Sistemas Pré-Moldados para Fachadas

Dependendo das suas funções dentro da edificação, os sistemas de fechamento para fachadas podem ser projetados como sistemas portantes ou sistemas não-portantes, podendo ser compostos por painéis maciços (com uma camada) ou painéis tipo sanduíche (com duas camadas). Os sistemas estruturais mais comuns são descridos a diante.

8.2.1. Sistemas de Painéis Portantes para Fachadas

Os sistemas de painéis portantes para fachadas suportam as cargas verticais dos pavimentos e da estrutura superiores. Estes sistemas também podem contribuir para a estalibilidade horizontal do edifício. O exemplo clássico para aplicação desses sistemas é o que se de painéis sanduíches, os quais empregam duas camadas de concreto com uma camada intermediária com isolamento térmico. Na figura 8.1 é ilustrado como é alcançada a função portante do painel. A figura apresenta elementos estruturais de fachada servindo de apoio para a carga vertical integral dos pavimentos e dos painéis superiores, o que podem ser executados com painéis sanduíches ou com sistema de fachada com dupla camada (ver item 8.2.3).

Figura. 8.1 – Painéis portantes do tipo sanduíche

Como mencionado anteriormente, os sistemas de fachadas acima podem, em princípio, desempenhar uma função de estabilização horizontal, como qualquer outra parede de cisalhamento (de contraventamento) em concreto pré-moldado. Nestes casos, podem ser necessários ligações de cisalhamento entre os elementos de painéis.

A fachada também pode ser composta por um painel portante tipo “spandrel”, como ilustrado na Figura 8.2. Neste caso, os painéis tipo “spandrel” atuam como vigas, transferindo as cargas verticais para os pilares,

podendo ser executados como elementos sanduíche, com o fechamento externo em concreto arquitetônico. Uma outra possibilidade é empregar concreto pré-moldado apenas na camada interna da viga “spandrel” e adicionar na obra qualquer outro material de acabamento na camada externa.

Figura 8.2. Painéis portantes do tipo “spandrel”

8.2.2. Painéis Não-Portantes para Fachadas

Painéis não-portantes para fachadas desempenham apenas a função de fechamento. Neste caso, os elementos painéis podem são fixados individualmente na estrutura ou os mesmos podem ser auto- portantes. No primeiro caso, os pilares e vigas de extremidade suportam o peso próprio dos painéis da fachada. No segundo caso, os painéis de fachada se apoiam uns sobre os outros, formando uma parede em cortina, que geralmente é apoiada em uma viga baldrame externo ao eixo da estrutura de esqueleto, sendo que as ligações entre os painéis e a estrutura neste caso possuem apenas a função de travar horizontalmente a parede da fachada. A princípio, não existe nenhuma restrição de projeto para a forma dos elementos de fachada. Painéis não portantes do tipo sanduíche (com duas camadas de concreto) são geralmente empregados em conjunto com estruturas de esqueleto ou como paredes laterais para fachadas estruturais, enquanto os painéis maciços (com apenas uma camada de concreto) são mais empregados para revestimentos de pilares e para painéis tipo “spandrel”.

Painel não portante Painel auto-portante

8.2.3 Elementos com “Pele Dupla” para Fachadas

Este sistema de painéis refere-se às fachadas tipo “sanduíche” nas quais as duas camadas de concreto, isto é a camada interna e a camada externa, são produzidas e posicionadas de forma separada. A camada portante da fachada consiste de painéis estruturais simples com o lado liso acabo voltado para a parte interna da construção, onde os elementos pré-moldados de piso são apoiados sobre esses elementos. No passo seguinte, aplicam-se as juntas selantes entre os painéis e a camada intermediária de isolamento térmico é anexada na face externa dos painéis estruturais. Finalmente, a camada externa da fachada é posicionada, podendo ser produzida com concreto pré-moldado ou por um outro material para fechamento (como por exemplo em GFRC).

Figura 8.4 – Princípio de sistemas com “pele dupla” para fachadas

Esta solução apresenta várias vantagens em relação aos demais tipos de painéis sanduíche:

• Grande flexibilidade no projeto da fachada. Completa liberdade com relação ao tamanho, à forma e aos materiais empregados;

• Possibilidade de utilização de outros materiais para o fechamento externo;

• Os elementos pré-moldados são simples. Os painéis internos são retangulares, com altura dos pavimentos e com grande repetição na produção. O fechamento externo é normalmente constituído por painéis planos. As ligações também são bastante simples.

• O isolamento térmico é contínuo sobre toda a fachada, sem a presença de pontes térmicas, inclusive nas juntas entre os painéis.

• A fachada contém uma cavidade ventilada entre o fechamento externo e o isolamento térmico.

• A aparência externa da fachada pode ser totalmente diferente de um edifício para o outro, sem haver diferenças na estrutura e nos elementos internos.

• A configuração das juntas na fachada é discreta (ou a estampa, ou paginação, dos painéis na fachada é discreta).

A desvantagem desta solução construtiva é a necessidade de um número maior de elementos pré- moldados, o que significa um aumento do manuseio, da capacidade de estocagem, de transporte, das ligações, etc. Todavia, estes fatores podem ser compensados pelo fato de se ter uma produção mais simples dos elementos individuais.

8.2.4 Elementos Especiais

O concreto arquitetônico também pode ser utilizado para propósitos decorativos no interior dos edifícios. De fato, todos os elementos pré-moldados podem ser produzidos em concreto arquitetônico quando isto for necessário. Existem inúmeros exemplos de construções com tais detalhamentos, como por exemplo, com elementos de sacadas, parapeitos, cornijas, colunas especiais em grandes saguões de entrada,

load-bearing internal skin

thermal insulation

elementos de piso com superfície decorativa na face inferior, forros suspensos decorativos, paredes internas, núcleos centrais, escadas polidas etc.

8.3. Estabilidade Estrutural

As fachadas arquitetônicas são usualmente projetadas como painéis apenas para fechamento vertical, sem a contribuição dos mesmos para a estabilidade estrutural do edifício, o qual é conseguido pela ação dos núcleos de centrais de contraventamento e/ou pela ação de paredes de cisalhamento (contraventamento). Todavia, quando se emprega uma fachada tipo “pele dupla”, a camada interna da fachada pode ser projetada para resistir no seu plano as forças do vento, ações sísmicas ou outras ações.

8.3.1 Estabilidade fornecida por núcleos centrais e paredes de contraventamento

Os painéis portantes para fachadas suportam apenas as cargas dos pisos e dos painéis superiores. As forças horizontais atuantes nas fachadas são transferidas pelos elementos enrigecedores (como núcleos, paredes de contraventamento) por meio da ação de diafragma do pavimento. As ligações entre os elementos de fachada e os pisos são projetadas como sendo rotuladas na direção perpendicular ao seu plano.

Figura 8.5 – Princípio de estabilidade horizontal para edifícios com núcleos de contraventamento

8.3.2 Estabilidade fornecida pela fachada

Quando a fachada é composta por painéis portantes com suficiente rigidez no seu plano, esses painéis podem garantir a estabilidade horizontal do edifício. Os pisos pré-moldados funcionam como diafragmas entre as paredes frontais e as paredes laterais, assegurando a amarração do sistema. As juntas verticais entre os painéis de concreto devem ser capazes de transferir as forças de cisalhamento. Isto pode ser conseguido através de preenchimento com graute ou por meio de ligações soldadas.

8.4. Outros aspectos de projeto