LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL LMCC ENDEREÇO: Cidade Universitária Camobi, Santa Maria/RS CEP 97105 900 TELEFONE: (55) 3220 8608 (Fax) Direção 3220 8313 Secretaria E-MAIL: lmcc@ct.ufsm.br Interessado: Endereço: Referência: NOX SISTEMAS CONSTRUTIVOS Rua Aurora 533 Montevidéu- Uruguai Laudo de avaliação RELATÓRIO Nº X Material declarado: Parede composta por painel do tipo sanduíche com chapas interiores e exteriores em fibrocimento e núcleo de poliestireno expandido Objetivo: Avaliação do Desempenho Térmico de Habitação com Paredes internas e externas deste tipo de painel sanduiche 1. INTRODUÇÃO O presente Laudo tem por finalidade a determinação do desempenho térmico de elementos de vedação vertical executados com a tecnologia de painéis sanduíches, utilizados para a construção de paredes de habitações térreas. A partir dos valores obtidos o desempenho do mesmo será avaliado na sua conformidade com as normas brasileiras NBR 15220 e NBR 15575 e em comparação a outras tecnologias usuais de construção deste tipo de edifício. 2. DESCRIÇÃO DO SISTEMA CONSTRUTIVO A habitação tem suas paredes externas e internas constituídas por painéis sanduíche compostos de fibrocimento e poliestireno. Os painéis têm o total de 60 mm de espessura e são constituídos por duas camadas externas de fibrocimento na espessura de 8 mm, com preenchimento interno de poliestireno expandido na espessura de 44 mm, sendo estas três camadas aderidas entre elas com adesivos e prensadas.o poliestireno usado no preenchimento tem massa específica aparente de 20 kg/m 3. A montagem é realizada pela fixação dos painéis em uma estrutura de duralumínio, previamente montada, composta de perfis na parte superior e inferior da parede e colunas que formam um estrutura auto-portante com modulação de 1262 mm. A fundação consiste em uma placa de concreto armado (radier), dimensionado em função do tipo de terreno e das características da edificação. A cobertura é em telhas de fibrocimento de 6 mm com inclinação de 20 graus, com chapa de USB ou compensado fenólico com espessura de 15 logo abaixo da telha e a colocação na horizontal de um forro de gesso de 12 mm com cobrimento de manta de lã de vidro com 6,3 mm de espessura.
3. ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO DA HABITAÇÃO Neste relatório está sendo analisada a transmissão térmica através das paredes, pois é a principal característica do conjunto construtivo que o difere da construção convencional em alvenaria de tijolos maciços ou de blocos cerâmicos de seis furos rebocados em ambas as faces. A contribuição da cobertura para a transmissão térmica da edificação não será objeto de análise, pois se trata de sistema convencionalmente utilizado. 3.1 Análise do desempenho térmico das paredes A habitação em estudo tem paredes formadas por painéis sanduíche compostos por duas placas de fibrocimento de 8 mm recheadas com poliestireno com espessura de 44 mm. A Tabela 1 apresenta as propriedades térmicas dos materiais densidade de massa aparente (ρ), condutividade térmica (λ) e calor específico (C) empregados na fabricação do painel (ABNT 15220-2). Tabela 1 Propriedades térmicas dos materiais utilizados na fabricação do painel Material ρ (kgf/m 3 ) λ (W/(m.K)) C (KJ/(kg.K)) Fibrocimento 1250 0,263 0,84 Poliestireno 20 0,035 1,21 Os valores calculados de Resistência Térmica ambiente a ambiente (R T ), Transmitância Térmica (U), Capacidade Térmica (C t ), Atraso Térmico (ϕ) e Fator Solar (FS), para a parede em estudo, são apresentados na Tabela 2. O atraso térmico é calculado considerando-se um regime térmico com período de 24 horas. O Fator Solar é calculado considerando a absortância a radiação solar dos elementos analisados de 0,3.
A Tabela 3 apresenta o desempenho do sistema construtivo analisado em comparação com paredes de tijolos maciços e paredes com blocos cerâmicos de seis furos, ambas consideradas rebocadas nas duas faces. Tabela 2 Resultados de R T, U, Ct e ϕ para a parede em estudo Seção R T (sup.a sup.) (m 2.K/W) U (W/m 2.K) C t (KJ/m 2 K) ϕ (h) FS (%) Painel Sanduíche de fibrocimento e poliestireno 1,489 0,672 17,86 2,5 0,81 Tabela 3 Análise comparativa do desempenho térmico do sistema construtivo analisado Componente Parede de tijolo maciço (5x9x19) com reboco em ambas as faces (2 cm) Parede de bloco cerâmico de 6 furos (16x10x32) rebocada em ambas as faces (2 cm) e (cm) R T (m 2.K/W) U (W/m 2.K) C t (kj/m 2.K) ϕ (h) FS (%) 13,0 0,2996 3,34 220 3,3 4,01 14,0 0,4202 2,38 160 3,6 2,86 Painel Sanduíche de fibrocimento e poliestireno 6,0 1,489 0,672 17,86 2,5 0,81 O painel em análise apresenta resistência térmica maior que a da parede de blocos cerâmicos de seis furos rebocados em ambas as faces e da parede de tijolos maciços com reboco em ambas as faces. Os valores de transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do Fator Solar da parede em análise são inferiores aos valores encontrados para as paredes de referência. Os dados das paredes de tijolos maciços e de blocos cerâmicos de seis furos são considerados como referência de comparação por serem tecnologias de ampla utilização na região considerada. A Tabela 4 apresenta um comparativo entre os valores apresentados pelas Normas Brasileiras e os valores encontrados para o painel em análise. O Anexo A apresenta para vedações verticais de edificações executadas dentro da Zona Bioclimática 2, as diretrizes construtivas e recomendações conforme Norma Brasileira NBR 15220-3, que para habitações de interesse social, e requisitos e critérios para verificação dos níveis
mínimos de desempenho térmico, conforme NBR 15575-4, considerando edifícios até 5 pavimentos. Tabela 4 Análise comparativa entre desempenho dos painéis e NBR 15220-3 e 15575-4 Componente Painel Sanduíche de fibrocimento e poliestireno e=6 cm U (W/m 2.K) C t (kj/m 2.K) ϕ (h) FS (%) 0,672 17,86 2,5 0,81 NBR 15220-3 U 3,00 - ϕ 4,3 FS o 5,0 NBR 15575-4 U 2,5 130-0,76
4. CONCLUSÕES - As paredes da habitação em estudo apresentam excelente resistência térmica, com Transmitância Térmica bastante inferior ao valor máximo exigido pela NBR 15575. Esta característica é a de maior importância na questão das perdas e ganhos de calor solar no período de inverno e verão, respectivamente, não permitindo que o calor seja transmitido com facilidade através delas; - Os painéis analisados atendem as Diretrizes construtivas para as vedações externas para a Zona Bioclimática 2, de acordo com a NBR 15220-3, com relação a Transmitância Térmica e ao Atraso Térmico. O Atraso térmico está relacionado à Capacidade Térmica das paredes, que no caso desta norma, específica para habitações de interesse social, é exigido que sejam paredes externas leves, o que está satisfeito por este processo construtivo; - Os painéis analisados atendem aos critérios mínimos de desempenho para vedações verticais para a Zona Bioclimática 2, de acordo com a NBR 15575-4, com relação a Transmitância Térmica, mas tem valores de Capacidade Térmica abaixo do valor especificado por esta norma, porém este fato não compromete o desempenho térmico global da habitação, visto os baixos valores apresentados para a Transmitância Térmica das paredes e cobertura; - As recomendações da NBR 15220-3 com relação à Capacidade Térmica das paredes externas são contraditórias com relação aos critérios exigidos pela NBR 15575-4, o que gera dúvidas com relação o nível de necessidade desta característica para a zona bioclimática 2 estudada. Diversos estudos estão sendo realizados para saber-se a real importância da Capacidade Térmica para as diferentes zonas climáticas Brasileiras, considerando os distintos períodos do ano. No caso específico deste processo construtivo o grande isolamento térmico das paredes é o fator de destaque no desempenho térmico das habitações;
- A análise do desempenho das paredes é apenas um dos fatores a serem analisados no estudo do desempenho térmico global da habitação. Outros fatores têm fundamental importância, na avaliação do desempenho térmico, entre eles: orientação solar da habitação e das aberturas (janelas), desempenho térmico do telhado, beirais para proteção das paredes, ventilação e coloração da pintura externa e da cobertura. Santa Maria, 16 de julho de 2010. Prof. Dr. Joaquim Cesar Pizzutti dos Santos M. Engº Mauro L. Just Laboratório de Materiais de Construção CIvil Laboratório de Materiais de Construção Civil Responsável Técnico Setor de Térmica Diretor
ANEXO A Diretrizes construtivas para a Zonas Bioclimática 2 Segundo a norma brasileira NBR 15220-3, na Zona Bioclimática 2 (ver Figura 1) devem ser atendidas as diretrizes apresentadas nas Tabelas 5, 6 e 7, considerando habitações de interesse social. Figura 1 Zona Bioclimática 2 Tabela 5 Aberturas para ventilação e sombreamento das aberturas para a Zona Bioclimática 2 Aberturas para ventilação A (em % da área de piso) Médias 15% < A < 25% Sombreamento das aberturas Permitir sol durante o inverno Tabela 6 Transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar admissíveis para vedações externas para a Zona Bioclimática 2 Vedações externas Transmitância térmica U W/m 2.K Atraso Térmico - ϕ h Fator Solar FS o % Parede: Leve U 3,00 ϕ 4,3 FS o 5,0 Cobertura: Leve isolada U 2,00 ϕ 3,3 FS o 6,5 Tabela 7 Estratégias de condicionamento térmico passivo para a Zona Bioclimática 2
Estação Verão Inverno Estratégias de condicionamento térmico passivo J) Ventilação cruzada B) Aquecimento solar da edificação C) Vedações internas pesadas (inércia térmica) Nota: O condicionamento passivo será insuficiente durante o período mais frio do ano. Os códigos J, B e C são os mesmos adotados na metodologia utilizada para definir o Zoneamento Bioclimático do Brasil (Anexo B da NBR 15220-3) A Norma Brasileira NBR 15575 estabelece as seguintes diretrizes de projeto para edifícios até 5 pavimentos na Zona Bioclimática 2: Vedações Transmitância térmica U W/m 2.K Capacidade Térmica - kj/m 2.K Paredes externas U 2,5 130