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Escola Universitária Vasco da Gama Departamento de Arquitectura e PaisagemMestrado Integrado em Arquitectura Ano lectivo 2011/2012
TMTC V
Escola Universitária Vasco da Gama Departamento de Arquitectura e PaisagemMestrado Integrado em Arquitectura Ano lectivo 2011/2012
TMTC V
Tecnologias, Materiais e
Técnicas de Construção V
4.º Ano, 7.º semestre
4 ECTS / 4 h semanais
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3. Paredes exteriores
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1. Constituição de paredes
exteriores
Actualmente a construção corrente das paredes
exteriores em Portugal é constituída por panos de
alvenarias e paredes de betão.
Apesar de serem tecnologias tradicionais, são
poucos os exemplos na actualidade de
edificações que utilizam materiais como a
madeira, o adobe, a taipa, ou até mesmo a pedra
maciça como elemento principal da sua
envolvente exterior.
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1. Constituição de paredes
exteriores
É relativamente comum a adopção de soluções
de revestimento em placagens de vidro, metálicas,
cerâmicas, de madeira, de pedra, de materiais
sintéticos e compósitos, de betões especiais, de
GRC, etc.
No entanto, mesmo nesses casos as paredes de
suporte são normalmente constituídas por
alvenarias ou por betão armado.
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1. Constituição de paredes
exteriores
Normalmente as soluções tecnicamente mais
exigentes como as paredes em fachada cortina, as
paredes metálicas, de vidro, elementos pré-
fabricados de materiais compósitos ou de betões
especiais (betão branco, GRC, etc.) são menos
comuns e mais caras, sendo reservadas para
edificações onde o custo económico acrescido é
justificável ou aceitável.
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1. Constituição de paredes
exteriores
Os materiais industriais mais comuns para alvenarias
em Portugal são:
• Tijolo cerâmico de furação horizontal (tijolo vazado)
• Tijolo cerâmico para aplicação de face à vista (maciços -
“tijolo burro” ou perfurados verticalmente)
• Blocos de betão de agregados leves
• Blocos de betão de agregados leves “splitados”
• Tijolos de cerâmica alveolada de furação vertical (tipo
termoargila)
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Materiais industriais para alvenarias
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1. Constituição de paredes
exteriores
Vantagens comparativas dos tijolos cerâmicos :
• Excelente durabilidade: tijolo +1000 anos, argamassas de
ligação +100 anos.
• Flexibilidade e versatilidade : os tijolos são os elementos pré-
fabricados de menor módulo, resultando na facilidade de
composição dos elementos.
• Fabrico fácil e de baixo custo : matéria prima existente
virtualmente em todo o mundo.
• Bom desempenho térmico e acústico, resistência mecânica e
ao fogo, razoável estanquidade.
• Vantagens ambientais: fabrico pouco poluente, baixo custo
energético, material reciclável.
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1. Constituição de paredes
exteriores
• Normalização dos tijolos cerâmicos
A normalização existente para os tijolos cerâmicos
em Portugal data dos anos 60 e 70: NP 80 e NP 834.
Nestas duas normas definem-se as características
físicas e dimensionais dos tijolos de fabrico
industrial.
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Tipos de tijolos de acordo com a NP 80
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Características
de tijolos
de acordo com
a NP 834
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2. Tipologias das paredes exteriores
As principais tipologias construtivas de paredes
exteriores utilizadas em Portugal são:
• Parede simples
• Parede dupla com caixa de ar e isolamento térmico
• Parede composta com o sistema ETICS
• Parede ventilada com placagem grampeada
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Principais tipos de paredes exteriores
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2. Tipologias das paredes exteriores
Principais vantagens e inconvenientes das paredes
simples.
Vantagens:
• Menor custo, maior simplicidade de construção.
Inconvenientes:
• Menor isolamento térmico e acústico, maior probabilidade de
patologias associadas à penetração de água.
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Solução com
isolamento pelo interior
Parede simples de blocos de
argila expandida com palas
de sombreamento de
mármore
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2. Tipologias das paredes exteriores
Principais vantagens e inconvenientes das paredes
duplas.
Vantagens:
• Isolamento térmico superior, bom isolamento acústico com
densidades e/ou espessuras diferenciadas entre panos
Inconvenientes
• Complexidade de execução, que é muitas vezes deficiente
provocando diversas patologias, impossibilidade de
verificação da solução construída uma vez terminada, existência de pontes térmicas.
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2. Tipologias das paredes exteriores
Principais vantagens e inconvenientes das paredes
compostas com sistema ETICS.
Vantagens:
• Isolamento térmico contínuo, virtual inexistência de pontes
térmicas.
Inconvenientes
• Isolamento exposto à radiação solar, fraca resistência
mecânica da superfície da parede, necessidade de
cuidados no contacto com o solo, isolamento acústico dependente unicamente da massa do suporte.
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2. Tipologias das paredes exteriores
Principais vantagens e inconvenientes das paredes
ventiladas.
Vantagens:
• Isolamento térmico contínuo, virtual inexistência de pontes
térmicas, resistência mecânica da fachada, sombreamento do isolamento. Implica uma estereotomia de revestimento.
Inconvenientes
• Preço mais elevado, isolamento acústico dependente
unicamente da massa do suporte. Implica o estudo de uma estereotomia de revestimento.
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3. Características das paredes
exteriores
Para além da importância da definição da
envolvente do espaço arquitectónico, os
paramentos verticais exteriores da construção têm
como principais funções construtivas:
• Durabilidade
• Resistência mecânica e estabilidade
• Impermeabilidade
• Conforto térmico
• Conforto higrométrico
• Conforto acústico
• Segurança ao fogo
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3.1 Durabilidade, resistência e
estabilidade de paredes exteriores
A concepção da envolvente exterior do edifício deve
garantir a estabilidade dos panos de parede, a sua durabilidade e resistência aos choques exteriores.
A ausência de patologias como fendilhações, infiltrações,
fungos, manchas ou eflorescências depende da escolha
adequada do sistema construtivo e da sua correcta pormenorização e construção.
A estabilidade e resistência mecânica advêm da boa
concepção da estrutura interna da parede e da escolha de
materiais de revestimento adequados, em especial nos
embasamentos.
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3.2 Resistência e estabilidade de
paredes exteriores de alvenaria
Travamento dos panos de alvenaria:
• Confinamento dos panos de alvenaria.
• Juntas, apoios adicionais e reforços.
• Elementos resistentes embebidos nos panos mais extensos
(pilaretes, lintéis, perfis metálicos, ferragens, armações de travamento, etc.).
• Solidarização pontual com a estrutura do edifício mantendo
a separação entre materiais para evitar a fendilhação por
dilatações diferenciais (p.ex. grampos metálicos).
• Solidarização dos panos de alvenaria nas paredes duplas (ferragens, grampos, “gatos”).
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Os grampos devem ser colocados com inclinação para o exterior ou, no caso de
serem horizontais, possuírem uma pingadeira que evite o escorrimento ao longo do
elemento.
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Exemplos de ligação dos
panos de parede a
estrutura resistente
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Armação das juntas
horizontais da alvenaria
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Suportes adicionais para
panos de alvenaria
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3.3 Impermeabilidade
A parede exterior deve garantir a
impermeabilização à água da chuva, impedindo a
penetração de humidades no espaço interior e no
interior da parede. A propagação do vapor deve
encontrar uma resistência decrescente do interior
para o exterior da parede.
A integridade do revestimento exterior desempenha
um papel primordial na impermeabilização do
conjunto da parede.
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3.3 Impermeabilidade
Revestimento com reboco hidráulico:
• Revestimento de impermeabilização e não de estanquidade.
Em conjunto com o suporte (panos da parede e caixa de ar,
se existir) e para condições climáticas correntes, deve impedir
infiltrações para o interior do edifício.
• É fundamental que não exista fissuração superficial.
• Aplicação em 2 ou 3 camadas.
• Camada exterior pouco rica em cimento, com alguma
porosidade mas significativa elasticidade.
• As camadas interiores devem ser mais ricas, uma vez que, sendo menos porosas, terão tendência a fazer migrar a
humidade para as camadas exteriores.
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Exemplos de fissuração
e destacamento de
rebocos hidráulicos
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3.3 Impermeabilidade
Pintura dos rebocos hidráulicos:
Para prevenção de futura fissuração, mero receio do
envelhecimento da parede ou correcção de anomalias,
recorre-se, por vezes, à aplicação de tintas de elevada
elasticidade e estanquidade à água (em geral designadas por
“membranas”). É imperioso garantir que tais membranas sejam permeáveis ao vapor de água e não tenham o efeito de
barreiras pára vapor.
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Exemplos de bolsas de
água sob tintas
impermeáveis
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3.3 Impermeabilidade
Do mesmo modo a parede deve estar
convenientemente protegida da humidade
ascensional por capilaridade:
• Correcta drenagem periférica do edifício;
• Evitar o contacto directo com o solo pela elevação dos panos
de alvenaria, ou pelo corte hídrico com recurso a membranas
de impermeabilização;
• Impermeabilização do fundo das caixas de ar, seja com
argamassas hidrofugadas, pinturas betuminosas ou telas
impermeabilizantes.
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3.3 Impermeabilidade
O recurso a revestimentos exteriores de impermeabilização em
paredes com humidade ascensional é totalmente
desaconselhado e ineficaz. por limitar a capacidade de
evaporação da água presente na parede, o que a obrigará a procurar outras zonas para atingir o exterior.
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Exemplos de paredes
com humidade
ascencional
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3.4 Conforto térmico
Constituindo as paredes, a par das
coberturas, as superfícies de contacto
entre o meio interior e exterior, o
comportamento térmico dos espaços
interiores depende, a par da sua correcta
exposição solar, da sua capacidade de
garantir o isolamento térmico entre os dois
ambientes, e da sua inércia térmica.
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3.4 Conforto térmico
Transmissão de calor
A energia térmica transmite-se através dos
seguintes processos:
• Transferência por condução térmica (difusão).
• Transmissão por irradiação térmica.
• Transmissão por convecção.
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3.4.1 Isolamento térmico
Até há poucas décadas o uso de materiais isolantes térmicos
autónomos integrados na envolvente dos edifícios era praticamente inexistente na construção em Portugal,
deixando-se à parede simples essa função, desempenhada
com fraca eficiência.
Nos últimos anos, porém, o aumento da exigência de
conforto, a economia, e as preocupações ambientais, implicaram uma evolução normativa, que actualmente obriga
à existência de determinados níveis de eficiência energética e
de isolamento térmico na construção:
RSECERegulamento dos sistemas energéticos de climatização de
edifícios
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Evolução esquemática dos tipos
mais comuns de parede exterior
em Portugal no século XX
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3.4.1 Isolamento térmico
O que é o isolamento térmico?
O conceito físico refere-se à redução dos
efeitos dos vários processos de transferência
de calor. Normalmente o termo é associado
à capacidade de um material de resistir à
transmissão de calor por difusão.
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3.4.1 Isolamento térmico
O vácuo constitui o melhor processo de
garantir o melhor isolamento possível. Dada
a dificuldade na sua obtenção, o ar com
baixo teor de humidade é uma boa
alternativa, pelo que muitos dos materiais
utilizados industrialmente utilizam células ou
câmaras que o aprisionam de alguma
forma.
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3.4.1 Isolamento térmico
Uma forma de definir um material como isolante
térmico é a sua baixa condutividade térmica:
Q L
t A T
Matematicamente, a condutividade térmica equivale à
quantidade de calor Q transmitida no período de tempo t
através de uma espessura L, na direcção normal a uma
superfície de área A, devido a uma variação de
temperatura ΔT, sob condições de estado fixo e quando a
transferência de calor é dependente apenas da variação de temperatura
K=
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MaterialCondutividade térmica
[J/s/(m·K)] ou [W/(m.K)]
Prata 426
Cobre 398
Alumínio 237
Tungsténio 178
Ferro 80,3
Vidro 0,72 - 0,86
Água 0,61
Tijolo 0,4 - 0,8
Madeira (pinho) 0,11 - 0,14
Fibra de vidro 0,046
Espuma de poliestireno 0,033
Ar 0,026
Espuma de poliuretano 0,020
polipropileno 0,25
Epoxi (cargada com Silica) 0,30
Epoxi (não cargada) 0,12 - 0,177
No sistema Internacional de
Unidades (SI) a
condutividade térmica é
medida em termos de Watts
por metro-Kelvin (W/m-K).
3.4.1 Isolamento térmico
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Exemplos de isolantes industriais
correntes na construção:
CortiçaGranulada ou em painéis de
aglomerado.
Material orgânico, natural, de elevada
inércia térmica.
É imperiosa a sua protecção à água
para a sua durabilidade (fungos, etc.)
K=0,040 W/(m.K) (painel de
aglomerado)
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Lã de rochaApresenta-se em painéis
rígidos ou semi-rígidos, aglomerados, feltros e
mantas.
Material incombustível e
imputrescível. A sua eficiência
depende da sua impermeabilização.
K= 0,030 a 0,041 W/(m.K)dependendo da sua densidade
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Poliestireno expandido
(EPS, ou esferovite)Material derivado do petróleo e do gás
natural do qual se obtém o polímero plástico
do estireno na forma de grânulos.
Absorção de água praticamente
negligenciável. Material combustível e
degradado pela radiação ultravioleta, pelo
que deve ser protegido da radiação solar.
Densidades de 12 Kg/m3 a 30 Kg/m3.
K= 0,045 a 0,034 W/(m.K)
dependendo da sua densidade
(maior densidade = K mais elevado)
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Material combustível, de absorção de água praticamente
negligenciável. Grande resistência à difusão do vapor.
Capilaridade nula. Boa resistência
às acções mecânicas e ambientais
K= 0,035 W/(m.K)
Poliestireno
extrudido (XPS)
Espuma rígida de poliestireno,
diferenciando-se do EPS por ser obtido
por um processo de extrusão resultante
da fusão do poliestireno em contínuo e
por empregar outros gases expansores.
Enquanto o EPS é composto por um
conjunto de esferas, o XPS é um
material homogéneo.
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Espuma de poliuretanoMaterial projectado. A sua combustão gera ácido cianídrico.
Absorção de água praticamente negligenciável. Material
combustível e degradado pela radiação ultravioleta, pelo que
deve ser protegido da radiação solar.
Densidades de 12 Kg/m3 a 30 Kg/m3.
K= 0,045 a 0,034 W/(m.K)
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Lã de vidroConglomerado de fibras de vidro obtidos a partir da sua
fundição.
Material imputrescível, não inflamável, quimicamente estável.
Bom isolamento acústico.
Apresenta-se na forma de mantas têxteis ou a granel.
K= 0,038 a 0,045 W/(m.K)
(variando
proporcionalmente
com a densidade)
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Vidro CelularContém grande quantidade de células microscópicas repletas
de gás. Obtêm-se injectando sob pressão, por meio de
processos especiais, gás na massa de vidro.
Apresenta-se sob a forma de painéis.
Grande resistência mecânica e inércia química.
Impermeável ao vapor de água.
Incombustível.
K= 0,050 W/(m.K)
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3.4.1 Isolamento térmico
Uma das deficiências mais comuns na concepção
de paredes exteriores isoladas é a constituição de
pontes térmicas.
Tratam-se de regiões da envolvente exterior que,
por defeitos de projecto ou de execução,
apresentam um isolamento térmico
significativamente inferior às áreas adjacentes.
Nessas zonas surgem patologias como fungos,
manchas ou condensações, contribuindo para a
degradação dos elementos construídos e da
qualidade do ar interior.
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Exemplos de correcção/atenuação
de pontes térmicas
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3.4.2 Inércia térmica
Inércia térmica: propriedade de um material que
indica a quantidade de calor que pode conservar,
e a velocidade com que esse calor varia
influenciado pela temperatura envolvente.
Esta propriedade depende:
• Da massa do corpo (m)
• Do calor específico do material * (c)
• Da sua condutividade térmica (K)
* quantidade de calor que se tem fornecer a uma unidade de massa para elevar a sua temperatura em um grau Kelvin ou Celsius
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3.4.2 Inércia térmica
Adoptando uma envolvente de grande massa
esta propriedade permite, de forma passiva,
manter a temperatura interior estável. As paredes
pesadas aquecem gradualmente ao longo do
dia, libertando durante a noite o calor,
funcionando como pilhas térmicas.
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Neste caso concreto a
facilidade de execução
aconselhou a construção de
uma parede leve de gesso
cartonado à frente da
parede de betão, numa
opção que retirou o
benefício de uma maior
inércia térmica para o
espaço da sala e do quarto.
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3.4.2 Inércia térmica
É o aproveitamento da
enorme inércia térmica
do solo que permite a
utilização de energia
geotérmica para
climatização interior, ou
a utilização de piscinas
como verdadeiras
“pilhas térmicas”.
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3.5 Conforto higrométrico
Parte significativa da salubridade e qualidade do
ar interior de uma construção se deve ao correcto
teor de humidade relativa interna, que
normalmente é mais elevado que o do exterior
nos climas temperados e frios por via:
• da utilização humana dos espaços;
• da temperatura interior normalmente mais
elevada.
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3.5 Conforto higrométrico
Humidade relativa:
É a relação entre a pressão do vapor existente e a
máxima pressão de vapor possível a essa
temperatura no ar (ponto de saturação).
O ponto de saturação varia directamente com a
temperatura. Assim, o ar quente permite maior
concentração de vapor de água que o ar frio.
Quando o ar arrefece dá-se então o fenómeno
da condensação.
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3.5 Conforto higrométrico
Uma grande parte das patologias construtivas
existentes relaciona-se com a existência de
humidade nas paredes exteriores.
São frequentes problemas de humidade
relacionados com uma fraca ventilação dos
espaços internos e uma concepção defeituosa
das paredes exteriores.
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3.5 Conforto higrométrico
Ventilação
O justo equilíbrio entre a necessidade de
isolamento térmico e o equilíbrio
higrométrico é um dos problemas da
construção actual, e depende em grande
medida da ventilação com ar exterior.
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3.5.1 Condensações Internas
Uma das consequências da instalação de
um isolamento térmico é o gradiente de
temperatura que passa a existir entre as
duas faces do isolamento: uma quente,
interior, e uma fria , exterior.
É nesse gradiente que se processam as
condensações que podem reduzir a
eficiência do isolamento, ou mesmo
contribuir para o seu desaparecimento.
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3.5.1 Condensações Internas
Critérios gerais de concepção da envolvente do
edifício face às condensações internas:
• Adequado controlo do clima interior dos edifícios
(aquecimento e ventilação dos espaços);
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3.5.1 Condensações Internas
Critérios gerais de concepção (cont.):
• Do interior para o exterior de um elemento construtivo
(admitindo que o fluxo de vapor se verifica do interior para o
exterior), a resistência à difusão de vapor água das
camadas deverá diminuir progressivamente. Mais especificamente, os componentes com elevada resistência
à difusão de vapor (como é o caso das barreiras pára-
vapor) deverão ser aplicados pelo interior das camadas de
isolamento térmico, enquanto que pelo exterior se deverão
aplicar componentes de elevada permeância ao vapor
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3.5.1 Condensações Internas
Critérios gerais de concepção (cont.):
• Os espaços de ar no interior dos elementos construtivos
onde se possa verificar a acumulação de humidade
deverão ser ventilados pelo exterior das camadas de
isolamento térmico e de eventuais barreiras pára-vapor
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3.5.1 Condensações Internas
Como se deduz dos critérios de
concepção, no caso particular das
paredes duplas é fundamental para a
inexistência de condensações internas a
drenagem da caixa de ar para o exterior,
exista ou não uma barreira de vapor.
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3.5.2 Barreiras pára-vapor
Quando se utilizam isolamentos putrescíveis ou
com absorção capilar que reduza a sua
eficiência, ou quando a possibilidade de
ocorrência de condensações é elevada ,é
necessária a construção de uma barreira pára-
vapor para garantir que o isolamento se mantém
seco.
Essa barreira deve ser colocada do lado mais
quente do isolamento.
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3.5.2 Barreiras pára-vapor
Tipologias principais das barreiras pára-vapor :
• Membranas – rígidas, tais como plásticos
reforçados, alumínio ou outras chapas metálicas,
ou flexíveis, como folhas metálicas, papéis, filmes e
folhas de plástico ou feltros;
• Películas de Revestimento – é o caso de algumas
tintas e materiais que fundem por acção da
temperatura.
• A sua composição normalmente é do tipo
betuminosa, resinosa ou polimérica, podendo
aplicar-se a pincel, a rolo, com espátula, etc., em
função do tipo de material e do tipo de suporte.
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3.6 Conforto acústico
O conforto acústico de uma
construção depende do seu
isolamento aos sons exteriores e entre
compartimentos, e da absorção dos
sons produzidos no seu interior,
evitando a reverberação, ou eco.
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3.6 Conforto acústico
Podemos caracterizar os ruídos
transmitidos numa construção em
ruídos de condução aérea, e ruídos
de percussão.
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3.6.1 Transmissão do som
A transmissão de som entre compartimentos
ou entre o exterior e o interior de edifícios
processa-se de duas formas:
• transmissões de ruído por condução aérea;
• transmissões ao longo dos elementos da
construção.
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3.6.2 Isolamento acústico
O isolamento acústico refere-se à
capacidade de formar uma barreira à
propagação de uma onda sonora,
impedindo-a de se transmitir entre
compartimentos ou entre o exterior e o
interior de um edifício.
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3.6.2 Isolamento acústico
Sendo o som um fenómeno vibratório,
quanto maior a massa de uma parede
menos ruído aéreo ela transmitirá, dada a
sua menor capacidade para vibrar.
Assim, a quantidade de massa existente
numa parede exterior é fulcral para o seu
isolamento acústico.
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3.6.2 Isolamento acústico
Por outro lado, a absorção de
determinadas frequências de onda é
diferente de material para material, devido
às suas diferentes densidades.
Assim, é de todo o interesse para o
isolamento acústico de uma parede a
constituição de barreiras de densidades
diferentes, preferencialmente separadas
por camadas elásticas (no limite, ar).
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3.6.2 Isolamento acústico
O isolamento aos ruídos transmitidos ao
longo dos elementos da construção, como
por exemplo os ruídos de percussão, é
bastante mais complexo, devendo ser
ponderada a sua relação custo/benefício
caso a caso.
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3.6.2 Isolamento acústico
O isolamento a ruídos de percussão passa
normalmente pela instalação de
membranas resilientes que permitam isolar o
piso e as paredes, atenuando a sua
transmissão para níveis aceitáveis.
Em edifícios especiais, como teatros ou
salas de concerto, é comum a construção
de uma caixa interior isolada do resto da
construção por membranas ou apoios
elásticos.
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3.6.2 Isolamento acústico
No isolamento térmico, cada m2 contribui para o isolamento,
enquanto que no isolamento acústico, é o elemento mais frágil que influencia o conjunto. Uma primeira condição para
um bom isolamento acústico é uma boa impermeabilidade
(interstícios sob as portas, condutas de ar condicionado,
chaminés, tubos), já que um mau isolamento acústico de
algum elemento pode reduzir bastante o isolamento total.
Isolamento térmico
Isolamento total = isolamentos parciais
(alvenarias+isolamento
+revestimentos+etc.)
Isolamento acústico
Isolamento total = isolamento do
elemento mais fraco
(portas, janelas,
canalizações, etc)
Vs.
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3.6.3 Absorção acústica
A comodidade sonora de um
compartimento depende do controlo do
tempo de reverberação:
• intervalo de tempo necessário para que a energia
volúmica do campo sonoro de um recinto fechado
se reduza a um milionésimo do seu valor inicial. Esta
redução da intensidade sonora corresponde a
uma redução de 60 dB do nível de pressão sonora.
(Regulamento Geral do Ruído, Decreto-Lei n.º 9/2007 de 17 de Janeiro)
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3.6 Absorção acústica
Nas situações em que seja necessário ou
aconselhado, podem-se utilizar dispositivos
para redução do tempo de reverberação.
Pretendendo-se nesses casos minimizar a
reflexão das ondas sonoras, a instalação de
materiais de poro aberto é eficaz, como
painéis de parede acústicos, tectos falsos,
ou materiais têxteis. A própria configuração
espacial influencia as características
reverberatórias do compartimento.
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