MESTRADO EM ARQUITECTURA

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1 MESTRADO EM ARQUITECTURA DISCIPLINA DE FÍSICA DAS CONSTRUÇÕES PARA ARQUITECTURA HUMIDADES EM EDIFÍCIOS Cristina Matos Silva Tipos de Humidades A manifestação de humidade nos edifícios pode provocar graves perturbações funcionais, reduzindo: a durabilidade dos materiais; as condições de habitabilidade (salubridade).

2 Tipos de Humidades Distinguem-se os seguintes tipos de humidade: humidade de obra; humidade ascensional (absorção e capilaridade); humidade por fenómenos de higroscopicidade; humidade de infiltração; humidade de condensação; humidade devida a causas fortuitas. Humidade de obra A água utilizada no fabrico dos materiais é normalmente adicionada em excesso, e a sua eliminação por secagem processa-se nos primeiros 6 meses a 1 ano após a conclusão da obra. A esta água acresce também a água das chuvas durante a construção da obra. Desta forma, nos primeiros tempos podem ocorrer sinais de humidade que decorrem do processo natural de secagem.

3 Humidade ascensional Manifesta-se nas paredes e pavimentos térreos, quando não são tomadas precauções para evitar a ascensão da água por absorção e capilaridade. Eflorescências Criptoflorescências Humidade higroscópica Resulta do facto de muitos materiais conterem sais com propriedades higroscópicas, ou seja, com capacidade de absorverem humidade do ar. Estes sais dissolvem-se para uma humidade do ar acima dos 65-70%, voltando a cristalizar, com grande aumento de volume, quando esta baixa daqueles valores. As anomalias caracterizam-se por manchas de humidade em zonas de grande concentração de sais.

4 Humidade de infiltração Resulta essencialmente da penetração da água da chuva, através de fissuras e juntas de construção (vãos de janela, ligações estrutura-parede). Manifesta-se através de manchas que desaparecem no tempo seco, deixando por vezes auréolas características que tomam a forma de círculos concêntricos quando resultam de chuvadas acompanhadas de vento forte. Humidade devida a causas fortuitas Encontram-se sob diversas formas de manifestações e causas. Exemplos: roturas de instalações e descuidos com o uso de águas sanitárias ou residuais.

5 Este tipo de humidade resulta da condensação do vapor de água 1. sobre os paramentos; (condensações superficiais) 2. no interior dos elementos de construção; (condensações interiores) Manifesta-se sob a forma de fungos ou bolores. P: Quando aparecem condensações? R: As condensações estão associadas a: ambientes húmidos e mal aquecidos e/ou deficientemente ventilados. (NOTA: A regulamentação térmica procura prevenir a humidade de condensação, por ser uma das causas mais frequentes de patologias e de degradação do ambiente interior dos edifícios, através de um número mínimo de renovações por hora e de temperaturas de conforto quer na estação de inverno quer de verão.)

6 As condensações aparecem porque, para cada valor de pressão e temperatura, o ar só pode conter uma quantidade limitada de vapor de água. A higrometria divide o ar atmosférico em 2 únicos componentes: Ar atmosférico = Ar seco (a) + Vapor de água (). Constituído por todos os gases com excepção do vapor de água (o oxigénio, o azoto, o hidrogénio, o dióxido de carbono, etc.). % aprox. fixa A quantidade de vapor de água no ar é bastante variável. As condensações aparecem porque, para cada valor de pressão e temperatura, o ar só pode conter uma quantidade limitada de vapor de água. A higrometria divide o ar atmosférico em 2 únicos componentes: Ar atmosférico = Ar seco (a) + Vapor de água (). À mistura Ar seco-vapor de água designa-se se por Ar húmido. h

7 A Temperatura (θ)( e a pressão (p) são as grandezas primárias do ar húmido, a partir das quais podem ser constituídas todas as outras. No caso do ar húmido a pressão total da mistura (p) relacionase através da lei de Dalton com a pressão parcial do ar seco (p a ) e a pressão parcial do vapor de água (p ): p = p a + p A higrometria admite que o ar húmido, e portanto também os seus dois componentes, obedecem à lei dos gases perfeitos p=ρ ρ R (θ ) [Pa] Assim: Ar seco Vapor de água p a =ρ a 287 (θ ) [Pa] p =ρ 461 (θ ) [Pa]

8 Humidade absoluta (ρ ) É a massa de vapor de água contido em cada m 3 de ar húmido ou, o que é equivalente, a massa específica de vapor de água contido no ar húmido: M ρ = [Kg/m 3 ] V Teor de humidade (W) É a massa de vapor de água por unidade de massa de ar seco: M W = M a [Kg H 2 O/Kg ar seco] Sendo M = ρ V e M a = ρ a V, em que V é o volume da mistura, e usando a lei dos gases perfeitos, pode-se escrever : W = p p a p W = p p

9 Humidade relativa (ϕ) ( É a relação entre a massa de vapor de água contida num m 3 de ar húmido () e a massa de vapor de água que o mesmo conteria se fosse saturado (s) à mesma temperatura e pressão: ϕ = M M s θ,p ϕ = ρ ρ s θ,p [%] Humidade relativa (ϕ) ( A partir das equações de estado pode-se também escrever: ϕ = p p s θ,p [%] p s pressão de saturação do vapor de água

10 Pressão de saturação A pressão de saturação do vapor de água é uma função exclusiva da temperatura e pode ser determinada por uma das seguintes correlações p s =f(θ) (para θ 0): Lei exponencial [Pa] p s θ 610.5exp θ Lei parabólica [mmhg] s θ θ p 2 A pressão de saturação é uma função crescente com a temperatura:

11 Se: p = p s ϕ = 100% A equação da família de curvas de igual valor de humidade relativa é p =ϕ p s (θ), em que ϕ é um parâmetro. Cada valor de ϕ fixa uma curva dessa família> As cartas psicrométricas permitem determinar todas as grandezas características do ar húmido a partir do conhecimento de duas delas. p A ψ A θ A Num sistema (θ,p ) a curva de saturação (curva de ϕ=100%) obtém-se de p s =f(θ). Um estado do ar húmido fica representado por um ponto A com p A, θ A e ψ A.

12 HIGROMETRIA: condensações superficiais P: Quando ocorre condensação? R: Ocorre condensação quando p = p s ϕ = 100% HIGROMETRIA: condensações superficiais Estado do ar húmido interior caracterizado pelo ponto A. A θ i ϕ i θ p p i A ϕ i Quantidade de água condensada θ p θ d θ i Ocorrem condensações se: θ p θ d ou, o que é equivalente, se:, p i p s (θ p )

13 HIGROMETRIA: condensações superficiais Ponto de orvalho (θ ( d ) É a temperatura (θ d ) para a qual a pressão do vapor de água (p ) do estado do ar húmido considerado é igual à pressão de saturação correspondente a essa temperatura (p s (θ d )). Desta definição resulta que a temperatura de orvalho se pode obter da relação p =p s (θ d ), com p s (θ) dado por uma das relações apresentadas. Da lei exponencial: 237.3ln( p / 610.5) θ d ln( p / 610.5) (ºC) HIGROMETRIA: condensações superficiais P: Onde ocorrem as condensações superficiais? R: Normalmente na superfície da parede, logo é necessário determinar a temperatura superficial na parede. A θ i ϕ i Ocorrem condensações se: θ p θ d ou, o que é equivalente, se:, p i p s (θ p )