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Durabilidade na construção : estimativa da vida útil de fachadas ventiladas

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Academic year: 2021

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D

URABILIDADE NA

C

ONSTRUÇÃO

Estimativa da vida útil de fachadas ventiladas

M

ANUEL

M

ARIA

L.

B.

S

OUSA

R

IBEIRO

Relatório de Projecto submetido para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL —ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES CIVIS

Orientador: Professora Doutora Maria Helena Póvoas Corvacho

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M

ESTRADO

I

NTEGRADO EM

E

NGENHARIA

C

IVIL

2009/2010

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446  miec@fe.up.pt

Editado por

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  feup@fe.up.pt  http://www.fe.up.pt

Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2009/2010 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2010.

As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir.

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i

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer a todos aqueles que me ajudaram e incentivaram na elaboração deste trabalho, nomeadamente:

 À minha orientadora, a Professora Doutora Maria Helena Póvoas Corvacho, pelo apoio prestado e pela disponibilidade;

 Aos meus Pais, por toda a ajuda, incentivo e apoio que sempre me deram;

 À Rita, pela paciência e dedicação incondicional.

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iii

RESUMO

As fachadas ventiladas apresentam várias vantagens relativamente a soluções tradicionais de revestimento de fachadas, nomeadamente em aspectos chave como a estética, durabilidade, valorização e eficiência dos imóveis.

O objectivo deste trabalho é, através da aplicação do Método Factorial prevista na norma ISO 15686-1, estimar a vida útil deste tipo de soluções de modo a permitir uma análise comparativa relativamente a outras opções.

Assim sendo, faz-se inicialmente uma abordagem à durabilidade de elementos e componentes de construção, explicando posteriormente o Método Factorial. De seguida, faz-se uma caracterização do sistema construtivo em estudo e das suas principais patologias e exigências de desempenho. No final do trabalho descreve-se os factores modificadores a utilizar na aplicação do método. Apresenta-se também as fragilidades inerentes ao Método Factorial e algumas sugestões para a sua optimização. PALAVRAS-CHAVE: Fachadas ventiladas, durabilidade, Método Factorial, vida útil.

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ABSTRACT

Curtain walls have several advantages over traditional solutions for cladding, particularly in key aspects such as aesthetics, durability, value and efficiency of buildings.

The aim of this work is to calculate the service life of this type of solutions, using the Factor Method as presented in the ISO 15686-1 norm, in order to allow a comparative analysis regarding other possible options.

There is an initial approach to the durability of building materials and components and an explanation of the Factor Method, followed by a description of the system under study and its major pathologies and performance requirements. The final part of this work describes the modifying factors to be used and the weaknesses inherent to the Factor Method, as well as some suggestions for its optimization. KEYWORDS: Curtain walls, durability, Factor Method, service life.

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vii

Í

NDICE

1 INTRODUÇÃO ... 1

1.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ... 1

1.2 ÂMBITO E OBJECTIVOS DO TRABALHO ... 2

1.3 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ... 2

2 DURABILIDADE ... 5

2.1 CONCEITO DE DURABILIDADE ... 5

2.2 QUANTIFICAÇÃO DA DURABILIDADE ... 7

2.3 MÉTODOS PARA A ESTIMATIVA DA DURABILIDADE – VIDA ÚTIL DE REFERÊNCIA ... 8

2.4 MECANISMOS E AGENTES DE DEGRADAÇÃO ... 9

2.5 O MÉTODO FACTORIAL ... 10

2.5.1 Vida útil de referência ... 11

2.5.2 Factores modificadores ... 11

3 CARACTERIZAÇÃO DAS FACHADAS VENTILADAS ...13

3.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ... 13

3.2 CONSTITUINTES DAS FACHADAS VENTILADAS ... 15

3.2.1 Suporte ... 15

3.2.2 Isolante térmico ... 16

3.2.3 Sistema de fixação ... 17

3.2.4 Revestimento exterior ... 22

3.2.5 Outras características ... 28

3.3 PATOLOGIAS EM FACHADAS VENTILADAS ... 28

4 EXIGÊNCIAS DE DESEMPENHO E SELECÇÃO EXIGENCIAL ...31

4.1 EXIGÊNCIAS DE DESEMPENHO ... 31

4.2 EXIGÊNCIAS DE DESEMPENHO EM FACHADAS VENTILADAS ... 32

4.2.1 Resistência mecânica e estabilidade... 32

4.2.2 Segurança em caso de incêndio ... 32

4.2.3 Higiene, saúde e ambiente ... 33

4.2.4 Segurança na utilização ... 33

4.2.5 Protecção contra o ruído ... 33

4.2.6 Economia de energia e comportamento higrotérmico ... 33

4.2.7 Conforto Visual ... 33

4.2.8 Durabilidade ... 34

4.2.9 Montagem, manutenção e reparação ... 34

4.3 CLASSIFICAÇÃO REVETIR ... 35

4.3.1 Facilidade de reparação (r) ... 35

4.3.2 Necessidades de manutenção (e) ... 36

4.3.3 Resistência ao vento (V)... 36

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Durabilidade na Construção

viii

4.3.5 Resistência aos choques (T) ... 37

4.3.6 Reacção ao fogo (I) ... 37

4.3.7 Resistência térmica (R) ... 38

5 PROPOSTA DE CRITÉRIOS A APLICAR NO MÉTODO FACTORIAL PARA UMA FACHADA VENTILADA ... 39

5.1 MÉTODO FACTORIAL... 39

5.2 FACTOR A – QUALIDADE DO MATERIAL OU COMPONENTE ... 39

5.2.1 Declaração de conformidade CE e Certificado de Qualidade ... 39

5.2.2 Características do isolamento térmico ... 40

5.2.3 Durabilidade das fixações metálicas ... 40

5.2.4 Qualidade dos revestimentos segundo a absorção de água (E) ... 41

5.3 FACTOR B – NÍVEL DE QUALIDADE DO PROJECTO ... 41

5.3.1 Projecto de execução da fachada ventilada ... 41

5.3.2 Resistência ao vento do subsistema revestimento ... 41

5.3.3 Estanquidade à água do subsistema revestimento ... 44

5.3.4 Compatibilidade entre o tipo de suporte e o tipo de fixação ... 49

5.4 FACTOR C – NÍVEL DE QUALIDADE DA EXECUÇÃO ... 51

5.4.1 Qualificação da mão-de-obra e regularidade da fiscalização ... 51

5.5 FACTOR D – CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE INTERIOR ... 52

5.6 FACTOR E – CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE EXTERIOR... 52

5.6.1 Acção da temperatura ... 52

5.6.2 Acção da radiação solar ... 54

5.6.3 Acção da precipitação ... 55

5.6.4 Acção do vento ... 56

5.6.5 Acção da poluição e influência marítima ... 57

5.7 FACTOR F – CARACTERÍSTICAS DO USO ... 58

5.8 FACTOR G – NÍVEL DE MANUTENÇÃO ... 59

5.9 APLICAÇÃO DO MÉTODO FACTORIAL ... 60

6 CONCLUSÃO ... 65

6.1 CONCLUSÕES GERAIS ... 65

6.2 FRAGILIDADES DO MÉTODO FACTORIAL ... 66

6.3 SUGESTÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS ... 66

(15)

ix ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1: Informação necessária para o planeamento da vida útil de edifícios [29] ... 6

Figura 2.2: Metodologia de previsão da vida útil [2] ... 9

Figura 3.1: Corte esquemático de um sistema de fachada ventilada [8] ... 14

Figura 3.2: Representação de um sistema de fachada ventilada [35] ... 15

Figura 3.3: Grampo mecânico corrente e grampo mecânico reforçado [12] ... 18

Figura 3.4: Grampo de chumbar [12] ... 19

Figura 3.5: Fixação de grampo de chumbar ao suporte [12] ... 19

Figura 3.6: Estrutura intermédia simples [35] ... 20

Figura 3.7: Estrutura intermédia dupla [35] ... 20

Figura 3.8: Fixação visível do revestimento à estrutura intermédia [35] ... 21

Figura 3.9: Fixação oculta do revestimento à estrutura intermédia [35] ... 22

Figura 3.10: Fachada ventilada com revestimento exterior de granito [35] ... 23

Figura 3.11: Fachada ventilada com revestimento exterior cerâmico [35] ... 24

Figura 3.12: Fachada ventilada com revestimento exterior de grés porcelânico [35] ... 25

Figura 3.13: Fachadas ventiladas com revestimento exterior de alumínio composto [35] ... 26

Figura 3.14: Fachada ventilada com revestimento exterior composto por painéis HPL ... 27

Figura 3.15: Mancha de eflorescência numa placa de revestimento de granito. ... 29

Figura 3.16: Musgos, manchas de sujidade e de eflorescência na superfície de um revestimento de granito ... 30

Figura 3.17: Desprendimento de placas de revestimento ... 30

Figura 5.1: Protecção da fachada [7] ... 43

Figura 5.2: Altura acima do solo [7] ... 43

Figura 5.3: Penetração da água pelo efeito da gravidade [8] ... 45

Figura 5.4: Penetração da água pela quantidade de movimento [8] ... 45

Figura 5.5: Penetração da água pelo efeito da tensão superficial [8] ... 46

Figura 5.6: Penetração da água por efeito da capilaridade [8] ... 46

Figura 5.7: Controlo da penetração da água pelo efeito da acção do vento (PEC) [8]... 47

Figura 5.8: Zonas climáticas de Verão e Inverno [16] ... 53

Figura 5.9: Número médio anual de dias com geada [23] ... 54

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(17)

xi ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 2.1: Valores mínimos do tempo de vida útil estimada para os produtos de construção [1] ... 7

Quadro 2.2: Vida útil dos produtos de construção em função da durabilidade das construções [30] ... 7

Quadro 2.3: Agentes de degradação [1] ... 10

Quadro 2.4: Valores de desvio em relação à condição de referência [1] ... 12

Quadro 3.1: Grau de confiança do suporte para a utilização como base para ancoragens de fixações para fachadas ventiladas [34] ... 16

Quadro 3.2: Comparação de diferentes materiais de isolamento térmico [8] ... 17

Quadro 4.1: Classificação da resistência ao vento do subsistema revestimento [7]... 36

Quadro 5.1: Índices aplicáveis ao factor A1 ... 40

Quadro 5.2: Índices aplicáveis ao factor A2 ... 40

Quadro 5.3: Índices aplicáveis ao factor A3 ... 41

Quadro 5.4: Índices aplicáveis ao factor A4 ... 41

Quadro 5.5: Índices aplicáveis ao factor B1 ... 41

Quadro 5.6: Classificação mínima de resistência ao vento do subsistema revestimento [12] ... 44

Quadro 5.7: Índices aplicáveis ao factor B2 ... 44

Quadro 5.8: Índices aplicáveis ao factor B3 ... 48

Quadro 5.9: Classificação mínima da parede em relação à sua exposição à chuva, independentemente do suporte utilizado, quando incluir isolante térmico no seu paramento exterior [7] ... 49

Quadro 5.10: Classificação de estanquidade à água aplicável quando o subsistema revestimento é classificado segundo a reVETIR [7] ... 49

Quadro 5.11: Índices aplicáveis ao factor B4 ... 49

Quadro 5.12: Compatibilidade entre suportes e sistemas de fixação [12] ... 50

Quadro 5.13: Índices aplicáveis ao factor B5 ... 51

Quadro 5.14: Índice aplicável conjuntamente aos factores C1 e C2 ... 51

Quadro 5.15: Índices aplicáveis ao factor E1 ... 53

Quadro 5.16: Índices aplicáveis ao factor E2 ... 54

Quadro 5.17: Valores de αs em função da cor ... 55

Quadro 5.18: Valores da radiação solar global máxima em Portugal continental ... 55

Quadro 5.19: Índices aplicáveis ao factor E3 ... 55

Quadro 5.20: Classificação das zonas de precipitação ... 56

Quadro 5.21: Índices aplicáveis ao factor E4 ... 56

Quadro 5.22: Definição das atmosferas exteriores ... 57

Quadro 5.23: Índices aplicáveis ao factor E5 ... 57

Quadro 5.24: Áreas de actividade face à acção dos choques decorrentes da ocupação normal ... 58

Quadro 5.25: Energia de choque em ensaios de revestimento de fachada ... 58

Quadro 5.26: Classes de exposição das fachadas aos choques exteriores decorrentes da ocupação normal ... 59

Quadro 5.27: Índices aplicáveis ao factor F1 ... 59

Quadro 5.28: Índices aplicáveis ao factor G1 ... 59

Quadro 5.29: Índices aplicáveis ao factor G2 ... 60

Quadro 5.30: Índices aplicáveis para avaliar a VUE da fachada ventilada em Aveiro ... 61

Quadro 5.31: Índices aplicáveis para avaliar a VUE da fachada ventilada em Évora ... 62

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xiii LISTA DE ABREVIATURAS

ISO ... International Organization for Standardization EOTA ... European Organization for Technical Approvals GD ... Guidance Document CEB ... Comité Européen du Béton NIT ... Nota de Informação Técnica ACERMI ... Association pour la Certification des matériaux isolants CSTB ... Centre Scientifique et Technique du Bâtiment DTU... Document Technique Unifié HPL ... High Pressure Laminates UEAtc ... Union Européenne pour l'Agrément Technique dans la Construction ASTM ... American Society for Testing and Materials RCCTE ... Regulamento das Características de Comportamento Térmico de Edifícios AFNOR ... Association Française de Normalization

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1

1

1

I

NTRODUÇÃO

1.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS

A fachada é um elemento essencial para a valorização de um edifício pois a sua função é, em conjunto com a cobertura, constituir um invólucro da edificação, sendo responsável pela manutenção das características ambientais internas dentro de certos parâmetros.

Uma vez que se encontra exposta à acção dos diversos agentes climatéricos, a fachada é solicitada por movimentos de contracção e dilatação que actuam principalmente no seu revestimento. Os principais agentes actuantes sobre a superfície externa dos edifícios são [8]:

 Forças e cargas de impacto;

 Fogo;  Ar e gases;  Humidade;  Poeira;  Plantas e microrganismos;  Temperatura ambiente;  Radiação;  Luz e vibrações.

Nas últimas décadas tem-se evidenciado um esforço, por parte das empresas de construção e dos projectistas, em procurar soluções que, para além de obter uma valorização estética, obtenham uma melhor resposta face a estas solicitações ao mesmo tempo que permitem um aumento de produtividade e uma redução da probabilidade da ocorrência de patologias, usando novos produtos, materiais e tecnologias de construção.

É neste contexto que podemos enquadrar o sistema de fachada ventilada, que apareceu em Portugal nos anos 90 como uma alternativa às paredes duplas, cuja complexidade de execução alcançou níveis elevados de modo a atingir níveis de qualidade aceitáveis.

Existem disponíveis no mercado inúmeros produtos e sistemas para a execução de fachadas ventiladas. Porém a falta de acompanhamento técnico e informativo, bem como a falta de regulamentação e normalização específica, leva por vezes a que a avaliação do sistema ideal para uma determinada solução em determinado contexto não seja a mais adequada, tendo como consequência a ocorrência de algumas situações indesejáveis.

Assim sendo, factores como a garantia de desempenho, flexibilização, facilidade de aplicação e reparação, durabilidade e economia de manutenção devem ser as principais preocupações a ter em conta na escolha de um tipo de sistema de fachada ventilada.

(22)

Durabilidade na Construção

2

Para além disso, o nível de qualificação da mão-de-obra nem sempre é o desejável quando se trata de instalar um sistema de tão grande importância para o desempenho e durabilidade do edifício.

1.2 ÂMBITO E OBJECTIVOS DO TRABALHO

O estudo da durabilidade das construções é uma imposição que as crescentes exigências de qualidade estabelecem para o futuro do sector da construção, permitindo:

 Avaliar e prever a vida útil dos materiais, componentes, sistemas e edifícios;

 Definir estratégias de manutenção para os diferentes elementos da construção, de modo a melhorar a evolução do seu desempenho;

 Definir um planeamento estratégico do projecto e obra, com o objectivo de proporcionar uma maior sustentabilidade e qualidade às construções.

O facto de se desconhecer qual vai ser o comportamento dos materiais e componentes face às condições a que vão estar sujeitos levou ao desenvolvimento de alguns métodos que permitam avaliar o seu desempenho ao longo da vida útil. Esse conhecimento da evolução do desempenho assume então grande importância, pois vai permitir comparar diferentes soluções construtivas alternativas de modo a proceder-se a uma selecção criteriosa, na fase de projecto, do sistema a utilizar.

Neste sentido desenvolveu-se no presente estudo a metodologia de previsão da vida útil dos sistemas de fachada ventilada, segundo a norma ISO 15686-1 [1]. O método sugerido na norma baseia-se na especificação dos factores modificadores propostos no Método Factorial, através de classificações que se considerem adequadas de acordo com o contexto para uma previsão aproximada do tempo de vida útil do sistema de fachada ventilada.

Assim sendo, neste trabalho é feita uma caracterização do sistema e dos seus elementos constituintes, mencionando-se as patologias mais frequentes que o afectam. Para além disso, é feita uma abordagem às exigências de desempenho aplicáveis. De seguida definem-se os factores modificadores associados ao Método Factorial e a sua respectiva influência sobre os sistemas de fachada ventilada.

O objectivo deste trabalho é então elaborar uma ferramenta útil que permita a estimativa da durabilidade de sistemas de fachada ventilada.

1.3 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

Este trabalho encontra-se dividido em seis capítulos.

No presente capítulo faz-se uma breve introdução ao tema, referindo-se a importância da temática da durabilidade dos produtos de construção, nomeadamente dos sistemas de fachada ventilada.

No segundo capítulo desenvolve-se o conceito de durabilidade, descrevendo-se os métodos para proceder à sua estimativa e os agentes de degradação. Apresenta-se também a metodologia proposta pela norma ISO 15686-1 [1] para o planeamento da vida útil dos produtos de construção, o Método Factorial e os respectivos factores modificadores.

No terceiro capítulo faz-se uma descrição sucinta do sistema de fachada ventilada e dos seus elementos constituintes. Aborda também o tema das patologias mais comuns e as suas causas.

O quarto capítulo debruça-se sobre as exigências funcionais das fachadas dos edifícios, nomeadamente daquelas que usam o sistema de fachada ventilada. Faz-se também uma descrição da classificação

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3 reVETIR [7] e explica-se de que modo esta pode ser usada para quantificar e avaliar algumas das exigências de desempenho aplicáveis.

No quinto capítulo definem-se os factores modificadores e a sua respectiva influência para a estimativa da vida útil dos sistemas de fachada ventilada, demonstrando-se posteriormente a sua aplicação no Método Factorial.

No último capítulo apresentam-se as conclusões gerais deste trabalho e as perspectivas de desenvolvimento futuro.

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5

2

2

D

URABILIDADE

2.1 CONCEITO DE DURABILIDADE

No passado, a garantia de durabilidade de uma construção era conseguida através do uso de soluções construtivas tradicionais, com provas dadas ao longo dos tempos [29].

Porém, ao longo das últimas décadas aumentou a importância dada ao problema da durabilidade, devido à introdução de inúmeros novos materiais e tecnologias inovadoras, sendo que a evolução e variação de desempenho dessas novas soluções era, à partida, desconhecida [29].

A norma internacional ISO (International Organization for Standardization) 15686-1 [1] apresenta definições distintas para os conceitos de durabilidade (durability) e de vida útil (service life).

A durabilidade aparece definida como a capacidade de um edifício ou de uma parte de um edifício para desempenhar a sua função durante um determinado intervalo de tempo, sob a acção dos agentes presentes em serviço.

A vida útil de um edifício ou de uma parte de um edifício é descrita como o período de tempo, após a conclusão da obra, durante o qual é atingido ou excedido o desempenho que lhes é exigido, procedendo-se a uma manutenção de rotina.

Outro conceito relevante para este trabalho, apresentado pela EOTA (European Organization for Technical Approvals) no seu documento GD (Guidance Document) 002 [30], é o termo working life, que também podemos traduzir por vida útil, e que é descrito como sendo o período de tempo durante o qual o desempenho dos produtos se mantém a um nível compatível com a satisfação dos requisitos essenciais.

O estudo da durabilidade da construção exige então um conhecimento profundo das propriedades dos materiais e dos componentes da construção, das características do ambiente a que estes estão sujeitos e da sua interacção com este, e também dos mecanismos de degradação.

A norma ISO 15686-1 [1] propõe uma metodologia para o planeamento da vida útil de um edifício (Service Life Planning of a Building). Este planeamento consiste num procedimento de projecto que tenta garantir, na medida do possível, que a vida útil de um edifício exceda a sua vida de projecto tendo em conta, e se possível optimizando, os custos do ciclo de vida do edifício [29]. Ou seja, trata-se de um mecanismo que procura garantir que a vida útil de um edifício iguala ou excede a vida útil considerada como base na fase do projecto, vida de projecto, ao mesmo tempo que procura reduzir os custos de propriedade ao longo da vida útil do edifício, incluindo a sua aquisição, manutenção, reparação e exploração.

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Durabilidade na Construção

6

A vida útil, definida na fase de projecto, deverá ser igual à vida útil dos elementos estruturais sujeitos a uma manutenção corrente. Os restantes componentes terão uma vida útil inferior, o que levará a obras de reparação durante a fase de serviço.

A figura 2.1 sintetiza a organização e o tipo de informação necessária ao planeamento da vida útil.

Figura 2.1: Informação necessária para o planeamento da vida útil de edifícios [29]

De seguida apresentam-se algumas definições, apresentadas na norma ISO 15686-1 [1], que se consideram importantes, no contexto deste trabalho:

Vida útil de referência é a vida útil padrão que serve de base para a estimativa da vida útil de um edifício ou de uma parte de um edifício (inseridos num contexto determinado);

Vida útil estimada (Estimated Service Life) é o resultado da multiplicação da vida útil de referência por factores relativos a um contexto específico, como por exemplo as características do projecto, as condições ambientais, o uso e a manutenção prevista, entre outros;

Agente de degradação é tudo o que actue sobre um edifício ou parte dele afectando negativamente o seu desempenho, como por exemplo, o utilizador, a água, as cargas mecânicas e o calor;

Mecanismo de degradação é uma forma de alteração química, física ou mecânica que produz efeitos negativos em propriedades críticas dos produtos da construção.

Estas definições acentuam a importância do estudo exaustivo das propriedades críticas dos materiais e componentes, e também os níveis de desempenho exigidos. As propriedades críticas são aquelas que mais irão condicionar o desempenho dos materiais e componentes.

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7 2.2 QUANTIFICAÇÃO DA DURABILIDADE

A quantificação da durabilidade dos produtos da construção e das construções é referida em várias normas internacionais.

A norma internacional ISO 15686-1 [1] recomenda valores mínimos para a durabilidade dos edifícios e seus componentes de acordo com a respectiva necessidade de manutenção. A durabilidade de um edifício é limitada pela durabilidade dos elementos do mesmo que não podem ser substituídos ou cuja substituição seja demasiado dispendiosa.

Quadro 2.1: Valores mínimos do tempo de vida útil estimada para os produtos de construção [1]

Durabilidade do edifício Elementos inacessíveis ou estruturais Elementos cuja substituição é difícil ou dispendiosa Elementos substituíveis do edifício Instalações e equipamentos ilimitada ilimitada 100 40 25 150 150 100 40 25 100 100 100 40 25 60 60 60 40 25 25 25 25 25 25 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10

Por sua vez, a EOTA, no documento guia GD002 [30], também propõe uma classificação para a durabilidade dos elementos em função da durabilidade das construções e da facilidade de reparação e/ou substituição desses mesmos elementos, conforme o Quadro 2.2.

Quadro 2.2: Vida útil dos produtos de construção em função da durabilidade das construções [30]

Durabilidade das

construções Durabilidade dos produtos de construção

Categoria Anos

Categoria Reparáveis ou de fácil

substituição

Reparáveis ou substituíveis com mais algum esforço

Para toda a vida da construção

Pequena 10 10 10 10

Média 25 10 25 25

Normal 50 10 25 50

Longa 100 10 25 100

No caso particular das fachadas ventiladas, a sua vida útil será correspondente à menor longevidade dos seus componentes (suporte, isolante térmico, sistema de fixação e revestimento exterior).

Na fase de projecto devem definir-se quais as parte do edifício que deverão ser reparáveis, susceptíveis de manutenção ou substituíveis ao longo da vida de projecto do edifício.

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Durabilidade na Construção

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2.3 MÉTODOS PARA A ESTIMATIVA DA DURABILIDADE – VIDA ÚTIL DE REFERÊNCIA

A estimativa da duração da vida útil de um material ou componente pode ser baseada em métodos determínisticos ou em métodos probabilísticos.

Nos métodos determinísticos, a vida útil estimada de um elemento é calculada através de uma durabilidade de referência, normalmente fornecida pelo fabricante ou fornecedor, posteriormente modificada por factores que simulam condições de serviço expectáveis para o elemento em causa, obtendo-se assim um valor indicativo da sua durabilidade.

Neste tipo de métodos o estudo dos factores de degradação, dos mecanismos de actuação e da sua quantificação reveste-se de grande importância, sendo que os dados obtidos em testes e ensaios de laboratório são essenciais para a sua determinação.

Nos métodos probabilísticos recorre-se à definição da probabilidade de ocorrência de uma mudança no estado de um elemento para contornar a incerteza relacionada com a sua forma de degradação e a impossibilidade de prever correctamente as suas condições de serviço.

Seja qual for o método de estimativa usado, é necessário definir adequadamente as funções e exigências aplicáveis ao elemento em estudo, pois apenas assim se conseguirá definir a que solicitações os materiais ou componentes terão de corresponder ao longo da sua vida útil, em condições normais de utilização.

O Método Factorial, que será usado para estimar a durabilidade de fachadas ventiladas, é o método determinístico mais usado actualmente devido à sua aplicação prática e simples e elevada operacionalidade.

Na figura 2.2 apresenta-se um esquema do método de estimativa da vida útil, retirado da norma ISO 15686-2 [2]. O valor obtido através desta metodologia deve ser entendido como a vida útil de referência a adoptar posteriormente no método factorial.

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9

Figura 2.2: Metodologia de previsão da vida útil [2]

2.4 MECANISMOS E AGENTES DE DEGRADAÇÃO

Segundo a norma ISO 15686-1 [1], o processo de degradação é definido como a alteração ao longo do tempo da composição, microestrutura e propriedades de um produto, material ou componente que resulta numa redução do seu desempenho.

A durabilidade dos produtos de construção é influenciada por um conjunto de acções, isoladas e/ou combinadas, sendo assim importante identificar adequadamente quais os agentes de degradação que actuam sobre um edifício ou uma parte do mesmo afectando negativamente o seu desempenho.

A análise dos agentes de degradação deve ter em conta as interacções complexas entre eles, pelo facto da sua actuação conjunta poder acelerar o processo de envelhecimento. Também a média da intensidade, concentração e nível dos agentes de degradação, assim como a sua frequência e os ciclos entre diferentes estados são essenciais para uma quantificação aproximada dos seus efeitos prováveis.

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Durabilidade na Construção

10

No quadro seguinte identificam-se os agentes de degradação que poderão afectar a duração da vida útil dos produtos de construção, segundo a norma ISO 15686-1 [1].

Quadro 2.3: Agentes de degradação [1]

Natureza Classe Exemplos

Mecânica

Gravitacionais Acções permanentes, sobrecarga, acção da neve

Forças aplicadas e deformações impostas ou restringidas

Expansão e contracção, formação de gelo

Energia cinética Impactos, choque hidráulico Vibrações Vibrações devidas a tráfego ou

equipamentos

Electromagnética

Radiação Solar, UV, radioactividade

Electricidade Reacções electrolíticas, iluminação eléctrica

Magnetismo Campos magnéticos

Térmica Níveis extremos ou variações

acentuadas de temperatura Calor, geada, choque térmico, fogo

Química

Água e solventes Humidade do ar, humidade do solo, precipitação, álcool

Agentes oxidantes Oxigénio, desinfectantes Agentes redutores Sulfuretos, amoníaco

Ácidos Ácido carbónico, excrementos de pássaros

Bases Cimento, hidróxidos, cal

Sais Nitratos, fosfatos, cloretos, gesso Substâncias neutras Gordura, óleo, calcário Biológica Plantas e micróbios Bactérias, bolores, fungos, raízes

Animais Roedores, térmitas, pássaros

2.5 OMÉTODO FACTORIAL

Como já foi dito anteriormente, a norma ISO 15686-1 [1] tem como finalidade a avaliação da durabilidade de um determinado produto aplicado no edifício, de acordo com as condições de utilização expectáveis e mediante pormenorização e especificação adequada, tendo também em conta as eventuais acções de manutenção e reparação do mesmo. É por isso uma metodologia que nos permite comparar diferentes soluções construtivas, permitindo assim prever e controlar os custos de propriedade do edifício, procurando-se a sua redução.

O Método Factorial parte de uma vida útil de referência expectável em condições padrão, permitindo que se chegue a um valor para a vida útil estimada através da multiplicação da primeira por diversos factores modificadores relacionados com diversos aspectos importantes para a sua durabilidade.

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11 Os factores a ter em conta são os seguintes:

 Factor A – Qualidade do material ou componente;

 Factor B – Nível de qualidade do projecto;

 Factor C – Nível de qualidade da execução;

 Factor D – Características do ambiente interior;

 Factor E – Características do ambiente exterior;

 Factor F – Características do uso;

 Factor G – Nível de manutenção.

O Método Factorial, para a estimativa da vida útil de um determinado produto da construção, expressa-se na seguinte fórmula:

Vida útil estimada (VUE) = Vida útil de referência (VUR) x A x B x C x D x E x F x G

2.5.1 VIDA ÚTIL DE REFERÊNCIA

A estimativa da vida útil de um determinado produto de construção refere-se a um conjunto de condições que muito provavelmente não coincidirão com as condições de serviço a que este estará sujeito. Esta vida útil padrão denomina-se vida útil de referência.

Os dados utilizados na sua previsão deverão ser provenientes da observação ou da medição de desempenho em ensaios de curta ou longa duração, em laboratório devidamente credenciado ou em serviço, e na sua obtenção deve ser seguida sempre que possível a metodologia proposta pela norma ISO 15686-1 [1].

Na eventualidade de não ser possível seguir a metodologia mencionada na determinação da vida útil de referência, esta também pode ser baseada em:

 Dados fornecidos pelo fabricante ou resultados de um laboratório de ensaios (para um produto novo, normalmente, apenas se tem acesso a dados do fabricante);

 Dados de experiências anteriores ou observações de construções similares ou que se encontram em condições similares;

 Informação recolhida em bibliografia relacionada com o tema da durabilidade.

Independentemente do método utilizado, devem ser considerados aspectos como os agentes de degradação, os efeitos da sua intensidade e variação e a sobreposição de efeitos de diversos agentes, de maneira a aumentar a precisão do valor da vida útil de referência, da qual depende a vida útil estimada segundo o Método Factorial.

2.5.2 FACTORES MODIFICADORES

Para estabelecer uma relação adequada entre as condições específicas e o seu efeito sobre a vida útil do produto em estudo torna-se importante uma escolha criteriosa dos valores a utilizar. Esta pode basear-se em experiências anteriores, mas também em informações do fabricante, documentos de laboratórios ou em bibliografia especializada, devendo ter-se o cuidado devido para não duplicar a contabilização da influência de uma determinada condição.

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Durabilidade na Construção

12

Os valores a adoptar representam um desvio em relação às condições de referência, pelo que serão próximos de 1. Os valores sugeridos pela norma ISO 15686-1 são os seguintes:

Quadro 2.4: Valores de desvio em relação à condição de referência [1]

Valor Desvio em relação à condição de referência

0,8 Quando o factor tem uma influência negativa sobre o elemento 1,0 Quando o factor não apresenta desvio em relação à condição de referência 1,2 Quando o factor tem uma influência positiva sobre o elemento

A descrição dos factores modificadores, também segundo a norma ISO 15686-1, é a seguinte:

 O factor A representa a qualidade dos materiais ou componentes, nas condições em que são fornecidos à obra, segundo as especificações do projectista;

 O factor B exprime o nível de qualidade do projecto; Este factor tem a ver com a adequação da escolha de uma solução construtiva específica e das medidas de protecção previstas, entre outros aspectos;

 O factor C refere-se à qualidade da execução; A avaliação deste factor deverá reflectir o grau de confiança da mão-de-obra mas também a existência ou não de uma fiscalização rigorosa;

 Os factores D e E dizem respeito às características dos ambientes interior e exterior, respectivamente; Para a sua quantificação deverão ser tidos em conta os agentes de degradação identificados no Quadro 2.3;

 O factor F reflecte o efeito do uso na degradação do material ou componente; Aqui é, geralmente, importante a distinção entre uso comum e uso privado;

 O factor G é relativo à manutenção e deve dar conta da probabilidade da existência de uma manutenção adequada.

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13

3

3

C

ARACTERIZAÇÃO DAS FACHADAS

VENTILADAS

3.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS

A fachada ventilada pode ser genericamente descrita como sendo um sistema de revestimento e protecção da envolvente exterior vertical de edifícios, sendo a sua característica principal o afastamento entre o suporte e o revestimento, criando assim uma caixa-de-ar dinâmica que permite a ventilação natural e contínua da parede do edifício pelo efeito de chaminé. Este revestimento é constituído por elementos descontínuos e independentes de espessura e dimensões variáveis, fixados mecanicamente através de estruturas intermédias ou pontualmente, por exemplo através de elementos metálicos. Este tipo de fachada é também caracterizado pela colocação do isolante térmico pelo exterior do suporte.

Comparando este tipo de solução com revestimentos exteriores tradicionalmente aplicados destacam-se as destacam-seguintes vantagens:

 Diminuição do consumo energético devido à colocação do isolamento térmico pelo exterior e consequente eliminação das pontes térmicas;

 Redução da ocorrência de problemas de condensação interior e humidades;

 Diminuição de oscilações térmicas o que aumenta a estabilidade dimensional da envolvente, reduzindo a probabilidade de aparecimento de fissuras;

 Melhoria do isolamento acústico devido à existência da caixa-de-ar, nomeadamente em frequências médias/altas;

 Aumento da inércia térmica interior, dado que toda a massa da envolvente das paredes exteriores contribui para a regulação da temperatura, conseguindo-se assim um maior conforto térmico quer nos meses de Verão quer nos meses de Inverno;

 Inexistência de condensações intersticiais;

 Diminuição de problemas de infiltração de água, devido à separação existente entre os painéis de revestimento exterior e o pano adjacente;

 Aumento da área interior habitável, devido à redução da espessura da parede de fachada;

 Facilidade de manutenção e substituição, reduzindo assim os custos inerentes;

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Durabilidade na Construção

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Por outro lado, este sistema tem algumas limitações importantes, que serão enumeradas de seguida:

 Ausência de normas, regulamentos e requisitos de desempenho que agreguem valor comercial ao produto;

 Necessidade de mão-de-obra qualificada e com experiência;

 Exigência de projecto específico detalhado e que defina pormenorizadamente o processo de montagem;

 Dependência de mudanças organizacionais nos processos da gestão do empreendimento e da produção;

 Custos elevados relativamente a soluções mais tradicionais.

A figura seguinte representa um corte esquemático de um sistema de fachada ventilada

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15 3.2 CONSTITUINTES DAS FACHADAS VENTILADAS

Os elementos constituintes do sistema de fachada ventilada são o revestimento exterior, o sistema de fixação desse mesmo revestimento, o isolante térmico e o suporte do sistema, que será o pano de parede de fachada. A figura seguinte é representativa de um sistema de fachada ventilada.

Figura 3.2: Representação de um sistema de fachada ventilada [35]

Neste subcapítulo é feita uma descrição sumária de cada um dos elementos constituintes do sistema.

3.2.1 SUPORTE

A selecção do suporte a adoptar num edifício tem implicações directas na escolha do revestimento, pois irá ter influência sobre a escolha do respectivo sistema de fixação.

No caso do sistema de fachada ventilada, é recomendável que o suporte tenha uma espessura mínima de 20 cm de modo a garantir um bom desempenho face às solicitações a que se sujeitará a parede. A caracterização do suporte do sistema de fachada ventilada pode então ser definida como o paramento resistente situado atrás do revestimento, que transmite os esforços deste para a estrutura do edifício e que apresenta uma deformabilidade compatível com a livre deformação dos componentes do revestimento [8].

No caso de as ancoragens serem isoladas ou pontuais e fixadas directamente ao pano de alvenaria, este deve ser em betão ou em tijolo perfurado ou maciço. Existe um estudo, publicado pelo CEB (Comité Européen du Béton), que permite avaliar a segurança de ancoragens em elementos de suporte, sejam

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Durabilidade na Construção

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paredes de betão ou de alvenaria de tijolo. Existem também algumas formulações que relacionam as características dos materiais de base com as forças de arrancamento e corte.

A seguinte tabela mostra o grau de confiança do suporte para a utilização como base para ancoragens para fachadas ventiladas.

Quadro 3.1: Grau de confiança do suporte para a utilização como base para ancoragens de fixações para fachadas ventiladas [34]

Natureza do suporte Grau de confiança

Betão Excelente

Tijolo maciço Muito bom

Tijolo perfurado Bom

Blocos de argamassa de cimento com septos de 3 cm Bom Tijolo cerâmico com pequenas células ocas Bom

Tijolo cerâmico vazado Inaceitável *

NOTA - No dimensionamento das ancoragens deverá ter-se em conta, para além da resistência do material, a situação das juntas e bordo da alvenaria.

* Quando utilizado sem reforços, como por exemplo cintas

3.2.2 ISOLANTE TÉRMICO

Um isolante térmico tem como função reduzir a transferência de calor através dos elementos onde se encontra aplicado. Trata-se de um material poroso, cuja elevada resistência térmica se deve à baixa condutibilidade do ar contido nos seus vazios. Assim sendo, deve possuir baixa condutibilidade térmica (λ), menor ou igual a 0,065 W/m.oC, sendo que a sua resistência térmica (R = e/λ) deverá ser maior ou igual a 0,5 m2.oC/W. Entendem-se por isolantes térmicos leves aqueles que apresentam uma massa volúmica inferior a 300 kg/m3.

Para além dos aspectos já mencionados, um isolante térmico deve possuir as seguintes características:

 Boa resistência mecânica;

 Impustrescível e inatacável por fungos;

 Incombustível;

 Baixa permeabilidade ao vapor de água;

 Não higroscópico.

Segundo a NIT (Nota de Informação Técnica) 001 [33], os níveis mínimos de aptidão de um isolante térmico para ser utilizado em paredes com isolamento térmico pelo exterior e revestimento independente e descontínuo serão I1, S1, O2, L2 e E1, segundo a classificação R-ISOLE da ACERMI (Association pour la Certification des matériaux isolants).

No caso do sistema em estudo, a análise da compatibilidade do isolante térmico seleccionado com o alumínio, aço inoxidável ou qualquer outro material utilizado no sistema de fixação é de grande importância.

O quadro seguinte apresenta uma análise comparativa de alguns materiais utilizados como isolante térmico.

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Quadro 3.2: Comparação de diferentes materiais de isolamento térmico [8]

Material Densidade (kg/m³) λ (W/m.°C) Temperaturas de trabalho (°C) Igual isolamento Espessura equivalente Peso equivalente Poliuterano 32 0,021 -200 a 110 1,0 1,0 Poliestireno expandido 15 0,033 -150 a 70 1,4 0,6 Espuma fenólica 30 0,033 -200 a 130 1,4 1,2 Fibra de vidro 65 0,034 -180 a 315 1,5 2,8 Lã mineral 100 0,041 -100 a 980 1,8 5,1 Cortiça 100 0,045 -180 a 94 2,0 5,7 Amianto fibra 160 0,051 -100 a 450 2,2 10,1 Espuma de vidro 144 0,055 -220 a 430 2,4 9,9 Betão celular 550 0,140 - 6,0 94,3 3.2.3 SISTEMA DE FIXAÇÃO

Os elementos de fixação de um sistema de fachada ventilada têm como função transmitir ao suporte as solicitações devidas ao revestimento exterior. Existem no mercado diversas soluções disponíveis, podendo estas ser pontuais ou contínuas, e com acoplamento oculto ou visível.

As acções a considerar na sua escolha e no seu dimensionamento são as seguintes:

 Peso próprio das placas e de todo o material interior de suporte;

 Acção do vento a incidir directamente sobre a fachada, seja sob pressão ou depressão;

 Solicitações térmicas;

 Acções de origem sísmica;

 Acção do fogo;

 Acções devido a deformações estruturais;

 Cargas de impacto.

Devem ser considerados os coeficientes de majoração das acções e de minoração da resistência dos materiais conforme o indicado na regulamentação em vigor, de modo a precaver eventuais anomalias que possam surgir ao longo da vida útil da fachada, tais como variações dos carregamentos aplicados, variações nas secções dos elementos estruturais e variações da resistência dos materiais.

A durabilidade das fixações deve ser idêntica à do suporte uma vez que estas não são acessíveis para manutenção periódica, devendo estar previstos tratamentos adequados contra a corrosão ou outros processos de degradação.

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Durabilidade na Construção

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3.2.3.1 Fixação pontual

Entende-se por elementos de fixação pontual aqueles que estabelecem uma ligação directa entre o suporte e o revestimento, não dependendo portanto de estruturas intermédias. Isto implica que o suporte possua resistência para a inclusão deste tipo de fixações em praticamente toda a sua extensão, pois normalmente o local de fixação no revestimento determina o local de fixação no suporte. Este tipo de fixações é normalmente utilizado para elementos de revestimento de reduzidas dimensões faciais e colocados com juntas de topo.

A fixação deste tipo de componentes ao suporte pode ser mecânica ou de chumbar, o que influi directamente na compatibilidade entre os elementos de fixação e o suporte.

Dos variados tipos de fixação pontual mecânica disponíveis no mercado, os mais utilizados são os grampos mecânicos correntes e os grampos mecânicos reforçados. Estes últimos são indicados para a fixação de placas pesadas, com um peso compreendido entre os 100 e os 240 kg. Estes componentes prevêem uma fixação ao suporte por intermédio de parafusos e buchas, podendo ser totalmente reguláveis através de uma afinação tridimensional aquando da colocação do revestimento. Isto possibilita que o revestimento seja colocado posteriormente, permitindo que a aplicação do isolamento seja feita depois da introdução dos grampos no suporte, garantindo assim de modo mais eficaz a estanquidade à água e o isolamento térmico.

Figura 3.3: Grampo mecânico corrente e grampo mecânico reforçado [12]

Relativamente às fixações com selagem ao suporte, estas têm a desvantagem de não permitirem a regulação tridimensional que a fixação mecânica possibilita, tornando a sua execução bastante mais complexa pois a sua colocação deve ser feita em simultâneo com a colocação do revestimento. O isolamento térmico já deverá portanto estar aplicado ou ser também aplicado em simultâneo, o que tornará esta operação ainda mais difícil. Os grampos de chumbar são as fixações com selagem mais utilizadas.

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19 .

Figura 3.4: Grampo de chumbar [12]

A figura seguinte representa um corte da forma indicada de fixar um grampo de chumbar ao suporte.

Figura 3.5: Fixação de grampo de chumbar ao suporte [12]

3.2.3.2 Fixação contínua

Um elemento de fixação contínua pode ser definido como um dispositivo composto por uma estrutura intermédia entre o suporte e o revestimento e pelos restantes componentes que permitem a sua aplicação sobre o suporte bem como a aplicação do revestimento sobre a estrutura intermédia. As três principais variáveis deste tipo de soluções são as seguintes:

 Composição da estrutura intermédia;

 Fixação da estrutura intermédia ao suporte;

 Fixação do revestimento à estrutura intermédia.

A estrutura intermédia pode ser realizada em madeira ou metal, sendo que normalmente se utiliza o alumínio devido ao seu baixo peso e elevada resistência e durabilidade. Consiste em elementos paralelos entre si, na horizontal ou na vertical (estrutura intermédia simples) ou em ambos os sentidos sobrepostos (estrutura intermédia dupla). Neste último caso, a estrutura é composta por elementos de dimensões e resistências distintas, sendo que os de resistência mecânica mais elevada e em contacto directo com o suporte são denominados de estrutura primária enquanto que os elementos perpendiculares e sobrepostos a estes se designam por estrutura secundária. As estruturas intermédias simples são utilizadas para a fixação de revestimentos compostos por réguas ou lâminas colocadas na horizontal ou por elementos de grandes dimensões faciais. Já as estruturas intermédias duplas são mais

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indicadas para revestimentos compostos por réguas ou lâminas colocadas na vertical ou por elementos de reduzidas dimensões faciais.

Figura 3.6: Estrutura intermédia simples [35]

Figura 3.7: Estrutura intermédia dupla [35]

A fixação da estrutura intermédia ao suporte pode ser feita das seguintes maneiras:

 Solidária, quando é parcialmente introduzida no suporte; Esta solução está normalmente associada a perfis de aço ou fibrocimento inseridos na cofragem do betão, sendo que é frequentemente utilizada para revestimentos de chapa ondulada em fibrocimento, plástico ou metálica;

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21

 Directa, quando se encontra em contacto superficial com o paramento do suporte; Neste tipo de ligação, as exigências de planeza do paramento assumem especial importância; Deve também ter-se em conta que normalmente esta solução não permite a aplicação do isolante térmico de forma contínua; No caso de se tratar de uma estrutura intermédia dupla, devem ser os elementos verticais a assegurar a ligação ao suporte, de maneira a não ficar impedido ou dificultado o escorrimento de água ao longo do suporte e a livre circulação de ar no sentido ascendente;

 Indirecta, quando contacta com o suporte apenas através de espaçadores; Este tipo de fixação tem a grande vantagem de permitir a aplicação do isolante de forma contínua, permitindo também a execução do suporte com menos rigor.

Quanto à fixação do revestimento à estrutura intermédia, esta pode ser feita através de elementos visíveis ou ocultos. Relativamente aos primeiros, estes podem consistir em parafusos, rebites ou agrafos (aplicados através da perfuração total da espessura do revestimento, sendo necessários cuidados estéticos suplementares), ou então em presilhas ou clips. Quanto aos segundos, os grampos mecânicos são uma solução análoga à das fixações pontuais, sendo também possível a aplicação de implantes no tardoz do revestimento ou ainda de outro tipo de soluções, com rasgo no tardoz ou recorte no topo dos revestimentos.

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Figura 3.9: Fixação oculta do revestimento à estrutura intermédia [35]

3.2.4 REVESTIMENTO EXTERIOR

O revestimento exterior de um sistema de fachada ventilada tem principalmente uma função estética e de protecção das paredes do edifício. Sendo a parte exterior do sistema, vai estar exposta à acção dos agentes climatéricos e não só, sendo ao mesmo tempo uma parte importante esteticamente, responsável pelo aspecto exterior do edifício.

Consiste em placas pré-fabricadas de dimensões faciais variáveis, enquanto que a sua espessura normalmente não ultrapassa os 5 cm, embora alguns tipos de revestimento tenham exigências mínimas de espessura, consoante o tipo de fixação a utilizar. Estas placas podem ser feitas de inúmeros materiais diferentes, sendo que os mais utilizados actualmente na indústria da construção civil são:

 Placas de pedra natural;

 Placas cerâmicas;

 Placas de grés porcelânico;

 Placas de alumínio composto;

 Placas de compostos fenólicos.

3.2.4.1 Revestimentos com placas de pedra natural

Os revestimentos exteriores com placas de pedra natural são actualmente muito usados em Portugal, não só por permitirem obter um efeito visual idêntico às alvenarias de pedra mas também porque são vistos como soluções de qualidade e grande durabilidade, isto apesar de ser, de todos os materiais de revestimento disponíveis no mercado, aqueles que requerem menor industrialização. Os tipos de pedra mais correntes são o granito, o calcário e o mármore.

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Figura 3.10: Fachada ventilada com revestimento exterior de granito [35]

Neste tipo de revestimento verifica-se que a fixação das placas é feita quase exclusivamente por ancoragens pontuais, directamente encaixadas através de perfurações executadas na sua espessura, que evitam quase por completo a estrutura auxiliar de suporte. Este tipo de fixação diminui o custo do sistema de fachada ventilada, tendo a desvantagem de aumentar consideravelmente a quantidade de fixações ancoradas directamente ao suporte, contribuindo consequentemente para a possibilidade de colapso das fixações, sendo por isso necessário um controlo muito mais rigoroso relativamente à resistência ao arrancamento das placas, ao mesmo tempo que diminui significativamente a produtividade e facilita o improviso em obra. No entanto, as placas de pedra natural não estão restringidas aos apoios em suportes pontuais, podendo também ser aplicadas em sistemas contínuos apoiados em perfis. A DTU 55.2 do CSTB apresenta de forma exaustiva as recomendações tecnológicas para sistemas de fixação de placas de pedra natural.

O risco de congelamento e descongelamento da água depositada nas fendas de encaixe do suporte, para além do facto de uma parte considerável dos materiais pétreos utilizados na execução de revestimentos exteriores absorver rapidamente a água da chuva por capilaridade, eliminando-a depois lentamente através da evaporação, são outras condicionantes deste tipo de solução. A retenção de água nos poros da pedra pode afectar a sua durabilidade de duas formas:

 As baixas temperaturas podem levar ao congelamento da água presente nos capilares, provocando a ruptura dos mesmos e a degradação da pedra;

 A água dissolve os minerais constituintes da pedra, transformando-as em sais que, quando transportados para a superfície cristalizam, dando origem a manchas por eflorescência. Estas mudanças de cor e textura das pedras expostas aos agentes climatéricos também dependem muito do grau de poluição da zona onde se encontra implantado o edifício e da sua orientação solar,

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Durabilidade na Construção

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devendo estes aspectos ser considerados na fase de projecto aquando da selecção do material para o revestimento.

Assim sendo, torna-se importante ter em conta os seguintes aspectos na escolha de uma pedra para utilização como revestimento exterior:

 Propriedades mecânicas e físicas da pedra;

 Porosidade e absorção de água;

 Características que eventualmente possam ter influência na durabilidade da pedra, tais como o estado microfissural e a presença de materiais nocivos e/ou alterados;

 Viabilidade de a pedra ser submetida a processos de transformação necessários à obtenção da aparência desejada (superfície polida, serrada ou picada, por exemplo);

 Eventuais alterações na aparência a que a pedra estará sujeita.

A área facial da placa de pedra natural não deve exceder 1 m2, excepto no caso de a zona a revestir estar sujeita a choques com exposição Q4, em que a sua área não deverá exceder 0,60 m2. Para além disso, a sua maior dimensão não deverá exceder 1,40 m. Relativamente à sua espessura, nunca deverá ser inferior a 30 mm no caso de se recorrer a um sistema de fixações pontuais. Neste caso, os orifícios deverão ser executados por pessoal especializado com equipamento apropriado, e nunca em obra, de modo a precaver problemas sérios relacionados com a excentricidade e o diâmetro excessivo dos furos, o que poderá comprometer quer a resistência da parede da pedra quer a estabilidade e segurança da placa.

3.2.4.2 Revestimentos com placas cerâmicas

O sistema de fachada ventilada com revestimento em painéis cerâmicos associa as vantagens do sistema, com as características estéticas e técnicas do elemento cerâmico. As dimensões deste tipo de painéis, bastante competitivos, variam de 30 cm x 60 cm a 60 cm x 120 cm, sendo que em certos casos poderão chegar até aos 120 cm x 120 cm enquanto que a sua espessura poderá ser de apenas 8 mm.

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25 As suas características mais relevantes são a baixa absorção de água e a sua elevada resistência mecânica.

O sistema mais utilizado para a sua fixação consiste numa perfilaria de suporte fixada convenientemente ao pano de parede devidamente isolado pelo exterior, ou seja, trata-se de uma fixação contínua. Os painéis são posteriormente acoplados aos perfis por intermédio de encaixes metálicos ou de implantes. Todavia, o recente desenvolvimento de elementos cerâmicos levou ao aparecimento de novas soluções que permitem outro tipo de opções, nomeadamente componentes de fixação que recorrem à furação no topo do revestimento ou a um rasgo no tardoz do revestimento. Este tipo de revestimentos de placas cerâmicas com estruturas auxiliares de suporte tem um bom desempenho face às acções do vento, pois possui:

 Superfícies muito planas e pouco rugosas, oferecendo menor resistência ao vento;

 Elevada resistência ao arrancamento dos fixadores e ao impacto; Como medida preventiva aconselha-se a aplicação de uma tela de fibra de vidro colada no tardoz da placa que impeça a sua queda para que, na eventualidade de o revestimento ser atingido com um objecto com força suficiente para causar a ruptura de um dos seus componentes, evitar a ocorrência de acidentes ou de maiores danos na fachada;

 Baixo peso de todo o sistema, na ordem dos 30 kgf/m2 incluindo as placas, a estrutura de suporte e todos os restantes acessórios, o que contribui para a facilidade de montagem, pois a sua leveza dispensa o uso de equipamentos especiais para o transporte vertical das placas. Dos variados tipos de materiais cerâmicos para a execução de fachadas ventiladas disponíveis, no mercado, o que mais se destaca é o grés porcelânico, que tem um coeficiente de absorção de água de apenas 0,5% e que é caracterizado no ponto seguinte.

3.2.4.3 Revestimentos com placas de grés porcelânico

A produção de grés porcelânico teve início nos anos 80, após o desenvolvimento do processo de queima rápida que provocou uma enorme mudança no sector da indústria cerâmica.

Figura 3.12: Fachada ventilada com revestimento exterior de grés porcelânico [35]

As principais características deste material são as seguintes:

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Durabilidade na Construção

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 Baixo teor de absorção de água, de cerca de 0,5%, o que proporciona elevada resistência ao congelamento;

 Elevada resistência mecânica;

 Elevada resistência a ataques químicos, nomeadamente por ácidos e álcalis;

 Elevada dureza;

 Uniformidade de cores e acabamentos;

 Facilidade de manutenção.

Devido aos seus atributos, o grés porcelânico assumiu-se como uma opção extremamente competitiva, tornando-se progressivamente o principal concorrente das placas de pedra natural para a execução de fachadas ventiladas, tendo relativamente a estas as seguintes vantagens:

 Menor absorção de água;

 Menor massa;

 Maior homogeneidade do material;

 Menor probabilidade de aparecimento de manchas;

 Menor necessidade de controlo na recepção do material e na sua escolha;

 Menores necessidades de manutenção;

 Maior perspectiva de durabilidade.

3.2.4.4 Revestimento com placas de alumínio composto

Este tipo de painéis é normalmente composto por duas camadas de alumínio, com uma espessura de cerca de 0,5 mm, e um núcleo interior de polietileno de baixa densidade de espessura variável, sendo que normalmente esta se situa entre os 2 e os 5 mm, sendo obtidos através da laminação sob tensão controlada através de processo contínuo. Devido ao seu baixo peso, é indicado para a construção de painéis de grandes dimensões. O facto de se aplicar uma pintura por intermédio de rolos electrostáticos, permite a obtenção de uma enorme variedade de acabamentos.

Figura 3.13: Fachadas ventiladas com revestimento exterior de alumínio composto [35]

Esta solução tem como principais características:

 Planeza de superfície;

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 Pouca necessidade de manutenção;

 Leveza do sistema, na ordem dos 6 kg/m2;

 Facilidade de limpeza, permitindo a remoção de graffiti;

 Simplicidade da substituição de painéis;

 Instalação rápida.

3.2.4.5 Revestimento com painéis de aglomerados de madeira

Os compostos fenólicos são substâncias naturais a partir das quais se pode produzir uma resina plástica de alta resistência, ideal para a utilização como ligante das fibras no processo de transformação de aglomerados de madeira, conferindo-lhes uma resistência química e mecânica significativas.

Actualmente tem-se assistido a um grande aumento na utilização dos painéis HPL (High Pressure Laminates) para o revestimento exterior de fachadas ventiladas.

Este tipo de painéis é constituído por várias camadas de celulose, impregnadas com resinas fenólicas (que conferem estabilidade e rigidez ao produto) e melamínicas (aplicadas às camadas exteriores, de modo a obter-se uma boa resistência à abrasão e química), sujeitas simultaneamente a um processo de sobreaquecimento e compressão. Isto permite a obtenção de um produto homogéneo e com um baixo nível de porosidade.

As suas principais características são as seguintes:

 Elevada resistência química;

 Planeza e regularidade dos painéis;

 Baixo peso;

 Resistência à sujidade e facilidade de limpeza, inclusivamente de graffitis;

 Resistência à radiação UV e à generalidade dos agentes climatéricos;

 Variedade de cores e acabamentos.

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Durabilidade na Construção

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3.2.5 OUTRAS CARACTERÍSTICAS

Para além dos quatro elementos constituintes do sistema de fachada ventilada já referidos, é necessário fazer referência a mais dois aspectos essenciais para a correcta execução do sistema, para o seu desempenho de acordo com as expectativas e para a sua durabilidade: a caixa-de-ar e as juntas.

A caixa-de-ar ventilada é a característica que dá o nome ao sistema. Consiste num espaço de ar criado pelo afastamento entre o revestimento exterior e o suporte e cuja espessura varia normalmente entre 2 e 15 cm, podendo ser maior para permitir a passagem de instalações.

A sua ventilação contínua e natural tira partido do efeito chaminé, que se baseia na entrada do ar frio pela parte inferior da fachada e na saída do ar quente pela parte superior da mesma. Este arejamento da caixa-de-ar permite, por exemplo, evitar problemas de humidade e de condensações recorrentes em alguns sistemas tradicionais de fachada, contribuindo também para a remoção do vapor de água. No caso de edifícios com grande desenvolvimento em altura deve prever-se uma compartimentação da caixa-de-ar para prevenir a propagação de fogos pela fachada.

No caso das juntas de uma fachada ventilada, estas são constituídas por espaços, normalmente deixados em aberto, entre as placas de revestimento exterior com o objectivo fundamental de aliviar tensões resultantes de movimentações intrínsecas ou extrínsecas ao sistema.

As juntas de colocação ou juntas entre componentes podem ser fechadas ou abertas, sendo responsáveis pela absorção de deformações de ordem estrutural e de contracção ou expansão. No caso das juntas abertas, a sua utilização em locais sujeitos a condições climatéricas extremas ou a possíveis actos de vandalismo não é aconselhada. A sua espessura não deverá exceder os 3 mm, sendo no entanto admissível uma maior espessura, no caso de materiais sujeitos a uma variabilidade dimensional significativa. É também recomendável a utilização de materiais resistentes à humidade no tardoz do revestimento, apesar de a percentagem de água que penetra pelo revestimento ser relativamente reduzida. Já no caso das juntas fechadas, que se caracterizam pela protecção acrescida contra a água da chuva, deve prever-se a colocação de aberturas e drenos de modo a assegurar a sua estanquidade. Devem ser realizadas com o recurso a silicones devidamente testados e de comprovada qualidade, para prevenir eventuais incompatibilidades com os materiais do revestimento ou a sua degradação estética devido à radiação ultravioleta.

3.3 PATOLOGIAS EM FACHADAS VENTILADAS

Num sistema de fachada ventilada, a probabilidade de ocorrência de patologias graves é baixa. As patologias mais comuns neste tipo de sistema são normalmente consequência de uma execução deficiente ou de escolhas inadequadas por parte do projectista, e não de características inerentes ao sistema.

Os problemas passíveis de ocorrer nas fachadas ventiladas prendem-se sobretudo com os revestimentos, quer a nível estético quer a nível de segurança. Dos diversos materiais de que este pode ser composto, aqueles mais sensíveis devido sobretudo a alterações de aspecto serão a pedra natural e a cerâmica. Os outros revestimentos mencionados são menos susceptíveis de sofrer alterações significativas no seu aspecto, pois têm normalmente níveis de acabamento e de tratamento maiores. As eflorescências são manchas que aparecem na superfície de alguns tipos de revestimentos, normalmente de pedra ou cerâmica, e têm origem na dissolução dos sais constituintes do material ou das juntas e a sua posterior cristalização à superfície. Assim sendo, quanto mais poroso for o material das placas de revestimento e quanto mais agressivas forem as condições climatéricas do local em questão, maior é a propensão para o aparecimento desta patologia. Usualmente de cor branca, estas manchas podem apresentar outras colorações dependendo da composição química dos sais que lhes

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Figura 2.1: Informação necessária para o planeamento da vida útil de edifícios [29]
Figura 2.2: Metodologia de previsão da vida útil [2]
Figura 3.1: Corte esquemático de um sistema de fachada ventilada [8]
Figura 3.2: Representação de um sistema de fachada ventilada [35]
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Referências

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