Parede Muito Rígida Parede Rígida Parede Menos Rígida
EXTERIOR INTERIOR INTERIOR INTERIOR Unidades
Funcionais
EXTERIOR EXTERIOR
EXTERIOR INTERIORINTERIORINTERIOR Unidades
Funcionais CC AE Redução CC AE Redução
4 m 458.87 335.12 26.97% 267.66 128.41 52.02%
6 m 626.43 502.69 19.75% 331.86 192.62 41.96%
7 m 710.21 586.47 17.42% 363.97 224.72 38.26%
FIGURA 34, Comparação dos custos das paredes exteriores (euro)
FIGURA 35, Comparação dos custos das paredes interiores (euro)
CC
AE
0
200
400
600
800
456 626 710 335 503 586 4m 6m 7mCC
AE
0
100
200
300
400
268 332 364 128 193 225 4m 6m 7mA Tabela 38 e as Figuras 33 e 34 mostram que a solução construtiva em alvenaria estrutural fica mais económica para todos os vãos estudados. Aparentemente a diferença é devida ao custo de betão armado. Nota-se que com o aumento do vão a diferença diminuía conforme o rácio seguinte:
RÁCIO = Quantidade de Betão Armado / Quantidade de Alvenaria
Em todas as unidades funcionais a quantidade de betão armado é constante, trata-se dos pilares laterais e a secção das vigas, enquanto que com o aumento do vão a quantidade de alvenaria muda muito. Mesmo considerando que com o aumento do vão a dimensão do pilar aumenta, mas mesmo assim a diferença em relação ao crescimento da alvenaria não é significativo. Por exemplo o vão de 4 m, pé-direito de 2,7 m, com pilares de 30 cm de largura tem 9,18 m2 de alvenaria e 1,62 m2 de betão armado. Ao contrário um vão de 7 m, para o mesmo pé-direito, com pilares de 40 cm de largura tem 16,74 m2 de alvenaria e 2,16 m2 de betão armado, significa que a alvenaria do vão de 4 m para o vão de 7 m tem um aumento de 82,35%, mas o betão armado só tem um aumento de 33,33%. Portanto o crescimento da alvenaria e do betão armado no aumento de vão não é proporcional e com o aumento de vão, o betão armado reduz o seu impacto. A Tabela 39 mostra este facto.
TABELA 39, Quantidade de alvenaria e betão armado para as unidades funcionais na solução construção convencional Unidades Funcionais Alvenaria (m2) Pilar largura (m) Pilar secção (m2) Rácio Vão 4 m 9.18 0.30 1.62 0.176 Vão 6 m 14.31 0.35 1.89 0.132 Vão 7 m 16.74 0.40 2.16 0.129
Como já se previa o rácio reduz-se com o aumento de vão o que implica uma redução de impacto de betão armado. Neste estudo limita-se este tipo de comparação até ao vão de 7 m, uma vez que vãos maiores criam outro tipo de problemas estruturais que estão fora de âmbito do estudo. Esta relação entre a quantidade de betão armado e a alvenaria deve ter seu impacto nas quantificações de sustentabilidade. Na construção convencional os vãos maiores são relativamente mais sustentáveis do que os vãos pequenos. O rácio entre os vãos de 6 e 7 m são próximos, e o vão de 4 m destaca-se significativamente, portanto é possível separar os vãos até 4 m e os vãos superiores para dar uma classificação neste contexto.
TABELA 40, Comparação das massas dos materiais de construção de edifício modelo QUANTIDADE (kg) CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL ALVENARIA ESTRUTURAL REDUÇÃO
Tijolo, parede exterior 248,417 294,216 -45,799
Tijolo, parede interior 67,210 77,129 -9,919
Betão 939,693 695,020 244,673
Aço 53,675 39,424 14,251
Argamassa 51,687 54,563 -2,876
TOTAL 1,360,682 1,160,352 200,330
A comparação das massas dos materiais da construção na tabela acima revela a dominação do betão e aço em comparação com as massas dos outros materiais de construção nas duas soluções construtivas do edifício modelo, embora a alvenaria estrutural leve mais blocos cerâmicos e argamassas.
TABELA 41, Comparação dos custos dos materiais de construção Material Construção Convencional (kg) Preço unitário (€/kg) Custo (€) Alvenaria Estrutural (kg) Preço unitário (€/kg) Custo (€) Tijolo (exterior) 248,417 0.05 12,595 294,216 0.05 14,917 Tijolo (interior) 67,210 0.14 9,147 77,129 0.14 10,497 Betão 939,693 0.03 23,684 695,020 0.03 17,517 Aço, armadura 53,675 0.80 42,940 39,424 0.80 31,539 Arga- massa 51,687 0.17 8,787 54,563 0.17 9,276 Total 1,360,682 97,153 1,160,352 83,746
Simplesmente a estrutura reticulada em betão armado na construção convencional é mais pesada devida aos pilares e as vigas.
Conforme a esta observação, verifica-se também na Tabela 41 que os custos dos materiais de construção ficam mais económicos para a alvenaria estrutural.
TABELA 42, Comparação de custos de construção de edifício modelo ORÇAMENTO (Euro) CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL ALVENARIA
ESTRUTURAL REDUÇÃO Diferença
V0 + CO 10,258.46 10,666.07 -407.61 -3.82% V1 - 6 28,303.29 17,639.27 10,664.02 60.46% L0 8,823.99 8,823.99 0.00 0.00% L1 - 6 64,024.76 63,973.00 51.76 0.08% PILARES 9,875.49 0.00 9,875.49 E1 - 6 5,374.26 5,374.26 0.00 0.00% PE1 - 6 22,929.93 24,215.81 -1,285.88 -5.31% PI1 - 6 5,825.86 6,134.05 -308.19 -5.02% TOTAL 155,416.04 136,826.45 18,589.59 13.59%
Nota: dados de capítulo 4.1 Simbologia:
V0 Viga de Fundação CO Cofragem
L0 Laje de betão maciça de fundação V1 - 6 Vigas de pisos 1 à 6
E Escada de betão armado
PE1 - 6 Parede exterior de alvenaria estrutural
PI1 - 6 Parede interior de alvenaria estrutural/não estrutural
Em relação ao custo de obra devem ser considerados separadamente os custos de material e aplicação de isolamentos térmicos. Pelo o Decreto-Lei n.º 80/2006 de 4 de Abril, o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE), a aplicação de isolamentos térmicos é inevitável.
O betão armado com inferior resistência térmica necessita um isolamento térmico mais forte do que os blocos cerâmicos. Para poder comparar a quantidade equilibrada de isolamento térmico para os dois modelos elabora-se um modelo de cálculo simplificado para poder garantir para os dois modelos o dimensionamento mínimo com o efeito idêntico. Neste sentido o valor médio de coeficiente de transferência térmica deve ser igual para os dois modelos. Esta igualdade só pode ser atingida pelo método iterativo de dimensionamento. O dimensionamento neste caso pode limitar-se a um piso, uma vez que entre os pisos não há envolventes diferentes com o exterior. (ver Anexo D)
O resultado desta avaliação mostra que para os dois modelos se utiliza o mesmo isolamento de poliestireno extrudido de 30 mm de espessura. No caso de construção convencional o valor de coeficiente de transferência de calor é de 0,034 W/m2K mais reduzido do que para a alvenaria estrutural com 0,422 W/m2K. Desde modo aplica-se o mesmo isolamento térmico nas duas opções construtivas.
Com a elaboração do orçamento segue-se a determinação da duração de obra e a quantidade de recursos humanos envolvidos. Para uma melhor demonstração destes dados as tabelas seguintes mostram os valores para o modelo ideal completo e depois por piso.
Para o cálculo das durações das actividades são utilizados os indicadores de rendimentos das tabelas de “Rendimentos de Mão-de-Obra, Materiais e Equipamentos de Construção Civil” de Laboratório Nacional de Engenharia Civil e da autoria de José da Paz Branco.
Com o planeamento da construção do modelo pretende-se definir a duração da obra e os recursos humanos envolvidos. Para a apresentação de planeamento escolhe-se o gráfico de GANTT, que é mais adequado, neste caso, para mostrar de uma forma simples e transparente as actividades, as suas durações e as suas interdependências. Em termos estruturais a construção de cada piso é dependente do piso anterior, para poder iniciar a construção de um piso deve estar acabada a construção da estrutura do piso anterior. Neste sentido é relevante planear a construção por piso e visualizar melhor as durações e os recursos humanos necessários para as actividades.
No primeiro piso considera-se que o piso é composto pela laje de fundação, as paredes, a escada e o tecto. Os pisos seguintes, são todos iguais em termos de actividades, compostos pelas paredes, escada e tecto. Por este motivo o planeamento limita-se até ao terceiro piso e evita a repetição dos pisos superiores. Como já mencionado anteriormente as janelas e portas, iguais para qualquer modelo, não são analisadas, porque não vão causar diferenças nas durações ou recursos humanos das actividades entre as duas soluções construtivas.
O gráfico de GANTT (Anexo E, Figura 57) mostra que a construção de primeiro piso incluindo o tecto é planeado para 49 dias considerando que a execução da parede exterior é no dia 35 depois de 28 dias de betonagem das vigas, onde vai assentar a parede exterior. Os tempos de cura de betão devem ser considerados para o betão ganhar presa e atingir uma resistência razoável estabelecidos pelas Normas Portugueses de betão. Segundo o Artº 153 do REBAP, Regulamento de Edifícios em
Betão Armado e Pontes, nos casos correntes, em condições normais de temperatura e humidade e para betões com coeficientes de endurecimento correntes, os prazos mínimos para a retirada dos moldes e dos escoramentos, contados a partir da data de conclusão da betonagem são para vãos superiores de 6 m e moldes de faces, inferiores a 14 dias. E no caso de escoramentos, que é o caso habitual de construção, este prazo deve ser aumentado para 28 dias no caso de lajes e vigas que, na ocasião do descimbramento, fiquem sujeitas a acções de valor próximo do que, satisfeita a segurança corresponde à sua capacidade resistente, que é também o caso deste estudo, uma vez que por razões económicas e igualdade entre as duas soluções construtivas adopta-se o dimensionamento mínimo.
Para a actividade de assentamento da parede exterior são considerados uma equipa. Assim a duração deste actividade é de 20 dias. Utilizando duas equipas com um custo pequeno adicional, podia reduzir a duração para metade. Este custo pode ser compensado pelos ganhos no custo diário da obra, dos recursos humanos, equipamentos e de estaleiro.
O assentamento da parede interior leva menos tempo utilizando também duas equipas em paralelo, assim, o assentamento, de todas as paredes pode terminar no dia 45.
A preparação de cofragem do tecto depende da conclusão da execução das paredes exteriores e interiores e também da cura do betão da laje, que deve ter condições para suportar as paredes e os prumos de cofragem do tecto, que suportam pelo menos durante o período de cura a laje do tecto betonado. Esta actividade pode iniciar-se no dia 45, 10 dias depois da conclusão da cura do betão da laje do chão. A betonagem do tecto inicia-se no dia 48 e finaliza-se no dia 49.
As durações em vermelho mostram as actividades críticas do processo de execução. O gráfico de GANTT (Anexo E, Figura 58) junta as actividades da mesma categoria, nomeadamente colocação de cofragem, armadura, betonagem e alvenaria, para mostrar as necessidades de recursos humanos. A seguir pode-se verificar a soma dos recursos humanos que é necessária para executar a construção de piso1. Da mesma forma são apresentados os gráficos para os pisos 2 e 3. Uma vez que nos pisos 2 e 3 a sequência das actividades é mais linear evita-se o gráfico dos recursos e só se apresenta a soma dos recursos.
O gráfico de GANTT (Anexo E, Figura 60) para o planeamento da execução de terceiro piso mostra que não há alterações nas actividades nos pisos superiores, nem nas
durações. De facto em termos de construção a única diferença que existe é a quantidade de armadura, que vai reduzir ligeiramente por piso, mas uma vez que a actividade de colocação da armadura não é uma actividade crítica e demora sempre menos do que a actividade de cofragem. Isto significa que os 3 dias de folga no mínimo nunca podem ser a causa da alteração da duração da obra nem desfavorável nem favoravelmente.
Nos pisos superiores as actividades para a construção são iguais ao segundo piso. Sendo assim pode-se concluir, que para os pisos seguintes a quantidade de recursos humanos continua a ser a mesma, por isso com 16 trabalhadores para todos os pisos pode-se finalizar a construção de modelo ideal em alvenaria estrutural. As tabelas 43 e 44 mostram os custos de mão-de-obra para os pisos 1 e 2.
TABELA 43, Orçamento de mão-de-obra de fundação e piso 1 Descrição Duração (dias) Custo mão-de-obra (euro/h) Custo (euro) Fundação + Piso 1 Cofragem 9 7.21 519.12 Armadura 14 8.00 896.00 Betonagem 6 7.32 351.36
Assentamento parede exterior 20 7.23 1,156.80
Assentamento parede interior 13 7.19 747.76
SOMA 62 3,671.04
TABELA 44, Orçamento de mão-de-obra de piso 2 Descrição Duração (dias) Custo médio de mão-de-obra (euro/h) Custo (euro) Piso 2 Cofragem 6 7.21 346.08 Armadura 6 8.00 384.00 Betonagem 3 7.32 175.68
Assentamento parede exterior 24 7.23 1,388.16
Assentamento parede interior 16 7.19 920.32
No caso de construção convencional do modelo ideal tem-se em consideração que as vigas e a laje em betão armado do tecto do piso inferior necessitam o tempo de cura de betão, 28 dias, depois de betonagem para poder ser carregados com a carga dos pilares e paredes. Este facto implica um tempo de espera que se repete na construção de cada piso.
As outras actividades são iguais em todos os pisos superiores ao piso 1 e a actividade de colocação das armaduras, que vai ligeiramente reduzir por piso por causa da diminuição de armadura, não é uma actividade crítica e não tem nenhuma influência sobre a duração total de construção de cada piso. Pode-se contar que em todos os pisos superiores a duração de obra é de 58 dias. Conclui-se que a obra toda de construção de estrutura do edifício modelo em construção convencional dura 358 dias. (As respectivas tabelas estão conforme os exemplos de modelo em alvenaria estrutural que se encontra no Anexo F).
Do mesmo modo pode-se concluir, que para os pisos seguintes a quantidade de recursos humanos continua com 12 trabalhadores, idêntica ao piso 2, e que é suficiente para concluir a obra com uma duração determinada de 358 dias.
Deste modo parece oportuno comparar os custos de mão-de-obra de construção convencional e de alvenaria estrutural por piso, uma vez que no caso de construção convencional os pilares de betão exigem mais um tempo de espera de cura do betão. Este tempo de espera não existe no caso de alvenaria estrutural, em consequência a duração de construção em alvenaria estrutural é mais curta do que a construção convencional. As tabelas 44 a 46, mostram que com a construção em alvenaria estrutural pode reduzir as durações da obra e os custos de mão-de-obra. Ainda pode utilizar duas equipas de pedreiro com servente, contribuindo também para o mercado de trabalho.
TABELA 45, Comparação de custos de mão-de-obra por piso e actividade, fundação + piso 1 (euro)
Descrição ConvencionalConvencionalConstrução Construção EstruturalEstruturalAlvenaria Alvenaria DiferençaDiferença
Fundação + Piso 1 Custo D Custo D Custo D
Cofragem 692.16 12 519.12 9 25.00% 25.00%
Armadura 1,088.00 17 896.00 14 17.65% 17.65%
Betonagem 409.92 7 351.36 6 14.29% 14.29%
Assentamento parede exterior 1,156.80 20 1,156.80 20 0.00% 0.00% Assentamento parede interior 690.24 12 747.76 13 -8.33% -8.33%
TABELA 46, Comparação de custos de mão-de-obra por piso e actividade, piso 2 (euro) Descrição ConvencionalConvencionalConstrução Construção EstruturalEstruturalAlvenaria Alvenaria RácioRácio
Piso 2 Custo D Custo D Custo D
Cofragem 461.44 8 346.08 6 25.00% 25.00%
Armadura 512.00 8 384.00 6 25.00% 25.00%
Betonagem 234.24 4 175.68 3 25.00% 25.00%
Assentamento parede exterior 1,388.16 24 1,388.16 24 0.00% 0.00% Assentamento parede interior 862.80 15 920.32 16 -6.67% -6.67%
SOMA 3,458.64 59 3,214.24 55 7.07% 6.78%
TABELA 47, Comparação de duração de obra e recursos humanos para edifício modelo Duração de Obra (DO)
Recursos Humanos (RH) CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL CONSTRUÇÃO CONVENCIONAL ALVENARIA