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Aula 6 - Materiais e técnicas construtivas sustentáveis Profa. Dra. Andressa Ferrari PONTA GROSSA DESAFIO PROFISSIONAL V PONTA GROSSACritérios básicos para escolha dos materiais • Observar condições físicas do local onde será realizada a obra (insolação/terreno/umidade/ventos predominantes); • Optar por materiais de qualidade, duráveis e de pouca manutenção; conhecer as características de cada material (especificações técnicas/detalhes de instalação); • Dar preferência a materiais de fácil aplicação, que possam ser desmontados ou reutilizados após sua vida útil; • Materiais de vedação leves com eficiência no isolamento termo acústico da edificação, com pouca necessidade de argamassas e de boa resistência evitando perdas ou resíduos; Buscar materiais em conformidade com as normas de mercado (ABNT, outras); • Materias não tóxicos (sem emissão de COVs), não poluentes, de longa vida útil; • Escolher materiais possíveis de reutilização ou reciclagem (Resolução Conama 307), evitar materias que não podem ser recuperados; • De origem renovável; energeticamente eficientes. PONTA GROSSA CONSUMO ENERGÉTICO PARA FABRICAÇÃO DE MATERIAIS Fonte: Instituto Vale et Vale (Espanha) Material Energia (kWh/Kg) Areia/brita/terra/pedra 0,01 Madeira 0,1 Concreto 0,2 Gesso 1,0 Azulejo 1,2 Cimento 2,2 Fibra mineral 3,9 Vidro 6,0 Plásticos 10 Aço 10 Chumbo 14 Cobre 16 Alumínio 56 MATERIAIS ESTRUTURAIS ✓ Tentar limitar o uso daqueles que resultam de um processo de produção industrial com alto consumo de energia e matéria prima não renovável como o aço e o concreto ✓Opções: ✓Terra crua: bom regulador higrotérmico que não contém COVs nem metais pesados e não requer alto consumo de energia para sua queima. ✓Madeira: material nativo, renovável, cuja trasformação demanda pouca energia. PONTA GROSSA PONTA GROSSAMADEIRA ✓ Racionalização do uso; ✓ Silvicultura (plantio) e Manejo Florestal (extrativismo); ✓ Proteção das florestas nacionais; ✓ É renovável e economiza energia nas fases de processamento; ✓ Sequestro e fixação de carbono durante seu desenvolvimento; SITUAÇÃO DAS FLORESTAS - USOS E APLICAÇÕES ✓ Consumo de madeira no Brasil: uso ainda restrito nas edificações, excetuando-se certa tradição na região Sul. As principais aplicações da madeira são a produção de energia, papel e celulose; ✓ Maiores consumidores: Canadá (90% das casas feitas em madeira), EUA, Suécia e Japão; ✓ França: 65% da madeira em geral e 80% das coníferas são utilizadas em construções. PONTA GROSSAA SITUAÇÃO DAS FLORESTAS BRASILEIRAS, USOS E APLICAÇÕES: ( (Fonte: IBÁ, 2020) (Fonte: FINATTI, 2010) PONTA GROSSA CONSUMO DE MADEIRA ✓ Vantagens: ✓Melhor qualidade de vida na edificação: ar saudável, umidade naturalmente regulada, superfícies suaves e quentes ao toque, conforto térmico ✓Material nativo, renovável, cuja trasformação demanda pouca energia ✓Obra mais rápida e seca com elementos pré-fabricados e padronizados ✓Os resíduos podem ser reciclados, queimados para produzir energia ou biologicamente degradados para obtenção de gás metano (usado como combustível) Ciclo da madeira (CEI-BOIS, 2007 citado por CASTRO, 2008) PONTA GROSSA A MADEIRA COMO MATÉRIA PRIMA NA CONSTRUÇÃO CIVIL FERRAMENTAS DE CERTIFICAÇÃO DA MADEIRA: ✓ CERFLOR - Programa brasileiro de Certificação Florestal ✓ FSC - Forest Stewardship Council ou Conselho de Manejo Florestal ✓ No caso da inexistência de selo específico, a empresa vendedora deve possuir o Documento de Origem Florestal - DOF, emitido pelo IBAMA ou documento equivalente emitido pelo Órgão Estadual de Meio Ambiente - OEMA. PONTA GROSSA TRATAMENTO PREVENTIVO • O uso da madeira será ecológico apenas se o seu processamento dispensar produtos tóxicos. • Tratamentos tóxicos: sais de cobre, cromo, arsênio (CCA) ou creosoto – tais madeiras são consideradas resíduos industriais especiais, não devem ser queimadas. • Alternativas ao tratamento químico: ✓ processos térmicos (alta temperatura) aumenta durabilidade ✓ proteção construtiva dos agentes de degradação biológicos: escolha de espécies adequadas, madeira com taxa de umidade inferior a 18%, boa aeração da obra, detalhes que evitem retenção de água PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS MADEIRA LAMINADA COLADA – MLC Reconstituição da madeira a partir de lâminas. Utiliza colas de alta resistência evitando deslizamento entre as lâminas. Aplica madeira de reflorestamento – Pinus. São destinadas a cobrir vãos de até 100 m sem apoio intermediário. Vantagens: - Alta capacidade de carga e baixo peso próprio; - Flexibilidade em formas (curvas, arcos, ...) - Alta resistência ao fogo; - Menor número de ligações; - Resistência mecânica; - Leveza; ... Edifício Tamedia – Zurique / Suiça Arq. Shigeru Ban Escola Rural na Fazenda Canuanã, Araguia / Tocantis Marcerlo Rosenbaum e Aleph Zero Arquitetura PONTA GROSSATÉCNICAS CONSTRUTIVAS MADEIRA LAMINADA CRUZADA – CLT Tábuas ou lâminas de madeira em camadas perpendiculares, permitindo a fabricação de placas e superfícies (paredes e lajes) com grandes dimensões: entre 2,40m e 4,00m de altura, e até 12,00m ou mais de comprimento. Para seu transporte, as chapas são cortadas em pedaços que permitem o seu deslocamento por rodovias, contêineres ou carrocerias tipo pranchas. “A CLT tem sido chamada de "o concreto do futuro" e, em certo sentido, é verdade, já que fornece - pelo menos - a mesma resistência estrutural do concreto armado. É um material com alto grau de flexibilidade e precisa passar por grandes deformações para quebrar e desmoronar, ao contrário do concreto”. (ARCHDAILY, 2020) 1m³ de concreto = 2,7 toneladas / 1m³ de CLT = 400Kg Elementos de proteção contra umidade e clima – revestimentos, óleos vegetais, tintas minerais, etc. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS MADEIRA Casa Pinus, Campos do Jordão, 2010 Arquiteto André Eisenlohr Estrutura composta por pilares de eucalipto, vigas de garapeira e assoalho em muiracatiara, paredes e forros de painéis de OSB. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS WOOD FRAME: Sistema construtivo estruturado em perfis de madeira reflorestada e tratada. Baixo desperdício. Baixo nível de energia empregada. Durável, reciclável e com bom desempenho no conforto ambiental. • NBR 7190-1997 – Projeto de Estruturas de Madeira não apresenta critérios muito apropriados para dimensionamento. Necessário observar normas de outros países (Eurocode 5) PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS PAINÉIS SIP: utilizado na substituição de paredes estruturais e de vedação. Os painéis consistem de um núcleo de EPS (Poliestireno expandido) entre duas chapas de revestimento OSB (Painel de tiras de madeira orientadas), com dimensão comercial de 1,22 x 2,44m. Excelente desempenho a flexão, tração, compressão e impacto, leveza (de 48 a 50 kg) e alta produtividade. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS CORDWOOD: Formado pela composição de tocos de madeira e argamassa de terra crua. É uma técnica utilizada para compor painéis de vedação, necessitando de uma estrutura auxiliar para o suporte do telhado. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – TERRA CRUA ADOBE: técnica construtiva com mais de 3 mil anos de história. Usado por populações tradicionais. Tijolo feito de barro e palha, seco ao sol. Bom isolante térmico e mantém a qualidade interna do ar. (Fonte: Ecocentro IPEC, 2011.) Mesquita de Djenne – Mali / África (1280) Casa em Minas Gerais PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – TERRA CRUA SUPERADOBE: técnica desenvolvida na Califórnia. Utiliza sacos de polipropileno preenchidos com terra. Permite níveis de temperatura e umidade constantes na edificação. (Fonte: Ecocentro IPEC, 2011.) PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – TERRA CRUA COB: técnica medieval originária da Inglaterra Mistura terra (30% de argila), água, areia, palha (arroz).Estruturas maleáveis. Possibilita formas orgânicas e artísticas. Não leva cimento. PONTA GROSSATÉCNICAS CONSTRUTIVAS – TERRA CRUA TAIPA DE PILÃO (TERRA COMPACTADA) / TERRA COMPACTADA ESTABILIZADA feita a partir de subsolo e uma pequena quantidade de estabilizador (cimento), compactada em formas removíveis. Resistente à água, fogo, livre de manutenção e bom isolamento acústico Fonte: www.earthstructures.co.uk Sherbrooke House (JOH Architects) The Balgownie Estate Resort PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – MATERIAIS RENOVÁVEIS FARDOS DE PALHA: melhor conforto térmico e acústico, técnica desenvolvida há menos de 200 anos nos EUA. A palha dos fardos é rica em sílica, que fossiliza com o tempo dando longa durabilidade ao material. PAINÉIS DE PALHA PRÉ-FABRICADOS EcoCocon painéis de 1,2 x 3,0m https://www.youtube.com/watch?v=2N1h9x8Y3bg PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – MATERIAIS RENOVÁVEIS BAMBU: material mais resistente que o aço. Versátil e flexível, utilizado em utensílios, móveis, estruturas e fechamentos. Fibras de bambu podem ser adicionadas ao concreto. Planta de rápido crescimento. (Fonte: Ecocentro IPEC, 2011.) PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – CONFORTO TÉRMICO TELHADO VERDE: - Mantém boa a umidade relativa do ar; - Enriquece a biodiversidade ao atrair animais como pássaros, borboletas e joaninhas; - Minimiza o problema da impermeabilidade do solo; - Valoriza e embeleza o imóvel; - Garante sensação térmica agradável (5 graus a mais no inverno e 5 graus a menos no verão); - Diminui em até 30% o valor da conta de luz. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – CONFORTO TÉRMICO TELHADO VERDE: - Extensivo: 6 a 8 cm substrato, sobrepeso reduzido, baixa manutenção, baixo custo de instalação, vegetação adaptada às condições locais. - Intensivo ou semi: camada superior a 20 cm substrato, maior sobrepeso, manutenção constante e intensiva. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – CONFORTO TÉRMICO PAREDE TROMBE: PONTA GROSSATÉCNICAS CONSTRUTIVAS – CONFORTO TÉRMICO PAREDE TROMBE: Sitema passivo de aquecimento solar. Parede constituída por uma superfície de vidro que fica em contato com o lado exterior da construção, uma caixa de ar e um muro de grande densidade e espessura que possa absorver o calor (pedra/tijolomaciço). A orientação da parede deve estar alinhada com o percurso do sol no inverno. O sistema possui duas funções: captação e armazenamento de energia solar. Uma vez aquecida a energia fica confinada na pequena câmara de ar entre o vidro e a superfície interna. Se essa câmara de ar permanecesse fechada o ar esquentaria excessivamente e sua energia seria perdida pelo vidro para o exterior. Para evitar isto o sistema possui 2 abertura pequenas, um na parte mais alta e outro na parte mais baixa. O ar quente sobe por convecção natural e atravessa a parede pela parte superior, passando para o interior do edifício. Quando o ar interno se esfriar ele voltará para a câmara pela abertura inferior da parede e volta a ser aquecido. Para que o sistema seja eficiente é sugerido que a parede interna tenha uma espessura de 40cm, cor escura na superfície voltada para a câmara e que seja de concreto, pedras ou tijolos. Para que o sistema funcione durante a noite é aconselhado a instalação de um sistema de proteção externo como uma persiana externa, para que o calor acumulado durante o dia não escape pelo vidro. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – CONSTRUÇÃO À SECO STELL FRAME: Sistema construtivo que utiliza o aço galvanizado como principal elemento estrutural. Estruturas que não utilizam tijolo ou cimento, sendo que o concreto é apenas empregue nas fundações. Revestimento frequente com placas de OSB, placas cimentícias. • EUA, Japão, Canadá, Argentina, Chile, Europa • LSF – Light Stell Framing – estrutura leve de perfis de aço galvanizado, permite economia no custo da fundação (Radier) • Bom desempenho termo-acústico PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS – CONSTRUÇÃO À SECO STELL FRAME: • Revestimento interno pode ser realizado com placas de gesso acartonado • Isolamento térmico e acústico (mantas de lã de vidro ou poliéster – pet reciclado) • Fácil execução de instalações elétricas e hidráulicas (vazio interno das paredes e furos nos montantes) • Revestimento externo fabricado a partir do PVC, madeira, placas cimentícias e composto de madeira e plástico. PONTA GROSSA TÉCNICAS CONSTRUTIVAS COMPARAÇÕES: PONTA GROSSA MATERIAIS - Telhas recicladas: telhas onduladas fabricadas com restos de embalagens longa- vida e de outras embalagens feitas com polietileno e alumínio (ex.: tubo de creme dental). Material leve que proporciona economia na estrutura, impermeável, reciclável, resistente aos raios ultra-violeta, elevada resistência mecânica, isolante térmico, não propaga chamas. PONTA GROSSAMATERIAIS - Telhas de madeira: feitas industrialmente com pinus de reflorestamento tratado. Custo elevado por metro quadrado. - Telhas de taubilhas: artesanais feitas com sobras de madeiras nobres certificadas. Não requerem produtos químicos para sua conservação. Há também taubilhas feitas de laminas de madeira prensada (pinus eliotti), tratadas por autoclave. PONTA GROSSA MATERIAIS - Tijolo de solo-cimento (NBR 10834/1994): traço composto por terra, areia e cimento (8:1:1), produzido em prensas sem necessidade de queima. PONTA GROSSA MATERIAIS - Madeira plástica: fabricada com resíduos de fábricas de papel, serragem de madeira e plásticos recicláveis. Arquitetos Tatiana Terry e Luciano Alvares http://casa.abril.com.br/materia/casa-sustentavel-osb-madeira-plastica PONTA GROSSA MATERIAIS -Tintas a base de pigmentos naturais: vegetais ou minerais. Não possuem componentes sintéticos ou derivados de petróleo, não são nocivas à saúde; - Conduíte corrugado reciclado: feito de embalagens de agrotóxico descartadas e recicladas, retira do ambiente e do contato humano um dos resíduos mais perigosos da agroquímica. Baixo custo em relação aos similares de mercado. Exemplos Baixo Impacto Arquitetura – Escritório em Florianópolis Disponível emhttp://www.arqbaixoimpacto.com.br Exemplos Zweid Estudio Creativo – Astúrias/Espanha Disponível em: http://waveavenue.com/profiles/blogs/attractive-and-sustainable-spanish-home-by-zwei-estudio- creativo Sistema passivo de condicionamento, Madeira e pedra permitem termo – regulação retendo calor no inverno e dissipando no verão Exemplos Centro de Proteção Ambiental Usina Hidrelétrica de Balbina – Manaus Arquiteto Severino Porto http://www.arcoweb.com.br/arquitetura/30-projetos-obras-chaves-para-02-03-2005.html Uso de materiais e técnicas locais. “Quando cheguei percebi que o índio e o caboclo sabiam muito bem como construir suas casas e fui me adaptando”, relata Segundo Severiano. No centro foram empregadas diversas espécies de madeira da área que seria inundada para a formação do lago da hidrelétrica. Troncos roliços estruturam a cobertura sinuosa que sombreia os blocos de alvenaria. A própria cobertura adota telhas de madeira submetida à imunização por imersão em óleo de motor queimado. “A técnica é até hoje utilizada no Japão e nos países escandinavos”, detalha o arquiteto. PONTA GROSSA Material de Apoio - madeira • http://www.uel.br/editora/portal/pages/arquivos/arquitetura%20em%2 0madeira_digital.pdf PONTA GROSSA https://www.archdaily.com.br/br/965688/arquitetura-com-paineis-sip-casas-pre-fabricadas-de-construcao- rapida-e-alto-desempenho http://www.dicadaarquiteta.com.br/2017/10/voce-sabe-o-que-e-cordwood.html https://vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/18.208/6717 https://sites.google.com/site/arquiteturabiossustentavel/idhea---instituto-para-o-desenvolvimento-da- habitacao-ecologica https://www.ecocasa.com.br/ http://www.ecocentro.org/ Referências / Sites para pesquisa https://www.archdaily.com.br/br/965688/arquitetura-com-paineis-sip-casas-pre-fabricadas-de-construcao-rapida-e-alto-desempenhohttp://www.dicadaarquiteta.com.br/2017/10/voce-sabe-o-que-e-cordwood.html https://vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/18.208/6717 https://sites.google.com/site/arquiteturabiossustentavel/idhea---instituto-para-o-desenvolvimento-da-habitacao-ecologica https://www.ecocasa.com.br/ http://www.ecocentro.org/ PONTA GROSSA Referências / Sites para pesquisa https://www.archdaily.com.br/br/922665/a-madeira-laminada-cruzada-clt-e-o-concreto-do-futuro https://www.archdaily.com.br/br/928061/o-que-e-madeira-laminada-colada-mlc-ou-glulam https://www.aecweb.com.br/emp/cont/m/ecogrid-sistema-de-construcao-sustentavel-de-alta-performance_44309_17738 https://dicasdearquitetura.com.br/cob-casas-esculpidas-com-terra/ https://sustentarqui.com.br/hiperadobe-o-que-e-vantagens/ https://www.archdaily.com.br/br/922665/a-madeira-laminada-cruzada-clt-e-o-concreto-do-futuro https://www.archdaily.com.br/br/928061/o-que-e-madeira-laminada-colada-mlc-ou-glulam https://www.aecweb.com.br/emp/cont/m/ecogrid-sistema-de-construcao-sustentavel-de-alta-performance_44309_17738 https://dicasdearquitetura.com.br/cob-casas-esculpidas-com-terra/ https://sustentarqui.com.br/hiperadobe-o-que-e-vantagens/