A Madeira como Alternativa de Verticalização Racional: Edifício de Uso Misto by Sara

A madeira como alternativa de verticalização racional edifício de uso misto Sara Abdul Zoghbi

A madeira como alternativa de verticalização racional: edifício de uso misto

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Centro Universitário Senac como requisito à obtenção do grau de bacharel em Arquitetura e Urbanismo.

Sara Abdul Zoghbi Orientador: Marcelo Suzuki

São Paulo 2021

Agradecimentos

Gostaria de agradecer aos meus pais, pelo apoio e por sempre acreditarem na minha capacidade. Ao meu professor orientador Marcelo Suzuki, a quem possibilitou diversas reflexões e questionamentos essenciais ao meu trabalho. Ao Bruno, por estar comigo desde o início da minha trajetória no curso, me ajudando e incentivando. A Valéria Fialho, por ser uma pessoa tão humana e próxima, dando suporte sempre que necessário. Às minhas amigas e colegas de curso Alice, Amanda, Fernanda, Victoria, Clarissa e Thalita. À Samanta e Rodrigo, por serem como irmãos e me proporcionarem dias mais felizes. E agradeço a todos os familiares e amigos que, indiretamente, me ajudaram a chegar até aqui, com incentivos, conversas e palavras de apoio.

Resumo

Abstract

A preocupação com o ciclo dos materiais e as demandas futuras da expansão das cidades vem trazendo questionamentos acerca dos métodos construtivos, e como podemos utilizar alternativas mais sustentáveis. Como opção, a madeira engenheirada é um material que vem sendo cada vez mais usado na construção civil, principalmente em construções de grande porte. O objetivo desse trabalho é abordar as principais questões que ainda são vistas como um problema no uso da madeira, além de entender a física da matéria prima e estudar exemplos de projetos de arquitetura na mesma temática. Ao fim, será apresentado a proposta projetual de um edifício de uso misto em madeira engenheirada.

The concern with life cycle assessment construction materials and the future demands of the expansion of cities has brought questions about construction methods, and how we can use more sustainable alternatives. As an option, engineered wood is a material that has been increasingly used in civil construction, especially in large-scale constructions. The objective of this work is to address the main issues that are still seen as a problem in the use of wood, in addition to understanding the physics of raw materials and studying examples of architectural projects in the same theme. In the end, the project proposal for a mixed-use building in engineered wood will be presented.

Palavras-chave: madeira engenheirada; sustentabilidade; racionalidade; edifício de uso misto.

Keywords: engineered wood; sustainability; rationality; mixed-use building.

Sumário Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 A opção por madeira no cenário da construção civil atual. . . . . . . . 12 Conhecendo a matéria prima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Estrutura anatômica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Resistência à xilófagos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Resistência ao fogo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Obtenção da madeira: manejo e silvicultura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Espécies - madeira macia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Espécies - madeira dura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Tipos de madeiras comercializadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Madeira engenheirada e serrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 MLC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 CLT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 LVL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 LSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 COMPENSADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 MDF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 OSB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 MDP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Processo de pré-fabricação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Esquema de produção - MLC e CLT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Estudos de caso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Brock Commons Tall Wood House . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Centro de Design e Inovação (Wood Innovation Design Centre – WIDC) . . . . . . . . . . . . 48 Centro Discente da Faculdade de Engenharia na Universidade de British Columbia (UBC). . . 52 Edifício Stadthaus, 24 Murray Grove . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Projeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Justificativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 O terreno e equipamentos do entorno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Diagnóstico de usos do entorno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3D com usos e alturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Memorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Raciocinio estrutural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Encaixe de vigas e pilares nas lajes CLT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Unidade ampliada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Ampliação de banheiros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Considerações finais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Referências Bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 Lista de figuras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103

Introdução

O presente trabalho é reflexo de um inquietante interesse de questionar o modo como vivemos e aonde chegaremos com nossas atuais escolhas; como consumimos e por que consumimos. E trazendo essa visão para o campo da arquitetura, a pergunta é para quem projetamos e com que ferramentas o fazemos. É inevitável não pensar que, no mundo que vivemos hoje, da rapidez, das respostas prontas, e da velocidade em que erguemos cidades, se não nos preocuparmos com sustentabilidade, dificilmente saberemos como será o futuro das próximas gerações, ou, se sabemos, não são previsões muito promissoras. E nós, como arquitetos, temos um papel importante na conscientização da importância da escolha dos materiais construtivos. As cidades estão crescendo e se expandindo cada vez mais, e vamos precisar trabalhar para atender demandas habitacionais crescentes, e em bairros com usos mais diversificados. E, para isso, a madeira poderá ser uma ferramenta eficaz e sustentável.

Com o uso intensificado da madeira ao redor do mundo em edificações de múltiplos andares a partir da década de 2010, o material passou a ser visto como um elemento estrutural de muitas vantagens, colaborando, ao menos, na diminuição do uso de materiais construtivos não renováveis, e se mostrando tão resistente quanto qualquer outro material construtivo tradicional. Ao longo deste trabalho, vamos pontuar algumas das principais dúvidas a respeito do uso da madeira em edificações, sua obtenção de maneira legal, e conhecer algumas espécies e os produtos resultantes da industrialização da madeira. Ao final da pesquisa, apresentaremos o resultado do estudo aplicado ao projeto de um edifício de uso misto, que é reflexo de todo o embasamento teórico desenvolvido, e que conta com um programa de necessidades com residências, térreo comercial e uma escola focada em construção sustentável.

A opção por madeira no cenário da construção civil atual

No Brasil e no mundo, com o avanço da industrialização, o concreto armado passou a ser um dos principais protagonistas na construção civil, sendo visto como um sinônimo de desenvolvimento, crescimento econômico e, principalmente, de resistência. E essa predominância permanece até os dias atuais, com o concreto presente na grande maioria dos empreendimentos imobiliários, desde a autoconstrução até projetos de grande porte. Mas ao mesmo tempo, o setor da construção também é responsável por uma considerável parcela da emissão dos gases do efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO2), o que influencia no aumento da temperatura do planeta a longo prazo. A própria industrialização do cimento demanda grande energia

na sua produção, levando a queima de combustíveis e compostos químicos que geram uma quantidade significativa de carbono na superfície terrestre. Outro ponto importante é que, dos métodos construtivos mais utilizados, poucos são de fontes renováveis, ou seja, são materiais que não retornam à natureza. O gráfico 1 mostra que, conforme as emissões de carbono vão aumentando, principalmente a partir do século XX, a temperatura global, consequentemente, também aumenta. Entre os anos 1910 e 1935, a média da temperatura vai subindo gradualmente, e o que antes eram médias mais estáveis, passam a ser médias cada vez mais quentes em relação aos anos anteriores, principalmente a partir dos anos 1970.

Gráfico 1 Aquecimento global e emissões de CO2: 1880-2015. Fonte: adaptado de Alves, 2016.

Segundo o relatório da “Agenda 21 on Sustainable Construction”, de 1999, citado por DERMAZO e PORTO (2007), o setor da construção civil consome cerca de 20 a 50% do total de recursos naturais utilizados pela sociedade, ao mesmo tempo que gera 40% de todos os resíduos sólidos produzidos. Esses resíduos - que podem ser resultado de reformas, demolições ou entulho de obra - muitas vezes não tem o destino apropriado, não são recicláveis e podem ser um dos maiores responsáveis pelas enchentes e poluição de cursos d’agua, rios e nascentes. Um dos índices que avaliam o ciclo de vida de um material e contabiliza sua possível degradação ambiental é o LCA “Life Cycle Analysis” (ACV - Análise do Ciclo de Vida), que estima os potenciais impactos de qualquer produto, desde sua extração inicial até o descarte final. Esse método pode ser utilizado para informar profissionais, construtores e autoridades administrativas públicas e privadas sobre as qualida-

des ambientais no uso dos materiais (DEMARZO e PORTO, 2007). A tabela 1 compara, em termos proporcionais e por etapas, o ciclo do concreto e aço em relação à madeira. Já o gráfico 2 mostra o consumo energético de acordo com a quantidade de material produzida, mostrando a madeira, perfil de aço, concreto armado e bloco cerâmico. Observando os dados, podemos perceber a diferença de consumo energético na produção desses materiais. No que se diz respeito ao consumo de energia na produção da madeira, cerca de 75% se concentra na etapa de secagem, enquanto na fase de tratamento, a energia consumida se aproxima de 15%. (LAWSON, 1997 apud DEMARZO e PORTO, 2007). Mas como a madeira consumiu CO2 durante toda sua vida por processos de fotossíntese, o seu ciclo de fabricação pode ser considerado com uma pegada de carbono neutra.

Material

Consumo de energia

Emissão de CO2

Poluição do ar

Resíduos sólidos

Impacto Ambiental

Madeira

Aço

2,40(a)

1,45(b)

1,42(c)

1,36(d)

1,16(e)

Concreto

1,70(a)

1,81(b)

1,67(c)

1,96(d)

1,97(e)

Tabela 1 Comparação do ciclo de fabricação da madeira, aço e concreto. Fonte: adaptado de Canadian Wood Council, 1997 apud BARBOSA et al 2000.

Com isso, podemos observar que, em relação ao aço e concreto, a madeira se mostra uma opção mais sustentável, gera menos resíduos e tem um impacto ambiental menor, além de reter o carbono da atmosfera em seu interior por mais tempo quando utilizada em edificações. Entretanto, é importante ressaltar que alguns resíduos sólidos resinados resultantes da produção da madeira ainda não são totalmente aproveitáveis, não podendo ser reutilizados na fabricação de produtos compensados ou aglomerados. Outra questão que ainda precisa ser melhorada é a dos adesivos sintéticos à base de melamina-ureia-formol, usados para a prensa das tábuas de lajes CLT ou pórticos de MLC, por exemplo. Apesar desses entraves que impedem de o material ser completamente sus-

tentável, mesclar métodos construtivos e, prever, ao menos, o partido do projeto com madeira estrutural, são atitudes que já ajudam a reduzir os impactos ambientais do setor da construção civil à longo prazo. Até porque, não é possível extinguir completamente os materiais construtivos não renováveis de hoje, pois todos eles serão necessários em algum ponto do projeto, principalmente para manter a integridade da madeira ao longo do tempo. 600

quantidade de material (kg) consumo energético (kwh)

500

400

300

200

100

Figura 1 Depósito irregular de entulho de construção civil. Fonte: Porto, 2021.

madeira

perfil em aço

concreto armado

bloco cerâmico

Gráfico 2 Comparação de consumo energético para a realização de um pilar de 3 metros de altura, à mesma solicitação de carregamento. Fonte: adaptado de JOSEF KOLB, 2011 apud Ita Construtora, 2014.

Abordando um pouco do contexto histórico, a madeira sempre serviu como uma boa opção para edificações, devido a sua praticidade e sua potencialidade de reter calor por mais tempo, o que é ideal para climas mais frios. Países como Noruega e Japão são exemplos em arquitetura medieval em madeira que permanece intacta ainda hoje. Um dos edifícios de madeira mais antigo do mundo é o templo Horyu-ji, na cidade de Nara, no Japão, que foi construído no ano de 607 aproximadamente, e possui mais de 30m de altura. Mesmo após um pouco mais de 1400 anos, o Horyu-ji permanece conservado atualmente e mostrando que edifícios de madeira em altura também podem durar muito tempo, até mesmo em condições sísmicas desfavoráveis. Na Noruega, a igreja de Urnes, localizada no condado de Sogn og Fjordane, foi erguida em meados do século XII, e é uma das mais antigas da região. Atualmente, com o objetivo de cumprir metas de redução dos gases do efeito estufa, diversos países da Europa passaram a incluir a madeira em seus mercados de maneira mais ampla, monitorando o ciclo dos materiais e controlando a pegada de carbono emitida. Para isso, certos incentivos nas legislações foram propostos. De 1990 a 2010, a Alemanha dá início a um programa de fundos para promoção de venda da madeira (German Timber Sales Promotion Fund), divulgando as qualidades do material na construção civil. Já em 2002, o programa “Charta für Holz” focou no aumento do consumo per capita de madeira em 20% no período de 2004 a 2014 (MAHAPATRA et al., 2012, apud SHIGUE, 2018). França, Reino Unido, Canadá e Finlândia são alguns outros países que incentivaram e implementaram decretos e leis para o incentivo de opções mais sustentáveis na construção, tanto em 16

habitações unifamiliares quanto edifícios de múltiplos andares. A partir da primeira década do século XXI, edifícios de madeira em altura começaram a ser erguidos mais extensivamente, seguindo as técnicas construtivas da madeira engenheirada. Em 2019, o edifício Mjøstårnet, na Noruega, foi inaugurado, e é considerado o maior do mundo na atualidade. A construção de 85m de altura e 18 pavimentos é composta por um hotel, restaurante, escritórios, espaços de uso comum, entre outros. O projeto é, hoje, uma das confirmações do quanto os avanços em pesquisas com madeira se mostraram promissores no campo da construção civil, ressaltando que a madeira está longe de ser um material frágil e difícil de ser utilizado. Com os tratamentos corretos e a evolução no desenho da madeira engenheirada, edifícios em altura com o material já são uma realidade para as cidades, e podem ser até mesmo mais resistentes em estrutura que os tradicionais de concreto armado, por exemplo. Entretanto, falando do contexto brasileiro, um fator que pode influenciar na ampliação do uso da madeira engenheirada, ou mesmo de qualquer método construtivo pré-fabricado que exija conhecimento técnico, é a mão de obra pouco qualificada. Apesar das construções em sistemas pré-fabricados e de curto prazo já serem uma realidade mundo afora, em nosso país esse tema ainda vem sendo introduzido. Se tratando de educação ambiental, pouco é debatido no canteiro de obras como podemos desempenhar uma obra mais limpa, quais os novos métodos construtivos, e como esses profissionais poderão se especializar para as demandas do futuro das construções super-rápidas e ambientalmente corretas. A madeira ainda é um material que é visto com certo receio, pouco aproveitado por sua má utilização, lon-

ga exposição à água e a fatores externos. Por isso, o conhecimento que ainda é largamente difundido por ser julgado como mais eficiente é o da autoconstrução com concreto armado. Imprevisibilidade na obra, problemas no canteiro, resíduos sólidos, degradação ambiental e ruídos são alguns dos maiores problemas na construção civil atualmente. A necessidade de racionalizar, agilizar o canteiro e capacitar pessoas vem dessas problemáticas, e a madeira pré-fabricada pode ser uma ferramenta sustentável para ajudar a solucionar esses problemas. Usar madeira, de forma correta e responsável, valoriza florestas, incentiva comunidades que trabalham no setor, gera empregos e colabora para uma pegada de carbono neutra na construção civil. O Brasil tem capacidade de investir nesse setor e possui vasta matéria prima, mas ainda estamos caminhando, mesmo que lentamente, para investir progressivamente em cidades mais sustentáveis. Figura 2 Edifício Mjøstårnet, na Noruega. Fonte: Dezeen, 2019.

Figura 3 Templo Horyu-ji, Japão. Fonte: Chris W., 2018.

Figura 4 Igreja de Urnes, Noruega. Fonte: Casas Condor, 2021.

Conhecendo a matéria prima

Estrutura anatômica

A compreensão da física dos materiais construtivos é uma das premissas para se projetar qualquer edificação, e com a madeira isso não é diferente. É muito importante entendermos o comportamento desse material diante de quaisquer condições de ambiente e clima, e conhecer as diferenças entre as espécies e famílias na classificação botânica. As árvores são organismos vivos pertencentes ao Reino Plantae, e são, em sua grande maioria, seres fotossintetizantes. Podem ser classificadas em dois grupos: 1. Gimnospermas: as árvores desse grupo se caracterizam por não apresentarem flores ou frutos. Também são conhecidas como lenhosas, de madeira macia (softwood), e por serem uma fonte importante na produção de papel. A classe mais conhecida dentro desse grupo é a das coníferas (coniferophyta), e abrange espécies como pinus, abeto e araucária. 2. Angiospermas: trata-se do grupo de plantas em quantidade dominante no planeta, com uma grande variedade de espécies. Se caracterizam, principalmente, por apresentar flores e frutos, e as árvores são conhecidas como folhosas e de madeira dura (hardwood). É dividida em monocotiledôneas, que inclui as palmeiras; e em dicotiledôneas, com o cumaru, ipê e eucalipto como representantes.

Figura 5 Árvore de Araucária. Fonte: Florestal Brasil, 2019.

Figura 6 Árvore de Cumaru. Fonte: Agron, 2015.

Observando a representação da seção do tronco de uma árvore no desenho da figura 9, podemos ver a sua estrutura macroscópica e onde se localizam cada componente. Segundo Araujo (apud BURGER e RICHTER, 1991), a casca é constituída de ritidoma, que é a parte externa responsável pela proteção da árvore contra o ressecamento e ataques fúngicos; e pelo floema, lâmina interna que promove o armazenamento e condução de nutrientes (seiva elaborada). A região cambial é formada por células que promovem o crescimento em diâmetro do tronco, além dos anéis de crescimento, onde a quantidade é proporcional à idade da árvore. Água e nutrientes são transportados pelo alburno em toda seção transversal, ou seja, é a parte mais ativa do xilema (seiva bruta). E o cerne, parte mais inativa do xilema, é a região envelhecida do tronco, e ao mesmo tempo a mais resistente, e se distingue por uma coloração mais intensa, devido à perda das funções vitais das células ao longo do tempo. A medula é o ponto que lenho tardio

originou a árvore, crescendo em altura, e onde mais se armazenam nutrientes. A diferenciação das árvores coníferas para as dicotiledôneas fica mais evidente na proporção microscópica do tecido lenhoso, sendo sua estrutura nas espécies do primeiro tipo mais simples do que nas espécies do segundo. As coníferas apresentam como elemento principal os traqueídes, que são tecidos fibrosos responsáveis pela condução de seiva ao longo da estrutura do tronco (GONZAGA, 2006). Ao analisar a anatomia de uma folhosa, podemos observar uma trama mais complexa. As fibras têm a função de sustentar a planta, e dependendo da espécie, podem ser mais ou menos longas. Os vasos fazem a condução de água e nutrientes, tendo uma forma mais cilíndrica e alongadas no sentido longitudinal do tronco, e o parênquima armazena as substâncias nutritivas para o alburno. (ARAUJO, 2020. apud LEPAGE et al., 1986).

fibras

corte transversal

vasos

lenho inicial

parênquima

traqueídes

raio

corte tangencial

corte tangencial corte radial

raios

Figura 7 Anatomia de uma conífera. Fonte: adaptado de Gonzaga, 2006, p. 23.

corte transversal

corte radial raios

Figura 8 Anatomia de uma folhosa. Fonte: adaptado de Gonzaga, 2006, p. 25.

Se tratando da química do material, segundo Herzog et al. (2004, p. 31, tradução nossa) podemos encontrar os seguintes elementos em todas as espécies de árvores: ~ 50% de carbono - 44% de oxigênio ~ 6% de hidrogênio, Os componentes moleculares são: 40-50% celulose 20-30% hemicelulose 20-30% lignina Outras substâncias encontradas na madeira incluem pigmentos, óleos e resinas. Estes determinam o cheiro, a cor e o grau de resistência no sentido de preservação da madeira, podendo chegar a 10%.

Com relação às propriedades físicas da madeira, podemos observar que é um material higroscópico, ou seja, tem uma tendência a absorver e liberar água, trocando umidade com o meio e alterando sua dimensão dependendo dos fatores externos; e é anisotrópica, o que significa que o seu tamanho pode alterar de maneira diferente nos sentidos radial, tangencial e longitudinal das fibras (ARAUJO, 2020). A figura 10 representa essa variabilidade dimensional da madeira conforme a umidade, que pode ser diferente e ter uma maior deformação dependendo do sentido dos anéis de crescimento e sua localização no tronco.

Figura 9 Seção do tronco de uma árvore. Fonte: adaptado de Herzog et al., 2004, p. 31.

Figura 10 Deformações das seções de madeira serrada conforme a variação da umidade. Fonte: adaptado de Herzog et al., 2004, p. 33.

Resistência à xilófagos

Um dos maiores problemas que pode afetar a durabilidade da madeira à longo prazo é a possibilidade de exposição constante do material à água. Como já comentado, a madeira possui propriedades higroscópicas, e as peças incham quando umedecidas e se contraem quando secas. Contudo, quando a temperatura e a umidade relativa do ar entram em pontos constantes, a variação dimensional do material também entra em estabilidade, dispensando o tratamento com vernizes quando as peças são utilizadas em ambientes internos. A madeira é naturalmente úmida, visto que transportou água e nutrientes ao longo do tronco durante todo o seu ciclo para se manter viva. O processo de secagem é justamente a eliminação do excesso de água para se trabalhar com o material. Existem métodos de secagem natural, que expõem a madeira ao meio até atingir o ponto estável; e o método mecânico em estufas. Em alguns casos de madeiras mais duras, a fase em estufa pode ocasionar rachaduras e empenamentos, então todos os passos devem seguir normas técnicas para que falhas sejam evitadas. Ataques de xilófagos, ou seja, de fungos, bolores e insetos, são episódios comuns e tem relação principal-

mente com a umidade. Por isso a etapa de secagem é importante, pois a madeira consegue chegar em um teor de umidade abaixo do ponto de saturação das fibras (PSF), o que significa que toda a umidade hidrófila se evaporou, restando apenas umidade higroscópica (REMADE, 2005). Isso já é o suficiente para que ataques não aconteçam.

revestimento cerâmico gesso acartonado resistente a umidade parede hidráulica composta por perfis de drywall tubulação hidráulica

parede de CLT laje de CLT

impermeabilização revestimento cerâmico

Figura 11 Madeira infestada de fungos manchadores e emboloradores. Fonte: IPT, 2021.

Figura 12 Detalhamento padrão CROSSLAM para áreas molhadas. Fonte: CROSSLAM, 2020.

Se tratando dos insetos, os mais comuns são as brocas e os cupins, e para evitar infestações, a madeira já recebe o tratamento antes de ser trabalhada e transformada em produtos para o mercado. No caso da CROSSLAM, construtora brasileira focada em madeira engenheirada, a madeira já chega na fábrica com um pré-tratamento preservativo de impregnação de Boro, que atua como inseticida. Esse tratamento é destinado às madeiras usadas em ambientes internos. Para peças previstas para exposição constante ao meio externo, o tratamento é feito com CCB - borato de cobre cromatado (CROSSLAM, 2021). O CCB é uma mistura de sais metálicos de cromo, cobre e rufo pingadeira CLT CROSSLAM platibanda

boro, e é muito eficiente como fungicida e inseticida, protegendo a madeira contra um maior número de agentes xilófagos (SILVA, 2007). Apesar dos cuidados, o material ainda é comumente mal utilizado dentro de projetos, principalmente madeiras de espécies mais macias (softwood), que tem uma resistência a microrganismos muito baixa. Nesses casos, deve-se sempre prever quanto tempo uma peça de madeira ficará exposta à umidade, se é apropriada para ambientes externos, e se há áreas molhadas no projeto, como banheiros e cozinhas, pois esses fatores poderão influenciar na durabilidade do material. manta de evalon, TPO ou PVC calha isolante térmico EPS ou ISOFAM

membrana barreira de vapor

fachada ventilada

CLT CROSSLAM laje

CLT CROSSLAM parede

Figura 13 Detalhamento para proteção da cobertura em laje CLT. Fonte: CROSSLAM, 2020.

Resistência ao fogo

A madeira é um material combustível por excelência. Edifícios em altura de madeira podem ser, à primeira vista, mais perigosos que os tradicionais. Mas indo de encontro ao senso comum, a madeira vem mostrando um desempenho superior em condições de incêndio se comparado com os edifícios tradicionais de concreto e aço. A principal razão disso é que o aço é um material que entra em colapso mais rapidamente se exposto à altas temperaturas, devido sua alta condutividade térmica, atingindo o limite de escoamento e aumentando o risco de desabamento. Com os painéis de madeira laminada colada, como o CLT (lajes) e o MLC (vigas e pilares), a massa do material é projetada com uma camada extra de sacrifício, ou seja, a camada carbonizada pelo fogo é um dimensionamento adicional para ajudar a retardar a

penetração do calor. Mesmo sem camada extra, as seções das vigas e lajes são espessas o suficiente para se proteger do fogo. A consequência dessa queima é a posterior pirólise, gerada pela reação química provocada pelo excesso de calor, removendo hidrogênio e oxigênio da madeira sólida, que resulta na camada de carvão formada (GREEN, 2012). Essa camada de carvão é deficiente de oxigênio, que é um elemento necessário para a dissipação do fogo. Com isso, a capacidade estrutural do interior da madeira é protegida por mais tempo. Além disso, a madeira tem a vantagem da baixa condutividade da massa térmica sólida, ou seja, o calor irá se espalhar pelas superfícies em uma velocidade menor se comparado aos materiais construtivos de maior condutividade térmica.

Figura 14 Coluna de MLC parcialmente carbonizada antes (esquerda) e depois de um teste de incêndio de 2 horas (direita). Fonte: ARUP apud THINK WOOD, 2021

1. Arredondamento das bordas em consequência da carbonização 2. Zona estrutural preservada 3. Camada de sacrifício carbonizada Fonte: GREEN, 2012, p. 113.

Obtenção da madeira: manejo e silvicultura

Para que o material esteja sempre disponível de maneira responsável e que seja legalmente comercializado, há a necessidade de coordenar a extração de árvores principalmente nativas de biomas amazônicos, considerando o patrimônio ambiental que possuímos em larga escala em nosso território. Para isso, existem técnicas e leis que regularizam a extração da madeira. De acordo com artigo publicado pelo Serviço Florestal Brasileiro - SFB (2020), o manejo florestal funciona da seguinte forma: A área concedida é manejada em um sistema de rodízio, o que permite a produção contínua e sustentável de madeira. Apenas de quatro a seis árvores são retiradas por hectare, área equivalente a um campo de futebol oficial. O retorno à mesma área ocorrerá a cada 25 a 30 anos, garantindo o tempo necessário para a recuperação plena da floresta manejada. A concessão para o manejo sustentável é expedida pelo Poder Público, a partir da Lei de Gestão de Florestas Públicas (Lei 11.284/2006), e permite que pessoas jurídicas estimulem o desenvolvimento social e econômico na região de interesse a partir da extração de produtos madeireiros e não madeireiros. (SFB, 2020). Mesmo que haja concessão, a floresta sempre será pública, e há a exigência de uma porcentagem para o retorno financeiro às comunidades.

No momento da coleta de uma árvore, os madeireiros precisam calcular o impacto da sua queda, sabendo da sua longa extensão, e como isso pode ser menos prejudicial para o entorno. Até mesmo o corte com serra dessa árvore é planejado antecipadamente. A entrada do maquinário dentro da mata para a coleta do material serrado é por uma rota pensada para que seja o menos invasivo possível. Após isso, a árvore recebe a respectiva numeração da certificação ambiental, tanto na seção onde foi cortada, quanto nas peças serradas, e assim podemos rastrear o destino daquela árvore até a comercialização final e produção de produtos madeireiros. Ao fim desse processo, a delimitação do local só pode ser explorada novamente após o tempo necessário de recuperação. Um dos sistemas de certificação mais conhecidos em todo mundo é o FSC - Forest Stewardship Council (Conselho de Manejo Florestal). Segundo WWF (2020), esse selo verde é o mais conhecido internacionalmente e gera negócios da ordem de 5 bilhões de dólares por ano em todo o mundo. Para a área de interesse receber essa certificação, a operação florestal precisa ser feita com três premissas principais: ser ecologicamente correto, socialmente justo e economicamente viável. A exploração sem essas premissas pode acarretar o desmatamento e destruição de importantes ambientes florestais e da fauna e flora local. Há, apesar disso, muitos madeireiros que exploram sem nenhum cuidado e nem previsão de reposição dos indivíduos arbóreos coletados. Essa atitude é prejudicial para a comunidade como um todo, já que o patrimônio destruído não volta para comunidades locais e, consequentemente, não ajuda a gerar riquezas para o país.

A certificação ambiental é uma forma de evitar a atuação de madeireiros ilegais que extraem a matéria prima sem nenhuma consciência ambiental e sem previsão de recuperação do local desmatado à longo prazo. Mas ainda existe a dificuldade de diferenciar árvores certificadas das de extração ilegal, já que algumas empresas podem gerar documentos fraudulentos, passando despercebido junto com documentos legais. Por isso, as empresas que adquirem madeira devem atuar com uma política de rigidez com a procedência do material, não colaborando com esse sistema de criminalidade e desrespeito ao meio ambiente. Outra técnica que vem sendo difundida no país, e nos classificando como referência no assunto, é da silvicultura. A diferença é que nesta há o planejamen-

to de povoamentos arbóreos em grande escala com o objetivo de satisfazer as demandas do mercado, o que inclui espécies geneticamente modificadas. A palavra provém do latim, e significa floresta (silva) e cultivo (cultura). Dentro da modalidade, há duas subdivisões, a silvicultura clássica e a moderna. A clássica é baseada no incentivo do crescimento natural das florestas, a partir de técnicas de manejo e indo de acordo com a estabilidade do ecossistema. Já a moderna trabalha com cultivos elaborados para serem preservados artificialmente. Para o sucesso de um povoamento florestal de silvicultura, é muito importante realizar diversos estudos aprofundados sobre clima, região, espécies, material genético, produção de mudas, controle de pragas, entre outros (BARROS, s.d.).

Figura 15 Madeira certificada com a marca FSC. Fonte: página oficial da FSC.

Figura 16 Silvicultura de eucalipto. Fonte: Embrapa, 2019.

Figura 17 Madeira certificada de Plano de Manejo Florestal Sustentável, na Fazenda São Nicolau, Mato Grosso. Fonte: Acervo Onf Brasil, 2021.

Espécies - madeira macia Fotos em sequência dos cortes tangencial e radial, seguida de uma ampliação em 10x.

Nome Científico: Pinus elliottii Nomes populares: Pinheiro; pinus Nomes estrangeiros: Southern pine; slash pine Ocorrência no Brasil: Amapá; Minas Gerais; Espírito Santo; Pará, São Paulo; Rio Grande do Sul. Ocorrência em outros países: Estados Unidos. Obs.: essa espécie foi introduzida no Brasil. Características: Madeira em cor de amarelo claro, com cheiro e gosto resinosos, textura fina e brilho moderado. Trabalhabilidade: Por meio de soluções preservantes, é fácil de trabalhar, lixar e aplainar; e secagem também se mostra fácil. Durabilidade: É uma madeira de baixa resistência e suscetível ao ataque de insetos e fungos. Densidade aparente: 480kg/m³ Principais usos: Mais utilizado na construção leve interna, em esquadrias, mobiliário, painéis, no uso temporário em fôrmas de concreto, chapas de compensado etc.

Nome Científico: Araucária augustifolia Nomes populares: Pinheiro-do-paraná; pinho; cori-cori, araucária Nomes estrangeiros: Pin parana (França); parana pine (Chile, Grã-Bretanha) Ocorrência no Brasil: Mata Atlântica; Minas Gerais; São Paulo; Paraná; Rio Grande do Sul. Obs.: espécie menos explorada devido ao risco de extinção. Características: Cor uniforme e amarelada, com algumas ocorrências de manchas largas róseo-avermelhadas. Cheiro e gosto moderados, resinosos. Textura fina e superfície lisa. As árvores podem atingir 50m de altura e pouco mais de 2m de diâmetro. Trabalhabilidade: Fácil de trabalhar, de ser cortada, lixada e colada. A secagem demanda um pouco mais de cuidado para que a madeira permaneça com sua qualidade. Durabilidade: Apresenta baixa resistência ao apodrecimento, ataque de cupins e insetos. Mas pode ter alta durabilidade se submetida à impregnação sob pressão de preservantes. Densidade aparente: 550kg/m³

Fontes: IPT (2021); REMADE (2021); Herzog et al (2004).

Principais usos: Construção leve e interna, sendo fôrmas de concreto, caibros, vigas e ripas. Chapas de compensado, embalagens, etc.

Espécies - madeira dura

Nome Científico: Dinizia excelsa Ducke; Leguminosae Nomes populares: Angelim; angelim-pedra; faveira-carvão Nomes estrangeiros: Faveira-preta; kuraru; parakwa Ocorrência no Brasil: Amazônia; Acre; Amapá; Pará; Rondônia. Ocorrência em outros países: Guiana, Guiana Francesa, Suriname. Características: Cor castanho-avermelhado, cheiro desagradável e gosto imperceptível. São árvores de alta densidade e dura ao corte, e chegam até 60m com 2m de diâmetro. Tem textura média à grossa. É pesada e de alta resistência mecânica. Trabalhabilidade: É mais difícil de trabalhar, mas recebe bem os acabamentos. Sua secagem é rápida, porém em programas mais severos. Durabilidade: É altamente durável, com uma vida média de cerca de 8 anos. O cerne também apresenta alta resistência ao ataque de xilófagos.

Nome Científico: Tabebuia Nomes populares: Pau-d’arco; ipê; piúna Nomes estrangeiros: Faveira-preta; kuraru; parakwa Ocorrência no Brasil: Amazônia; Mata Atlântica; Bahia; Minas Gerais; São Paulo; Rio Grande do Sul. Ocorrência em outros países: Argentina; Bolívia; Colômbia; Guiana; Paraguai; Peru. Características: Cerne possui cor castanha com reflexos amarelados, enquanto o alburno é mais amarelo claro. Cheiro e gosto são imperceptíveis. Isolada, a árvore chega em cerca de 10m de altura. Em florestas, pode chegar até 30m de altura e 1m de diâmetro. Trabalhabilidade: É difícil de trabalhar, visto a sua dureza e densidade. Apresenta uma secagem moderadamente rápida ao ar, e pode apresentar problemas durante a secagem em estufa. Durabilidade: Possui uma ótima durabilidade, com vida média de 8 a 9 anos, e é muito resistente à fungos e insetos. Densidade aparente: 1010kg/m³

Densidade aparente: 1090kg/m³ Principais usos: Construção civil pesada externa, em projetos de grande porte como pontes e obras portuárias. Em ambientes internos, em vigas, caibros e assoalhos.

Principais usos: Pode ser usada em construção pesada externa e interna, como em pontes, vigas e caibros. Mobiliário produzido de alta qualidade, assoalhos, tacos e degraus de escadas.

Tipos de madeiras comercializadas

Madeira engenheirada e serrada

A madeira serrada é produto da subdivisão de cortes de uma tora em serrarias, cujo objetivo é ter o maior aproveitamento e dimensionar cada peça de acordo com a sua utilização final pelo mercado. Esse processo chama-se desdobro, e precisa ser feito nas seções certas para evitar desperdícios. As espécies também devem ser escolhidas de acordo com cada necessidade, sendo as madeiras mais nobres destinadas à construção pesada, exposta à intempéries; e as madeiras macias mais utilizadas em construção interna, ou construções provisórias. Os produtos resultantes, entre os mais diversos, são consumidos principalmente pelo setor da construção civil, em tábuas para fôrmas de concreto; pontaletes para escoramento das lajes; caibros, ripas e sarrafos para construção de telhados; etc. Além da produção de móveis e embalagens. Com a difusão da técnica da madeira engenheirada, alguns conceitos mudaram, tornando madeiras macias mais interessantes de serem trabalhadas em edificações contemporâneas de grande porte, por sua facilidade e maleabilidade, principalmente quando colocadas em maquinários de produção de peças pré-fabricadas, como uma Router CNC, por exemplo. A colagem de tábuas se dá por prensagem utilizando adesivos sintéticos, e os anéis de crescimento dispostos em diferentes direções proporciona mais resistência aos painéis, resultando em um componente estrutural eficaz de ser utilizado edifícios de múltiplos andares.

Figura 18 Produtos da madeira serrada. Fonte: Madeira São Paulo, 2016

MLC

A Madeira Laminada Colada, ou Glued Laminated Timber (Glulam), é mais utilizada em vigas e pilares, e é composta por lamelas coladas uma sob as outras na mesma direção longitudinal, formando uma versão melhorada de pórtico de madeira maciça. Podem apresentar pelo menos três camadas de madeira, e variar seu tamanho de acordo com a necessidade do projeto. Quando colamos as tábuas para formar elementos estruturais como vigas e pilares, aumentamos a capacidade estrutural da madeira e fortalecemos peças mais frágeis unindo-as com as mais resistentes, o que faz da MLC uma técnica inovadora. Esse produto surgiu há muitos anos, e existe desde o início do século XX, quando foi criada pelo alemão Otto Hetzer.

Figura 19 Viga de Madeira Laminada Colada (MLC). Fonte: Archi Expo, 2021. Figura 20 Esquema de montagem de uma viga MLC. Fonte: Fonte: adaptado de Think Wood, 2021.

CLT

A Madeira Laminada Cruzada, ou Cross Laminated Timber (CLT), é um painel de madeira composto por camadas que são posicionadas perpendicularmente em relação à camada inferior, e onde cada camada é formada por lamelas coladas paralelamente às outras. Assim, as camadas ficam “cruzadas”, dando mais resistência na totalidade da peça e tornando ideal para lajes e paredes. As camadas também podem ser coladas com uma posição repetida, intercalando as posições para se obter diferentes capacidades estruturais, dependendo do projeto proposto e da ocupação prevista. Podem ser fabricados com três a sete camadas superpostas. (GREEN, 2012).

Figura 21 Painel de Madeira Laminada Cruzada. Fonte: Technology in Architecture, 2018. Figura 22 Esquema de montagem do CLT. Fonte: adaptado de Think Wood, 2021.

LVL

A Madeira Microlaminada, ou Laminated Veneer Lumber (LVL), é um painel constituído por várias folhas de madeira bem finas, com cerca de 3mm de espessura. A organização dessas lâminas pode ser com todas na mesma direção ou em direções opostas, dependendo do objetivo estrutural. Seus usos principais são em paredes estruturais ou não estruturais, batente de portas e janelas, tampos de mesa, e estrutura de móveis em geral (REMADE, 2021).

Figura 23 Placa de LVL com lâminas verticalmente. Fonte: Fast + Epp, 2021.

posicionadas

Figura 24 Chapa de LVL. Fonte: Green, 2012, p. 39.

LSL

Madeira Serrada Laminada, ou Laminated Strand Lumber (LVL), é um produto feito a partir de lascas de madeira unidas por adesivos sintéticos, podendo ser essas lascas de uma mesma espécie ou de diferentes espécies de árvores, dando mais resistência à peça. Essas lascas são distribuídas de maneira ortogonal ao comprimento da peça, e são unidas por uma prensa a vapor (GREEN, 2012).

Figura 25 Placa de LSL. Fonte: Fast + Epp, 2021.

Figura 26 Chapa de LSL. Fonte: Green, 2012, p. 38.

COMPENSADO

O compensado é um painel feito com várias chapas finas de madeira, em número ímpar, ortogonalmente coladas entre si, de maneira cruzada. A técnica de fabricação é bem parecida com a do CLT, o que oferece mais resistência às forças de tensão para esse produto. Esse tipo de painel é mais utilizado em móveis, e como apresenta um bom desempenho físico, também é usado para forros, pisos e painéis de proteção externos.

Figura 27 Chapas de compensado. Fonte: Furniture and Joinery Production, 2019.

MDF

O MDF significa Medium Density Fiberboard, que é um painel prensado em alta temperatura, formado pela aglutinação de fibras de madeira com resinas e aditivos sintéticos. Sua aparência é mais uniforme e possui um acabamento mais resinoso e liso. Sua utilização é muito presente na industrialização de móveis, e é muito bom de se trabalhar com acabamentos usinados.

Figura 28 Placas de MDF. Fonte: The Project Estimate, 2020.

OSB

A sigla OSB significa Oriented Strand Board, e se trata de um painel muito resistente por ser formado por lascas de madeira distribuídas em sentidos cruzados, conferindo alto desempenho estrutural. Dos produtos aglomerados, é um dos mais baratos de ser produzido e pode ser utilizado para forros em telhados, divisórias de parede e pisos. Entretanto, é um material limitado a utilização em interiores, pois pode se expandir e perder qualidade estrutural se exposto à chuva ou altas umidades em longos períodos. Figura 29 Placas de OSB. Fonte: Rexe Roofing, 2020.

MDP

O MDP, sigla para Medium Density Particleboard, se assemelha ao MDF na produção, que é a partir da prensa em alta temperatura de fibras de madeira com algumas resinas. Mas no MDP, a principal diferença está na organização das camadas, que posiciona as mais finas nas superfícies enquanto as mais grossas ficam no centro. É mais econômico e mais resistente a empenamentos e umidade do que se comparado ao MDF, além da aparência mais rústica. Apesar disso, não é tão eficiente para entalhos e acabamentos que exijam usinagem, sendo mais bem utilizado em móveis de acabamentos mais retilíneos.

Figura 30 Chapas de MDP. Fonte: Rudegon, (s.d).

Processo de pré-fabricação

A produção da madeira engenheirada envolve processos que são planejados com bastante antecedência, de modo a garantir a qualidade do produto e agilizar a entrega na obra. A racionalidade desse material vem desse planejamento. As aberturas de portas e janelas, e rebaixos das instalações elétricas e hidráulicas, já são pensados e adequados no momento da fabricação do produto, e todas as peças só precisam ser montadas na obra de forma muito rápida. Essa pré-fabricação reduz desperdícios, já que a produção envolve maior controle de qualidade, mais confiabilidade e precisão. O processo se inicia no corte das toras em lamelas, que são tábuas de madeira serrada com espessuras que variam de 1, 2-4, 5cm, e a larguras de 4-30cm. O próximo passo é a secagem em autoclave das lamelas, que precisam ter uma umidade controlada de cerca de 10-14%, e depois receber os tratamentos preservantes. O passo da classificação visual e mecânica envolve a diferenciação das lamelas, onde são classificadas entre mais ou menos resistentes, e com menos defeitos como nós, rachaduras, empenas etc. Essa é uma fase importante, pois algumas peças menos resistentes podem ser mescladas com outras melhores, de modo que a totalidade do produto não seja afetada, ao mesmo tempo que evita desperdícios.

Figura 31 Usinagem em CNC de uma placa de CLT. Fonte: CROSSLAM, 2020.

Figura 32 Teste de flexão de um painel CLT. Fonte: REMADE, 2018.

A união das lamelas se dá pelos finger joints, que são emendas dentadas milimetricamente cortadas, dando mais resistência na colagem das peças. Um dos adesivos para a colagem dessa emenda é a Melanina-Ureia-Formol (MUF). Após a união das peças de modo longitudinal, formando prismas esguios, dependendo do objetivo do produto, as peças podem ser coladas uma sob as outras, para formar pórticos de MLC; ou com camadas de várias tábuas coladas uma ao lado da outra, sendo cada camada com as fibras em sentido perpendicular em relação à camada anterior, formando painéis de CLT. Os adesivos recomendados, de acordo com a CROSSLAM, podem ser o MUF, como já citado, além do PUR (Poliuretano Monocomponente) ou o EPI (Emulsificante-Polimero-Isocianato). Após a aplicação do adesivo apropriado na face nas lâminas em uma esteira rolante, as lamelas passam pela prensagem, que pode ser hidráulica ou à vácuo. As hidráulicas são mais eficientes para peças retilíneas, enquanto as prensas à vácuo são melhores com peças curvilíneas, além de serem mais econômicas. Saindo da prensa, as peças recebem o aplainamento ou usinagem em CNC, que remove rebarbas de adesivo e dá os acabamentos necessários para as vigas de MLC ou lajes CLT. As medidas das lamelas podem variar de acordo com cada construtora, mas as referências citadas no texto são baseadas na empresa brasileira CROSSLAM. O desenho esquemático apresentado na próxima página é o processo de produção padrão de madeira engenheirada da empresa AMATA.

linhas de cola e lâminas de madeira

detalhe da emenda dentada (finger joint)

Figura 33 Esquema de conexão dos finger joints em uma peça de MLC. Fonte: Celulose Online, 2019.

Figura 34 Prensa Hidráulica. Fonte: REMADE, 2018

Esquema de produção - MLC e CLT

1. florestas plantadas de pinus

2. toras de madeira

3. produção das lamelas

4. secagem

5. tratamento preservante

MLC

9. aplainamento das lamelas

CLT

10. aplicação de adesivo

11. prensagem

10. aplicação de adesivo

11. prensagem

8. união das emendas dentadas

12. usinagem CNC

12. aplainamento do MLC

13. embalagem

7. classificação visual e mecânica

13. entrega

14. entrega

6. ressecagem

14. montagem em obra

15. montagem em obra

Fonte: adaptado de Amata, 2020.

Estudos de caso

Brock Commons Tall Wood House

Autoria do projeto: Acton Ostry Architects Inc. Ano: 2017 Tipologia: Residencial Localização: Vancouver, Canadá. Área total: 15.120m² Número de pavimentos: 18 Altura: 53m

Figura 35 Perspectiva do edifício Brock Commons, em Vancouver. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.

O projeto do Brock Commons foi desenvolvido para ser um edifício de residências estudantis para o campus da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá. Levando aproximadamente 70 dias para a conclusão do edifício, sua construção foi tão rápida que antecedeu o prazo de entrega em cerca de dois meses. A agilidade se deu principalmente após diversas simulações em programas de computar de como deveria ser a sequência de montagem do edifício, além de vários testes em modelos na escala real para procurar o melhor encaixe das conexões metálicas das lajes e pórticos. Até 2019, foi a edificação de madeira mais alta do mundo. O edifício é composto por lajes de CLT e pilares de MLC, e dois cores de circulação em concreto armado para ajudar no contraventamento. A planta de 15 x 56 m foi dividida em módulos de CLT de quatro comprimentos diferentes: dois painéis de 6 m, dois de 10 m, dezenove de 8 m e seis de 12 m. Essa solução encontrada dispensou o uso de vigas na estrutura. O ciclo de montagem começou com as caixas de concreto, e posteriormente no encaixe das lajes e

pilares com conexões metálicas pré-fabricadas. O envelopamento foi construído com painéis de steel frame e de madeira aglomerada, dando para a fachada uma alternância com as aberturas das janelas que vão do chão ao teto. Após o envelopamento da fachada, as lajes de CLT receberam uma fina camada de concreto, seguido de forro de gesso acartonado nas paredes e pilares para agilizar na aprovação do projeto junto aos órgãos governamentais. A cada semana, cerca de dois pavimentos eram finalizados, e esse processo se repetia para os pavimentos superiores.

Figura 36 Diagrama estrutural do edifício. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.

1. encaixe metálico inicial das lajes CLT e pilares MLC

2. encapsulamento parcial da estrutura com uma camada de concreto

3. encapsulamento total da estrutura com gesso acartonado

Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.

Figura 37 Processo de construção do Brock Commons. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.

unidades quádruplas unidades individuais circulação e serviços

Figura 38 Planta do pavimento tipo. Fonte: Sustainable Architecture and Building Magazine, 2018

Figura 39 Planta do pavimento térreo. Fonte: ArchDaily, 2016.

A planta retangular distribui os dormitórios ao longo dos pavimentos do edifício. O pavimento tipo consiste em 16 unidades individuais e duas quádruplas nas extremidades. O terraço foi pensado para ser um lounge para a integração entre os estudantes, e o pavimento térreo é destinado para serviços, administração e espaço de estudos

6m 10 m 8m 12 m

Figura 40 Módulos dos painés. Fonte: Acervo University of British Columbia, 2016.

Figura 41 Fixação metálica dos pilares. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.

Centro de Design e Inovação (Wood Innovation Design Centre – WIDC)

Autoria do projeto: Michael Green Architecture - MGA Ano: 2014 Tipologia: Centro de pesquisas e escritórios. Localização: Prince George, Canadá. Área total: 4.820 m² Número de pavimentos: 8 Altura: 30 m

Figura 42 Fachada do Centro de Inovação e Design, em Prince George. Fonte: ArchDaily, 2015.

O projeto do escritório MGA foi desenvolvido com o objetivo de atender a necessidade de um centro de pesquisas para o curso de Mestrado em Engenharia de Design Integrado em Madeira, da Universidade do Norte da Colúmbia Britânica, no Canadá. Os andares inferiores são destinados à Universidade, enquanto os três últimos pavimentos são reservados para escritórios e órgãos governamentais focados na indústria da madeira. O método construtivo do edifício é feito com painéis de CLT, vigas de MLC, e montantes de LVL no nível da rua que protegem a fachada de vidro de pé-direito duplo. Excluindo a fundação feita de concreto, uma boa parte da construção foi feita com madeira, incluído o core de circulação. As lajes CLT do edifício são alternadas com painéis de três a cinco camadas, e o espaço entre cada painel é onde ficam as passagens de tubulações e instalações, sendo uma alternativa estrutural com um bom custo-benefício. O fechamento da laje é reforçado com placas de compensado de 13 mm, e o isolamento acústico fica por conta de uma camada de fibra de vidro. A proteção da fachada é feita com painéis de madeira carbonizada alternando com madeira compensada, principalmente na face leste, onde há uma maior incidência de luz solar na parte da tarde. Na face oeste, a fachada de vidro com os montantes de LVL ficam em maior evidência.

Fonte: Architect Magazine, 2015. 1. montante de Madeira

6. painel compensado de camada

Microlaminada - LVL

dupla, com 13 mm

2. coluna de MLC

7. laje CLT de três camadas

3. carpete

8. laje CLT de cinco camadas

4. camada de isolamento

9. placa de isolamento de

acústico

fibra de vidro

5. laje CLT de três camadas

10. viga de MLC

térreo

4°, 5° e 6° andar (pavimento tipo)

mezanino e primeiro pavimento

circulação espaço para exposição / salão de entrada auditório para palestras e salas de aula espaço para locação de escritórios

administração de ensino laboratórios café depósito

espaço educacional da UBC

espaço para locatários sanitários 0

corte

1. vestíbulo 2. salão de entrada 3. café 4. lobby do elevador 5. auditório 6. laboratórios de pesquisa 7. coordenação de ensino 8. plataforma elétrica 9. plataforma mecânica Fontes: UBC (2021); LEE (2019).

10. lixo e reciclagem 11. carga e descarga 12. bicicletário 13. sala de projeção 14. mezanino 15. depósito 16. espaço para locatários 17. salas de aula 18. administração de ensino

Figura 43 Corte esquemático do edifício WIDC. Fonte: site oficial Michael Green Architecture, 2021.

Figura 44 Imagem do salão de entrada do Centro de Design e Inovação em Madeira. Fonte: site oficial Michael Green Architecture, 2021.

Figura 45 Esquema de montagem da estrutura. Fonte: site oficial Michael Green Architecture, 2021.

Centro Discente da Faculdade de Engenharia na Universidade de British Columbia (UBC)

Autoria do projeto: Urban Arts Architecture Ano: 2015 Tipologia: Centro de estudos. Localização: Vancouver, Canadá. Área total: 935m² Número de pavimentos: 2 Altura: 8m

Figura 46 Fachada do Centro Discente da UBC, em Vancouver. Fonte: Urban Arts Architecture, 2021

O projeto, do escritório canadense Urban Arts Architecture, foi erguido com o objetivo de funcionar como um laboratório vivo, onde os estudantes se reúnem para discutir temas acerca da sustentabilidade e inovação na área da engenharia. O sistema construtivo de madeira foi escolhido para mostrar as potencialidades do material e sua vantagem de ser renovável. A madeira é predominante no projeto, sendo o telhado e pisos de Madeira Laminada Pregada, e os pórticos de Madeira Laminada Colada. Na figura 47, podemos ver a união dos pórticos com as vigas, por meio de conexões metálicas que se encaixam por dentro da peça de madeira. O desenho da estrutura em treliça do segundo andar foi feito para vencer um vão maior no térreo, tornando a entrada um pátio amplo e livre para ser um espaço de integração dos alunos. Figura 47 Imagem aproximada dos pórticos treliçados de MLC no Centro Discente da UBC. Fonte: ArchDaily, 2017

Figura 48 Foto do pátio interno do Centro Discente da UBC. Fonte: ArchDaily, 2017.

sistema de captação de água

ventilação natural

sistema de captação de água

iluminação natural jardim filtrante controle da entrada de luz solar

biovaleta Figura 49 Corte esquemático mostrando desempenho térmico do Centro Discente da UBC. Fonte: adaptado de ArchDaily, 2017.

bicicletário

área comum

Figura 50 Pavimento térreo do Centro Discente da UBC. Fonte: adaptado de ArchDaily, 2017.

Estratégia estrutural 1. telhado, pisos e pontos de tensão de cisalhamento em Madeira Laminada Pregada (NLT). 2. treliças de MLC, responsáveis por estruturar o segundo pavimento, criando amplo salão de entrada de pé direito duplo no pavimento térreo. 3. colunas de MLC na extremidade 4. zona de serviços em steel frame. Adaptado de ArchDaily, 2017.

Figura 51 Vista do pátio interno em direção à escada de acesso ao pavimento superior. Fonte: Urban Arts Architecture, 2021.

Edifício Stadthaus, 24 Murray Grove

Autoria do projeto: Waugh Thistleton Architects Ano: 2009 Tipologia: Uso misto – Habitações e comércios. Localização: Hackney, Londres. Área total: 2890m² Número de pavimentos: 8 Altura: 30m

Figura 52 Fachada do edifício Stadthaus, em Londres. Fonte: ArchDaily, 2009.

O Stadthaus é considerado o primeiro edifício todo de madeira de alta densidade no mundo, possuindo 29 apartamentos distribuídos em 8 andares, além do térreo comercial. Foi erguido com o objetivo de ser um edifício multifamiliar sustentável e de rápida construção. A maior parte dos seus materiais é composto por madeira, inclusive o core de elevadores e escadas. A estrutura é composta por lajes e paredes de CLT, sendo um projeto pioneiro nessa técnica, influenciando, assim, mais edifícios semelhantes ao redor do mundo. Os três primeiros pavimentos são compostos por

apartamentos de habitação social e os cinco últimos são habitações destinadas ao interesse privado. No pavimento térreo, a estrutura é feita em concreto, transferindo as cargas para as fundações e ajudando no contraventamento. As paredes das divisórias são finalizadas com gesso acartonado, auxiliando na segurança contra incêndio, além de dar um bom isolamento acústico. O revestimento de proteção externo da fachada é feito com painéis de 1,20 x 1,50m, são fabricados pela Eternit, e são compostos por 70% de resíduos de madeira.

parede de CLT de 128mm camada de isolamento de 40mm camada de gesso acartonado dupla camada de isolamento acústico de 50mm

parede de CLT de 117mm

painel de madeira de 15mm camada de concreto de 55mm camada de isolamento de 25mm laje CLT de 146mm vazio de 75mm camada de isolamento de 50mm camada de gesso acartonado

Adaptado de ArchDaily, 2009.

planta tipo do 1° ao 3° pavimento

Fontes: adaptado de ArchDaily, 2009.

planta tipo do 4° ao 8° pavimento

Corte AA

corte BB

Fonte: Adaptado de ArchDaily, 2009.

Figura 53 imagem das conexões metálicas em L entre as lajes e paredes de CLT. Fonte: ArchDaily, 2009.

Projeto

Justificativa

O edifício tem como objetivo atender três usos: habitações, uma escola de educação ambiental na área da construção civil e térreo comercial com fachada ativa. A justificativa se dá em conjunto com a escolha do terreno, em Santo Amaro, que possui uma vasta oferta de transportes, empregos e equipamentos de educação e cultura, o que é essencial para a integração dos moradores com a cidade. Sendo assim, o complexo também não terá subsolo de estacionamentos, mas sim uma área de bicicletários para os residentes, já que a região tem um bom fornecimento de transporte. As moradias serão destinadas ao uso de habitação de interesse social (HIS 2), atingindo famílias com renda de no máximo R$ 4.344,00 (HIS 2). A escola de educação ambiental na construção civil funciona como uma unidade de qualificação para profissionais da área, com o objetivo de atender em escala metropolitana aqueles que desejam se especializar em métodos construtivos pré-fabricados, estruturas de madeira, e em como executar construções mais

limpas. Sabendo da deficiência educacional que se encontra o mercado de profissionais da construção, a escola será um ponto onde cada vez mais pessoas poderão se especializar na área. Por isso, sua posição em Santo Amaro é facilitada pelo entorno, que é marcado por diversas escolas de cursos técnicos, colégios públicos, faculdades, além do transporte de fácil acesso. O programa de necessidades conta com laboratórios, salas de aula, biblioteca de acesso público, auditório para palestras abertas sobre novas técnicas construtivas, entre outros. Já a área comercial é contemplada de fachada ativa, voltada para a Avenida João Dias, beneficiando o passeio público de quem transita no local. O projeto é um reflexo de todo o estudo desenvolvido no primeiro semestre, usando técnicas construtivas da madeira engenheirada e mostrando como o material pode ser uma ferramenta sustentável para a verticalização racional e possível para projetos de grande porte.

O terreno e equipamentos do entorno

O local escolhido para o projeto se trata de uma agregação de dois terrenos, o primeiro é hoje uma locadora de imóveis, na Av. João Dias, sendo um galpão a única edificação existente; e o segundo fica na Rua Coronel Luís Barroso, e trata-se de um local que será alvo de um futuro empreendimento. A área total tem 3.137m², e está localizado em uma ZEU (Zona Eixo de Estruturação da Transformação Urbana), ou seja, é uma região que favorece o uso misto, com habitações, comércios, e transporte público de fácil acesso, incentivando uma cidade focada no pedes-

tre. O mapa da página seguinte mostra alguns dos principais equipamentos do entorno do terreno. O bairro é predominantemente residencial, com algumas edificações mais antigas funcionando como residências de térreo comercial. A área também vem sendo foco de diversos empreendimentos, o que faz com que o gabarito na área aumente, tendo edificações mais verticalizadas, principalmente próximo à Avenida Adolfo Pinheiro e nas ruas adjacentes.

Ficha técnica e parâmetros urbanísticos: Área do lote: 3.173m² Tipo de zona: ZEU (Zona Eixo de Estruturação da Transformação Urbana) Coeficiente de aproveitamento máximo: 4 Taxa de ocupação máxima: 0,85 Taxa de permeabilidade: 0,20 Recuo mínimo frontal: N/A Recuos mínimos de fundos e laterais: 3m apenas com edificação superior a 10m de altura. Localização do terreno no Município de São Paulo. Fonte: daptado de Geosampa, 2021.

Av. João Dias

Biblioteca Pública Municipal Prefeito Prestes Maia

vias com faixas exclusivas de ônibus

Teatro Paulo Eiró

Senac Largo Treze

Av. Adolfo Pinheiro

E.M.E.F.M. Lineu Prestes

200m pontos de ônibus

Terreno do projeto

Casa de Cultura Santo Amaro / Manoel Cardoso de Mendonça

Estação Adolfo Pinheiro Linha 5 Lilás

Mercado Municipal Santo Amaro

Fontes: Geosampa, 2021; Google Earth, 2021.

Diagnóstico de usos do entorno

Avenida João Dias

Avenida Adolfo Pinheiro

Rua São José

Rua Conde de Itu

Rua Padre José de Anchieta Rua Coronel Luís Barroso Rua Dr. Antônio Bento

50 0

250m 100

3D com usos e alturas

Av. Adolfo Pinheiro

Av. João Dias residencial comercial e serviços uso misto: residencial e comercial institucional áreas verdes estacionamentos

Memorial

Para a proposição do projeto, foi definido um programa que conta com áreas de permanência e bicicletários, atendendo moradores que buscam por residências com boa localização, e oferecendo qualificação profissional facilitada para quem trabalha no setor da construção civil. Sendo assim, o potencial construtivo não atinge o seu limite, já que não é foco desse estudo atender a demandas do mercado imobiliário, mas focar no método construtivo aplicado ao projeto. O desenho da edificação seguiu um raciocínio considerando os acessos onde os usos seriam mais solicitados. O bloco residencial se alinha com a Avenida João Dias, facilitando o posicionamento das lojas de fachada ativa. A escola tem seu alinhamento conforme a Rua Coronel Luís Barroso, controlando o fluxo de quem vem por esse caminho para chegar à escola. A união dessas unidades se dá pelo bloco de circulação residencial, que por ser de concreto, ajuda no contraventamento das estruturas de madeira. No complexo residencial, foi pensado em unidades de 51m², com seis unidades por pavimento, e com o acesso por meio de uma varanda aberta que beneficia a circulação de ar e entrada de luz solar pela manhã nas unidades. O controle de luminosidade

nos dormitórios pela tarde se dá pelo fechamento em painéis camarão verticais, de madeira de pinus tratada. Na escola, o térreo conta com um espaço livre para permanência, além da recepção e auditório. Ao centro, uma prumada de concreto organiza a circulação e banheiros. O primeiro pavimento possui duas salas de aula e dois laboratórios para até 24 alunos cada, e o segundo e último pavimento temos biblioteca, sala de reunião, diretoria, coordenação e salas de apoio. No térreo comercial, foi pensado em fechamento de vidro, com os andares superiores em placas de policarbonato, que controla a luminosidade e dá certa transparência, mostrando a estrutura interna da edificação, principalmente pela noite, sendo essa mesma materialidade também aplicada na escola. A diferença dos níveis nas duas extremidades do terreno é de dois metros, com o ponto mais alto na Avenida João Dias, na cota 755, e o ponto mais baixo na Rua Coronel Luís Barroso, na cota 753. O complexo educacional fica na cota mais baixa, com o objetivo de se aproveitar desse desnível criar um pé direito mais alto no auditório da escola.

Figura 54 Vista isométrica do projeto com o entorno. Fonte: Produção autoral.

Figura 55 Vista do edifício a partir da Rua Coronel Luís Barroso. Fonte: Produção autoral.

Raciocinio estrutural

A planta de estrutura abaixo mostra a divisão pensada para a malha. No edifício residencial, os eixos dos pilares têm as medidas de 6m x 4m x 4,50m, com seção dos pilares MLC mais robusta, em 50cm. Para os painéis de CLT das lajes, são usadas três medidas diferentes, que nominamos A (3m x 4,50), B (3m x

6,30m) e C (3m x 4m). O painel B é maior para criar a varanda em balanço. Para a escola, os eixos são distribuídos numa malha de 5m x 6m, com a seção dos pilares de MLC em 30cm, e lajes CLT em painéis D (2,50 x 6m) e E (3m x 5m).

6.0 4.5

0 6.0

4.0

6.00

2.3

6.0

0 6.0

6.0

A C

E D

E 5.00

5.00

PLANTA DE ESTRUTURA ESC. 1:200

estrutura metálica na cobertura

bloco de circulação residencial em concreto

bloco de concreto para circulação e sanitários blocos de concreto elevados do chão

Figura 56 Diagrama estrutural do projeto. Fonte: Produção autoral.

Pórtico escola: 1 - ancoragem do suporte metálico no chão

2 - encaixe do pilar pré-serrado (em fábrica ou no local) no suporte, e posterior encaixe de parafusos autoperfurantes

Como não é viável deixar a madeira em contato com o solo, para o posicionamento dos pilares no chão, foram usados conectores metálicos ocultos para executar essa transição. Para a escola - demonstrado no esquema acima - o suporte é fixo no chão com parafusos ancorantes, e o encaixe do pilar é feito a partir do recorte serrado em cruz na madeira, e por parafusos autoperfurantes, que tem parte do corpo liso e parte roscado, para melhor perfuração e fixação na madeira. Para o bloco residencial, demonstrado no esquema ao lado - devido à altura da edificação, os pilares foram fixados em blocos de concreto elevados a 90cm do chão. O conector metálico para suporte do pilar é fixo no concreto, também com parafusos ancorantes, e encaixado no recorte da madeira serrada, com parafusos autopefurantes, entre a chapa metálica e a madeira.

Pilar residencial: 1 - vista dos parafusos ancorantes no concreto e os autoperfurantes entre a madeira e a chapa

3 - pórtico posicionado e parafusado

2 - pilar posicionado

Encaixe de vigas e pilares nas lajes CLT

O esquema abaixo mostra a conexão entre vigas e pilares MLC e lajes de CLT. O conector em T, como mostra no passo 2, é parafusado no pilar, e a viga é encaixada por meio do corte serrado na madeira, além de receber uma fresagem com a intenção do

1 - fresagem do pilar.

2 - encaixe metálico parafusado no pilar e vigas pré-serradas.

4 - encaixe metálico parafusado no pilar, de forma oculta.

conector ficar oculto. A viga se fixa no conector metálico com o uso de cavilhas lisas, que são inseridas após a furação da madeira com brocas apropriadas. Para a ligação entre pilar-laje-pilar, mostrado a partir do passo 4, é feito um recorte por fresagem na base

3 - posicionamento das vigas e encaixe das cavilhas lisas para travar o sistema.

5 - posicionamento do painel CLT pré-serrado em corte circular.

superior do pilar, para parafusar o conector cilíndrico oculto. Em seguida, posicionam-se os painéis de CLT pré-furados de acordo com o diâmetro do cilindro, e que são fixados com uma chapa metálica e parafusos HBS nos painés de lajes.

A chapa circular, mostrada no passo 7, fica responsável pela ligação entre os dois pilares, sendo fixada no cilindro por um parafuso sextavado no centro, e ligada ao pilar superior por parafusos nas extremidades do círculo.

6 - parafusamento da chapa de fixação entre painel e pilar.

7 - encaixe de chapa quadrada na base inferior do pilar superior, e encaixe do cilindro que une os dois pilares.

8 - finalização

Ave

nida

Joã

ias

1 D

Planta Térreo - Escola Esc. 1:500

Rua Coronel Luís Barroso

1. secretaria 2. auditório 3. bicicletário

Ave

nid

a Jo

ão

Dia

5 5 4 C

3 1 2

Planta Térreo - Lojas Esc. 1:500

Rua Coronel Luís Barroso

1. secretaria 2. auditório 3. bicicletário 4. acesso residencial 5. lojas

Ave

nida

Joã

ias

8 8

Mezanino comercial + 2° pavimento escola Esc. 1:500

Rua Coronel Luís Barroso

6. laboratórios 7. salas de aula 8. mezanino lojas

Ave

nida

Joã

ias

16 16

14 15 10 12

2° pavimento lojas + 3° pavimento escola Esc. 1:500

11 13

Rua Coronel Luís Barroso

9. biblioteca 10. copa 11. sala de reunião 12. lockers

13. depósito 14. diretoria 15. coordenação 16. área de funcionários

Ave

nida

Joã

ias

Residencial - pavimento tipo Esc. 1:500

Rua Coronel Luís Barroso

Ave

nid

a Jo

ão

Dia

Planta de cobertura Esc. 1:500

Rua Coronel Luís Barroso

planta de unidade ampliada esc.: 1:50

Unidade ampliada

A planta de ampliação da página anterior permite observar com mais detalhes o layout e a divisão dos ambientes desenvolvida para as unidades residenciais. Foi pensado em reunir as áreas molhadas a fim de espelhar o desenho na unidade residencial vizinha, e facilitar a organização da descida dos shafts.

Figura 57 Imagem ilustrativa do interior da unidade residencial. Fonte: Produção autoral.

DETALHE 1

Avenida João Dias

pavimento

CORTE A 0 5

2,50

10m

técnico

laje de CLT de 240mm manta de evalon

Para a fachada do edifício residencial, foi pensado em encaixes e painéis que fossem facilmente fixados, mas que também protegessem as estruturas de madeira. Com isso, a fachada possui cinco camadas até chegar na estrutura propriamente dita. Primeiramente temos as paredes de CLT, com 120mm, que dão o apoio, seguido de duas camadas de manta resistentes à agua, que são a manta de evalon e uma manta hidrófuga. Depois temos uma camada de isolamento de lã de rocha, com 50mm, seguido do painel de pinus tratado para área externa, com um vão para fachada ventilada. Já na região interna da edificação, o revestimento de paredes e forros é feito com gesso acartonado. As conexões entre vigas, paredes e lajes se dão por parafusos posicionados verticalmente e inclinados a 45°, como veremos nos detalhamentos das páginas seguintes.

membrana hidrófuga camada de isolamento em lã de rocha rufo metálico

fita vedante de ventilação parede de CLT de 120mm painel de pinus tratado fachada ventilada conector em L parafuso auto perfurante

DETALHE 1 - FACHADA RESIDENCIAL ESC. 1:20

DETALHE 4 DETALHE 3 DETALHE 6

Avenida João Dias

DETALHE 5

DETALHE 2

CORTE B 0 5

2,50

10m

Para o fechamento da escola, foi pensado no uso de montantes em madeira, para a fixação dos caixilhos de suporte para o vidro do térreo e o policarbonato do primeiro e segundo pavimentos. Na parte interna, foi dispensado o uso de forro, e deixando toda a estrutura de madeira mais aparente, já que todas as prumadas de água ficam concentradas no bloco central de concreto. Para o piso, temos uma camada de isolamento, seguido de uma camada de concreto e finalizando com o piso acabado, como veremos em detalhamentos posteriores.

viga de MLC

fechamento em placa de policarbonato alveolar

montante de fixação

perfil de fixação metálico

parafuso hbs

DETALHE 2 - FACHADA ESCOLA ESC. 1:20

camada de concreto de 50mm

guarda-corpo de chapa perfurada

piso acabado

perfil de fixação metálico >2%

barrote de suporte para laje CLT em balanço forro de madeira de pinus tratado

>2%

membrana hidrófuga manta de evalon camada de isolamento com lã de rocha pingadeira DETALHE 3 - VARANDA DE CIRCULAÇÃO ESC. 1:20

gesso acartonado camada de isolamento de lã de rocha piso vinílico camada de concreto de 50mm laje de CLT de 240mm vão de 70mm forro de gesso acartonado

parede de CLT rodapé de madeira parafuso auto perfurante em 45° conector em L fita butílica parafuso hbs perfil de fixação em madeira DETALHE 4 - PAREDES DIVISÓRIAS ESC. 1:20

rufo pingadeira

>5%

piso acabado

placa cimentícia

camada de concreto de 50mm

parede de CLT de 120mm

membrana hidrófuga manta de evalon

conector em L parafuso auto perfurante

camada de isolamento em lã de rocha

laje de CLT de 240mm

impermeabilização DETALHE 5 - LAJE COBERTURA IMPERMEABILIZADA ESC. 1:20

viga de MLC

rufo externo parede de concreto parede de CLT de 120mm

>5%

piso acabado camada de concreto de 50mm membrana hidrófuga manta de evalon

conector em L parafuso auto perfurante

camada de isolamento em lã de rocha

lgador oculto parafusado no concreto

impermeabilização DETALHE 6 - LIGAÇÃO LAJE CLT E BLOCO DE CONCRETO ESC. 1:20

DETALHE 7

CORTE C 0 5

2,50

10m

O corte C mostra uma visão geral das descidas de instalações dos shafts, sendo utilizado rebaixo com forro de gesso acartonado nos banheiros. Para a divisória entre unidades residenciais, dois painéis de paredes CLT foram usados, separados por uma camada de isolamento em lã de rocha, como mostra o detalhe 7 abaixo

gesso acartonado

parede de CLT

camada de isolamento de lã de rocha

rodapé de madeira parafuso auto perfurante em 45°

piso vinílico

conector em L parafuso hbs

camada de concreto de 50mm

fita butílica

laje de CLT de 240mm

perfil de fixação em madeira

vão de 70mm forro de gesso acartonado

DETALHE 7 - DIVISÓRIA ENTRE UNIDADES ESC. 1:20

B S

X X X

B S

PLANTA DE ENCAIXE DAS LAJES DE CLT ESC. 1:20

Ampliação de banheiros

Nas áreas molhadas das unidades residenciais, há a necessidade de impermeabilização extra, em especial nos banheiros, como podemos observar nos detalhamentos em 3D a seguir. Primeiro temos duas camadas de manta impermeabilizante, seguida de outra camada com altura maior para proteger a parede. Na sequência, temos uma camada de concreto de 50mm. Por fim, segue a camada de argamassa e cerâmica para o acabamento final.

Figura 58 Isométrica da área molhada dos banheiros. Fonte: Produção autoral.

piso cerâmico camada de argamassa camada de concreto de 50mm manta impermeabilizante a 200mm do chão, e no box até 2000mm

laje de CLT

manta hidrófuga manta de evalon

Figura 59 Detalhamento de área molhada. Fonte: Produção autoral.

Figura 60 Corte esquemático ampliado das instalações hidráulicas dos shafts

CORTE D 0 5 2,50

DETALHE 8 10m

Com o corte D, podemos ver os pavimentos do complexo da escola, e uma vista do edifício residencial. A parede responsável pelo fechamento do auditório, como mostra o detalhe 8, especifica como o painel de CLT chega até o chão, com parafusos ancorantes e ligações metálicas fixadas no solo.

gesso acartonado camada de isolamento com lã de rocha

piso em cimento queimado

parede de CLT de 120mm

camada de concreto de 50mm

perfil metálico para a ligação de paredes

impermeabilização

parafusos hbs inclinados

camada de concreto de 200mm conector em L para paredes com parafuso ancorante

DETALHE 8 - ENCAIXE DAS PAREDES NO SOLO: ESCOLA ESC. 1:20

Figura 61 Vista da Rua Coronel Luís Barroso. Fonte: Produção autoral.

Figura 62 Vista interior do térreo da escola. Fonte: Produção autoral.

Figura 63 Visão geral da fachada da Avenida João Dias. Fonte: Produção autoral.

Figura 64 Vista da Avenida João Dias em direção à praça. Fonte: Produção autoral.

Figura 65 Vista da Avenida João Dias e das lojas com fachada ativa. Fonte: Produção autoral.

Considerações finais

Este trabalho buscou estudar a respeito do material construtivo da madeira, compreendendo suas possibilidades, sua estrutura anatômica, os materiais que podem ser fabricados a partir de diversos métodos, entre outros. A compreensão da variabilidade construtiva desse material nos dá o entendimento de que é possível projetar em madeira em qualquer escala. O exercício do detalhamento construtivo permitiu a compreensão do seu funcionamento estrutural, e como mantê-lo a longo prazo, estudando as possibilidades que podem ser adaptadas de acordo com cada projeto de estudo de caso, por exemplo. O embasamento teórico desenvolvido no primeiro semestre ajudou entender alguns questionamentos sobre o uso da madeira, e refletir acerca do Ciclo de Vida dos materiais, a fim de racionalizar não apenas o canteiro de obras, mas também o modo como escolhemos e utilizamos os materiais, com a preocupação sobre a sua origem e destinação final. Ao descrever mais sobre a matéria prima, fica claro a diferenciação entre espécies de árvores, seu comportamento físico, e a desmistificar alguns dos principais pré-conceitos sobre o uso desse material. Ao projetar em madeira, o conhecimento dessas questões é essencial ao arquiteto, para se prever qualquer problema e entender os procedimentos para a manutenção dos edifícios. Com isso, pode-se concluir que a madeira é um material que, se usado com consciência e fiscalização, é viável para a demanda de moradias e edifícios mistos nas metrópoles, usando tecnologias que incrementem a física do material e racionalize o processo de construção das edificações.

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100

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102

Lista de figuras

Figura 1

Depósito irregular de entulho de construção civil. Fonte: Porto, 2021. . . . . . . . . . . . . . 15

Figura 2

Templo Horyu-ji, Japão. Fonte: Chris W., 2018. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figura 3

Edifício Mjøstårnet, na Noruega. Fonte: Dezeen, 2019. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figura 4

Igreja de Urnes, Noruega. Fonte: Casas Condor, 2021.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figura 5

Árvore de Araucária. Fonte: Florestal Brasil, 2019. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figura 6

Árvore de Cumaru. Fonte: Agron, 2015. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figura 7

Anatomia de uma conífera. Fonte: adaptado de Gonzaga, 2006, p. 23.. . . . . . . . . . . . . 20

Figura 8

Anatomia de uma folhosa. Fonte: adaptado de Gonzaga, 2006, p. 25.. . . . . . . . . . . . . 20

Figura 9

Seção do tronco de uma árvore. Fonte: adaptado de Herzog et al., 2004, p. 31.. . . . . . . . 21

Figura 10

Deformações das seções de madeira serrada conforme a variação da umidade. Fonte: adaptado de Herzog et al., 2004, p. 33.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figura 11

Madeira infestada de fungos manchadores e emboloradores. Fonte: IPT, 2021. . . . . . . . . 22

Figura 12

Detalhamento padrão CROSSLAM para áreas molhadas. Fonte: CROSSLAM, 2020.. . . . . 22

Figura 13

Detalhamento para proteção da cobertura em laje CLT. Fonte: CROSSLAM, 2020. . . . . . . 23

Figura 14

Coluna de MLC parcialmente carbonizada antes (esquerda) e depois de um teste de incêndio de 2 horas (direita). Fonte: ARUP apud THINK WOOD, 2021. . . . . . 24

Figura 15

Madeira certificada com a marca FSC. Fonte: página oficial da FSC.. . . . . . . . . . . . . . 26

Figura 16

Silvicultura de eucalipto. Fonte: Embrapa, 2019. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figura 17

Madeira certificada de Plano de Manejo Florestal Sustentável, na Fazenda São Nicolau, Mato Grosso. Fonte: Acervo Onf Brasil, 2021.. . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figura 18

Produtos da madeira serrada. Fonte: Madeira São Paulo, 2016 . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figura 19

Viga de Madeira Laminada Colada (MLC). Fonte: Archi Expo, 2021. . . . . . . . . . . . . . . 32

Figura 20

Esquema de montagem de uma viga MLC. Fonte: Fonte: adaptado de Think Wood, 2021. . . 32

Figura 21

Painel de Madeira Laminada Cruzada. Fonte: Technology in Architecture, 2018.. . . . . . . . 33 103

104

Figura 22

Esquema de montagem do CLT. Fonte: adaptado de Think Wood, 2021.. . . . . . . . . . . . 33

Figura 23

Placa de LVL com lâminas posicionadas verticalmente. Fonte: Fast + Epp, 2021. . . . . . . . 34

Figura 24

Chapa de LVL. Fonte: Green, 2012, p. 39.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Figura 25

Placa de LSL. Fonte: Fast + Epp, 2021. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Figura 26

Chapa de LSL. Fonte: Green, 2012, p. 38.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Figura 27

Chapas de compensado. Fonte: Furniture and Joinery Production, 2019.. . . . . . . . . . . 36

Figura 28

Placas de MDF. Fonte: The Project Estimate, 2020.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Figura 29

Placas de OSB. Fonte: Rexe Roofing, 2020.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figura 30

Chapas de MDP. Fonte: Rudegon, (s.d).. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figura 31

Usinagem em CNC de uma placa de CLT. Fonte: CROSSLAM, 2020. . . . . . . . . . . . . . 39

Figura 32

Teste de flexão de um painel CLT. Fonte: REMADE, 2018. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figura 33

Esquema de conexão dos finger joints em uma peça de MLC. Fonte: Celulose Online, 2019..40

Figura 34

Prensa Hidráulica. Fonte: REMADE, 2018. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Figura 35

Perspectiva do edifício Brock Commons, em Vancouver. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Figura 36

Diagrama estrutural do edifício. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.. . . . 44

Figura 37

Processo de construção do Brock Commons. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Figura 38

Planta do pavimento tipo. Fonte: Sustainable Architecture and Building Magazine, 2018. . . 46

Figura 39

Planta do pavimento térreo. Fonte: ArchDaily, 2016. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Figura 40

Módulos dos painés. Fonte: Acervo University of British Columbia, 2016. . . . . . . . . . . . 47

Figura 41

Fixação metálica dos pilares. Fonte: Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, 2021. . . . . . 47

Figura 42

Fachada do Centro de Inovação e Design, em Prince George. Fonte: ArchDaily, 2015. . . . . 48

Figura 43

Corte esquemático do edifício WIDC. Fonte: site oficial Michael Green Architecture, 2021. . . 51

Figura 44

Esquema de montagem da estrutura. Fonte: site oficial Michael Green Architecture, 2021. . . 51

Figura 45

Imagem do salão de entrada do Centro de Design e Inovação em Madeira. Fonte: site oficial Michael Green Architecture, 2021. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Figura 46

Fachada do Centro Discente da UBC, em Vancouver. Fonte: Urban Arts Architecture, 2021. . 52

Figura 47

Imagem aproximada dos pórticos treliçados de MLC no Centro Discente da UBC. Fonte: ArchDaily, 2017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Figura 48

Foto do pátio interno do Centro Discente da UBC. Fonte: ArchDaily, 2017. . . . . . . . . . . 53

Figura 49

Corte esquemático mostrando desempenho térmico do Centro Discente da UBC. Fonte: adaptado de ArchDaily, 2017.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Figura 50

Pavimento térreo do Centro Discente da UBC. Fonte: adaptado de ArchDaily, 2017. . . . . . 54

Figura 51

Vista do pátio interno em direção à escada de acesso ao pavimento superior. Fonte: Urban Arts Architecture, 2021. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Figura 52

Fachada do edifício Stadthaus, em Londres. Fonte: ArchDaily, 2009.. . . . . . . . . . . . . . 56

Figura 53

imagem das conexões metálicas em L entre as lajes e paredes de CLT. Fonte: ArchDaily, 2009.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Figura 54

Vista isométrica do projeto com o entorno. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . . . . . . 67

Figura 55

Vista do edifício a partir da Rua Coronel Luís Barroso. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . 68

Figura 56

Diagrama estrutural do projeto. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Figura 57

Imagem ilustrativa do interior da unidade residencial. Fonte: Produção autoral. . . . . . . . . 81

Figura 58

Isométrica da área molhada dos banheiros. Fonte: Produção autoral. . . . . . . . . . . . . . 90

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Figura 59

Detalhamento de área molhada. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Figura 60

Corte esquemático ampliado das instalações hidráulicas dos shafts. . . . . . . . . . . . . . 91

Figura 61

Vista da Rua Coronel Luís Barroso. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Figura 62

Vista interior do térreo da escola. Fonte: Produção autoral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Figura 63

Visão geral da fachada da Avenida João Dias. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Figura 64

Vista da Avenida João Dias em direção à praça. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . . . . . . . .96

Figura 65

Vista da Avenida João Dias e das lojas com fachada ativa. Fonte: Produção autoral.. . . . . . . . . 97

A Madeira como Alternativa de Verticalização Racional: Edifício de Uso Misto

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Conhecendo a matéria prima

Estudos de caso

A opção por madeira no cenário da construção civil atual

Introdução

Tipos de madeiras comercializadas

Processo de pré-fabricação