MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO G19 Bianca Thomaz Leandro Ishioka C2LAB Laboratório de Construção da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto Prof. Nuno Lacerda Lopes c2faup@gmail.com
ABSTRACT Existem diversos tipos de materiais de isolamento que fazem parte da arquitetura, como os de isolamento acústico, impermeabilidade e isolamento termico. Aqui será abordado este último por ser um dos fatores mais importantes para alcançar o conforto termico em uma habitação ou estrutura, sobretudo no inverno. O isolamento termico não se traduz apenas no conforto termico mas também numa grande redução no consumo de energia. Isto acontece, porque tendo um bom isolante termico, não existem perdas de calor. Outras vantagens são melhorar a impermeabilidade das paredes, reduzir as pontes térmicas que originam a condensação que se traduz em fungos nas paredes interiores, entre outras. Pode aplicar o isolamento termico nas coberturas, sendo telhados ou terraços, nas paredes exteriores, em pavimentos térreos, em pontes térmicas, sendo elas as, ombreiras de portas e janelas, pilares, vigas, ou intersecção com lajes, de acordo com a legislação. Define-se por isolante termico ao material que oferece resistência ou que dificulta a dissipação do calor. Daí a sua grande importância para o nosso dia-a-dia.
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01 Enquadramento Histórico, Origem e Cronologia Segundo Bynum1, existe uma dificuldade em saber ao certo as origens do isolamento térmico, sendo que as primeiras experiências provavelmente denotam da necessidade de proteção quanto às variações climáticas. Inicialmente, houve um período em que materiais orgânicos como peles de animais e penas de aves eram usados na forma de capas que auxiliavam no conforto térmico pessoal, não sendo ainda o isolamento em edificações, mas sobretudo na proteção individual. Esse mesmo autor menciona alguns usos de materiais específicos na história das edificações e das antigas civilizações. Os egípcios, por exemplo, usavam a terra como material de construção e se deslocavam para câmaras subterrâneas e grutas nos dias mais quentes, enquanto os gregos possivelmente teriam descoberto o amianto e os romanos usavam a cortiça nos telhados como material isolante. Ainda é mencionado o fato de habitantes do norte da África usarem cortiça misturada com argila nas paredes das edificações, bem como o uso de palha misturada com argila nas vedações e nas coberturas em cabanas do norte europeu. As primeiras iniciativas do uso de fibras minerais derivadas de rochas vulcânicas derivam dos nativos das ilhas do Havaí. É notável de se perceber que inicialmente se utilizavam materiais de origem natural e a espessura das edificações era fator fundamental para o isolamento térmico. Os primeiros materiais de isolamento do tipo manta a serem comercializados datam do final do século XIX e consistiam em uma camada de alga marinha colocada entre duas camadas de papel kraft. Após a Primeira Guerra Mundial, uma grande quantidade de produtos para isolamento passou a ser produzida, tais como o amianto e as fibras de vidro, desenvolvidas em 1931 pela companhia americana Owens-Corning e alguns painéis com materiais de isolamento derivados de fibras de plantas e lã de rocha. O desenvolvimento de superfícies reflexivas como o alumínio data do século XIX, porém a comercialização em massa é somente na década de 1930. O período que compreende a 2ª Guerra Mundial destaca-se como importante época em que se aumenta a consciência para o maior uso do isolamento térmico nas edificações, inclusive nas residências, em função da necessidade de poupar recursos energéticos e metais. Foi na década de 1940 que surgiram os primeiros experimentos envolvendo o poliestireno extrudido (XPS) pela companhia americana Dow Chemical, enquanto a espuma de EPS (poliestireno expandido) somente foi desenvolvida em 1959, pela Koopers Company. aumentou vertiginosamente, incitou-se uma grande popularidade e sensibilidade por parte do público geral quanto às questões de eficiência energética e, portanto, da necessidade de isolamento térmico das edificações como meio de se conservar energia, sendo uma medida então necessária por fins econômicos. Após esse período, o mundo passou a olhar para o desperdício de energia nas construções, de modo a serem implantadas inúmeras medidas no sentido de buscar um uso mais eficiente da energia nos edifícios. As medidas norte-americanas do Federal Energy Management Improvement Act de 1988 para edifícios federais e o Energy Policy Act de 1992, por exemplo, aumentaram os requisitos quanto à eficiência e à conservação energética nos edifícios tanto públicos quanto particulares. Em Portugal, deve-se destacar o surgimento do Regulamento das características de comportamento térmico dos edifícios (RCCTE) de 1990 que foi o primeiro instrumento legal que regulamenta as condições térmicas de conforto nos edifícios, contribuindo para o incremento da qualidade da construção 22 (pp.11). Deve-se salientar que ele representa uma tentativa de atender às condições de conforto térmico entretanto, sem o gasto excessivo de energia. Desde sua criação, porém, houve algumas atualizações, destacando-se um novo decreto em 2006, em função das novas necessidades e das mudanças de alguns pressupostos antes estabelecidos. Nesse mesmo ano, foi aprovado o Sistema Nacional de Certificação energética e da qualidade do ar interior nos edifícios (SCE), enquadrandose na Directiva nº 2002/91/CE, do Parlamento Europeu que estabeleceu que todos os países membros da União Européia devem implantar um sistema de certificação que informe aos cidadãos as qualidades térmicas dos edifícios. Atualmente a importância do isolamento térmico é cada vez maior, em especial no que se refere ao controle térmico do edifício feito de modo racional, fato que pode ser observado em especial nas certificações internacionais tais como a Leed inglesa, a Ashrae americana e a HQE francesa. Pode-se ressaltar a importância dada à conservação de energia na certificação inglesa Leed, por exemplo, em que mais de 35% da pontuação atribuída refere-se ao campo energia, sendo o principal aspecto, a otimização da performance energética. Pode-se dizer que a construção de casas e outros edifícios inicialmente seguia uma lógica da disponibilidade geográfica dos materiais e das condições climáticas. As necessidades, portanto, eram diferentes e a busca por soluções quanto ao isolamento térmico seguia requisitos específicos que eram cumpridos com o uso de materiais essencialmente locais. O uso dos materiais isolantes mudou conforme as características das construções e o seu uso mais comum atualmente é resultado do tipo de construção atual. Até a década de 1920, as edificações eram majoritariamente feitas a partir do uso de materiais rígidos e pesados, o que resultava em paredes mais espessas e aberturas menores, garantindo uma resistência maior quanto às mudanças de temperatura. O uso de materiais mais leves e de superfícies mais delgadas exige uma maior preocupação quanto ao uso de materiais isolantes a fim de garantir uma temperatura interna de maior controle com o uso racional da energia elétrica. Posteriormente, durante a década de 1970 quando ocorreram as duas grandes crises energéticas e o preço do petróleo 1 BYNUM, p. 3 2 ABRANTES, p.11
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02 Cultura e Contexto A necessidade de isolar termicamente um projeto tem sua forma variada e depende da região do planeta onde se encontra. Isso acontece porque esta relacionada com o clima local. Enquanto na Europa, para obter conforto térmico, a maior necessidade é preservar o calor interno e evitar que o frio entre, no Brasil, na maior parte de sua área, a necessidade é de barrar a entrada excessiva de calor. A diferença é que na Europa, devido ao seu inverno rigoroso e a grande variação climática das estações, o isolamento térmico é indispensável e já faz parte do projeto. Como no Brasil a variação climática é relativamente baixa, não se faz necessária a utilização de isolamento térmico para manter o calor dentro das casas no inverno. Devido a isso e ao fato de ser um elemento que encarece o projeto, o isolamento térmico acaba sendo ignorado. Porém, nos últimos anos, a temática do aquecimento global entrou na agenda dos governos e tornou-se numa preocupação crescente para as empresas e para todos os cidadãos. A energia transformou-se num bem escasso e, como tal, é urgente governos, empresas e todos os cidadãos adotem medidas de eficiência energética. Características da envolvente (coeficientes transmissão térmica U, pontes térmicas planas, fator solar dos vãos envidraçados); Limites de necessidades energéticas (aquecimento, arrefecimento, AQS) convertidas para energia primária. Já no Brasil, a Certificação de Eficiência Energética de Edifícios - PROCEL EDIFICA, se encontra em vigor desde 2007 em caráter voluntário, mas passará a ser obrigatório a partir de 2012 conforme a Lei de Eficiência Energética n.10.295/01. Ela exige uso racional da energia elétrica em edificações desde sua fundação e incentiva a conservação e o uso eficiente dos recursos naturais (água, luz, ventilação etc.) nas edificações, reduzindo os desperdícios e os impactos sobre o meio ambiente. O consumo de energia elétrica nas edificações corresponde a cerca de 45% do consumo faturado no país. Estima-se um potencial de redução deste consumo em 50% para novas edificações e de 30% para aquelas que promoverem reformas que contemplem os conceitos de eficiência energética em edificações. O isolamento Térmico faz parte do conjunto de soluções exigidas por essas leis e assegura o conforto ao ambiente construído, que é um dos aspectos mais importantes de qualquer projeto arquitetônico.. Na Europa, atualmente, os edifícios são responsáveis pelo consumo de cerca de 40% da energia final, sendo que mais de 50% deste pode ser reduzido através de medidas de eficiência energética. Assim, o Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE) foi desenvolvido no âmbito da nova legislação relativa à qualidade térmica dos edifícios e pretende reduzir a energia gasta pelos utilizadores dos edifícios para garantir as condições de conforto térmico e, consequentemente, a energia gasta por Portugal. Fazem parte do SCE o RSECE e o RCCTE: O RSECE (D.L. 79/2006) é o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios. Este regulamento define um conjunto de requisitos aplicáveis a edifícios de serviços e de habitação dotados de sistemas de climatização, os quais, para além dos aspectos da qualidade da envolvente e da limitação dos consumos energéticos, abrangem também a eficiência e manutenção dos sistemas de climatização dos edifícios, obrigando igualmente à realização de auditorias periódicas aos grandes edifícios de serviço. O RCCTE, D.L. 80/2006, é o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos edifícios que estabelece os requisitos de qualidade para a construção de edifícios, nomeadamente ao nível da envolvente (paredes, envidraçados, pavimentos e coberturas), contabilizando e controlando as perdas térmicas e os ganhos solares excessivos. O RCCTE estabelece,entre outros, requisitos regulamentares referentes a:
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO 03 Modos de Aplicação O isolamento térmico pode ser aplicado em toda a envolvente do edifício. A abordagem do trabalho, porém, será em torno do isolamento de paredes, porém, o isolamento térmico também pode ser aplicado nas coberturas, pavimentos e caixilharia. Há variados tipos de materiais que podem ser utilizados, desde os mais tradicionais como o XPS e o EPS, os mais naturais como fibras de lã de ovelha e cânhamo, até compostos reciclados e outros que estão a surgir como o composto de EPS associado ao grafite. A escolha de qual tipo de material escolher e o modo de aplicação a ser adotado varia de caso a caso e deve seguir os requisitos que a edificação e os usuários demandam. PAREDES A escolha do sistema ideal de isolamento térmico varia segundo cada situação. Deve-se buscar a melhor opção segundo os requisitos a serem atendidos. Basicamente pode-se classificar três tipos de isolamento de paredes: o isolamento pelo exterior, pelo interior e em parede dupla (material isolante colocado entre paredes), sendo que existem variados materiais para cada situação. ISOLAMENTO EM PAREDE DUPLA A aplicação do sistema de isolamento em parede dupla consiste na utilização de material isolante entre dois panos de parede. É um sistema considerado tradicional e muito utilizado. Anteriormente ao uso de material isolante específico nesse sistema, a construção de paredes duplas era muito comum e se utilizava do espaço de ar interior com o intuito de melhorar o isolamento térmico dos edifícios. No entanto, com a introdução de materiais específicos para o isolamento tornou o sistema mais eficiente. Atualmente há a opção de se possuir uma parede dupla ventilada com a colocação de material isolante inclusive, sendo vantajosa a ventilação no sentido de permitir a evaporação de possíveis infiltrações e condensações, evitando patologias. O material da parede pode ser muito diversificado como betão, tijolos e gesso acartonado e o isolamento pode ser feito com o uso de EPS (poliestireno expandido), XPS (poliestireno extrudido), cortiça, lã de rocha, placas de fibra madeira, placas de vidro celular, fibras naturais, painéis de materiais reciclados e outros. A execução desse sistema deve ser muito bem feita (ainda que não necessite de mão de obra especializada), uma vez que praticamente não há acesso ao material interno, sendo necessária a quebra das paredes caso haja necessidade de intervenção posterior, de difícil execução e custos elevados. Uma das necessidades a serem pensadas desse tipo de isolamento é que é necessário eliminar as pontes térmicas, isolando também as descontinuidades do edifício a fim de se conseguir obter o máximo de eficiência. O fato desse tipo de revestimento estar localizado dentro da parede resulta em uma maior amplitude de temperatura na parede exterior, provocando esforços que podem vir a gerar patologias no revestimento e eventualmente na estrutura. ISOLAMENTO PELO EXTERIOR (ETICS) No isolamento pelo exterior, não há necessidade de haver uma cavidade entre paredes. Dessa forma, é uma solução adequada para quando se necessitam paredes de menor espessura e menor carga na estrutura. O material isolante (em geral placas) é aplicado diretamente na fachada do edifício o qual é posteriormente revestido por uma camada de reboco, servindo inclusive como uma camada protetora do edifício. A parede do edifício se encontra, portanto, no lado isolado, portanto menos suscetível às variações de temperatura do exterior (aumento da inércia térmica interior). Atualmente é o método mais utilizado, pois, se bem executado, consegue resolver a grande maioria das questões referentes ao isolamento de maneira eficiente e simples. A grande vantagem desse sistema é que ele representa uma camada contínua pelo exterior do edifício, eliminando, portanto, a existência de pontes térmicas nas descontinuidades da construção (onde há vigas, lajes, pilares e caixas de estore, por exemplo) e, por ser aplicado diretamente no exterior, não há necessidade de suspensão das atividades rotineiras que ocorrem no interior do edifício, sendo, portanto, uma boa alternativa para a reabilitação térmica de edifícios com ocupação permanente. Deve-se ressaltar, no entanto, que existe a necessidade de mão de obra especializada para a execução da obra. Os materiais mais utilizados para esse tipo de isolamento são EPS, XPS, cortiça, lã de rocha de alta densidade, placas de vidro celular, placas de fibras de amianto, placas de fibra madeira, fibras naturais como o cânhamo, o algodão, o linho e outros, placas de materiais reciclados e outros. Sobre as soluções de acabamento, podem ser aplicadas soluções de revestimento aderido (como rebocos que, no caso de aplicados no exterior necessitam de tratamento especial em função da incidência da radiação solar, exigindolhe maior elasticidade) ou de revestimento não aderido como placas de pedras e painéis que auxiliam no melhor comportamento térmico da parede em função da caixa de ar formada entre o material de isolamento e o revestimento, necessitando, no entanto, de uma estrutura intermediária em que são fixados os painéis. ISOLAMENTO PELO INTERIOR O isolamento colocado pelo interior é uma opção eficiente em edifícios que estejam provisoriamente desocupados, pois implica em uma solução em que é necessária a intervenção feita no interior. Sobre o material de isolamento, podem ser aplicados revestimentos aderidos, como rebocos e estuques ou revestimentos não-aderidos como placas de gesso e madeira. Em alguns casos, os painéis de isolamento já incluem o revestimento interior, o que resulta em uma colocação rápida. Assim como o ETICS, também possui uma dimensão menor da parede se comparado com as paredes duplas, porém há uma redução da área interna. O sistema, no entanto, possui algumas desvantagens. Devem ser tratadas as pontes térmicas do exterior para que o sistema seja eficiente de fato, evitando-se o risco das condensações na superfície e a consequente formação de patologias e a estrutura, por estar no lado externo, está sujeita às variações de temperatura e às ações da água. O uso dessa solução deve ocorrer, portanto, em situações excepcionais e sob as devidas precauções. Os materiais que podem ser utilizados nesse tipo de isolamento são os mesmos materiais utilizados no sistema ETICS. COBERTURAS P. 7
De maneira muito geral, as coberturas podem ser divididas em planas ou inclinadas e o isolamento pode ser feito pelo interior ou exterior da estrutura, seguindo os requisitos próprios. Assim como nas paredes, pode-se dizer em uma vantagem da instalação do material isolante pelo exterior, pois evita as variações de temperatura da estrutura, bem como isola o edifício como se fosse uma capa externa, tirando partido da inércia térmica da estrutura. Nas coberturas planas, o isolamento térmico pode ser feito tanto pelo lado exterior quanto pelo interior. Se feito pelo exterior da estrutura, já a protege das possíveis variações de temperatura que podem resultar em deformações e até mesmo fissurações. Pode-se vir sobre ou sob a camada de impermeabilização. Segundo catálogo da empresa Dow33, é mais vantajosa a aplicação do isolamento térmico sobre a impermeabilização (denomina-se invertida), muito embora o material de isolamento necessite de um tratamento especial, pois estará sujeito às variações térmicas de temperatura e exposto à água da chuva. O que ocorre, no entanto, é uma maior proteção à camada impermeabilizante, evitando o seu desgaste e as graves patologias que podem vir a ocorrer desse desgaste. Esse sistema, porém, só pode ser usado com o XPS, que é o único material que atende aos requisitos da UEAtc (União Européia para a Homologação Técnica na Construção) quanto ao que diz respeito às exigências à ação da água 44. Sobre a camada de isolamento térmico que já deve possuir resistência mecânica segundo o tipo de utilização da cobertura, é adicionado um revestimento que serve como proteção às placas, tanto em coberturas transitáveis quanto não transitáveis, podendo, inclusive serem dotadas de jardins. Os materiais isolantes que podem ser utilizados nas coberturas planas tradicionais (que possuem impermeabilização sobre o isolamento térmico) são em geral em forma de placas tais como aglomerado de cortiça expandida, EPS, XPS, lãs minerais, espuma rígida de poliuretano, placas de fibra de madeira, placas de fibra de amianto, placas de materiais reciclados, fibras de materiais naturais como cânhamo, algodão entre outros. Já nas coberturas inclinadas, o isolamento pode ser feito, assim como nas coberturas planas, tanto pelo lado exterior quanto pelo interior da estrutura, tendo-se em conta as particularidades de cada situação. Em caso de existência de esteira horizontal, deve-se estabelecer se o espaço do desvão é ou não habitado. Caso não exista a esteira horizontal ou exista e o sótão seja habitado, normalmente se instala o isolamento térmico, junto da estrutura do telhado, sobre a superfície das vertentes, sendo um processo que exige grande precisão e mão de obra especializada. Caso seja habitado, é frequente a colocação do isolamento sobre a própria laje de esteira. Os materiais utilizados são os mesmos que nas coberturas planas, podendo ainda ser do tipo manta ou grânulos, mais recomendados em situações do tipo laje de esteira sem utilização dos sótãos, sendo uma aplicação que pode ser feita sem mão de obra qualificada. que estejam elevados em relação ao solo ou pisos sobre caves e garagens. O posicionamento do material isolante deve ser feito no exterior, sobre a laje, de modo a evitar as diferenças de temperatura na estrutura, sendo que há basicamente dois tipos de solução, uma em que o material é fixado diretamente sobre a estrutura, podendo haver cobertura por revestimento e outra em que existe uma caixa de ar no qual o isolamento é colocado (teto-falso). CAIXILHOS O isolamento térmico do edifício nos vãos pode ser feito pela utilização de vidros duplos. Nesse caso, são instalados dois painéis de vidro com uma camada de ar entre eles, podendo esse sistema ser melhorado utilizando-se um vidro de capa de baixa emissividade e utilizando-se um gás mais pesado em substituição ao ar que se encontra entre os vidros tal como o Árgon. Deve ser considerada ainda a junção entre os vidros e o caixilho de modo a melhorar o desempenho térmico, evitando-se condensações. Os vidros duplos podem ser classificados segundo suas características térmicas: a qualidade da capa de baixa emissividade, o espaço entre os vidros e o tipo de gás utilizado entre os vidros. Em alguns casos, um vidro duplo de bom comportamento térmico, segundo a Agência Municipal de Energia de Seixal, permite que se tenha uma economia de cerca de 80% se comparado a um vidro simples. SELANTES Os pequenos orifícios e aberturas de uma edificação também podem comprometer a eficiência de um isolamento térmico bem executado. Nesse caso, há produtos específicos que funcionam como selantes, tais como a espuma de poliuretano, o silicone e o mastique. PAVIMENTOS Segundo Rodrigues55, apenas os pavimentos que se encontram sobre espaços exteriores e os que fazem fronteira com espaços interiores não aquecidos necessitam de um isolamento térmico específico, citando como exemplos pisos 3 CATÁLOGO DOW STYROFOAM, p. 24 4 RODRIGUES, p. 386. 5 RODRIGUES, p. 395.
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO 04 Álvaro Siza Vieira O arquiteto Álvaro Joaquim de Melo Siza Vieira, mais conhecido com Álvaro Siza Vieira, nasceu em 1933, na cidade de Matosinhos, em Portugal. Entre 1949 e 1955, estudou na Escola de Arquitectura da Universidade do Porto, onde mais tarde veio a lecionar durante o período de 1966-69 e novamente em 1976. Também lecionou na École Polythécnique de Lausanne, University of Pennsylvania, Universidade de Los Andes em Bogotá e na Graduate School of Design of Harvard University. No início de sua carreira, colaborou com o arquiteto Fernando Távora e logo se empenhou em um projeto coletivo do período: não ser tradicionalista e não ignorar suas raízes. A tônica de sua arquitetura centra-se em três principais aspectos: as potencialidades do local, o programa e a solução técnico-construtiva encontrada. Deve-se destacar ainda a importância das raízes em suas obras, acreditando que há uma primeira idéia muito conectada com o passado e com a memória. Segundo Curtis6, a simplicidade de alguma obra de Siza, caso uma dessas seja reduzida a uma única imagem essencial, poderia ser descortinada por uma rede de vetores no espaço que foram traçados delineando superfícies de luzes e sombras variáveis, em sintonia com um terreno particular. É de se destacar, em sua obra, a importância que a paisagem assume junto do edifício, ao ajudar no percurso arquitetônico pensado, o qual será percorrido e usufruído pelo usuário, utilizando-se de janelas, aberturas, enquadramentos, terraços, contornos, uma composição de opacidade e transparência que cria o encaminhamento. No exterior, há uma composição das linhas, das geometrias e dos materiais com a paisagem, seja ela urbana ou natural. A geografia do local é um dos temas mais recorrentes em sua obra, compondo-se como uma paisagem-cenário para a arquitetura onde as pessoas são tanto os observadores quanto os atores. Segundo a citação do juri quando de sua nomeação para o Pritzker Prize em 1992, suas formas, moldadas pela luz, possuem uma simplicidade ilusória; elas são honestas, complementando ainda, ao dizer que sua arquitetura se faz através do respeito pelo seu país de origem, Portugal e os seus materiais e formas, do respeito pelo contexto, seja ele natural ou construído e ainda, respeito pelo tempo atual em que o arquiteto possui inúmeros desafios. Fala-se, portanto, na importância que os materiais possuem em sua obra e como o edifício se relaciona com o entorno. É dizer que suas formas buscam se entrosar com o entorno, assim como a escolha precisa dos materiais. No caso da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto, fica clara essa relação com o rio, de um lado e a via rápida de automóveis do outro. Abrem-se as visuais para a paisagem cênica e fecha-se para o lado mais ruidoso. Quanto à escolha do material desse mesmo projeto, a idéia inicial era utilizar um revestimento de pedra, porém, devido a questões financeiras, a construção foi feita em betão e revestida por um isolamento e um revestimento final. No caso, a escolha da cor e do material está relacionada com as características que o edifício ganhará com o tempo, o choque que ele é e será na paisagem, como afirma o próprio Siza Vieira em entrevista a Dominique Machabert: Se hoje em dia o branco do edifício provoca um efeito de choque na paisagem, com o tempo a cor vai ganhar pátina. Gosto do vigor do edifício quando surge, e depois, quando, ao longo do tempo, se desvanece. Como nós. 7 Nesse aspecto de como o edifício aparece na paisagem e dialoga com a paisagem do entorno, a escolha do material de revestimento é fundamental. Deve-se, portanto, destacar essa relação intrínseca entre o isolamento utilizado e o material aparente externo, no sentido de necessitar fazer a escolha certa de um material que possa transmitir a idéia desejada. Para citar alguns exemplos, nos trabalhos da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto, no seu escritório de projectos e no Museu de Serralves, o tipo de isolamento adotado foi o tipo ETICS, em que a fachada exterior é revestida com estuque, fornecendo, dessa maneira, o desejado aspecto sem ter a necessidade de resolver os inúmeros problemas causados pelas pontes térmicas em soluções do tipo parede-dupla. 6 CURTIS, p.33 7 MACHABERT P. 11
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO 05 FAUP ESCOLA DE ARQUITETURA DO PORTO, DE ÁLVARO SIZA PORTUGAL, PORTO 1986/1993 O novo conjunto de edifícios se situa em um térreo aterrado com vista para o rio Douro. Limitado ao norte por uma das principais estradas de acesso a cidade e a leste por um terreno ocupado pela Quinta de Póvoa e o Pavilhão Carlos Ramos. A escola foi feita para 500 alunos mas hoje abriga mais que o dobro. Se organiza em duas séries de edifícios que delimitam o campus triangular que forma um pátio semi-aberto. Os quatro prédios de aula independentes constituem a ala sul. A disposição desses volumes, permite a abertura do campus para o rio. Esse pavilhões de formas e alturas variadas são conectados por uma galeria situada a 3 metros abaixo do nível do campus. P. 13
06 Um Corte Construtivo O corte construtivo mostra a parede externa e a laje de cobertura trabalhadas com o isolamento térmico externo. Os dois pormenores apresentados demonstram como acontecem esses dois tipos de isolamento. O corte é da fachada mostrada na imagem:
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07 Aspectos Técnicos dos Materiais EPS O EPS - poliestireno expandido é um plástico celular e rígido, que se pode apresentar numa multitude de formas e aplicações. O EPS é uma espuma de poliestireno moldada, constituída por um aglomerado de grânulos, e é o material utilizado para placas para isolamento na construção civil, para caixas de peixe, para embalagens de eletrodomésticos e produtos eletrônicos e para muito mais. Além de ser um excelente material de isolamento térmico, pode também ser um sistema construtivo. São os mais diversos os exemplos do emprego de EPS em sistemas isolantes de coberturas, paredes e pavimentos, tal como em todo o tipo de obras, desde os grandes viadutos, estradas, grandes edifícios até à pequena moradia. As principais características do EPS tornam-no num material especialmente apropriado para uma utilização como isolante, elemento de aligeiramento e enchimento, substrato para a realização de formas decorativas de acabamento e para muito mais. E ainda, ao substituir elementos construtivos "tradicionais" por outros em EPS, obtemos edifícios com um melhor rendimento energético, logo com um melhor comportamento face ao meio ambiente. XPS Existem outros tipos de espumas de poliestireno que, no entanto, não são EPS. O XPS - poliestireno extrudido, que é também uma espuma rígida de poliestireno, mas diferencia-se do EPS por ser obtida por um processo de extrusão em contínuo e por empregar outros gases expansores. A sua única aplicação corrente é como isolamento na construção civil, apresentando-se sob a forma de placas coloridas. VANTAGENS Elevado desempenho térmico com baixa condutibilidade; Altamente resistente à absorção de água, tendo capilaridade nula; É de fácil aplicação e manuseamento e tem elevada resistência mecânica; É imputrescível e não propício ao aparecimento de bolor e outras eflorescências; Não é afectado por chuva, neve ou gelo e a sujidade é facilmente lavável; Não têm qualquer valor nutritivo para roedores ou insectos. UTILIZAÇÃO Isolamento de cobertura (tradicional e invertida); Isolamento de cobertura invertida ajardinada; Isolamento de pisos e pavimentos; Isolamento de caixa-de-ar de paredes exteriores. VANTAGENS Baixa condutibilidade térmica Leve Resistência mecânica Baixa absorção de água e insensível à umidade Fácil de manusear e colocar Resistente quimicamente Versátil Resistente ao envelhecimento
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO LÃ DE ROCHA Fibras de lã de rocha aglutinadas com composto sintético. VANTAGENS É incombustível e tem estabilidade mecânica até à temperatura de 750 C; Não liberta gases tóxicos e não provoca alergias; Excepcional nível de absorção acústica e excelente comportamento térmico; Não retém água devido à sua estrutura não capilar; Não altera com o passar dos anos; Permite a passagem do ar; Recupera sempre a espessura original após retirada a força deformadora UTILIZAÇÃO Paredes interiores/ Fachadas/ Pavimentos/ Coberturas inclinadas; Protecção anti-incêndios (isolamento de condutas de ar condicionado); Barreiras corta-fogo; Construção de arcas frigoríficas; Correcções acústicas, estúdios de gravação, salas de espectáculo, auditórios, etc.; Indústria automóvel; VANTAGENS É incombustível (grande resistência ao calor e ao fogo); Excelente comportamento térmico; Tem elevado coeficiente de abosrção acústica; Tem baixo peso (produto de fácil manuseamento e aplicação); Têm grande elasticidade (adquire a sua forma original rapidamente); É resistente à água, agentes químicos e naturais; Não se deixa atacar nem destruir pela acção de roedores; Não favorece a proliferação de fungos ou bactérias; É durável, mantendo as suas capacidades ao longo do tempo; UTILIZAÇÃO Isolamento de condutas de ar condicionado e ventilação; Isolamento de tectos falsos; Correcções acústicas; AGLOMERADO CORTIÇA O aglomerado negro de cortiça expandida, deriva de uma matéria-prima totalmente natural e renovável - a cortiça, cuja extracção da árvore se enquadra no seu ciclo de vida. É constituída por milhões de células suberosas - cada célula funciona como um isolante acústico e térmico e amortecedor em miniatura de pressão e absorve os choques, revelando-se assim como o isolamento acústico preferido por quem aposta em produtos naturais e amigos do ambiente. É um produto 100% natural, inalterável, eficiente e reciclável. É particularmente usado em estúdios de som e de rádio. Nas habitações, é aplicado nos pavimentos, caixas-de-ar, paredes interiores, tectos falsos, coberturas e fachadas. O regranulado de cortiça pode ser misturado com cimento e areia para diversas aplicações industriais. VANTAGENS LÃ DE VIDRO A lã de vidro provém de uma substância líquida inorgânica obtida através de um conjunto básico de vários elementos: a sílica, em forma de areia, que assume o papel de vitrificante, o carbonato de sódio, sul,fato de sódio e potássio, para que a temperatura de fusão seja mais baixa, e o carbonato de cálcio e magnésio, como estabilizantes para conferirem a este material uma elevada resistência à umidade. A lã de vidro pode ser apresentada sob a forma de mantas que, ao serem instaladas, adquirem a forma de máquina ou conduta que se pretende isolar. Neste caso, o produto não recebe aplicação de resina, sendo comercializado na forma de grandes rolos. Isolamento térmico e acústico extremamente eficaz; Economiza energia; Durabilidade ilimitada; Reciclável; Reduz a transmissão de vibrações; Não absorve água; Produto natural (mais saudável) e amigo do ambiente. UTILIZAÇÃO Correcção acústica de estúdios de som, rádio, televisão, auditórios; Isolamento térmico e acústico de pavimentos, caixas-de-ar, coberturas e fachadas; Revestimento de paredes interiores, tectos falsos, pavimentos e betão leve (regranulado de cortiça). P. 19
TELA REFLETORA As telas reflectoras são um contributo importante, criando um sistema de isolamento que reduz as perdas de calor no Inverno e reflecte o calor do exterior no Verão. VANTAGENS Conforto térmico no Verão e Inverno; Economia de energia; Rápido e fácil de colocar; Elevada flexibilidade; Material extremamente leve, de elevada resistência mecânica; Alto poder reflector (até 95% de reflexão); Impermeável UTILIZAÇÃO Isolamento de caixas-de-ar; Isolamento de pisos; Isolamento de coberturas; Revestimento de condutas de ar forçado; Isolamento de construções metálicas (paredes laterais e cobertura).
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO 08 Alguns pormenores de construção 3D Pode-se notar pelas perspectivas seguintes que as placas de isolamento são fixadas à alvenaria ora por fixações mecânicas, ora por argamassas adesivas. Ambas as soluções são possíveis nos dois casos (ETICS e parede dupla). Em situações específicas, pode-se demandar, ainda, o uso dos dois tipos de fixação simultaneamente. Os desenhos apresentados a seguir buscam fazer uma pequena comparação entre os sistemas de isolamento térmico de paredes pelo exterior (ETICS) e o isolamento por parede dupla. Os dois sistemas são os mais comuns, sendo que o isolamento térmico pelo exterior está a ser mais utilizado atualmente tanto em edificações novas quanto em reabilitações, em função das diversas vantagens que a própria lógica do sistema proporciona. No entanto, o uso da parede dupla é ainda bastante corrente e merece ser melhor explicado para que o isolamento térmico possa ser muito bem executado, de modo a fazer o melhor uso desse sistema. A questão das pontes térmicas é essencial em se tratando de isolamento térmico. O ideal é que elas sejam pensadas em projeto, para serem executadas durante a obra, de modo a otimizar o sistema de isolamento escolhido. A ocorrência das pontes térmicas é associada às descontinuidades do edifício, sendo os mais comuns os pilares, as vigas, as lajes e as caixas de estore. O que ocorre é que são pontos mais sensíveis e que merecem um tratamento específico, pois estão em geral associados de uma forma descontínua com a alvenaria, resultando em uma interação diferenciada com o exterior e sua temperatura. No caso do isolamento térmico pelo exterior, já ocorre a supressão das pontes térmicas em função do próprio posicionamento da camada isolante. Ao ser colocada pelo lado externo da fachada, todos os componentes que poderiam vir a ter um comportamento diferencial já se encontram nitidamente isolados, sem contato com o exterior e, portanto, não há necessidade de fazer o tratamento isolado de cada elemento. É a grande vantagem do sistema ETICS, um pano de isolamento térmico contínuo sobre a alvenaria, pois a lógica do sistema já elimina um dos principais problemas dos outros tipos de isolamento. Esse detalhe pode ser observado pela figura seguinte, em que são mostradas na perspectiva explodida as camadas de uma parede simples com tratamento térmico tipo ETICS e revestimentos interno e externo. As camadas externas ao pano de alvenaria são todas contínuas, não havendo interferência, inclusive das vigas (como mostrado no detalhe). Diferentemente do isolamento tipo ETICS, o isolamento térmico através do uso de parede dupla, ainda muito utilizado, possui a necessidade de fazer o tratamento das pontes térmicas, uma vez que as descontinuidades do edifício em geral atravessam o espaço de ar entre as duas paredes e, portanto, a camada de isolamento. Dessa maneira, é necessário que, nesses espaços exista o tratamento diferenciado, uma vez que não se pode obter um pano contínuo de isolamento. Faz-se uso de placas menores junto do pano de alvenaria externo que tem por objetivo isolar essas descontinuidades como pode ser visto na imagem seguinte em que a viga é apoiada tanto no pano de alvenaria interno quanto no externo, criando um espaço sem isolamento junto das placas isolantes principais localizadas entre as duas paredes. Essa mesma solução pode ser usada para as outras pontes térmicas geradas por lajes, pilares e caixas de estore. P. 21
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO 09 Referências de Catálogo e Marcas FASSA BORTOLO (EPS) DOW GREAT STUFF PRO DOW STYROFOAM (XPS) IBERFIBRAN ISOLANTE TÉRMICO (XPS) WEBER ETIC S CAPOTTO ETIC S MAXIT HOTSKIN (EPS) P. 23
ISAR AMORIM CORTIÇAS LINK PARA CÁLCULO DE ESPESSURAS SEGUNDO DL 80/2006 http://building.dow.com/europe/pt/resource/espessuras.htm
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ISOLAMENTO TERMICO 10 Bibliografia e outras Referências LIVROS ALVES, S. et alli. Paredes exteriores de edifícios em pano simples. Lidel: Lisboa, 2003. BYNUM Jr., R. T. Insulation Handbook. McGraw Hill, New York, 2001. CURTIS, W. Alvaro Siza: una arquitectura e bordes. in El Croquis - Alvaro Siza 1958,2000. MACHABERT, D. et alli. Alvaro Siza: uma questão de medida. Caleidoscópio: Casal de Cambra, 2009. MASCARENHAS, J. Sistemas de construção IV Paredes e materiais básicos. Livros Horizontes: Lisboa, 2006. Sistemas de construção IV Coberturas planas, juntas, materiais básicos. Livros Horizontes: Lisboa, 2006. Sistemas de construção VI Coberturas inclinadas. Livros Horizontes: Lisboa, 2006. RODRIGUES, A. M. et alli. Térmica de edifícios. Orion: Alfragide, 2009. RODRIGUES, J. Alvaro Siza: obra e método. Civilização, Porto, 1992. TRIGUEIROS, L. Álvaro Siza. Blau, Lisboa, 1995. SÍTIOS DA INTERNET http://www.acepe.pt/ http://alvarosizavieira.com http://www.amorim.com http://www.anabbrasil.org/cursos.asp?action=v_cur&id_cur=61 http://assohqe.org/hqe http://www.ashrae.org http://www.fibrosom.com http://www.iberecamargo.org.br/content/museu/alvaro.asp http://www.isosfer.pt http://www.pt.sgs.com http://www.sotecnisol.pt http://www.usgbc.org/leed P. 25
Edições 2010/2011 FAUP