Soluções para integração arquitectónica do sistema ETICS em reabilitação

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1 Soluções para integração arquitectónica do sistema ETICS em reabilitação Claribel Fernandes IST - UTL Portugal claribelfernandes@gmail.com Jorge de Brito IST - UTL Portugal jb@civil.ist.utl.pt Resumo: No âmbito da integração arquitectónica do sistema ETICS (External Thermal Insulation Composite System) em reabilitação de fachadas, apresentam-se alguns pormenores-tipo, com base em soluções construtivas existentes, e sugerem-se formas gerais de concepção em casos de reabilitação, restringindo-se a sua aplicação a edifícios de habitação que possuem, na constituição da envolvente exterior, alvenaria de tijolo cerâmico. Cada solução-tipo tem um determinado custo, durabilidade, exequibilidade e integração arquitectónica e, para cada elemento da fachada, é possível existir mais do que uma solução de integração. Palavras-chave: ETICS, reabilitação, soluções arquitectónicas, fachadas. 1. I TRODUÇÃO As construções, anteriores à entrada em vigor da regulamentação térmica e energética não reúnem as condições necessárias para que se verifique um bom desempenho térmico. Por isso, é cada vez mais necessário recorrer a sistemas que garantam o conforto térmico e a redução de gastos energéticos dentro dos edifícios. Os sistemas de reforço térmico da envolvente exterior proporcionam uma melhoria do conforto térmico e diferem entre si, caso sejam aplicados pelo interior, pelo exterior ou no interior de paredes duplas [1], pelo que apresentam vantagens e desvantagens distintas. No caso dos sistemas aplicados pelo exterior, onde se inclui o sistema ETICS (External Thermal Insulation Composite System), uma das desvantagens relaciona-se com o facto de alterar as características da fachada, aspecto discutido quando se fala de integração arquitectónica. De facto, as soluções de reforço térmico em ETICS, dadas as características físicas das suas componentes, nomeadamente a espessura do isolamento térmico, podem ser de difícil integração em determinados edifícios. No entanto, tendo como objectivo o reforço térmico da envolvente exterior e a verificação das exigências regulamentares térmicas, é possível um enquadramento do sistema ETICS nos vários elementos que constituem a fachada.

2 2. METODOLOGIA A investigação partiu do estudo da aplicação do sistema ETICS em fachadas de edifícios de habitação, analisando o seu processo de execução e principais dificuldades em situações de reabilitação, nomeadamente a integração com os vários elementos que constituem uma fachada, sujeita a alterações de aspecto exterior. Com recurso a fontes bibliográficas e a levantamento fotográfico de várias fachadas de edifícios de habitação, ilustraram-se diferentes soluções construtivas de paredes exteriores, constituídas principalmente por alvenaria de tijolo cerâmico, que serviram de suporte à aplicação de várias soluções-tipo propostas para integração do sistema ETICS, aplicando regras e características de soluções já existentes. Avaliaram-se os principais elementos constituintes das fachadas e, por isso, os pormenores apresentados incidem nos elementos que, pelas suas características, representam maiores dificuldades de integração, nomeadamente os vãos, elementos salientes e limites da fachada, e variam em termos de integração arquitectónica, durabilidade, custos e exequibilidade para caracterização e comparação. Durante a execução dos pormenores-tipo, foram consideradas as características dos componentes do sistema ETICS, desde o suporte à camada de revestimento final e respectivos elementos de fixação. 3. REFORÇO TÉRMICO COM O SISTEMA ETICS O reforço térmico surgiu no contexto da crise energética em 1973 que enfatizou a necessidade de encontrar formas de poupança energética de aquecimento dos edifícios, evitando as perdas térmicas, através da melhoria do isolamento térmico da envolvente dos edifícios [2]. Pode ser realizado recorrendo a várias soluções, aplicadas tanto pelo exterior (Figura 1) como pelo interior das paredes, assim como na caixa-de-ar de paredes duplas, sendo a escolha condicionada por aspectos de ordem estética das fachadas ou funcionais [1]. 1 - Suporte 2 - Colagem do isolamento térmico ao suporte. 3 - Isolamento térmico em placas de poliestireno expandido moldado (EPS) com 4 cm de espessura. 4 - Camada de revestimento armado. 5 - Camada de acabamento aplicada sobre camada de primário com tonalidade e textura idêntica ao revestimento existente na fachada. 6 - Perfil de arranque metálico, perfurado, com remate de pingadeira, colocado sobre o limite inferior do sistema. Figura 1 Aplicação do sistema ETICS numa fachada [10]. Sabe-se que o isolamento térmico, se colocado o mais próximo possível do exterior na

3 construção, contribui de forma eficaz na redução do efeito acumulador que as paredes exteriores de tijolo cerâmico podem ter [3]. Deste modo, o reforço térmico pelo exterior apresenta vantagens relativamente ao reforço térmico pelo interior, que o tornam mais eficiente, tais como a melhoria da impermeabilidade da parede através de um revestimento contínuo de isolamento térmico, a eventual melhoria do aspecto exterior das paredes [2] e a contribuição para a redução de gastos energéticos e para o conforto e preservação do edifício [4]. Permite ainda a utilização de placas de isolamento térmico com grandes espessuras, corrigindo mais facilmente as pontes térmicas [3]. As principais desvantagens desta solução são a necessidade de alteração ou substituição dos elementos da fachada, no âmbito de uma reabilitação, a sua vulnerabilidade ao choque, sobretudo ao nível do piso térreo, o custo inicial mais elevado do que o do reforço térmico pelo interior e o risco de o revestimento fissurar, no caso de ser contínuo [1]. O sistema compósito de isolamento térmico pelo exterior com revestimento delgado sobre isolante (ETICS), sendo uma solução de reforço térmico pelo exterior, consiste num reboco armado, com placas de isolamento térmico, geralmente de poliestireno expandido moldado (EPS), aplicado directamente sobre o suporte, mecanicamente ou por colagem [5]. 3.1 Aplicação do sistema ETICS em reabilitação Em casos de reabilitação, a aplicação do sistema ETICS deve seguir determinados princípios, a começar pela análise da envolvente exterior a revestir e pela pormenorização do sistema em projecto, o que permite a obtenção de soluções que se possam adaptar às características da fachada, recorrendo a materiais adequados e a uma execução cuidada [6], passando à correcta preparação do suporte. Alguns dos princípios a seguir relacionam-se com a protecção do sistema contra a acção da água da chuva, a protecção da fachada contra choques, a espessura mínima de isolamento a utilizar e o tipo de acabamento pretendido. Durante a pormenorização e execução do sistema é necessário impedir o contacto da água nas ligações do sistema com outros elementos construtivos, através da colocação de goteiras nos limites inferiores do sistema e em elementos salientes, evitando o gotejamento de águas directamente pela fachada, e garantir uma largura suficiente de recobrimento dos perfis perfurados, nos limites do revestimento. No topo do sistema, deve existir uma protecção que impeça a infiltração de água entre o suporte e as placas de isolamento térmico [7]. Nos limites superiores das fachadas, é necessário que o desenho dos remates esteja pensado de forma a impedir que a água da chuva escorra directamente sobre a superfície texturada do revestimento, arrastando e depositando detritos. Em reabilitação, é importante avaliar e, se necessário, alterar o sistema de remate e de protecção superior dos panos de fachada. Caso existam beirados ou cornijas, pode ser preciso corrigir o seu desenho [8]. Nos parapeitos e soleiras de vãos, o desenho do remate deve, tal como nos remates superiores das fachadas, impedir que a água da chuva escorra directamente pelo revestimento. Para tal, deve conter uma pendente para o exterior, para o escoamento da água, e uma projecção horizontal, para além do plano da fachada, de 3 a 4 cm com pingadeira na extremidade. Nos bordos laterais do parapeito ou soleira, deve existir uma ranhura ou pequeno canalete para impedir que a água escorra lateralmente pela parede [8]. Uma parede condicionada por factores como a exposição ao vento, à chuva e aos choques requer uma atenção especial na escolha da fixação do sistema. Quando se encontra exposta aos ventos, a colagem do sistema fica condicionada e é necessário recorrer à fixação mecânica como meio auxiliar, desde que o suporte o permita [7]. Do mesmo modo, a coloração pretendida para uma parede está condicionada à sua exposição à radiação solar, pois as tonalidades escuras tendem a absorver mais radiação solar,

4 razão pela qual é corrente utilizar-se tonalidades claras neste tipo de revestimentos. Como valor de referência, os acabamentos não devem possuir coeficiente de absorção de radiação solar (αs) superior a 0,7 (Tabela 1), a menos que a parede se encontre protegida da radiação solar, directa ou indirecta. Se existirem tonalidades diferentes no revestimento de uma mesma fachada e o coeficiente de absorção entre cores sobrepostas for superior a 0,2, é preciso criar uma junta de fraccionamento [7]. Tabela 1 - Coeficientes de absorção de radiação solar da camada de acabamento do sistema ETICS [9]. Gama de cor da superfície Coeficiente α Branco 0,2 a 0,3 Amarelo, creme, laranja, vermelho claro 0,3 a 0,5 Vermelho escuro, verde-claro, azul claro 0,5 a 0,7 Castanho, azul vivo, azul-escuro, verde-escuro 0,7 a 0,9 Castanho-escuro, preto 0,9 a 1,0 α: Coeficiente de absorção de radiação solar 3.2 Integração do sistema ETICS através das soluções-tipo Tal como acontece com a aplicação do sistema, também a sua integração numa fachada existente deve obedecer a princípios de desenho e pormenorização de soluções exequíveis, económicas e com a maior durabilidade possível. A primeira regra consiste no conhecimento e análise da solução construtiva da parede e aspecto exterior da fachada, efectuando um levantamento das suas características físicas e dimensões dos elementos que a compõem [10]. Após o levantamento das características da fachada, procede-se a uma análise de custos inerentes à aplicação do sistema e à manutenção do aspecto da fachada, o que implica avaliar se os elementos existentes deverão ser substituídos ou mantidos, optando, neste último caso, por soluções de integração. Caso se verifique esta última condição, e conhecendo a espessura de isolamento térmico a utilizar, é necessário proceder a uma análise das situações onde essa espessura poderá ser alterada, de modo a colmatar as diferenças resultantes da sua aplicação [10]. Utilizando como exemplo a situação dos vãos com guarnição em pedra, uma das hipóteses propostas passa por reduzir a espessura da placa de isolamento térmico no limite com o vão, o que pode ser feito de duas formas distintas. Numa primeira abordagem, poderá ser feito um corte em chanfro, até ao limite do vão, na placa de isolamento térmico, permanecendo a saliência da guarnição do vão (Figura 2). É possível aplicar placas de isolamento térmico de espessura inferior junto dos elementos existentes, distribuindo as placas de isolamento térmico com espessura superior nas zonas correntes ou opacas da fachada. É importante aplicar isolamento térmico em toda a área opaca da fachada pois, nas áreas onde tal não se verifique, poderão ocorrer condensações de aspecto inestético. A solução S2 (Figura 3), apresenta os dois aspectos enunciados pois sugere-se a redução de espessura do sistema no remate com o vão e utiliza-se uma espessura de isolamento térmico inferior de modo a cobrir toda a zona corrente, correspondente a áreas de alvenaria, da fachada. A pormenorização destas soluções deve obedecer a algumas regras gerais de aplicação do sistema em fachadas, nomeadamente, e sobretudo na segunda solução, o cuidado de proteger o topo superior do sistema, sob o peitoril em pedra do vão, da acção da água e dos

5 choques, através da colocação de um perfil de protecção do sistema, em alumínio, com remate de pingadeira e de perfil de topo metálico, perfurado e fixo ao suporte (Figura 4). Figura 2 - S1: Solução de remate com redução de espessura da placa de isolamento térmico, junto ao vão. Sem escala [10]. Figura 3 - S2: Solução de remate com redução de espessura da placa de isolamento térmico, junto ao vão. Sem escala [10].

6 Figura 4 - S1 e S2: Solução de remate sob o peitoril do vão. Pormenor, sem escala [10]. Para ambos os casos, a preparação do suporte deve também seguir as regras gerais de aplicação do sistema em fachadas. Em todas as soluções propostas, a espessura de isolamento térmico de referência, em placas de poliestireno expandido moldado (EPS), é de 4 cm, sendo apenas inferior nas zonas de remate com o vão nas soluções S1 e S2. Até 2 m de altura, e a partir da cota de pavimento, é colocada a armadura normal duas vezes, com camada de base aplicada em três demãos e camada de acabamento sobre camada de primário. A fixação mecânica, através de buchas, é apenas utilizada em complemento e após a colagem das placas de isolamento térmico. Entre o sistema e a guarnição do vão, deve ser aplicada uma junta elástica, com mastique sobre cordão de fundo de junta, em tonalidade semelhante à da camada de revestimento. Noutras situações, poder-se-á optar por manter sempre a mesma espessura de isolamento térmico nas zonas de remate com os vãos, admitindo que, em termos de integração arquitectónica, a guarnição do vão perde a sua imagem de elemento saliente (Figura 5). Neste caso, a função do peitoril fica comprometida com o aumento de espessura, uma vez que deixa de ter o avanço inicial relativamente ao pano de fachada, o que pode ser contornado ao colocar um elemento de protecção do topo do sistema, com remate de pingadeira e com avanço sobre o pano vertical. A aplicação do sistema, nesta solução, obedece aos mesmos princípios enunciados para as primeiras soluções. Noutras situações, a redução da espessura de isolamento térmico no limite do sistema com o vão poderá não ser suficiente, o que pode levar à necessária alteração, e eventual substituição, dos elementos que o compõem, de modo a não comprometer o desempenho do sistema ETICS. A alteração do peitoril pode ser feita através da sua extensão ou substituição, sendo que, no primeiro caso, se coloca em causa a durabilidade da solução e, no segundo, os custos que lhe são inerentes. A solução de alteração do peitoril difere da solução S3 na medida em que não são utilizados perfis de protecção superior do sistema, sob o peitoril existente. Neste caso, a solução S4 passa por alterar o peitoril existente, se o material que o constitui o permitir, através da extensão do avanço sobre a fachada, criada pelos próprios componentes do sistema (Figuras 6 e 7).

7 Figura 5 - S3: Solução de remate do junto ao vão. Pormenores, sem escala [10]. Figura 6 - S4: Solução com extensão do peitoril. Sem escala [10]. Não sendo a colocação de elemento de protecção do topo do sistema a melhor hipótese, poder-se-á recorrer ao prolongamento do peitoril existente, através do sistema ETICS, com reforço dado por perfis metálicos em molde. Esta solução é limitada em termos de durabilidade, principalmente quando susceptível a choques, de exequibilidade e de integração arquitectónica, uma vez que poderá apenas adequar-se a peitoris originalmente rebocados (Figura 7). Quando o factor custo não é relevante, pode-se optar pela substituição dos elementos que compõem a fachada, nomeadamente a guarnição dos vãos, peitoris, sistemas de drenagem de águas pluviais e elementos salientes. No entanto, a sua substituição não implica a colocação de novos elementos, podendo os existentes serem removidos e recolocados, após a aplicação do sistema ETICS (Figura 8).

8 Figura 7 - S4: Solução de extensão do peitoril. Sem escala [10]. Figura 8 - S5: Solução de substituição da guarnição em pedra. Sem escala [10]. Para além do peitoril, existem outros elementos que, ao não serem substituídos, requerem o recurso a elementos com função semelhante, como acontece com os revestimentos de fachada em pedra natural ou material cerâmico. Nestes casos, deve recorrer-se a um novo revestimento aplicado sobre o sistema ETICS, por colagem e/ou fixação mecânica, com as mesmas características do que o revestimento existente, evitando ao máximo as alterações no aspecto exterior da fachada.

9 4. DISCUSSÃO DE RESULTADOS As soluções-tipo apresentadas fazem parte de um conjunto de soluções propostas para a integração do sistema ETICS em reabilitação de fachadas, tendo sido utilizado como exemplo a situação de enquadramento com os vãos com guarnição em pedra, elementos comuns em fachadas de edifícios de habitação, construídos durante o século XX. Dadas as suas características, são dos elementos que apresentam maior complexidade quando se trata de integrar o reforço térmico pelo exterior, uma vez que se tornam elementos de remate com o sistema ETICS. Os restantes elementos também possuem dificuldades de integração, embora as soluções apresentadas sejam idênticas às sugeridas para os vãos. As soluções-tipo foram analisadas e avaliadas segundo a sua integração na fachada, a sua aplicação e custos associados e a sua durabilidade, resultados demonstrados na Tabela 2. Tabela 2 - Comparação das soluções-tipo através de análise crítica. Solução S1 S2 S3 S4 S5 Custo Baixo Baixo Baixo Médio Elevado Durabilidade Média Média Média Baixa Elevada Exequibilidade Fácil Média Fácil Difícil Difícil Integração arquitectónica Razoável Razoável Razoável Razoável Adequada A avaliação qualitativa e crítica de custos das soluções aqui apresentadas, sem ter em conta os dados para estimativa de custos e orçamento, o que implicaria um estudo aprofundado sobre o tema, partiu de informações obtidas junto de aplicadores do sistema ETICS. Desta forma, considerou-se que as soluções que apresentam custos menores de execução são aquelas cuja aplicação não interfere com os elementos da fachada, não sendo necessário retirar ou substituir algum deles. Por último, as soluções que incluem o recobrimento do revestimento existente com poliestireno expandido, seguido do revestimento delgado do sistema ETICS, apresentam custos moderados, principalmente quando a geometria do suporte não é regular, implicando a execução de moldes em poliestireno expandido. A consideração dos custos teve como base de comparação soluções com espessura semelhante de isolamento térmico, pelo facto de o custo da solução estar directamente relacionado com a espessura a utilizar. A durabilidade das soluções desenhadas relaciona-se com a geometria proposta, com o remate ilustrado e com o revestimento final do elemento. Para além disso, relaciona-se com a susceptibilidade a choques e com a exposição à acção da água das chuvas, como acontece nos elementos salientes e peitoris dos vãos. As soluções de durabilidade média são as que apresentam a aplicação ou recolocação do elemento ou de novo revestimento em pedra, sobre o existente ou sobre as placas de isolamento térmico, protegendo o sistema dos choques e da acção da água. As soluções com durabilidade superior referem-se às que superiormente se encontram protegidas da acção da água das chuvas através de perfis metálicos em chapa de alumínio com pingadeira, evitando assim a escorrência de água no plano da fachada, e também as soluções que inferiormente apresentam remates em pingadeira, distanciados do plano da fachada. Estas não se referem às soluções com recobrimento do revestimento ou dos elementos existentes na fachada e sim, às que possuem remate do sistema distanciado ou relativamente próximo do elemento saliente.

10 Sobre a exequibilidade das soluções desenvolvidas conclui-se que, em geral, elas possuem pequena dificuldade de execução e que as que apresentam média e elevada dificuldade também têm custos mais elevados. Estas soluções referem-se às que implicam o recobrimento do revestimento ou de elementos da fachada e as que requerem a recolocação do elemento da fachada, como a guarnição dos vãos em pedra. A alta dificuldade de aplicação destas soluções reside no corte e na moldagem das placas de isolamento térmico consoante a geometria do suporte correspondente, seguida da aplicação da camada de base com armadura que deverá obedecer ao contorno e cobrimento do suporte e também na adaptação dos elementos retirados e posteriormente recolocados, rematando com a zona envolvente que acaba por ser alterada devido à abertura de roço para libertar o elemento. Relativamente à integração arquitectónica das soluções propostas, as soluções que apresentam maior dificuldade na aplicação e custos mais elevados adequam-se melhor em determinados casos como, por exemplo, nos vãos. As restantes soluções, no geral, apresentam integração razoável pois são as soluções que não interferem com os elementos da fachada, que possuem custos inferiores e fácil aplicação mas também durabilidade inferior. 5. CO CLUSÕES Cumprindo o objectivo de propor soluções capazes de reabilitar termicamente uma fachada, conclui-se que, para que a solução se integre adequadamente na fachada, é necessário interferir com os elementos existentes, na maior parte dos casos, para colmatar a diferença de espessura dada pelo isolamento térmico. Interessou obter soluções que se adequassem a situações de reabilitação e, por isso, com novas formas, elementos e remates. Só assim foi possível satisfazer situações de integração mais específicas. Em situações reais, é possível integrar o sistema ETICS analisando a solução pretendida. As propostas apresentadas funcionam como ponto de partida para o desenvolvimento de outras soluções e para aplicações a casos pontuais, pelo que se sugere a realização de ensaios e modelação tridimensional do sistema, durante a fase de pormenorização das soluções. Nesta fase, é necessário ter em conta que as soluções de custos inferiores, de fácil aplicação e de média durabilidade são as que não corrigem, na totalidade, a existência de pontes térmicas pois não revestem o elemento existente na fachada. Deve ser o Arquitecto a ter a preocupação de integrar e desenhar os pormenores de remate do sistema ETICS numa fachada a reabilitar, procurando escolhas ou hipóteses junto de aplicadores especializados, para obter soluções bem executadas. Seguindo os preceitos de execução, de integração e de manutenção do sistema ETICS em fachadas a reabilitar, é possível obter uma melhoria do desempenho térmico e reduzir os gastos energéticos com aquecimento e arrefecimento. REFERÊ CIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Paiva, J. Medidas de reabilitação energética em edifícios. 2ª Edição. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, [2] Lucas, J. Classificação e descrição geral de revestimentos para paredes de alvenaria ou de betão. 6ª Edição. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, [3] ESTT. Revestimentos para paramentos exteriores de paredes. Processos gerais de construção II, Capítulo 2. Tomar, Escola Superior de Tecnologia de Tomar, 2007.

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