REABILITAÇÃO TÉRMICA DE PAREDES DE TABIQUE COM RECURSO A MATERIAIS CORRENTES DE ISOLAMENTO

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1 REABILITAÇÃO TÉRMICA DE PAREDES DE TABIQUE COM RECURSO A MATERIAIS CORRENTES DE ISOLAMENTO Sandra Pereira 1 spereira@utad.pt Ana Briga Sá 1 anas@utad.pt Anabela Paiva 3 apaiva@utad.pt Anísia Lourenço 2 anisia_lourenco5@hotmail.com Jorge Pinto 1 tiago@utad.pt João C. G. Lanzinha 4 joao.lanzinha@ubi.pt Resumo O tabique é uma técnica construtiva tradicional utilizada em paredes e que potencia a utilização de materiais naturais e locais. Esta solução construtiva é encontrada em edifícios com idades superiores a 100 anos, o que revela por um lado, a sua durabilidade e, por outro, a necessidade de prever intervenções de reabilitação adequadas para manter este legado histórico. Grande parte das operações de reabilitação deste tipo de edifícios tem contemplado a total remoção dos elementos de tabique, sendo essencial realizar estudos que permitam o conhecimento do seu desempenho como elemento construtivo e que incentivem a sua reabilitação. O estudo do seu comportamento térmico e a análise das alternativas de melhoria por forma a cumprir os requisitos térmicos atuais é importante para definir futuras intervenções de reabilitação térmica. Neste sentido, pretende-se com este trabalho de investigação estimar o coeficiente de transmissão térmica de soluções de paredes de tabique e analisar o seu reforço térmico com materiais correntes de isolamento. Os resultados obtidos permitiram concluir que as soluções de parede de tabique sem isolamento térmico apresentam melhor desempenho do que algumas soluções de paredes simples de uso corrente. A introdução de 3 cm de isolamento térmico corrente na parede de tabique permitiu atingir um decréscimo de cerca de 60% no valor do coeficiente de transmissão térmica e o cumprimento de requisitos térmicos regulamentares em obras de reabilitação. Palavras-chave: Construção em Tabique, Reabilitação térmica, Isolamento térmico, Coeficiente de transmissão térmica. 1 Professor Auxiliar, ECT Escola de Ciências e Tecnologia, Universidade de Trás-os- Montes e Alto Douro UTAD, Quinta de Prados, Vila Real, Portugal e C-MADE- Universidade da Beira Interior, Calçada Fonte do Lameiro, Covilhã, Portugal. 2 Mestre, UTAD. 3 Professora Associada, UTAD e C-MADE. 4 Professor Auxiliar, Faculdade de Engenharia, Universidade da Beira Interior UBI, Calçada Fonte do Lameiro, Covilhã, Portugal e C-MADE. PATORREB

2 1 Introdução O tabique é uma técnica construtiva tradicional utilizada em paredes que potencia a utilização de materiais naturais e locais. A madeira e a terra são os materiais que definem este sistema construtivo, havendo no entanto, soluções que incluem na sua constituição a palha e o caroço de espiga de milho como elementos adicionais de melhoria das suas propriedades físicas e mecânicas. Uma parede de tabique é constituída por uma estrutura de madeira formada por elementos verticais de madeira, aos quais são pregados, em ambas as faces, elementos de madeira horizontais. Esta armação em madeira é preenchida e coberta, em ambas as faces, com material terroso que contribui para a manutenção da integridade do material estrutural em madeira, protegendo-a, por exemplo, do ataque de insectos xilófagos e da acção do fogo [1]. A elevada heterogeneidade é uma característica desta técnica construtiva deve-se à complexidade estrutural do próprio sistema e a diversidade dos materiais que o constituem. O facto de a madeira e a terra serem materiais cujas características variam em função do local, conduz a uma elevada diversidade de soluções construtivas de paredes de tabique. Esta solução construtiva pode ser encontrada em edifícios com idades superiores a 100 anos. Apesar de ser uma solução construtiva durável, verifica-se que, na maioria dos edifícios, necessita de intervenções de reabilitação urgentes. Qualquer operação de reabilitação deve basear-se no conhecimento do elemento construtivo a intervencionar para garantir que as técnicas utilizadas são as mais adequadas. A heterogeneidade das construções de tabique pode acarretar alguma complexidade a este nível, demonstrando a necessidade de caracterizar e analisar com detalhe o seu comportamento físico e mecânico. Numa altura em que as exigências de conforto térmico e de redução de consumo energético são cada vez maiores, o conhecimento do desempenho térmico de paredes exteriores de tabique é fundamental para definir futuras soluções de reabilitação térmica. Neste sentido, pretende-se com este trabalho de investigação contribuir para o conhecimento do comportamento térmico de diferentes soluções construtivas de paredes de tabique, incluindo soluções de reforço térmico através da introdução de materiais correntes de isolamento. 2 Materiais e métodos O estudo do comportamento térmico das paredes de tabique foi efetuado, numa primeira fase, para uma solução de paredes de tabique simples e com dois tipos de revestimento exterior normalmente utilizados em edifícios de tabique. Numa segunda fase, estas soluções foram reforçadas termicamente através da introdução de materiais de isolamento térmico correntemente utilizados PATORREB

3 na construção no sentido de perceber qual o acréscimo de resistência térmica conferida às diferentes soluções. Nesta secção serão descritas as soluções construtivas de paredes de tabique estudadas, bem como a metodologia utilizada para avaliar o seu comportamento térmico. 2.1 Caracterização da amostra Neste trabalho de investigação foram analisadas as seguintes soluções construtivas de paredes de tabique: PT1: Parede de tabique simples sem revestimento; PT2: Parede de tabique revestida com soletos de ardósia; PT3: Parede de tabique revestida com chapa metálica; PTR1: Parede de tabique simples reforçada com poliestireno extrudido (XPS); PTR2.1: Parede de tabique revestida com soletos de ardósia e reforçada com XPS; PTR2.2: Parede de tabique revestida com soletos de ardósia e reforçada com lã de rocha (MW) e PTR3: Parede de tabique revestida com chapa metálica e reforçada com XPS. Nas soluções PT2 e PT3 acresce-se à solução PT1 a pregagem pelo exterior do elemento de revestimento (soletos de ardósia ou chapa metálica, respetivamente) na estrutura de madeira preenchida com terra em ambos os lados. O estudo destas soluções permitirá estimar a influência da introdução dos materiais de revestimento exterior. Nestas soluções, os elementos de revestimento sobrepostos têm o intuito de evitar a infiltração de água proveniente do escorrimento das águas da chuva. Cada uma destas soluções foi reforçada termicamente com 3cm de espessura de isolamento térmico colocado na face interior do elemento construtivo. 2.2 Metodologia para a determinação de U O estudo do comportamento térmico das soluções de paredes de tabique exteriores acima referidas foi efetuado recorrendo à determinação do coeficiente de transmissão térmica (U) de cada uma das soluções, por via analítica (U teórico) e por via experimental (U real). Esta análise permitirá verificar se os valores de U teórico convergem para os valores de U real, para além de permitir perceber o desempenho dos elementos construtivos em condições climáticas reais. O valor de U teórico foi calculado segundo a norma ISO 6946 [2]. Para a determinação experimental do valor de U, foi utilizado um sistema de medição designado por termofluximetro. Cada termofluximetro é constituído por dois sensores de fluxo de calor e por quatro sensores de temperatura superficial que são colocados na superfície interior de cada uma das amostras de parede de tabique analisadas. A medição das condições climáticas dos ambientes exterior e interior foram efectuadas com recurso a termohigrómetros que permitem registar os valores da temperatura e da humidade relativa.este trabalho experimental foi realizado segundo a norma internacional a norma PATORREB

4 ISO 9869 [3] e tendo em conta a experiência adquirida em trabalho anteriormente desenvolvido neste âmbito [4]. Foram levados a cabo ensaios de comportamento térmico das amostras de parede exterior de tabique, em períodos de tempo váriáveis mas com o mínimo de 5 dias. Durante os ensaios foram registadas as leituras da temperatura interior, da temperatura exterior e dos fluxos de calor, em intervalos de 10 minutos. Com base nestes dados foi possível estimar os coeficientes de transmissão térmica das diversas soluções construtivas de paredes de tabique analisadas. 3 Análise e discussão dos resultados Nesta secção são apresentados e analisados os resultados obtidos para os valores de U teórico e de U real das diferentes soluções de paredes de tabique analisadas. Na tabela 1 são apresentados estes valores, bem como a variação percentual verificada entre os valores de U calculados por via analítica e por via experimental. Através da análise da Tabela 1, pode constatar-se que os valores de U teórico são superiores aos valores de U real. De acordo com o trabalho desenvolvido por Pereira [4], o valor de U obtido experimentalmente pode apresentar um decréscimo relativamente ao valor obtido por via analítica, entre 20% e 30%. A comparação entre os dois valores de U obtidos para as paredes de tabique permite concluir que este diferencial ( U) pode variar entre 20% e 57%, dependendo da solução de parede analisada. Estes resultados podem dever-se à heterogeneidade do sistema construtivo e dos próprios materiais que o compõem. O facto de as construções em tabique serem constituídas por materiais heterogéneos, cujo rearranjo pode variar em função da solução construtiva pode influenciar de forma significativa o seu comportamento térmico. Tabela 1: Valores dos coeficientes de transmissão térmica, U teórico e U real das soluções de paredes de tabique estudadas. Solução Uteórico (W/m 2o C) Ureal (W/m 2o C) U (%) PT1 2,67 1,59 40 PT2 2,66 1,15 57 PT3 2,67 1,45 45 PTR1 0,84 0,67 20 PTR2.1 0,84 0,46 45 PTR2.2 0,96 0,44 54 PTR3 0,86 0,56 33 PATORREB

5 A análise dos valores de U teórico permite observar que, para além dos valores mais baixos corresponderem, como seria de esperar, às soluções com introdução de XPS, a influência dos revestimentos em soletos de ardósia (PT2) e em chapa metálica (PT3) praticamente não influenciam o valor de U relativamente à solução de tabique simples (PT1). No entanto, o mesmo não se verifica quando se analisam os valores de U real. Neste caso, o valor de U da solução PT1 sofre um decréscimo significativo quando se introduz o revestimento exterior, verificando-se um maior impacto na solução PT2 com revestimento em soletos de ardósia. Verifica-se também que esta solução, quando reforçada é a que apresenta um melhor desempenho térmico, sendo o valor de U real de 0,46 ou 0,44 W/m 2o C, quando se introduz 3cm de XPS e MW respetivamente. Através da análise dos resultados apresentados na tabela 1, é possível efectuar a análise comparativa entre os valores de U real obtidos para as diferentes soluções com e sem reforço térmico, Tabela 2. Tabela 2: Coeficiente de transmissão térmica U real para as soluções de paredes de tabique com e sem reforço térmico. Coeficiente de transmissão térmica, Ureal (W/m 2o C) Sem reforço térmico Com reforço térmico Ureal (%) PT1 1,59 PTR1 0,67 58 PT2 1,15 PTR2.1 0,46 60 PTR2.2 0,44 62 PT3 1,45 PTR3 0,56 62 Analisando a Tabela 2, verifica-se que as soluções PTR2.2 e PTR3 permitem uma maior diminuição do valor de U real face ao valor das mesmas soluções sem reforço térmico, correspondendo, respetivamente à colocação de 3 cm de MW ou de XPS na parede exterior em tabique revestida com soletos de ardósia Verifica-se ainda que a diminuição das perdas térmicas é de cerca de 60% em todas as soluções construtivas com o reforço térmico, o que permite concluir que através deste reforço, com baixa espessura, se consegue uma melhoria significativa no desempenho térmico das soluções construtivas tradicionais de paredes exteriores em tabique. Comparando estes resultados com os obtidos pelo LNEC [5], por exemplo para uma parede simples exterior de tijolo furado de 20 (U=1,3 W/m 2o C) verifica-se que parede de tabique revestida a ardósia, PT2, apresenta um valor de U real inferior. As soluções de parede de tabique PTR2.1 e PTR3 apresentam um valor de U real inferior ao valor de U da parede de tijolo acima referida com 3cm de XPS pelo interior (U=0,63 W/m 2o C). PATORREB

6 4 Conclusões O trabalho experimental realizado permite concluir que o desempenho térmico das paredes de tabique é melhor do que o esperado através do cálculo analítico. Este trabalho permite ainda concluir que a colocação de revestimento exterior nas paredes de tabique em ardósia ou chapa metálica contribuiu para a melhoria do comportamento térmico destas paredes, sendo a ardósia mais eficiente. A aplicação de reforço térmico com 3 cm de espessura nas soluções de base implica uma diminuição significativa do coeficiente de transmissão térmica destas soluções. Verifica-se ainda que estas soluções cumprem os requisitos térmicos regulamentares. Neste sentido é possível concluir que a reabilitação térmica das soluções de tabique poderá ser realizada com sucesso. 5 Bibliografia [1] Cunha, S., Pinto, J., Paiva, A., Briga-Sá, A., Soares, N., Varum, H. & Ferreira, D. A contribution for the improvement in thermal insulation of tabique walls coated with metal corrugated sheets. Building Services Engineering Research and Technology, DOI: / , November [2] International Organization for Standardization. ISO Building components and building elements - Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation method [3] International Organization for Standardization. ISO Thermal insulation - Building elements - In-situ, [4] Pereira S. Avaliação e certificação em obra da qualidade térmica - Edifícios de habitação, Tese de Doutoramento, UTAD, [5] Santos C., Matias L. ITE 50 - Coeficientes de transmissão térmica de elementos da envolvente de edifícios, Ed. LNEC, Lisboa, PATORREB