessidade de novas moradias quanto a necessidade de readequação de moradias precárias e degradadas. Visto que a maior carência de moradias encontra-se nos centros urbanos, a construção de habitações populares constitui solução indispensável. Contudo, essas habitações são muitas vezes realizadas de maneira negligente, tanto em relação à qualidade de vida que traz ao morador, quanto com o meioambiente. Com o rápido crescimento da sociedade e com as alterações ambientais que ocorrem no mundo todo, fica claro que se precisa investir cada vez mais no desenvolvimento sustentável [1]. Surgem assim, iniciativas para o desenvolvimento de projetos para habitações de interesse social sustentáveis, táis como o Protótipo GTC [2], o Projeto Tecnologias para a Construção Habitacional mais Sustentável, também formado por uma rede de universidades coordenadas pela FINEP e o Protótipo Casa Alvorada, iniciado em 1997 por alunos do Norie Núcleo Orientado para a Inovação da Edificação [3]. O conceito de sustentabilidade ambiental implica em diminuir o impacto ambiental que uma construção causa em seu ambiente, porém garantindo qualidade de vida aqueles que a residem ou freqüentam. Nas habitações de interesse social este conceito é raramente aplicado, o que nos levou aos estudos aqui apresentados. 2. METODOLOGIA Inicialmente foi feita uma revisão de literatura sobre a área legislativa, pesquisa que visa conhecer as leis necessárias sobre a habitação social e sobre as normas técnicas referentes ao sistema construtivo em argamassa armada, foi feita também, a pesquisa sobre conforto ambiental, para conhecer e aplicar estratégias de projeto que visam a redução do consumo de energia. Buscou-se também, dados sobre gestão de resíduos, materiais e aproveitamento das águas pluviais. Através da NBR Zoneamento Bioclimático, definiu-se os parâmetros necessários para o desenvolvimento do projeto e cálculos de desempenho térmico. A metodologia contempla as seguintes etapas, (I) Conhecimento sobre as leis vigentes sobre habitação popular, para o aprofundamento técnico na realização do protótipo; (II) Conhecimento sobre as regulamentações em projeto e execução em Argamassa Armada, para o desenvolvimento das peças que constituíram a habitação; (III) Estudo de métodos de minimização do consumo de energia; (IV) Definição de Parâmetros necessários ao projeto; (V) Cálculos de desempenho térmico e Zoneamento bioclimático. (VI) Desenvolvimento do projeto.

2 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Legislação vigente sobre Habitação popular A legislação vigente sobre habitação popular é a lei estadual n [4], de 16 de julho de 1985, que foi aprovada pelo então governador do estado de São Paulo Franco Montoro, onde: considera-se de interesse social a habitação com área construída não excedente a 70,00 m², e ainda a residência uni familiar destinada ao uso do proprietário, térrea, de caráter popular [...] cuja execução não exija cálculo estrutural Regulamento vigente sobre Argamassa Armada A NBR Projeto e execução de Argamassa Armada [5] teve sua aprovação final em novembro de 1989, sendo publicada e divulgada somente no final de Nela estão especificadas as seguintes características executivas: (i) Em ambientes protegidos como no interior de edifícios, em locais ventilados e não sujeitos à condensação de água, a espessura nominal do cobrimento não deve ser inferior a 4 mm; (ii) Em ambientes pouco ou medianamente agressivos, como em locais sujeitos a intempéries e condensação de água, em atmosferas limpas com baixos teores de agentes químicos agressivos, a espessura nominal do cobrimento não deve ser inferior a 6 mm; Esta norma estabelece ainda limitações geométricas sobre as telas de aço, a fim de evitar que se utilizem quantidades e arranjos de armadura inadequados para AA e dimensões mínimas da seção transversal da peça Estudos de métodos de minimização de consumo de energia Foram pesquisados os vários métodos de minimização do consumo de energia. Energia Ativa - A energia ativa é aquela gerada por meio de máquinas e que é fornecida pelas usinas. Estas geralmente utilizam óleo, gás, carvão, água ou urânio (usina nuclear). Porém, esses métodos liberam poluentes e resíduos nocivos, e até mesmo suas construções geram grande impacto ambiental. A energia é fundamental nas sociedades modernas e é um recurso escasso e mal utilizado nas edificações. Apesar de a população brasileira ter um baixo consumo comparado com outros países há potencial para o crescimento deste. Energia Passiva - A energia passiva é gerada naturalmente e deve ser focada para contrapor a energia ativa, que é necessária, porém pode ser utilizada com menor ênfase. É necessário diminuir o consumo de energia ativa, isso pode ser feito com procedimentos simples, como apagar as luzes. Existe uma deficiência em projetos de habitação social quanto a estudos sobre o ecossistema e a bioclimatologia do local, a ocupação do solo e o conforto. Iluminação - O projeto de iluminação deve partir da implantação correta da obra, assegurando assim isolamento térmico e incidência de luz. Para isso é preciso estudar o movimento do sol, horários de insolação e determinar projeções solares. O isolamento térmico ocorre ao direcionarmos ambientes da residência de acordo com a necessidade de calor, gerado pela incidência de luz, tornando-o mais quente ou frio dependendo de seu uso e das estações do ano. Ambientes como os dormitórios devem ser mais quentes no inverno e mais frescos no verão, a incisão de luz também mantém o ambiente mais limpo e saudável; já ambientes como a cozinha e banheiros podem ser mais frios. Para aproveitar ao máximo a incidência de luz, utiliza-se aberturas e materiais adequados, como o revestimento das paredes que podem refletir ou absorver luz e calor, de modo a minimizar a necessidade de luzes acesas durante o dia, assim criando ambientes claros, agradáveis e saudáveis. Ventilação - A ventilação é potencializada pela implantação correta da obra, observando-se os ventos, suas direções, sua temperatura, intensidade e movimentação. Com conceitos arquitetônicos como a ventilação cruzada, permite-se que um ambiente seja ventilado, fresco, frio ou quente nas estações adequadas. Assim evita-se gastos com condicionadores de ar, aquecedores, ventiladores, etc. Água - A água potável representa apenas 0,01% da água no Planeta, seu desperdício, poluição e diminuição de reservas são em parte causados pela crescente ocupação territorial. Há uma preocupação em modificar as infra-estruturas urbanas para proteção de recursos hídricos, contudo não se podem negligenciar as áreas residenciais. Para lidar com a gestão do ciclo hídrico na escala residencial, podem ser utilizados alguns princípios, como aumentar a retenção e a infiltração natural com a integração de vegetação e permeabilização adequada das superfícies. Com o aumento de pesquisas e avanços tecnológicos, surgem duas estratégias que se beneficiam do reuso das águas: aproveitar águas pluviais e separar águas residuais.

3 A primeira traz grande impacto arquitetônico e exige ao uso de depósitos para armazenamento e tratamento da água recolhida; a segunda exige uma boa infra-estrutura de drenagem, onde as águas de sabão e esgoto devem ser separadas e tratadas, gerando então águas cinzentas ou negras que terão diferentes possibilidades de reuso, podendo estes ser para uso externo, lavar o piso ou regar o jardim, ou uso interno em descargas sanitárias. O estudo foca-se primeiramente em métodos arquitetônicos e construtivos de tornar uma edificação sustentável, como a insolação natural e ventilação natural, adquiridas através da implantação correta da construção, da escolha de materiais, da localização de aberturas, e do estudo referente a localização da habitação Estudo de métodos de gestão de resíduos e materiais Sustentabilidade não é um conceito que deve ser aplicado apenas após o término da obra, o mesmo deve começar no projeto, prevendo gastos e impactos que poderão ocorrer ao longo de toda a execução da construção até sua utilização e/ou novas modificações (reformas e demolições). As inovações tecnológicas na engenharia civil e na arquitetura geram novas possibilidades de se atingir eficiência e autonomia energética, assim como melhor gestão do ciclo hídrico [6,7]. Dentro do canteiro de obras não devem ocorrer desperdícios, tanto de materiais como de água ou energia que serão empregadas durante a construção, seu modo de transporte, e a possibilidade de reciclagem ou de reuso devem ser bem planejados. A gestão de resíduos e materiais deve se iniciar no projeto, onde é feita a escolha dos produtos que serão utilizados na construção, os quais devem ser de baixo impacto ambiental ao longo do seu ciclo de vida. Cuidados com a poluição do solo, da água, do ar, sonora e visual, também são necessários, assim como atenção ao ecossistema, a erosões, e outros problemas de caráter ambiental e social. É crescente a discussão e a busca por sistemas construtivos modulares, já que a coordenação modular consiste num sistema capaz de ordenar e racionalizar a confecção de qualquer artefato, desde o projeto até o produto final. Além de possuir as seguintes vantagens segundo a BNH/IDEG [8]: (a) Simplificação da elaboração do projeto pela representação no quadriculado modular; (b) Redução no número de componentes de construção de medidas básicas; (c) Simplificação da execução da obra. A modulação e a flexibilização da obra permitem mudanças sem muito custo ou impacto, pois já é prevista a ação. Isto também provém ao morador maior liberdade para criar seu espaço. É preciso buscar políticas que ajudem os moradores. Muitos profissionais buscam inovações tecnológicas, porém sem apoio do poder público, não podem implantá-las. Precisa-se também de maior interação entre os profissionais responsáveis pelo projeto e pela obra com os seus habitantes, os modelos habitacionais convencionais devem ser revistos, e este deve responder a diversidade de necessidades e aspirações dos moradores Projeto Definição de parâmetros necessários para o projeto Para a definição dos parâmetros considerau-se que o projeto será de uma residência de interesse social para uma família casal e filhos, construída em argamassa armada. Sua forma arquitetônica final estará visando diferentes implantações sem a perda da insolação ou ventilação, tendo assim baixo impacto ambiental. A área total deverá ser inferior a 70 m 2. Para a definição do fechamento das estruturas da habitação, se fez necessário um estudo da zona bioclimática da região que seria inserida a residência, no caso Campinas. Esse estudo permitiu conhecer as características da construção, como tamanho de aberturas, necessidade de proteção contra insolação, etc. Além de obter uma análise dos materiais que foram utilizadas no projeto, principalmente as placas de argamassa armada. Os painéis em Argamassa Armada deverão atender as especificações da NBR [9] para a zona bioclimatica 3, na qual se insere o município de Campinas, que apresenta as seguintes diretrizes construtivas: -Aberturas para ventilação de tamanho médio e sombreamento das aberturas permitindo sol durante o inverno. -Vedações externas leves e refletoras nas parede e leves e isoladas nas coberturas. -Estratégias de condicionamento térmico passivo para o verão: ventilação cruzada; e para o Inverno: aquecimento solar da edificação e vedações internas pesadas (inércia térmica). Para execução da estrutura em argamassa armada optou-se por adotar placas em U de argamassa armada com espessura de 5 cm tendo 60 cm no seu lado maior e 15 cm no lado menor. Na parte interna da residência os painéis de argamassa armada são

4 fechados com uma placa de compensado de madeira de 1,5 cm de espessura, formando entre esses elementos uma camada de ar conforme esquema apresentado na figura 1. Figura 1 Painel em Argamassa Armada com placa de madeira compensada para revestimento interno Definição de parâmetros necessários para o projeto A partir da definição das estruturas que constituíram vedação da habitação no item anterior foi desenvolvido o projeto. A laje foi projetada utilizando os painéis em argamassa armada, seguindo o alinhamento modular dos painéis verticais. O telhado, que possui duas águas com inclinações iguais de 35%, conforme é especificado no projeto proposto pelo governo. Serão adotadas telhas cerâmicas Dimensões de materiais Optou-se por adaptar o projeto Minha Casa Minha Vida (Caixa Econômica Federal, 2009), apresentado pelo Governo do Estado de São Paulo, para execução com tecnologia em argamassa armada. Sobre o projeto foi aplicada a modulação do painel proposto como pode ser observado na Figura 2. A Figura 3 apresenta a elevação da fachada. O programa de compartimentos foi mantido: sala, cozinha, banheiro, 2 dormitórios, área externa com tanque. As dimensões da unidade são a área total pavimentada de 53 m 2 e a área interna de 37 m 2. Pédireito: 2,60 m e passeio de 0,50 m no perímetro da construção. Figura 2. Planta baixa do projeto Minha Casa Minha Vida adaptado com a utilização de painéis de argamassa ramada. Figura 3. Elevação C. Demonstra as alturas das janelas venezianas.sem escala. Como materiais de acabamento serão adotados piso cerâmico na cozinha e banheiro, cimentado no restante. O revestimento dos painéis em azulejo com 1,50 m de altura nas paredes do box no banheiro e da cozinha. Pintura em PVA no restante da edificação. O forro em laje de painéis em argamassa armada e a cobertura de telha cerâmica. As esquadrias de janelas e portas de ferro ou alumínio. Para o aquecimento solar/térmico foi instalado kit completo Quantificações As dimensões e quantidades de peças em argamassa armada são apresentadas na tabela 1.

5 Tabela 1. Quantificação dos painéis em argamassa armada. Dimensão (cm) Quantidade unidades 60 x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x 15 x x Avaliação da ventilação e da iluminação natural A habitação projetada para cidade de Campinas está situada na faixa de clima tropical úmido, portanto o estudo de suas aberturas tem como objetivo evitar a forte corrente de ventos e permitir a entrada de sol e ar quente. Além de estar posicionada adequadamente para receber a luz do sol e manter a casa clareada durante o dia e aquecida durante a noite. Na cidade de Campinas a direção do vento forte e frio é sul, portanto as aberturas devem estar posicionadas para receber a brisa quente do verão. A altura das janelas também interfere, pois podem evitar a entrada do vento frio a noite, por tanto a altura das janelas do quartos estão um pouco mais altas que as restantes. [10] Para permitir que a ventilação cruzada atue, mesmo com portas e janelas fechadas, são projetadas janelas com venezianas. Com a ajuda do Programa Fluxo Vento, desenvolvido pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, é possível estudar o fluxo de brisas dentro da residência. Na figura 4 fica claro o bom fluxo de ventos, obtido através da remodelação do projeto habitacional. Através, também, de um software denominado Luz do Sol, foi analisada a intensidade de iluminação no interior da residência, a partir dos resultados foi verificado que não há a necessidade de criação de brises nas janelas, pois a faixa de iluminação no plano de trabalho é agradável e satisfatória, mantendo a claridade ao longo do dia, a figura 5 apresenta a avaliação desenvolvida pelo software Luz do Sol. Figura 4. Planta de Fluxo de ventos. Figura 5. Planta que demonstra a incidência da luz do sol no interior da residência Aplicação de métodos de água de reuso Um dos pontos principais para o uso eficiente da água é o combate incessante às perdas e aos desperdícios. No caso do Brasil a média de perdas nos sistemas de abastecimento é de 40%. Estudos mostram que o Brasil apresenta volumes altos de água potável sendo gasto de forma incoerente, o consumo médio de água por pessoa é de aproximadamente 150 litros por dia. O consumo médio mensal com descargas é de aproximadamente 1,5m³. Significando que 33,33% do consumo mensal de água potável é gasto com descargas. [11] A partir desses estudos foi se pensado em duas alternativas para introduzir formas seguras e que ge-

6 rassem uma economia familiar, para agregar ao programa um incentivo rentável, tais alternativas seriam: utilizar vasos sanitários com caixa acoplada e eliminar todo o consumo de água potável com descargas. A proposta seria desviar a água do ralo do box para um reservatório passando por filtros e tratamentos para depois reutilizar essa água nos vasos sanitários. Esse sistema garante a segurança exigida pela norma técnica, pois se trata de um circuito fechado (chuveiro ralo do box reservatório fechado vaso sanitário), sem acesso fácil, além de ser barato Aplicação de métodos de aquecimento solar A redução do consumo de energia elétrica em favor da utilização de energia passiva como a energia do sol é um objetivo a ser seguido. Os sistemas para aquecimento de água utilizando a energia solar vêm se tornando uma alternativa financeiramente viável para habitações de interesse social. A partir desta questão foi pensada uma posição estratégia para o reservatório de água quente, e posição adequada para as placas solares; a mesma ficaria sentido norte ao sol, onde receberia maior quantidade de raios solares, enquanto o reservatório e caixa d água os maios próximos da cozinha e banheiro. A figura 7 apresenta um corte da edificação localizando a caixa de água e o boiler na laje. A prática de se utilizar placas solares em habitações populares garante a economia de 90% da energia gasta com aquecimento da água todo mês. Ou seja, todo o investimento aplicado na compra dos equipamentos teria seu retorno em uma média de 18 a 36 meses. Sendo assim um incentivo para que existam políticas público-privada que estabeleçam a venda e instalação desses equipamentos em habitações de baixa ou media renda. AGRADECIMENTOS A PROPESQ pela bolsa de iniciação científica, à professora Lia Lorena Pimentel pela orientação.também agradeço a ajuda prestada pelo professor Ari Vicente Fernandes, que durante o início do projeto colaborou para o entendimento sobre a formação de projetos populares junto a CEHAB de Campinas. REFERÊNCIAS [1] SINDUSCON SP, Sindicato da Construção. (2007) Déficit Habitacional 2006 Nota Técnica. 10p [2] SILVA P. M.; SILVA J.J. R.; BITTENCOURT L.; AZEVEDO N. O Protótipo GTC: Uma proposta para habitação de interesse social mais sustentável. [3] KUHN A. E.; SATTLER A. M. (2008) Habitação de baixo custo mais sustentáveis In: Revista Téchne edição 131, ano 16, fevereiro [4] LEI ESTADUAL N , Normas para a contenção de enchentes e destinação de águas pluviais: 02. Janeiro São Paulo. [5] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉC- NICAS (1989). NBR Projeto e execução de argamassa armada. Rio de Janeiro. [6] MORAES, O. B. de.; SANTANA, M. J. A. (2003) Tecnologia, Habitação e Desenvolvimento Sustentável. In: III ENECS Encontro Nacional Sobre Edificações e Comunidades Sustentáveis. [7] PAIM. F.; CHAVES O. U. (1995) Habitações Autosustentadas (diretrizes permaculturais coometal) ARCOO - Arquitetura e Cooperativismo. [8] BNH/IDEG (1976). Coordenação Modular da Construção. Rio de Janeiro. bjetivo.htm acesso em 14/05/2009 [9] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉC- NICAS, NBR Desempenho térmico de edificações: CB-02. Setembro Parte 1. 7p. [10] LENGER, J. V. (2004). Manual do arquiteto descalço. São Paulo: Livraria do arquiteto. [11] SOSOL Sociedade do Sol (2003). Reuso das águas cinza. Disponivel em: Acesso 20/08/09 Figura6. Corte A:A. A imagem mostra a localização e o sistema de aquecimento solar.