O que vestem os edifícios nas coberturas?

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1 O que vestem os edifícios nas coberturas? Projeto FEUP 2015/2016 Equipa 4M05 Bruno Duarte - up @fe.up.pt Francisco Figueiredo up @fe.up.pt Pedro Sousa up @fe.up.pt Ruben Morim up @fe.up.pt João Lopes up @fe.up.pt

2 Índice Introdução... 3 História e evolução das coberturas... 4 Coberturas Inclinadas vs Coberturas Planas... 5 Tipos de telhados em termos de escoamento de água:... 5 Coberturas ajardinadas... 7 Coberturas em cerâmica Chapas de Policarbonato Coberturas Metálicas Conclusão Bibliografia Índice de figuras Figura 1 Edifício com cobertura plana com revestimento em brita, localizado na FEUP. Figura 2 Edifício com cobertura inclinada, com revestimento em telha cerâmica, localizado no Porto. Figura 3 Tipos de águas Figura 4 Cobertura ajardinada na baixa do Porto. Figura 5 Constituição de uma cobertura ajardinada. Figura 6 Cobertura ajardinada localizada na estação da Trindade ( Porto ). Figura 7 Cobertura inclinada situada no Porto. Figura 8 Edifício localizado no Porto. Figura 9 Cobertura de policarbonato situada na FEUP.

3 Introdução Foi-nos proposto no projeto FEUP um trabalho que visa aprofundar o nosso conhecimento a nível das coberturas dos edifícios. Através deste trabalho pretendemos obter mais conhecimento sobre os vários tipos de materiais utilizados nas coberturas e como estes influenciam as estruturas. A escolha do tipo de estrutura certa e material apropriado vai influenciar bastante diversos fatores como a temperatura e ornamentação do edifício. Existe uma grande variedade de materiais com diferentes aspetos e utilizações, dando assim, a possibilidade ao engenheiro civil de poder satisfazer ao máximo as necessidades das infraestruturas modernas. Sendo assim, o nosso trabalho tenta focar ao máximo os materiais e tipos de coberturas disponíveis.

4 História e evolução das coberturas Desde o início, a história do Homem está interligada aos materiais. Essa ligação é o conjunto de todos os materiais que inventamos ou descobrimos, manipulamos e usamos. Um dos primeiros materiais utilizados na construção de coberturas foi a pedra, dando assim origem à Idade da Pedra. De facto, a Idade da Pedra é considerada como sendo uma das mais importantes, no entanto este material foi progressiva e parcialmente substituído pela madeira e, posteriormente, pelos metais que tiveram uma enorme repercussão no modo de construção dos edifícios hoje em dia. Atualmente, existe uma grande variedade de materiais que se encontram disponíveis para a construção civil que são utilizados especificamente para certos fins: o aumento de conforto dos utilizadores, o aumento de eficácia das funcionalidades do edifício e até mesmo a sua ornamentação.

5 Coberturas Inclinadas vs Coberturas Planas Os diferentes tipos de construção necessitam de ter uma cobertura adequada consoante a sua localização, a radiação solar recebida, a ação do vento e da chuva. Estes fatores influenciam o tipo de cobertura, inclinada ou plana. Na Figuras 1 mostra-se um edifício com cobertura plana com revestimento em brita, localizado na FEUP. Na Figura 2 encontra-se um edifício com cobertura inclinada localizado no Porto. Figura 1 Edifício com cobertura plana com revestimento em brita, localizado na FEUP. Figura 2 Edifício com cobertura inclinada, com revestimento em telha cerâmica, localizado no Porto. Coberturas inclinadas Este tipo de cobertura é o mais comum nos edifícios de habitação e caracteriza-se principalmente pela forma como a água da chuva é drenada. Na figura 3 encontram-se os diferentes tipos de escoamento de águas. Uma água: Este tipo de telhados define-se por ser apenas uma superfície plana com um ligeiro declive, na qual a água escorre apenas numa direção.

6 Duas águas: São caracterizadas por duas superfícies com igual ou distintos declives, unidas por uma linha no topo denominada como cume, ou distanciadas por uma pequena elevação. Três águas: normalmente caracteriza-se como uma solução para edificações de áreas triangulares. Quatro águas: usa-se usualmente para edifícios com coberturas quadriláteras, quer sejam irregulares ou regulares. Múltiplas águas: O número de águas depende da estrutura a proteger. Telhado tipo Shed: é normalmente utilizado para a maximizar o aproveitamento de luz solar, caracteriza-se por serem diversas superfícies com a mesma direção. Cúpula ou Telhado em arco: caracteriza-se por uma distribuição uniforme da água da chuva, pode também se transparente para aproveitar a luz solar. Figura 3 Tipos de águas Coberturas planas As coberturas planas caracterizam-se por terem um declive praticamente nulo, apenas o suficiente para a drenagem de água. Este tipo de coberturas dividem-se em dois grandes grupos: acessíveis e não acessíveis.

7 Acessíveis: As coberturas planas acessíveis não têm apenas a função de nos protegerem dos elementos, mas também pode ser usada como terraço ou como uma via de comunicação para veículos. Não acessíveis: As não acessíveis (exceto para trabalhos de manutenção e reparação) são as ditas clássicas que têm apenas a função de nos protegerem dos elementos. Coberturas ajardinadas O que são coberturas ajardinadas? Coberturas ajardinadas, também conhecidas como coberturas verdes ou telhados verdes, são uma espécie de coberturas onde se promove a plantação de plantas e flores sobre uma laje. Estas são um tipo de coberturas compostas por várias camadas sobrepostas ao telhado do edifício, onde garantem uma impermeabilização e isolamento exemplar que irão contribuir para integridade dos materiais de construção. A vegetação para as coberturas são selecionadas de acordo com as condições climatéricas da região e das características físicas do edifício. Figura 4 Cobertura ajardinada na baixa do Porto.

8 As coberturas ajardinadas são um estilo arquitetónico onde existem variadíssimas formas paisagistas, onde podem existir espaços verdes, jardins com flores, elementos com água como lagos ou fontes, caminhos, parque infantis, etc. Componentes de uma cobertura ajardinada Figura 5 Constituição de uma cobertura ajardinada. Suporte O suporte é o elemento constituído pelas lajes e pelos demais elementos da estrutura. É uma parte da cobertura que está inteiramente ligada a exigências mecânicas e deverá ser dimensionado em função do próprio peso da cobertura e das sobrecargas que se dão devido, por exemplo à acumulação de água ou neve.

9 Camada de forma Trata-se da camada colocada sobre a laje estrutural, ou suporte, de forma a garantir a pendente necessária para a drenagem das águas pluviais. Deverá apresentar um declive obrigatoriamente superior a 2% e é usualmente constituído por betão leve de argila expandida, betão leve de granulado de cortiça ou betão celular. Sistema de impermeabilização Este sistema é o elemento essencial de uma cobertura que lhe confere a qualidade da não passagem de água e, normalmente também o elemento mais caro. Tal como o nome indica esta camada não permite a entrada de água no interior mas tem a função similar, no caso concreto das coberturas ajardinadas, de proteger da penetração de raízes na camada de suporte. Atualmente existe no mercado uma extensa oferta de soluções de impermeabilização, sendo as que têm mais uso, as membranas de betume, membranas líquidas e membranas de PVC. Isolamento Térmico A camada de isolamento tem como principal função, a redução das transferências térmicas entre o interior e o exterior. No que toca às coberturas ajardinadas o isolamento térmico é importante, uma vez que há quase sempre água acumulada no sistema que provoca uma diferença de temperatura superior. A espessura deste tipo de isolamento nas coberturas ajardinadas é inversamente proporcional à espessura da camada de terra vegetal adotada. Nas coberturas ajardinadas intensivas esta camada é subordinada, uma vez que a terra vegetal assume o papel de redução das transferências de calor.

10 Camada drenante Esta camada permite que a água em excesso seja escoada para drenos externos e/ou internos. O excesso de água na mesma, poderá provocar a morte de algumas das plantas, mas também o excesso de peso na cobertura, daí o seu papel ser crucial no sistema. As mais recentes soluções de mercado permitem que esta camada desenvolva outro tipo de funções como por exemplo, o armazenamento de água, o alargamento da zona de raízes e a ventilação do sistema. Devido à restrição do peso da cobertura, a camada drenante é usualmente constituída por materiais leves. Elementos de borracha e plástico são usados frequentemente, utilizam-se ainda camadas de cascalho, argila expandida, gravilha, etc. Camada filtrante Esta faz a separação da camada drenante da camada de terra vegetal. Por norma é constituído por um geotêxtil que impossibilita que as partículas da terra vegetal sejam arrastadas e que provoquem o entupimento do sistema drenante. Terra vegetal É normal ler-se que o sucesso de uma cobertura ajardinada está nesta mesma camada. A espessura certa para que as plantas se desenvolvam, uma boa drenagem, uma boa composição mineral de nutrientes e um solo de preferência não argiloso, são princípios base da mesma.

11 Consoante o tipo de cobertura ajardinada que se pretende aplicar, há uma série de soluções à escolha. Os critérios de escolha passam pelo tamanho do grão, pela dimensão do material orgânico, da resistência ao frio e geada, da estabilidade estrutural, da resistência à erosão do vento, da permeabilidade da água, da máxima retenção de água, dos nutrientes satisfatórios e do PH. Plantas Concluindo, as plantas. Estas deverão ser escolhidas em função do tipo de terra vegetal, da exposição solar, do tipo de manutenção, do clima local, índices pluviométricos, etc. A baixa manutenção, o ser durável e plantas que resistam a temperaturas tanto altas como de baixa humidade, são as selecionadas para as coberturas ajardinadas extensivas. Já nas coberturas ajardinadas intensivas existe uma oferta quase ilimitada de plantas. Benefícios de usar coberturas ajardinadas, tais como: O aumento da qualidade da paisagem urbana; a permissão da retenção das águas pluviais, e consequente rega natural das plantas; o melhoramento a qualidade da água; a redução dos poluentes atmosféricos presentes no ar; o aumento da produção de oxigénio; a diminuição do efeito de ilha de calor (fenómeno climático que ocorre em cidades com elevado índice de urbanização, nas quais a temperatura média é consideravelmente mais elevada que nas zonas rurais adjacentes); o melhoramento do micro clima; o aumento do isolamento térmico; a redução dos níveis de ruído; Torna o edifício mais sustentável; e reduz os custos com a sua manutenção.

12 Figura 6 Cobertura ajardinada localizada na estação da Trindade (Porto). Coberturas em cerâmica Um dos principais materiais utilizados na construção de coberturas é a cerâmica (mais vulgarmente conhecida pelas suas peças: as telhas). Existem diversos tipos de telhas, no entanto, no nosso país, as mais comuns são as telhas de Canudo, Marselha e Lusa. As telhas de Canudo são, geralmente, mais agradáveis numa perspetiva estética apresentando um aspeto mais rústico. No entanto, este tipo apresenta uma grande despesa económica, pois necessita de um suporte de madeira que ao fim de algum tempo começa a degradar-se.

13 Figura 7 Cobertura inclinada situada no Porto. As telhas Marselha são mais simples de colocar, pois apenas necessitam de dois apoios feitos, normalmente, de madeira, aço ou betão e são, dentro dos diversos tipos de telha as mais flexíveis. Em contrapartida são um pouco menos agradáveis esteticamente falando. Figura 8 Edifício localizado no Porto. As telhas Lusas apresentam vantagens das Marselha (também necessitam de apenas dois apoios e boa flexibilidade). A grande diferença destas relativamente às anteriores resulta no facto de serem muito mais agradáveis na sua estética. A principal desvantagem advém da sua geometria que dificulta o seu encaixe (devido a deformações na cozedura e secagem). Chapas de Policarbonato A chapa de policarbonato alveolar é um material moderno que acompanhou a evolução da construção. Este material possui diversas características que lhe conferem uma elevada utilidade e qualidade.

14 O seu formato de colmeia confere-lhe uma maior resistência e rigidez que consegue ser quase 200 vezes superior ao vidro e ainda tem a capacidade de isolar termicamente um espaço, sendo por isso utilizado em coberturas de piscinas e balneários. As chapas são relativamente leves e por isso são de fácil instalação, oferecem ainda proteção aos raios UV e resistência a produtos químicos Devido a estas características o seu tempo de vida é no mínimo 10 anos. Este material é principalmente utilizado em coberturas de terraços, claraboias, estádios Figura 9 Cobertura de policarbonato situada na FEUP. A combinação única de resistência / peso fazem deste material um preferido de muitos engenheiros civis que conseguem aproveitar ao máximo as vantagens das chapas de policarbonato nas suas construções. Coberturas Metálicas Existem dois tipos de coberturas metálicas: O painel sandwich;

15 Chapa simples. O painel sandwich por sua vez tambem tem dois géneros, o painel sandwich tipo telha e o painel sandwich cobertura. O painel sandwich tipo telha é um painel composto, formado por dois revestimentos de chapas metálicas ligadas entre si por uma camada de poliuretano. É usado como cobertura em inclinações maiores ou iguais a 15% na construção de moradias e podem ser colocados sobre quase todo o género de telhado. O painel sandwich cobertura é constituído por uma chapa metálica lacada com resina polyester sobre galvanizado de maneira a aguentar as adversidades climatéricas a que normalmente estão expostas. E também por uma massa isolante de poliuretano expandido que isola a base de material plástico celular e é rígida. Vantagens: - Têm um bom isolamento tanto térmico como acústico; - Versáteis: podem ser encontrado em vários e em diversas cores; - São fáceis de instalar; - Baixo custo. Desvantagens: - Estes painéis são constituídos por poliuretano, um material inflamável, aumentando assim o risco de incêndios. A chapa simples são chapas de aço finas, com acabamento galvanizado ou pré-lacado, juntamente com uma manta de fibra de vidro presa com uma malha de plástico. As chapas são presas pelas madres com parafusos auto-roscantes e tapadas por anilhas de borracha. As chapas são colocadas com o propósito de ficarem sobre postas umas sobre as outras de maneira a garantir a estanquicidade da cobertura e evitar as dilatações dos materiais.

16 Vantagens: - Durabilidade; Desvantagens; - Fácil reparação e substituição de elementos; - Boa estanquidade. -Sensibilidade aos agentes térmicos.

17 Conclusão Através deste trabalho foi-nos possível adquirir um maior conhecimento sobre a grande variedade de materiais e tipos de coberturas existentes. Os diversos tipos de materiais são bastante importantes para o engenheiro civil, pois assim, consegue satisfazer ao máximo as necessidades dos edifícios e das pessoas que nele irão habitar. Este trabalho ajudou-nos a compreender melhor o que é ser engenheiro civil e as escolhas que este toma diariamente para que no final o seu trabalho possa ser realizado com sucesso.

18 Bibliografia ADche+e+o+Risco+de+Inc%C3%AAndio.pdf/1acbf177-2bb4-4b81-81a3-396a1924fbaa