Projeto Laboratório Ecoenergia Integrando Conceitos e Tecnologias de Sustentabilidade Em Edificações

7/23/2019 Projeto Laboratrio Ecoenergia Integrando Conceitos e Tecnologias de Sustentabilidade Em Edificaes

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA

SETOR DE CINCIAS AGRRIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

JOO HENRIQUE FRANCIO ZANINI

LEANDRO CESAR FABRIL JUNIOR

PROJETO LABORATRIO ECOENERGIA INTEGRANDO CONCEITOS ETECNOLOGIAS DE SUSTENTABILIDADE EM EDIFICAES

PONTA GROSSA

2014


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PROJETO LABORATRIO ECOENERGIA INTEGRANDO CONCEITOS ETECNOLOGIAS DE SUSTENTABILIDADE EM EDIFICAES

Trabalho de Concluso de Curso apresentado paraobteno do ttulo de graduado na UniversidadeEstadual de Ponta Grossa, rea de Engenharia Civil.

Orientadora: Prof. Dr. Giovana Ktie Wiecheteck.Co-orientador: Prof. Ps-Dr. Marcos Rogrio Szliga.

PONTA GROSSA

2014


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PROJETO LABORATRIO ECOENERGIA INTEGRANDO CONCEITOS E TECNOLOGIAS DESUSTENTABILIDADE EM EDIFICAES

Trabalho de Concluso de Curso apresentado para obteno do ttulo de graduado na

Universidade Estadual de Ponta Grossa, rea de Engenharia Civil.

Ponta Grossa, 10 de Novembro de 2014

___________________________________

Prof. Dr. Giovana Ktie Wiecheteck

Doutora em Hidrulica e Saneamento

Universidade Estadual de Ponta Grossa

___________________________________

Prof. Ps-Dr. Marcos Rogrio Szliga

Ps-doutor em Concentrao em Hidrulica e Saneamento


___________________________________

Prof. Ms. Patrcia Krger

Mestre em Engenharia de Produo


___________________________________

Prof. Joel Larocca Junior

Mestre em Economia



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AGRADECIMENTOS

A Deus, por me conceder sade, f e disposio para alcanar meus objetivos.

Aos meus pais, por me apoiar, incentivar e acreditar.

A Prof. Dr. Giovana Ktie Wiecheteck e ao Prof. Ps-Dr. Marcos Rogrio Szliga pela

orientao e confiana.

Ao Departamento e aos demais professores de Engenharia Civil pelo acolhimento, pacincia e

ensinamentos.

E a todos que de alguma forma contriburam para a elaborao desta pesquisa.


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A mente que se abre a uma nova ideia jamais volta ao seu tamanhooriginal

(Albert Einstein)

Aquilo que comea a se movimentar continua se movimentando. Oprocesso por si s alimenta o fogo.

(Leandro Cesar Fabril Junior)


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RESUMO

O Laboratrio Ecoenergia consiste em uma edificao modelo para aplicao, pesquisa e

desenvolvimento de tecnologias de sustentabilidade ambiental em construo civil. O projeto deste

laboratrio prev aplicaes de metodologias, servios, materiais e instalaes com a funo de

agregar s caractersticas e atividades que proporcionem demonstrao, o monitoramento, a

adaptao e o desenvolvimento dos sistemas no contexto da sustentabilidade ecolgica e eficincia

energtica. Ser utilizado na execuo da obra o emprego de materiais e insumos de menor impacto

ambiental, menor emisso de carbono e utilizao de recursos locais. No projeto para a ocupao

da edificao, foi considerado o emprego eficiente da energia renovvel, a microclimatologia dos

ambientes atravs da geometria construtiva e das solues de controle sobre o ambiente natural, o

aproveitamento racional dos recursos naturais bem como sistemas de separao de resduos etratamento de guas residurias. O laboratrio ser utilizado para observao e experimentao de

todos os sistemas sob o ponto de vista cientfico e tecnolgico por meio da implantao de processo

contnuo de pesquisa acadmica e tecnolgica com envolvimento da Universidade Estadual de

Ponta Grossa e a iniciativa privada que atravs da exposio de solues no Laboratrio Econergia

viabilizar a realizao de constataes e avanos no crescimento sustentvel e na obteno de

maior eficincia na gerao e consumo de energia.

Palavras-chave:Construo civil sustentvel. Sustentabilidade em edificaes. Ecoenergia.


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LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1Casa Solar de 1979 projetada por Ken-ichi Kimura...........................................14

Figura 2Universidade de Tongji - China..........................................................................15

Figura 3Universidade Federal de Santa Catarina.............................................................15

Figura 4Universidade Tecnolgica Federal do Paran.....................................................16

Figura 5Sistema fotovoltaico independente com corrente contnua................................18

Figura 6Detalhamento da cobertura verde.......................................................................19

Figura 7Suspenderam os jardins.......................................................................................21

Figura 8Esquemtica da Zona de Razes..........................................................................23

Figura 9Planta do pavimento trreo.................................................................................24

Figura 10Planta do pavimento superior............................................................................25

Figura 11 Esquema da instalao dos equipamentos de gerao e transformao de

energia..................................................................................................................................27

Figura 12Aquecimento da gua utilizando energia solar.................................................28

Figura 13Esquema de captao de gua pluvial e aquecimento de gua.........................29

Figura 14Esquema de descarte de gua pluvial. ..............................................................30

Figura 15 - Reguladores de Vazo.......................................................................................31

Figura 16Ilustrao do tratamento de Zona de Razes..................................................32

Figura 17Esquema ilustrando a circulao do ar pelo efeito chamin.............................33

Figura 18Telhado verde (camadas)..................................................................................34

Figura 19Parede verde......................................................................................................35

Figura 20Perspectiva geral do projeto..............................................................................37

Figura 21Modelamento 3D..............................................................................................45


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LISTA DE SIGLAS

ANEEL - Agncia Nacional de Energia Eltrica

CACorrente AlternadaCBMPRCorpo de Bombeiros Militar do Paran

CCCorrente Contnua

CES - Construo Energitrmica Sustentvel

CNPJCadastro Nacional de Pessoa Jurdica

CO2- Dixido de Carbono

COVComposto Orgnico Voltil

CPVCPolicloreto de Vinil Clorado

CREAConselho Regional de Engenharia e Agronomia

DBO - Demanda Bioqumica de Oxignio

FSCForest Stewardship Council

IAPAR - Instituto Agronmico do Paran

IDHEAInstituto para o Desenvolvimento da Habitao Ecolgica

LEDLight Emitting Diode

MPa - Megapascal

NPTNorma de Procedimento TcnicoOD - Oxignio Dissolvido

OSB - Oriented Strand Board

pHPotencial Hidrogeninico

PROENGEN - Programa de Interao das Engenharias com o Ensino Mdio

PSCIPPlano de Segurana Contra Incndio e Pnico

PVCPolicloreto de vinila

SPDASistema de Proteo contra Descargas Atmosfricas

UEPGUniversidade Estadual de Ponta Grossa

W - Watt

WWFWorld Wide Fund for Nature


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SUMRIO

1. INTRODUO .............................................................. ................................................................. ..... 11

2. OBJETIVOS ........................................................ ................................................................. ................ 132.1 GERAL ............................................................. ................................................................. ................ 13

2.2. ESPECFICOS ............................................................. ................................................................. ..... 13

3. REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................. ................................................ 14

3.1. CONSIDERAES GERAIS ........................................................... ................................................ 14

3.2. TCNICAS DE ENERGIA ALTERNATIVA ....................................................... ........................... 16

3.3. CONFORTO INTERNO......................................................... ........................................................... 18

3.4. TIPO DE MATERIAIS UTILIZADOS EM CONSTRUES SUSTENTVEIS .......................... 21

3.5. TRATAMENTO DE EFLUENTES ............................................................ ...................................... 234. METODOLOGIA........................................................... ................................................................. ..... 24

4.3. AQUECIMENTO DA GUA UTILIZANDO ENERGIA SOLAR ................................................. 27

4.4. INSTALAES HIDROSSANITRIAS .............................................................. ........................... 29

4.5. TRATAMENTO DE EFLUENTES POR ZONA DE RAZES..................................................... 31

4.6. ILUMINAO E VENTILAO NATURAL ................................................................ ................ 32

4.7. TELHADO E PAREDE VERDE............................................ ........................................................... 33

4.8. MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................. ................................................ 35

4.9. MONITORAMENTO E AVALIAES ............................................................... ........................... 36

4.10.1. CLASSIFICAO DAS EDIFICAES E REAS DE RISCO QUANTO OCUPAO ........ 38

4.10.2. CLASSIFICAO DAS EDIFICAES QUANTO ALTURA .................................................. 39

4.10.3. CLASSIFICAO DAS EDIFICAES E REAS DE RISCO QUANTO CARGA DEINCNDIO 39

4.10.4. EXIGNCIAS PARA EDIFICAES .................................................................. ........................... 40

4.10.5. SADAS DE EMERGNCIA ............................................................ ................................................ 41

4.10.6. ILUMINAO DE EMERGNCIA ............... ................................................................. ................ 42

4.10.7. SINALIZAO DE EMERGNCIA ......................... ................................................................. ..... 43

4.10.8. EXTINTORES ............................................................. ................................................................. ..... 43

5. RESULTADOS E DISCUSSO .......................................................... ................................................ 44

5.1. ASPECTOS GERAIS ............................................................. ........................................................... 44

5.2. PLANO DE SEGURANA E CONTRA INCNDIO E PNICOPSCIP .................................... 45

6. CONCLUSES PARCIAIS ................................................................ ................................................. 47

7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................................... ...................................... 48

APNDICE 1PlantaPavimento Trreo ............................................................ ...................................... 52

APNDICE 2PlantaPavimento Superior ............. ................................................................. ................ 54

APNDICE 3Planta Cobertura ........................................... ................................................................. ..... 56APNDICE 4Corte AA e BB .................................................................. ................................................. 58


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APNDICE 5Elevaes ................................................................................................. ........................... 60

APNDICE 6OFCIO DE APRESENTAO DO PSCIP ...................................................................... 61

APNDICE 7MEMORIAL BSICO DE CONSTRUO ................................................................ ..... 63

APNDICE 8QUADRO RESUMO DAS MEDIDAS DE SEGURANA CONTRA INCNDIO ........ 65

APNDICE 9 PLANO DE SEGURANA CONTRA INCNDIO E PNICO PSCIP PAVIMENTOTRREO ...................................................................................................... ................................................. 67

APNDICE 10PLANO DE SEGURANA CONTRA INCNDIO E PNICO PSCIPPAVIMENTOSUPERIOR ............................................................................. ................................................................. ..... 69

Quadro 1 - Grupo E ...................................................... ................................................................. ................ 38

Quadro 2 - Grupo E ...................................................... ................................................................. ................ 39

Quadro 3Tabelas de cargas de incndio especfico por ocupao ........................................................ ..... 39

Quadro 4Classificao das edificaes e reas de risco quanto a carga de incndio ................................. 40

Quadro 5Exigncias para edificaes..........................................................................................................40

Quadro 6Exigncias para edificaes ........................................................ ................................................ 41


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1. INTRODUO

As atividades relacionadas com a construo civil geram enorme impacto ambiental.

Alm de ser uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econmico e social do

pas, a construo civil o setor de maior consumo individual de recursos naturais, gera

poluio, desperdia energia para a produo e transporte de materiais e responsvel pelo

grande acmulo de entulho produzido nos canteiros de obra. No entanto, pode haver uma

contribuio significativa para a diminuio dos impactos ambientais atravs do uso de

tecnologias construtivas mais sustentveis, utilizando materiais de diferentes fontes de gerao

como matria-prima, inclusive os gerados na prpria construo civil; substituindo recursos

naturais escassos. De acordo com Braga et al. (2005, p.49) a engenharia o caminho para se

minimizar ou controlar a poluio e a degradao ambiental at que sejam compatveis com o

nvel de desenvolvimento pretendido pela sociedade.

Os desafios para o setor da construo civil so diversos, porm, em sntese, consistem na

reduo e otimizao do consumo de materiais e energia, na reduo dos resduos gerados, na

preservao do ambiente natural e na melhoria da qualidade do ambiente construdo. Portanto,

uma edificao sustentvel deve apresentar: adequao do projeto ao clima do local,

minimizando o consumo de energia e otimizando as condies de ventilao, iluminao e

aquecimento natural; ateno para a orientao solar adequada; utilizao de coberturas verdes;

utilizao de materiais disponveis no local, pouco processados, no txicos, potencialmente

reciclveis; coleta e utilizao de guas pluviais; utilizao de dispositivos economizadores de

gua; reuso de guas; tratamento adequado do esgoto no local.

Nesse sentido, prope-se o projeto do Laboratrio Ecoenergia a ser construdo no

Campus Uvaranas da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), o qual foi elaborado

considerando-se os conceitos de construo sustentvel. O projeto contempla o uso racional de

energia; a utilizao de energia solar e elica; conforto trmico e acstico; aproveitamento de

gua de chuva; tratamento de esgotos por zona de razes; utilizao de materiais locais e

ambientalmente corretos.

A princpio, o Laboratrio Ecoenergia ser utilizado para o desenvolvimento de

pesquisas; como demonstrao dos aspectos construtivos e utilizao de materiais e tecnologias

sustentveis, principalmente, aos estudantes dos cursos de Engenharia Civil e Engenharia de

Materiais da UEPG; desenvolvimento de trabalhos de graduao e ps-graduao, como


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iniciaes cientficas, trabalhos de concluso de curso, dissertaes e teses; visitao de

professores e alunos de outras instituies de ensino superior, fundamental e mdio, como por

exemplo, a insero no contexto do programa de Interao das Engenharias com o Ensino Mdio

- PROENGEN, que vem sendo desenvolvido na UEPG cujo principal objetivo despertar o

interesse dos alunos de ensino mdio a cursar Engenharias.

O projeto prev a instalao e que os sistemas instalados de utilizao da gua pluvial,

mdulos fotovoltaicos, aerogerador, aquecimento solar da gua e outras instalaes fiquem

mostra, com o objetivo de apresentar as tcnicas construtivas utilizadas, demonstrando aos

estudantes e visitantes uma viso sistmica de sustentabilidade.


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2. OBJETIVOS

2.1 GERAL

Propor o projeto do laboratrio Ecoenergia a ser construdo no Campus de Uvaranas da

Universidade Estadual de Ponta Grossa, que integra os conceitos e tecnologias de uma edificao

sustentvel.

2.2. ESPECFICOS

-Pesquisar e adotar no projeto conceitos e tecnologias construtivas sustentveis;

-Elaborar o projeto arquitetnico da edificao e apresentar modelamento 3D

-Especificar os materiais que sero utilizados na edificao, bem como suas caractersticas ebenefcios de sustentabilidade ambiental;

-Elaborar projetos complementares.


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3. REVISO BIBLIOGRFICA

3.1. CONSIDERAES GERAIS

Uma edificao sustentvel um imvel com arquitetura que se preocupa no somente

com o bem estar dos usurios das edificaes, mas tambm com o impacto que tais construes

causam no meio ambiente, identificando os materiais e sistemas ideais para uma construo. A

construo sustentvel baseia-se no desenvolvimento de um modelo que permite construo

civil enfrentar e propor solues aos principais problemas ambientais atuais, sem renunciar

moderna tecnologia, o fator financeiro e criao de edificaes que atendam as necessidades de

seus usurios (IDHEA, 2006).

As construes de edificaes sustentveis justificam-se pelo fato de que edifcios so os

poluidores mais nocivos, consumindo mais da metade de toda energia usada nos pases

desenvolvidos e produzindo mais da metade de todos os gases que vm modificando o clima

(ROAF, et al. 2007).

As mudanas em direo a projetos sustentveis comearam nos anos 70, devido busca

por novos materiais sem o uso do petrleo, em uma resposta a alta do preo do petrleo.

Em 1979 foi executada uma das primeiras casas solares em Inagi na provncia de Tquio

no Japo. A casa com cerca de 120 m possu bons nveis de isolamento trmico, sistema solar

com 24 m de placa para aquecimento de gua e ambientes, pr-aquecimento da gua atravs de

um sistema subterrneo e uma serpentina embutida na laje de concreto. Com esse sistema a casa

consegue manter temperaturas agradveis mesmo em estaes de friagem (ROAF, et al. 2007).

Figura 1Casa Solar de 1979 projetada por Ken-ichi Kimura.Fonte: ROAF, et al. 2007.


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Mais a frente, muitas universidades comearam a utilizar da metodologia sustentvel para

projetar edificaes, muitas vezes laboratrios, com a finalidade de divulgao ao pblico desse

novo mtodo, alm de sua principal funo de servir de abrigo ou local de estudo.

Figura 2Universidade de Tongji - China.Fonte: ABES-SP, 2014.

Figura 3Universidade Federal de Santa Catarina.Fonte: ELETROSUL, 2014.


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Figura 4Universidade Tecnolgica Federal do Paran.Fonte: ESCRITRIO VERDE, 2014.

Um estudo de caso realizado na Hungria (ROAF, et al. 2007), demonstra que h

vantagens financeiras reais em adotar estratgias solares no leiaute de casas. Os investidores

compraram uma rea em Budapeste, o qual foi realizado dois loteamentos convencionais, onde

foi reduzido reas pavimentadas e de infraestrutura, proporcionando um ambiente mais verde

com solues mais agradveis, ocasionando um acrscimo ao lucro. Os resultados foram tosignificativos que a prefeitura ficou admirada e apoiou o projeto. cmara de vereadores

afirmou que os conjuntos habitacionais como esses reduzem a demanda por leitos dos hospitais

locais, pois, muitas baixas nos hospitais so de pessoas cuja sade se deteriorou devido a

problemas habitacionais. Assim se verifica os benefcios mtuos a todos.

Atualmente existem varias alternativas, mtodos e materiais, que podem ser aplicados nas

edificaes com objetivo de reduzir seus impactos, melhorar sua funcionalidade e diminuir seu

consumo de energia. Pode-se citar o uso de energia solar para aquecimento de gua e gerao de

energia eltrica, aproveitamento da energia elica, reduo e reutilizao de guas, captao da

gua da chuva, tratamento correto e eficaz dos seus efluentes e utilizao de materiais menos

agressivos.

3.2. TCNICAS DE ENERGIA ALTERNATIVA

Como a luz do sol est disponvel, acredita-se que o uso da energia solar se tornar amaior fonte de energia no mundo longo prazo (ROAF, et al. 2007).


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Sistemas solares de gua aquecida coletam energia da radiao solar e a transformam em

calor. Esse calor distribudo na forma de gua quente at o local onde ser utilizado ou

armazenado para uso posterior. De acordo com DUARTE et al.(2006), essas placas consistem

basicamente em um espao isolado do meio externo atravs de paredes e cobertas por vidro. A

cobertura de vidro apresenta funcionalidade dupla, permitindo que a insolao passe para o

interior e impedindo que a radiao saia do mesmo. As paredes no envidraadas apresentam

tonalidade de pintura preta ou cinza escuro, visando aumentar a taxa de absoro de calor. Logo

abaixo da superfcie absorvente, instala-se um tubo condutor que transporta o calor captado por

meio de fluido liquido ou gasoso. O funcionamento do sistema baseia-se na insolao contnua

das placas planas que por sua vez ir ceder calor para os condutos e serem reaquecidas pela ao

do sol, funcionando de forma cclica. O sistema composto do coletor solar, reservatrio e

sistema de aquecimento auxiliar. Pode ser implantado sem utilizar qualquer bomba, desde que

respeite a altura da caixa coletora e do boiler.

Tanto a inclinao do coletor solar como as placas fotovoltaicas devem ter a inclinao

de 10 a mais que latitude do lugar, por exemplo, Ponta Grossa PR possui latitude de 25,

logo a inclinao aconselhada de 35. A orientao para o norte nos lugares abaixo da linha

do equador e para o sul nos lugares acima da linha do equador (KRAUSE, 2005).

As placas fotovoltaicas convertem a luz do sol em energia eltrica. Elas produzem

eletricidade em Corrente Contnua (CC), sendo possvel ser utilizadas diretamente em CC, ou

convertidas atravs de um inversor em Corrente Alternada (CA) ou at mesmo armazena-las para

uso posterior. Optar por utilizar um sistema em CC muito perigoso, pois nessa corrente no h

pausas no fluxo, sendo assim, no caso de contato com a corrente, os msculos se contraem

impossibilitando sua liberao, o que no acontece com CA onde h pausa nos fluxos. Sistemas

fotovoltaicos so modulares, sendo sua produo de energia eltrica utilizada em qualqueraplicao, desde relgios, calculadoras, sistemas remotos de telecomunicao, at grandiosas

usinas geradoras. Os sistemas fotovoltaicos direcionados as habitaes devem possuir inversor

para transformar CC em CA, utilizando energia com maior segurana. H tambm a necessidade

de um controlador de carga, baterias para armazenamento de eletricidade e aconselhvel ter

fusveis para a proteo do sistema. Se a energia gerada for superior ao consumo do laboratrio,

a energia remanescente poder ser utilizada para atender outras demandas ou lanada na rede de

distribuio local, de acordo com a Resoluo n482 da Agncia Nacional de Energia Eltrica(ANEEL, 2012). A Figura 5 representa um sistema fotovoltaico, onde a energia entra no sistema


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atravs das placas fotovoltaicas, em corrente continua (CC) e posteriormente transformada at

chegar ao seu ponto de consumo, podendo ser em CA ou CC.

Figura 5Sistema fotovoltaico independente com corrente contnua.Fonte: ROAF, et al. 2007.

3.3. CONFORTO INTERNO

Nas edificaes devem-se manter temperaturas e condies agradveis dos ambientes.Para isso importante prever aberturas e sistemas de ventilao atravs de ventilao cruzada

para proporcionar o efeito chamin, onde o ar quente expelido da edificao. Melhorar a

ventilao aconselhvel para obter um ar fresco e saudvel na edificao, esfriar ou aquecer o

ambiente dos usurios, melhorar o conforto de forma gratuita e de modo eficiente.

Outro sistema que oferece melhoras ao conforto do ambiente o telhado verde, que

consiste na aplicao de uma camada de vegetao sobre a cobertura de uma edificao, com

espao suficiente para o seu desenvolvimento sobre camadas filtrantes, drenantes e isolantes. O

telhado verde apresenta duas grandes classificaes: extensivo e intensivo.

O sistema intensivo se assemelha mais a um jardim convencional, com uma abrangncia

maior de espcies adequadas e um nvel de porte mdio grande. Devido ao seu suporte de

maior nmero de espcies de plantas, consequentemente o mesmo necessita de uma camada de

solo mais profunda, uma rigorosa manuteno e do uso de um sistema de irrigao. Por isso

apresenta um custo inicial mais elevado que o de coberturas extensivas, exigindo um maior

reforo estrutural que pode variar de 180 kg/m a 500 kg/m.


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J o sistema extensivo, cujo o mais empregado, consiste em uma vegetao que aps

consolidada, no requer cuidados constantes ou especiais, necessitando pouca manuteno. As

plantas utilizadas podem ser gramneas, as quais apresentam alta capacidade de adaptao. Suas

principais vantagens so o seu baixo peso devido fina camada de solo (carga mdia

aproximadamente em 100 kg/m), o baixo nvel de manuteno no necessitando implantar um

sistema de irrigao, sua onerosidade, aparncia natural e o uso de plantas resistentes.

O sistema extensivo separado em oito partes: suporte estrutural; camada

impermeabilizante; camada de separao; proteo contra razes; camada drenante para

eliminao da gua excedente onde utilizado argila expandida, brita ou seixos de dimetros

semelhantes variando sua espessura entre 7 e 10 cm; filtro para evitar a colmatao da camadadrenante (manta geotxtil); camada de substrato, com funo de ministrar os nutrientes, gua,

oxignio e oferecer suporte fsico para a vegetao variando sua espessura de acordo com o tipo

de vegetao. Segundo KUZICZ (2008) para gramneas necessita-se de espessura mnima de 20

cm. Na figura 6 esto ilustradas as camadas que compe a cobertura verde.

Figura 6Detalhamento da cobertura verde.Fonte: Os autores.

A vegetao apresenta funes ecolgicas, como a reteno de gua, diversidade

biolgica e melhoramento do microclima. Os fatores analisados para a sua escolha envolvem a

resistncia de cada planta, condies climticas da regio, tamanho e desenvolvimento das

razes, tempo de crescimento e plantas que no sirvam como habitat de animais e insetos

perigosos. Para o seu desenvolvimento necessrio implantao de uma declividade mnima


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na cobertura, sistemas de substratos com poucas partculas de menor porte e sistema de

drenagem.

O solo a camada de substrato que tem como funo ministrar nutrientes, gua eoxignio, alm de oferecer suporte fsico para a vegetao. Os principais critrios para a sua

escolha so: tamanho dos gros, proporo do material orgnico, resistncia ao frio e a geada,

estabilidade estrutural, resistncia a eroso pelo vento, permeabilidade, capacidade de reteno

de gua, quantidade satisfatria de nutriente e um bom pH. Em relao a sua espessura, a camada

varia de acordo com o tipo de vegetao utilizada.

O filtro a camada com uma manta geotxtil de aproximadamente 150 g/m, que tem por

funo evitar que a gua das chuvas arraste as partculas de solo.Para no sobrecarregar a estrutura do telhado verde, deve ter uma camada drenante, onde

sua principal funo dar vazo ao excesso de gua. A camada drenante tambm utilizada para

o alargamento da zona de razes e aerao do sistema. Devido restrio do peso da cobertura,

geralmente se faz uso de materiais leves para essa camada. Pode ser utilizada a argila expandida,

brita ou seixos de dimetros semelhantes. Sua espessura pode variar de 7 a 10 cm.

necessria uma camada impermevel para proteger o suporte estrutural contra

infiltraes. Essa camada pode ser tanto betuminosa como sinttica. Devido estanqueidade,

deve-se ter camada de proteo contra razes e camada de separao. A camada de proteo

contra as razes deve obstruir a passagem das razes, para que o mesmo no chegue camada de

impermeabilizao. J a camada de separao, atua como um isolante trmico podendo ser de

poliestireno extrudado (ARAJO, 2008).

A camada de suporte deve resistir s sete camadas necessrias, devendo ser considerada

no projeto como carga permanente, alm do peso extra da gua, e como cargas acidentais, a

circulao de pessoas e mquinas para a sua devida manuteno.

A implantao do telhado verde traz vrios benefcios ao morador e as pessoas em seu

entorno, podendo ocasionar uma economia de energia para a climatizao de ambientes internos,

reduo do efeito urbano denominado ilhas de calor, melhorias na qualidade do ar e a

fitorremediao. O telhado verde tambm provoca alteraes climticas e microclimticas,

melhorias no controle de temperatura, bom isolamento trmico e acstico, reduo do

escoamento superficial, proporciona uma maior vida til cobertura, conforto ambiental, efeito

esttico, psicolgico e de lazer alm dos benefcios para a biodiversidade e fauna. De acordocom a figura 7, a reduo de temperatura interna pode ser maior que 10C, dependendo do local.


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Assim possvel reduzir o consumo de energia para manter a temperatura, como exemplo do ar

condicionado.

Figura 7Suspenderam os jardins.Fonte: Adaptado de KUCICZ, 2008.

3.4. TIPO DE MATERIAIS UTILIZADOS EM CONSTRUES SUSTENTVEIS

A escolha dos materiais de uma construo afeta no impacto ambiental de uma

edificao. Segundo dados do Instituto para o Desenvolvimento da Habitao Ecolgica

(IDHEA, 2006), a construo de edificaes consome at 75% dos recursos extrados da

natureza, sendo um agravante que a maior parte desses recursos no so renovveis. O IDHEA

tambm informa que a produo mundial de cimento portland responsvel por

aproximadamente 6% de todas as emisses antropognicas de CO2. Todos esses materiais geram

resduos e poluentes em seus processos. Esses resduos e poluentes podem ser minimizados

utilizando materiais regionais, menos agressivos, de forma racional e eficaz.

Um dos principais materiais considerados ambientais a madeira. Sua principal

vantagem a sua fonte renovvel que por sua vez apresenta capacidade de reduo na


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quantidade de CO2. Entretanto, esse material deve ser extrado corretamente. Segundo dados da

World Wide Fund for Nature (2014), no Brasil, a maior parte da madeira extrada ilegalmente.

Para minimizar o processo ilegal, atualmente necessrio a apresentao de certificaes

ambientais, porm o pas no possui fornecedores suficientes para suprir o mercado nacional,

apesar do aumento do nmero de certificaes (FSC, 2014).

A madeira o principal componente da placa OSB (Oriented Strand Board). OSB uma

placa estrutural de alta resistncia fsico-mecnica que contraventa a estrutura de paredes, lajes e

telhados no sistema Wood Frame. Esse mtodo construtivo apresenta uma srie de vantagens

como: menor custo e prazo de execuo, maior produtividade, menor carga nas fundaes com a

racionalizao de materiais e mo de obra. O sistema apresenta alta durabilidade, resistncia,desempenho acstico, praticidade e facilidade na manuteno, maior rea til devido esbeltez

das paredes e estruturas, baixa taxa de emisso de CO2 no processo construtivo, maior

preservao do meio ambiente e reduo de consumo de energia. Porm, seu mtodo construtivo

no se apresenta muito divulgado no Brasil, havendo certa dificuldade em relao mo de obra

especializada ao processo construtivo.

Cada vez mais o mercado vem agregando materiais e sistemas sustentveis. Alguns

sistemas aproveitam energias de outros materiais, como exemplo as telhas reciclveis. Elas so

derivadas de tubos de creme dental e embalagens de tetra pak. So constitudas de 75% de

plstico e 25% de alumnio, unidas por um aglomerante. Sua vantagem a alta flexibilidade e

resistncia (150 kg/m), fazendo com que resista at a chuva de granizo. Apresenta tambm

resistncia ao fogo, no ocasionando propagao de chamas, menor peso especfico

(aproximadamente metade do peso especfico de uma telha de fibrocimento), resistente a trincas

e fissuras, imune a fungos, impermevel, fcil fixao, exerce funo de isolante trmico

(reduzindo o calor externo em 87%) e ainda totalmente reciclvel. Suas desvantagens nopassam de alguns cuidados em relao a sua prpria instalao. necessrio o uso de mo de

obra qualificada. As telhas por serem mais leves exige uma fixao adequada, para que no haja

a sua movimentao em dias de muito vento e por apresentarem uma seo maior, o

espaamento entre ambas deve ser rigorosamente perfeita, caso o contrario, tanto seus extremos

quanto o seu meio pode ceder ao longo do tempo (ECOTERMICA, 2014).

Em algumas etapas da construo, utilizam-se produtos qumicos agressivos ao meio

ambiente, como o caso da pintura, onde so utilizados muitas tintas e solventes. Atualmente

pode-se optar por produtos mais ecolgicos, como as tintas com baixos nveis de compostos


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orgnicos volteis (COV), as tintas ltex. Essas tintas no agridem a sade, so ecologicamente

corretas e podem ser customizadas de acordo com as necessidades do cliente. O mercado atual

possui inmeros novos materiais que so menos agressivos e degradantes. O uso desses materiais

contribui para reduzir a degradao ao meio ambiente.

3.5. TRATAMENTO DE EFLUENTES

A sustentabilidade tambm est presente no tratamento dos efluentes. Existem vrios

mtodos e sistemas que podem ser utilizados, um deles o por Zona de Razes. Esse mtodo

constitudo por sistemas naturais que utilizam suas caractersticas despoluidoras para melhorar a

qualidade das guas. O sistema composto de uma vala que preenchida por areia, pedras de

diversas granulometria e um preparo de solo alcalino. Esse tratamento utiliza uma tecnologia

eficiente, com baixos custos.

Figura 8Esquemtica da Zona de Razes.Fonte: MOURA, 2012.

De acordo com Oliveira et al. (2007), ao contrrio dos sistemas convencionais de

tratamento de efluentes domsticos, o sistema de zonas de razes transforma o efluente em

materiais inofensivos e at mesmo teis para o desenvolvimento das plantas. Segundo Almeida

et al. (2007) a eficincia desse tratamento pode chegar a uma reduo superior a 80% de DBO

(Demanda Bioqumica de Oxignio). Esse mesmo autor indica que possvel utilizar vrias

espcies, entre elas taboa (Typha angustifolia L.), lrio do brejo (Hedychium coronarium J.

Knig), conta-de-lgrima (Coix lacryma-jobi L.) e capim Angola (Urochloa mutica).


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4. METODOLOGIA

4.1. DESCRIO DO PROJETO

O projeto um laboratrio denominado Ecoenergia. Possui 63,7 m no pavimento trreo e

27,3 m no pavimento superior, totalizando 91 m. O pavimento trreo constitudo de trio,

escritrio, copa, banheiro, rea de servio e painis de monitoramento dos equipamentos

instalados. J o pavimento superior, no local indoor, est localizado o escritrio e a rea

reservada para as instalaes dos equipamentos de aquecimento de gua, reservatrios e

instalaes hidrulicas. No local outdoor est localizada a laje de cobertura verde. A edificao

tem por fim abrigar o laboratrio, salas para orientaes, monitoramento do laboratrio etambm servir como meio de divulgao de sistemas sustentveis atravs de visitas. Nas Figuras

9 e 10 esto as plantas baixas do pavimento trreo e do pavimento superior com a disposio dos

ambientes citados.

Figura 9Planta do pavimento trreo.Fonte: Os autores.


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Figura 10Planta do pavimento superior.Fonte: Os autores.

4.2. INSTALAES ELTRICAS

O projeto contempla meios para reduzir o consumo de energia e utilizar fontes renovveis.

Os equipamentos que a constitui apresentam comprovao de eficincia energtica.

As lmpadas so do tipo LED devido ao seu alto rendimento e maior durabilidade

(CREDER, 2000). H dois modelos diferentes de lmpada LED a ser utilizada na edificao:


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lmpadas tubulares e lmpadas com o uso de bulbo e soquete. As superfcies do teto, parede e

piso apresentam cores claras, aumentando a reflexo, minimizando o consumo de energia e

diminuindo o nmero de lmpadas necessrias. As lmpadas possuem acionamento alternado

para que haja a possibilidade de seu acionamento parcial em casos da presena de iluminao

natural.

H quatro mdulos fotovoltaicos para transformar a energia solar em energia eltrica. Cada

mdulo possui potncia de at 230 W, gerando capacidade energtica para suprir a demanda da

iluminao do laboratrio. Os mdulos so orientados para o norte, de forma a maximizar sua

potencialidade, sendo instalados na cobertura da edificao com a inclinao ideal para a regio.

Na parte superior da cobertura, h um aerogerador de eixo horizontal para aproveitamento do

potencial elico. Este aerogerador gera uma potncia de at 350 W, tendo dimetro das ps de

1,38 m. Ele utiliza os equipamentos em conjunto com os mdulos fotovoltaicos, que por sua vez

transforma a energia gerada em corrente contnua de 12V para corrente alternada em 127V,

podendo tambm armazenar energia, caso necessrio. Como seu peso pequeno, o aerogerador

engastado na parte superior da cobertura aproveitando a altura do mesmo. Seu eixo fica a uma

altura de 13,60 m e a velocidade necessria de partida prxima de 2,2 m/s. De acordo com

dados da estao meteorolgica situada no municpio e gerenciada pelo Instituto Agronmico do

Paran (IAPAR), a velocidade mdia anual a 10 metros de altura de 3,45 m/s, tendo picos

superiores de 30 m/s, sendo que todos os meses apresentam velocidades superiores a de partida,

logo a regio apresenta potencial para a instalao do aerogerador.

Para controlar a energia gerada pelo aerogerador e pelos mdulos fotovoltaicos, o laboratrio

disponibiliza-se de um painel de controle localizado no pavimento trreo. No pavimento superior

h os equipamentos necessrios para a transformao da energia solar, tais como controladores

de carga, inversores e baterias. Essas instalaes so feitas de modo a facilitar o entendimento do

funcionamento desses equipamentos aos visitantes do laboratrio. Segue na figura 11 o esquema

das instalaes dos equipamentos de gerao de energia, transformao da energia em corrente

contnua para armazenamento e em corrente alternada para consumo.


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Figura 11Esquema da instalao dos equipamentos de gerao e transformao de energia.

Fonte: Os autores.

4.3. AQUECIMENTO DA GUA UTILIZANDO ENERGIA SOLAR

A captao de energia solar para aquecimento da gua no Laboratrio Ecoenergia se d por

meio de placas solares, que servem para captar as radiaes solares e transform-las em energia

trmica. H necessidade de prever o uso de gua quente no perodo noturno ou em dias nublados,

sendo necessrio um equipamento complementar denominado acumulador de calor ou boiler,

fabricado externamente em alumnio e internamente em cobre ou ao inox, onde h um depsito

calorfico que acumula uma taxa de energia superior ao que o sistema necessita, assegurando o

rendimento durante as horas de baixa ou nula carga trmica. A gua aquecida no boiler, com

capacidade de 200 litros, abastece os pontos de consumo do laboratrio. Em dias com grande

luminosidade, a gua quente poder ficar armazenada por vrias horas sem necessitaraquecimento eltrico.


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As placas so instaladas com a mesma inclinao e orientao dos mdulos fotovoltaicos

para a obteno do mximo rendimento, no necessitando do uso de suportes de bases

inclinadas. Para o seu bom funcionamento, o desnvel entre a base da caixa de gua fria e o topo

do reservatrio trmico deve ser de no mnimo 15 cm e no mximo de 200 cm, e o desnvel entre

a parte superior do coletor solar e a base do reservatrio de 30 cm no mnimo e 400 cm no

mximo, de acordo com PRADO et al. (2007). A Figura 12 representa as diferenas de alturas

para o funcionamento do sistema por gravidade.

Figura 12Aquecimento da gua utilizando energia solar.Fonte: Adaptado de SOLETROL, 2014.

O dimensionamento das placas baseado em uma suposta ocupao do laboratrio por

quatro pessoas, consumindo diariamente 45 litros cada uma, totalizando um consumo de 180

litros por dia. O sistema do Laboratrio Ecoenergia tem destinao experimental e

demonstrativa, com monitoramento de temperaturas e eficincia energtica.

Para o dimensionamento do aquecimento da gua utilizando energia solar, foi considerado o

aquecimento da gua at uma temperatura de 60C, partindo da ideia de que a temperatura da

gua estivesse a 15C, sendo assim necessrio um calor de 8100 kcal para o seu aquecimento. A


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radiao solar diria mdia anual que Ponta Grossa fornece de 4,63 kWh/mdia (DUARTE et

al., 2006), ou seja 3982 kcal/mdia, sendo assim necessrio o uso de pelo menos quatro placas

solares de 0,90m, para suprir a demanda consumida. Na figura 13 est apresentado o esquema

do sistema de captao de gua pluvial e de aquecimento solar da gua.

Figura 13Esquema de captao de gua pluvial e aquecimento de gua.Fonte: Os autores.

4.4. INSTALAES HIDROSSANITRIAS

A mesma caixa dgua que abastece o boiler, tambm apresenta funo de abastecer o

resto do laboratrio em pontos de gua potvel. O Laboratrio Ecoenergia tambm conta com o

uso de duas caixas dgua pluvial. A gua pluvial destinada a usos menos nobres como vaso

sanitrio, irrigao e limpeza. Aps coletada pelas calhas, a gua pluvial passa por um filtro e

por um sistema de descarte, eliminando as contaminaes e impurezas grosseiras ocasionadaspelo prprio ambiente (folhas, dejetos, poeira, entre outros). O sistema de descarte funciona

como uma passagem em t(figura 14), onde a gua coletada entra por um de seus lados e logo


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aps descartada. Porm, esse descarte apresenta um dimetro ligeiramente menor do que a

entrada de gua, de modo que o mesmo trabalhe afogado, fazendo com que a gua em excesso

saia pelo outro lado da pea t onde ser armazenada.

Figura 14Esquema de descarte de gua pluvial.Fonte: Os autores.

O sistema de descarte desvia os 100 litros iniciais da captao, rejeitando esse volume

atravs do mecanismo de flutuao. Aps o filtro, a gua armazenada na caixa dgua situada

no pavimento superior. Quando a capacidade da caixa superior atingir seu limite, seu excedente

conduzido por um extravasor at a caixa dgua do pavimento trreo. Essa caixa dgua ser

colocada em um patamar superior ao do piso para haver um desnvel com relao aos pontos de

consumo. Devido sobrecarga ocasionada pelo volume pluviomtrico captvel sobre a estrutura

e racionalizao relativa ao destino do consumo, opta-se por dividir o armazenamento entre os

dois pavimentos. A operao do sistema de aproveitamento de guas pluviais inclui

monitoramento e avaliaes relacionadas capacidade captada e qualidade da gua.

No banheiro, utilizado um sistema de descarga direta ao invs de caixa acoplada, pois

de acordo com Szliga (2008), "o uso de caixa acoplada ocasionaria uma perda de presso,reduzindo sua eficcia e acarretando no aumento de consumo". O sistema de descarga direta


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instalado em conjunto com o sistema dual flush, o qual oferece ao usurio a possibilidade de

escolha entre dois volumes de descarga, adequando o consumo.

Tambm so utilizados sistemas reguladores de vazo (figura 15) para as torneiras e

chuveiros. Esses reguladores de vazo devem proporcionar reduo da vazo, aumento de

velocidade e eficincia.

Figura 15 - Reguladores de Vazo.Fonte: Adaptado de DRACO, 2013.

Alm dos reguladores de vazo, tambm so utilizados arejadores. Esses instrumentos

atuam na aerao do escoamento, reduzindo a tenso superficial da gua e diminuindo os

desperdcios. A economia pode chegar at 50% sem perda da eficincia (REMUS, e MARIN,

2013).

O sistema hidrossanitrio projetado de forma a no haver o emprego de motobombas,

evitando o consumo de energia eltrica e aproveitando a energia potencial hidrulica pr-

existente.

4.5. TRATAMENTO DE EFLUENTES POR ZONA DE RAZES

O efluente gerado pelo laboratrio primeiramente passar por uma fossa sptica, onde em

seguida ser encaminhado para um tanque de sedimentao e aps para o tratamento com zonas

de razes com escoamento subsuperficial vertical. O efluente coletado pelo dreno inferior e

destinado para infiltrao no solo, apresentando funes de irrigao.

necessrio escolher espcies que tenham capacidade de sobrevivncia em condies de

baixa oxigenao dos solos saturados. Essas vegetaes devem criar condies para a

proliferao de bactrias, melhorando os processos biolgicos de degradao da carga orgnica.

A seguir uma ilustrao, figura 16, de como seria o sistema de tratamento de Zona de Razes.


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Figura 16Ilustrao do tratamento de Zona de Razes.

Fonte: Adaptado de Oliveira et al.(2007).

4.6. ILUMINAO E VENTILAO NATURAL

A utilizao correta da iluminao e ventilao natural uma forma de melhorar o conforto

da habitao. Esse conforto incrementado sem gasto energtico e a custos muito baixos. A

ventilao natural atua na renovao do ar interno, mantm o ambiente saudvel e a qualidade do

ar. O laboratrio apresentar uma sada de ar no pavimento superior, onde o ar quente fluir por

efeito chamin pela abertura. Essa sada de ar estar localizada no vo da escada para promover

o fluxo de ar entre os dois pavimentos. Essa abertura ser regulvel para adequar a circulao de

ar conforme as necessidades. A circulao de ar dentro da edificao est representada na figura

17.


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Figura 17Esquema ilustrando a circulao do ar pelo efeito chamin.

Fonte: Os autores.

Para o aproveitamento da iluminao natural, foram adotadas grandes aberturas

envidraadas nas fachadas. Para no ocasionar desconforto com a grande incidncia dos raios

solares sobre o plano de trabalho, sero utilizados vidros com reduo da transmitncia visvel e

trmica.

4.7. TELHADO E PAREDE VERDE

O telhado verde apresentar uma rea de 59 m, localizado na cobertura do primeiro

pavimento, sendo seu tipo denominado extensivo, o qual necessita de pouca manuteno aps

consolidada. A figura 18 detalha as camadas e espessuras de acordo com KUZICZ, 2008.


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Figura 18Telhado verde (camadas).Fonte: Os autores.

A escolha da vegetao foi definida com gramneas, pois essas possuem boa capacidade

de adaptao, no sobrecarregam a estrutura e necessitam de uma pequena camada de solo.

O solo ter uma camada de 20 cm, evitando solos argilosos para conseguir uma boa

drenagem. De acordo com MORAIS (2004) uma boa composio pode ser obtida com a mistura

de terra vegetal, aditivo mineral (areia fina lavada) e aditivo orgnico (hmus) na proporo de4:1:1. A camada drenante, ser com 7 cm sendo de argila expandida para minimizar a sobrecarga

para o suporte estrutural.

Para a impermeabilizao e camada de proteo contra razes, ser utilizado uma nica

manta, sendo essa manta asfltica, possuindo em sua composio aditivos que inibe o ataque

(perfurao) de razes. Segundo fabricante (VIAPOL, 2014) a manta deve ser aplicada com

maarico tendo uma sobreposio de 10 cm e os devidos cuidados em sua instalao no que diz

respeitos locais com cantos vivos. A manta apresenta estanqueidade mnima de 15 m.c.a.

O Laboratrio tambm contar com paredes verdes localizadas nas fachadas da

edificao. Esse sistema no exige muita restrio quanto s espcies e porte de plantas, sendo

escolhidas de acordo com o clima e local da instalao. So utilizados fixadores para prender as

plantas, que podem ser blocos pr-moldados de concreto, cermica ou plstico, telas ou

simplesmente vasos. A Figura 19 representa uma parede verde.


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Figura 19Parede verde.Fonte: ESCRITRIO VERDE, 2014.

4.8. MATERIAIS UTILIZADOS

O Laboratrio Ecoenergia ser planejado para conter materiais viveis e ecolgicos. Um

exemplo o sistema Wood Frame que utiliza placas OSB para suas paredes de vedao, sendo

considerado um processo de Construo Energitrmica Sustentvel (CES). O sistema Wood

Frame utiliza como principal componente a madeira com suas fibras orientadas, no qual acaba

possuindo duas funes principais: funo estrutural e de vedao. No telhado ser utilizada

telha ecolgica produzida a partir de resduos reciclveis, como tubos de pasta de dente eembalagens longa vida. Em relao ao acabamento, ser utilizado tintas com baixo teor de

compostos orgnicos volteis (COV), como as tintas ltex.

A calada em torno da edificao ser composta de concreto poroso, onde ser produzida

na prpria universidade. De acordo com TEIJEIRA, (2013) o concreto poroso apresenta uma

trao de 1 de cimento para 5 de brita, com uma taxa de 6% de areia e um baixo fator de

gua/cimento de 0,25%. Devido ao seu trao (muita brita e pouca gua e areia), o concreto fica

com a consistncia permevel, porm sem perder suas propriedades de resistncia, ocasionando

assim um concreto com alto ndice de vazios, denominado poroso.


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Os demais materiais empregados na construo do Laboratrio sero selecionados de

acordo com a menor agresso ao meio ambiente e menor gerao de resduos.

4.9. MONITORAMENTO E AVALIAES

O laboratrio apresentar um sistema de monitoramento interno avaliando a qualidade do

ar, controle de temperatura da gua, eficincia do isolamento trmico proporcionado pelotelhado

verde, eficincia do tratamento de efluentes por zona de razes analisando parmetros como a

DBO, pH e o OD (oxignio dissolvido) do efluente tratado, reduo do consumo da gua devido

aos equipamentos de controle de vazo e captao, qualidade e quantidade da gua pluvial, almdo painel de instrumentos situado no pavimento trreo para monitoramento energtico

ocasionado pelos mdulos fotovoltaicos e aerogeradores.

A figura 20 ilustra uma perspectiva geral do projeto.


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Figura 20Perspectiva geral do projeto.Fonte: Os autores.

4.10. PLANO DE SEGURANA CONTRA INCNDIO E PNICOPSCIP

Conforme a Norma de Procedimento Tcnico 003 NPT 003, Plano de Segurana Contra

Incndio e Pnico PSCIP, a documentao que contm os elementos formais exigidos pelo

CBMPR (Corpo de Bombeiros Militar do Paran), na apresentao das medidas de segurana

contra incndio das edificaes e reas de risco, que devem ser projetadas para anlise tcnica

(CBMPR,2010).


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Mesmo o laboratrio Ecoenergia no apresentando a obrigatoriedade de apresentar um

PSCIP, o estudo justifica-se pela sua ocupao e por ser uma edificao pblica de ensino. Segue

abaixo o dimensionamento realizado para o PSCIP e as justificativas necessrias, sendo utilizado

como base o Cdigo de Segurana Contra Incndio e Pnico CSCIP e Normas de

Procedimento TcnicoNPT, ambas as fontes desenvolvidas pelo Corpo de Bombeiros Militar

do Paran.

4.10.1. CLASSIFICAO DAS EDIFICAES E REAS DE RISCO QUANTO

OCUPAO

Primeiramente classifica-se a edificao em sua diviso que se encontra no CSCIP

(CBMPR, 2010) da Polcia Militar do Paran. Nesse cdigo verificado que o laboratrio

Ecoenergia pertence ao grupo E, onde sua ocupao/uso definida como Educacional e cultura

fsica. Dentro do grupo E o laboratrio se enquadra na descrio nmero 4, centro de

treinamento profissional, o qual possui exemplo de escolas profissionais em geral. Com isso

classifica-se as reas de risco da edificao Laboratrio Ecoenergia em E-4. Segue abaixo o

grupo E no quadro 1.

Quadro 1 - Grupo EFonte: Adaptado de CBMPR, 2010.


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4.10.2. CLASSIFICAO DAS EDIFICAES QUANTO ALTURA

O mesmo cdigo utilizado para classificao da ocupao, tambm utilizado para

classificao quanto altura. As edificaes so classificadas em tipos, de acordo com cada

altura, sendo altura a medida contada da soleira da entrada at o piso do ltimo pavimento, NPT-

003 (CBMPR,2010). Como o laboratrio tem altura de 2,90 metros, de acordo com o quadro 2,

a edificao classificada como Tipo II, edificao baixa.

Quadro 2 - Grupo EFonte: Adaptado de CBMPR, 2010.

4.10.3. CLASSIFICAO DAS EDIFICAES E REAS DE RISCO QUANTO CARGA

DE INCNDIO

Segundo a Norma de Procedimento Tcnico 014-NPT-014 (CBMPR, 2010), os

estabelecimentos educacionais possuem carga de incndio de 300 MJ/m, sendo essa a carga dolaboratrio. No quadro 3 est as cargas de incndio especficas para os estabelecimentos

educacionais e cultura fsica.

Quadro 3Tabelas de cargas de incndio especfico por ocupaoFonte: Adaptado de CBMPR, 2010.


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Com o valor da carga de incndio classificado o risco da edificao. Esse risco utiliza a

carga de incndio de 300 MJ/m, logo o risco do laboratrio leve, conforme quadro 4.

Quadro 4Classificao das edificaes e reas de risco quanto a carga de incndioFonte: Adaptado de CBMPR, 2010.

4.10.4. EXIGNCIAS PARA EDIFICAES

Aps as classificaes citadas acima, pode-se ser definido as exigncias. Essas variam de

acordo com o grupo, altura, rea e riscos.

De acordo com o Cdigo da CSCIP, para edificaes de risco leve com rea menor que

1.500m e/ou com altura igual ou inferior a 9,0 m ou edificaes com risco moderado/elevado

com rea menor que 1000 m e/ou com altura igual ou inferior a 6,0 m, o quadro de exigncias

o a seguir:

Quadro 5Exigncias para edificaesFonte: Adaptado de CBMPR, 2010.


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Como o laboratrio Ecoenergia pertence ao grupo E, tendo rea de 91 m e altura de 2,90

m, suas exigncias so:

Sadas de emergncia

Iluminao de emergncia

Sinalizao de emergncia

Extintores

4.10.5. SADAS DE EMERGNCIA

Como base da anlise das sadas de emergncia, utiliza-se a NPT-011 Sadas deemergncias (CBMPR, 2010). Essa norma aplicada para todas as edificaes com populao

total inferior a 2.500 pessoas e no pertencente diviso F-3 e F-7 (local de reunio de pblico).

Essa norma estipula que para ocupaes do tipo E, no deve ser contabilizadas rea de

sanitrios, corredores e elevadores, para o clculo da populao, logo o laboratrio tem 56,08 m

no pavimento trreo e 11,29 m no pavimento superior. No quadro 6 esto os dados para o

dimensionamento das sadas de emergncia.

Quadro 6Exigncias para edificaesFonte: Adaptado de CBMPR, 2010.

Para o clculo foi considerado que as salas, copa, escritrios, quadro de comando e rea de

servio tenham ocupao semelhante a uma sala de aula.

Com o valor das reas de cada pavimento, tem-se 85 pessoas para o pavimento trreo e 15

pessoas para o pavimento superior, totalizando 100 pessoas.

Atravs da frmula a seguir obtm-se o nmero de unidades de passagem, que representa a

largura mnima para a passagem de um fluxo de pessoas. Esse valor fixado em 0,55 m(CBMPR, 2010).


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=

Onde:

N= Nmero de unidades de passagem.

P= Populao.

C=Capacidade da unidade.

Para o laboratrio Ecoenergia a populao dos dois pavimentos de 100 pessoas, sendo o

andar superior de 15 pessoas. Como a capacidade de passagem para portas, acessos e descargas

de 100 unidades e para escadas e rampas de 85 unidades, conclui-se que o nmero de unidades

de passagem de 1,0 para portas, acesso e descargas e de 0,2 para escadas. A NPT-011 estipula

o arredondamento para o nmero inteiro, sendo assim ambos os valores de, 1,0 unidade de

passagem que equivale a 0,55 metros, logo a edificao atende aos requisitos.

Vale resaltar que o uso de escadas em espiral muito restrito em PSCIP, porm de acordo

com a NPT-011 (CBMPR, 2010) a escada do laboratrio pode ser considerada para reas

privativas, onde seu uso pode ser aceito. Para ser aceito, necessrio que a escada atenda aos

seguintes itens: populao (do andar superior) inferior a 20 pessoas, no ser superior a 3,7 metros

e largura mnima de 80 cm. Como a escada do laboratrio atende esses requisitos, o mesmo pode

ser utilizado como rota de fuga.

4.10.6. ILUMINAO DE EMERGNCIA

Para o sistema de iluminao de emergncia foi adotado o conjunto de blocos autnomos.

Esse conjunto deve ser de baterias de chumbo-cido selada ou nquel-cdmio, isenta de

manuteno, NPT-018 (CBMPR, 2010).

De acordo com a norma, distncia mxima entre dois pontos de iluminao de

emergncia no deve ultrapassar 15 metros e entre o ponto de iluminao e a parede, no

ultrapassar de 7,5 metros (CBMPR, 2010).

Para respeitar distncias citadas, no laboratrio sero utilizada 5 blocos autnomos para o

sistema de iluminao.


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4.10.7. SINALIZAO DE EMERGNCIA

As sinalizaes de emergncia tm por finalidade reduzir o risco de ocorrncia de

incndio, alertar para os riscos existentes e garantir que sejam adotadas aes adequadas

situao de risco, orientar as aes de combate e facilitar a localizao de equipamentos e rotas

de sada. No laboratrio foi estipulado nove tipos diferentes de sinalizao

4.10.8. EXTINTORES

Extintores apresentam a funo de combater princpios de incndios. Existem seis tipos deextintores: carga d gua, carga de espuma mecnica, carga de dixido de carbono, carga de p

BC, carga de p ABC e carga de halogenado. A distncia mxima de caminhamento at um

extintor de 25, 20 ou 15 metros, sendo essas distncias para risco leve, moderado e elevado

respectivamente, de acordo com NPT-021 (CBMPR, 2010).

Segundo a norma citada, cada pavimento maior que 50 m deve possuir duas unidades

extintoras, ou mais, sendo uma classe A e outra BC, podendo ser substituda por duas ABC. O

laboratrio Ecoenergia, ter trs extintores, um do tipo ABC no pavimento superior e os outros

dois do tipo A e BC (CO2) no pavimento trreo.

Todas as especificaes e localizaes dos equipamentos de proteo e combate a incndio

esto apresentadas no apndice 9 (Pavimento Trreo) e apndice 10 (pavimento superior).


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5. RESULTADOS E DISCUSSO

5.1. ASPECTOS GERAIS

O formato construtivo do Laboratrio Ecoenergia foi escolhido de forma a adaptar as

tecnologias utilizadas, buscando o seu maior rendimento com o menor custo possvel. O telhado

apresenta uma inclinao de 35, determinada pela latitude de Ponta Grossa (25) mais 10

(KRAUSE, 2005), e orientada para o Norte, obtendo uma maior eficincia no aproveitamento da

energia solar. Devido a essa inclinao, obtm-se um pequeno desnvel da calha de captao da

gua pluvial em relao ao reservatrio, propiciando um bom escoamento da gua por gravidade.

Todos os sistemas de aproveitamento da gua pluvial, incluindo os pontos de utilizao da gua,

so por gravidade, evitando gastos de energia com a utilizao de bombeamento.

Na parte externa frontal do Laboratrio Ecoenergia sero instaladas lixeiras para coleta

de materiais slidos reciclvel com as devidas identificaes e cores especficas. Essa coleta ser

integrada ao projeto j existente da Universidade, Coleta Seletiva Solidria, que tem funo de

diagnosticar o lixo gerado, motivando uma campanha de educao ambiental. Nos fundos,

haver um bicicletrio, com o intuito de incentivar o uso de prticas de mobilidade sustentvel.

Nas caladas externas ser utilizado pavimento permevel, que por sua vez fabricado noLaboratrio de Materiais de Construo da UEPG com o envolvimento de estudantes do curso de

Engenharia Civil.

Segue na figura 21 o projeto modelado em 3D do Laboratrio Ecoenergia.


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Figura 21Modelamento 3D.Fonte: Os autores.

Nos apndices esto as plantas do pavimento trreo, superior e cobertura, cortes AA e BBe quatro elevaes do projeto com a disposio dos ambientes.

5.2. PLANO DE SEGURANA E CONTRA INCNDIO E PNICOPSCIP

O PSCIP do laboratrio Ecoenergia foi elaborado de acordo com o Cdigo de Segurana

Contra Incndio e Pnico e normas de procedimento tcnico. Ambas as fontes so do Corpo de

Bombeiros Militar do Paran (CBMPR, 2010).

No apndice 6 est o ofcio de apresentao do PSCIP, onde consta detalhes da obra, como

localizao, proprietrio, CNPJ, endereo, ocupao e reas. O Apndice 7 e 8 est o memorial

bsico de construo e quadro resumo das medidas de segurana. No memorial bsico de

construo tem o detalhamento das estruturas, instalaes e materiais utilizados na edificao. J

o quadro de resumo apresenta todas as medidas de segurana contra incndio, classificao

segundo o CSCIP, carga de incndio, riscos, e controle de materiais de acabamento e


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revestimento. Esses documentos so elaborados pelo responsvel tcnico e fazem parte do

PSCIP.

Nos apndices 9 e 10 esto o PSCIP em escala 1/75. O apndice 9 apresenta a planta do

pavimento trreo, detalhamento da fixao do extintor em paredes e o bloco de iluminao

autnoma alm dos dados necessrios para a aprovao do plano. O apndice 10 contempla o

pavimento superior, detalhe do corrimo e legenda para sinalizao de emergncia. Em ambos os

apndices est localizado os itens de proteo e combate a incndio, como: extintores portteis,

blocos de iluminao autnoma, sinalizao de emergncia e rotas de fuga para sada de

emergncia.

5.3. MEMORIAL DESCRITIVOESPECIFICAES

O Memorial descritivo do laboratrio Ecoenergia foi elaborado de acordo com modelo j

existente da UEPG e normas de procedimento tcnico.

O memorial baseado em especificaes obtidas atravs dos projetos existentes, padres

das construes da UEPG, mtodos construtivos atuais e catlogos de fabricantes e fornecedores.

Para as estruturas Wood Frame utilizou-se o catlogo tcnico do fabricante, (LP BRASIL,

2014). Esse catlogo estabelece procedimentos, materiais e mtodos para toda a estrutura Wood

Frame do laboratrio. O catlogo traz informaes sobre membranas, impermeabilizaes,

selantes, parafusos, pregos, tintas, transpasses, fixaes e demais recomendaes necessrias

para a estrutura.

Algumas especificaes foram baseadas em pesquisas, como a escolha da transmitncia

visvel de 70% para os vidros, pesquisada por Milbratz (2007) onde realizou estudo sobre o

conforto ambiental e uso racional de energia e gua.

O Memorial Descritivo com todas as suas especificaes se apresenta no apndice 11, onde

se encontra dividido em etapas da obra.


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6. CONCLUSES

O projeto do Laboratrio Ecoenergia apresentou a possibilidade de desenvolver umaedificao de maneira sustentvel considerando aspectos tcnico-cientficos de averiguao,

pesquisa e desenvolvimento, visando integrar os conceitos e tecnologias de sustentabilidade em

edificaes. Com as instalaes e parmetros definidos no projeto, foi possvel constatar os

benefcios que uma construo sustentvel pode gerar tanto na utilizao de recursos naturais

como nas condies ambientais internas e externas da edificao.

O trabalho apresentado atingiu seus objetivos adotando e especificando conceitos e

tecnologias construtivas sustentveis, seus materiais, suas caractersticas, alm de contar com oprojeto arquitetnico e complementares como, plano de preveno e combate a incndio,

memorial descritivo e sugesto para o projeto estrutural.

Existem vrias alternativas para optar na execuo de uma edificao verde. Algumas

alternativas podem ter custos inviveis do ponto de vista financeiro, porm um investimento

sensato, sendo para os proprietrios um meio de proteger as futuras mudanas relativas energia

e ao clima. A implantao do Laboratrio Ecoenergia no Campus Uvaranas da UEPG ser um

modelo de edificao sustentvel para estimular os universitrios e a comunidade em geral, na

utilizao de materiais, tecnologias e mtodos que estimulam o desenvolvimento sustentvel.


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48

7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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TcnicoNPT-003Terminologia de segurana contra incndio,Curitiba, 2010, 48 f.


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Princpios e Critrios. Disponvel em:. Acesso em: 26 de Maio de 2014.

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http://www.bdtd.ufscar.br/htdocs/tedeSimplificado//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=133>.

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Finep, So Paulo, 2007.

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LEED Em uma edificao. 2013, 141 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao em

Engenharia Civil) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2013.

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2007, 488 p.

SOLETROL, Aquecedores solares de gua. Disponvel em: . Acessado em: 12 de Abril de 2014.

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destinadas a Calamento. 2013. 44 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao em

Engenharia Civil) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2013.


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Maio de 2014.


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APNDICE 1PlantaPavimento Trreo


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APNDICE 2PlantaPavimento Superior


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APNDICE 3Planta Cobertura


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APNDICE 4Corte AA e BB


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APNDICE 5Elevaes


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APNDICE 6OFCIO DE APRESENTAO DO PSCIP


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Ponta Grossa, PR, 26 de setembro de 2014.

Ao

Servio de Preveno Contra Incndio e PnicoCorpo de Bombeiros Militar do ParanPonta Grossa/Pr

Ilustrssimos Senhores,Em conformidade com o CSCIP-CBMPR, vimos por meio deste, solicitar a

anlise e posterior aprovao do Plano de Segurana Contra Incndio e Pnico da seguinteedificao:

Obra: LABORATRIO ECOENERGIAProprietrio: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSACNPJ/CPF: 80.257.355/0001-08Endereo: AV. GENERAL CARLOS CAVALCANTI, 4748Indicao Fiscal/Inscrio Imobiliria: 00.0.0000.0000.000/0Ocupao: EDUCACIONAL

rea total: 91 m

Restrito ao exposto, antecipadamente agradecemos.

Atenciosamente,

AssinaturaNome do Responsvel Tcnico

CREA 00.000-D/PR


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APNDICE 7MEMORIAL BSICO DE CONSTRUO


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64MEMORIAL B SICO DE CONSTRU O

LABORATRIO ECOENERGIA

Endereo: Av. General Carlos Cavalcanti N 4748

Complemento: Laboratrio ECOENERGIA Bairro: Uvaranas

Municpio: Ponta Grossa UF: PR e-mail:Proprietrio: Universidade Estadual de Ponta Grossa Fone:

Ocupao: Educacional

1. ESTRUTURAS: execuo da obra realizada de acordo com as normas construtivas em vigor, estruturas de

concreto e madeira, executadas de acordo com as caractersticas da construo. Isenta de TRRF conforme A.2.3.10

da NPT-08. Fundaes: executadas para suportar as cargas solicitadas, de acordo com normas em vigor.

2. ALVENARIAS/FECHAMENTOS: constitudas de tijolos cermicos revestidas de argamassa e/ou placas OSB(Oriented Strand Board) e telhas com fibras prensadas e coladas de alumnio e plstico, de acordo com as normas

construtivas em vigor.

3. COMPARTIMENTAES: no h na edificao.

4. COMPARTIMENTOS: Independentes de sua natureza de ocupao, os compartimentos possuem dimenses

adequadas sua atividade. Os materiais de construo (estrutura, vedaes, acabamentos, etc.) empregados,

mediante aplicao adequada, atendem aos requisitos tcnicos quanto estabilidade, ventilao, higiene,

segurana, salubridade, conforto trmico e acstico, atendendo s posturas municipais e as normas do Corpo de

Bombeiros Militar do Paran.

5. INSTALAES: as instalaes eltricas e hidrulicas obedecem aos requisitos normativos da ABNT e das

respectivas concessionrias.

6. VIDROS: os elementos envidraados atendem aos critrios de segurana previstos nas normas da ABNT.

7. MEDIDAS DE SEGURANA CONTRA INCNDIO: as medidas de segurana contra incndio e os riscos

especficos obedecem aos requisitos do Cdigo de Segurana Contra Incndio e Pnico do Corpo de Bombeiros

Militar do Paran, e, onde aplicvel, das normas da ABNT.

Ponta Grossa, 26 de Setembro de 2014.

_____________________________ ____________________________________

RESPONSVEL TCNICO UEPG


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APNDICE 8QUADRO RESUMO DAS MEDIDAS DE SEGURANA CONTRAINCNDIO


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QUADRO RESUMO DAS MEDIDAS DE SEGURANA

EXTINTORESP QUMICO ABC2-A : 20-B:CP QUMICO SECO BC20-B:C

ILUMINAO DEEMERGNCIA

Conforme a NPT-018

SADAS DE EMERGNCIA Conforme a NPT-011

SINALIZAO DEEMERGNCIA

Conforme a NPT-020

INSTALAES ELTRICAS O sistema de instalaes eltricas atende as Normas Regulamentadoras em vigncia

CLASSIFICAO - CSCIP

GRUPO OCUPAO DIVISO DESCRIO EXEMPLOS

EEDUCACIONAL

E CULTURAFSCIA

E-4CENTRO DE

TREINAMENTOPROFISSIONAL

ESCOLAS PROFISSIONAIS EM GERAL

CARGA DE INCNDIO - NPT

OCUPAO/USO DESCRIO DIVISO CARGA DE INCNDIOS EMMJ/M

E EDUCACIONAL E CULTURA FSICA E-4 300 MJ/M

CLASSIFICAO DAS EDIFICAES E REAS DE RISCO QUANTO CARGA DE INCNDIO

RISCO CARGA DE INCNDIO MJ/M

LEVE 300 MJ/M

CONTROLE DE MATERIAIS DE ACABAMENTO E REVESTIMENTO

PISOACABAMENTO

REVESTIMENTO

CLASSE I, II-A, III-A ou IV-A

PAREDEACABAMENTO

REVESTIMENTOCLASSE I, II-A ou III-A

TETO E FORROACABAMENTO

REVESTIMENTOCLASSE I OU II-A


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APNDICE 9PLANO DE SEGURANA CONTRA INCNDIO E PNICOPSCIPPAVIMENTO TRREO


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APNDICE 10PLANO DE SEGURANA CONTRA INCNDIO E PNICOPSCIPPAVIMENTO SUPERIOR


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APNDICE 11Memorial descritivo - Especificaes


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TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

Especificao - Obras Civis

Obra: Laboratrio Ecoenergia

1. SERVIOS PRELIMINARES

1.1 Limpeza do terreno

Ser feita a limpeza do terreno com capina e remoo da grama e arvoredos, que sero colocados disposio do Setor de Conservao Segurana e Apoio da Prefeitura do Campus da UEPG,

para reaproveitamento. A limpeza se dar atravs de meios manuais, e ou, remoo da gramaexistente atravs de meios mecnicos.

1.2. Sondagem do terreno

A sondagem do terreno dever ser feita com trs furos de acordo com NBR 6484/2001 daABNT, para determinao do tipo e profundidade da fundao.

1.3. Locao da obra

A obra ser locada em rea pertencente UEPG, e indicado na planta de implantao queacompanha o projeto, mediante a cravao de quadro-gabarito formado por pontaletesreflorestados de eucalipto e ripamento nivelado, a obra ser marcada pelos seus eixos.

1.4. Placa de obra

A placa de obra ser de chapa galvanizada sobre ripamento reflorestado de pinho e pontaletesreflorestados de eucalipto, no tamanho 3x2m com dizeres e desenho-padro fornecidos atravs

de solicitao com antecedncia fiscalizao.

1.5. Escritrio de obra

Compreender a construo de barraco simples de paredes de compensado reflorestados ecobertura de telha ecolgica ondulada, onde ficaro disposio da fiscalizao todos os

projetos, as anotaes de responsabilidade tcnica, o dirio de obra e a documentao adicionalque vier a ser requisitada pelo fiscal.

Na construo referente ao escritrio no esto previstos espaos para sanitrio, refeitrio e

depsito de materiais, ficando esses ambientes a serem resolvidos e fornecidos integralmente porconta da Empresa Contratada para a prestao dos servios, sendo todos com madeira reciclada ecobertura de telha ecolgica ondulada, compostas com 75% de plstico e 25% de alumnio.


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2. INFRAESTRUTURA

2.1. Radier

O dimensionamento ser suficiente para as cargas determinadas pelo projeto estrutural e deacordo com sondagem realizada. O enchimento ser com concreto fck = 20 MPa. A ligao serdeterminada pelo projetista da estrutura.

2.2. Lastro de brita para radier

Ser disposta camada de 5cm de brita #1 no fundo da vala do radier, para isolar a armadura doataque do solo subjacente.

2.3. Concreto armado para radier

Seguir o especificado no projeto estrutural, que contemplar, no mnimo, o uso de concreto fck= 25 MPa, e formas de compensado e ripas reflorestadas.

2.4. Impermeabilizao

As peas recebero impermeabilizao na face superior atravs de pintura de tinta betuminosacomum (duas demos cruzadas entre si) e uma manta de feltro alcatroado "colada" pea deconcreto pela prpria pintura.

2.5. Concreto armado para fundao

O concreto da fundao seguiro o especificado no projeto estrutural, que contemplar, nomnimo, o uso de concreto fck = 25 MPa.

3. SUPERESTRUTURA

3.1. Estrutura e vedao Wood Frame

As estruturas em Wood frame estaro identificadas e detalhadas em projetos especificos. Terum esqueleto est

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Projeto Laboratório Ecoenergia Integrando Conceitos e Tecnologias de Sustentabilidade Em Edificações