Fachadas de Edifícios by Grupo Lidel

Índice Geral Dedicatória e Agradecimentos......................................................................................................... IX Sobre os Autores.............................................................................................................................. XI Prefácio............................................................................................................................................ XIII Sobre o Livro.................................................................................................................................... XV Enquadramento e objetivos................................................................................................................................................. XV Organização.......................................................................................................................................................................... XVI

Capítulo 1 Evolução Histórica das Fachadas de Edifícios............................................................... 1 1.1 Da antiguidade aos nossos dias................................................................................................................................... 1 1.1.1 Antiguidade...................................................................................................................................................... 2 1.1.2 Da idade média à revolução industrial............................................................................................................. 8 1.2 Construção tradicional e construção moderna............................................................................................................ 12 1.3 Estrutura e preenchimento........................................................................................................................................... 14 1.4 Sistemas pesados e sistemas leves.............................................................................................................................. 16 1.5 Opacidade e transparência........................................................................................................................................... 20 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 28

Capítulo 2 As Fachadas na Atualidade.......................................................................................... 29 2.1 Os edifícios e as fachadas............................................................................................................................................. 29 2.2 Conforto, durabilidade e sustentabilidade................................................................................................................... 30 2.3 Órgãos, funções e exigências de edifícios.................................................................................................................... 33 2.3.1 Desagregação dos edifícios.............................................................................................................................. 33 2.3.2 Os agentes atuantes e a importância da envolvente....................................................................................... 37 2.3.3 Normalização e certificação europeia.............................................................................................................. 40 2.4 As fachadas e seus constituintes.................................................................................................................................. 45 2.4.1 A envolvente..................................................................................................................................................... 45 2.4.2 A fachada.......................................................................................................................................................... 46 2.4.2.1 Constituição da fachada.................................................................................................................... 46 2.4.2.2 Diferentes formas de olhar as fachadas............................................................................................ 48 2.4.3 Tipificação das soluções mais correntes de paredes de fachada..................................................................... 48 2.4.3.1 Homogeneidade................................................................................................................................ 48 2.4.3.2 Massa................................................................................................................................................. 49 2.4.3.3 Fabrico e montagem......................................................................................................................... 50 2.4.3.4 Camadas unifuncionais versus multifuncionais............................................................................... 51 2.4.3.5 Relação da parede com a estrutura.................................................................................................. 52 2.4.3.6 Soluções de revestimento exterior.................................................................................................... 54 2.4.3.7 Soluções de isolamento térmico....................................................................................................... 57 2.4.4 Qualidade do ar, salubridade, eficiência energética e sustentabilidade......................................................... 58 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 62

IV Fachadas de Edifícios

3.1 Enquadramento............................................................................................................................................................ 63 3.2 Unidades de alvenaria.................................................................................................................................................. 65 3.2.1 Tijolo cerâmico.................................................................................................................................................. 65 3.2.1.1 Fabrico............................................................................................................................................... 65 3.2.1.2 Classificação de tijolos cerâmicos..................................................................................................... 66 3.2.2 Blocos de betão de agregados correntes ou leves........................................................................................... 67 3.2.2.1 Fabrico............................................................................................................................................... 68 3.2.2.2 Classificação de blocos em betão..................................................................................................... 68 3.2.3 Unidades de alvenaria acessórias..................................................................................................................... 69 3.2.4 Contexto normativo e principais requisitos de desempenho.......................................................................... 70 3.2.4.1 Dimensões e tolerâncias................................................................................................................... 71 3.2.4.2 Configuração e aspeto....................................................................................................................... 72 3.2.4.3 Massa volúmica e tolerâncias........................................................................................................... 73 3.2.4.4 Resistência mecânica........................................................................................................................ 73 3.2.4.5 Comportamentos sob a ação da água e humidade......................................................................... 75 3.2.4.6 Durabilidade...................................................................................................................................... 76 3.2.4.7 Segurança contra o incêndio............................................................................................................. 77 3.2.4.8 Comportamento térmico.................................................................................................................. 78 3.3 Argamassas de assentamento para alvenarias............................................................................................................ 78 3.3.1 Argamassas de ligantes inorgânicos................................................................................................................ 79 3.3.1.1 Processo produtivo............................................................................................................................ 79 3.3.1.2 Configurações de juntas.................................................................................................................... 80 3.3.2 Contexto normativo e principais requisitos de desempenho.......................................................................... 81 3.3.2.1 Argamassas frescas........................................................................................................................... 82 3.3.2.2 Argamassas endurecidas................................................................................................................... 82 3.3.2.3 Requisitos adicionais para argamassas em camada fina ................................................................ 83 3.4 Acessórios para alvenarias............................................................................................................................................ 84 3.4.1 Ligadores, grampos de amarração, consolas e estribos de apoio................................................................... 84 3.4.1.1 Contexto normativo e principais requisitos de desempenho........................................................... 87 3.4.1.2 Dimensões e tolerâncias................................................................................................................... 88 3.4.1.3 Resistência à penetração de água e durabilidade............................................................................ 90 3.4.2 Lintéis prefabricados para alvenarias............................................................................................................... 90 3.4.2.1 Contexto normativo e principais requisitos de desempenho........................................................... 91 3.4.2.2 Dimensões, massa e tolerâncias....................................................................................................... 92 3.4.2.3 Resistência mecânica........................................................................................................................ 93 3.4.2.4 Comportamento sob a ação de água e humidade........................................................................... 94 3.4.2.5 Durabilidade...................................................................................................................................... 94 3.4.3 Armaduras de reforço para juntas horizontais................................................................................................. 95 3.4.3.1 Contexto normativo e principais requisitos de desempenho........................................................... 97 3.4.3.2 Dimensões e tolerâncias................................................................................................................... 97 3.4.3.3 Resistência mecânica em aplicações estruturais.............................................................................. 98 3.4.3.4 Resistência mecânica em aplicações não estruturais....................................................................... 99

Capítulo 3 Os Principais Constituintes das Fachadas de Edifícios.................................................. 63

Índice Geral V 3.4.3.5 Resistência do conjunto e comprimento de sobreposição............................................................... 99 3.4.3.6 Durabilidade...................................................................................................................................... 99 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 100

Capítulo 4 Comportamento Mecânico e Térmico das Alvenarias................................................... 101 4.1 Comportamento mecânico.......................................................................................................................................... 101 4.1.1 Aspetos gerais .................................................................................................................................................. 101 4.1.2 Aspetos do comportamento mecânico de alvenaria....................................................................................... 104 4.1.2.1 Comportamento à compressão simples .......................................................................................... 107 4.1.2.2 Comportamento ao corte.................................................................................................................. 109 4.1.2.3 Comportamento à flexão ................................................................................................................ 110 4.1.3 Contextualização normativa............................................................................................................................. 111 4.1.3.1 Caracterização do comportamento à compressão simples.............................................................. 112 4.1.3.2 Caracterização do comportamento à flexão..................................................................................... 117 4.1.3.3 Caracterização do comportamento ao corte ................................................................................... 123 4.1.4 Especificações para os materiais e regras de conceção/construção................................................................ 126 4.1.4.1 Especificações para unidades e juntas.............................................................................................. 127 4.1.4.2 Regras de conceção e de construção ............................................................................................... 128 4.1.5 Caracterização experimental............................................................................................................................ 131 4.1.5.1 Resistência à compressão.................................................................................................................. 132 4.1.5.2 Resistência à flexão........................................................................................................................... 132 4.1.5.3 Resistência ao corte........................................................................................................................... 133 4.1.6 Técnicas de modelação numérica.................................................................................................................... 134 4.2 Comportamento térmico.............................................................................................................................................. 136 4.2.1 Aspetos gerais.................................................................................................................................................. 136 4.2.2 Aspetos particulares......................................................................................................................................... 137 4.2.3 Contextualização normativa............................................................................................................................. 138 4.2.4 Caracterização e análise................................................................................................................................... 139 4.2.4.1 Técnicas de modelação numérica..................................................................................................... 139 4.2.4.2 Caracterização experimental............................................................................................................. 142 4.3 Influência de alguns aspetos construtivos da alvenaria.............................................................................................. 143 4.3.1 Comportamento mecânico.............................................................................................................................. 143 4.3.2 Comportamento térmico................................................................................................................................. 145 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 146

Capítulo 5 Fachadas Ventiladas.................................................................................................... 149 5.1 Enquadramento............................................................................................................................................................ 149 5.2 Caracterização das soluções de fachada ventilada.................................................................................................. 150 5.2.1 Características geométricas dos revestimentos............................................................................................... 152 5.2.2 Tipologias de estruturas secundárias............................................................................................................... 155 5.3 Materiais de revestimento............................................................................................................................................ 156 5.3.1 Pedra natural.................................................................................................................................................... 157 5.3.2 Betão................................................................................................................................................................. 157 5.3.3 Naturocimento.................................................................................................................................................. 159

VI Fachadas de Edifícios 5.3.4 Metal................................................................................................................................................................. 159 5.3.5 Cerâmicos......................................................................................................................................................... 161 5.3.6 Fenólicos........................................................................................................................................................... 162 5.3.7 Madeira e derivados......................................................................................................................................... 162 5.3.8 Vidro.................................................................................................................................................................. 163 5.3.9 Plástico e outros............................................................................................................................................... 164 5.4 Sistemas de fixação mecânica do revestimento.......................................................................................................... 164 5.4.1 Fixação pontual................................................................................................................................................ 165 5.4.2 Fixação linear.................................................................................................................................................... 166 5.4.3 Fixação por encaixe.......................................................................................................................................... 167 5.4.4 Sistemas móveis de fixação............................................................................................................................. 168 5.5 Exigências de desempenho da fachada ventilada....................................................................................................... 168 5.5.1 Desempenhos associados à fachada ventilada............................................................................................... 169 5.5.2 Especificação técnica de fachadas ventiladas.................................................................................................. 170 5.5.2.1 Segurança contra incêndio................................................................................................................ 171 5.5.2.2 Higiene, saúde e proteção do ambiente........................................................................................... 172 5.5.2.3 Segurança na utilização.................................................................................................................... 173 5.5.2.4 Durabilidade...................................................................................................................................... 175 5.5.3 Normalização dos materiais e componentes................................................................................................... 176 5.6 Aspetos construtivos de sistemas tradicionais............................................................................................................. 176 5.6.1 Compatibilidade mecânica entre suportes e processos de fixação................................................................. 177 5.6.2 Fixação pontual de placas de pedra................................................................................................................. 177 5.6.3 Conceção de uma estrutura secundária tradicional......................................................................................... 179 5.6.3.1 Esquadros.......................................................................................................................................... 180 5.6.3.2 Montantes......................................................................................................................................... 181 5.6.3.3 Travessas............................................................................................................................................ 183 5.6.4 Conceção e dimensionamento da caixa de ar................................................................................................. 184 5.6.5 Durabilidade e compatibilização entre componentes..................................................................................... 185 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 186 6.1 Introdução..................................................................................................................................................................... 187 6.1.1 A importância dos sistemas............................................................................................................................. 187 6.1.2 Exemplos de tipologias mais correntes............................................................................................................ 187 6.2 Alguns aspetos funcionais associados ao desempenho das fachadas........................................................................ 191 6.2.1 Resistência mecânica e estabilidade................................................................................................................ 192 6.2.2 Segurança contra incêndio............................................................................................................................... 192 6.2.3 Higiene, saúde e ambiente............................................................................................................................... 193 6.2.4 Segurança na utilização................................................................................................................................... 193 6.2.5 Proteção contra o ruído.................................................................................................................................... 194 6.2.6 Economia de energia e isolamento térmico.................................................................................................... 195 6.2.7 Aspetos de durabilidade.................................................................................................................................. 196 6.3 Caracterização e avaliação do desempenho................................................................................................................ 196

Capítulo 6 Sistemas de Caixilharia............................................................................................... 187

Índice Geral VII 6.3.1 Contextualização normativa e exigencial........................................................................................................ 196 6.3.2 Escolha e seleção dos sistemas........................................................................................................................ 197 6.3.2.1 Resistência ao vento, estanquidade à água e permeabilidade ao ar............................................... 198 6.3.2.2 Parâmetros de comportamento térmico.......................................................................................... 204 6.3.2.3 Isolamento acústico.......................................................................................................................... 208 6.3.2.4 Outras características de desempenho............................................................................................. 208 6.3.3 Caracterização experimental em laboratório................................................................................................... 212 6.3.3.1 Descrição sucinta de um sistema de ensaio..................................................................................... 212 6.3.3.2 Estanquidade à água......................................................................................................................... 214 6.3.3.3 Permeabilidade ao ar........................................................................................................................ 216 6.3.3.4 Resistência ao vento.......................................................................................................................... 217 6.4 Fatores que influenciam a qualidade de desempenho................................................................................................ 219 6.4.1 Aspetos gerais.................................................................................................................................................. 219 6.4.2 Anomalias em sistemas de caixilharia............................................................................................................. 220 6.4.3 Aspetos que visam melhorar a qualidade de desempenho............................................................................ 222 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 227

Capítulo 7 Economia e Produtividade.......................................................................................... 229 7.1 Considerações gerais.................................................................................................................................................... 229 7.1.1 Construção corrente em Portugal.................................................................................................................... 230 7.2 Ergonomia.................................................................................................................................................................... 232 7.3 Coordenação dimensional modular............................................................................................................................. 237 7.3.1 Referência histórica.......................................................................................................................................... 237 7.3.2 Objetivos........................................................................................................................................................... 238 7.3.3 Definição, unidades e sistemas de referência.................................................................................................. 239 7.3.4 Relação da estrutura com a parede exterior.................................................................................................... 240 7.3.5 Dimensões, tolerâncias e juntas....................................................................................................................... 242 7.4 Prefabricação de painéis de alvenaria.......................................................................................................................... 245 Referências bibliográficas.................................................................................................................................................... 251

Anexo A

Normalização de Produtos e Sistemas......................................................................... 253

Anexo B

Exercícios de Dimensionamento.................................................................................. 263

Anexo Associado aos Capítulos 4, 5 e 6...............................................................................................................................

253

Resistência Mecânica de Alvenarias.................................................................................................................................... 263 Exercício 1 – Resistência à compressão de elementos para alvenaria........................................................................ 263 Exercício 2 – Propriedades mecânicas das alvenarias................................................................................................. 266 Exercício 3 – Estabilidade de paredes a cargas verticais............................................................................................. 271 Exercício 4 – Estabilidade de paredes a cargas de corte horizontais.......................................................................... 275 Exercício 5 – Estabilidade de paredes à flexão devido a ações verticais..................................................................... 277 Exercício 6 – Estabilidade de paredes à flexão devido a ações horizontais................................................................ 281

Crédito das Figuras........................................................................................................................... 285 Índice Remissivo.............................................................................................................................. 291

Sobre os Autores Coordenador/Autor Hipólito de Sousa Engenheiro Civil, Mestre em Construção de Edifícios e Doutor em Engenharia Civil, Professor e Diretor do Laboratório de Sistemas e Componentes da FEUP. Docente e Investigador na Área das Tecnologias e Sistemas Construtivos, bem como Gestão da Construção. Responsável de projetos de I&D, autor de publicações e livros. Mais de 30 anos de atividade como Engenheiro projetista, gestor e coordenador de projetos.

Autores Rui Sousa Engenheiro Civil, Mestre em Estruturas de Engenharia Civil pela FEUP. Investigador do Instituto da Construção da FEUP. Cerca de 15 anos de atividade de serviços de consultoria técnica, I&D aplicado na área da tecnologia de construção de edifícios, autor de diversos estudos e pareceres técnicos.

Filipe Moreira da Silva Arquiteto pela FAUP, Mestre em Construção de Edifícios pela FEUP. Inicia o seu percurso profissional nos gabinetes de arquitetura Risco/Manuel Salgado e Traço Banal/José Paulo dos Santos, e exerce atividade profissional enquanto autor desde 2006.

Fernando Sousa Engenheiro Civil, Mestre Integrado pela FEUP, iniciou o seu percurso profissional como investigador no Instituto da Construção e no Instituto de Engenharia Mecânica da FEUP. Exerce atualmente atividade profissional como projetista.

Prefácio A qualidade de vida das pessoas está muito relacionada com a qualidade dos locais em que habitam, estudam, trabalham, ou seja, os locais em que vivem a parte mais importante da sua vida. Para a qualidade dos edifícios tem uma significativa influência a qualidade da construção (projeto, execução, manutenção) da sua envolvente. É nessa envolvente que se concentra a maior parte das possíveis anomalias. Cada vez mais, vou encontrando semelhanças entre as anomalias dos edifícios e as doenças dos seres humanos. Confesso que, neste aspeto, encontro algumas diferenças: de facto, nos seres humanos a maior parte das doenças ocorre no seu interior, embora a pele e o vestuário usado possam ter alguma influência em algumas doenças; pelo contrário, na envolvente dos edifícios – coberturas, paredes, envidraçados –, ocorre a maioria significativa das anomalias, em particular, duas dominantes – fissurações e humidades. Este livro, coordenado pelo Professor Hipólito de Sousa, vai ser, sem dúvida, uma obra de referência, relativamente ao mais complexo elemento dessa envolvente – as paredes. O Professor Hipólito de Sousa começa por apresentar uma evolução histórica das fachadas dos edifícios, a sua atualidade e os seus principais constituintes. Aborda, em seguida, os aspetos que serão determinantes relativamente às anomalias referidas, ou seja, o seu comportamento mecânico e térmico. O livro inclui ainda aspetos importantes, como as fachadas ventiladas e a relação com os sistemas de caixilharias, finalizando com aspetos ligados à economia e produtividade das fachadas. Espero que este simples prefácio, correspondendo a um convite que muito me honrou, chame a atenção de todos os que estão ligados ao setor da construção, para um livro que exprime os méritos dos seus autores e, particularmente, do seu coordenador, o Professor Hipólito de Sousa.

Vitor Abrantes

Professor Catedrático da Faculdade de Engenharia da UP Conselheiro da Ordem dos Engenheiros Fellow da American Society of Civil Engineers (ASCE)

Sobre o Livro Hipólito de Sousa

Enquadramento e objetivos O Homem realiza, usa e vive em edifícios há milhares de anos, onde leva a cabo inúmeras atividades. Os edifícios são também um dos principais ativos das sociedades atuais e a unidade elementar dos centros urbanos. Ao longo do século XX assistimos a profundas alterações na forma de construir edifícios, correntes ou excecionais, resultantes das evoluções do conhecimento, nos materiais e tecnologias construtivas, e no maior número de exigências aplicáveis a estas construções, às vezes dificilmente conciliáveis. As fachadas dos edifícios foram sempre importantes como “rosto” único e característico destas edificações, mas nesta evolução vieram a assumir uma importância ainda maior, estética e formal, funcional, económica e tecnológica, necessitando de conhecimentos específicos e autonomizando-se como área de conhecimento na designada “Engenharia de Fachadas”. Esta disciplina congrega conhecimentos de diferentes áreas científicas, como os domínios estruturais, da física das construções (conforto higrotérmico, acústica, segurança ao fogo), materiais, tecnologias e processos construtivos, entre outros. Por sua vez, o quadro legal, regulamentar e normativo alterou-se profundamente nos últimos anos e passou a contemplar um conjunto de conhecimentos e requisitos que têm de ser percecionados e conhecidos pelos profissionais do setor, arquitetos e engenheiros. Temos, por isso, a convicção que se justifica sensibilizar para a importância desta temática, reunindo e sistematizando numa publicação conhecimentos relativos às fachadas de edifícios, tendo por base conteúdos organizados para diferentes cursos que lecionamos ao longo de muitos anos, bem como o contributo de trabalhos importantes nesta área de Colegas que tivemos o privilégio de ter a colaborar connosco. Sabemos que é impossível abarcar uma área tão lata de conhecimento numa única publicação, mas pensamos que esta permite dar resposta aos seguintes objetivos: ■■

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Reunir numa publicação em português conhecimento técnico atualizado sobre as fachadas de edifícios, soluções e alguns dos seus constituintes principais; Traçar uma perspetiva histórica e tecnológica sobre a evolução dos sistemas construtivos da Antiguidade aos nossos dias; Aprofundar e sistematizar o conhecimento sobre as paredes de alvenaria e seus constituintes, um dos elementos construtivos principais da parte opaca das fachadas em Portugal;

XVI Fachadas de Edifícios ■■

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Aprofundar igualmente o conhecimento sobre o comportamento mecânico e térmico das alvenarias, resistentes ou de simples preenchimento; Clarificar o enquadramento e as características principais das diferentes soluções de fachadas ventiladas e dos sistemas de caixilharia; Por último, sensibilizar os leitores para a importância das questões de economia e produtividade e o espaço significativo de evolução positiva que a construção portuguesa pode ter ainda nestes aspetos.

No que respeita à utilidade e destinatários, parece-nos que esta publicação pode em simultâneo ter interesse como texto de apoio em cursos superiores de Arquitetura e Engenharia, nas áreas de projeto, materiais e tecnologias, bem como para os profissionais do setor. Alguns exercícios de dimensionamento resolvidos e uma sinopse das normas mais relevantes aplicáveis parece-nos que reforçam o interesse prático da publicação.

Organização A publicação está organizada em sete capítulos e dois anexos. Além da Introdução, no Capítulo 1 apresenta-se a evolução histórica das fachadas de edifícios e o contraponto entre os sistemas e constituintes mais comuns. No Capítulo 2 discute-se as fachadas na atualidade, os aspetos de conforto, durabilidade e sustentabilidade, bem como se apresentam os principais constituintes e soluções mais correntes. O Capítulo 3 é dedicado às alvenarias e o Capítulo 4 aos seus comportamentos térmico e mecânico. No Capítulo 5 abordam-se as fachadas ventiladas, os materiais de revestimento mais habituais, os sistemas de fixação, as exigências aplicáveis e os aspetos construtivos mais relevantes. O Capítulo 6 é dedicado aos sistemas de caixilharia enquanto parte não opaca das fachadas. Por fim, no Capítulo 7, abordam-se os aspetos de economia e produtividade.

No Anexo A apresenta-se uma síntese das normas aplicáveis relativas a produtos e sistemas neste domínio, enquanto no Anexo B se apresentam alguns exercícios de dimensionamento sobre a avaliação da resistência mecânica de alvenarias.

As Fachadas na Atualidade 33

2.3 Órgãos, funções e exigências de edifícios 2.3.1 Desagregação dos edifícios Os edifícios são construídos para os utentes que os vão habitar e usar, devendo corresponder de forma satisfatória às exigências desses utentes, sobretudo para o Homem como habitante. Por outro lado, o edifício vai ter um desempenho que será influenciado pelos vários agentes que sobre ele atuam, designadamente os agentes climáticos e os resultantes da ocupação do edifício. A qualidade da construção será a melhor ou pior correspondência entre o desempenho do edifício e as exigências dos utilizadores (Figura 2.4). Para tal, a equipa autora do projeto deve identificar as exigências envolvidas e estudar as soluções que melhor respondem a essas exigências. A melhor forma de definir a qualidade das diversas soluções construtivas possíveis e compará-las entre si, é expressar quantitativa ou qualitativamente a forma como as diferentes soluções dão resposta às necessidades dos utilizadores.

A determinação do comportamento do edifício é normalmente feita através de métodos que permitem prever o desempenho do conjunto a partir do desempenho dos seus constituintes. Estes métodos recorrem habitualmente a cálculos baseados em modelos teóricos de comportamento mais ou menos simplificados, ou a ensaios realizados num protótipo, num sistema montado, em componentes ou materiais, simulando os agentes intervenientes na realidade (Quadro 2.1).

Utilizadores

Edifício

Exigências

Desempenho

Figura 2.4 Relação entre exigências e desempenho[1].

48 Fachadas de Edifícios Transversalmente às fachadas de qualquer tipo, opacas ou não, existem ainda elementos perpendiculares ao seu plano, como as varandas, palas de sombreamento e escadas exteriores, que cumprem funções complementares, como acrescentar um espaço anexo exterior ao edifício, proteger a fachada da radiação solar mais intensa, ou permitir o acesso exterior dos ocupantes a pisos mais elevados, respetivamente.

2.4.2.2 Diferentes formas de olhar as fachadas Sendo as fachadas dos edifícios constituídas por partes opacas e envidraçadas com ou sem aberturas, estas são os elementos construtivos mais importantes na garantia da satisfação das exigências essenciais da construção, designadamente estabilidade mecânica, estanquidade, conforto, estética e economia. Centrando a análise inicialmente na parte opaca das fachadas, podemos olhá-las segundo diferentes perspetivas, de que se destacam: ■■ ■■

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A massa da solução na oposição soluções pesadas/soluções leves; A relevância do seu contributo para a segurança estrutural, podendo ter paredes resistentes ou de simples preenchimento; A homogeneidade da sua constituição; A forma principal de realização, se montada in situ ou com recurso predominante à prefabricação; Se a parede se baseia numa solução de múltiplos constituintes, “camadas”, cada uma com uma função principal, ou se procura ter um número reduzido de camadas multifuncionais; A concentração de massa nas paredes relativamente aos pavimentos.

Para além destes aspetos há dois constituintes/funções de fachada que merecem um destaque especial: o revestimento exterior e a forma de aplicar o isolamento térmico[5]. Seguidamente aprofundam-se algumas destas distinções.

2.4.3 Tipificação das soluções mais correntes de paredes de fachada[5]

Na sua forma mais elementar, as paredes, enquanto partes opacas da fachada, podem ser vistas como um elemento em geral vertical e plano, passível de ser realizado em diversos materiais ou sistemas construtivos. Podem dar diferentes contributos estruturais, mas terão no mínimo que ser autoportantes, estanques à água e ao ar, assegurarem conforto térmico e acústico, entre outros. Podem ser realizadas em pano único, ou através de vários panos, mais ou menos homogéneos, e com frequência revestidas. O revestimento é importante

2.4.3.1 Homogeneidade

As Fachadas na Atualidade 55 ■■

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Impermeabilização – revestimento que confere complemento de impermeabilização à água necessário para que o conjunto parede-revestimento seja estanque; o revestimento deve, portanto, limitar a quantidade de água que atinge o suporte, mas será o conjunto parede-revestimento que globalmente assegurará a estanquidade requerida; Isolamento térmico – revestimento que está, na maioria dos casos, associado às restantes funções (de estanquidade, de impermeabilização ou de acabamento), com o propósito de a solução de fachada garantir o conforto térmico do edifício; Acabamento ou decorativo – a função principal de um revestimento que consiste, como a designação sugere, em proporcionar às paredes aspeto agradável.

De uma forma simples, na perspetiva que nos interessa aprofundar, os revestimentos dividem-se nos seguintes dois tipos: ■■

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Revestimentos contínuos (rebocos) – argamassas de ligantes minerais ou sintéticos aplicados na obra em uma (monomassa) ou mais camadas, com o propósito de revestir uma superfície exterior de forma contínua; Revestimento descontínuo – revestimento executado a partir de elementos (painéis, placas, réguas ou ladrilhos) prefabricados dos mais variados materiais, com formas e dimensões diversas, apresentando em regra pequena espessura.

Tendo em conta as diferenças notórias de conceção das duas soluções, estas vão ter vocações de aplicação e desempenhos necessariamente diferentes. No entanto, para suportes contínuos pesados como toscos em alvenaria ou betão armado (construção pesada), ambas as soluções de revestimento podem ser aplicáveis (Quadro 2.11), podendo ser aplicadas diretamente sobre o suporte, ou com uma estrutura de interposição e caixa de ar. Os elementos de revestimento descontínuos podem ser colados ou fixados de forma mecânica diretamente sobre o suporte, por intermédio de uma estrutura (montantes, travessas ou estrutura reticulada), ou por dispositivos metálicos de reduzidas dimensões para fixação pontual. Por intermédio da uma estrutura secundária, ou pela utilização de dispositivos de fixação pontual, é possível garantir uma lâmina de ar no tardoz do revestimento descontínuo, criando dessa forma um corte de capilaridade entre o revestimento e o suporte. Este aspeto melhora significativamente a estanquidade à água da fachada em comparação com as aplicações aderentes. Quando esta lâmina de ar é ventilada, sendo a ventilação assegurada pela existência de juntas abertas, ou de aberturas nos topos para esse propósito, o sistema de revestimento designa-se correntemente de fachada ventilada.

66 Fachadas de Edifícios preparatórias, a massa passa pelas fileiras que conferem o formato desejado ao tijolo e vai, mais tarde, a cozer em fornos contínuos a uma temperatura entre 800 e 1000 ºC. A qualidade do tijolo depende de todos os passos do fabrico, desde o tipo de argila obtido até à paletização dos elementos.

3.2.1.2 Classificação de tijolos cerâmicos Os tijolos cerâmicos podem ser classificados segundo diferentes pontos de vista. Do ponto de vista geométrico, o tijolo cerâmico pode ser classificado como: ■■

Geometria sólida aparente: –– Unidade de formato regular – forma geral de um paralelepípedo retangular; –– Unidade de formato especial – forma diferente de um paralelepípedo retangular; –– Unidade acessória – elemento formado para desempenhar uma função específica, por exemplo, completar a geometria de uma unidade de alvenaria corrente/de base;

■■

Geometria dos vazios: –– Furação vertical – vazio formado que atravessa completamente a unidade de alvenaria perpendicularmente ao seu leito; –– Furação horizontal – vazio formado que atravessa completamente uma unidade de alvenaria paralelamente ao seu leito; –– Alvéolo fechado – vazio que não atravessa o tijolo; –– Orifício de manuseamento – vazio formado que pode ou não atravessar completamente a unidade de alvenaria, perpendicularmente ao seu leito, com a finalidade de facilitar o manuseamento da unidade;

■■

Geometria das superfícies: –– Dispositivos de encaixe – relevos e concavidades de forma apropriada existentes nas unidades de alvenaria, por exemplo, sistemas de encaixe macho-fêmea; –– Cavidade – depressão formada num ou nos dois leitos de uma unidade de alvenaria, com um volume que não deve exceder um certo volume aparente da unidade, correspondente ao comprimento × largura × altura;

Do ponto de vista da função estrutural, o tijolo cerâmico pode ser classificado como: ■■

■■

Resistente – tijolo com função estrutural na construção, na qual a sua resistência mecânica contribui para a estabilidade global do edifício; Enchimento – tijolo sem função resistente, em que a sua resistência mecânica é apenas relevante para suportar o seu peso próprio ou outras ações a que possa ser sujeito.

–– Reentrância – depressão ou rebaixo sobre uma ou mais superfícies de uma unidade, por exemplo, bolsa de argamassa, ranhura de reboco, orifício de manuseamento.

Os Principais Constituintes das Fachadas de Edifícios 69

3.2.3 Unidades de alvenaria acessórias Atualmente a alvenaria é vista como um sistema construtivo que vai muito além do fabrico exclusivo de peças elementares para a construção de paredes em zona corrente (unidades de base ̶ Figuras 3.3 a 3.5). Procura-se desenvolver sistemas integrados que organizem, numa única solução construtiva e arquitetónica, um sistema que responda adequadamente às condicionantes de execução e às funções a desempenhar. Nesse sentido um sistema deve incluir, para além das unidades de base, unidades acessórias que procuram resolver determinados pontos singulares na construção das alvenarias, resultantes da distribuição arquitetónica dos espaços, da integração de outros elementos construtivos e da técnica de execução das alvenarias. Por razões de resistência mecânica, as unidades devem ser assentes com juntas verticais desencontradas, facto que provoca a necessidade de realizar remates em zonas de interseção com outros elementos construtivos (por exemplo, pilares, lajes, aberturas). Por outro lado, é corrente incorporar elementos de reforço na alvenaria (por exemplo, lintéis ou pilares em betão armado) em zonas de aberturas (por exemplo, vãos de portas e janelas) ou em zonas de interseção com outras paredes (por exemplo, cunhais). Estes aspetos, além de outros, conduzem à necessidade de existirem unidades acessórias para realizar estes pontos singulares/remates, permitindo assim reduzir o improviso durante a execução em obra que podem causar anomalias nas alvenarias, agilizar o processo da execução das paredes e evitar possíveis desperdícios de materiais.

Exemplos possíveis deste tipo de unidades são o meio tijolo/bloco que permite realizar o remate na zona de interseção das paredes com pilares ou com aberturas, Figura 3.6-a, o tijolo/bloco em “L” para cunhais das paredes, Figura 3.6-b, ou ainda tijolos/blocos pouco espessos aplicados como “forra” para ocultar a estrutura em betão armado e/ou atenuar as pontes térmicas, Figura 3.6-c.

(a)

(b)

(c)

Figura 3.6 Exemplos de aplicação das unidades acessórias: (a) meios tijolos/blocos; (b) tijolos/blocos em “L”; (c) tijolos/blocos para forrar elementos estruturais pelo exterior.

Os Principais Constituintes das Fachadas de Edifícios 79 formam juntas secas ou não preenchidas). Contudo, a utilização destas formas de assentamento é ainda pouco expressiva. Como a argamassa de ligantes inorgânicos continua a ser a solução mais utilizada no assentamento de alvenarias, é por este motivo a solução de junta mais comum e abordada nos subcapítulos seguintes.

3.3.1 Argamassas de ligantes inorgânicos As argamassas são constituídas por um ou mais ligantes, agregados e água, que após produzidas são aplicadas em forma de pasta, endurecem e adquirem as suas propriedades finais. Estas propriedades variam com o tipo ou tipos de ligantes utilizados e com as proporções respetivas. Os ligantes mais comuns para argamassas de assentamento são os inorgânicos, mais especificamente o cimento e a cal hidráulica. As argamassas podem ainda ser modificadas com a incorporação na mistura de aditivos ou adjuvantes para melhorar o seu desempenho ou atribuir propriedades especiais. Em função das propriedades ou da utilização prevista, estas argamassas podem ser classificadas da seguinte forma: ■■ ■■

■■

Argamassa de uso geral ou corrente (G) – argamassa sem características especiais; Argamassa de assentamento em camada fina (T) – argamassa com um tamanho máximo de agregados inferior ou igual a 2 mm; Argamassa leve para alvenaria (L) – argamassa cuja massa volúmica após endurecimento é inferior a 1300 kg/m3.

3.3.1.1 Processo produtivo O processo produtivo da argamassa passa essencialmente por duas tarefas, dosear e misturar os constituintes. Após a mistura obtém-se uma pasta, designada por argamassa fresca, que é aplicada em obra, onde irá endurecer e adquirir as propriedades finais.

O processo produtivo das argamassas pode ter diferentes níveis de intervenção antes de chegar à obra. Dependendo do nível de pré-preparação em fábrica, as argamassas podem ser definidas como industriais, industriais semiacabadas ou realizadas em obra (Quadro 3.6).

88 Fachadas de Edifícios

3.4.1.2 Dimensões e tolerâncias Os acessórios para alvenaria devem apresentar as configurações e dimensões adequadas às funções que desempenham. Estas características condicionam o campo de aplicação (suportes e caixa de ar admissíveis) e a própria capacidade resistente do acessório. Para os ligadores devem ser especificados o comprimento do acessório e de ancoragem, a largura da cavidade máxima e a espessura ou diâmetro do acessório, bem como a eventual presença de goteiras, cuja função é evitar a transferência de água entre os dois panos de alvenaria, ou entre o pano de alvenaria e o elemento estrutural (Figura 3.19). Os grampos de amarração correspondem a chapas metálicas para as quais é relevante especificar o comprimento, a largura e a espessura do elemento. As furações existentes nos grampos devem ter o diâmetro adequado para os elementos de fixação a utilizar (parafusos, pregos). 3

6 11 2

1 7 3 8

5 Legenda 1 - Altura do perfil 2 - Espessura da junta de argamassa 3 - Unidades da alvenaria exterior 4 - Comprimento de ancoragem na junta 5 - Largura da cavidade 6 - Goteira

7 - Anilha de retenção de isolamento 8 - Largura do isolamento 9 - Isolamento 10 - Material do pano interior (exemplo: madeira, betão, …) 11 - Diâmetro do arame ou espessura da chapa

No que se refere às consolas e estribos, os acessórios devem apresentar uma superfície de apoio suficiente para os elementos construtivos a que servem de suporte. Devem ainda ser especificados o tipo, número e tamanho dos elementos de fixação (Figura 3.20). Tal como acontece com os outros elementos de alvenaria já referidos, as dimensões dos acessórios também são objeto de tolerâncias dimensionais, devendo estas sere especificadas pelo fabricante.

Figura 3.19 Dimensões e termos relativos aos ligadores.

94 Fachadas de Edifícios

Lintel compósito

Lintel combinado

Figura 3.26 Estado de tensão de lintel compósito e combinado em flexão. O fabricante deve declarar o valor de capacidade de carga (normalmente em kN/m) correspondente ao vão máximo pretendido, tendo em conta os valores declarados para o comprimento mínimo de apoio e o comprimento do lintel. Por outro lado, quando os lintéis são destinados a suportar duas ou mais fiadas de alvenaria, devem ser declaradas quaisquer restrições na distribuição da carga ao longo da largura do lintel em termos de gama de relações de carga que podem ser utilizadas.

3.4.2.4 Comportamento sob a ação de água e humidade Pelas mesmas razões referidas para as unidades de alvenaria, devem ser declaradas pelo fabricante a absorção de água e a permeabilidade ao vapor. Quando relevante deve ainda ser disponibilizada toda a informação necessária sobre o correto procedimento para a instalação do lintel para evitar o risco de penetração de água.

3.4.2.5 Durabilidade De uma forma geral, os materiais utilizados para a produção de lintéis, incluindo os sistemas de proteção contra a corrosão e os revestimentos aplicados, devem ser duráveis, respeitando as prescrições normativas relativas às propriedades dos materiais, às espessuras de recobrimento ou outros aspetos relevantes.

Em todos os casos de lintéis aplicados em paredes exteriores ou quando relevante para uma determinada utilização prevista, os lintéis devem ser classificados como “resistente ao gelo/ degelo” ou “não resistente ao gelo/degelo”. Os critérios de classificação são os seguintes: ■■

Lintel de aço – classificado como “resistente ao gelo/degelo”;

No caso específico dos blocos de lintel estruturais (em betão ou cerâmicos), as juntas entre os blocos e quaisquer ranhuras existentes devem ser completamente preenchidas com betão ou argamassa. Caso contrário, estes blocos devem ser considerados como não estruturais.

Os Principais Constituintes das Fachadas de Edifícios 97

3.4.3.1 Contexto normativo e principais requisitos de desempenho Os requisitos e propriedades a especificar para estes acessórios são definidos na norma EN 845-3[14], devendo ser declarados pelo fabricante (Quadro 3.11). Quadro 3.11 Propriedades a declarar para as armaduras de reforço[14] Requisitos de desempenho

Estrutural

Não estrutural

Comprimento, largura, altura do perfil

Tensão de cedência dos arames longitudinais

Dimensões e tolerâncias

Ductilidade dos arames longitudinais

–

Tensão de cedência dos arames transversais

–

Capacidade de resistência ao corte das soldaduras

–

Resistência do conjunto e comprimento de sobreposição

Durabilidade

Resistência mecânica

ü a declarar − não requerido

3.4.3.2 Dimensões e tolerâncias As armaduras obedecem a um controlo rigoroso relativamente às dimensões e tolerâncias de fabrico. Este facto deve-se a diversos aspetos como, por exemplo, aspetos relacionados com a regularidade geométrica constante das malhas, bem como a sua aplicação em juntas de argamassa com relativamente pouca espessura (idealmente compreendida entre 6 a 15 mm). Deste modo, de acordo com a configuração e dimensões especificadas pelo fabricante, as armaduras devem respeitar as tolerâncias expressas no Quadro 3.12 (Figura 3.30). Quadro 3.12 Desvios dimensionais[14] Desvios Limite Dimensões Comprimento da malha Largura da malha (a) © Lidel – Edições Técnicas

Altura do perfil ou espessura total da malha (t) Diâmetro dos arames (c, d) Área de secção Espaçamento/Amplitude dos arames (b, e) Abertura da malha (f, g)

Malha de arame (soldado ou tecido)

Malha de chapa estirada

1,5%

+ 5%/- 2%

± 5 mm

± 0,2 mm se t ≤ 2 mm ± 0,4 mm se t > 2 mm

± 0,5 mm

± 0,1 mm

não aplicável

± 7%

± 3%

não aplicável

± 2 mm

Comportamento Mecânico e Térmico das Alvenarias 117

4.1.3.2 Caracterização do comportamento à flexão No estudo do comportamento à flexão das alvenarias é necessário considerar a direção das solicitações, particularmente das cargas verticais paralelas ao plano da parede (por exemplo, cargas permanentes e sobrecargas transmitidas pelas lajes de piso) e das cargas perpendiculares ao plano da parede (por exemplo, ação do vento ou impulso de terras). Relativamente a paredes de alvenaria submetidas a solicitações laterais perpendiculares ao seu plano, o EC6[8] considera dois métodos de cálculo, nomeadamente o método de cálculo de paredes apoiadas ao longo dos seus bordos e o método de cálculo considerando o efeito de arco entre apoios. a) No método de cálculo de paredes apoiadas ao longo dos seus bordos Neste método consideram-se dois tipos distintos de resistência à flexão (Figura 4.19): ■■

■■

Resistência característica que apresenta um plano de rotura paralelo às juntas de assentamento horizontais, fxk1;

Resistência característica que apresenta um plano de rotura perpendicular às juntas de assentamento horizontais, fxk2.

Plano de rotura paralelo às juntas horizontais (fxk1) Plano de rotura perpendicular às juntas horizontais (fxk2)

Figura 4.19 Planos de rotura da alvenaria à flexão considerados habitualmente. Além do padrão de rotura, os valores de resistência nas duas direções também são distintos, sendo em geral a resistência na direção perpendicular, fxk2, superior à resistência na direção paralela, fxk1. O EC6[8] indica que a resistência característica à flexão deve ser determinada diretamente através de ensaios em laboratório, ou através de dados experimentais disponíveis. Na ausência desta informação, poderão ser utilizados os valores de fxk1 e fxk2 tabelados no EC6[8] (Quadro 4.3). No caso de a alvenaria ser realizada com juntas delgadas ou com juntas realizadas com argamassa leve, estas devem possuir uma resistência à compressão

Comportamento Mecânico e Térmico das Alvenarias 127

4.1.4.1 Especificações para unidades e juntas São definidos requisitos geométricos e mecânicos para as juntas e unidades quando aplicados em alvenarias estruturais, nomeadamente: a) Juntas de assentamento ■■

■■

As juntas verticais devem ser preenchidas com argamassa ou poderão ser utilizadas juntas com encaixe mecânico, desde que o encaixe garanta uma resistência ao corte pelo menos igual a uma junta preenchida[12]; As juntas verticais devem ser preenchidas com argamassa a toda a altura das unidades e numa largura não inferior a 40% da espessura das unidades[8]; No caso de alvenaria armada submetida à flexão e/ou ao corte, ou em alvenaria com requisitos sísmicos, as juntas verticais deverão estar completamente preenchidas[8]; A espessura das juntas, tanto horizontais como verticais, deverá situar-se entre 6 e 15 mm no caso de serem realizadas com argamassa convencional ou com argamassa leve, e situar-se entre 0,5 e 3 mm no caso de serem realizadas juntas delgadas (normalmente é utilizada argamassa-cola)[8]; A resistência mínima à compressão das argamassas, fm,min, utilizadas em juntas de alvenaria com requisitos sísmicos, deverá ser a seguinte[12]: –– Alvenaria simples e confinada: fm,min ≥ 5 N/mm2; –– Alvenaria armada: fm,min ≥ 10 N/mm2.

A resistência à compressão das argamassas, fm, utilizadas em juntas não armadas deverá ser superior a 2 N/mm2 e no caso das juntas armadas deverá ser superior a 4 N/mm2[8].

■■

b) Unidades ■■

■■

Os requisitos geométricos das unidades são estabelecidos em quatro grupos (Quadro 4.6)[8]; Requisitos específicos que visam garantir a utilização de unidades robustas nas paredes de alvenaria com requisitos sísmicos[12]: –– Em locais que não sejam de baixa sismicidade, ou seja, quando a aceleração à superfície de um dado terreno, ag.S, é superior ou igual a 0,98m/s2, não devem utilizar-se unidades do grupo 3 e as unidades cerâmicas do grupo 4 devem possuir determinados requisitos geométricos (furação ≤ 60%, espessura dos septos exteriores ≥ 8 mm e septos interiores ≥ 5 mm, espessura combinada 16%); –– As unidades destinadas a paredes resistentes a sismos devem respeitar limites de resistência mínima na direção perpendicular às juntas horizontais (fb,min ≥ 4N/mm2) e na direção paralela às juntas horizontais (fbh,min ≥ 2 N/mm2), podendo estes limites

152 Fachadas de Edifícios

5.2.1 Características geométricas dos revestimentos As soluções de fachada ventilada têm, nos últimos anos, apresentado uma grande evolução tecnológica associada às exigências arquitetónicas atuais, nas quais é essencial dispor de soluções com diversidade de materiais e formas. Este aspeto ganha especial importância, pois sendo a fachada ventilada modular, esta solução pode facilmente tornar-se monótona e pouco atrativa. Devido ao alargamento da fachada ventilada a mais materiais e à utilização de formatos inovadores, é importante tipificar as soluções disponíveis no mercado, de modo a identificar as especificidades de cada sistema. Começando por caracterizar as dimensões faciais dos elementos de revestimento, existem as seguintes tipologias[1]: ■■

Elementos de reduzidas dimensões faciais (ladrilhos, soletos e pequenas placas);

■■

Elementos em forma de réguas ou lâminas;

■■

Elementos de grandes dimensões faciais (grandes placas).

Estas tipologias são definidas pelas dimensões constantes no Quadro 5.1 ou na Figura 5.5[1]. Quadro 5.1 Tipologias de dimensões faciais para elementos de revestimento Designação

Dimensões

Elementos de reduzidas dimensões faciais

H≤1meL≤1m

Elementos em forma de réguas ou lâminas

H ≤ 0,30 m e L > 3×H ou L ≤ 0,30 m e H > 3×L

Elementos de grandes dimensões faciais

H > 1 m ou L > 1 m

0,30

L (m)

Réguas ou lâminas

Réguas ou Lâminas

Reduzidas dimensões

H (altura)

Grandes dimensões

L (largura)

H (m)

Figura 5.5 Representação gráfica das dimensões faciais.

0,30

Fachadas Ventiladas 165 Optou-se também por não abordar as colagens, pois estas soluções centram-se mais na composição da cola e não na conceção dos componentes envolvidos.

5.4.1 Fixação pontual Os sistemas de fixação pontual são as soluções mais comuns, pois têm um impacto visual reduzido mesmo quando são sistemas à vista. No entanto, estes sistemas induzem tensões mais elevadas nas zonas dos apoios, em comparação com as soluções de fixação linear. A fixação pontual pode ser realizada nos bordos ou pelo tardoz em painéis simples, com furação ou com ranhuras descontínuas, segundo os sistemas a seguir descritos (Quadro 5.14). Quadro 5.14 Formas de fixar pontualmente Localização

Sistemas de fixação

Bordos

Grampos

Cavilhas

Discos

Pregos, parafusos, rebites ou sistemas de agrafo

Encastramento (Pernos de cabeça ajustável)

Suspensão

Tardoz

Os grampos são peças metálicas onde o revestimento é pousado, suportando-o e fixando-o à fachada. É uma solução tipicamente à vista, podendo haver, em algumas situações, cavidades ou entalhes que permitam a sua ocultação. Aplica-se em revestimentos leves ou pesados, nestes últimos com alguma precaução. As cavilhas funcionam de forma semelhante a pregos, em que o suporte é dado pela resistência transversal ao corte. Se forem aplicadas em juntas horizontais a sua função é resistir aos esforços horizontais, mas se forem aplicadas nas juntas verticais, para além dos esforços horizontais, devem suportar ainda o peso do revestimento. A cavilha está ligada a um perno que, em juntas horizontais, deve suportar o peso próprio do revestimento, e este último pode ser fixado diretamente ao suporte ou através de um corpo metálico que estabeleça essa ligação, assunto abordado em pormenor na secção 5.6.2

166 Fachadas de Edifícios A ancoragem por discos é uma solução semelhante às anteriores, em que a única diferença é a incorporação de discos que apresentam maior resistência aos esforços horizontais do vento e dos sismos, permitindo a fixação de revestimentos mais pesados[2]. Abordando agora as fixações pelo tardoz, as soluções tradicionais para revestimento de pequena espessura são o uso de pregos, parafusos ou rebites. O parafuso é definido por um eixo com um sulco ou uma linha helicoidal na superfície, sendo fixado pela sua rotação num orifício. O rebite consiste num cilindro com uma cabeça numa das extremidades similar a um prego ou pino. A sua instalação é feita num orifício pré-perfurado, através do achatamento da ponta oposta à cabeça, quando a espiga preenche o orifício, prendendo o rebite à estrutura. Todas estas soluções de fixação são aplicadas diretamente sobre a estrutura secundária. Existe ainda uma solução mais recente, o sistema de agrafo que já é de utilização corrente para revestimentos em vidro (Figura 5.9).

Figura 5.9 Sistema de agrafo em forma de aranha. Os encastramentos com pernos de cabeça ajustável são adequados para revestimentos de pedra ou betão, nos quais a fixação é estabelecida através da pressão radial realizada pela cabeça dos pernos contra as paredes da furação. Para revestimentos em betão de grandes dimensões, ou seja, com pesos próprios elevados, existem ainda os sistemas de suspensão constituídos por duas partes, uma primeira incorporada nos painéis, que engloba pernos e armadura metálica, e uma segunda parte exterior ao painel que fixa e suspende o revestimento no suporte sem necessidade de estrutura secundária.

5.4.2 Fixação linear

A fixação linear segundo bordos horizontais é feita por perfis em forma de calha que suportam elementos de revestimento em pedra, betão ou cerâmicos. Estas calhas estão normalmente ocultas em entalhes ou ranhuras contínuas no revestimento, o que impõe espessuras elevadas aos elementos de revestimento, de forma a ser garantida a resistência mecânica da solução.

Os sistemas de fixação linear são soluções menos comuns que a fixação pontual. A fixação linear pode ser realizada segundo os dois bordos verticais ou horizontais (Quadro 5.15).

170 Fachadas de Edifícios (continuação)

Parede de fachada

Fachada ventilada

R R R R

R NR R R

R(2) R

R(3) R

Isolamento a sons aéreos Absorção sonora

R R

NR NR

Isolamento térmico Permeabilidade ao ar

R R

NR NR

Agentes mecânicos Agente térmico Agente eletromagnético Agentes químicos Agentes biológicos Compatibilidade entre materiais

R R R R R R

Exigências essenciais

Exigências de desempenho ■■

EE3

Higiene, Saúde e Ambiente

■■ ■■ ■■

EE4

Segurança na utilização

EE5

Proteção contra o ruído

EE6

Economia de energia e retenção de calor

■■ ■■ ■■ ■■ ■■ ■■ ■■ ■■

–

Durabilidade

■■ ■■ ■■ ■■

R – relevante

Estanquidade à água Permeabilidade ao vapor Condensações internas/intersticiais Libertação de substâncias perigosas Resistência mecânica e estabilidade(2) (3) Resistência ao impacto

NR – não relevante

uando a parede de fachada é estrutural, ou seja, contribui para a estabilidade do edifício, os requisitos de desempenho Q mecânico enquadram-se na Exigência Essencial 1 – Resistência mecânica e estabilidade. (2) Quando a parede de fachada não é estrutural, ou seja, é um pano de preenchimento, os requisitos de desempenho mecânico enquadram-se na Exigência Essencial 4 – Segurança na utilização. (3) Como a fachada ventilada não contribui para a estabilidade do edifício, os requisitos de desempenho mecânico enquadram-se na Exigência Essencial 4 – Segurança na utilização. (1)

5.5.2 Especificação técnica de fachadas ventiladas

Como não existe nenhuma norma harmonizada relativa a fachadas ventiladas, a certificação do sistema é apenas possível pela segunda via. O guia técnico ETAG 34[6] estabelece os requisitos de desempenho mais relevantes e os respetivos métodos de avaliação, sintetizados no Quadro 5.18. Após terem sido apresentados os requisitos de desempenho relevantes, seguem-se breves comentários e algumas observações para cada um dos requisitos.

A fachada ventilada deve apresentar características tais que garantam o cumprimento das exigências de desempenho referidas (Quadro 5.17). Estas características são avaliadas e determinadas de acordo com especificações técnicas europeias que podem ser normas europeias harmonizadas (EN/NP EN) ou avaliações técnicas europeias (ATE).

Sistemas de Caixilharia 193 Relativamente às portas e janelas aplicadas nas fachadas exteriores dos edifícios (elementos verticais), a situação mais comum consiste em utilizar estes elementos sem características especiais de resistência ao fogo e/ou sem características de estanquidade ao fumo, sendo apenas aplicáveis as exigências de reação ao fogo. Relativamente às fachadas-cortina, dado que se trata de sistemas de fachada sem características de suporte de cargas permanentes ou sobrecargas importantes, colocam-se normalmente exigências de isolamento térmico e de estanquidade ao fumo e ao fogo e exigências de reação ao fogo dos seus constituintes, painéis de enchimento, estrutura secundária de suporte, etc.

6.2.3 Higiene, saúde e ambiente Os sistemas de caixilharia devem contribuir para a ausência de danos à higiene e à saúde dos ocupantes e para a salubridade do ambiente interior e/ou exterior. Neste sentido, devem ser suficientemente impermeáveis para contrariar a entrada de água ou manifestações de humidade no interior das habitações, mas devem ser suficientemente permeáveis ao ar para permitir a sua renovação através da ventilação natural. Neste sentido, as propriedades mais importantes nos sistemas de caixilharia são a estanquidade à água e permeabilidade ao ar. Considera-se que os sistemas de caixilharia mantêm a estanquidade à água sob ação da pressão do vento e da chuva quando não há presença de água nas partes da construção destinadas a manterem-se secas (normalmente as zonas interiores das habitações). Algumas medidas podem melhorar o desempenho da caixilharia à estanquidade à água, como, por exemplo, melhorar a isolamento das juntas de união entre os diversos elementos, evitar a estagnação de águas sobre estas juntas, utilizando perfis e juntas que formem “câmaras de equalização de pressões ou câmaras de descompressão”, utilizar canais de escoamento de água adequados, procurar reduzir a deformação expectável dos elementos de suporte, entre outras. A permeabilidade ao ar dos sistemas de caixilharia é importante para a qualidade da ventilação natural. Contudo, a eficiência da ventilação depende mais do projeto arquitetónico do que do desempenho da caixilharia.

6.2.4 Segurança na utilização Os sistemas de caixilharia não devem pôr em causa a segurança e o bem-estar dos utilizadores. Devem manter a sua funcionalidade, sem que ocorram danos inadmissíveis ou riscos inaceitáveis de acidente, durante a sua utilização. Perante a ação das solicitações externas (vento, manobra dos utilizadores, movimentações diferenciais, entre outras) os sistemas de caixilharia e seus componentes devem ser estáveis, possuírem resistência mecânica sufi-

Sistemas de Caixilharia 195

6.2.6 Economia de energia e isolamento térmico Os sistemas de caixilharia devem proporcionar isolamento térmico às fachadas, contribuindo assim para a redução da quantidade de energia consumida. A característica mais importante é o coeficiente de transmissão térmica, podendo ainda, no caso de painéis envidraçados, ser importante descrever as características espectrofotométricas (transmissão de luz e de energia solar), para analisar a possibilidade de sobreaquecimento dos espaços interiores. O desempenho térmico dos sistemas de caixilharia está diretamente associado às características térmicas dos materiais que os compõem, designadamente o coeficiente de transmissão térmica e a condutibilidade térmica dos materiais. A quantificação da capacidade de isolamento térmico deverá ser realizada considerando o contributo de todos os componentes, sendo o contributo dos painéis envidraçados o mais importante por ocuparem uma maior área em relação aos restantes componentes. Contudo, a contribuição dos perfis de suporte também pode ser importante, dependendo do peso relativo destes comparativamente aos painéis envidraçados.

A melhoria do desempenho térmico das caixilharias consegue-se com a utilização de materiais menos condutores ou sistemas que proporcionem, no seu conjunto, baixos coeficientes de transmissão térmica (por exemplo janelas ou fachadas duplas). Nos sistemas de caixilharia com painéis envidraçados e componentes metálicos, a inclusão de painéis em vidro duplo ou triplo, incorporando gás (com menor condutibilidade térmica do que o ar), a utilização de perfis com dispositivos de corte térmico, ou a utilização de caixilharia dupla (solução em geral mais cara) são soluções correntemente utilizadas para melhorar o comportamento térmico. Contudo, se a área envidraçada for muito grande, a utilização de sistemas mecânicos de AVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) é praticamente inevitável. Sob o ponto de vista da transmissão de energia solar e de luz, esta depende fundamentalmente das características espectrofotométricas dos painéis envidraçados. Por exemplo, um vidro simples sem capeamentos apesar de transmitir bastante quantidade de luz, pode provocar sobreaquecimento dos espaços no verão se não houver elementos/dipositivos exteriores de proteção solar. Os vidros com elementos integrados nos painéis, por exemplo com capas refletivas, podem diminuir esse problema. Contudo, o uso de capeamentos escuros (refletância solar muito alta e baixa capacidade de transmissão de luz) poderá conduzir ao uso de luz artificial durante o dia e ao aumento de consumo energético. Esse problema ocorre principalmente nas fachadas-cortina, onde a tentativa de barrar a entrada excessiva de luz priva o ambiente de luz natural. Além disso, para uma boa qualidade de luminosidade e conforto térmico, é fundamental o uso de proteções solares exteriores (palas, estores, portadas, etc.) cuja escolha dependerá da orientação e da composição arquitetónica do edifício.

198 Fachadas de Edifícios

6.3.2.1 Resistência ao vento, estanquidade à água e permeabilidade ao ar No caso da resistência ao vento, estanquidade à água e permeabilidade ao ar, existe um documento técnico do LNEC (ITE 51[8]) que define as classes mínimas para sistemas de caixilharia em várias condições de exposição nos edifícios. Estas classes mínimas estão diretamente relacionadas com a intensidade, o grau de exposição e a localização do edifício à ação do vento e da chuva. Este documento baseou-se em diversa documentação, incluindo normalização europeia aplicável aos sistemas de caixilharia. As classes mínimas de desempenho foram estabelecidas em função da intensidade da ação do vento, ou seja, tendo como base a pressão do vento em serviço ou o valor característico, afetada pelo grau de exposição da fachada, zonamento e rugosidade do terreno. A intensidade da ação do vento foi estabelecida em função das probabilidades de ocorrência e períodos de retorno admissíveis da combinação mais desfavorável dos coeficientes de pressão internos e externos, e do grau de proteção da fachada proporcionada por outros edifícios circundantes, das renovações de ar e caudais de ar de referência, entre outros critérios (para informação mais detalhada ver ITE 51[8]). No Quadro 6.1 apresentam-se as classes mínimas de desempenho referidas nesse documento para portas e janelas, referindo-se os seguintes aspetos:

■■

Classes E, P e R: Classes mínimas de Estanquidade à água (E), Permeabilidade ao ar (P) e Resistência ao vento (R); Zonamento do território: Zona A – inclui a generalidade do território, exceto os locais pertencentes à zona B, ou seja, exclui os arquipélagos dos Açores e da Madeira e as regiões do continente situadas numa faixa costeira com 5 km de largura ou a altitudes superiores a 600 m; Rugosidade do terreno: Tipo I – locais situados no interior de zonas urbanas em que predominem os edifícios de médio e grande porte; Tipo II – generalidade dos restantes locais, nomeadamente as zonas rurais com algum relevo e periferia de zonas urbanas; Tipo III – locais situados em zonas planas ou nas proximidades de extensos planos de água nas zonas rurais; Cota: altura entre o nível de referência do terreno no local da construção até ao centro da janela ou ponto em análise da fachada-cortina; Fachadas abrigadas e não abrigadas: considera-se o efeito de proteção ao vento conferido por eventuais construções circundantes da seguinte forma (Figura 6.7).

■■

Sistemas de Caixilharia 201 ■■

Quando a janela/porta é colocada pelo interior, de acordo com as disposições indicadas nos esquemas da figura seguinte (Figura 6.9): Parede de fachada

Parede de fachada

Janela Janela

A/C ≥ 3 A/L ≥ 0,4 A ≥ 15 cm

Exterior

Interior

A Interior

Figura 6.9 Portas/janelas consideradas protegidas quando colocadas pelo interior (corte vertical). A consideração do grau de proteção de portas/janelas pode ser determinado em ensaio de acordo com dois métodos previstos na norma EN 1027[9], nomeadamente o método A que corresponde à plena exposição dos sistemas à chuva, e o método B que corresponde à situação em que os mesmos se encontrem abrigados (por exemplo, em fachadas abrigadas com pressões do vento inferiores a 300 Pa ou protegidas pelas condições referidas anteriormente). Deste modo a classe de estanquidade à água deverá indicar qual o método de ensaio utilizado.

Relativamente às classes mínimas de permeabilidade ao ar, estas foram estabelecidas em função de caudais de ar de referência, considerando valores mínimos para as renovações horárias de ar interior, dimensões máximas dos sistemas de caixilharia e o volume dos compartimentos interiores das habitações que são servidos pelos sistemas de caixilharia (por exemplo, a área móvel da janela/porta não é superior a 15% da área do compartimento; o pé direito não é inferior a 2,7 m; o volume de influência da fachada é dado pela largura e pé-direito da fachada-cortina e pela profundidade de um compartimento com 15 m, sendo que para compartimentos com profundidade inferior os caudais de ar serão menores). Relativamente às classes mínimas de resistência ao vento para portas e janelas, estas foram estabelecidas para várias condições de exposição ao vento de fachadas de edifícios, enquadrando os valores de pressão de referência definidos na norma EN 12210[10], com os valores de pressão do vento definidos de acordo com a legislação nacional. Os valores de pressão de referência são agrupados através de classes, sendo definido diversos requisitos associados aos estados limites últimos e aos estados limites de serviço que deverão ser verificados e declarados pelo fabricante através de ensaios laboratoriais (Quadro A.6, Anexo A). No entanto, existem algumas recomendações adicionais para estados limites de serviço no que

208 Fachadas de Edifícios

6.3.2.3 Isolamento acústico O comportamento acústico dos sistemas de caixilharia é importante no desempenho acústico das fachadas, especialmente quando a parte envidraçada ocupa uma área significativa, especialmente quando esta parte opaca é realizada com soluções de enchimento tradicionais mais pesadas. De uma forma geral, o desempenho acústico dos sistemas de caixilharia depende da forma de ligação ao seu suporte, da aplicação correta dos sistemas em obra e do desempenho acústico isolado desses sistemas, destacando-se a área de envidraçado utilizado, o tipo e espessura das folhas de vidro, bem como o número de vedantes utilizados, o tipo de janela e abertura das partes móveis, a permeabilidade ao ar (menor permeabilidade implica maior isolamento acústico), existência das entradas de ar para ventilação, tratamento acústico de caixas de estore, entre outros. O isolamento sonoro a sons aéreos dos sistemas de caixilharia pode ser caracterizado experimentalmente através de ensaios em laboratório e, em certos casos particulares, através de tabelas de cálculo definidas nas normas de produto. As normas dos sistemas de caixilharia indicam as duas formas de caracterização, em particular a norma de janelas e portas (EN14351-1[2]), sendo, contudo, preferível a caracterização experimental. Sobre o ponto de vista regulamentar em Portugal, o Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE)[17] estabelece índices de isolamento sonoro a sons aéreos para a envolvente exterior dos edifícios. O índice de isolamento sonoro a sons aéreos, Rw (C, Ctr), em edifícios habitacionais e mistos entre zonas exteriores (zonas mistas) e quartos, ou zonas de estar deverá ser superior a 33dB (valor mais desfavorável). Este nível de desempenho é facilmente atingido para soluções tradicionais mais pesadas aplicadas nas fachadas, sendo, contudo, mais difícil de assegurar nos sistemas de caixilharia.

6.3.2.4 Outras características de desempenho

As folhas móveis dos sistemas de caixilharia devem resistir à ação do utilizador e a forças de manobra. Esta característica é determinada através de ensaios normalizados europeus (especificados nas normas EN 13830[1] e EN14351-1[2]), nomeadamente ensaios de força de manobra, de resistência no plano da folha, de resistência à torção e de choque de corpo duro e mole, sendo os resultados dos ensaios representados através de classes de desempenho de acordo com as normas europeias. Estas classes são numeradas, sendo a classe 0 correspondente a sistemas não ensaiados e a classe maior ao melhor desempenho. Por outro lado, o ITE 51[8] define classes mínimas admissíveis para estas características de desempenho (Quadro 6.5, Quadro 6.6

a) Resistência mecânica