UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL GUSTAVO VENTURA OLIVEIRA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL GUSTAVO VENTURA OLIVEIRA ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O SISTEMA CONSTRUTIVO EM LIGHT STEEL FRAMING E O SISTEMA CONSTRUTIVO TRADICIONALMENTE EMPREGADO NO NORDESTE DO BRASIL APLICADOS NA CONSTRUÇÃO DE CASAS POPULARES JOÃO PESSOA - PB 2012

2 GUSTAVO VENTURA OLIVEIRA ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O SISTEMA CONSTRUTIVO EM LIGHT STEEL FRAMING E O SISTEMA CONSTRUTIVO TRADICIONALMENTE EMPREGADO NO NORDESTE DO BRASIL APLICADOS NA CONSTRUÇÃO DE CASAS POPULARES Monografia apresentada à Universidade Federal da Paraíba, como requisito parcial para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Orientadora: Profª Andrea Brasiliano Silva JOÃO PESSOA - PB 2012

3 GUSTAVO VENTURA OLIVEIRA ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O SISTEMA CONSTRUTIVO EM LIGHT STEEL FRAMING E O SISTEMA CONSTRUTIVO TRADICIONALMENTE EMPREGADO NO NORDESTE DO BRASIL APLICADOS NA CONSTRUÇÃO DE CASAS POPULARES Trabalho de Conclusão de Curso em 16/12/2011 BANCA EXAMINADORA Professora Andrea Brasiliano Silva Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do CT/UFPB Professor Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do CT/UFPB Professor Clóvis Dias Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do CT/UFPB Professor Leonardo Vieira Soares Coordenador do Curso de Graduação em Engenharia Civil

4 AGRADECIMENTOS A Deus, pela saúde, pelo amor, pela vida; Aos meus pais, pelo amor, pela educação, pela paciência e por serem o que são; Aos meus irmãos, pelo companheirismo e pela convivência, fundamentais para minha vida; Aos meus avós - os que ainda estão aqui e aos que já partiram; Aos meus tios, tias, primos e primas; À minha segunda família, por ter me acolhido e me deixado participar de suas vidas; À Professora Andrea Brasiliano, que, além de orientadora e professora, tornou-se amiga, sempre atenciosa e presente; A todos os professores do Curso de Graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal da Paraíba, que tornaram possível minha formação acadêmica e profissional.

5 R E S U M O Este trabalho de conclusão de curso trata de uma análise comparativa de dois sistemas construtivos aplicados na construção de casas populares no Brasil. Um deles é a construção em fundações corridas de pedra argamassada, com paredes em alvenaria de tijolos cerâmicos, rejuntadas com argamassa de água, cimento e areia, cobertas com uma estrutura de madeira e telhas cerâmicas, mais conhecido como construção em alvenaria, que já é amplamente utilizado; o outro é o sistema construtivo em LSF, que vem sendo inserido aos poucos e ganhando espaço lentamente no Brasil. Após uma breve explanação sobre cada sistema construtivo, procedeu-se a uma comparação, em que foram analisados aspectos técnicos e econômicos de ambos os sistemas, de maneira a comparar a viabilidade do LSF frente ao sistema tradicional. Palavras-chave: LSF; Light steel framing; Casas populares; Construção industrializada

6 A B S T R A C T This course conclusion work is a comparative analysis of two building systems applied to building popular housing in Brazil. One is the construction of foundations races mortared stone, masonry walls with clay bricks, with water, cement and sand, covered with a wooden frame and ceramic tiles, known as masonry construction, which is already widely used, the other is the construction system in light steel framing(lsf), which has been inserted gradually and are slowly gaining ground in Brazil. After a brief explanation of each building system there is a technical and economic explanation about aspects of both systems in order to compare the viability of LSF compared to traditional system. Key words: LSF; Light steel framing; Popular houses; industrialized construction

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Sistema construtivo wood framing 14 Figura 2 Perfis estruturais de madeira e aço galvanizado 15 Figura 3 Sistema construtivo em LSF 15 Figura 4 Laje radier com instalações hidrossanitárias e elétricas aparentes 19 Figura 5 Detalhe esquemático de ancoragem de um painel estrutural a uma laje de radier 20 Figura 6 Aplicação de fundação em sapata corrida 21 Figura 7 Esquema de fundação em sapata corrida 22 Figura 8 Efeitos da carga do vento na estrutura 23 Figura 9 Detalhe de ancoragem química em fundação tipo radier 23 Figura 10 Parabolt 24 Figura 11 Ancoragem provisória 25 Figura 12 Pistola para fixação a pólvora 25 Figura 13 Distribuição das cargas em montantes alinhados 28 Figura 14 Parafuso cabeça lentilha e ponta broca 29 Figura 15 Distribuição dos esforços através da verga 30 Figura 16 Verga 30 Figura 17 Detalhe da ombreira 31 Figura 18 Desenho esquemático de abertura em painel estrutural 31 Figura 19 Painel contraventado 32 Figura 20 Fixação das fitas metálicas diagonais nos painéis 33 Figura 21 Encontro de dois painéis de canto 34 Figura 22 Encontro de dois painéis 35 Figura 23 Encontro de quatro painéis 36 Figura 24 Painél não estrutural com abertura de janela 37 Figura 25 Estrutura de piso em LSF 38 Figura 26 Planta da estrutura de piso em LSF 39 Figura 27 Parafuso de cabeça sextavada e ponta broca 40 Figura 28 Esquema de laje do tipo úmida 41 Figura 29 Esquema de laje do tipo seca com OSB 42 Figura 30 Esquema de escada do tipo viga caixa inclinada 43 Figura 31 Instalação de lã de vidro em painel 44 Figura 32 Aplicação de placas de OSB 45 Figura 33 Parafuso autoatarraxante 46 Figura 34 Placas de OSB impermeabilizadas 46 Figura 35 Fechamento em placas de gesso acartonado 47 Figura 36 Aplicação de placas cimentíceas em área externa 48

8 Figura 37 Parafuso cabeça trombeta e ponta broca 49 Figura 38 Execução de alvenaria com peças metálicas de ligação 49 Figura 39 Detalhe da chegada das treliças nos montantes 51 Figura 40 Furo para passagem de tubulação de água fria 52 Figura 41 Ponte térmica através dos montantes de um painel 54 Figura 42 Detalhe de uma cobertura em madeira 66 Figura 43 Esquema do tijolo estudado 68 Figura 44 Eficiência dos materiais quanto ao isolamento térmico 72

9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Designação dos perfis de aço formados a frio para uso em light steel framing e suas respectivas aplicações Tabela 2 Dimensões nominais dos perfis de aço para light steel framing 27 Tabela 3 Resistência térmica e condutividade térmica da lã de vidro 55 Tabela 4 Classe de transmissão de som aéreo (CTSA) 56 Tabela 5 Níveis de ruído aceitáveis 57 Tabela 6 Resultados do ensaio 58 Tabela 7 Produtividade do sistema LSF 60 Tabela 8 Composição de custo por metro quadrado de estrutura e vedação do sistema LSF. Tabela 9 Resultado do relatório termo-técnico 68 Tabela 10 CTSA para um parede em alvenaria 68 Tabela 11 Resultado do ensaio 69 Tabela 12 Produtividade do sistema tradicional 70 Tabela 13- Composição de custo unitário para parede de alvenaria pronta 71 Tabela 14 Níveis de ruídos 73 Tabela 15 Valores recomendados para CTSA LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação brasileira de normas técnicas ABCP Associação brasileira de cimento portland CTCV Centro de tecnologia da cerâmica e do vidro CTSA Classe de transmissão de som aéreo EPS Poliestireno expandido, Isopor EUA Estados Unidos da América IPT Instituto de pesquisas tecnológicas LSF Light steel framing NBR Norma brasileira OSB Oriented strand board PFF Perfis formados a frio RF Resistente ao fogo RU Resistente à umidade ST Standard Ue U enrijecido

10 1 INTRODUÇÃO 13 2 OBJETIVO 14 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING Características gerais Metodologia construtiva Fundação Laje radier Sapata corrida/viga baldrame Ancoragem Ancoragem química com barra roscada Ancoragem expansiva com parabolts Ancoragem provisória com sistema de finca pinos acionado por pólvora Estrutura Estrutura vertical Painéis autoportantes ou estruturais Abertura de vãos em painéis estruturais Contraventamento Encontro de painéis Painéis não estruturais Estrutura horizontal Tipos de laje Laje úmida Laje seca Escadas Escada viga caixa inclinada: Vedações e cobertura Isolamento Fechamento Placa de OSB Gesso Acartonado Placa cimentícia Revestimento 49 24

11 Cobertura Instalações Hidráulicas e elétricas Características técnicas Resistência estrutural Isolamento termo-acústico Isolamento térmico Isolamento acústico Resistência ao fogo Características econômicas Velocidade construtiva Custo O SISTEMA TRADICIONAL Características gerais Metodologia construtiva Fundação Sapata corrida Estrutura Cintas de amarração Vergas e contra-vergas Vedações e cobertura Fechamento Revestimento Revestimento de paredes Revestimento de pisos Cobertura Instalações hidráulicas e elétricas Características técnicas Resistência estrutural Isolamento termoacústico Isolamento térmico Isolamento acústico Resistência ao fogo Características econômicas Velocidade construtiva Custo 71

12 4 COMPARAÇÃO ENTRE OS DOIS SISTEMAS CONSTRUTIVOS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICAS ECONÔMICAS 75 CONSIDERAÇÕES FINAIS 76 REFERÊNCIAS 77

13 13 1 INTRODUÇÃO O light steel framing, também conhecido pela sigla LSF, é um sistema construtivo amplamente utilizado em países como Estados Unidos da América e vem ganhando espaço lentamente no mercado brasileiro. Em português, a expressão light steel framing é traduzida como light = leve, steel = aço e framing que, segundo o Dicionário Michaelis (1987), deriva da palavra fram, que pode ser definida como construção, estrutura, enquadramento, esqueleto. Então, interpretando a tradução do termo LSF, temos: estrutura ou construção leve em aço. O sistema construtivo LSF é composto por um esqueleto estrutural, constituído de perfis formados a frio, em aço galvanizado, ligados entre si, que dão leveza à construção e formam uma estrutura de vários elementos que trabalham como um só, resistindo aos carregamentos solicitantes existentes na edificação e dando-lhe. Após a montagem do esqueleto, ambas as faces da estrutura são fechadas com painéis de materiais variados, como gesso acartonado, placas cimentícias etc. e, em seguida, podem ser revestidas de acordo com o interesse do cliente. Portanto, é um sistema construtivo inovador, mais sustentável, que insere o conceito de sistemas construtivos industrializados na construção civil do Brasil. O LSF surgiu a partir de um sistema construtivo denominado wood framing (Figura 1) que, segundo Castro (2006), é também conhecido como balloon framing e formado por peças que apresentam pequena seção transversal em madeira serrada, unidas entre si. Esse sistema começou a ser utilizado, primeiramente, na Escandinávia, no Canadá e nos Estados Unidos da América (EUA). Apesar de não se ter certeza de quem introduziu esse sistema nos EUA, acredita-se que a primeira construção que utilizou esse método foi um armazém, construído no ano de 1832, em Chicago, por George Washington Snow. Rodrigues (2006) afirma que, entre os anos de 1810 e 1860, nos EUA, houve um grande crescimento populacional, que atingiu um número de habitantes aproximadamente dez vezes maior e gerou a necessidade de se buscar uma solução construtiva que desse mais praticidade, velocidade, produtividade e fizesse uso dos materiais disponíveis no local (madeira). Segundo Castro (2006), foi a partir daí que o wood framing se tornou o tipo de construção residencial mais comum nos EUA.

14 14 Figura 1 Sistema construtivo wood framing Fonte: STAND SYSTEMS ENGINEER INC, 2010 Em 1933, na Feira Mundial de Chicago, foi lançado um protótipo de residência em LSF, em que se substituía a estrutura de madeira por perfis em aço (FRECHETTE, 1999). Com o passar dos anos, o grande desenvolvimento da indústria do aço e o pós-segunda Guerra Mundial possibilitaram a evolução dos processos de produção de perfis formados a frio (PFF) e os transformaram em uma opção vantajosa em relação à madeira. Foi a partir daí que as construções em LSF se tornaram mais comuns nos EUA e vêm crescendo cada vez mais, tanto por causa de suas qualidades quanto por incentivo do governo para diminuir o uso da madeira. Em paralelo ao que ocorreu depois da Segunda Guerra Mundial, nos EUA, houve um grande crescimento dos sistemas construtivos wood framing e LSF, devido à necessidade de se reconstruírem, aproximadamente, quatro milhões de casas destruídas por bombardeios no Japão. Esse fato foi agravado pelos incêndios que ocorriam durante os ataques, devido à grande inflamabilidade da madeira que era utilizada nas estruturas das casas. Por esse motivo, o governo japonês restringiu o uso da madeira em estruturas autoportantes, e isso fez com que a indústria do aço japonesa crescesse a ponto de se tornar uma das mais desenvolvidas no mercado de construção em perfis leves de aço (CASTRO, 2006). Desde então, o sistema construtivo em LSF, que, por uma comparação global, nada mais é do que o sistema wood framing construído com perfis leves de aço, em substituição aos de madeira, vem, gradativamente, substituindo-o, em países como EUA e Japão, por causa de fatores econômicos e políticos, através do crescimento da indústria do aço e de

15 15 incentivos do governo ao desuso da madeira, e de fatores ambientais, com a diminuição do desmatamento e a produção de resíduos. Figura 2 Perfis estruturais de madeira e aço galvanizado Fonte: Robert Scharff No Brasil, o LSF foi, lentamente, sendo inserido por algumas construtoras no Sul e no Sudeste da região onde esse tipo de sistema construtivo é mais empregado. Porém, as edificações que são construídas com o sistema LSF são de médio a alto nível e não são comumente utilizadas na construção de casas populares. No Nordeste, o LSF começou a ser difundido há poucos anos e, por isso, ainda é pouco utilizado. Figura 3 Sistema construtivo em LSF Fonte: Flasan (2009)

16 16 2 OBJETIVO Este trabalho tem como objetivo comparar dois sistemas construtivos aplicados à construção de casas populares. Um deles é a construção em fundações corridas de pedra argamassada, com paredes em alvenaria de tijolos cerâmicos, rejuntadas com argamassa de água, cimento e areia, cobertas com uma estrutura de madeira e telhas cerâmicas, mais conhecida como construção em alvenaria, que já é amplamente utilizado; o outro é o sistema construtivo em LSF, que vem sendo inserido aos poucos e ganhando espaço lentamente no Brasil. Através dessa comparação, serão analisados aspectos técnicos e econômicos, como resistência e segurança estrutural, conforto termoacústico, resistência ao fogo, custo, velocidade construtiva e sustentabilidade. Espera-se encontrar viabilidade técnica e econômica do LSF, frente ao grande déficit habitacional existente no Brasil, com o fim de incentivar o uso de novas tecnologias mais seguras, de rápida construção e sustentáveis, diminuir esse déficit habitacional e melhorar a qualidade das moradias do País.

17 17 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 O SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING Características gerais O sistema construtivo LSF apresenta uma proposta de industrialização da construção civil, que permite a montagem de diferentes tipos de edificações, como: residências, edifícios, estabelecimentos comerciais, escolas, hospitais etc. Por se tratar de um sistema industrializado, o LSF pode reduzir custos, porque, além de racionalizar o uso de materiais, diminuindo consideravelmente as perdas, otimiza o tempo de fabricação e de montagem da edificação, em que se podem executar vários serviços concomitantemente, ou seja, enquanto as fundações estão sendo feitas no local da construção, os painéis das paredes ou, até mesmo, as tesouras da coberta podem ser preparadas em fábrica e, posteriormente, montadas na obra. Outra característica muito importante desse sistema construtivo são os tipos de materiais utilizados, que são muito leves, entre eles, destacamos os perfis em aço galvanizado formado a frio, as placas de fechamento e os materiais de preenchimento, que compõem, praticamente, toda a edificação construída em LSF, e tornam essas construções mais práticas e fáceis de serem executadas, porque diminuem ou até dispensam o uso de materiais pesados, como cimento, areia, brita e tijolos, não demandam tempo de montagem e desmontagem de formas nem tempo de cura. Assim, geram uma economia tanto nas fundações da edificação, que não precisam suportar cargas muito elevadas, quanto na diminuição da mão de obra e do tempo de execução. As construções em LSF exigem um elevado nível de detalhamento em projeto, essencial para que a montagem da edificação seja racionalizada, prática e veloz, o que torna possível o gerenciamento de perdas e o cumprimento dos cronogramas previstos para a obra, aspectos que são imprescindíveis para tornar o LSF uma opção viável. É importante que se observe que tanto a estrutura metálica quanto as placas de fechamento são fornecidas em tamanhos parametrizados como múltiplos e submúltiplos de 3, fator essencial que deve ser previsto em projeto para que medidas que se diferenciem dessa parametrização não sejam

18 18 utilizadas e se evite o corte desnecessário de perfis e de placas e, consequentemente, o seu desperdício. Outra importante característica desse sistema construtivo é a sua sustentabilidade, pois todo o aço utilizado para se construir uma edificação em LSF é 100% reciclável, sem contar que já pode vir da reciclagem. Isso diminui os impactos ambientais tanto por causa da economia da energia que seria gasta para se produzir esse aço, quanto dos resíduos nas construções que não serão despejados no meio ambiente. Além do aço, outros materiais, como o gesso acartonado, que é comumente utilizado no fechamento de edificações em LSF, pode ser reciclado e reutilizado para outros fins. Convém enfatizar que esse sistema não utiliza água, o que é sobremaneira relevante nos tempos atuais, já que o mundo luta contra o seu desperdício. Castro (2006) elenca os principais benefícios e vantagens do LSF, quais sejam: Padronização e industrialização dos elementos construtivos, em que a matériaprima utilizada passa por rigorosos processos de controle de qualidade; O aço é um material de comprovada resistência e de alto controle de qualidade, tanto na produção da matéria-prima quanto de seus produtos, o que permite mais desempenho estrutural e precisão dimensional; Facilidade de obtenção dos perfis formados a frio, já que são amplamente utilizados pela indústria; Durabilidade e longevidade da estrutura, proporcionada pelo processo de galvanização das chapas de fabricação dos perfis; Facilidade de montagem, manuseio e transporte devido à leveza dos elementos; Construção a seco, o que minora o uso de recursos naturais e o desperdício; Os perfis perfurados previamente e a utilização dos painéis de gesso acartonado facilitam as instalações elétricas e hidráulicas; Melhores níveis de desempenho termo-acústico, que podem ser alcançados através da combinação de materiais de fechamento e isolamento; Facilidade na execução das ligações; Rapidez de construção, uma vez que o canteiro se transforma em local de montagem; O aço é um material incombustível; O aço pode ser reciclado diversas vezes, sem perder suas propriedades;

19 19 Grande flexibilidade no projeto arquitetônico, que não limita a criatividade do arquiteto Metodologia construtiva Fundação Devido à leveza da estrutura, as fundações utilizadas, ao se construir em LSF, não são grandes, como ocorre no sistema tradicional. Além disso, como a estrutura apresenta uma distribuição uniforme das cargas, o ideal é que a fundação seja contínua. Segundo Castro (2006), a escolha do tipo de fundação utilizada vai depender de parâmetros do solo, como nível do lençol freático, topografia, resistência, profundidade do solo firme etc. Os tipos de fundação mais utilizados nesse tipo de construção são: Laje radier, um tipo de fundação rasa em concreto armado, que funciona como uma laje, apoiando a estrutura e a sapata corrida ou viga baldrame, que é disposta de maneira contínua sob as paredes portantes da edificação, transmitindo o carregamento ao solo. Outro ponto importante é a ancoragem dos painéis estruturais na fundação, que evita o movimento da edificação, devido ao vento, e garante a estabilidade da construção. Essa fixação depende do tipo de fundação e das solicitações que ocorrem na estrutura e tem parâmetros como espaçamento e tipo de ancoragem definidos segundo o cálculo estrutural. Os métodos de ancoragem mais utilizados são: expansível com parabolts, químico com barras roscadas e provisórios, através de sistema de finca, e pinos acionados por pólvora (CASTRO, 2006). Figura 4 Laje radier com instalações hidrossanitárias e elétricas aparentes Fonte: Disponível em:

20 Laje radier A laje radier é uma fundação rasa, do tipo direta, que funciona como uma laje e transmite e distribui o carregamento para o solo (Figura 4). Nesse tipo de fundação, existem vigas que ficam sob as paredes estruturais, em todo o seu perímetro, para que a estrutura da fundação apresente mais rigidez em seu plano (Figura 5). Antes de se executar a laje em radier, é inerente que se observem seu nível e seu prumo. Ela deve ser construída sobre manta de impermeabilização. Outro aspecto importante é que toda a instalação elétrica e hidráulica da edificação, que passará pelo solo, deve ser instalada antes de ser executada. Figura 5 Detalhe esquemático de ancoragem de um painel estrutural a uma laje de radier Fonte: Adaptado de Consul Steel (2002) É importante destacar que esse tipo de fundação é ideal para construções rápidas e leves. Isso significa que, para o caso de casas populares construídas em terrenos planos, o tipo de fundação mais indicado é a laje radier, pois é mais competitivo quando se trata de edificações com um só pavimento e que apresentem paredes assentadas na mesma cota (TERNI; SANTIAGO; PIANHERI, 2008) apud (VIVAN, 2011).

21 Sapata corrida/viga baldrame Sapata corrida ou viga baldrame é uma fundação que pode ser constituída de concreto armado, de blocos de concreto, de alvenaria de pedra rachão ou até mesmo de alvenaria de tijolos cerâmicos, que funcionam como uma viga, que é colocada sob os painéis estruturais para transmitir o carregamento ao solo (Figuras 6 e 7). Nesse tipo de fundação, o contrapiso do térreo pode ser executado em concreto ou em perfis formados a frio, apoiados sobre a fundação funcionando como uma laje. Figura 6 Aplicação de fundação em sapata corrida Fonte: Disponível em A fundação em sapata corrida ou viga baldrame, quando aplicada nas casas populares, é menos econômica, pois, além de exigir mais tempo para ser executada, demanda uma grande quantidade de formas de madeira, por isso é normalmente utilizada quando existem limitações topográficas que impedem o uso do radier.

22 Ancoragem Após a execução da fundação, os painéis estruturais devem ser fixados nela, para que resistam à pressão do vento, que causa efeitos como os de translação e/ou tombamento (Figura 8-a), que fazem com que a estrutura se desloque lateralmente e/ou levante ou até mesmo gire em torno de um eixo de sua base (Figura 8-b). A escolha do tipo de ancoragem vai depender de fatores como clima, tipo de carregamento e tipo de fundação, e os parâmetros, como espaçamento dos pontos de ancoragem e suas dimensões, são determinados segundo o cálculo estrutural (CASTRO, 2006). Essa fixação se dá através de diferentes tipos de ancoragem, e as mais utilizadas no mercado da construção em LSF são: ancoragem química com barra roscada, ancoragem expansiva com parabolts e ancoragem provisória com sistema de finca pinos acionado por pólvora. Figura 7 Esquema de fundação em sapata corrida Fonte: Adaptado de CONSULSTEEL, 2002.

23 23 Figura 8 Efeitos da carga do vento na estrutura a) Translação; b) Tombamento Fonte: Castro (2006) Ancoragem química com barra roscada Esse tipo de ancoragem é realizado depois da concretagem da fundação e é feito por meio da fixação de uma barra roscada na fundação, através de um furo feito no concreto. Após a execução do furo, coloca-se um adesivo químico, normalmente à base de epóxi, para que a colagem aço x concreto, da barra roscada e da fundação, respectivamente, seja garantida (CASTRO, 2006). Depois de se chumbar a barra roscada à fundação, a estrutura é presa a essa barra, por meio de um jogo de porca e arruela. A Figura 9 ilustra esse tipo de ancoragem. Figura 9 Detalhe de ancoragem química em fundação tipo radier Fonte: Adaptado de CONSULSTEEL, 2011.

24 Ancoragem expansiva com parabolts Esse tipo de ancoragem também é realizado após a concretagem e é aplicada de maneira semelhante à ancoragem química. Primeiro, faz-se um furo no lugar definido em projeto para colocar a ancoragem; em seguida, coloca-se uma espécie de parafuso com uma camisa metálica no furo (Parabolt, Figura 10), a qual se expande à medida que se vai rosqueando o parafuso que prenderá a estrutura na fundação. Esse é um sistema que funciona de maneira semelhante ao sistema de bucha, muito utilizado domesticamente para fixar objetos nas paredes, como quadros e prateleiras, só que, ao invés da bucha de plástico, usa-se uma espécie de bucha parafuso (Parabolt), que apresenta uma alta resistência a arranque, o que garante que a estrutura fique bem presa à fundação. Figura 10 Parabolt Fonte: Disponível em Ancoragem provisória com sistema de finca pinos acionado por pólvora A ancoragem provisória, através do sistema de finca pinos acionado por pólvora (Figura 12), assim como os outros dois tipos de ancoragem citados, deve ser executada depois da concretagem da fundação. Esse tipo de ancoragem é utilizado nos painéis principais da

25 25 construção, mas apenas para manter o prumo ao serem montados e até que seja feita a ancoragem definitiva deles. Porém, nos painéis que não recebem carregamento, além do seu peso próprio e de servirem apenas como divisórias internas dos ambientes da edificação, esse tipo de ancoragem é o único empregado e, consequentemente, o definitivo. Sua aplicação é feita com uma pistola acionada por cartuchos de pólvora, que lançam os pinos no local desejado. Segundo Fischer (2010, apud VIVAN, 2011), a produção conseguida com uma pistola (Figura 11) desse tipo chega a ser de 500 fixações, por hora, e tanto pode ser utilizada em aço quanto em concreto. E dependendo da resistência do concreto, pode alcançar até 35 mm de profundidade. Figura 11 Ancoragem provisória Fonte: (CASTRO, 2006) Figura 12 Pistola para fixação a pólvora Fonte: (FISCHER, 2010)

26 Estrutura Estrutura vertical No sistema construtivo em LSF, a estrutura vertical é constituída por dois tipos de painel: os que funcionam apenas como fechamento externo, ou divisória interna, e compõem as paredes da edificação, e os que, além de fechar, fazem parte do sistema estrutural e suportam suas cargas. Tabela 1 Designação dos perfis de aço formados a frio para uso em light steel framing e suas respectivas aplicações Fonte: NBR 15253, Os perfis utilizados na construção em LSF e suas dimensões comerciais são apresentados nas tabelas abaixo:

27 27 Tabela 2 Dimensões nominais dos perfis de aço para light steel framing Fonte: NBR15253, Painéis autoportantes ou estruturais Os painéis estruturais têm a função de transmitir para as fundações os carregamentos aos quais estão submetidos. Esses carregamentos se dividem em horizontais, devido à pressão do vento, e verticais, por causa do peso próprio da estrutura e das sobrecargas de utilização (CASTRO, 2006). Os painéis são formados, basicamente, por dois tipos de perfis. Os primeiros são denominados montantes, compostos por perfis de seção transversal do tipo U enrijecido (Ue), e são dispostos de maneira contínua na posição vertical. Os segundos são denominados guias, compostos por perfis de seção transversal do tipo U e dispostos horizontalmente nas extremidades dos montantes. O espaçamento ou modulação dos montantes é, geralmente, de 400mm ou 600mm e pode chegar até 200mm, caso a estrutura tenha que suportar grandes carregamentos, como os de caixas de água. Esse espaçamento varia de acordo com o carregamento que o painel deverá suportar. Isso significa que, para um mesmo carregamento, se se aumentar o espaçamento, a carga que será transmitida para um montante será maior do que a que seria transmitida se aquele espaçamento fosse menor. Logo, quanto maior o

28 28 espaçamento, menor será a quantidade de montantes e, consequentemente, maior será a carga que cada um terá que suportar. Rodrigues (2006, apud VIVAN, 2011) assevera que o dimensionamento desses elementos verticais é feito através da verificação dos esforços de flexo-compressão e de flexo-tração, decorrentes das cargas verticais e horizontais que atuam sobre eles. As guias têm a função de unir as extremidades dos montantes e de dar forma aos painéis. Seu comprimento vai determinar a largura do painel do mesmo modo que o comprimento dos montantes determinará a altura dele. Elhajj e Bielat (2000 apud CASTRO, 2006) afirmam que os painéis estruturais devem transmitir as cargas diretamente para as fundações, para outros painéis estruturais ou para vigas principais. É importante salientar que, para elementos como os montantes, cuja principal função é de transferir as cargas verticais, devem-se projetar e montar os painéis, de maneira a fazer coincidirem suas seções de um nível para outro (Figura 13). Isso caracteriza o conceito de estrutura alinhada, que garante uma transferência direta de esforços sem que se gerem esforços como os de flexão (CASTRO, 2006). Os parafusos cabeça lentilha e ponta de broca (Figura 14) são os mais utilizados para fixar os montantes nas guias (CASTRO, 2006). Figura 13 Distribuição das cargas em montantes alinhados Fonte: (CASTRO, 2006)

29 29 Figura 14 Parafuso cabeça lentilha e ponta broca Fonte: (VIVAN, 2011) Abertura de vãos em painéis estruturais Ao se abrirem vãos para portas e janelas em painéis estruturais, devem-se utilizar artifícios e elementos estruturais que garantam a transmissão das cargas até a fundação. As vergas (Figura 15) são elementos estruturais, com a função de transmitir o carregamento dos montantes nela apoiados para os montantes que apoiam sua extremidade, funcionando como uma viga metálica. Segundo Castro (2006), as vergas podem ter várias combinações, mas são compostas, basicamente, por dois perfis Eu, conectados um ao outro, através de perfis U parafusados em suas extremidades. A parte superior da verga é parafusada na guia superior do painel, e a parte inferior, formada por outro perfil U, denominada de guia de verga, que é de onde saem os montantes de composição que completam a abertura da janela ou da porta. Além disso, as vergas também são conectadas a ombreiras, que têm a função de evitar a rotação da verga em torno do eixo paralelo ao eixo das guias do painel (Figura 16). Segundo Consul Steel (2002 apud CASTRO, 2006), o número de ombreiras pode ser estabelecido através da seguinte regra (Figura 17): divide-se o número de montantes interrompidos pela verga por 2, e se o resultado for ímpar, soma-se 1. O resultado dessa operação será igual ao número de ombreiras que deverá ser colocado em cada lado da abertura.

30 30 Figura 15 Distribuição dos esforços através da verga Fonte: (CASTRO, 2006) Figura 16 Verga Fonte: (CASTRO, 2006)

31 31 Figura 17 Detalhe da ombreira Fonte: (CASTRO, 2006) Figura 18 Desenho esquemático de abertura em painel estrutural Fonte: (CASTRO, 2006)

32 Contraventamento Para garantir a resistência de uma estrutura a cargas horizontais, como a do vento, é necessário que se faça seu contraventamento, pois os montantes, por si sós, não são capazes de absorver esses esforços. No caso do LSF, o tipo de contraventamento mais utilizado é feito com fitas metálicas (Figura 19) que, segundo Castro (2006), tem suas dimensões determinadas em projeto estrutural. As fitas metálicas garantem que os esforços horizontais que ocorrem na estrutura sejam diretamente transmitidos para as fundações, para evitar a perda de estabilidade ou deformações excessivas que podem levar a edificação a colapso. A fixação dessas fitas na estrutura é feita através de uma placa de aço galvanizado, que é parafusada em montantes duplos. Em coincidência com essa placa, deve estar a ancoragem, para garantir que as cargas sejam diretamente transmitidas para a fundação (Figura 20). Figura 19 Painel contraventado Fonte: (VIVAN, 2011)

33 33 Figura 20 Fixação das fitas metálicas diagonais nos painéis Fonte: (CASTRO, 2006) Encontro de painéis Existem várias formas de como fazer os encontros de painéis em estruturas de LSF, que variam de acordo com a quantidade de painéis que se encontram e o ângulo entre eles. Um aspecto importante é que se deve garantir a rigidez do sistema, a resistência aos esforços solicitantes e a economia de material e prover uma superfície que permita a fixação das placas de fechamento internas e externas. As soluções mais comuns para o encontro de painéis são: Dois painéis de canto: Figura 21 a) planta, b) perspectiva) Dois painéis: Figura 22 a) planta, b) perspectiva) Quatro painéis: Figura 23 a) planta, b) perspectiva)

34 Figura 21 Encontro de dois painéis de canto a) Planta, b) perspectiva Fonte: (CASTRO, 2006) 34

35 Figura 22 Encontro de dois painéis a) Planta; b) perspectiva Fonte: (CASTRO, 2006) 35

36 Figura 23 Encontro de quatro painéis a) Planta; b) perspectiva) Fonte: (CASTRO, 2006) 36

37 Painéis não estruturais Os painéis não estruturais são utilizados como fechamentos internos e externos e não suportam os carregamentos da estrutura, apenas o seu peso próprio. Eles são compostos por montantes e guias dispostos da mesma maneira que os painéis estruturais. Esse tipo de divisória não estrutural é conhecido como Drywall e apresenta o mesmo conceito do LSF, mas com montantes menos espessos, que resultam em paredes com espessuras menores. Porém, para divisórias externas, devido ao peso dos componentes de vedação e de revestimento, o ideal é que se utilizem os mesmo perfis utilizados nos painéis estruturais. A solução para a abertura de portas e de janelas em painéis não estruturais é bem mais simples do que em painéis estruturais, pois, como não há cargas que necessitam ser transmitidas às fundações, o uso de vergas e ombreiras é desnecessário. Portanto, a abertura será delimitada, superior e inferiormente, por apenas duas guias parafusadas nos montantes interrompidos (Figura 24). Figura 24 Painél não estrutural com abertura de janela Fonte: (CASTRO 2006)

38 Estrutura horizontal A estrutura horizontal utilizada em LSF é montada utilizando-se os mesmos princípios que são aplicados aos painéis da estrutura, formados por perfis de aço galvanizado e distribuídos de maneira equidistante. Essa modulação pode ser a mesma para toda a estrutura - lajes, paredes e cobertas o que facilita a execução e diminui o tempo de execução da edificação, razão por que esse tipo de modulação é utilizado na maioria dos casos de construção em LSF. A função dessa estrutura é de transmitir as cargas de utilização para os painéis estruturais, para que, através deles, esse carregamento chegue até as fundações. Para isso, devem ser suficientemente rígidos e não devem apresentar deformações acima das exigidas por norma (CASTRO, 2006). Essa parte da estrutura é composta por perfis Ue, que compõem as vigas de piso, as quais são distribuídas de maneira a coincidirem com os montantes, e em cujas extremidades são colocados erijecedor de alma formados por perfis de seção Ue, para evitar o esmagamento das vigas de piso, e um perfil de seção U, conhecido como sanefa (Figura 25), que dá forma à estrutura. Figura 25 Estrutura de piso em LSF Fonte: (CASTRO, 2006)

39 39 Além dos componentes citados, que formam as estruturas horizontais, existe outro componente fundamental para a execução da estrutura horizontal da edificação. Esse componente é a viga composta, que é formada por combinações de perfis U e Ue, a fim de aumentar sua resistência, e pode ser utilizada no perímetro de uma abertura qualquer na laje. Ao se fazer a abertura, as vigas de laje interrompidas se apoiam nas vigas compostas. Também se realiza um travamento no mesmo plano, mas perpendicular às vigas de piso, que é feito com fitas metálicas semelhantes às usadas no contraventamento da estrutura, e cuja função é de diminuir o comprimento de flambagem dos perfis, para evitar efeitos de flambagem decorrentes dos esforços de flexão e/ou torção ao qual a estrutura está sujeita. A Figura 26 mostra todos os componentes que formam uma estrutura horizontal em LSF. Figura 26 Planta da estrutura de piso em LSF Fonte: (CASTRO, 2006) Segundo Castro (2006), as ligações entre os componentes da estrutura horizontal são feitas, na maioria dos casos, com parafusos do tipo estrutural cabeça sextavada e ponta broca (Figura 27).

40 40 Figura 27 Parafuso de cabeça sextavada e ponta broca Fonte: (VIVAN, 2011) Tipos de laje Castro (2006) afirma que, de acordo com o tipo de contrapiso, as lajes podem ser de dois tipos: úmida ou seca Laje úmida As lajes úmidas (Figura 28) são compostas pela mesma estrutura metálica citada anteriormente, porém, seu contrapiso tem uma chapa ondulada de aço, que é parafusada sobre as vigas de piso e serve de fôrma para o concreto que serve de base para o contrapiso. Antes de se colocar a camada de concreto, que pode variar de 4 a 6cm, deve-se colocar uma tela soldada (negativo), para evitar fissurações que ocorrem devido à retração da cura do concreto. Para se ter mais conforto acústico, coloca-se uma camada de lã de vidro compactada, protegida por um filme de polietileno, entre a chapa ondulada e o concreto.

41 41 Figura 28 Esquema de laje do tipo úmida Fonte: (CASTRO, 2006) Laje seca Na laje seca (Figura 29), ao invés de materiais cimentícios como o concreto, utilizamse placas rígidas, como a de OSB, um material derivado da madeira, composto por pequenas lascas da mesma, orientadas segundo uma determinada direção. Essas placas são parafusadas à estrutura, e sua espessura mais utilizada nesse sistema é de 18mm. As placas de OSB, além de apresentarem propriedades estruturais favoráveis, são leves e de fácil instalação (CASTRO, 2006). Para lajes de banheiros e áreas molhadas, o uso de placas cimentícias é mais recomendado, já que elas são mais resistentes à umidade. Porém, é importante que a camada de lã de vidro, envolta de filme de polietileno, seja colocada em ambos os tipos de material para diminuir o nível de ruídos de utilização. As maiores vantagens da laje seca em relação à laje úmida são a leveza, devido ao baixo peso próprio das lajes secas, a velocidade de construção, já que as lajes secas não necessitam tempo de cura, e a limpeza do canteiro de obras.

42 42 Figura 29 Esquema de laje do tipo seca com OSB Fonte: (CASTRO, 2006) Escadas Existem várias maneiras de se montar escadas usando LSF que, segundo Castro (2006), dependem do tipo de escada, se são abertas ou fechadas, e do tipo de substrato utilizado na edificação. Normalmente, são utilizadas combinações dos perfis U e Ue para a montagem da estrutura da escada; já os pisos e os espelhos dos degraus podem ser constituídos por painéis rígidos de OSB ou de pranchas de madeira maciça, aparafusadas na estrutura. Como o intuito deste trabalho é apresentar apenas um embasamento teórico sobre LSF, será apresentado somente um tipo de escada que pode ser utilizado em edificações desse tipo Escada viga caixa inclinada A escada viga caixa inclinada é composta, basicamente, por dois perfis Eu, parafusados um ao outro, para formar uma viga que serve de guia para os degraus. O par dessas vigas compõe o lance da escada, que possibilita o apoio da estrutura que forma os

43 43 degraus e, consequentemente, da placa, que formará os pisos e os espelhos da escada (CASTRO, 2006), (Figura 30). Figura 30 Esquema de escada do tipo viga caixa inclinada Fonte: (CASTRO, 2006) Vedações e cobertura Castro (2006) assevera que a vedação de uma edificação construída em LSF deve ser constituída por elementos leves e modulares, para que não fujam da proposta de obra industrializada do sistema. Todavia não dispensa, necessariamente, o uso de elementos pesados como a alvenaria. Essa vedação, normalmente, é constituída por três etapas: o isolamento, o fechamento e o revestimento. O isolamento é feito com um material que ocupa a parte interna do painel e é responsável, principalmente, pelo isolamento termoacústico da edificação. Pode ser composto por materiais como lã de vidro, Poliestireno Expandido (EPS), mais conhecido como (isopor ), etc. Os componentes de fechamento são colocados nas faces dos painéis e lhes dão forma. São, comumente, constituídos por placas de OSB, de gesso acartonado ou cimentícias. O revestimento é o que dá acabamento à edificação, aplicado após o fechamento, e pode variar de pintura até alvenaria, a depender das preferências do cliente.

44 Isolamento O isolamento utilizado em edificações do tipo LSF é fundamental para garantir o conforto termo-acústico do usuário. Ele pode ser feito tanto por aplicação de materiais isolantes, como lã de vidro, lã de rocha e EPS, quanto por fechamentos que também contribuem para melhorá-lo. A escolha do tipo e da espessura do isolamento vai depender do nível de ruído e de calor que se deseja que penetre o ambiente. A aplicação de lã de vidro ou de rocha (Figura 31) em painéis deve ser feita em sua parte interna; depois de executado é que se fecham os painéis. Quando se utiliza o EPS, a sua aplicação é feita depois que os painéis são fechados. Esse fechamento serve de apoio para fixá-lo. Figura 31 Instalação de lã de vidro em painel Fonte: (CASTRO, 2006)

45 Fechamento Placa de OSB As placas de OSB podem ser usadas tanto no fechamento vertical da edificação quanto nos pisos de escadas e, até mesmo, de laje. Porém, esse tipo de fechamento não pode ter contato com intempéries e deve receber um acabamento impermeável quando utilizado em áreas externas (CASTRO, 2006). Castro (2006) enuncia que as placas de OSB (Figura 32) apresentam boas propriedades de resistência mecânica e a impactos. Além disso, um tratamento contra insetos, como o cupim, é feito ao se confeccioná-las. Esse tipo de fechamento é mais utilizado nas áreas externas, já que ele resiste mais à umidade do que o gesso acartonado, que é mais utilizado na parte interna da estrutura, por apresentar melhor desempenho estético e funcional. As placas de OSB, assim como as de gesso acartonado, são muito leves - pesam cerca de 5,4 Kg/m², a depender da espessura. Portanto são fáceis de transportar e de instalar. Sua fixação é feita através de parafusos autoatarraxantes (Figura 33), e a instalação em áreas externas e internas deve prever juntas de dilatação de, aproximadamente, 3mm entre as placas. No caso de serem utilizadas em áreas que mantenham contato com intempéries, devese aplicar uma manta ou membrana de polietileno de alta densidade e revestir toda a área externa da placa (Figura 34). É importante que esse revestimento seja feito logo após a aplicação das placas, para evitar que fiquem expostas à água. Figura 32 Aplicação de placas de OSB Fonte: (CASTRO, 2006)

46 46 Figura 33 Parafuso autoatarraxante Fonte: (CISER, 2011) apud (VIVAN, 2011) Gesso acartonado Como já foi mencionado, as placas de gesso acartonado (Figura 36) são ideais para serem usadas nas áreas internas da edificação, pois permitem um melhor nível de acabamento. Elas podem revestir tanto a face interna dos painéis estruturais de borda quanto as divisórias não estruturais. Figura 34 Placas de OSB impermeabilizadas Fonte: (VIVAN, 2011) Castro (2006) informa que são comercializados três tipos de placas em gesso acartonado: a standard (ST), que é utilizada em paredes destinadas a áreas secas; a resistente à umidade (RU), destinada a paredes que possam ter contato com algum tipo de umidade,

47 47 porém de forma intermitente, e a ultima é a placa resistente ao fogo (RF), aplicada em paredes especiais que demandam resistência ao fogo. As placas de gesso acartonado pesam de 6,5 Kg/m² a 14 Kg/m², a depender de sua espessura. Por apresentarem uma superfície regular e lisa, permitem que se faça um acabamento sem necessidade de grandes espessuras de revestimento (CASTRO, 2006). O gesso acartonado também se comporta como um bom isolante termo-acústico e, se usado em conjunto com um bom isolamento de lã de vidro, de aço ou EPS, garante bons resultados na diminuição de ruídos e de calor. Essas placas são fixadas da mesma maneira que as de OSB e apresentam a vantagem de poder ser retiradas para verificação de instalações ou qualquer outra necessária. Tanigui e Barros (2000) apud (VIVAN, 2011) advertem que, depois que as placas de gesso acartonado são colocadas, é importante que se faça um tratamento em suas juntas (Figura 35). Figura 35 Fechamento em placas de gesso acartonado Fonte: (VIVAN, 2001) Placa cimentícia Esse tipo de fechamento pode ser utilizado em áreas internas e externas, horizontal ou verticalmente, e tem a grande vantagem de poder ser exposto às intempéries. Essas placas são

48 48 formadas basicamente por uma mistura de agregados, cimento portland e fibras sintéticas ou de celulose (BRASILIT, 2010). As placas cimentícias (Figura 36) têm peso próprio de, aproximadamente, 18 Kg/m², que varia de acordo com a espessura, e apresentam boas características, como elevada resistência a impactos e à umidade, incombustibilidade, são compatíveis com a maioria dos revestimentos, fáceis de ser cortadas por equipamentos adequados e montadas etc. Esses aspectos enquadram esse tipo de fechamento no processo construtivo em LSF, pois garante limpeza, velocidade e leveza à construção (CASTRO, 2006). As placas são comercializadas com uma largura de 1,2 metros e comprimentos que variam de 2,00 m, 2,40 m até 3,00 m. Suas espessuras variam de 6, 8 e 10mm, de acordo com a função da placa. As placas de 6mm podem ser aplicadas em paredes internas, onde não existam cargas aplicadas sobre elas; as de 8mm podem ser aplicadas tanto em paredes internas como em externas, com e sem umidade, e permitem a existência de cargas suportadas pela placa; as de 10mm podem ser aplicadas em paredes internas e externas e são ideais para paredes estruturais, pois melhora a resistência a impactos e o isolamento termoacústico. Figura 36 Aplicação de placas cimentíceas em área externa Fonte: (BRASILIT, 2010) Segundo Castro (2006), essas placas são fixadas através de parafusos do tipo cabeça trombeta e ponta broca (Figura 37). Após a aplicação das placas cimentíceas, assim como nas placas de OSB e de gesso acartonado, é necessário tratar suas juntas. Isso pode ser feito de várias maneiras, mas o tipo de tratamento mais indicado é o silicone, principalmente se for aplicado em placas externas (BRASILIT, 2010) apud (VIVAN, 2011).

49 49 Figura 37 Parafuso cabeça trombeta e ponta broca Fonte: (VIVAN, 2011) Revestimento Por se tratar de uma metodologia construtiva muito flexível, o LSF, apesar de contradizer seu conceito de estrutura leve, permite o uso de revestimentos como a alvenaria que, nesse caso, funciona só como adorno, porquanto não tem função estrutural. A alvenaria é fixada nos painéis com conectores metálicos (Figura 38), e além de não apresentar efeito estrutural, aumenta as cargas sobre os painéis. Figura 38 Execução de alvenaria com peças metálicas de ligação Fonte: (SANTIAGO, 2008)

50 50 No sistema construtivo em LSF, podem ser empregados revestimentos comumente utilizados nas metodologias construtivas mais comuns, porém, de acordo com o tipo de placa utilizada para fechar os painéis, é necessário preparar as placas para recebê-las. No caso do OSB e de placas cimentícias, usados com frequência nas áreas externas das edificações em LSF, além da impermeabilização feita pela aplicação de uma membrana de polietileno, para o acabamento final, é preciso aplicar argamassa. Essa aplicação é feita sobre uma tela, que é parafusada no painel, para evitar que a argamassa escorregue por ele, e para que tenha uma boa aderência. Após a aplicação da argamassa, tratamentos como pintura ou até com cerâmicas podem ser feitos na edificação. Como o gesso acartonado já apresenta um bom acabamento e é utilizado nas áreas internas da edificação, acabamentos de pintura podem ser feitos diretamente sobre eles Cobertura As coberturas têm função de proteger a edificação contra intempéries como o sol, a chuva e o vento e podem apresentar função estética. Segundo Moliterno (2003) apud Castro (2006), o telhado é composto por duas partes principais: a cobertura e a armação. A cobertura é formada por materiais variados, desde que sejam impermeáveis e resistentes ao vento e aos efeitos das intempéries. A armação é formada pelo conjunto de elementos estruturais responsáveis pela sustentação do telhado, que, no caso de estruturas em LSF, são formados por tesouras metálicas. As armações de cobertas em LSF apresentam o mesmo conceito estrutural das cobertas em madeira e, normalmente, são formadas por treliças que variam de tamanho e de forma, tanto em acordo com o vão a se atender quanto à forma desejada pelo usuário. A maior diferença entre as cobertas em LSF e as de madeira são a modulação e o material utilizado, enquanto as treliças de cobertas em madeira são moduladas a cada 4, 5 ou 6m e variam de acordo com o espaçamento dos pilares da edificação. As treliças de cobertura de estruturas em LSF tendem a acompanhar a mesma modulação dos painéis estruturais e são espaçadas com a mesma distância que os montantes e fixadas diretamente sobre eles (Figura 39).

51 51 Figura 39 Detalhe da chegada das treliças nos montantes Fonte: (CASTRO, 2006) Assim como em construções tradicionais, as construções em LSF apresentam diferentes soluções de cobertas, que podem variar desde cobertas planas, até cobertas inclinadas com várias águas. No caso da construção de casas populares, a solução mais utilizada é a de cobertura de duas ou quatro águas, e a estrutura pode ser treliçada e até estruturada por caibros e ripas. Essa estruturação varia de acordo com o telhado que será utilizado na construção. Nesses tipos de coberta, podem ser utilizados todos os tipos de telha, mas é interessante que se mantenha o conceito de leveza proposto pelo sistema, utilizando telhas leves que podem variar desde telhas shingles, que não são interessantes para o caso de casas populares, pois são muito caras, até telhas de fibrocimento ou metálicas. Para manter as propriedades termo-acústicas do ambiente, é fundamental que se faça um forro constituído por materiais com boas propriedades nesse aspecto, como lãs de vidro e de rocha, entre outros.

52 Instalações hidráulicas e elétricas As instalações hidráulicas e elétricas feitas em edificações em LSF são idênticas às utilizadas em edificações convencionais. A diferença é a facilidade aplicá-las e de mantê-las (VIVAN, 2011). Como as edificações em LSF são compostas por painéis não maciços, formados por perfis de aço e por fechamentos em ambos os lados, as instalações hidráulicas e elétricas são mais simples de executar, visto que o sistema LSF dispensa a necessidade de se fazerem rasgos ou furos para a passagem de tubos de água/esgoto e eletrodutos nas paredes, pilares, vigas e lajes. Porém, sua instalação necessita da previsão de furos (Figura 40) nos perfis de aço para a passagem das tubulações. Esses furos devem ser previstos no projeto estrutural para não prejudicarem o funcionamento estrutural da edificação. Segundo Vivan (2011) outra vantagem do sistema LSF, ao se tratar de instalações hidráulicas e elétricas é a grande facilidade de manutenção, tendo em vista que para se executar a mesma basta que se desparafusem as placas cimentícias ou de gesso acartonado dos perfis de aço e após a manutenção se refaça as juntas de ligação e o acabamento. Figura 40 Furo para passagem de tubulação de água fria Fonte: (VIVAN, 2011)

53 Características técnicas Resistência estrutural Ao observar estruturas construídas em LSF, que são muito leves e montadas no canteiro de obras, tem-se a impressão de que são muito frágeis e que, com um vento mais forte, toda a edificação sofrerá um colapso. Essa impressão é equivocada e não condiz, de maneira alguma, com a realidade do sistema. Um dos principais materiais que garante a resistência estrutural de qualquer edificação, seja ela em concreto ou em alvenaria, é o aço. Para o sistema construtivo em LSF não é diferente. A resistência estrutural de qualquer casa comum é assegurada por vergalhões de aço que, na construção de casas populares, são inseridos nas cintas de amarração superiores e inferiores e nas vergas e contravergas, com a função de distribuir e uniformizar esforços, além de servir como amarração das paredes, que garante a estabilidade estrutural, que seria consideravelmente comprometida com a não utilização deles. A quantidade de aço que é utilizado em uma construção tradicional representa proporções muito inferiores se comparada com a quantidade utilizada no sistema em LSF. Pensando dessa maneira, o sistema construtivo em LSF se torna muito superior, no que diz respeito à resistência estrutural, já que toda a sua estrutura é constituída de perfis em aço ligados por milhares de parafusos em aço estrutural. Isso garante uma alta resistência estrutural e uma boa capacidade de deformação, o que torna a construção flexível, a ponto de se adaptar às mínimas variações de terreno, sem que sejam abertas fissuras nas paredes. Segundo o site tomando por hipótese uma casa normal com um piso térreo e um superior totalizando, aproximadamente, 200m² de área construída, e considerando um espaçamento de 60 cm para os montantes, seriam utilizados cerca de 1300 metros de perfis para montantes verticais, 500 metros de vigas de piso, 800 metros de canais, além de centenas de outros elementos metálicos essenciais, totalizando, aproximadamente, dez toneladas de aço de alta resistência, unidas por milhares de parafusos estruturais. As construções em LSF se comportam tão bem em relação à resistência estrutural, à leveza e à flexibilidade, que elas são amplamente utilizadas em países com incidência de sismos e podem constituir prédios de até cinco pavimentos. Além disso, apresentam ótimos

54 54 resultados em testes realizados em escala real, que simulam abalos sísmicos, que fariam uma estrutura tradicional, provavelmente, ruir Isolamento termoacústico O sistema construtivo em LSF apresenta ótima eficiência em relação ao isolamento térmico e ao acústico das edificações. Isso ocorre devido às propriedades dos materiais utilizados em sua concepção Isolamento térmico Segundo Castro (2006), um bom isolamento térmico é fundamental para manter um nível de conforto aceitável em uma residência e evita que existam grandes trocas de calor entre o ambiente interno e o exterior da edificação, controlando os ganhos de calor, no verão, e as perdas de calor, no inverno. Ao se analisar a eficiência no isolamento térmico, é fundamental observar algumas características dos materiais que constituem a edificação, como condutividade térmica, densidade, resistência térmica, entre outros (KRÜGER, 2000) apud (CASTRO, 2006). Outro aspecto que necessita de analise é a possibilidade de formação de pontes térmicas (Figura 41), tanto através de portas e de janelas quanto dos perfis metálicos, porquanto eles são ótimos condutores térmicos. Em países frios, pontes como as que ocorrem através dos perfis metálicos são combatidas com um revestimento que também sirva como isolante térmico, o que diminui a transmissão de calor. Figura 41 Ponte térmica através dos montantes de um painel Fonte: Disponível em: Castro (2006) refere que, no Brasil, não existem estudos sobre o comportamento térmico em estruturas de LSF, portanto, esse tema será tratado sob o aspecto das propriedades

55 55 térmicas de elementos como a lã de rocha e a lã de vidro, que são amplamente utilizados em edificações desse tipo em todo o mundo. As lãs minerais apresentam ótimas características isolantes e são amplamente utilizadas em construções de LSF em todo o mundo. A lã de rocha e a de vidro, dois tipos de lãs minerais, são produzidas através do aquecimento de rochas basálticas e de areia, respectivamente, até uma temperatura de Nessa temperatura, esses materiais se fundem e, através de um processo de centrifugação, são transformados em filamentos. Esses filamentos são aglomerados com resinas orgânicas e óleos impermeabilizantes,formando a lã de rocha e a de vidro, que são colocadas no interior dos painéis e entre os seus montantes (Figura 42) e funcionam como uma barreira isolante. Tabela 3 Resistência térmica e condutividade térmica da lã de vidro Fonte: Isover, Saint Gobain, 2005 vidro. A tabela 3, fornecida pelo fabricante, apresenta as características térmicas das lãs de Isolamento acústico O som é transmitido através da vibração das partículas do meio pelo qual se propaga. Isso quer dizer que o som não pode se propagar em um ambiente onde não existam partículas, como no vácuo. O meio mais comum por onde o som é transmitido é o ar, mas ele também pode ser transmitido pelos componentes de uma edificação. Segundo Elhajj (2002) apud Castro (2006), o som que é gerado no ar se propaga através da vibração de suas moléculas, e quando se depara com uma superfície rígida, como

56 56 uma parede, parte dele é refletida, outra parte é absorvida e dissipada em forma de calor pelo material, e a outra é transmitida por meio dele. A análise da capacidade de isolamento acústico de uma parede se dá quando existe uma minimização na transmissão de som de um ambiente para outro. Esse fator depende de aspectos como a frequência do som, o sistema construtivo e o tipo de material utilizado na edificação (SALES, 2001) apud (CASTRO, 2006). Para Castro (2006), a capacidade de isolamento sonoro de uma parede pode ser estimada através da Classe de Transmissão de Som Aéreo (CTSA), que é determinada em laboratório para certo componente construtivo. Entretanto, apesar de essa determinação não considerar o isolamento do ambiente, Krüger (2000) enuncia que a avaliação acústica de um ambiente pode ser estimada apenas pelo CTSA de suas paredes, desde que o CTSA dos outros elementos que compõem o ambiente seja igual ou superior ao dela. O CTSA é expresso em unidades de decibéis (db), de maneira que, quanto maiores forem os seus valores, maior é a capacidade do material de amortecer os sons transmitidos através deles e vice-versa. Tabela 4 Classe de transmissão de som aéreo (CTSA) Fonte: A Tabela 4 fornece o CTSA para alguns componentes usados na construção em LSF.

57 57 Segundo a norma NBR 10152:1987, os valores máximos de ruídos, em determinados recintos de uma edificação, de acordo com sua funcionalidade, devem obedecer à Tabela 5, para que sejam garantidas as condições mínimas aceitáveis de utilização. O valor inferior da faixa indica o nível sonoro para conforto, e o valor superior indica o nível sonoro aceitável para o ambiente. Tabela 5 Níveis de ruído aceitáveis Fonte: NBR 10152: Resistência ao fogo Considerando a capacidade de um material de resistir ao fogo, duas características são observadas: a incombustibilidade e a resistência ao fogo. A incombustibilidade se resume na capacidade de um material preservar sua integridade, quando sujeito ao fogo, sem promover sua propagação. Já a resistência ao fogo refere-se, em geral, à capacidade de um sistema composto ou não por materiais incombustíveis transferir calor, ou seja, pode-se ter um sistema de materiais aprovados no ensaio de incombustíveis e que mesmo assim sejam reprovados em um ensaio de resistência ao fogo.

58 58 Os ensaios de resistência ao fogo são feitos seguindo-se a metodologia adotada pela NBR 5628/1980 Componentes construtivos estruturais Determinação da resistência ao fogo. O ensaio que será tratado neste trabalho foi realizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e consiste, basicamente, na exposição de uma amostra a um forno onde são medidas tanto as temperaturas da face oposta da amostra, ou seja, da face que não está diretamente em contato com o forno, quanto da face que está em contato com ele. O ensaio é realizado por um tempo de 40 minutos e, além da exposição a altas temperaturas, a amostra é submetida a um carregamento axial de 812 Kg/m, que simula a carga à qual ela irá resistir. Isso é feito com o intuito de verificar se a amostra irá ou não perder sua capacidade de suportar o carregamento em caso de incêndios. A amostra utilizada no ensaio reproduz uma parede externa com função estrutural e apresenta as seguintes características: 260 cm de largura, 260 cm de altura e 12,5 cm de espessura. A amostra era composta por estrutura interna, formada por perfis de aço a frio, com 1mm de espessura e paredes com 90mm de largura, com guia de travamento superior, inferior e mediana. O espaçamento dos montantes foi de 40cm, e o miolo foi preenchido com lã de rocha com espessura de 50mm e massa específica aparente nominal de 32kg/m³. A face exposta ao fogo da amostra era composta por uma placa de gesso acartonado com 12,5mm de espessura; já a face contrária era formada por argamassa cimentícea fixada sobre tela metálica, com espessura total de 22,5 mm. O ensaio durou 40 minutos, com temperatura inicial de 17 C, e apresentou os seguintes resultados: Tabela 6 Resultados do ensaio Fonte: Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT)

59 59 A amostra manteve-se estanque e estável durante os 40 minutos do ensaio; Aos 19 minutos, houve fissuras nas placas de gesso; Aos 40 minutos, o ensaio foi encerrado, e a estrutura continuou a suportar a carga aplicada. Segundo o relatório do IPT, os resultados obtidos em ensaio demonstraram que a amostra apresentou resistência ao fogo, no grau corta-fogo, pelo período pretendido de 30 minutos, conforme requisitos estabelecidos pela norma NBR 5628/ Características econômicas Quanto às características econômicas, esta pesquisa foi baseada no trabalho de conclusão de curso dos alunos Conrado Sanches Domarascki e Lucas Sato Fagiani, que foi elaborado em 2009, na cidade de Barretos SP. Por isso, os dados analisados aqui podem apresentar variações em relação à realidade do Nordeste, tanto por causa da data em que foi realizado, quanto pelo estado brasileiro onde foi feita a pesquisa. As etapas de fechamento, revestimento e estrutura serão os únicos parâmetros de comparação analisados neste trabalho, pois, além de ser as etapas mais relevantes em uma construção habitacional, demandam uma maior quantidade de material, tempo e, consequentemente, dinheiro. Juntas, elas são responsáveis por mais de 44% do valor do imóvel (SANCHES, SATO, 2009) Velocidade construtiva A velocidade construtiva, entre outras características, como a racionalização de materiais e de mão de obra, é a principal característica de um sistema construtivo industrializado como o LSF, as quais fazem com que ele alcance preços competitivos ao sistema tradicional. Por ser um sistema construtivo industrializado, o sistema LSF apresenta dois níveis de produção de edificações: Nível 1 : A montagem da edificação é toda realizada in loco.

60 60 Nivel 2: Parte da edificação é confeccionada em determinado local e, posteriormente, transportada para o local definitivo. Como o sistema é modulado, seus módulos podem ser construídos na indústria e, depois, transportados e montados no canteiro. Essas unidades tanto podem vir somente com a parte estrutural já montada quanto com todos os subsistemas. A produtividade e a composição de preço do sistema LSF estão apresentadas nas tabelas abaixo. Tabela 7 Produtividade do sistema LSF Fonte: Wall system Para uma residência econômica com 200m² de fechamento, considerando-se duas equipes com oito operários, temos: Custo O custo que será utilizado para efeito de comparação dos sistemas construtivos utilizará apenas a estrutura e o fechamento como parâmetros.

61 61 Tabela 8 Composição de custo por metro quadrado de estrutura e vedação do sistema LSF. Fonte: (SANCHES; SATO, 2009) 3.2 O SISTEMA TRADICIONAL Características gerais O sistema construtivo mais utilizado no Nordeste, não só para a construção de casas populares, como também em obras de porte médio e de grande porte, é o que utiliza paredes em alvenaria de tijolos cerâmicos. Esse tipo de construção é amplamente difundido no Nordeste e na maioria dos estados do Brasil. Isto acontece devido à grande quantidade de matéria-prima e de mão de obra que fazem com que o custo desse tipo de construção seja muito pequeno, se comparado com outros sistemas construtivos.

62 Metodologia construtiva Fundação Assim como no sistema construtivo em LSF, esse sistema pode utilizar fundações de vários tipos, porém, como o foco deste trabalho são as casas populares, só será tratado o tipo de fundação mais utilizado em sua execução Sapata corrida A fundação mais utilizada nesse tipo de construção é a que é feita em sapata corrida, de alvenaria de pedra calcária ou granítica. Essa fundação consiste na escavação do solo a uma profundidade não muito grande, em torno de 60 cm e com 50 cm de largura. Essas dimensões podem variar de acordo com as condições do terreno e de projeto. Após a escavação, o fundo da cava é apiloado e regularizado com uma camada de, aproximadamente, 5 cm de espessura de concreto magro, sobre o qual é executada uma alvenaria de pedra calcária ou granítica, em camadas sucessivas de 20 cm bastante compactadas e rejuntadas com argamassa de cimento e areia. As camadas devem ser muito bem compactadas para evitar deslocamentos e reacomodações futuras. A alvenaria de pedra não deve apresentar dimensões menores que 40 x 60 cm. Após a execução da alvenaria de pedra, é executado, sobre a mesma, um embasamento em alvenaria, de uma vez, em tijolos cerâmicos de oito furos. Essa alvenaria é rejuntada com argamassa de cimento, cal e areia. Sobre o embasamento é colocada uma cinta de amarração em concreto armado, para garantir a estabilidade da edificação. Após a conclusão da cinta, a fundação está concluída e se pode iniciar a construção das paredes da edificação. É importante salientar que deve existir fundação abaixo de todas as paredes da edificação Estrutura O sistema construtivo aplicado nas casas populares consideradas neste trabalho não tem sistemas estruturais como pilares, vigas etc. O sistema estrutural deste tipo de edificação é composto, basicamente, por paredes de alvenaria que transmitem o carregamento do seu

63 63 peso próprio e da coberta para as fundações. Como esse tipo de estrutura resiste bem a esforços de compressão, e não, a esforços de tração, é preciso executar cintas em concreto armado nas partes inferior e superior da edificação Cintas de amarração As cintas de amarração são colocadas tanto na parte inferior da edificação, logo após o embasamento, quanto na superior, podendo apresentar seções variáveis, de acordo com o projeto da edificação, sendo compostas por concreto e aço. As cintas melhoram a estabilidade global da edificação e servem para homogeneizar os esforços para melhor transmiti-los adiante, ou seja, as cintas tem a função de distribuir esforços mais concentrados em determinados pontos da estrutura, de modo que áreas menos solicitadas trabalhem de maneira equivalente as mais solicitadas. Também evitam mais danos, devido a problemas como, por exemplo, um recalque relativo da estrutura, trabalhando de maneira a distribuir mais adequadamente os esforços gerados por esse tipo de problema Vergas e contravergas As vergas são elementos estruturais que funcionam como vigas biapoiadas e têm a função de transmitir o carregamento da alvenaria que nela se apoia para a alvenaria das suas extremidades, para possibilitar a abertura de vão. As contravergas são semelhantes às vergas, só que, ao invés de ficarem na parte superior das janelas, ficam na inferior e só são utilizadas em janelas. Sua função é a mesma da verga, que serve para que a redistribuição das tenções seja feita de maneira a evitar fissuras nos cantos das janelas Vedações e cobertura Fechamento O fechamento, nesse tipo de sistema construtivo, consiste nas próprias paredes, que resistem ao carregamento da edificação e se apoiam diretamente na cinta, logo após o embasamento, e sobem até a altura do pé direito da edificação. Elas são constituídas de tijolos

64 64 cerâmicos furados para vedação, assentados de meia vez, com argamassa de cimento, cal e areia. A argamassa de rejunte pode usar aditivos plastificantes, no lugar da cal, para melhorar sua trabalhabilidade e torná-las menos permeáveis. As fiadas da parede devem ser niveladas, aprumadas e alinhadas para garantir uma boa execução. É fundamental que cada fiada tenha uma defasagem horizontal de meio tijolo, em relação à de cima, para que a parede fique bem estabilizada e bem amarrada. Ao abrir vãos para portas e janelas, devem-se usar vergas, no caso de portas, e vergas e contravergas, no caso das janelas, para garantir que o carregamento seja transmitido por elas e evitar um colapso nessas aberturas Revestimento Existem vários tipos diferentes de revestimentos que podem ser utilizado, variando desde pintura, gesso, papel de parede, pedras e até cerâmicas, entre vários outros. O importante, ao se executar o revestimento de uma edificação, é observar se esse revestimento será feito em áreas molhadas, áreas expostas a intempéries ou simplesmente áreas secas, que não entraram em contato com a água Revestimento de paredes Quando lidamos com o revestimento de áreas em contato com umidade ou diretamente com a água, que é o caso dos banheiros, é importante que façamos uma boa impermeabilização das paredes. Existem várias maneiras de se fazer isso, todavia, neste trabalho, será discutida a impermeabilização com aditivos plastificantes que, quando adicionados com a argamassa, melhoram significativamente sua capacidade de não permitir a passagem da água ou até mesmo com pinturas especiais com essas características e o revestimento com cerâmica, que também é muito eficiente nesse aspecto. Porém, esse tipo de revestimento é mais utilizado em áreas molhadas internas, como banheiros, varandas, cozinha e áreas de serviço. Antes de se fazer qualquer revestimento em paredes, é importante que se faça um chapisco para garantir que as próximas camadas de revestimento adiram adequadamente aos tijolos das paredes. Antes da aplicação do chapisco, é sobremaneira importante que se limpem

65 65 as superfícies nas quais ele será aplicado, para que ocorrência de impurezas não prejudique sua aderência. Depois de se chapiscar, aplica-se uma camada de regularização, chamada de reboco, que é feito com uma camada de massa única de cimento, cal e areia, ou cimento, areia e um aditivo plastificante. Sua função é de regularizar a parede para que ela seja emassada e pintada. Em paredes que receberão revestimento cerâmico, também é preciso aplicar o chapisco, depois de cuja aplicação é aplicada uma camada de argamassa para regularizar, denominada de emboço. A diferença entre reboco e emboço é de que, no reboco, onde é necessário um acabamento de boa qualidade na parede para aplicação da pintura, o tipo de agregado miúdo utilizado é a areia fina; já no caso do emboço, onde não é preciso um bom acabamento, pois isso será feito com a cerâmica, utiliza-se areia média. Depois que o emboço for aplicado, aplica-se um material específico para assentamento de cerâmica, que é conhecido como argamassa colante; após o assentamento da cerâmica, utiliza-se o rejunte, que é pré-fabricado, especificamente, para cerâmicas e serve para dar o acabamento nas arestas de cada pedra de cerâmica Revestimento de pisos Após o término da execução das fundações, do embasamento e das cintas inferiores, os espaços vazios que se formam na parte interna da edificação, que são conhecidos com caixão, deverão ser aterrados. Esse aterro deverá ser executado até o nível da cinta inferior. Depois do aterro, é necessário fazer um revestimento de piso, conhecido como laje de impermeabilização, a qual serve para não manter o contato do piso, que será utilizado na edificação, com o solo e, como seu nome já diz, sua principal função é de impermeabilizar o piso, para evitar que a umidade penetre na residência. Acima da laje de impermeabilização, é executado um contrapiso, com a função de regularizar o piso para que ele receba o acabamento, que pode ser feito de várias maneiras diferentes, como, por exemplo, piso cerâmico, de cimento queimado, em pedra etc Cobertura A cobertura utilizada nesse tipo de construção consiste, basicamente, em uma estrutura de madeira, que recebe e suporta o peso das telhas, que são, geralmente, de cerâmica e

66 66 transmitem esses carregamentos para as cintas superiores, que o transmitem para as paredes e, em seguida, para as cintas inferiores, fazendo com que o carregamento chegue até as fundações e descarregue no solo. A estrutura de uma cobertura desse tipo é constituída, basicamente, por três elementos estruturais: as terças, os caibros e as ripas. Porém, dependendo do modo como será construída a cobertura, utiliza-se, ou não, o artifício de tesouras em madeira. Esses elementos são distribuídos de acordo com a figura 42, logo abaixo: Figura 42 Detalhe de uma cobertura em madeira Fonte:www.infoescola.com Instalações hidráulicas e elétricas Nas instalações elétricas e hidráulicas utilizadas em construções, no sistema em LSF e no sistema tradicional, utilizam-se os mesmos materiais, porém, ao ser aplicadas, apresentam algumas diferenças que implicam diretamente a velocidade construtiva e, consequentemente, o cronograma e o custo da obra. Para fazer a instalação hidráulica e elétrica no sistema tradicional, é necessário que se façam rasgos nas paredes, que levam um tempo considerável para serem feitos, o que aumenta a mão de obra e causa mais desperdício de material. Além de se perder tempo abrindo o rasgo, perde-se tempo para fechá-lo e, futuramente, se for preciso executar uma manutenção, os rasgos terão que ser reabertos, e isso causa transtorno aos usuários da residência.

67 Características técnicas Resistência estrutural Como já mencionado, a resistência estrutural de residências construídas pelo sistema construtivo tradicional é garantida pelas cintas de amarração. Porém esse sistema estrutural composto por cintas de amarração, vergas e contra-vergas, só garante a segurança estrutural para uma edificação térrea, sendo assim inapropriada para edificações com um ou mais pavimentos. Todavia, se for uma edificação térrea em LSF, sua resistência estrutural é superior a de uma edificação tradicional Isolamento termoacústico Isolamento térmico Ao se construir pelo método tradicional tratado nesse trabalho, materiais como tijolos cerâmicos, argamassas e concreto, basicamente formam toda a edificação, servindo na confecção de paredes, pisos, lajes e etc. No entanto, esses materiais não apresentam boa qualidade, quando se trata de impedir a troca de calor da parte externa com a parte interna da edificação, ou seja, não são bons isolantes térmicos. Segundo o Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro - CTCV (2011), o comportamento térmico de uma parede é caracterizado pelo seu coeficiente de transmissão térmica, que é determinado com a soma dos coeficientes de cada camada que constituem a parede. No caso de uma parede em alvenaria de tijolos cerâmicos furados, além das propriedades da cerâmica, devem-se levar em conta os furos e o revestimento dela, porque o ar presente nos furos aumenta sua resistência térmica (resistência do elemento à passagem de calor). Segundo dados do Relatório de Caracterização Térmica realizado pela CTCV, que testou tijolos semelhantes (Figura 43) aos que estão sendo tratados neste trabalho, foram obtidos os resultados mostrados na tabela 9 abaixo.

68 68 Figura 43 Esquema do tijolo estudado Fonte: Relatório do Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro Tabela 9 Resultado do relatório termo-técnico Espessura Condutibilidade térmica (W/m C) Resistência térmica (m² C/W) 200 mm 0,156 1,305 Fonte: Relatório do Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro Isolamento acústico Considerando o que já foi dito sobre isolamento acústico, podem-se observar os valores de CTSA, na Tabela 10, para paredes em alvenaria de tijolos cerâmicos. Tabela 10 CTSA para um parede em alvenaria Fonte: Baring (2000)

69 Resistência ao fogo Ao se tratar da resistência ao fogo de paredes em alvenaria, o ensaio que será analisado foi feito em 2011 pelo engenheiro Fernando Rosemann, em sua dissertação de pósgraduação. O ensaio foi realizado em acordo com a NBR 5628/1980, com o objetivo de caracterizar uma parede em alvenaria em relação a sua capacidade de resistir ao fogo. A amostra utilizada no experimento reproduz uma parede em alvenaria de cerâmica estrutural, com 260cm de altura, 270 cm de largura e um total de 17 cm de espessura, assentada com argamassa de cimento, cal e areia e revestida com 1,5 cm de argamassa. O ensaio teve uma duração total de 405 minutos, porém, como o intuito deste trabalho é fazer uma comparação entre os dois métodos construtivos acima citados, só serão tratados os primeiros 40 minutos de experimento. A temperatura inicial do ensaio foi de 22 C. Tabela 11 Resultado do ensaio Fonte: Roremann (2011) A amostra manteve-se estanque e estável durante os 40 minutos de ensaio, entretanto, não é possível concluir que esses requisitos seriam realmente atendidos pela parede, já que não houve aplicação de carregamento na parede ao se realizar esse ensaio. A partir dos 6 minutos de experimento, fissuras começaram a surgir tanto no sentido vertical quanto no horizontal. A principal fissura vertical surgiu aos 28 minutos de ensaio, apresentou 18mm de espessura e permaneceu inalterada ate o fim do experimento.

70 70 Mesmo com o aparecimento de fissuras, a parede não ruiu, no decorrer dos 40 minutos de ensaio tratados neste trabalho, nem no decorrer de 405 minutos de ensaio em que realmente foi realizado. Segundo Rosemann (2011), os resultados obtidos em ensaio demonstraram que a amostra apresentou resistência ao fogo, no grau corta-fogo, em um período de 30 minutos, conforme requisitos estabelecidos pela norma NBR 5628/ Características econômicas Velocidade construtiva O sistema convencional não apresenta boas características, no que diz respeito à velocidade construtiva, ao desperdício de materiais e à economia de mão de obra. Isso gerou o uma considerável perda de tempo e de dinheiro. Segue, abaixo, a tabela de produtividade para o sistema construtivo tradicional, levando-se em conta apenas as etapas de estrutura, fechamento e revestimento. Tabela 12 Produtividade do sistema tradicional Fonte: Tabela - Março de FDE Para uma residência econômica com 200m² de fechamento e considerando duas equipes, cada uma com quatro operários, temos:

71 Custo Como já referido, para efeito de comparação, só serão computados a estrutura, o fechamento e o revestimento. Tabela 13- Composição de custo unitário para parede de alvenaria pronta Fonte: Sanches e Sato (2009)

72 72 4 COMPARAÇÃO ENTRE OS DOIS SISTEMAS CONSTRUTIVOS 4.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Ao observar os dados citados a respeito das características térmicas de ambos os métodos construtivos analisados neste trabalho, podemos afirmar que as construções em LSF se comportam muito melhor do que as construções convencionais. De acordo com as tabelas 3 e 9, a eficiência das lãs minerais, quando desrespeitado o isolamento térmico, é bem superior. Segundo o site seria necessária uma parede de alvenaria com uma espessura muito superior para se ter o mesmo isolamento que um painel utilizado nas construções em LSF. O mesmo site apresenta uma figura demonstrativa (Figura 44) com uma comparação entre diferentes materiais e mostra qual a espessura de cada um para que isolem de maneira equivalente um ambiente. Figura 44 Eficiência dos materiais quanto ao isolamento térmico Fonte:

73 73 A respeito das características de isolamento acústico, foi observado, nas tabelas 4 e 10, que ambos os sistemas construtivos apresentam boas características. Pode-se observar que para um painel com 90mm de espessura, composto por duas placas de gesso acartonado com 12,5mm de espessura cada e isolamento com lã de vidro com 75mm de espessura, apresenta um CTSA de 45 db, enquanto uma parede de tijolo maciço, revestido com argamassa e com 125mm de espessura, apresenta um CTSA de 41dB. Todavia, ao se analisar um painel de LSF utilizada em uma edificação popular, não é viável utilizar placas de gesso nem de lã mineral muito espessa devido o custo das mesmas. Assim, para um painel desse tipo, o CTSA não seria superior a 36dB, ou seja, um pouco inferior ao de uma construção convencional. Para que se tenha mais sensibilidade a respeito da magnitude dos sons medidos em db e dos valores de CTSA citados acima, podem-se observar as tabelas 14 e 15 abaixo. Tabela 14 Níveis de ruídos Fonte: BRUEL & KJAER (2002)

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