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PROCESSOS CONSTRUTIVOS Processos construtivos_Impressa.indd 1 06/10/2017 16:28:50 Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 P963 Processos construtivos / André Luís Abitante ... [et al.] ; [revisão técnica: Shanna Trichês Lucchesi]. – Porto Alegre : SAGAH, 2017. 271 p. : il. ; 22,5 cm. ISBN 978-85-9502-224-9 1. Engenharia civil. 2. Processos construtivos. CDU 624 Revisão técnica: Shanna Trichês Lucchesi Mestre em Engenharia de Produção Professora do curso de Engenharia Civil Processos construtivos_Impressa.indd 2 06/10/2017 16:28:50 André Luís Abitante Engenheiro Civil Mestre em Engenharia e Ciência dos Materiais com ênfase em Controle de Processos Bianca Funk Weimer Engenheira Civil Diego da Luz Adorna Engenheiro civil Mestre em Engenharia Civil Roberta Centofante Engenheira Civil Mestre em Engenharia Civil PROCESSOS CONSTRUTIVOS 20172017 Processos construtivos_Impressa.indd 3 06/10/2017 16:28:51 © SAGAH EDUCAÇÃO S.A., 2017 Gerente editorial: Arysinha Affonso Colaboraram nesta edição: Coordenadora editorial: Verônica de Abreu Amaral Assistente editorial: Fernanda Anflor Preparação de originais: Renata Ramisch e Frank Holbach Capa sobre arte original: Cíntia Garcia Editoração: Know-How Editorial NOTA As Normas ABNT são protegidas pelos direitos autorais por força da legislação nacional e dos acordos, convenções e tratados em vigor, não podendo ser reproduzidas no todo ou em parte sem a autorização prévia da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. As Normas ABNT citadas nesta obra foram reproduzidas mediante autorização especial da ABNT. Reservados todos os direitos de publicação à SAGAH EDUCAÇÃO S.A., uma empresa do GRUPO A EDUCAÇÃO S.A. Av. Jerônimo de Ornelas, 670 – Santana 90040-340 Porto Alegre RS Fone: (51) 3027-7000 Fax: (51) 3027-7070 São Paulo Rua Doutor Cesário Mota Jr., 63 – Vila Buarque 01221-020 São Paulo SP Fone: (11) 3221-9033 SAC 0800 703-3444 – www.grupoa.com.br É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web e outros), sem permissão expressa da Editora. IMPRESSO NO BRASIL PRINTED IN BRAZIL Processos construtivos_Impressa.indd 4 06/10/2017 16:28:53 PALAVRA DO GRUPO SER EDUCACIONAL É através da educação que a igualdade de oportunidades surge, e, com isso, há um maior desenvolvimento econômico e social para a nação. Há alguns anos, o Brasil vive um período de mudanças, e, assim, a educação também passa por tais transformações. A demanda por mão de obra qualificada, o aumento da competiti- vidade e a produtividade fizeram com que o Ensino Superior ganhasse força e fosse tratado como prioridade para o Brasil. Dessa forma, as instituições do Grupo Ser Educacional buscam ampliar as competências básicas da educação de seus estudantes, além de oferecer-lhes uma sólida formação, sempre pensando nas ações dos alunos no contexto da sociedade. Janguiê Diniz Processos construtivos_Palavra.indd 5 06/10/2017 13:29:24 Processos construtivos_Palavra.indd 6 06/10/2017 13:29:25 A recente evolução das tecnologias digitais e a consolidação da internet modificaram tanto as relações na sociedade quanto as noções de espaço e tempo. Se antes levávamos dias ou até semanas para saber de acontecimentos e eventos distantes, hoje temos a informação de maneira quase instantânea. Essa realidade possibilita a ampliação do conhecimento. No entanto, é necessário pensar cada vez mais em formas de aproximar os estudantes de conteúdos relevantes e de qualidade. Assim, para atender às necessidades tanto dos alunos de graduação quanto das instituições de ensino, desenvolvemos livros que buscam essa aproximação por meio de uma linguagem dialógica e de uma abordagem didática e funcional, e que apresentam os principais conceitos dos temas propostos em cada capítulo de maneira simples e concisa. Nestes livros, foram desenvolvidas seções de discussão para reflexão, de maneira a complementar o aprendizado do aluno, além de exemplos e dicas que facilitam o entendimento sobre o tema a ser estudado. Ao iniciar um capítulo, você, leitor, será apresentado aos objetivos de aprendizagem e às habilidades a serem desenvolvidas no capítulo, seguidos da introdução e dos conceitos básicos para que você possa dar continuidade à leitura. Ao longo do livro, você irá encontrar hipertextos que irão auxiliá- -lo no processo de compreensão do tema. Esses hipertextos estão classificados como: APRESENTAÇÃO Traz dicas e informações extras sobre o assunto tratado na seção. Processos construtivos_Apresentação.indd 7 06/10/2017 16:28:31 Todas essas facilidades vão contribuir para um ambiente de apren- dizagem dinâmico e produtivo, conectando alunos e professores no processo do conhecimento.* Bons estudos! * Atenção: para que seu celular leia os códigos, ele precisa estar equipado com câmera e com um aplicativo de leitura de códigos QR. Existem inúmeros aplicativos gratuitos para esse fim, dis- poníveis na Google Play, na App Store e em outras lojas de aplicativos. Certifique-se de que o seu celular atende a essas especificações antes de utilizar os códigos. Mostra um exemplo sobre o tema estudado, para que você possa compreendê-lo de maneira mais eficaz. Alerta sobre alguma informação não explicitada no texto ou acrescenta dados sobre determinado assunto. Indica, por meio de links e códigos QR*, infor- mações complementares que você encontra na web. https://goo.gl/TjfZrS 8 Apresentação Processos construtivos_Apresentação.indd 8 06/10/2017 16:28:33 SUMÁRIO Unidade 1 Sistemas construtivos .....................................................................................13 Sistemas construtivos e os principais subsistemas ......................................................................... 13 Escolha do sistema construtivo ................................................................................................................... 16 Sustentabilidade na construção civil ....................................................................................................... 19 Sistemas construtivos convencionais .......................................................26 Sistemas construtivos convencionais ......................................................................................................26 Estruturas de concreto armado e de alvenaria estrutural ..........................................................29 Compatibilidade entre os sistemas prediais e os sistemas construtivos convencionais ....................................................................................................................................................32 Sistemas construtivos não convencionais ...............................................39 Sistemas construtivos não convencionais ............................................................................................39 Drywall e sistemas frame ..................................................................................................................................42 Compatibilidade entre os sistemas prediais e os sistemas construtivos não convencionais ....................................................................................................................................................43 Classificação dos materiais de construção ..............................................53 Classificação dos materiais: origem, natureza e função ..............................................................53 Critérios de escolha dos materiaisde construção civil .................................................................55 Propriedades dos principais materiais de construção civil ........................................................ 59 Produtos exclusivamente industrializados ............................................ 65 Características da construção civil e a industrialização do setor ...........................................65 Produtos exclusivamente industrializados de aço ..........................................................................68 Produtos exclusivamente industrializados de madeira e de concreto ..............................73 Unidade 2 Aplicação de materiais transformados .................................................... 83 Aplicação de materiais transformados ...................................................................................................84 Produtos pré-industrializados .................................................................. 101 Construção de paredes de drywall .........................................................................................................101 Construções em estruturas leves de madeira ................................................................................. 105 Construções em estruturas leves de aço ........................................................................................... 108 Processos construtivos_Sumario.indd 9 06/10/2017 13:29:38 Sistemas de pré-fabricação ........................................................................116 Introdução à pré-fabricação: história e conceito ...........................................................................116 Sistemas pré-fabricados .................................................................................................................................118 Diretrizes para projetos ...................................................................................................................................123 Confecção de peças pré-fabricadas .......................................................................................................125 Tipos de ligações entre peças pré-moldadas ..................................................................................128 Sistemas tecnológicos ................................................................................. 137 Motivação dos sistemas tecnológicos ..................................................................................................137 Sistemas em painéis de concreto.............................................................................................................138 Sistemas em painéis de alvenaria ............................................................................................................ 146 Sistema Camus ............................................................................................... 152 Sistema Camus .....................................................................................................................................................152 Instalações ...............................................................................................................................................................156 Vantagens e desvantagens ..........................................................................................................................158 Sistema Bossert .............................................................................................. 161 Sistema Bossert ....................................................................................................................................................161 Sistemas de paredes no contorno (sistema “envelope”) .......................................................... 163 Vantagens e desvantagens ......................................................................................................................... 166 Unidade 3 Processos construtivos: gerenciamento ............................................... 169 A importância de um gerenciamento ................................................................................................. 169 Gestão da construção ......................................................................................................................................171 Dificuldades para implantação de sistemas de gerenciamento e gestão .................. 189 Cálculos de processos construtivos: curva ABC e perdas construtivas ..................................................................................................... 194 Perdas construtivas e conceitos de construção da curva ABC ............................................. 194 Critérios de cálculo e funcionamento da curva ABC .................................................................. 198 Cálculo da curva ABC relacionado às perdas construtivas ..................................................... 201 Padronização de custos .............................................................................. 207 Processos de redução e padronização de custos ......................................................................... 207 Formas, processos e métodos de padronização de custos ....................................................210 Técnicas da padronização de custos na construção civil .........................................................213 Unidade 4 Medição da produção na construção civil (análises de processos construtivos) ..................................................... 219 Medição de produção e análise de processos construtivos .................................................. 220 Sistemas de indicadores de desempenho nos processos construtivos ........................223 Indicadores de produtividade de serviços na construção civil ........................................... 226 Sumário10 Processos construtivos_Sumario.indd 10 06/10/2017 13:29:38 Cálculos de perdas construtivas .............................................................. 232 Perdas construtivas........................................................................................................................................... 232 Classificação das perdas construtivas...................................................................................................234 Cálculo das perdas construtivas .............................................................................................................. 237 Curva “S” (curvas de agregação de recursos) ...................................... 243 Curvas de agregação de recursos e o gerenciamento de projetos .................................. 244 Aplicação das curvas de agregação de recursos como técnica de planejamento e de controle ............................................................................................................................................................... 246 As curvas de agregação de recursos na gestão de custos ..................................................... 250 Construção enxuta (lean construction) .................................................. 255 Definições e conceitos básicos da construção enxuta (lean construction) ...................256 Construção enxuta: princípios para a gestão de processos .................................................. 260 Planejamento e controle da produção: princípios e ferramentas ...................................... 263 Gabaritos ......................................................................... 271 11Sumário Processos construtivos_Sumario.indd 11 06/10/2017 13:29:38 Processos construtivos_Sumario.indd 12 06/10/2017 13:29:38 Sistemas construtivos Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: De� nir sistemas construtivos e enumerar os principais subsistemas. Analisar os critériosde escolha dos sistemas construtivos. Aplicar o conceito de sustentabilidade no cotidiano da construção civil. Introdução As edificações são compostas por sistemas construtivos que atuam em conjunto, garantindo segurança e funcionalidade para seus ocupantes. O projetista deve ser capaz de escolher o sistema construtivo adequado, de acordo com inúmeros aspectos, considerando sempre a questão da sustentabilidade no cotidiano da construção civil. Neste capítulo, você aprenderá o conceito de sistema construtivo e quais suas principais subdivisões. Além disso, você estudará os crité- rios que devem ser considerados no momento da escolha do sistema construtivo e qual a importância da sustentabilidade na construção civil. Sistemas construtivos e os principais subsistemas As obras de engenharia civil podem ser idealizadas nas mais diversas con- cepções e executadas com diferentes tipos de materiais e técnicas. O produto fi nal da construção civil, ou seja, a edifi cação, é considerado um sistema construtivo. Para entender melhor o conceito de sistema construtivo, é necessário co- nhecer previamente a definição de técnica, método e processo construtivo, conforme Sabbatini (1989 apud SOUZA; BARROS; MELHADO, 1995). U N I D A D E 1 Processos construtivos_U1_C01.indd 13 06/10/2017 13:29:45 Técnica construtiva consiste no conjunto de práticas, ferramentas e equi- pamentos utilizados ao longo da execução de um serviço de construção civil. Como exemplo, podemos citar o tipo de desempenadeira necessária para fazer um serviço de acabamento ou o tipo de fôrma utilizada na execução de estruturas de concreto. Método construtivo, por sua vez, consiste num conjunto de técnicas construtivas necessárias para a execução de determinado serviço. Para exe- cutar uma parede de alvenaria, por exemplo, é necessário aplicar técnicas construtivas como marcação da parede, forma de aplicação da argamassa, forma de assentamento do tijolo, alinhamento e prumo. Portanto, o método construtivo constitui-se de uma metodologia necessária para a execução de um serviço. Essas metodologias são apresentadas, por exemplo, em forma de normas técnicas da ABNT. O processo construtivo se difere do método construtivo pela complexidade e extensão dos problemas enfrentados (SABBATINI, 1989 apud SOUZA; BARROS; MELHADO, 1995). O processo construtivo pode ser considerado como o conjunto de métodos construtivos necessários para a execução de um edifício ou parte dele. A execução de uma alvenaria estrutural, por exemplo, demanda a aplicação de diferentes métodos construtivos para a execução de um conjunto de paredes, para que estas se encontrem associadas entre si. Por fim, o sistema construtivo pode ser definido como o conjunto dos processos construtivos necessários para a execução da edificação como um todo. Um edifício de alvenaria estrutural é formado pela estrutura, pelas instalações prediais, pela cobertura, pelas fundações e pelo revestimento. Cada um desses itens demanda um conjunto de processos construtivos para ser executado. O produto final — ou seja, a edificação de alvenaria estrutural — consiste no sistema construtivo. Para saber mais sobre a conceituação de sistemas construtivos, leia a tese “Desenvol- vimento de métodos, processo e sistemas construtivos: formulação e aplicação de uma metodologia” (SABBATINI, 1989). A edificação, portanto, é considerada como o sistema construtivo principal, o qual é dividido em vários subsistemas, de acordo com as características Sistemas construtivos14 Processos construtivos_U1_C01.indd 14 06/10/2017 13:29:45 da obra. Na Figura 1, são representados, esquematicamente, os subsistemas construtivos presentes em obras de construção civil. Figura 1. Subsistemas construtivos. Fonte: Adaptada de Weidle (1995, p. 21). Os subsistemas destacados exigem a aplicação de diferentes processos construtivos, de acordo com a conveniência e a necessidade da obra. Entre esses subsistemas, quatro deles se destacam em função da relevância que exercem sobre o sistema construtivo principal, conforme apresentado a seguir: a) Subsistema estrutural: O subsistema estrutural pode ser considerado o mais importante, pois a sua determinação condiciona a escolha dos demais subsistemas. O subsistema estrutural de um edifício pode ser subdivido em duas partes: a superestrutura e a infraestrutura. A primeira se refere à parte superior da estrutura do edifício, responsável por suportar e transmitir as cargas dos pavimentos para as fundações. A segunda se refere à parte inferior da estrutura, ou seja, às fundações, sendo responsável por transmitir ao terreno as cargas provenientes do edifício. 15Sistemas construtivos Processos construtivos_U1_C01.indd 15 06/10/2017 13:29:45 b) Subsistema de cobertura: a cobertura é a estrutura responsável por proteger a edificação das ações ambientais, contribuindo também para o seu aspecto arquitetônico e conforto térmico. Assim como o subsistema estrutural, a cobertura condiciona a escolha dos demais subsistemas. c) Subsistema de vedações e divisórias: O subsistema de vedação é res- ponsável pela proteção da edificação frente à ação dos agentes externos. Além disso, as divisórias permitem a flexibilidade e a delimitação do espaço interno da edificação. Esse subsistema deve ser compatível com o sistema estrutural e o de cobertura. d) Subsistema de instalações: O subsistema de instalações é responsável pela complexidade característica da construção e pelo funcionamento adequado da edificação. As principais instalações presentes em uma edificação são o sistema de abastecimento de água, o sistema de coleta de esgoto, o sistema de abastecimento de gás, os sistemas de proteção e combate a incêndio e as instalações elétricas e de telefonia. O subsistema de instalações deve ser compatível com o subsistema estrutural, o de cobertura e o de vedações e divisórias. Escolha do sistema construtivo O sistema construtivo principal está, de modo geral, condicionado ao subsis- tema estrutural. Na Figura 2, são apresentados alguns critérios utilizados na escolha do subsistema estrutural adequado para a edifi cação. Sistemas construtivos16 Processos construtivos_U1_C01.indd 16 06/10/2017 13:29:46 Figura 2. Critérios de escolha do subsistema estrutural. Fonte: Adaptada de Fortes (2009, p. 59-60). Analise individualmente cada um dos critérios apresentados: Capacidade de suporte do solo: o solo deve ser capaz de suportar o car- regamento que a estrutura transmitirá. Estruturas de concreto armado, por exemplo, são mais pesadas e, por isso, precisam ser construídas em terrenos com capacidade de suporte adequada. A capacidade de suporte do solo condicionará também o tipo de fundação que deverá ser utilizado. Disponibilidade de materiais e mão de obra: o subsistema estrutural utilizado deverá ser compatível com o tipo de materiais disponíveis na região, evitando assim gastos excessivos com transporte e possíveis atrasos na execução da obra. A mão de obra disponível também deve ser compatível com o tipo de serviço exigido. Tipo de ocupação: o tipo de ocupação condiciona o carregamento e a funcionalidade para os quais a ocupação deverá ser projetada. Além disso, as dimensões e a altura da edificação podem influenciar o tipo de subsistema estrutural escolhido — o sistema steel frame, por exemplo, permite construções com mais de seis pavimentos. 17Sistemas construtivos Processos construtivos_U1_C01.indd 17 06/10/2017 13:29:46 Recursos do construtor e custo da obra: o tipo de subsistema estru- tural escolhido deve ser compatível com os recursos disponíveis para a sua execução, como equipamentos e mão de obra. Além disso, o custo desse subsistema deve ser compatível com o valor que o cliente poderá pagar pela obra. Possibilidade de ampliações e adaptações: deve ser prevista, em projeto, a possibilidade de ampliações e adaptações da obra executada, escolhendo-se um subsistema estrutural que permita essas alterações. Compatibilidade com os subsistemas complementares: o subsistema estrutural deve ser compatível com os demais subsistemas aplicados na construção, como instalações elétricas e hidráulicas. Manutenção e reparos: a o escolher um determinado subsistema es- trutural, o projetista deverá estimar a frequência e os custos referentes aos procedimentos de manutenção. Segurança para o trabalhador: o subsistema estrutural deve ser esco- lhido de maneira que seja garantida a segurança do trabalhador durante a execução do serviço, com o fornecimento dos EPIs (equipamentos de proteção individual) e EPCs (equipamentos de proteção coletiva) adequados. Impacto ambiental: o subsistema estrutural deve considerar os impac- tos ambientais referentes aos procedimentos de produção dos materiais, construção, uso e manutenção da estrutura. O projetista deve conside- rar o conceito de sustentabilidade no momento da escolha do sistema construtivo. Além disso, esse profissional deve considerar também o impacto que a construção e o uso da edificação exercerão na vizinhança. Qualidade, desempenho e durabilidade: o subsistema estrutural escolhido deverá garantir qualidade e desempenho adequados para a edificação construída. Além disso, esse subsistema deverá garantir durabilidade, ou seja, a estrutura deverá resistir às agressões para as quais foi projetada, durante o tempo de vida útil estimado em projeto, sem necessitar de intervenções severas. A observância desses critérios pelo projetista diminui a possibilidade de gastos não previstos, valoriza a edificação e reduz os impactos que ela causará ao ambiente e à sociedade. Sistemas construtivos18 Processos construtivos_U1_C01.indd 18 06/10/2017 13:29:46 Sustentabilidade na construção civil A interação entre a construção civil e o ambiente é um dos principais parâmetros a ser considerado no momento da escolha do sistema construtivo. A construção civil está associada ao consumo de grandes quantidades de recursos terrestres e de energia, além de ser responsável pela geração considerável de poluição ambiental. A Figura 3 demonstra quanto a construção e a operação de edifícios re- presenta sobre o consumo total de energia, recursos naturais e geração de poluentes nos Estados Unidos. Figura 3. Impacto da construção e da operação de edificações nos Estados Unidos. Fonte: Adaptada de Allen e Iano (2013, p. 4). A construção e a operação de edificações também são responsáveis pela emissão significativa de materiais particulados e de outros poluentes aéreos. No Brasil, o material mais utilizado na construção civil é o concreto, que demanda a produção em larga escala de cimento. De acordo com o Sindicato da Indústria de Cimento (SNIC), a produção de cimento Portland no Brasil, em 2014, superou os 71,2 milhões de toneladas (SINDICATO NACIONAL DA INDÚSTRIA DO CIMENTO, 2014). O processo de produção do cimento é responsável pela emissão de, em média, 800 kg de CO2 para cada tonelada de clínquer produzida. Além disso, a produção do cimento demanda o consumo de grandes quantidades de energia e recursos naturais. 19Sistemas construtivos Processos construtivos_U1_C01.indd 19 06/10/2017 13:29:46 Para saber mais sobre o processo de produção do cimento, leia o Capítulo 2 do livro “Tecnologia do concreto” (NEVILLE; BROOKS, 2013). A escolha do sistema construtivo deve levar em conta, portanto, os impactos ambientais que a edificação causará ao ambiente durante a sua construção, o seu uso e a sua demolição. Desse modo, a sustentabilidade deve ser considerada durante a execução dos projetos de engenharia civil. O conceito de sustentabilidade foi incorporado à construção civil com o objetivo de reduzir os impactos causados ao meio ambiente. De acordo com Allen e Iano (2013, p. 5), sustentabilidade consiste em “[...] suprir as necessidades da presente geração sem comprometer a habilidade das futuras gerações em suprir as suas [...]”. Para que o conceito de sustentabilidade seja inserido no cotidiano da cons- trução civil, Bertolini (2010, p. 26) afirma que os seguintes procedimentos são indispensáveis: promover o desenvolvimento de materiais com menor consumo ener- gético e de matérias-primas naturais; promover tecnologias de reciclagem dos materiais descartados, re- duzindo assim a quantidade de resíduos dispostos no ambiente e a quantidade de matérias-primas naturais consumidas; privilegiar os materiais e as tecnologias de construção que possibilitem o aumento da vida útil das estruturas, reduzindo a frequência com que as obras são reconstruídas. A vida útil das edificações pode ser analisada de acordo com o diagrama apresentado na Figura 4. Sistemas construtivos20 Processos construtivos_U1_C01.indd 20 06/10/2017 13:29:47 Figura 4. Análise da vida útil da edificação do ponto de vista da sustentabilidade. Fonte: Adaptada de Allen e Iano (2013, p. 5). As perguntas apresentadas no diagrama anterior são apenas um exemplo dos questionamentos que o projetista deve fazer, caso queira incorporar adequa- damente o conceito de sustentabilidade aos seus projetos de construção civil. Aprenda mais sobre a sustentabilidade na construção civil lendo o artigo “Aplicação da produção mais limpa na construção civil: uma proposta de minimização de resíduos na fonte” (MATTOSINHO; PIONÓRIO, 2009). 21Sistemas construtivos Processos construtivos_U1_C01.indd 21 06/10/2017 13:29:47 1. Considerando a definição de sistema, processo, método e técnicas construtivas, assinale a alternativa que apresenta a afirmação correta. a) Sistema construtivo consiste no conjunto de práticas utilizadas na execução de um determinado serviço, como, por exemplo, a utilização de fôrmas de madeira na execução de uma viga de concreto. b) A aplicação de tintas por meio de rolo lã de carneiro é um exemplo de técnica construtiva, pois consiste em uma ferramenta utilizada para a execução de um determinado serviço. c) O método construtivo, que se difere do sistema construtivo em função de sua complexidade, é composto por um conjunto de técnicas construtivas utilizadas para a execução de um determinado serviço. d) As normas técnicas da ABNT são um exemplo de técnicas construtivas, pois apresentam uma metodologia necessária para a execução de um determinado serviço. e) O sistema construtivo consiste no conjunto de processos construtivos necessários para a execução da estrutura de uma edificação, podendo ser denominado, também, de sistema estrutural. 2. O sistema construtivo pode ser dividido em diversos subsistemas. Analise as afirmativas abaixo, referentes aos subsistemas construtivos, e assinale a alternativa verdadeira. a) A compatibilidade entre o subsistema de instalações e o subsistema de estruturas é um importante fator, devendo ser idealizado paralelamente a execução da obra. b) O subsistema estrutural é o mais importante dentre todos os subsistemas. Pode ser dividido em superestrutura, que se refere às fundações da edificação, e infraestrutura, que consiste no “esqueleto” formado por vigas e pilares. c) O subsistema de vedações e divisórias é responsável pela proteção externa da edificação frente aos agentes externos e pela delimitação dos espaços internos da edificação. d) O subsistema de cobertura possui a função de proteger a edificação frente as ações ambientais, sem, contudo, contribuir para o conforto ambiental da mesma. e) O subsistema de instalações, formado exclusivamente pelas instalações hidrossanitárias e elétricas, é responsávelpelo funcionamento adequado da edificação. 3. A utilização de um sistema construtivo está condicionada, geralmente, à escolha do sistema estrutural. Analise as afirmativas abaixo, referentes aos critérios de escolha do Sistemas construtivos22 Processos construtivos_U1_C01.indd 22 06/10/2017 13:29:47 subsistema estrutural, e assinale a alternativa verdadeira: a) A compatibilidade com os demais subsistemas não pode ser considerado um critério de escolha do subsistema estrutural, visto que é este que governa a escolha dos demais subsistemas. b) A manutenção e reparos, bem como a possibilidade de ampliações e adaptações, são critérios opcionais para a escolha de um subsistema estrutural, visto que devem ser consideradas apenas no momento em que se fizerem necessárias. c) Na escolha do subsistema estrutural, o engenheiro deve considerar, além do impacto ambiental, o impacto que a construção e o uso da edificação exercerão nas edificações vizinhas. d) A capacidade de suporte do solo condiciona o tipo de fundação que será utilizada em uma determinada obra, não exercendo influência direta sobre o tipo de estrutura que deverá ser aplicada. e) Apesar de serem importantes no processo de construção de uma edificação, a disponibilidade de equipamentos e o custo final da obra não são considerados critérios de escolha do subsistema estrutural. 4. Analise as afirmativas abaixo, referentes aos impactos ambientais causados pelas obras de construção civil, e assinale a alternativa correta. a) Os impactos ambientais causados pelas obras de construção civil são decorrentes, exclusivamente, dos processos de extração de matéria-prima e fabricação de produtos de construção. b) A sustentabilidade na construção civil pode ser explicada, de maneira simplificada, como os procedimentos aplicados para reduzir o consumo de recursos naturais e emissão de gases poluentes, durante a execução da edificação. c) O uso e operação de edificações causam impactos ao meio ambiente, deste modo, o aumento da vida útil das estruturas não pode ser considerado como uma alternativa sustentável. d) Um dos grandes impactos ambientais causados pela construção civil é o consumo elevado de energia, que consiste, exclusivamente, na energia utilizada na produção de materiais e na execução e demolição da edificação. e) O reaproveitamento e a reciclagem de materiais descartados é uma alternativa sustentável, pois reduz a quantidade de recursos naturais consumidos e o volume de resíduos descartados no ambiente. 5. A vida útil da edificação é um fator importante na obtenção da sustentabilidade dentro da construção civil. Analise as afirmativas abaixo, referentes à vida útil da edificação, e assinale a alternativa verdadeira: a) Os contaminantes resultantes da demolição da edificação devem 23Sistemas construtivos Processos construtivos_U1_C01.indd 23 06/10/2017 13:29:47 ser considerados na análise da vida útil das edificações, bem como a disposição final dos resíduos gerados. b) A análise da quantidade de energia e de água consumidos durante a produção dos materiais de construção civil não é um critério a ser analisado no estudo da vida útil da edificação. c) O transporte de materiais até a obra consiste em um critério estritamente econômico, não sendo importante na análise da sustentabilidade e vida útil da edificação. d) Independentemente dos materiais e tecnologias aplicados, o consumo de energia e água ao longo da vida útil de uma edificação não é influenciado. e) A manutenção da edificação deve ser realizada apenas quando necessário, não precisando ser considerada durante a análise da vida útil. Sistemas construtivos24 Processos construtivos_U1_C01.indd 24 06/10/2017 13:29:48 ALLEN, E.; IANO, J. Fundamentos da engenharia de edificações: materiais e métodos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. BERTOLINI, L. Materiais de construção: patologia, reabilitação, prevenção. São Paulo: Oficina de Textos, 2010. FORTES, B. A. C. Estudo do planejamento para a implementação de construção indus- trializada em aço. 2009. Dissertação (Mestrado em Ciências da Engenharia Civil) –Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2009. MATTOSINHO, C.; PIONÓRIO, P. Aplicação da produção mais limpa na construção civil: uma proposta de minimização de resíduos na fonte. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ADVANCES IN CLEANER PRODUCTION, 2., 2009, São Paulo. Anais… São Paulo: [s.n.], 2009. NEVILLE, A. M.; BROOKS, J. J. Tecnologia do concreto. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. SABBATINI, F. H. Desenvolvimento de métodos, processos e sistemas construtivos: formu- lação e aplicação de uma metodologia. 1989. 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Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004. 25Sistemas construtivos Processos construtivos_U1_C01.indd 25 06/10/2017 13:29:48 Sistemas construtivos convencionais Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Caracterizar os sistemas construtivos convencionais e enumerar os principais tipos. Apontar as diferenças entre as estruturas de concreto armado e a alvenaria estrutural. Analisar a compatibilidade entre os sistemas prediais e os sistemas construtivos convencionais. Introdução A construção civil é uma das atividades mais antigas do homem. Ao longo do tempo, práticas construtivas foram sendo difundidas e aprimoradas até se tornarem o que conhecemos hoje como sistemas construtivos convencionais. Os principais sistemas utilizados na construção civil atual são as estruturas de concreto e a alvenaria estrutural. O projetista deve ser capaz de analisar suas principais características, para saber quando utilizá-los e para compatibilizá-los com as instalações elétricas e hidráulicas da edificação. Neste capítulo, você aprenderá quais são os principais sistemas cons- trutivos convencionais e será capaz de enumerar suas características. Além disso, você aprenderá os procedimentos de compatibilidade mais importantes entre os sistemas estruturais e as instalações elétricas e hidráulicas. Sistemas construtivos convencionais A construção civil é uma atividade intimamente ligada ao desenvolvimento humano. A “forma de construir” em determinada região varia de acordo com Processos construtivos_U1_C02.indd 26 06/10/2017 13:29:53 as condições ambientais, a disponibilidade de matéria-prima, as questões histó- ricas e culturais dos povos que ali habitam. As diferenças entre essas “formas de construir” podem ser observadas na Figura 1, que apresenta construções localizadas no Iêmen, utilizando apenas terra batida, e na Alemanha, onde a madeira é muito utilizada como material estrutural. Figura 1. Casas-torre, noIêmen (à esquerda), construídas apenas com terra batida, e casas enxaimel, na Alemanha (à direita), construídas com estrutura de madeira. Fonte: Fontenelle (2016). Os sistemas construtivos presentes ao redor do mundo são, portanto, o resultado da aceitação de determinada “forma de construir” pela sociedade. Dessa maneira, alguns sistemas construtivos se tornam preferenciais em certas regiões, sendo utilizados em larga escala e recebendo, assim, a denominação de convencionais ou tradicionais. Os sistemas construtivos convencionais não se mantêm imutáveis ao longo do tempo: são aperfeiçoados por meio do desenvolvimento de novos mate- riais, da especialização da mão de obra e da mecanização total ou parcial dos processos construtivos. Logo, no sistema convencional, todas as etapas e produtos envolvidos no processo construtivo são bem conhecidos por todos os participantes — técnicos, empreiteiros ou consumidores (MELLO, 2004, p. 48). No Brasil, os sistemas construtivos convencionais aplicados são estrutura de concreto armado com vedação de alvenaria (Figura 2) e alvenaria estrutural (Figura 3). 27Sistemas construtivos convencionais Processos construtivos_U1_C02.indd 27 06/10/2017 13:29:54 Figura 2. Construção com estrutura de concreto armado e alvenaria de vedação. Fonte: Roman et al. (2002, p. 13). Figura 3. Alvenaria estrutural. Fonte: Roman (2002, p. 143). No Brasil, especialmente na Região Nordeste, é comum encontrar construções com terra, como o tijolo adobe. Para conhecer mais a respeito desse tipo de construção, leia o texto “A terra na construção civil: edificações de adobe no município de Pedro II, Piauí” (ALEXANDRIA; LOPES, 2008). Sistemas construtivos convencionais28 Processos construtivos_U1_C02.indd 28 06/10/2017 13:29:54 Estruturas de concreto armado e de alvenaria estrutural Estruturas de concreto armado O concreto é o material de construção mais empregado no mundo, em função de sua versatilidade e durabilidade, e da facilidade de obtenção das suas matérias-primas. O concreto apresenta elevada resistência à compressão; contudo, pouco resiste à tração. Como os esforços de tração estão quase sempre presentes nas estruturas usuais de edifi cações, são incorporadas barras de aço ao concreto, posicionadas nas regiões tracionadas, resultando no material denominado concreto armado. O concreto armado, portanto, apresenta ele- vada resistência à compressão, em função do concreto, e elevada resistência à tração, em função do aço. As estruturas de concreto armado são o sistema construtivo mais empregado no Brasil. Elas são compostas por um conjunto de elementos como vigas, lajes e pilares, conforme a Figura 4, cada qual submetido a diferentes tipos de solicitações. Os vãos entre os elementos construtivos são preenchidos com algum material de vedação, sendo a alvenaria o mais comum deles. Figura 4. Esquema de estrutura de concreto armado. Fonte: Carvalho Júnior (2016a, p. 270). Veja algumas vantagens das estruturas de concreto armado: 29Sistemas construtivos convencionais Processos construtivos_U1_C02.indd 29 06/10/2017 13:29:54 Boa resistência frente à maioria das solicitações. Boa trabalhabilidade, podendo ser moldado em diversas concepções. Obtenção de estruturas monolíticas, garantindo a transmissão de esforços. Técnicas de execução razoavelmente dominadas em todo o país. Durabilidade, desde que bem executado, e resistência ao fogo superior à da madeira e do aço. Possibilidade de utilização de pré-moldagem. Boa resistência a choques, vibrações, efeitos térmicos e atmosféricos. No entanto, o concreto armado também apresenta algumas desvantagens, veja a seguir: Resulta em elementos de grandes dimensões e com peso específico elevado. Pode ser difícil de executar reformas e adaptações. É um bom condutor de calor e som, necessitando, em certos casos, de isolantes termoacústicos. Demanda o uso de um sistema de fôrmas e escoramentos, que precisam permanecer instalados até o material atingir a resistência adequada (em torno de 28 dias). Aprenda sobre os sistemas construtivos em concreto pré-moldado lendo o artigo “Estruturas pré-fabricadas exigem alto grau de detalhamento. Modulação, repetição de elementos construtivos e racionalização devem ser adotados desde a fase de concepção” (SAYEGH, 2011). Alvenaria estrutural A alvenaria estrutural consiste em um sistema construtivo em que as paredes são utilizadas, simultaneamente, como elementos de vedação e como elementos resistentes aos carregamentos verticais, provenientes do peso próprio e de ocupação, e aos carregamentos horizontais, provenientes da ação do vento e do desaprumo (ROMAN et al., 2002, 13). Sistemas construtivos convencionais30 Processos construtivos_U1_C02.indd 30 06/10/2017 13:29:54 Além de resistir aos carregamentos, as paredes de alvenaria estrutural são responsáveis pelo isolamento termoacústico do ambiente, pela estanqueidade à água da chuva e ao ar e pela resistência à ação do fogo. Elas podem ser construídas com blocos cerâmicos ou de concreto (Figura 5), produzidos especialmente para esse fim. Figura 5. Esquema de construção com alvenaria estrutural. Fonte: Carvalho Júnior (2016a, p. 270). As principais vantagens desse sistema construtivo estão apresentadas a seguir: Redução de custos, quando comparado a construções com estrutura de concreto armado. Redução do uso de madeira e mão de obra para a execução de fôrmas, Redução do consumo de concreto e ferragens, bem como de mão de obra para a preparação desses materiais. Facilidade de qualificação da mão de obra. Maior velocidade de construção, comparada a estruturas de concreto armado. Boa resistência ao fogo. 31Sistemas construtivos convencionais Processos construtivos_U1_C02.indd 31 06/10/2017 13:29:54 Bom isolamento termoacústico. Grande flexibilidade arquitetônica. Racionalização de material, por meio da modulação das peças. Como desvantagens, destacam-se a restrição que esse sistema oferece a reformas e adaptações não planejadas, a limitação de grandes vãos e balanços e a limitação de altura, comparada a estruturas de concreto armado. Ainda, é necessária a modulação prévia dos dispositivos, a fim de estabelecer os locais exatos para passagens das tubulações hidrossanitárias e elétricas. Compatibilidade entre os sistemas prediais e os sistemas construtivos convencionais Estruturas de concreto armado A compatibilização entre os sistemas prediais (instalações elétricas e hidráu- licas) e o sistema construtivo em estruturas de concreto armado vem sendo alvo de diversas discussões. Durante muito tempo, as tubulações (elétricas e hidráulicas) eram instaladas após a execução da estrutura e da parede de alvenaria de vedação, por meio de furos e rasgos na estrutura terminada. Associados a essa técnica construtiva, estão problemas como o desperdício de material, a perda de desempenho da estrutura e a geração de resíduos (entulhos). Com o objetivo de aumentar a racionalização de recursos e diminuir os impactos ambientais causados pela construção civil, o projeto das estruturas de concreto deve prever a execução de rebaixos, furos e shafts, que permitam a passagem das tubulações sem a necessidade de executar rasgos na estrutura ou na alvenaria de vedação. Além disso, os elementos estruturais devem ser dispostos de modo que não interfiram nos componentes dos sistemas prediais. Para conhecer mais sobre a compatibilização de projetos, leia o texto “Compatibilização de projetos ou engenharia simultânea: qual é a melhor solução?” (MIKALDO JÚNIOR; SCHEER, 2008). Sistemas construtivos convencionais32 Processos construtivos_U1_C02.indd 32 06/10/2017 13:29:55 Alvenaria estrutural A alvenariaestrutural é um sistema construtivo em que as paredes suportam as cargas provenientes do peso próprio, da ocupação e das solicitações externas. A instalação dos sistemas prediais (elétrico e hidráulico) deve ser realizada da seguinte forma: As tubulações devem ser executadas de maneira totalmente indepen- dente da alvenaria estrutural. As tubulações não devem passar pelo interior das paredes de alvenaria estrutural, exceto se não for necessária a realização de cortes na parede. As tubulações devem ser instaladas de forma que facilitem o acesso para a execução de possíveis serviços de reparos. As principais alternativas para a instalação de tubulações verticais (elétricas e hidráulicas) em alvenaria estrutural são a parede hidráulica e o shaft. A parede hidráulica consiste em uma parede de alvenaria sem fins es- truturais, ou seja, que exerce apenas a função de vedação, podendo receber furos e cortes que permitam a instalação dos pontos de alimentação. As paredes hidráulicas podem ser executadas com blocos hidráulicos, conforme apresentado na Figura 6, os quais possuem ranhuras verticais que facilitam o seu seccionamento. Além disso, esses blocos possuem uma cavidade que permite a passagem de tubulações horizontais. Figura 6. Bloco hidráulico. Fonte: Carvalho Júnior (2016b, p. 340). Os shafts consistem em galerias verticais que permitem a passagem de tubulações de grande dimensão, como as sanitárias, conforme observado 33Sistemas construtivos convencionais Processos construtivos_U1_C02.indd 33 06/10/2017 13:29:55 na Figura 7. Além disso, facilitam a realização de inspeções e reparos nas tubulações. Figura 7. Detalhamento do shaft em planta baixa. Fonte: Carvalho Júnior (2016b, p. 340). Os shafts podem ser construídos no plano das paredes, como na Figura 8(a), ou fora desse plano, conforme a Figura 8(b). Seu fechamento pode ser realizado com placas de gesso acartonado, chapas metálicas, entre outros materiais. Sistemas construtivos convencionais34 Processos construtivos_U1_C02.indd 34 06/10/2017 13:29:55 Figura 8. Shaft (a) no mesmo plano da parede e (b) fora do plano da parede. Fonte: Carvalho Júnior (2016b, p. 341). As tubulações (elétricas e hidráulicas) horizontais podem ser encaminhadas sob o forro, sendo ocultadas por meio da instalação de um forro suspenso, como PVC, gesso acartonado ou madeira. 1. Analise as afirmativas abaixo, referentes aos sistemas construtivos convencionais, e assinale a alternativa correta. a) Os sistemas construtivos convencionais são aqueles que se mantêm inalteráveis ao longo do tempo, ou seja, os processos, métodos e técnicas construtivas são sempre os mesmos. b) As etapas de construção dos sistemas convencionais, normalmente, são pouco conhecidas pelos participantes envolvidos no projeto (técnicos, empreiteiros e consumidores), fato este que prejudica a qualidade final do produto. c) A disponibilidade de matéria-prima é um dos fatores que justificam a utilização de determinado sistema construtivo, bem como as questões culturais dos povos que habitam determinada região. d) Os sistemas construtivos convencionais de cada região variam de acordo com as condições ambientais de cada região, não sendo influenciados por questões históricas ou culturais dos povos que ali habitam. e) Os sistemas convencionais não variam entre regiões, sendo a construção com estruturas de concreto armado e a alvenaria estrutural os sistemas mais aplicados no mundo. 2. A construção com estruturas de concreto armado é o sistema construtivo mais empregado no Brasil. Analise as afirmativas abaixo, referentes às construções com concreto armado, e assinale a alternativa correta. a) As barras de aço são incorporadas ao concreto com o objetivo de resistir aos esforços de tração, aos quais o concreto 35Sistemas construtivos convencionais Processos construtivos_U1_C02.indd 35 06/10/2017 13:29:55 apresenta baixa resistência. Além disso, as barras de aço conferem forma ao material final, em função da pouca versatilidade do concreto. b) As barras de aço são incorporadas ao concreto com o objetivo de resistir aos esforços de compressão, aos quais o concreto apresenta baixa resistência. As armaduras de aço também conferem forma às peças estruturais, em função da baixa versatilidade do concreto. c) As estruturas de concreto armado são compostas por um conjunto de elementos estruturais (vigas, pilares e lajes), preenchidos com material de vedação (alvenaria). d) As estruturas de concreto armado apresentam vantagens, como a boa resistência frente à maioria das solicitações, a obtenção de estruturas monolíticas e facilidade na execução de reformas e adaptações. e) As estruturas de concreto armado apresentam como vantagens a boa durabilidade e boa resistência ao fogo, além de demandarem o uso de um sistema de fôrmas e escoramentos, o qual acelera o processo construtivo. 3. Analise as afirmativas abaixo, referentes à construção com alvenaria estrutural, e assinale a alternativa verdadeira. a) Na construção em alvenaria estrutural, as paredes possuem função resistente, suportando os carregamentos verticais e horizontais, aos quais a estrutura está submetida. Além disso, as paredes exercem função de vedação e de divisórias. b) Na construção em alvenaria estrutural, as paredes promovem a vedação da edificação, frente aos agentes externos, e permitem a divisão do ambiente interno em diversos compartimentos, não resistindo a aplicação de carregamentos. c) Na construção em alvenaria estrutural, as paredes são responsáveis por promover a estanqueidade à água da chuva e do ar, contudo, não contribuem para a resistência ao fogo. d) A construção em alvenaria estrutural é mais econômica, quando comparada à construção em estrutura de concreto armado, contudo, a velocidade de construção é menor. e) A alvenaria estrutural facilita a execução de reformas e adaptações não planejadas, contudo, possui limitação de altura, quando comparada a construções em estrutura de concreto armado. 4. A compatibilização das instalações prediais com o sistema construtivo é fundamental para garantir a funcionalidade da edificação. Analise as afirmativas abaixo, referentes a compatibilização em estruturas de concreto armado, e assinale a alternativa correta. a) A compatibilização das instalações prediais com o subsistema estrutural é realizada por meio da execução de rebaixos e shafts, previstos Sistemas construtivos convencionais36 Processos construtivos_U1_C02.indd 36 06/10/2017 13:29:55 em projeto. Os furos podem ser realizados em locais não previstos, desde que não atravessam as armaduras de aço. b) A execução de shafts resulta na perda de desempenho da estrutura, quando comparada a execução de rasgos aos longos da parede. c) A execução de furos e rasgos não é indicada para a estrutura de concreto armado, contudo, pode ser realizada sem problemas na alvenaria de vedação. d) A compatibilização das instalações prediais com o subsistema estrutural é realizada por meio da execução de rebaixos, furos e shafts, previstos em projeto. e) A execução de furos e rasgos na estrutura construída é uma técnica antieconômica, contudo, não influencia no desempenho da estrutura. 5. A compatibilização entre as instalações prediais e as paredes de alvenaria estrutural deve ser observada pelo projetista. Analise as afirmativas abaixo, referentes à compatibilização destes sistemas, e assinale a alternativa correta. a) Os shafts consistem em galerias verticais que permitem a passagem das tubulações, além de facilitar os serviços de manutenção ereparo. b) Para garantir a compatibilização, as instalações prediais devem ser executadas de maneira totalmente dependente da alvenaria estrutural, passando, preferencialmente, pelo interior das paredes. c) As instalações prediais devem ser realizadas por meio de paredes hidráulicas, que consistem em paredes estruturais que permitem a realização de furos e cortes, que facilitam a instalação dos pontos de alimentação. d) Os shafts são paredes sem fins estruturais, que permitem a passagem de tubulações de pequena dimensão, as quais passam pelo interior dos blocos de alvenaria. e) As paredes de alvenaria estrutural permitem a realização de furos e rasgos para execução das instalações prediais, assim como a alvenaria de vedação das estruturas de concreto armado. 37Sistemas construtivos convencionais Processos construtivos_U1_C02.indd 37 06/10/2017 13:29:56 ALEXANDRIA, S. S. S; LOPES, W. G. R. A terra na construção civil: edificações de adobe no município de Pedro II, Piauí. 2008. XII Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído – ENTAC. Fortaleza, 2008. CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações elétricas e o projeto de arquitetura. 7 ed. São Paulo: Blucher, 2016a. CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura. 10 ed. São Paulo: Blucher, 2016b. FONTENELLE, G. Os 16 tipos de casas mais diferentes do mundo. 28 de setembro de 2016. Disponível em: http://viagemeturismo.abril.com.br/materias/fotos-os-16-tipos-de- -casas-mais-diferentes-do-mundo/. Acesso em: 13 de agosto de 2017. MELLO, C. W. Avaliação de sistemas construtivos para habitações de interesse social. 2004. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004. MIKALDO JÚNIOR, J; SCHEER, S. Compatibilização de projetos ou engenharia simultânea: qual é a melhor solução? 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Apontar as diferenças entre os sistemas drywall e frame. Analisar a compatibilidade entre os sistemas prediais e os sistemas construtivos não convencionais. Introdução Com o desenvolvimento tecnológico e a busca pela racionalização e sustentabilidade na construção civil, novos sistemas construtivos foram desenvolvidos. Esses sistemas — que ainda não dominam o setor da construção civil no Brasil devido aos custos elevados — também ajudam na otimização do uso dos recursos disponíveis na obra. Então, como nos sistemas convencionais, o projetista deve estar atento às características dos sistemas construtivos que pretende utilizar e a sua compatibilidade com as instalações elétricas e hidráulicas. Neste capítulo, você vai conhecer as características dos principais sistemas construtivos não convencionais utilizados na construção civil, além de estudar a compatibilidade entre esses sistemas construtivos e as instalações elétricas e hidráulicas. Sistemas construtivos não convencionais A construção civil é uma atividade em constante evolução. Essa evolução está relacionada com o desenvolvimento tecnológico de novos materiais, com a mecanização dos processos construtivos e com o surgimento de novas exigências de desempenho e de preservação ambiental. Processos construtivos_U1_C03.indd 39 06/10/2017 13:30:22 O desenvolvimento de sistemas construtivos não convencionais é, portanto, uma consequência da industrialização na construção civil. Métodos indus- triais são empregados na produção de componentes, promovendo melhorias nos subsistemas construtivos, especialmente no subsistema estrutural, no de vedação e no de divisórias da edificação. Essa industrialização tem o objetivo de melhorar a qualidade dos mate- riais aplicados, bem como aumentar a velocidade de execução dos serviços, promovendo economia de custos referentes à mão de obra e aumentando o seu grau de especialização. Além de suprir demandas produtivas e financeiras, a industrialização busca um melhor desempenho das edificações frente ao consumo energético e ao conforto ambiental. Ela agrega ainda vantagens ecológicas, reduzindo a produção de entulho e o impacto ambiental da construção. Como exemplos de sistemas construtivos não convencionais aplicados no Brasil, podemos destacar o drywall e os sistemas frame. O drywall é um sistema construtivo composto por placas de gesso acartonado, conforme apresentado na Figura 1, cujo uso já vem sendo bastante difundido no Brasil. Já o sistema frame consiste em um sistema construtivo industrializado, estruturado em perfis de madeira (Wood Frame), mostrados na Figura 2, ou em perfis de aço (Steel Frame), que você vê na Figura 3. Embora os sistemas frame sejam muito aplicados nos Estados Unidos e no Canadá, ainda encontram mercado reduzido no Brasil, muito em função do pouco conhecimento das construtoras e dos projetistas sobre esses sistemas construtivos. Os itens abaixo apresentam com mais detalhes as características dos dois sistemas. Figura 1. Construção com gesso acartonado. Fonte: PINI (2009). Sistemas construtivos não convencionais40 Processos construtivos_U1_C03.indd 40 06/10/2017 13:30:23 Figura 2. Construção em Wood Frame. Fonte: Allen e Iano (2013, p. 186). Figura 3. Construção em Steel Frame. Fonte: Allen e Iano (2013, p. 503). 41Sistemas construtivos não convencionais Processos construtivos_U1_C03.indd 41 06/10/2017 13:30:23 Para saber mais sobre a relação entre os sistemas construtivos e a habitação, leia o texto “Sistemas construtivos alternativos para habitações populares” (CAMPOS; LARA, 2012). Drywall e sistemas frame Sistema drywall O drywall é um sistema construtivo composto por placas de gesso acartonado fi xadas sobre uma estrutura metálica, utilizado na construção de paredes, forros e divisórias. O sistema drywall é caracterizado por sua leveza, facilidade de instalação, resistência ao fogo e capacidade de isolamento térmico e acústico. O sistema drywall apresenta algumas vantagensem relação aos sistemas convencionais de alvenaria, como destaca Carvalho Júnior (2016, p. 334): Baixo peso. Ganho de área útil, em função da menor espessura. Instalação rápida, sem geração de entulho. Superfície de parede mais lisa e precisa. Montagem dos sistemas elétricos e hidráulicos em seu interior, durante a construção. As placas de gesso acartonado podem ser facilmente retiradas para a rea- lização de reparos e substituições. O drywall pode ser utilizado em estruturas de concreto, aço ou madeira. Sistemas frame Os sistemas frame podem ser subdivididos em Steel Frame e Wood Frame. O primeiro consiste em um sistema construtivo estruturado em perfi s de aço galvanizado formados a frio, enquanto o segundo é um sistema construtivo estruturado em perfi s leves de madeira. A estrutura (de aço ou de madeira) é projetada de modo a suportar as cargas provenientes do peso próprio e do uso da edificação, bem como as solicitações externas, como vento e vibrações. Sistemas construtivos não convencionais42 Processos construtivos_U1_C03.indd 42 06/10/2017 13:30:23 Os sistemas frame se caracterizam pela rapidez de construção e pela boa qualidade que conferem à habitação durante o uso; contudo, estão sujeitos a limitações referentes à altura da edificação. Carvalho Júnior (2016b, p. 344) destaca que, no Brasil, não se pode construir edifícios de Steel Frame com mais de seis pavimentos. As estruturas frame podem receber diferentes tipos de revestimentos, como aço, madeira, PVC, gesso acartonado ou placas cimentícias, que garantem um acabamento semelhante ao oferecido pela alvenaria revestida. Os sistemas frame apresentam algumas vantagens em relação aos sistemas construtivos convencionais, conforme apresentado a seguir: Versatilidade e flexibilidade. Instalação com ferramentas simples e de baixo custo. Disponibilidade de camadas de ar internas, garantindo isolamento térmico. Associação de isolantes térmicos e acústicos no interior das paredes. Ganho de área útil, em função da espessura reduzida. Compatibilidade com os sistemas de instalações elétricas e hidráulicas. Leveza dos elementos construtivos. No Brasil, os sistemas frame são pouco utilizados em função do conheci- mento limitado da população sobre eles e da dificuldade de obtenção de mão de obra qualificada para esse serviço. Para conhecer melhor os sistemas frame, leia o texto “Comparativo de sistemas constru- tivos, convencional e Wood Frame em residências unifamiliares” (VASQUES; PIZZO, 2014). Compatibilidade entre os sistemas prediais e os sistemas construtivos não convencionais Sistema drywall O sistema drywall é composto por uma estrutura metálica fechada em um ou em ambos os lados com placas de gesso acartonado. O interior dessa estrutura 43Sistemas construtivos não convencionais Processos construtivos_U1_C03.indd 43 06/10/2017 13:30:23 permite, portanto, que as instalações elétricas e hidráulicas sejam posicionadas da maneira mais convenientes possível, minimizando a realização de cortes e a geração de entulho. Os eletrodutos e as tubulações hidráulicas são posicionados antes da instalação das placas de gesso acartonado. Essas placas podem receber as aberturas para interruptores, tomadas e torneiras antes de sua fixação na estrutura metálica. Em ambientes expostos à ação da água, devem ser utilizadas placas especiais (com baixa absorção de água), associadas a técnicas de impermeabilização e proteção superficial. Em boxes de banheiros, azulejos podem ser assentados nas placas de gesso acartonado para garantir a proteção delas frente à ação da água. Na Figura 4, são apresentadas diferentes concepções de instalação de uma bacia sanitária em uma parede construída em drywall. Figura 4. Concepções de instalação de uma bacia sanitária em drywall: (a) concepção convencional; (b) balcão técnico e (c) bacia com saída horizontal e caixa acoplada. Fonte: Adaptado de Carvalho Júnior (2016b, p. 335-336). Na primeira concepção, a caixa de descarga fica inserida no interior da parede, entre as placas de gesso acartonado. A bacia sanitária possui saída convencional, ou seja, saída vertical. Na segunda concepção, a caixa de descarga é posicionada em uma saliência da parede de drywall, denominada balcão técnico. A saída da bacia sanitária é instalada na horizontal. Por fim, na terceira concepção, a saída da bacia sanitária é instalada na horizontal. Porém, não é realizada a execução do balcão técnico, a caixa de descarga é acoplada na parede. Nessa situação, a distância entre as placas de gesso acartonado deve ser maior, para a instalação da tubulação de saída da bacia sanitária. Sistemas construtivos não convencionais44 Processos construtivos_U1_C03.indd 44 06/10/2017 13:30:24 Sistema Steel Frame As instalações elétricas e hidráulicas utilizadas no sistema Steel Frame são as mesmas utilizadas nos demais sistemas construtivos, não apresentando perda de desempenho ou qualidade. No sistema Steel Frame, todas as paredes e lajes funcionam como shafts visitáveis, facilitando a passagem dos eletrodutos e da tubulação hidráulica, bem como favorecendo os serviços de manutenção e reparos. Além disso, o sistema Steel Frame permite que as instalações elétricas e hidráulicas sejam distribuídas de modo que não se sobreponham, diminuindo o risco de acidentes. A passagem de tubulações elétricas e hidráulicas pelos montantes e vigas de piso deve ser realizada por meio de furos, definidos de acordo com a NBR 15252 (ABNT, 2014), conforme a Figura 5. Além disso, a instalação de eletrodutos e tubulações hidráulicas na vertical deve ser realizada junto à alma do montante, pelo lado externo, ou livre no vão entre os montantes, conforme a Figura 6. As tubulações nunca devem ser dispostas dentro dos montantes, em função do risco de perfuração por parafusos durante a fixação das placas de fechamento das paredes. Figura 5. Passagem de eletrodutos pelas vigas da laje. Fonte: Carvalho Júnior (2016a, p. 277). 45Sistemas construtivos não convencionais Processos construtivos_U1_C03.indd 45 06/10/2017 13:30:24 Figura 6. Instalação de tubulação hidráulica na vertical. Fonte: Carvalho Júnior (2016b, p. 345). As caixas de luz e os registros podem ser fixados diretamente nos mon- tantes, conforme apresentado nas Figuras 7 e 8, fazendo ou não uso de placas auxiliares para a fixação. Figura 7. Caixa de luz fixada diretamente no montante. Fonte: Carvalho Júnior (2016a, p. 277). Sistemas construtivos não convencionais46 Processos construtivos_U1_C03.indd 46 06/10/2017 13:30:24 Figura 8. Registro fixado no montante, por meio de uma peça auxiliar. Fonte: Carvalho Júnior (2016b, p. 345). As tubulações sanitárias, em função de seu diâmetro superior, devem ser posicionadas horizontalmente sob as lajes, sendo ocultadas pelo forro. Recomenda-se que essas tubulações sejam construídas com o menor com- primento possível. Para saber mais detalhes sobre o sistema Steel Frame, leia a NBR 15253: “Perfis de aço formados a frio, para painéis reticulados em edificações – Requisitos gerais” (ABNT, 2014). Sistema Wood Frame As instalações elétricas e hidráulicas são as mesmas utilizadas nas construções convencionais. Assim como no sistema Steel Frame, as paredes funcionam como shafts visitáveis, facilitando a instalação dos eletrodutos e das tubulações, bem como os processos de manutenção e reparos. 47Sistemas construtivos não convencionais Processos construtivos_U1_C03.indd 47 06/10/2017 13:30:25 Os eletrodutos e as tubulações hidráulicas são fixados entre os montantes das paredes e do forro, conforme apresentado nas Figuras 9, 10 e 11. Caso seja necessária a execução de furos nos montantes, estes não devem ter diâmetro superior a 1/3 da espessura do montante.Figura 9. Instalações elétrica e hidráulica no forro em sistema Wood Frame. Fonte: Carvalho Júnior (2016a, p. 281). Figura 10. Fiação elétrica no interior da parede em sistema Wood Frame. Fonte: Carvalho Júnior (2016a, p. 281). Sistemas construtivos não convencionais48 Processos construtivos_U1_C03.indd 48 06/10/2017 13:30:25 Figura 11. Tubulações de água e esgoto em sistema Wood Frame. Fonte: Carvalho Júnior (2016b, p. 348). Vazamentos em instalações de água e esgoto devem ser reparados o mais rápido possível, para que não ocorra a deterioração da madeira e o aparecimento de fungos. Os mesmos cuidados devem ser tomados com o sistema de captação de água da chuva, evitando a incidência de água sobre a madeira da estrutura, sobre os elementos metálicos de ligação e sobre as chapas de revestimento. 49Sistemas construtivos não convencionais Processos construtivos_U1_C03.indd 49 06/10/2017 13:30:25 1. Os sistemas construtivos não convencionais são consequência da industrialização na construção civil. Assinale a alternativa que apresenta características obtidas por meio da industrialização dos sistemas construtivos. a) Melhoria da qualidade dos materiais aplicados e redução da velocidade de construção das edificações. b) Economia de custos referentes à mão de obra e aumento do consumo energético da edificação. c) Melhoria do conforto ambiental das edificações, redução da produção de entulho e do grau de especialização da mão de obra. d) Aumento do impacto ambiental das construções e aumento da velocidade de execução dos serviços. e) Melhoria do desempenho energético da edificação, com redução dos impactos ambientais. 2. Analise as afirmativas abaixo, referentes ao sistema Drywall, e assinale a alternativa correta. a) O sistema Drywall é formado por um conjunto de placas cimentícias fixadas sobre uma estrutura metálica. b) As paredes do sistema Drywall apresentam pequena espessura, quando comparadas à paredes de alvenaria, resultando no ganho de área útil. c) O Drywall é um sistema construtivo leve e de fácil instalação, contudo, apresenta baixa resistência ao fogo. d) O sistema Drywall possui boa capacidade de isolamento térmico, contudo, sua utilização prejudica o desempenho acústico do ambiente. e) Em função do peso elevado, as placas do sistema Drywall não podem ser substituídas com facilidade. 3. O sistema Frame é subdividido em Steel Frame e Wood Frame, de acordo com o tipo de material utilizado na construção dos perfis estruturais do sistema. Analise as afirmativas abaixo, referentes ao sistema Frame, e assinale a alternativa correta. a) O sistema Frame consiste em uma estrutura montada a partir de perfis, de aço ou de madeira, que suporta o carregamento da edificação. Esta estrutura é fechada por meio de chapas, de diferentes materiais. b) O sistema Frame apresenta vantagens, como a rapidez de construção e a possibilidade de construções acima de 10 pavimentos. c) As paredes construídas com o sistema Frame se caracterizam pela leveza e pequena espessura, contudo, não garantem bom isolamento térmico para o ambiente interno. d) Em função da pequena espessura das paredes, o sistema Frame se caracteriza pela dificuldade de compatibilização com as instalações prediais. Sistemas construtivos não convencionais50 Processos construtivos_U1_C03.indd 50 06/10/2017 13:30:26 e) Apesar da facilidade de instalação, o sistema Frame apresenta como desvantagem a necessidade instalação com ferramentas de alto custo. 4. Assinale a alternativa correta, no que se refere à compatibilização entre o sistema Drywall e as instalações prediais. a) As tubulações hidráulicas e os eletrodutos devem ser posicionados imediatamente após a instalação das placas de gesso acartonado, as quais devem receber as aberturas antes da sua fixação na estrutura metálica. b) Em ambientes expostos à umidade e ao derramamento de água, devem ser utilizadas placas especiais, que possuem alta absorção de água. c) A construção com paredes Drywall exige que, em banheiros, a saída da bacia sanitária seja sempre posicionada na horizontal. d) Em ambientes úmidos, as placas de gesso acartonado devem estar sempre associadas a um sistema de impermeabilização e proteção superficial. Em boxes de banheiros, as placas de gesso acartonado podem ser revestidas com azulejos. e) As placas de gesso acartonado aplicadas em banheiro devem sempre estar associadas à alguma técnica de proteção, contudo, nunca devem receber o revestimento de azulejos. 5. Analise as afirmativas abaixo, referentes à compatibilização entre o sistema Frame e as instalações prediais, e assinale a alternativa correta. a) Nos sistemas Frame, devem ser executadas instalações elétricas e hidráulicas especiais, diferentes daquelas utilizadas nos demais sistemas. b) Nos sistemas Frame, podem ser executadas as mesmas instalações elétricas e hidráulicas utilizadas nos demais sistemas, contudo, as referidas instalações estarão sujeitas à perda de desempenho. c) Nos sistemas Frame, as paredes funcionam como shafts visitáveis, permitindo a instalação de tubulações e eletrodutos no seu interior, contudo, a forma de fixação das placas de revestimento dificulta a execução dos serviços de manutenção e reparos. d) As tubulações sanitárias, em função de seu diâmetro reduzido, devem ser posicionadas de maneira convencional, atravessando o interior das paredes do sistema Frame. e) Os vazamentos em tubulações hidráulicas devem ser corrigidos o mais breve possível, evitando que a água danifique a estrutura do sistema Frame. 51Sistemas construtivos não convencionais Processos construtivos_U1_C03.indd 51 06/10/2017 13:30:26 ALLEN, E; IANO, J. Fundamentos da engenharia de edificações: materiais e métodos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. CAMPOS, P. F; LARA, A. H. Sistemas construtivos alternativos para habitações populares. 2012. IX Seminário Internacional NUTAU – BRICS e a habitação coletiva sustentável. São Paulo, 2012. CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações elétricas e o projeto de arquitetura. 7 ed. São Paulo: Blucher, 2016a. CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura. 10 ed. São Paulo: Blucher, 2016b. PINI. Construção passo-a-passo. Volume 1. São Paulo: Editora PINI, 2009. VASQUES, C. C. P. C. F; PIZZO, L. M. B. F. Comparativo de sistemas construtivos, convencional e Wood Frame em residências unifamiliares. 2014. Revista Cognitio – Unilins. Nº 1. 2014. Leituras recomendadas FERREIRA, R. M. A. Análise da envoltória de um edifício residencial construído em sistema não-convencional no contexto brasileiro. 2012. Monografia (Especialista em Construções Sustentáveis) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012. MELLO, C. W. Avaliação de sistemas construtivos para habitações de interesse social. 2004. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004. Sistemas construtivos não convencionais52 Processos construtivos_U1_C03.indd 52 06/10/2017 13:30:26 Classificação dos materiais de construção Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Classi� car os materiais quanto à sua origem, natureza e função. Identi� car os critérios de escolha de materiais de construção civil. Especi� car as propriedades dos principais materiais de construção civil. Introdução Os materiais de construção civil variam de acordo com sua origem, na- tureza e função na edificação. Assim, para a execução de uma obra de construção civil, é fundamental que o profissional responsável
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