ESQUADRIAS EM MADEIRA

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1 ESQUADRIAS EM MADEIRA - Setor produtivo de esquadrias de janelas e de portas - Requisitos de desempenho, projeto e a influencia do material constituinte - Durabilidade e manutenção - Processo de Instalação 2014 O SETOR janelas de madeira - Pouco desenvolvimento do setor madeireiro no Brasil; - Aceleração da produção seriada na indústria metal-mecânica; - Redução da oferta de madeiras tropicais de uso consagrado; - Poucas pesquisas sobre a utilização de madeiras de plantios florestais; - Falta de padronização; - Fabricantes dispersos, não possuem entidade setorial que os unifique; - Pouco desenvolvimento tecnológico dos perfis e do projeto como um todo; O SETOR portas de madeira - Desenvolvimento de produtos mais padronizados e normalizados; - Adesão à programas de qualidade ( PNQM-Portas) selo de garantia de desempenho; 1

2 REQUISITOS GERAIS 1 Conforto antropodinâmico 2 Segurança ao fogo 3 Economia 4 Adequação ambiental 5 Conforto higrotérmico 6 Conforto acústico 7 Conforto visual 8 Segurança estrutural 9 Estanqueidade 10 Utilização 11 Durabilidade As exigências de desempenho da janela estão intimamente relacionadas com a capacidade de resistência do componente e de seus materiais constituintes para as situações mais adversas. ao considerar o material madeira como objeto de análise, é possível estabelecer algumas relações entre as propriedades deste material e os requisitos de desempenho que o componente deve atender para garantir um bom nível de funcionamento ao usuário, observandose quais os agentes que comprometem suas condições de utilização. dentro desta lógica das exigências do usuário supracitadas, foram identificadas algumas como aquelas que possuem ligação direta às características físicas e mecânicas do material: resistência estrutural, resistência aos esforços devidos ao uso, estanqueidade ao ar e à água e durabilidade, já que para as demais exigências citadas, além de existir a necessidade de serem avaliadas com as demais partes e espaços do edifício, o material não exerce influência direta sob seu desempenho. 2

3 AS RELAÇÕES EXISTENTES ENTRE O DESEMPENHO DAS JANELAS E AS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MECÂNICAS DA MADEIRA Requisito de Desempenho Estrutural Utilização Estanqueidade Durabilidade Tipo de Solicitação Cargas uniformemente distribuídas Esforços advindos da estrutura Resistência ao esforço torsor Resistência à flexão Deformação Diagonal Arrancamento das articulações Ciclos de abertura e fechamento Estanqueidade ao ar Estanqueidade à água Propriedades da Madeira Densidade/ Resistência ao Arrancamento Densidade Densidade Densidade Densidade Densidade/ Resistência ao arrancamento Densidade/ Contração linear e volumétrica Contrações linear e volumétrica Contrações linear e volumétrica Densidade/Durabilidade Natural Principais requisitos de desempenho de janelas influenciados pelo material constituinte. Fonte: Laverde, 2007 TIPOS DE PERFIS - PERFIS MACIÇOS desenvolvimento de projeto baseado nos requisitos de desempenho Orifício de deságüe perfil folha Câmara drenada Fonte: Peraza (2000) Orifício de deságüe perfil batente Fonte: Laverde (2007) 3

4 Perfil maciço A estanqueidade à água se vê comprometida por infiltrações produzidas pelo vento e pela capilaridade, a água que penetra encontra-se com uma câmara que faz o rompimento da continuidade capilar e que a pressão do vento praticamente desapareça. A água então é recolhida e expulsa ao exterior por meio de orifícios de deságüe. Portanto, a câmara transforma-se em um obstáculo que aumenta o percurso da água e diminui sua velocidade de penetração. Para a utilização de perfis em ambientes externos deve-se atentar: - Às características da madeira: leveza, resistência e durabilidade. - Quando não apresenta boa durabilidade natural, é necessária a utilização de tratamentos preservativos para assegurar sua proteção. - É recomendável que tenha uma boa resistência ao arranque de pregos, neste sentido não são recomendáveis espécies de baixa densidade, geralmente com densidade abaixo de 600kg/m3, a baixa densidade acentua o perigo de lasqueamento e a fragilidade no manuseio. - Para evitar absorções excessivas de umidade e falhas no acabamento, além da proteção advinda dos detalhes arquitetônicos, a umidade inicial da madeira deve adequar-se à umidade do entorno. Outro aspecto de elevada importância é a estabilidade dimensional (o sentido radial apresenta um valor menor de retração em relação ao tangencial. TIPOS DE PERFIS - PERFIS LAMINADOS Fonte: Peraza (2000) TIPOS DE PERFIS - PERFIS MISTOS Fonte: Carini (1997) 4

5 Perfil Laminado A madeira laminada tem sido introduzida na fabricação de janelas, devido não só a carência de madeiras de qualidade e ao melhor aproveitamento da matéria-prima (espécies de diferentes qualidades na face interna e externa), mas sim à sua melhor estabilidade dimensional pela compensação de tensões internas (e também pela etapa de secagem ser mais curta devido a menor espessura das peças) a) Estrutura dos Perfis a estrutura dos perfis deve ser simétrica (em espécie, estrutura e espessura) já que as madeiras com propriedades e orientação das fibras similares podem suportar igualmente as tensões produzidas, as quais tem uma grande influência na durabilidade da união da região colada. Devem ter ao menos três lâminas com espessura mínima de 15mm, e sua umidade antes da colagem deve ser de 13 2% com uma diferença de umidade entre lâminas não superior a 2%. Os perfis que dão melhores resultados são os de três lâminas: a central disposta na radial e as laterais na tangencial. b) b) Adesivos as colas empregadas devem ser próprias para a área externa e compatíveis com o acabamento. Recomenda-se usar adesivos de alta resistência, já que a mínima delaminação da linha de cola permite a entrada de água e, conseqüentemente, riscos de deterioração. Os detalhes construtivos são importantes para moderar a intensidade de exposição das linhas de cola: As uniões horizontais sem nenhum tipo de proteção não suportam a exposição ao exterior por muito tempo, enquanto que as uniões verticais, se corretamente realizadas, são muito mais duradouras; Perfis de madeira e alumínio - A janela de madeira-alumínio é o produto mais sofisticado atualmente já que não requer manutenção, emprega a tecnologia mais avançada, deixando no interior a beleza da madeira e no exterior a proteção do alumínio. Seu custo também é mais elevado. - Por empregar materiais de distinta condutibilidade, são introduzidos elementos de ruptura de pontes térmicas; - As uniões são elásticas para absorver as diferentes dilatações de ambos materiais, - Deve ser assegurada uma resistência mecânica adequada ao arranque dos perfis de alumínio. - Deve haver ventilação entre a madeira e o alumínio, fundamental para evitar condensações no interior que prejudicariam a madeira, recomendando-se uma distância mínima de 5mm; 5

6 CONTEXTO NACIONAL portas evolução perfis DURABILIDADE - O SURGIMENTO DE PATOLOGIAS E AS PRINCIPAIS FORMAS DE PROTEÇÃO E ACABAMENTO DO COMPONENTE Fatores que comprometem a durabilidade do componente: - a baixa qualidade da madeira e insumos utilizados; - problemas no processo de fabricação; - exposição e manuseio desfavoráveis. 6

7 DETALHES DE PROJETO - Existência de Pingadeiras - Recuo da janela Fonte: notas de aula AUT FAUUSP, Beirais 7

8 PROTEÇÃO E ACABAMENTOS Weathering intemperismo natural Corte anatômico de uma conífera Fonte: Peraza (2000) Corte microscópico da face exterior da pele humana Fonte: Laverde,

9 Seqüência de fotos de esquadrias em madeira - portas e janelas da Casa do Horto em eucalipto e Laboratório de Reciclagem de Materiais/3R em madeira araucária UFSCar, com oito e sete anos de utilização, respectivamente Out/2004. Fonte: Laverde, a a, b 1) Unidades de janela testadas perto de Madison, Wis. 2) Unidades de janela depois de 5 anos de exposição ao ar livre; Fonte: Williams (1999) b Execução: classificação da madeira - PROBLEMAS ADVINDOS DA QUALIDADE DA MADEIRA EMPREGADA - Presença de nós profundos - Fissuras e rachaduras - Presença de fibras curtas - Presença de medula Fonte: Laverde,

10 Execução: Processamento: PROBLEMAS DEVIDO AO PROCESSO DE FABRICAÇÃO - Falta de precisão entre encaixes - Superfícies queimadas - Inclinação insuficiente da pingadeira - Emendas em regiões desfavoráveis Fonte: Laverde, 2007 INSTALAÇÃO MÉTODO À ÚMIDO E À SECO Tipos de fixações POR CHUBAMENTO (grapas ou chumbadores na massa) Com contramarco (quadro metálico base para a esquadria) Sem contramarco POR PARAFUSAMENTO Parafusos em tacos de madeira Parafusos em buchas plásticas fixadas na massa POR COLAGEM Espuma de poliuretano Silicone Com a introdução destes aspectos pela 15575, será publicada, em 2014, a ABNT NBR , com o título Instalação e Manutenção 10

11 Chumbamento ou fixação do batente de madeira na alvenaria com pregos ou grapas presos na massa; Espaço de ~ 2 cm de cada lado para preenchimento com a massa 11

12 Por Parafusamento Por Colagem Fixação de esquadria de madeira, sem contramarco, na alvenaria, por colagem com espuma de poliuretano; Espaço de 1 a 2 cm para preenchimento com a espuma. 12

13 PROBLEMAS DEVIDO À FALTA DE CUIDADO NO PROCESSO DE INSTALAÇÃO - Falta de esquadro entre batente e folha (frestas) - Lasqueamento Fonte: Laverde, 2007 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS - Laverde, A. Processo Produtivo de esquadrias em madeira de eucalipto na marcenaria coletiva do Assentamento Rural Pirituba II, Itapeva, SP Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo). Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, PERAZA, E. S. Carpinteria: Puertas, Ventanas y Escaleras. Madri: Programa PROFIT del Ministerio de Innovación y Tecnología, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Esquadrias externas para edificações. Partes 1, 2 e 3. NBR 10821, European Norms EN- Timber in joinery. General classification of timber quality. UNE EN 942: