TCC arqurbuvv SIMULAÇÃO DA APLICAÇÃO DA ARGAMSSA TERMOACÚSTICA A BASE DE VERMICULITA COMO REVESTIMEN by Claudio Oliveira

UVV – UNIVERSIDADE DE VILA VELHA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E URBANISMO

CLAUDIO DE SIQUEIRA OLIVEIRA

SIMULAÇÃO DA APLICAÇÃO DA ARGAMSSA TERMOACÚSTICA A BASE DE VERMICULITA COMO REVESTIMENTO DE FACHADA EM UM PROTÓTIPO COM ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO.

VILA VELHA – ES 2016

CLAUDIO DE SIQUEIRA OLIVEIRA

SIMULAÇÃO DA APLICAÇÃO DA ARGAMSSA TERMOACÚSTICA A BASE DE VERMICULITA COMO REVESTIMENTO DE FACHADA EM UM PROTÓTIPO COM ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO.

Trabalho

Conclusão

Curso

apresentado à Universidade Vila Velha ES, como requisito parcial para obtenção do grau em Arquitetura e Urbanismo. Orientador: Prof.ª M.Sc. Augusto Cezar Gomes Braga.

VILA VELHA – ES 2016

CLAUDIO DE SIQUEIRA OLIVEIRA SIMULAÇÃO DA APLICAÇÃO DA ARGAMSSA TERMOACÚSTICA A BASE DE VERMICULITA COMO REVESTIMENTO DE FACHADA EM UM PROTÓTIPO COM ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO.

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Vila Velha, como requisito parcial para obtenção do grau em Arquitetura e Urbanismo. COMISSÃO EXAMINADORA

_______________________________ Prof.ª Msc. Augusto Cezar Gomes Braga Universidade Vila Velha Orientador

________________________________ Prof.ª Msc. Andreia Fernandes Muniz Universidade Vila Velha Avaliador

________________________________ Eng. Joaquim Oswaldo Rocha Moter Avaliador

Parecer da Comissão Examinadora em ____ de ___________ de 2016:

Agradecimentos:

Primeiramente а Deus qυе permitiu que eu chegasse até aqui, não somente nestes anos como universitário, mas por todos os caminhos que trilhei até o momento. Ele que, sem dúvidas é o maior mestre da Arquitetura que eu posso ter. A minha esposa Patrícia, qυе apesar de todas as dificuldades foi meu porto seguro, е nos momentos em que perdi a paciência, veio com palavras amenas e doces me fortalecer. Obrigado às minhas filhas, mulheres fortes, bonitas e inteligentes, que nos momentos de minha ausência dedicados аоs estudos, me fizeram entender qυе о futuro é feito а partir da constante dedicação no presente, dedico essa conquista principalmente a elas, que me ensinam sobre a vida todos os dias. Meus agradecimentos аоs amigos José Carlos Zanandréa, Joubert de Barros Zanandréa, Jeronymo de Barros Zanandréa e Gabriel Pereira companheiros de trabalho е irmãos na amizade, qυе fizeram parte da minha formação е vão continuar presentes em minha vida. Aos Prof. Dr. Augusto Cezar e a Dr. Andreia F. Muniz pela oportunidade е apoio na elaboração deste trabalho.

“A arquitetura é uma ciência, surgindo de muitas outras, e adornada com muitos e variados ensinamentos: pela ajuda dos quais um julgamento é formado daqueles trabalhos que são o resultado de outras artes” Vitrúvio

Resumo

A radiação solar é uma das principais variáveis de interferência térmica na superfície externa da fachada, logo, o seu tratamento superficial e a seleção de materiais de revestimento influenciam diretamente no conforto térmico da edificação. Devido aos elevados gastos com energia elétrica e exigências dos usuários em mais conforto na suas residências juntamente com os requisitos da NBR 15.575 (2013), fez com que a Arquitetura e a Engenharia dessem início a um processo evolutivo, investindo em novos materiais e tecnologias construtivas a fim de satisfazer a necessidade do público, propriamente dito. Com base em estudos bibliográficos, verificou-se que no Brasil, nas coberturas das edificações, é comum o uso de isolamento térmico, mas nos revestimentos de fachadas, onde recebe boa parte da radiação solar, não há tratamento da parede na face interna e externa com argamassas especiais por parte das construtoras. O presente trabalho consiste na avaliação do revestimento térmico e acústico a base de vermiculita comparado ao revestimento tradicional através de gráficos e tabelas. Esse comparativo se deu a partir da construção de dois protótipos em alvenaria estrutural, sendo um deles revestido com argamassa termoacústica a base de vermiculita e o outro com argamassa tradicional. Foram analisadas as diferenças de temperaturas interna e externa com termômetros digitais que permitiram medir as duas temperaturas simultaneamente. Durante a experimentação foram usados nas paredes e no teto um termômetro infra vermelho a fim de mensurar a evolução térmica no período de 24 horas. Essa experiência foi iniciada às 7h do dia 27/10/2016 e foi finalizada às 6h do dia 28/10/2016. Consoante o resultado das medições em campo, e dos cálculos realizados, concluise que o revestimento térmico e acústico a base de vermiculita apresenta um desempenho térmico satisfatório nas condições climáticas brasileiras proporcionando uma redução de calor nos ambientes internos das edificações comparados com o revestimento tradicional.

Palavras chave: Revestimento, Conforto térmico e Satisfação

Abstract

Solar radiation is one of the main variables of thermal interference on the exterior surface of the facade, so its surface treatment and the selection of coating materials directly influence the thermal comfort of the building. Due to the high expenses with electrical energy and user requirements in more comfort in their residences together with the requirements of the Brazilian Standard (NBR) 15.575 (2013), it made Architecture and Engineering start an evolutionary process, investing in new Materials and technologies in order to meet the needs of the public, as such. Based on bibliographical studies it was verified that in Brazil, in the roofs of the buildings, the use of thermal insulation is common, but in facade coatings, where it receives a good part of the solar radiation, there is no wall treatment on the external face with special mortars by the construction companies. The present work consists in the evaluation of the thermal and acoustic coating based on vermiculite compared to the traditional coating through graphs and tables. This comparison was made from the construction of two prototypes in structural masonry, one of them being covered with thermoacoustic mortar based on vermiculite and the other with traditional mortar. The internal and external temperature differences were analyzed with digital thermometers that allowed to measure both temperatures simultaneously. During the experiment, an infrared thermometer was used in the walls and ceiling to measure the thermal evolution in the 24-hour period. This experiment started at 7h on 27 October 2016 and was finalized at 6h on October 28, 2016. Depending on the results of the field measurements and the calculations performed, it is concluded that the thermal and acoustic coating based on vermiculite presents a satisfactory thermal performance in the Brazilian climatic conditions, providing a reduction of heat in the internal environments of the buildings compared with the traditional coating.

Key words: Coating, Thermal comfort and Satisfaction

LISTA DE SIMBOLOS Q

Fluxo de calor ou Taxa de fluxo de calor W

Densidade de fluxo de calor ou Densidade de taxa de fluxo de calor W/m²

Condutividade térmica W/(m.K)

Resistência térmica de elementos e componentes (m².K)/W

Rsi

Resistência superficial interna (m².K)/W

Rse

Resistência superficial interna (m².K)/W

Resistência térmica total (m².K)/W

Transmitância térmica W/(m².K)

Capacidade térmica J/K

Calor específico ou Capacidade térmica específica J/(kg.K)

Capacidade térmica de componentes J/(m².K)

ῤ

Densidade de massa aparente kg/m³

Absortância à radiação solar

Atraso térmico h

FSo

Fator de ganho de calor solar de elementos opacos

W/m²

1 Kelvin por metro (2)

potência que dá a uma produção energia igual a j joule por segundo

W/(m.K)

Watt por metro Kelvin

J/(kg.K)

Joule por quilograma Kelvin

W/(m².K)

Watt por metro quadrado Kelvin

J/K

Joule por Kelvin

metro

m²

metro quadrado

hora

segundos

Mpa

megapascal

J/(m².K)

Joule por metro quadrado Kelvin

LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. CT - Capacidade térmicas ES - Espirito Santo EM - Norma Europeia IBRAR - Indústria Brasileira de Argamassa Ltda. LimInf - Limite inferior LimSup - Limite superior NBR - Norma Brasileira Out - Outubro PDM - Plano diretor municipal RDM - Revestimento decorativo monocamada RT - Resistência térmica Ser - Resistências superficiais externa Rsi - Resistências superficiais interna TEmed - Temperatura média Tn - Temperatura neutralidade térmica TO - Temperatura operativa USA - Estados Unidos da América ZEIS - Zonas Especiais de Interesse Social

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10 1.1 OBJETIVO........................................................................................................... 11 1.1.1 Objetivo Geral ................................................................................................. 11 1.1.2 Objetivo Especifico ........................................................................................ 11 1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 12 1.3 METODOLOGIA .................................................................................................. 12 2 REFERÊNCIAS ..... ................................................................................................ 13 2.1 ARGAMASSAS: MATERIAIS, TIPOS E APLICAÇÕES. ..................................... 13 2.1.1 Definição ......................................................................................................... 13 2.2 TIPOS DE ARGAMASSA .................................................................................... 14 2.2.1 Argamassa Termoacústica a Base de Vermiculita........................................14 2.2.1.1 Vermiculita ..................................................................................................... 15 2.2.3 Argamassa Tradicional ou Mista (Cimento e Cal) ...................................... 16 2.2.4 Argamassa de cal ........................................................................................... 17 2.2.4.1 Cal.............. ................................................................................................... 17 2.2.5 Argamassa com cimento e barro (Saibro) ................................................... 18 2.2.6 Argamassa estabilizada (Cimento e cal) ...................................................... 19 2.3 APLICAÇÕES DAS ARGAMASSAS ................................................................... 20 2.3.1 Chapisco ......................................................................................................... 20 2.3.2 Emboço ........................................................................................................... 20 2.3.3 Reboco ou fino ............................................................................................... 21 3 ESTUDO DE CASO ............................................................................................... 21 3.1 EDIFÍCIO IPÊ AMARELO.................................................................................... 21 3.1.1 Localização ..................................................................................................... 22 3.1.2 Análise da Arquitetura da Edificação. .......................................................... 22

Sumário 3.1.3 Estudo da Insolação da Fachada .................................................................. 23 3.2 RORIZ ENGENHARIA BIOCLIMÁTICA S/S LTDA. ............................................ 26 3.2.1 Projeto da edificação ..................................................................................... 27 3.2.2 Resultados dos ensaios realizados. ............................................................. 29 3.2.3 Quantificação do desconforto. ...................................................................... 31 4 A PROPOSTA........................................................................................................ 33 4.1 CARACTERIZAÇÃO DO PROTÓTIPO................................................................. 34

4.2 LOCALIZAÇÃO ................................................................................................... 35 4.3 ESTUDO SOLAR E VENTOS DOMINANTES DA ÁREA. ................................... 35 4.4 TÉCNICAS CONSTRUTIVAS ............................................................................. 37 4.5 EQUIPAMENTOS PARA COLETA DE DADOS .................................................. 40 5 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS .................................................... 41 5.1 MEDIÇÕES DA TEMPERATURA NOS AMBIENTES INTERNO E EXTERNO COM TERMÔMETRO DIG MAX E MIN DA INCOTERM. ......................................... 41 5.2 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS OESTE ...................... 45 5.3 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS LESTE ....................... 47 5.4 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS NORTE........................50 5.5 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS SUL............................ 52 5.6 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NOS TETOS ........................................... 55 5.7 RESUMO DAS VARIÁVEIS ANALISADAS .........................................................58 6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 59 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 61 APÊNDICE.................................................................................................................66

1 INTRODUÇÃO

A temperatura interna nas edificações sofre importante influência de fontes externas, as variáveis climatológicas, principalmente a radiação solar. Logo, a fachada, em virtude de sua intensa exposição à radiação solar tem uma influência significativa no desempenho térmico das edificações. (MASCARÔ e MASCARÔ,1992) Os tratamentos superficiais das fachadas com materiais selecionados influenciam no seu comportamento térmico, reduzindo assim sua absorção de calor. Nota-se que em superfícies externas polidas e pintadas em cores pastéis a eficiência é ainda mais considerável, o que leva a reflexão de grande parte da radiação solar incidente, promovendo a redução de energia absorvida. Efetivamente, a construção que recebe grande quantidade de calor irá transferir este calor acumulado ao dia para dentro da edificação propriamente dita no período noturno. Ciente desse fenômeno, cabe ao profissional da área avaliar o material que será empregado e tomar como ponto de partida as necessidades específicas da edificação em questão a fim de selecionar o que há de melhor disponível no mercado de acordo com as exigências prescritas na Norma Brasileira (NBR )15575-08 (2013): Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho, para promover o isolamento térmico. Isto posto, o profissional deverá buscar informações adequadas que lhe proporcione conhecimento que viabilize um maior controle sobre desempenho térmico da edificação, de acordo com os requisitos de qualidade exigidos pela NBR 15220-02: Desempenho térmico de edificações. Vale lembrar que o mercado vem apresentando materiais que prometem minimizar o desconforto térmico nas construções, todavia, estes nem sempre estão de acordo NBR 15220-02 (2013). O reboco térmico acústico a base de vermiculita influencia na redução de consumo de energia além de reduzir a propagação de calor durante a noite no interior da edificação, desde que o projetista faça o uso correto do material, respeitando as propriedades térmicoacústicas. Vale ressaltar que este material é o nome geológico dado a um grupo de minerais laminares hidratados que são silicatos de alumínio-ferro-magnésio, assemelhando-se a mica em aparência. Quando aquecido a uma temperatura entre 650°C e 1000°C, expande (esfolia) até 15 vezes o seu volume original, convertendo flocos densos de

minério em grânulos porosos leves, contendo inúmeras camadas de ar, com características térmicas e acústicas segundo a empresa Brasil Minérios S/A.1 O reboco a base de vermiculita também pode proporcionar um conforto acústico, já que ele retém uma quantidade maior de ondas sonoras, ou seja, apresenta um bom isolamento acústico. Enfim, as propriedades físicas, as espessuras e localização de cada elemento na edificação são determinantes no desempenho térmico e acústico.

1.1 OBJETIVO

1.1.1 Objetivo Geral

Avaliar o desempenho térmico da argamassa a base de vermiculita especificamente em fachadas, através de ensaios feitos em dois protótipos, um usando argamassa termoacústica a base de vermiculita e outro usando argamassa industrializada tradicional e, ainda avaliar os resultados considerando os critérios das normas que fazem referências ao desempenho térmico das fachadas.

1.1.2.Objetivo Específico



Estudar as características térmicas da argamassa termoacústica contendo vermiculita em fachada.



Estudar normas referentes ao isolamento térmico.



Elaborar gráficos comparativos entre os valores encontrados nas medições.



Usar programas e softwares arquitetônicos, para avaliar o isolamento térmico em fachadas, sem onerar custos desnecessário para as edificações.



Avaliar integralmente todas as exigências que cercam o usuário e as normas vigentes brasileiras de acordo com o tema de estudo.

Dados fornecidos pela Brasil Minérios S/A na Concreto Show South América, em São Paulo - Brasil, Agosto de 2015.

1.2 JUSTIFICATIVA

Com a utilização de estrutura de aço e concreto armado nas edificações contemporâneas fechadas com alvenaria, há no momento um grande emprego de fachadas revestidas de reboco e pastilhas cerâmicas, cuja aplicação foi se estendendo até que o edifício fosse transformado em um grande paredão edificado, muitas vezes sem preocupação quanto a orientação solar e dos ventos predominantes, entre outros fatores. Na mesma linha de pensamento houve importação de modelos da arquitetura moderna internacional que não condiz com a realidade brasileira, como janelas em fitas usadas de um ponto ao outro da fachada. Corbella (2003) ratifica, olhando para o panorama atual do Brasil, poucos edifícios contemporâneos [......] são capazes de promover conforto térmico e visual para seus usuários, sem uma forte dependência

dos

sistemas

convencionais

energia.

desenvolvimento de uma arquitetura voltada ao meio ambiente que possa liberar-se dessa dependência é um dos desafios que enfrenta a presente geração de arquitetos brasileiros. ”

Este estudo visa avaliar o desempenho térmico das fachadas usando argamassa térmica e acústica a base de vermiculita, a fim de promover uma construção consciente, incentivando a elaboração de projetos sustentáveis.

1.3 METODOLOGIA

Neste trabalho a metodologia utilizada consiste primeiramente na elaboração de uma pesquisa bibliográfica, em artigos, livros, monografias, teses, normas brasileiras, entre outros meios textuais. Além disso foi elaborado uma pesquisa documental, onde foram realizadas consultas na prefeitura de Vila Velha e na fábrica de Argamassa Quartzomassa, e ainda, visitas em obras para buscar maiores informações de como seria construído os protótipos para simulação.

Nesta etapa também foi elaborada uma pesquisa empírica com visita ao local e entrevista para reconhecimento da área, bem como informações de ventos predominantes e insolação, a fim de chegar a um diagnóstico mais preciso representado através de mapas, registros fotográficos, projetos e textos. Na prática, tivemos que aplicar alguns métodos construtivos para viabilizar a construção das edificações que simularão os cômodos recebendo insolação. Logo, o produto desenvolvido neste trabalho consiste em um conjunto de conhecimentos disponíveis, bem como a utilização de métodos, técnicas construtivas e conhecimentos científicos que foram aplicados ao longo das inúmeras fases do seu processo, trazendo assim um melhor entendimento para os profissionais da área do estudo.

2 REFERÊNCIA

2.1 ARGAMASSAS: MATERIAIS, TIPOS E APLICAÇÕES.

2.1.1 Definição

A NBR 13281 (2005): argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - requisitos, descreve a argamassa para assentamento e revestimento como mistura homogênea de aglomerantes e agregados inorgânicos com água, podendo conter aditivos, com propriedades de endurecimento e aderência controlada, sendo dosada em obra ou em instalações próprias. Argamassa é um material de construção com propriedades de aderência e endurecimento, obtidos a partir de misturas homogêneas de um ou mais aglomerantes (cal e/ou cimento), agregados miúdos (areia de quartzo ou artificial) e água, podendo conter aditivos. Sendo empregada na construção civil no uso de assentamentos de alvenaria, revestimento de paredes, como emboço, reboco ou revestimento de camada única de tetos e paredes, além de contrapiso e, ainda no assentamento e rejuntamento de revestimento cerâmicos e pedras ornamentais.

Segundo a NBR 7200 (1997) Execução de revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas – Procedimento, argamassa é definida como uma mistura de aglomerante e agregados com água, com capacidade de endurecimento e aderência. Fiorito (2003) também “ratifica” que sua denominação é uma combinação de um ou mais aglomerantes utilizados na argamassa. Assim tem-se argamassa de cimento, argamassa de cal, ou mista de cimento e cal. Vale ressaltar que além destes aglomerantes existem argamassas feitas com outros materiais que melhoram a sua plasticidade e aderência, como polímeros e celulósicos, incorporadores de ar, vermiculita expandida, saibro e carvão vegetal, os quais modificam a sua reologia. Conforme Nobrega (apud XAVIER, 2014) as argamassas são classificadas segundo as suas funções da seguinte forma: 

Argamassa de absorver deformações que ocorrem nas alvenarias.



Argamassa de selar juntas contra infiltrações.



Argamassa de isolamento térmico e acústico nos ambientes.



Argamassa de colar revestimentos cerâmicos e mármores.



Argamassa de acabamento, regularização e revestimento de tetos e paredes.



Argamassas de reparo em parede e concretos.

2.2 TIPOS DE ARGAMASSA

2.2.1 Argamassa Termoacústica a Base de Vermiculita

Por possuir propriedades térmicas, acústicas e resistência ao fogo, a argamassa a base de vermiculita é aplicada em vários locais da construção civil, podendo ser formulada a partir de vários aglomerantes, como cimento, cal, gesso e cimento aluminoso. A argamassa a base de vermiculita é utilizada como revestimento de fachada para isolamento térmico e acústico das paredes expostas as intempéries, paredes corta fogo em escadas, elevadores e isolamento acústico de laje (CINTRA,2013).

Segundo Pessatto (2005) cita que a substituição de parte da areia por vermiculita na argamassa produz um revestimento de boa qualidade e trabalhável, pois este agregado tem se destacado como um agregado de características compatíveis para a argamassa de revestimento, embora ensaios para averiguar as propriedades de resistência à compressão, umidade, retração por secagem e absorção de água, apontam comportamento inferior ao da argamassa tradicional.

Segundo a ficha técnica da Quartzomassa, as principais vantagens do uso da argamassa térmica e acústica são: 

Possuir baixa condutibilidade térmica 0,24 a 0,40 W/mk;



Possuir resistência térmica de 16,1 x espessura (metros) Kw/m²;



Baixa densidade de 900 a 1000 kg/m³, redução de peso estrutural e,



Possibilita a redução de 20% de energia.

Segundo estudos realizados por Silva(2006), as suas principais desvantagens são: 

É uma argamassa mais porosa que a tradicional, absorve mais água;



Menor resistência a tração e compressão comparadas com a tradicional e,



Maior retração comparada com a tradicional e perda de trabalhabilidade devido a adição de vermiculita.

2.2.1.1 Vermiculita

Segundo Ugarte (apud Borges, 2009, p.24), o nome vermiculita vem do latim vermiculus que quer dizer minúsculo verme. Isso se deve ao fato de que esse material se expande sob aquecimento, durante a qual as suas partículas mobiliza-se de forma semelhante às dos vermes. A vermiculita é um argilomineral não metálico que existe na natureza na forma de macro e micro cristais em forma de laminas finas normalmente ligadas face a face formando uma célula unitária, constituída de duas folhas tetraédrica separadas por uma octaédrica, logo, seus planos são unidas por ligações covalentes pelo átomo de hidrogênio, deixando mais estável (BORGES, 2009). A vermiculita quando estimulada a uma temperatura de 300 ºC elimina água Interlamelar de sua estrutura, se caracterizando por uma expansão volumétrica de

200 a 300%, dependendo da temperatura final que o material inaturo recebe. Com isso, esses espaços são ocupados por ar, que deixam a vermiculita mais leve e com propriedades térmicas e acústicas (CINTRA, 2013).

2.2.3 Argamassa Tradicional ou Mista (Cimento e Cal)

A argamassa de cimento, cal e areia, é conhecida como argamassa tradicional e utilizada em paredes internas e externas das edificações para revestimento e proteção das intempéries este revestimento protege a sua alvenaria durante toda sua vida útil (CARNEIRO, 1993). Ela se beneficia da qualidade dos seus aglomerantes, como cimento que a deixa com boa resistência inicial e da alta plasticidade que a cal promove na sua formulação (FIORITO, 2005). Oliveira (2015), […] à medida que aumenta a relação cal/cimento, aumenta a necessidade de água para obtenção do índice de consistência padrão. Tal fato provavelmente está relacionado ao aumento da superfície específica da fração aglomerante das argamassas, pois a cal é mais fina que o cimento

Segundo Carneiro (1993) as vantagens de se usar a argamassa mista são: 

Pode ser aplicada como revestimento nas áreas internas e externas da edificação;



Tem boa resistência inicial e uma boa plasticidade;



Tem maior resistências a intempéries;



Pode ser formulada conforme sua função e aplicação e,



São mais elásticas no estado endurecido, comparadas com as de cimento e cal.

Segundo Silva (2006) as desvantagens de se usar a argamassa mista são: 

Aparecimento de Vesículas: Hidratação retardada do óxido de cálcio não hidratado, presente na cal (o interior da vesícula é branco);



Aparecimento das empolas pequenas devido oxidação da pirita presente como impureza no agregado, resultando na formação de gipsita, acompanhada de expansão (o agregado apresenta pontos pretos).

2.2.4 Argamassa de cal

A cal era o principal aglomerante do Brasil até o século XIX, naquela época as argamassas eram de cal, areia e água. Na sua composição podia haver adição de outros materiais, como pozolanas (cinza), óleos, barro e borra de ferro. A produção de cal no Brasil nesta época era obtida pela calcinação de calcário marinho (conchas, corais) ou de ossos de sambaqui (casca de moluscos). Desta forma as primeiras argamassas usavam cal de origem marinha, ou misturas de cal marinha e barro (SANTIAGO, 2007). As argamassas de cal Hidráulica e cal aérea são utilizadas em restauração de revestimentos antigos, devido ao seu grau de hidraulicidade, e por ser aparentemente compatíveis com construções mais antigas. (PENAS, 2008). Segundo Penas (2008), algumas das vantagens de usar a argamassa de cal são: 

Boa capacidade de absorver as tensões internas provocadas pela retração e pela interação com o suporte;



A utilização de cal hidráulica numa argamassa melhora a sua resistência a ação dos cloretos.

Segundo Penas (2008), as desvantagens de usar argamassas de cal são. 

Por serem bastante porosas, tem coeficiente de capilaridade alto;



As argamassas de cal hidráulica apresentam baixas resistências mecânicas.

2.2.4.1 Cal

Cal Hidráulica: a cal hidráulica é constituída essencialmente por hidróxido, silicatose aluminatos de cálcio e produzida pela cozedura de rocha calcaria argilosa e/ou pela mistura de materiais apropriados, e com propriedade de enrijecer debaixo de água, apesar de o dióxido de carbono da atmosfera contribuir para o endurecimento. Cal Aérea: a cal aérea é constituída fundamentalmente por óxidos ou hidróxidos de cálcio que, amassado com água, endurecem lentamente ao ar por reação com o dióxido de carbono da atmosfera. Ela não apresenta propriedades hidráulicas.

2.2.5 Argamassa com cimento e barro (Saibro)

A algum tempo os engenheiros no Brasil vem procurando desenvolver métodos experimentais de dosagem de argamassas com saibro, devido este mineral possuir propriedades plastificantes. Vale ressaltar que a utilização de saibro é praticamente baseada em experiências e práticas de pedreiros, mestres de obra e engenheiros e, mesmo sendo usado para confecções de argamassas, não sabemos suficientemente as influências das suas propriedades e seu comportamentos, depois de aplicado. Logo, pode se observar uma grande variação de argamassa de região para região, levando muitas vezes a baixa qualidade do produto final. Também se verifica que a argamassa com saibro tem comportamentos distintos de uma edificação para outra, com bom desempenho em umas e ruim em outras. Segundo Lima (2013), as vantagens de usar argamassa de saibro são: 

Elevada higroscopicidade: funcionando como um regulador permanente da humidade; tem capacidade de absorver ou liberar vapor de água até alcançar o equilíbrio com ambiente envolvente, além de ajudar a preservar outros materiais;



Elevada inércia térmica: ela contribui para controlar a troca de calor, devido armazenar grande quantidade de energia e demorar na sua dissipação, estabilizando o interior das edificações e,



Reduzido impacto energético: O barro como material construtivo envolve pouca energia comparativamente com outros materiais, sua extração pode ser realizada à superfície, e por ser um material abundante pode ser processado regionalmente.

Segundo Unikowski (apud ARAUJO, 1995, p. 7), as desvantagens de usar saibro nas argamassas são: 

Adsorção de água: pela grande capacidade de absorver água, as argilas retiram parte da água de amassamento, provocando aumento da consistência da argamassa fresca;



Aderência superficial: pela aderência a superfície dos grãos dos agregados miúdos, as argilas dificultam a aderência da pasta cimento, reduzindo desta maneira, a resistência mecânica no estado endurecido e,



Deformações higroscópicas: pelo maior teor de água requerido, as argamassas que contêm argilominerais apresentam variações muito mais acentuadas, quando submetidos à imersão em água ou a secagem ao ar;

2.2.6 Argamassa estabilizada (Cimento e cal)

Segundo Neto (aput JUNIOR, 2015, p. 37), a argamassa estabilizada é uma argamassa úmida com determinada plasticidade, dosada em central, pronta para uso, que se mantém trabalhável por 72 horas com água, dependendo de sua composição. Logo, nas argamassas estabilizadas os fabricantes introduzem aditivos retardadores de pega, plastificantes e incorporadores de ar para modificar a reologia da argamassa. A argamassa estabilizada geralmente é composta de aglomerantes, cimento e/ou cal, areia, água e aditivos estabilizadores de hidratação, plastificantes ou incorporadores de ar (SANTOS, 2009). Vale ressaltar, que no Brasil, já foram produzidas argamassas estabilizadas em central com adição de escória de alto forno, pozolanas e filler calcário. (JUNIOR, 2015). Segundo Santos (2009), as vantagens da argamassa estabilizada dosada em central são: 

A melhor homogeneidade, resultando em melhor acabamento;



Redução de pontos de água e eletricidade, necessários aos equipamentos para a mistura;



Precisão de custo da argamassa melhorando fatores como a composição de serviços e consequentemente, acarretando em maior precisão dos orçamentos da construtora;



Menor esforço por parte do profissional, o que reduz risco de afastamentos por serviços e,



Produto específico para cada utilização e normatizado.

Segundo Junior (2015) as desvantagens de usar argamassa estabilizadas são: 

Redução ou perda de fluidez da argamassa com passar do tempo;



Maior tempo de espera para o profissional desempenar a argamassa;



Menor número de fiadas por dia, menor produção e,



Carência de informações das propriedades da argamassa no estado fresco como: perda de consistência e retenção de água com o passar das horas.

2.3 APLICAÇÕES DAS ARGAMASSAS

2.3.1 Chapisco

Segundo a NBR 13529 (1995): revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas, chapisco é a camada de preparo da base, aplicada de forma contínua ou descontínua, com finalidade de uniformizar a superfície quando à absorção e melhorar a aderência para receber o revestimento das argamassas. O chapisco é uma argamassa que proporciona melhor ancoragem em superfícies lisas pouco porosas como: concreto, cerâmicas, tijolos laminados e blocos de cimento industrializados. Com a sua aplicação a superfície cria condições de receber outro tipo de argamassa, isto posto podemos afirmar que o chapisco se caracteriza como uma argamassa de suporte (AZEREDO, 2009). De acordo com Silva (2006), “utiliza-se o chapisco em situações vinculadas à: Limitações na capacidade de aderência da base: quando a superfície é muito lisa como: vigas e pilares de concreto com pouca porosidade; Revestimento sujeito a ações de maior intensidade: os revestimentos externos em geral e os revestimentos de teto. ”

2.3.2 Emboço

Emboço tem como finalidade atuar como capa de chuva, evitando absorção e penetração de água. Sendo esta camada executada para cobrimento e regularização da base, deve ser usado prumo e alinhamento dos painéis a fim de proporcionar uma superfície que permita receber outra camada de acabamento, reboco ou revestimentos decorativos como cerâmicas (AZEREDO, 2009).

2.3.3 Reboco ou fino

Reboco é uma camada de revestimento realizada sobre o emboço ou sobre o próprio substrato. A NBR 13529 (1995), conceitua reboco como uma camada de revestimento utilizada para cobrimento do emboço, permitindo receber revestimentos decorativos ou que se constitua no acabamento final. Segundo Azeredo (2009), podemos classificar em dois grupos distintos: 

Reboco sem acabamento para pintura, ou seja, já é o próprio acabamento, podendo cita como exemplo as argamassas de RDM (revestimento decorativo monocamada industrializada).



Reboco de acabamento e pintura (fino), tem um aspecto mais agradável, com uma superfície perfeitamente plana e regular, de pequena espessura e porosidade, pronta para pintura.

3 ESTUDO DE CASO

A seguir serão apresentados dois estudos de caso, sendo o primeiro sobre o Edifício IPÊ Amarelo construído na cidade de Vitoria - ES, que fez uso da argamassa termoacústica a base de vermiculita na sua fachada visando melhorar o conforto térmico e acústico do usuário, já o segundo estudo de caso mostrará duas simulações computacional no programa Energy Plus de duas habitações sociais localizada na região de Goiás usando argamassa termoacústica e outra com argamassa tradicional.

3.1 EDIFÍCIO IPÊ AMARELO

A Ipê Construções é uma empresa especializada em condomínio residencial fechado, está a nove anos no mercado com seu escritório localizado na Av. Fernando Ferrari, nº 1080, Mata da Praia, sala 604, Torre Central, no Ed. Américo Centro Empresarial.

3.1.1 Localização

Devido configurar algumas diretrizes almejadas neste trabalho o empreendimento objeto de estudo é o edifício residencial Ipê amarelo, localizado na Rua Odete de Oliveira Lacourt, nº 390 e Jardim da Penha, Vitória – Espirito Santo (figura 01), com área projetada de 3.129 m², construído em sete pavimentos. Sua fachada oeste recebe toda a insolação, logo, teve um tratamento especial com argamassa térmica na área externa, e na área interna foi usado um compósito de Draywall e lã, com intuito de atenuar o desconforto térmico. Figura 1: Localização.

Fonte: Modificada pelo autor, Google Earth, 2016.

3.1.2 Analise da Arquitetura da Edificação.

O edifício Ipê Amarelo (figura 2) localizado próximo à Praia de Camburi, é constituído por vinte apartamentos de três quartos com suíte e quarenta vagas de garagem. Sua planta foi concebida para privilegiar o convívio dos moradores nas áreas comuns, com lazer completo, piscina, salão de festa, fitness e churrasqueiras. Sendo um projeto inteligente e moderno, onde foi trabalhado o conceito de aproveitamento de espaço, segurança, conforto, sustentabilidade, economia e tecnologia, também se privilegia do conforto térmico com a utilização de argamassas termoacústica na sua fachada Oeste (figura 3).

Figura 2: Facha em 3D do Ed. Ipê Amarelo.

Fonte: Ipê Construções, 2016.

Figura 3: Planta da fachada Oeste.

Fonte: Ipê Construções, 2016.

3.1.3 Estudo da Insolação da Fachada

A arquiteta responsável fez o estudo de insolação baseado na carta solar (figura 4), verifica-se através do projeto arquitetônico que a fachada Oeste (foto 1) é a mais afetada devido aquele local receber todo o sol da tarde. Figura 4: Carta Solar.

Foto 1: Fachada Oeste.

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Depois de analisar todas as problemáticas da fachada, a arquiteta recomendou a construtora o uso de lã de vidro na área interna, e na área externa reboco termoacústico (figura 5) como solução para evitar que o calor entrasse na área interna do ambiente (quarto). Para solucionar os problemas técnicos da edificação a construtora Ipê optou em reduzir o bloco de alvenaria de 14 cm para 9 cm e colocar na parede lã de rocha na área interna com revestimento Draywall (foto 2) na espessura de 6cm e na área externa aplicou a argamassa termoacústica da Quartzomassa (foto 3) com 3,0 cm de espessura conforme recomendação do fabricante, devido este produto não alterar o projeto de fachada, além de atender a NBR 13281(2005). Figura 5: Detalhe da parede com isolamento.

Foto 2 e 3: Paredes prontas com acabamento.

Parede interna com acabamanto

Parede extrena com acabamento

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Segundo a construtora, eles não tiveram nenhum problema na aplicação devido ela ser aplicada da mesma forma que as outras argamassas tradicionais (foto 4), a única observação feita é a demora para desempolar e dar o seu acabamento, o que já era esperado devido a sua composição ter aditivos retentores de água. Também foi observado que seu menor peso ajuda o profissional a aplicar a argamassa na parede mais rápido que a tradicional, além da argamassa poder receber revestimento cerâmico (foto 5) como as outras argamassas tradicionais de fachadas.

Foto4: Fachada sendo rebocada.

Foto 5: Fachada com revestimento cerâmica.

Fonte: Acervo do autor, 2016.

A construtora comparou o custo das duas aplicações (tabela 1) e chegou à conclusão que os dois materiais tiveram quase o mesmo valor depois de aplicado, incluindo mão de obra, visto que o compósito de lã de rocha mais Draywall custaram R$ 55,00/m² e a argamassa termoacústica R$ 55,97/ m². Vale salientar que essa comparação de custo não foi adequada, dado que na área interna é recomendado pelo fabricante 1,5 cm de espessura do reboco termoacústico e não 3,0 cm como calculado pela construtora. Mas vale ressaltar que o desempenho térmico dos materiais não foi comparado devido a obra está em fase de acabamento e a construtora não tinha contratado uma empresa especializada para fazer os teste enloco. Tabela 1: Comparação de custo do revestimentos térmicos.

Comparativo de Custo na área interna do compósito com a argamassa Termoacústico Produto

Área interna

R$ / m²

Custo / aplicado

Lã de rocha mais Draywal

124,27 m²

R$ 55,00/m²

R$ 6834,41

Reboco com 1,5cm de Espessura

124,27 m²

R$ 36,66/m²

R$ 4555,65

R$ 18,34/m²

R$ 2279,06

Diferença de custo Fonte: Acervo do autor,2016.

Isto posto foi realizado uma simulação (tabela 2 e 3) de custo estre as duas aplicações na área interna, a fim de verificarmos a diferença de valor caso o reboco fosse aplicado no lado de dentro da edificação com 1,5 cm de espessura. Tabela 2:Custo do reboco aplicado com 3 cm.

Custo do reboco aplicado com 3,0 cm de espessura Metros quadrados da fachada

Tabela 3: Custo do reboco aplicado com 1,5 cm.

Custo do reboco aplicado com cm de espessura

1,5

Metros quadrados da fachada

Lado 1

Lado 2

Pé direito

Área

Lado 1

Lado 2

Pé direito

Área

1,54 m

6,35 m

15,75 m

124,27 m²

1,54 m

6,35 m

15,75 m

124,27 m²

Valor R$ 16,00

Custo R$ 4800,00

Custo R$ 16,00

Custo R$ 2400,00

R$/dias 7 7

Custo R$ 1643,04 R$ 512,82 R$ 2155,86

R$/dias 7 7

Custo R$ 1643,04 R$ 512,82 R$ 2155,86

Consumo do Reboco Itens Reboco

Quant. 300 sc

Consumo do Reboco

Custo de mão de obra Profissional Pedreiro Ajudante

Quant. 2 1 Soma

Itens Reboco

Quant 150 sc.

Custo de mão de obra Profissional Pedreiro Ajudante

Quantidade 2 1 Soma

Custo total

R$ 6955,86

Custo total

R$ 4555,86

Custo / m²

R$ 55,97

Custo / m²

R$36,66

Fonte: Acervo do autor,2016.

O Estudo de caso feito no Edifício Ipê Amarelo nos permite concluir que o uso da argamassa termoacústica a base de vermiculita atende às recomendações da NBR 15220-2 (2005) - Desempenho Térmico de Edificações, e as especificações da NBR 13281(2005) - Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos, logo, podemos concluir que é um material de fácil aplicação comparado com outras soluções usadas para reduzir o desconforto térmico das edificações, e com custo mais baixo.

3.2 RORIZ ENGENHARIA BIOCLIMÁTICA S/S LTDA.

A Roriz Engenharia Bioclimática é uma empresa especializada em consultoria em conforto ambiental e eficiência energética de edificações, está localizada na Alameda Moisótis, nº 215, Cidade Jardim São Carlos, São Paulo, Brasil.

Foi contratada pela Brasil Minérios S/A para avaliar as influências das argamassas térmicas e acústicas a base de vermiculita por simulações computacionais no programa Energy Plus, em diferentes aplicações de sistemas construtivos em uma “habitação popular” submetida ao clima da cidade de Goiana no estado de Goiás. Vale ressaltar que os níveis de desempenho pesquisados foram adotados de acordo com os procedimentos estabelecidos pela NBR 15575 -1 (2008) -Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho. A empresa levou em consideração as edificações localizadas na região de Goiás, situada na Zona 6 do Zoneamento Bioclimática Brasileiro da NBR 15220-3(2013) Desempenho térmico das edificações, conforme tabelas abaixo. Tabela 4: Aberturas para ventilação e sombreamento das aberturas para a Zona Bioclimática 6.

Aberturas para Ventilação

A (em % da área de piso)

Pequenas Médias Grandes Fonte: NBR 15220-3 (2005), 2016.

10% < A < 15% 10% < A < 25% A > 40%

Tabela 5: Tipos de vedações externas para Zona Bioclimática 6.

Vedações externas Paredes: Pesadas Cobertura: Leve isolada Fonte: NBR 15220 -3 (2005), 2016.

Tabela 6: Estratégia de condicionamento térmico passivo para a Zona Bioclimática 6.

Estação Verão

Estratégia de condicionamento térmico passivo J) A ventilação cruzada é obtida através da circulação de ar pelos ambientes da edificação. Isto significa que se o ambiente tem janelas em apenas uma fachada, a porta deveria ser mantida aberta para permitir a ventilação cruzada. Também deve-se atentar para os ventos predominantes da região e para o entorno, pois o entorno pode alterar significativamente a direção dos ventos.

Inverno

C) A adoção de paredes internas pesadas pode contribuir para manter o interior da edificação aquecido.

Fonte: NBR 15220-3 (2005) modificada pelo autor, 2016.

3.2.1 Projeto da edificação

Para simulação computacional foi escolhida uma edificação (figura 6) com pé direito de 2,8m, com cobertura em telha de fibrocimento com espessura de 6mm, sobre uma laje de concreto de 10 cm de espessura. As paredes em bloco de concreto de 14 cm de espessura revestida por argamassas nas duas faces. A orientação solar segue a seguinte forma: fachada frontal para o Sul, sendo as duas paredes maiores voltadas para o Oeste e com suas janelas projetadas para Norte e Sul. Figura 6: Planta esquemática e sua orientação solar.

Fonte: Roriz Engenharia, 2016.

Os revestimentos nas paredes internas e externas (figura 7) foram adotadas da seguinte forma: Simulação (caso 01): face interna revestida com argamassa tradicional com espessura de 1,5cm e na face externa com argamassa de vermiculita com espessura de 2,5 cm. Simulação (caso 02): face interna revestida com argamassa tradicional com espessura de 1,5cm e na face externa com argamassa tradicional com espessura de 2,5 cm. Simulação (caso 03): face interna revestida com argamassa tradicional com espessura de 1,5cm e na face externa com argamassa tradicional com espessura de 2,5 cm com bloco enchido de vermiculita no seu interior.

Simulação (caso 04): face interna revestida com argamassa de vermiculita com espessura de 1,5cm e na face externa com argamassa de vermiculita com espessura de 2,5 cm. Figura 7: Sistemas construtivos das paredes internas e externas.

Fonte: Roriz Engenharia, 2016.

E os revestimentos de cobertura (figura 8) da área interna e da área externa foram adotados da seguinte forma: Cobertura 1: Telha de fibrocimento de 6mm, laje de concreto armado com 7 cm espessura e reboco interno com vermiculita 2cm de espessura. Cobertura 2: Telha de fibrocimento de 6mm, laje de concreto armado com7 cm espessura e reboco interno tradicional com 2cm de espessura Figura 8: Sistemas construtivos da área interna da cobertura.

Fonte: Roriz Engenharia, 2016.

3.2.2 Resultados dos ensaios realizados.

Após consultar a tabela da American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers (ASHRAE) Standard 55-2004 a Roriz Engenharia constatou que a densidade ideal para realização do teste com argamassa contendo vermiculita seria de 650 kg/m³, e pela equação de dependência entre a condutividade (λ) e a densidade (ρ) da argamassa chegou ao resultado condutividade térmica de:

6.836

λ= -0,3131196+ 104 ρ − 6.836

2.526 107

λ= -0,3131196+ 104 650 −

ρ2

2.526 107

(01) 6502

λ= 0,2 W/(mk) E para os outros materiais (tabela 7) foi usado o valor fornecido pela NBR 15220-2 (2013): Desempenho Térmico de Edificações. Segundo a NBR 15220-2 (2005) condutividade térmica e a propriedade física de um material homogêneo e isótropo, no qual se verifica um fluxo de calor constante, com densidade de 1 W/m², quando submetido a um gradiente de temperatura uniforme de 1 Kelvin por metro e o calor especifico e a divisão do quociente da capacidade térmica pela densidade pela massa. Tabela 7: Propriedades térmicas dos materiais.

Material

Telha de fibro cimento Bloco de Concreto Argamassa comum Argamassa com vermiculita sem areia Vermiculita para enchimento Concreto

Densidade (ῤ) kg/m³ 1700 2000 2000 650

Condutiv. (λ) W/(m.K)

Calor Espec. (c) J/(Kg.k)

0,75 1,15 1,15 0,20

840 960 1000 1000

110 2400

0,062 1,75

1000 960

Fonte: NBR 15220 – 2 (2005), modificado pelo autor, 2016.

Com esses dados em mãos foram feitas as simulações computacional (tabela 8) com os quatros tipos de revestimentos de fachada e os dois revestimentos de cobertura, chegando-se aos seguintes resultados da transmitância. 

Simulação (caso 3), com reboco tradicional na parede nas duas faces e no seu interior enchido com vermiculita, tem Transmitância térmica U= 2,466 W/(m²K), atendo a NBR 15575-5(2013).



Simulação (caso 4), reboco com vermiculita na parede nas duas faces, tem Transmitância térmica U=2,497 W/(m²K), atendo a NBR 15575-5(2013).



Cobertura 1, com reboco de vermiculita aplicado apenas e uma face tem Transmitância térmica U= 2,246 W/(m².K), apenas atendendo as exigências para U≤2,3 W/(m².k) e não para U>2,3 W/(m².K), conforme NBR 155755(2013).

E segundo Lamberts (2012) Transmitância e Absortividade são: 

Transmitância (U) consiste na passagem inalterada da radiação pela matéria, ocasionada pela saturação desta energia. Uma pequena fração da radiação pode passar pelos dois estágios, sendo primeiramente absorvida e depois liberada como numa transmissão ininterrupta.



Absortividade (∝) e a parcela de radiação solar absorvida por um certo material que aquecerá e o mesmo tempo será parcialmente reemitida para fora e parcialmente emita para dentro do ambiente interno.

Tabela 8: Propriedade térmica dos revestimentos.

Resultados Simulação

Ilustração

Simulação (caso1)

Transmitância W/(m²K)

Atendimento à NBR 15575 Para ∝ ≤ 0,6 Para ∝ ≥ 0,6

Revestimento de Parede 2.961 U ≤ 3.7 (sim)

U ≤ 2.5(não)

Simulação (caso2)

3.235

U ≤ 3.7 (sim))

U ≤ 2.5(não)

Simulação (caso3) Simulação (caso4)

2.466

U ≤ 3.7 (sim)

U ≤ 2.5(sim)

2.497

U ≤ 3.7 (sim)

U ≤ 2.5(sim)

U ≤ 2.3(sim))

U ≤ 1.5(não)

U ≤ 2.3(sim)

U ≤ 1.5(não)

Cobertura 01

Revestimento de Teto 2.246

Cobertura 02

2.758

Fonte: Roriz Engenharia, 2016.

Logo, o reboco térmico deve ser aplicado no mínimo de 4,5 cm, ou melhor ser aplicado na área externa com 2,5 cm e na área interna com 2,0 cm de espessura para atender a NBR 15575-5(2013).

3.2.3 Quantificação do desconforto.

Para avaliar as condições de conforto térmico do usuário na edificação a Roriz Engenharia, adotou os procedimentos estabelecidos pela ASHRAE Standard 552004, de conceito operativo (TO), para um corpo negro na qual um homem trocaria a mesma quantidade calor por radiação e convecção no ambiente real não uniforme,

sendo essa equação válida para médias mensais de temperatura do (figura 9) ar exterior entre 10 e 33,5ºC. Tn = 17,9 +0,31x TE média

(01)

Tn = 17,9 + 0,31x 30 Tn = 27,2 ºC Onde: Tn = Temperatura operativa ideal ou de “neutralidade térmica” (ºC) TEmed = Média mensal da temperatura do ar exterior (ºC) do mês de novembro dos últimos anos do estado de Goiás de 30ºC. E substituído na equação de Limite Inferior e Superior fornecido pela ASHRAE Standard 55-2004 encontrou a temperatura ideal para a simulação computacional, com uma de tolerância de 2,5 ºC que satisfaz 90 % do usuários (figura 9). Onde: Lim. Superior = Tn + Tolerância

Lim. Inferior =Tn - Tolerância

Lim. Superior = 27,2 + 2,5

Lim. Inferior =27,2 – 2,5

Lim. Superior = 29,7, ºC

Lim. Inferior =24,7ºC

(02)

Figuras 9: Temperatura do ar no limite inferior de frio ou superior de calor de 1ºC.

29,7ºC

24,7ºC

Fonte: Roriz Engenharia, 2016.

Com os resultados obtidos pela simulação computacional efetuados pelo programa Energy Plus a Roriz Engenharia para analisar a eficiência dos materiais considerou os ambientes com ventilação natural no verão, logo, analisamos os gráficos (figura 10) do caso 2 e 4 devido os seus estudos serem efetuados com argamassa tradicional e com argamassa a base de vermiculita. Os resultados obtidos nos gráficos permitem concluir que:

Os dois sistemas construtivos avaliados provocam uma grande diferença de temperatura interna na edificação. Na simulação (caso 2) o ambiente ganha mais calor através da cobertura e das janelas de vidro além de absorver radiação solar nas paredes

provocando

elevação

temperatura

longo

dos

dias

consequentemente, incrementa um maior número de graus horas de desconforto por calor ao usuário, enquanto que na simulação (caso 4) a temperatura fica mais dentro do limite de conforto estabelecido pela ASHARE Standard 55-2004. O estudo de caso feito com as simulações computacionais da Roriz Engenharia Bioclimática a pedido da Brasil Minérios S/A nos permite concluir que uso da argamassa termoacústica a base de vermiculita contribui significativamente para melhorar a eficiência energética das edificações, e como podemos analisar nos gráficos e nos resultados transmitância térmica, ambientes com ventilação natural usando argamassa com vermiculita reduzem as transmissão de calor paras dentro da edificação, proporcionando uma redução de consumo de energia elétrica durante o dia. Figura10: Gráfico comparativo das temperaturas do Fluxo de calor através da cobertura entre a simulação do caso 2 e simulação do caso 4.

Fonte: Roriz Engenharia, 2016.

4 A PROPOSTA

O objetivo do presente capítulo é apresentar os métodos utilizados na preparação da pesquisa sobre o isolamento térmico das fachadas com argamassa termoacústica a base de vermiculita e comparar com a argamassa tradicional, para atingir os objetivos proposto neste trabalho.

Enfim, o objeto de estudo é caracterizado como pesquisa experimental para solucionar os efeitos de insolação nas fachadas das edificações, bem como observar os efeitos que a radiação solar provoca em cada material aplicado.

4.1 CARACTERIZAÇÃO DO PROTÓTIPO

Para colocar em prática os conceitos apresentados, foi elaborado um projeto de dois cômodos com 5,55m² de área conforme planta (apêndice). Selecionamos algumas técnicas construtivas que julgamos necessários para otimização dos protótipos e desconsideramos projetos elétricos e hidráulicos. O protótipos foram construídos num terreno regular nivelado, pouco acidentado com áreas de 20m² disponibilizada pela Quartzomassa, onde busca-se interferir o mínimo possível no terreno, e estudamos a orientação solar para dispormos o ambiente na pior situação possível de insolação. Construídos os modelos (figura 11) com pé direito de 2,8 m de altura que proporcionou uma boa iluminação e ventilação direta, suas janelas e portas foram calculadas pela área do ambiente, respeitando o PDM Prefeitura de Vila Velha, Lei nº 5441, de 6 de setembro de 2013. Figura 11: Modelo de Planta Baixa.

Fonte: Acervo do autor,2016.

4.2 LOCALIZAÇÃO Os dois protótipos (figura12)

foram construídos na cidade Morada da Barra, Vila

Velha – ES, na Fazenda Jaguarussu com uma área de 36154,59 m², (fábrica de argamassa IBRAR – Indústria Brasileira de Argamassa Ltda.), localizada na ZEIS de terra vermelha, nas coordenadas geográficas 20°21’ 10.0” S e 40º21’56,6” W, tiradas no Google Earth. Figura 12: Localização dos protótipos.

Fonte: Modificada pelo autor, Google Earth, 2016.

4.3 ESTUDO SOLAR E VENTOS DOMINANTES DA ÁREA.

O primeiro requisito a ser observado neste trabalho, consistiu da implantação (figura 13) da edificação às características encontradas na região, onde os protótipos foram construídos. Sendo avaliados a direção do vento dominante (figura14) pela rosa dos ventos, o posicionamento do sol ao longo do dia através da carta solar, assim como as características topográficas da área e do entorno imediato através da planta topográfica do terreno e logo depois foi efetuado uma simulação computacional (figura 15 e 16) no Sketchup (maquete eletrônica em 3D) onde observamos a projeção do sol ao longo do dia.

Figura 13:Trajetória solar e ventos dominantes da área de estudo.

Fonte: Modificada pelo autor, Google Earth, 2016. Figura 14:Trajetória solar e ventos dominantes na edificação.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Figura 15: Insolação as 7 horas.

Figura 16: insolação as 18 horas.

Fonte: Acervo do autor,2016.

4.4 TÉCNICAS CONSTRUTIVAS

Os métodos construtivos desenvolvidos neste projeto foram os seguintes: A sua fundação (foto 6) foi construída em radier, paredes (foto 7) levantadas de alvenaria estrutural de tijolos cerâmicos, no lugar dos pilares os blocos foram enchidos com graute de 40 MPa e com vergalhões de 12,5 mm, com vigas de concreto armado de 9 x 30 cm e sua cobertura (foto 8 e 9) foi construída em laje de concreto armado com 7 cm de espessura. Selecionamos estes materiais e métodos construtivos para reduzir o consumo de energia e transporte, uma vez que avaliado o seu impacto ambiental, estes procedimentos não causariam grandes danos ao meio ambiente, visto que no final da pesquisa serão demolidos. Foto 6: Fundação em radier.

Foto 7: Levantamento da alvenaria e pilares.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Foto 8: Laje em concreto maciço.

Foto 9: Pessoal fazendo a concretagem.

Fonte: Acervo do autor,2016.

O revestimento de emboço (foto 10) foi aplicado seguindo as orientações da bibliografia estudada, com parede chapiscada no lado de fora, após 7 dias foi aplicado um reboco de camada única (foto 11) com 2,5 cm de espessura, no lado de dentro da edificação usamos o reboco diretamente aplicado na alvenaria com 1,5 cm de espessura com a argamassa termoacústica e tradicional respectivamente, sua cobertura foi revestida com contrapiso térmico e tradicional para melhor avaliarmos o condução de calor dentro da edificação. Foto 10: Aplicação do revestimento de Emboço.

Foto 11: Espessura do emboço.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Fonte: Acervo do autor,2016

As janelas foram calculadas por área do ambiente (tabela 9), com tamanho de 120 x 120 cm (foto13) aproveitando o máximo da ventilação e suas portas (foto 14) de 210 x 70 cm para obter uma melhor circulação. O projeto de alvenaria estão no apêndice 01 para as devidas avalições.

Tabela 9:Cálculo do vão da Janela

Calculo do Vão da Janela Área do Protótipo (m²) 5,55 m²

Recomendação da NBR 15200- 3 (%) 25%

Área do Vão da Janela (m²) 1,11 m²

Tamanho da Janela 1,20 x1,20 m

Fonte: Acervo do autor,2016 Foto 12: Abertura de vão e janela.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Foto 13: Abertura de vão e porta.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Depois de finalizado (foto 14) todo revestimento interno e externo dos protótipos e o assentamento da janelas e portas, foi aplicado uma pintura (foto 15) com tinta acrílica preta na área externa para absorver uma maior quantidade de raios solares, e por consequência aumentando a temperatura interna do sistema. Foto 14: Protótipos revestidos.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Foto 15: Protótipos pintados de preto.

Fonte: Acervo do autor,2016.

4.5 EQUIPAMENTOS PARA COLETA DE DADOS

Foram usados para a coleta de dados das temperaturas externa e interna dos protótipos dois termômetros digitais (foto 16) e foi elaborada uma planilha no Excel, sendo anotado de hora em hora os resultados de temperatura e ainda, para cada face dos protótipos, na área interna e externa das paredes, foi usado um termômetro digital (foto 17) com a finalidade de medir a temperatura de transmissão de calor da parede para dentro do ambiente. Foto 16: Termômetro digital.

Fonte: Acervo do autor,2016.

Foto 17: Termômetro com Infra Vermelho.

Fonte: Acervo do autor,2016.

5 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

5.1 ANÁLISE DOS RESULTADOS DAS MEDIÇÕES DA TEMPERATURA NOS AMBIENTES INTERNO E EXTERNO COM TERMÔMETRO DIG MAX E MIN DA INCOTERM.

As medições foram realizadas nos ambientes interno e externo de cada protótipo, com início às 7h do dia 27/10/2016 e finalizado às 6h do dia 28/10/2016. No início da manhã as temperaturas apontaram ser praticamente iguais, aumentando gradativamente até às 13h, a posteriori a temperatura externa começa a diminuir, (1ºC por hora) todavia, os dois protótipos continuam aumentando sua temperatura interna até as 18h, chegando neste horário a uma diferença de 6,9ºC no ambiente revestido com argamassa termoacústica e no ambiente revestido com argamassa tradicional esta diferença chega a ser de 8°C comparados com a temperatura externa (tabela 10). Podemos observar essas diferenças de temperaturas entre os ambientes no gráfico abaixo (figura 17). Figura 17: Gráfico comparativo de temperatura dos ambientes.

Comparativo de Temperatura dos Ambientes (°C) 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Temperatura externa do ambiente (°C) Argamassa Termoacústica temperatura interna (°C) Argamassa Tradicional temperatura interna (°C) Fonte: Acervo do autor, 2016.

Tabela 10: Resultados obtidos nas medições nos dias 27 e 28 de outubro de 2016

Temperatura dos Ambientes Protótipo com Argamassa Térmica Hora 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00

Protótipo com Argamassa Tradicional

Temperatura externa (°C)

Temperatura interna (°C)

Diferença de temperatura (°C)

Temperatura externa (°C)

Temperatura interna (°C)

Diferença de temperatura (°C)

25,3 28,1 29,8 31,8 32,6 33,6 34,7 33,2 31,5 30,8 29,3 28,6 27,8 26,8 26,2 26,0 26,1 26,1 26,1 26,1 25,6 25,0 24,5 24,5

25,2 26,1 27,6 28,5 29,6 30,1 31,3 32,3 33,6 34,6 35,0 35,5 33,7 32,7 31,5 30,4 29,4 28,7 28,2 27,7 27,3 26,9 26,7 26,3

0,1 2,0 2,2 3,3 3,0 3,5 3,4 0,9 -2,1 -3,8 -5,7 -6,9 -5,9 -5,9 -5,3 -4,4 -3,3 -2,6 -2,1 -1,6 -1,7 -1,9 -2,2 -1,8

25,3 28,1 29,8 31,8 32,6 33,6 34,7 33,2 31,5 30,8 29,3 28,6 27,8 26,8 26,2 26,0 26,1 26,1 26,1 26,1 25,6 25,0 24,5 24,5

25,4 25,4 27,2 28,3 30,2 32,7 34,8 36,2 37,2 37,8 36,8 36,6 36,0 35,1 33,4 32,9 30,6 29,6 28,8 28,3 27,8 27,3 27,0 26,5

-0,1 2,7 2,6 3,5 2,4 0,9 -0,1 -3,0 -5,7 -7,0 -7,5 -8,0 -8,2 -8,3 -7,2 -6,9 -4,5 -3,5 -2,7 -2,2 -2,2 -2,3 -2,5 -2,0

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Podemos observar que o protótipo revestido com argamassa termoacústica no horário das 14h apresenta uma temperatura inferior a temperatura do ambiente revestido com argamassa tradicional, esta diferença é de aproximadamente 3,9º C (tabela11). Na análise da temperatura interna dos dois protótipos separados (figura 18), pode-se observar melhor a diferença de temperatura entre os dois sistemas, como já citado anteriormente o protótipo com argamassa termoacústica apresenta melhor resistência térmica comparado com a argamassa tradicional, registrando uma temperatura média inferior das 12h às 17h de 3,2 ºC (tabela 11). .

Figura 18: Gráfico comparativo dos protótipos.

Comparativo de Temperatura dos Protótipos (°C)

40 35 30 25 20 15

10 5 0

Argamassa Térmica (ºC)

Argamassa Tradicional (°C) Fonte:

Acervo do autor, 2016.

Tabela 11: Diferença de temperatura Interna dos Ambientes.

Diferença de Temperatura Interna dos Ambientes das 12h às 17h. Protótipo com

Protótipo com Argamassa

Diferença de

Hora

Argamassa Térmica (°C)

Tradicional (°C)

Temperatura (°C)

12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

30,1 31,3 32,3 33,6 34,6 35,0

32,7 34,8 36,2 37,2 37,8 36,8

2,6 3,5 3,9 3,6 3,8 1,8

Média

3,2ºC

Fonte: Acervo do autor, 2016.

A fim de investigar se o sistema apontou as condições de conforto humano aceitáveis adotamos os procedimentos estabelecidos pela ASHRAE Standard 55-2004, para ambientes sem sistema de ar condicionado, com conceito de Temperatura Operativa (TO), que é uma temperatura uniforme de um ambiente de corpo negro, na qual uma pessoa trocaria a mesma quantidade de calor por radiação e convecção no ambiente não uniforme, sendo essa equação válida para médias mensais máximas de temperaturas do ar exterior entre 10 a 33,5ºC.

TO = Tn = 17,9 +0,31x TE média

(01)

Onde: Tn = Temperatura operativa ideal ou de “neutralidade térmica” (ºC) TEmed = Média mensal máxima de temperatura do ar exterior (ºC) do mês de outubro dos últimos anos (figura 19) da cidade de Vila Velha – ES, de 26ºC. Logo; Tn = 17,9 + 0,31 x 26ºC Tn = 25,9 ºC E pela equação de Limite Inferior e Superior Fornecido pela ASHRAE encontramos a temperatura ideal para os protótipos, adotando uma tolerância de 2,5 ºC que segundo ASHRAE, satisfaz 90 % do usuários. Onde: Lim. Superior = Tn + Tolerância

Lim. Inferior =Tn - Tolerância

Lim. Superior = 25,9 + 2,5

Lim. Inferior =25,9 – 2,5

Lim. Superior = 28,4ºC

Lim. Inferior =23,4ºC

(02)

Figura 19: Média mensal máxima climática do mês outubro de Vila Velha.

Fonte: Climatempo, 2016.

Ao analisar os resultados no gráfico (figura 20), conclui-se que o dois revestimentos não tiveram resultados satisfatórios no quesito conforto térmico dos ambientes, uma vez que os dois protótipos ficaram das 11h a 00h acima do limite máximo estabelecido pelo cálculo de ASHRAE de 28,4°C. Cabe ressaltar que a argamassa termoacústica apresentou uma temperatura inferior aproximada de 3,5°C comparada com a tradicional e depois das 18h, reduziu o calor interno em 1°C a cada hora, chegando a temperatura ideal por volta das 00h (28,7°C), o que não consideramos satisfatório (tabela 10). Enfim, observa-se que o revestimento proposto não consegue reter o calor abaixo do limite estabelecido para conforto humano.

Figura 20: Quantificação de desconforto térmico

28,4 °C 23,4 °C

Fonte: Acervo do autor, 2016.

5.2 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS OESTE

Ao analisarmos as medições e gráfico (figura 21) podemos dizer que a parede voltada para a fachada Oeste, na pior situação possível conforme proposto no trabalho, o revestimento termoacústico teve uma resistência térmica maior, já que quando ele atinge uma temperatura de 61,2ºC na área externa, consegue bloquear a transferência de calor em 36%, enquanto a parede revestida com argamassa tradicional atinge 58,6ºC na área externa, esta parede consegue bloquear a transferência de calor em 23%, a diferença se dá das 14h às 19h (tabela 12). Figura 21: Gráfico comparativo das temperaturas internas e externas das paredes da fachada Oeste.

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Tabela 12: Medições da fachada Oeste nos dias 27 e 28 de outubro de 2016.

Fachada Oeste Protótipo

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Hora

Arg. Térmica temp. ext. (°C)

Arg. Térmica temp.int (°C)

Calor Retido pela Parede (%)

Arg. Tradicional temp. ext. (°C)

Arg. Tradicional temp. int. (°C)

Calor Retido pela Parede (%)

7:00

24,0

24,3

-1,3%

23,4

24,6

-5,1%

8:00

28,3

26,2

7,4%

27,2

25,8

5,1%

9:00

33,3

26,2

21,3%

32,0

27,4

14,4%

10:00

36,9

29,3

20,6%

35,7

28,9

19,0%

11:00

38,0

31,3

17,6%

37,3

30,2

19,0%

12:00

40,2

32,3

19,7%

39,3

33,0

16,0%

13:00

48,5

35,5

26,8%

47,2

35,7

24,4%

14:00

56,0

36,8

34,3%

53,6

38,1

28,9%

15:00

55,8

35,8

35,8%

53,5

39,7

25,8%

16:00

61,2

39,3

36,0%

58,6

45,1

23,0%

17:00

56,1

40,6

28,7%

57,2

46,3

19,1%

18:00

49,4

40,0

17,8%

50,8

45,9

9,6%

19:00

32,1

38,7

-20,6%

38,0

43,4

-14,2%

20:00

29,1

35,0

-20,3%

32,5

39,1

-20,3%

21:00

28,0

32,8

-17,1%

30,3

36,4

-20,1%

22:00

24,2

30,5

-26,0%

26,2

32,8

-25,2%

23:00

26,7

29,8

-11,6%

27,9

32,0

-14,7%

0:00

26,2

29,5

-12,6%

27,1

30,6

-12,9%

1:00

26,0

28,3

-8,8%

26,8

29,3

-9,3%

2:00

23,3

26,9

-15,5%

23,9

27,8

-16,3%

3:00

24,6

27,2

-10,6%

25,7

28,3

-10,1%

4:00

24,1

27,1

-12,4%

25,0

27,7

-10,8%

5:00

23,8

26,6

-11,8%

24,6

26,5

-7,7%

6:00

23,6

26,3

-11,4%

24,2

26,0

-7,4%

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Outro ponto importante observado nas medições é a diferença de temperatura que o revestimento termoacústico mantém na sua face interna em relação ao revestimento tradicional (14h às 19h) em média aproximada de 4,8ºC (tabela 13). Tabela 13: Diferença de temperatura interna na fachada Oeste.

Diferença de Temperatura Interna na Fachada Oeste das 14:h às 19h. Hora

Argamassa Termoacústico (°C) 36,8 35,8 39,3 40,6 40,0 38,7

14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 Média Fonte: Acervo do autor, 2016.

Argamassa Tradicional (°C) 38,1 39,7 45,1 46,3 45,9 43,4

Diferença de temperatura (ºC) 3,0 3,9 5,8 5,7 5,9 4,7 4,8 °C

5.3 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS LESTE

Ao analisarmos as medições e gráfico (figura 22) podemos relatar que na fachada voltada para o lado Leste o revestimento termoacústico teve uma resistência térmica igual ao do revestimento Tradicional, já que quando reboco termoacústico atinge uma temperatura de 56,1ºC na área externa, e com isso é possível bloquear a transferência de calor em 41%, e o reboco tradicional atinge 55,4ºC na área externa, e consegue bloquear a transferência de calor em 40%, essa pequena transferência de temperatura interna e externa é observado das 10h às 14h (tabela 14). Figura 22: Gráfico comparativo das temperaturas internas e externas das paredes da fachada Leste.

60,0

Temperaturas nas Fachadas Leste (°C)

50,0 40,0 30,0 20,0

10,0 0,0

Arg. Térmica temp. ext. (°C)

Arg. Tradicional temp. ext. (°C)

Arg. Térmica temp. int (°C)

Arg. Tradiconal temp. int (°C)

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Tabela 14: Medições das fachadas Leste nos dias 27 e 28 de outubro de 2016

Fachada Leste Protótipo Hora

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Arg.

Calor

Arg.

Calor Retido

Térmica

Retido pela

Tradicional

pela Parede

temp.

temp. int

Parede (%)

temp. ext.

temp. int

(%)

ext. (°C)

(°C)

7:00

27,8

24,4

12%

25,1

24,1

8:00

45,2

26,7

41%

30,3

26,0

14%

9:00

53,9

28,6

47%

49,4

28,3

43%

10:00

56,1

33,0

41%

55,4

33,0

40%

11:00

51,7

35,1

32%

51,2

35,6

30%

12:00

47,8

37,3

22%

48,0

37,9

21%

13:00

46,1

38,2

17%

46,7

39,1

16%

14:00

43,4

38,7

11%

43,7

39,7

15:00

35,9

36,5

-2%

37,1

38,0

-2%

16:00

37,8

38,2

40,7

-7%

17:00

34,4

37,8

-10%

35,0

39,7

-13%

18:00

31,5

37,0

-17%

32,3

38,7

-20%

19:00

29,3

35,3

-20%

30,4

36,4

-20%

20:00

28,0

32,9

-18%

28,6

34,4

-20%

21:00

27,0

31,8

-18%

27,6

32,8

-19%

22:00

23,8

30,1

-26%

24,1

30,5

-27%

23:00

26,2

29,4

-12%

26,8

30,5

-14%

0:00

26,0

29,3

-13%

26,2

29,7

-13%

1:00

25,9

28,0

-8%

26,1

28,4

-9%

2:00

23,2

26,6

-15%

23,2

26,9

-16%

3:00

25,4

27,1

-7%

26,0

27,7

-7%

4:00

24,3

27,2

-12%

24,9

27,2

-9%

5:00

24,9

27,0

-8%

24,2

27,2

-12%

6:00

24,6

26,7

-9%

24,0

27,0

-13%

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Outro ponto importante observado nas medições é a diferença de temperatura que o revestimento termoacústico mantém na sua face interna em relação ao revestimento tradicional das 15h às 21h em média aproximada de 1,8ºC (tabela 15). Tabela 15: Diferença de temperatura interna na fachada Leste.

Diferença de Temperatura Interna da Fachada Leste das 15h às 21h. Hora

Argamassa

Diferença de

Termoacústico (°C)

Tradicional (°C)

temperatura (ºC)

36,5 37,8 37,8 37,0 35,3 32,9 31,8

38,0 40,7 39,7 38,7 36,4 34,4 32,8

2,5 2,9 1,9 1,7 1,1 1,5 1,0

15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00

Média

1,8 °C

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Vale ressaltar que das 7h às 9h as medições das temperaturas internas e externas dos protótipos foram prejudicadas pela sombra da mata ciliar enloco, influenciando diretamente nos resultados das medições em campo (foto 18,19 e 20). Figura 18: Sombra no protótipo as 7:00 horas. Sombra provocada nos protótipos pela ciliar as sete horas em volta das edificações. Argamassa tradicional

Argamassa térmica

Temperaturas externas nas fachadas leste: Argamassa térmica com 27,8 ºC Argamassa tradicional com 25,1 ºC

Temperaturas internas nas fachadas leste: Argamassa térmica com 24,4 ºC Argamassa tradicional com 24,1 ºC

Fonte: Acervo do autor. Figura 19: Sombra no protótipo as 8:00 horas. Sombra provocada nos protótipos pela ciliar as oito horas em volta das edificações.

Argamassa tradicional

Argamassa térmica

Temperaturas externas nas fachadas leste: Argamassa térmica com 45,2 ºC Argamassa tradicional com 26,1 ºC

Temperaturas internas nas fachadas leste: Argamassa térmica com 30,3 ºC Argamassa tradicional com 26,0 ºC

Fonte: Acervo do autor.

Figura 20: Sombra no protótipo as 9:00 horas. Sombra provocada nos protótipos pela ciliar as nove horas em volta das edificações.

Argamassa tradicional

Argamassa térmica

Temperaturas externas nas fachadas leste: Argamassa térmica com 53,9 ºC Argamassa tradicional com 28,6 ºC

Temperaturas internas nas fachadas leste: Argamassa térmica com 49,4 ºC Argamassa tradicional com 28,3 ºC

Fonte: Acervo do autor.

5.4 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS NORTE

Ao analisarmos as medições e gráfico (figura 23) podemos dizer que na fachada voltada para o lado Norte, o revestimento termoacústico teve uma resistência térmica igual ao do revestimento tradicional no período das 10h às 15h (tabela 16), visto que os dois revestimento tiveram neste intervalo de tempo uma transmissão de calor na mesma proporção podendo ser melhor observado as 14h quando o revestimento termoacústico atinge uma temperatura máxima de 46,6 ºC na área externa, e consegue bloquear a transferência de calor em 16%, com uma temperatura interna de 39,2ºC enquanto o revestimento tradicional atinge uma temperatura de 45,2ºC na área externa e consegue bloquear a mesma transferência de calor (16%), com uma temperatura interna de 38,1°C. Esse fenômeno pode ter ocorrido devido as duas fachadas estarem posicionadas para receber uma insolação indireta e ainda a incidência do vento predominante na região. Figura 23: Gráfico comparativo das temperaturas internas e externas das paredes da fachada Norte.

Fonte: Acervo do autor, 2016

Tabela 16: Medições das fachadas Norte nos dias 27 e 28 de outubro de 2016.

Fachada Norte Protótipo

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Hora

Arg. Térmica temp. ext. (°C)

Arg. Térmica temp. int (°C)

Calor Retido pela Parede (%)

Arg. Tradicional temp. ext. (°C)

Arg. Tradicional temp. int (°C)

Calor Retido pela Parede (%)

7:00

26,5

24,2

24,6

24,2

8:00

28,3

26,9

28,1

26,9

9:00

30,9

28,2

31,0

29,7

10:00

37,4

30,2

19%

35,9

29,5

18%

11:00

39,6

30,0

24%

38,8

29,5

24%

12:00

43,2

32,8

23%

42,5

33,3

22%

13:00

45,6

36,5

20%

45,0

36,2

20%

14:00

46,6

39,2

16%

45,6

38,1

16%

15:00

40,0

38,0

40,5

38,5

16:00

35,9

37,7

-5%

40,6

40,4

17:00

36,0

37,4

-4%

36,7

39,1

-7%

18:00

32,4

36,4

-12%

32,2

38,1

-18%

19:00

29,2

34,5

-18%

31,4

36,0

-15%

20:00

28,5

32,6

-14%

30,1

33,9

-13%

21:00

27,1

31,7

-17%

28,5

32,6

-14%

22:00

25,0

29,6

-18%

25,6

30,6

-20%

23:00

26,6

29,4

-11%

27,7

30,2

-9%

0:00

26,6

28,8

-8%

27,4

29,3

-7%

1:00

26,5

27,9

-5%

27,1

28,5

-5%

2:00

24,0

26,2

-9%

24,8

27,2

-10%

3:00

26,1

26,7

-2%

26,7

28,1

-5%

4:00

25,7

27,2

-6%

26,5

27,4

-3%

5:00

24,2

26,9

-11%

25,4

26,9

-6%

6:00

24,2

26,2

-8%

25,2

26,3

-4%

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Outro ponto importante observado durante as medições na fachada norte é que o revestimento termoacústico mesmo não tendo uma resistência térmica melhor que o revestimento tradicional ele mantém uma diferença de temperatura média menor na face interna da parede de 1,8°C das 16h às 22h em relação ao reboco tradicional (tabela 17), logo o revestimento termoacústico contribuiu para a diminuição do desconforto térmico da edificação.

Tabela 17: Diferença de temperatura interna na fachada Norte.

Diferença de Temperatura Interna da Fachada Norte das 16h às 22h. Hora

Argamassa Termoacústico (°C)

Argamassa Tradicional (°C)

Diferença de temperatura (ºC)

16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 Média

37,7 37,4 36,4 34,5 32,6 31,7 29,6

40,4 39,1 38,1 36,0 33,9 32,6 30,6

2,7 1,7 1,7 1,5 1,3 1,8 1,6 1,8 °C

Fonte: Acervo do autor, 2016.

5.5 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NAS FACHADAS SUL

Ao analisarmos as medições e gráfico (figura 24) podemos dizer que na fachada voltada para o lado Sul, o revestimento termoacústico não teve uma resistência térmica igual ao do revestimento tradicional no período das 7h às 16h (tabela 18), visto que o revestimento tradicional conseguiu reter uma maior quantidade de transferência de calor em relação ao reboco termoacústico, podendo ser melhor observado as 10h quando o reboco termoacústico atinge uma temperatura de 35,4ºC na área externa, e consegue bloquear a transferência de calor em 15%, com uma temperatura interna de 30,1°C. E a parede revestida com a argamassa tradicional atinge 38,8°C na área externa e consegue bloquear a transferência de 23%, com uma temperatura interna de 29,7ºC.

Figura 24: Gráfico comparativo das temperaturas internas e externas das paredes da fachada Sul.

Fonte: Acervo do autor, 2016

Tabela 18: Medições das fachadas Sul nos dias 27 e 28 de outubro de 2016.

Fachada Sul Protótipo Hora

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Arg.

Calor Retido

Arg.

Calor

Térmica

pela Parede

Tradicional

Tradicion

Retido pela

temp. ext.

temp. int

(%)

temp. ext.

al temp.

Parede (%)

(°C)

int (°C)

7:00

24,0

24,1

24,0

8:00

29,7

26,3

11%

28,9

25,7

11%

9:00

33,2

26,5

20%

34,3

27,8

19%

10:00

35,4

30,1

15%

38,8

29,7

23%

11:00

36,7

30,5

17%

39,7

30,9

22%

12:00

37,7

31,8

16%

41,5

33,5

19%

13:00

40,8

34,2

16%

42,5

36,0

15%

14:00

39,2

35,3

10%

43,5

37,5

14%

15:00

34,3

34,1

39,5

37,2

16:00

37,5

36,1

39,8

40,1

-1%

17:00

34,6

36,0

-5%

37,8

39,9

-6%

18:00

32,9

35,8

-9%

34,7

38,9

-12%

Continua.

Conclusão Fachada Sul Protótipo Hora

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Arg.

Calor

Arg.

Calor Retido

Térmica

Retido pela

Tradicional

pela Parede

temp. ext.

temp. int

Parede (%)

temp. ext.

temp. int

(%)

(°C)

19:00

29,2

34,5

-18%

31,4

36,0

-15%

20:00

28,5

32,6

-14%

30,1

33,9

-13%

21:00

27,1

31,7

-17%

28,5

32,6

-14%

22:00

25,0

29,6

-18%

25,6

30,6

-20%

23:00

26,6

29,4

-11%

27,7

30,2

-9%

0:00

26,6

28,8

-8%

27,4

29,3

-7%

1:00

26,5

27,9

-5%

27,1

28,5

-5%

2:00

24,0

26,2

-9%

24,8

27,2

-10%

3:00

26,1

26,7

-2%

26,7

28,1

-5%

4:00

25,7

27,2

-6%

26,5

27,4

-3%

5:00

24,2

26,9

-11%

25,4

26,9

-6%

6:00

24,2

26,2

-8%

25,2

26,3

-4%

Fonte: Acervo do autor, 2016.

A parede com revestimento termoacústico, às 16h atinge a temperatura máxima de 37,5ºC na face externa, e de 36,1°C na face interna. Enquanto a parede com revestimento tradicional apresenta uma temperatura máxima de 39,8ºC na face externa, e uma temperatura 40,1°C na face interna, logo, a fachada com reboco tradicional apresentava uma temperatura superior em 2,3°C na face externa e 4,0ºC na face interna comparado com o revestimento termoacústico (tabela 19). Tabela 19: Diferença de temperatura externa e interna na fachada Sul.

Temperatura externa

Temperatura interna

Hora

Arg. Térmica (°C)

Arg. Tradicional (°C)

Diferença de Temperatura (°C)

Arg. Térmica (°C)

Arg. Tradicional (°C)

Diferença de Temperatura (°C)

16:00

37,5

39,8

2,3

36,1

40,1

4,0

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Outro ponto importante observado durante as medições, é que o revestimento termoacústico mesmo não apresentando uma resistência térmica melhor que o revestimento tradicional, mantém uma diferença de temperatura média menor aproximada na face interna da parede de 2,9°C das 14h às 20h em relação ao reboco tradicional (tabela 20), logo, podemos concluir que o revestimento termoacústico contribui para a diminuição do desconforto térmico da edificação. Tabela 20: Diferença de temperatura interna na fachada Sul.

Diferença de Temperatura Interna da Fachada Sul das 14h às 20h. Hora

Argamassa Termoacústico (°C) 35,3 34,1 36,1 36,0 35,8 34,8 32,4

14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 Média Fonte: Acervo do autor, 2016.

Argamassa Tradicional (°C) 37,5 37,2 40,1 39,9 38,9 37,1 34,1

Diferença de temperatura (ºC) 2,2 3,1 4,0 3,7 3,1 2,3 2,1 2,9 °C

5.6 INFLUÊNCIA DA RADIAÇÃO SOLAR NOS TETOS

Ao analisarmos as medições e gráfico (figura 25) podemos dizer que a cobertura com o contrapiso termoacústico apresentou uma resistência térmica melhor do que quando comparada ao contrapiso tradicional, no período das 7h às 15h (tabela 21). As 12h o contrapiso termoacústico atinge uma temperatura de 43,5ºC na área externa, e consegue bloquear a transferência de calor em 24%, já a cobertura revestida com a contrapiso tradicional atinge 42,8°C na área externa e consegue bloquear a transferência de 14%.

Figura 25: Gráfico comparativo das temperaturas internas e externas das coberturas.

Temperatura nas Coberturas (°C) 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 -10,0

Arg. Térmica temp. ext. (°C)

Arg. Tradicional temp. ext. (°C)

Arg. Térmica temp. int (°C)

Arg. Tradiconal temp. int (°C)

Fonte: Acervo do autor, 2016.

Tabela 21: Medições das coberturas nos dias 27 e 28 de outubro de 2016.

Coberturas Protótipo Hora

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Arg.

Calor

Arg.

Calor

Térmica

Retido pelo

Tradicional

Retido pelo

temp. ext.

temp. int

Teto (%)

temp. ext.

temp. int

Teto (%)

(°C)

7:00

21,8

22,6

-4%

20,4

23,2

-14%

8:00

26,8

25,0

26,8

24,9

9:00

32,5

25,4

22%

31,7

27,4

14%

10:00

37,9

28,9

24%

37,0

30,3

18%

11:00

39,4

31,7

20%

39,6

33,2

16%

12:00

43,5

33,0

24%

42,8

36,7

14%

13:00

45,1

37,6

17%

48,3

40,0

17%

14:00

43,8

38,7

12%

45,6

42,3

15:00

42,0

37,5

11%

42,5

16:00

41,1

38,6

41,9

45,5

-9%

Continua

Conclusão Tabela 22: Medições das coberturas nos dias 27 e 28 de outubro de 2016.

Coberturas Protótipo Hora

Argamassa Térmica

Argamassa Tradicional

Arg.

Calor

Arg.

Calor

Térmica

Retido pelo

Tradicional

Retido pelo

temp. ext.

temp. int

Teto (%)

temp. ext.

temp. int

Teto (%)

(°C)

17:00

35,4

39,1

-10%

40,1

44,3

-10%

18:00

30,9

37,9

-23%

35,2

41,7

-18%

19:00

28,5

36,0

-26%

32,4

39,9

-23%

20:00

26,7

33,1

-24%

29,9

35,4

-18%

21:00

26,4

31,8

-20%

29,4

33,7

-15%

22:00

23,0

30,1

-31%

25,9

30,8

-19%

23:00

25,7

29,6

-15%

27,2

30,5

-12%

0:00

24,8

29,2

-18%

26,2

29,3

-12%

1:00

25,0

28,3

-13%

26,4

28,2

-7%

2:00

22,9

26,3

-15%

23,8

26,5

-11%

3:00

23,8

26,9

-13%

24,4

27,5

-13%

4:00

22,6

26,8

-19%

23,6

26,9

-14%

5:00

23,8

26,6

-12%

24,6

26,5

-8%

6:00

23,6

26,3

-11%

24,2

26,0

-7%

Fonte: Acervo do autor, 2016.

É notório que as 13h (tabela 23) as duas coberturas retiveram uma transferência de calor igual a 17%, a cobertura com contrapiso termoacústico apresentava uma temperatura externa de 45,1°C e interna de 37,6°C enquanto a cobertura com contrapiso tradicional apresentava temperatura externa de 48,3°C e interna de 40,0°C ou seja, a fachada com reboco tradicional apresentava uma temperatura superior em 3,4°C na face externa e 2,4ºC na face interna comparado com o revestimento termoacústico (tabela 23).

Tabela 23: Diferença de temperatura externa e interna da Cobertura.

Temperatura externa

Temperatura interna

Hora

Arg. Térmica (°C)

Arg. Tradicional (°C)

Diferença de Temperatura (°C)

Arg. Térmica (°C)

Arg. Tradicional (°C)

Diferença de Temperatura (°C)

13:00

45,1

48,3

3,4

37,6

40,0

2,4

Fonte: Acervo do autor, 2016.

5.7 RESUMO DAS VARIÁVEIS ANALISADAS

Com o intuito de facilitar a visualização das análises e, consequentemente as diferenças de temperaturas relativas ao desempenho térmico nas paredes e nas duas coberturas, foi elaborado um quadro resumo das variáveis analisadas, a seguir. Tabela 24: Resumo das variáveis analisadas.

Quadro de Resumo das Variáveis Analisadas Diferença de Temperatura Externa e Interna da Argamassa Térmica x Argamassa Tradicional

Temperatura externa

Protótipo Fachada

Hora

Arg. Térmica (°C)

Oeste

16:00

61,2

58,6

Leste

10:00

56,1

Norte

14:00

Sul Cobertura

Temperatura interna

Arg. Diferença de Tradicional Temperatura (°C) (°C)

Arg. Térmica (°C)

Arg. Tradicional (°C)

Diferença de Temperatura (°C)

2,6

39,3

45,1

-5,8

55,4

0,7

33,0

0,0

46,6

45,6

1,0

39,2

38,1

1,1

10:00

35,4

38,8

-3,4

30,1

29,7

0,4

12:00

43,5

42,8

0,7

33,0

36,7

-3,7

Calor Retido Pelas as Paredes Protótipo

Argamassa Térmica Arg. Arg. Térmica Térmica temp. ext. temp.int (°C) (°C)

Calor Retido pela Parede (%)

Argamassa Tradicional Arg. Arg. Calor Tradicion Tradicion Retido pela al temp. al temp. Parede (%) ext. (°C) int. (°C)

Fachada

Hora

Oeste

16:00

61,2

39,3

36%

58,6

45,1

23%

Leste

10:00

56,1

33,0

41%

55,4

33,0

40%

Norte

14:00

46,6

39,2

16%

45,6

38,1

16%

Sul

10:00

35,4

30,1

15%

38,8

29,7

23%

Cobertura

12:00

43,5

33,0

24%

42,8

36,7

14%

Fonte: Acervo do autor, 2016.

6 CONCLUSÃO Os gráficos comparativos entre as temperaturas dos ambientes demonstra a diferença entre as características de cada material no que diz respeito ao desempenho térmico. O protótipo construído com argamassa termoacústica, registrou temperaturas inferiores quando comparado com o protótipo construído com argamassa tradicional, no entanto, no horário de pico ele marcou temperaturas internas acima do registrado na área externa, sendo assim não se apresentou satisfatório ao conforto humano. E, quando submetido às exigências mínimas pelo cálculo de ASHRAE para temperatura máxima de conforto de 28,4°C, ficou acima do considerado ideal para um ambiente de corpo negro, no qual uma pessoa trocaria a mesma quantidade de calor por radiação e convecção, idêntico ao protótipo com argamassa termoacústica. Porém, a argamassa térmica apresentou um comportamento melhor quando comparado com a argamassa tradicional apontando temperatura interna inferior das 12h às 17h de 3,2°C. Analisando as paredes dos dois protótipos voltados para Oeste e Leste isoladas, as paredes com revestimento termoacústico consegue interferir consideravelmente a entrada de calor para o ambiente interno da edificação, uma vez que no horário de maior insolação nas suas fachadas indicou uma resistência térmica maior que o revestimento tradicional. Já analisando as paredes dos dois protótipos voltados para Norte e Sul isoladas, a paredes

com

revestimento

termoacústico

não

conseguem

interferir

consideravelmente a entrada de calor para o ambiente interno da edificação, uma vez que no horário de maior insolação, estas incidem de forma indireta, isto posto, apresentou uma resistência térmica igual à do revestimento tradicional. Ao analisarmos as coberturas dos dois protótipos podemos dizer que a cobertura com contrapiso termoacústico teve uma resistência melhor do que contrapiso tradicional, uma vez que o contrapiso termoacústico consegue interferir consideravelmente a entrada de calor pela cobertura para o ambiente interno da edificação. Por fim, com as análises feitas, conclui-se que a aplicação da argamassa termoacústica interferiu positivamente na eficiência energética da edificação, principalmente

quando não

havia

aberturas de janelas, já

que diminuiu

consideravelmente os ganhos de calor da envoltória, e manteve as temperaturas

internas das suas fachadas e da cobertura, inferior ao reboco tradicional, contribuindo para a redução de calor no ambiente interno da edificação. Como sugestão de continuação do estudo, incentiva-se a análise de aplicação de tintas pasteis na fachada e cobrimento da cobertura com telhas, testes em condições de inverno, e, ainda a realização de comparativos da argamassa termoacústica com outros sistemas de isolamento térmico, como fachadas ventiladas, paredes de pano duplo, ETICS e paredes de EPS revestidas com argamassa tradicional.

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SILVA, Narciso. G. Argamassa de revestimento de cimento, cal e areia britada de rocha calcária. Dissertação (Mestrado). Setor de Tecnologia – Universidade Federal do Paraná, 2006. Disponível em: <http://www.ppgcc.ufpr.br/dissertacoes/d0070.pdf>. Acesso em: 07 de maio, 2016. SILVA, Moema Ribas. Materiais de Construção. 2ª Ed. São Paulo, PINI,1991.

XAVIER, Vanessa J. M. Utilização do resíduo de quartzito em argamassas de múltiplo uso. (Graduação) Bacharel em Engenharia Civil - Universidade Federal Rural do Semiárido – UFERSA, 2014. Disponível em: <http://www2.ufersa.edu.br/portal/view/uploads/setores/270/TFG%20%20Eng%20Civil/MONOGRAFIA_VANESSA_JAMILLE.pdf>. Acesso em: 07 de março, 2016.

APÃ&#x160;NDICE 1 PROJETO ARQUITETONICO

APÊNDICE 2 1 TABELAS PARA FÓRMULAS BÁSICAS DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES: MÉTODOS DE CÁLCULO DA TRANSMITÂNCIA TÉRMICA, DA CAPACIDADE TÉRMICA, DO ATRASO TÉRMICO E DO FATOR SOLAR DE ELEMENTOS E COMPONENTES DE EDIFICAÇÕESTIRADAS DA NBR 15220-2 (2013)

1.1 CONDIÇÕES DE VENTILAÇÃO PARA AS CÂMARAS DE AR

São considerados dois tipos de ventilação para as câmaras de ar - pouco ou muito ventiladas - segundo sua posição. As relações são dadas na tabela 1.

Fonte :NBR 15220 -2 (2013)

1.2 RESISTÊNCIAS TÉRMICAS SUPERFICIAIS A tabela A.1 apresenta valores médios recomendados.

Fonte :NBR 15220 -2 (2013)

APÊNDICE 2

1.3 RESISTÊNCIA TÉRMICA DE CÂMARAS DE AR NÃO VENTILADAS, ABSORTÂNCIA E EMISSIVIDADE DE SUPERFÍCIES E CORES E PROPRIEDADES TÉRMICAS DE MATERIAIS Tabela B.1 - Resistência térmica de câmaras de ar não ventiladas, com largura muito maior que a espessura.

Fonte :NBR 15220 -2 (2013)

Tabela B.2 - Absortância (A) Para Radiação Solar (Ondas Curtas) E Emissividade (E) Para Radiações A Temperaturas Comuns (Ondas Longas)

Fonte :NBR 15220 -2 (2013)

APÊNDICE 2

1.4 A tabela B.3, de caráter não restritivo, apresenta a condutividade térmica (l) e o calor específico (c) para diversos materiais de construção em função de sua densidade de massa aparente (r). Estes valores são apenas indicativos, devendo-se utilizar, sempre que possível, valores medidos em laboratório. Tabela B.3 - Densidade de massa aparente (r), condutividade térmica (l) e calor específico (c) de materiais

Fonte :NBR 15220 -2 (2013)