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Arquivo da categoria: Arquitetura Industrial e Corporativa

Atualidades sobre trabalhos em Arquitetura Industrial e Corporativa

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Projeto LP-2018 – Nichibras Ind. Com. Ltda.


 Nichibras Ind. Com. Ltda. – Filial Louis Pasteur – Embú das Artes – SP

  • Implantação do Edifício Administrativo

  • Liberação de Área p/ Ampliação da Capacidade Produtiva


 LP Rendered 110

 Planta Baixa do Pavimento Térreo

Área Útil = 238 m2  +  Pátio Expedição = 80 m2

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Planta Baixa do Pavimento Superior

Área Útil = 238 m2

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Fachadas – Vista Frontal e Vista Lateral Direita

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Imagens Renderizadas – Maquetes Eletrônicas

LP Rendered 112

Estilo Arquitetônico:  Mantida a identidade visual do Edifício Matriz

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Vista em corte do Pavimento Superior

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 Vista em corte do Pavimento Térreo

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 Vista Lateral Direita com o Galpão Fabril anexo.

 

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Projeto Arquitetônico: Arq. Sergio Nobre

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Coberturas Residenciais: Tipos e Características

Coberturas Residenciais:  Tipos e Características

1 – CONCEITO

As coberturas têm como função principal a proteção das edificações, contra a ação das intempéries, atendendo às funções utilitárias, estéticas e econômicas e devem preencher as seguintes condições:

a)    funções utilitárias: impermeabilidade, leveza, isolamento térmico e acústico;
b)    funções estéticas: forma e aspecto harmônico com a linha arquitetônica, dimensão dos elementos, textura e coloração;
c)    funções econômicas: custo da solução adotada, durabilidade e fácil conservação dos elementos.

Para a especificação técnica de uma cobertura ideal, o profissional deve observar os fatores do clima (calor, frio, vento, chuva, granizo, neve etc.), que determinam os detalhes das coberturas, conforme as necessidades de cada situação.
Entre os detalhes a serem definidos em uma cobertura, deverá ser sempre especificado, o sistema de drenagem das águas pluviais, por meio de elementos de proteção, captação e escoamento, tais como:

a)    detalhes inerentes ao projeto arquitetônico: rufos, contra-rufos, calhas, coletores e canaletas;
b)    detalhes inerentes ao projeto hidráulico: tubos de queda, caixas de derivação e redes pluviais.

2 – TIPOS DE COBERTURAS

De acordo com os sistemas construtivos das coberturas, suas características estruturai, técnica construtiva e materiais utilizados, podemos classificar as coberturas em:

2.1 – Naturais

a)    Coberturas Minerais: Utilizam materiais de origem mineral, tais como pedras em lousas (placas).  Muito utilizadas na antigüidade (castelos medievais) e mais  recentemente apenas com finalidade estética.  Normalmente requerem superfícies declividade acentuada (50% < d >100 %).  Atualmente, vem sendo substituída por materiais similares mais leves e com mesmo efeito arquitetônico (placas de compostos fibrocimento ou polímeros)

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b) Coberturas Vegetais (sapé):  São caracterizadas pelo uso  de folhas de árvores, depositadas e amarradas sobre estruturas de madeiras. São bastante comuns em residências sul-americanas, principalmente no Uruguai.

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c) Coberturas Orgânicas Beneficiadas: Utilizam tábuas corridas superpostas ou ainda, em chapas de compostos prensados de fibra natural betumados.

coberturas-03d) Coberturas com Membranas: caracterizadas pelo uso de membranas plásticas (lonas), assentadas sobre estruturas metálicas ou de madeiras ou atirantadas com cabos de aço – tensoestruturas, ou ainda, por sistemas infláveis com a utilização de motores insufladores.
e) Coberturas em Malhas Metálicas: caracterizadas por sistemas estruturais sofisticados, em estruturas metálicas articuladas, com vedação de elementos plásticos, acrílicos ou vidros.
f) Coberturas Tipo Cascas: caracterizadas por estruturas de lajes em arcos, em concreto armado, tratadas com sistemas de impermeabilização.
g) Terraços: estruturas em concreto armado, formadas por painéis apoiados em vigas, tratados com sistemas de impermeabilização, isolamento térmico e assentamento de material para piso, se houver tráfego.
h) Telhados: são as coberturas caracterizadas pela existência de uma armação -sistema de apoio de cobertura, revestidas com  telhas (materiais de revestimento). É o sistema construtivo mais utilizado na construção civil, especialmente nas edificações.

3 – COBERTURAS PLANAS

As coberturas planas são caracterizadas planos de cobertura, também denominados de panos ou águas de uma cobertura. Na maior parte dos casos, os planos de cobertura têm inclinações (α – ângulo) iguais e, portanto, declividades (d%) iguais.

Para α < ou =  75º, a área é identificada como cobertura.

Para α > 75º o revestimento é denominado fechamento lateral.

As coberturas horizontais têm inclinação entre 1 a 3% e as consideradas inclinadas tem caimento igual ou maior de 3%. Quanto à inclinação das coberturas, as mesmas podem ser classificadas em:

a)    coberturas com pequenas declividades, denominadas terraços;
b)    coberturas em arcos;
c)    coberturas planas em superfícies inclinadas, determinadas por painéis de captação d’água.

Os sistemas de apoio de coberturas planas podem ser executados em: madeira, metal ou concreto armado (podendo ser misto, também). A escolha e definição do material são determinadas pelas exigências técnicas do projeto, como o estilo, a função, o custo, vão de sustentação, etc. Quanto à definição estrutural, as armações de coberturas podem ser executadas com os seguintes sistemas:

a)    em Madeira:
Sistema de vigas e arcos treliçados em madeira maciça
Sistema de vigas e arcos treliçados em madeira colada
Sistema de treliças tipo tesouras
Sistema tipo cavalete

b)    em Metal:
Sistemas de vigas e arcos treliçados
Sistemas de estruturas especiais (treliças espaciais etc.)

c)    em Concreto Armado:
Sistemas de vigas pré-moldadas
Sistemas de pórticos
Sistemas de estruturas especiais integradas

4 – ELEMENTOS DO PROJETO ARQUITETÔNICO

Nos projetos arquitetônicos, a determinação dos planos de cobertura compõem e determinam a Planta de Cobertura, elaboradas nas escalas: 1:100, 1:200 ou 1:500. Neste elemento de arquitetura definem-se linhas divisórias, denominadas: espigão, água furtada, cumeeira e calhas.

Devem ser indicados por setas ortogonais aos lados do polígono de cobertura, a orientação da declividade dos panos. Junto da seta, deve ser especificada a Inclinação (angulo αº) que o plano de cobertura faz com a horizontal – ou Declividade – tangente trigonométrica da inclinação, indicada pela letra d (d = h/d = tag α %).

4.1 – Especificações do Projeto Arquitetônico

a)    Relação entre inclinação (αº) e declividade (d%):

coberturas-04b)    Altura das Cumeeiras, também chamada de Ponto de Cobertura – é a relação entre a altura máxima da cobertura e o vão.

Normalmente varia entre os limites de 1:2 a 1:8 nos telhados.

coberturas-05c)    Acabamentos Laterais de Coberturas:

1.    Oitão – elevação externa em alvenaria de vedação acima da linha de forro (pé-direito), que ocorrem com a eliminação das tacaniças (planos de cobertura de forma triangular, limitado pela linha lateral da cobertura e dois espigões);
2.    Platibandas – elevação de alvenarias acima da linha de forro, na mesma projeção das paredes, com objetivo funcional de proteção das coberturas;
3.    Beiradas – caracterizadas pela projeção das estruturas de apoio de cobertura além da linha de paredes externas, e a inexistência da execução de acabamento com forro;
4.    Beirais – caracterizados pela projeção das estruturas de apoio de cobertura alem da linha de paredes externas, com a execução de forros. Em algumas definições arquitetônicas, executam-se os prolongamentos das lajes de forro em balanço estrutural, além da linha de paredes externas.

d)    Detalhes Complementares
1.    elementos de captação de águas: canaletas, calhas e ralos;
2.    iluminação e ventilação zenital: clarabóias e domos.

5 – TIPOS DE TELHADOS

5.1 – Uma água (meia água)

Caracterizada pela definição de somente uma superfície plana, com declividade, cobrindo uma pequena área edificada ou estendendo-se para proteger entradas (alpendre)

coberturas-065.2 – Duas Águas

Caracterizada pela definição de duas superfícies planas, com declividades iguais ou distintas, unidas por uma linha central denominada cumeeira ou distanciadas por uma elevação (tipo americano). O fechamento da frente e fundo é feita com oitões.

coberturas-075.3 – Três Águas

Caracterizada como solução de cobertura de edificações de áreas triangulares, onde se definem três tacaniças unidas por linhas de espigões.

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5.4 – Quatro Águas

Caracterizada por coberturas de edificações quadriláteras, de formas regulares ou irregulares.

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5.5 – Múltiplas Águas

Coberturas de edificações cujas plantas são determinadas por superfícies poligonais quaisquer, onde a determinação do número de águas é definida pelo processo do triângulo auxiliar.

 

6 – COBRIMENTO OU TELHAMENTO

O mercado oferece uma diversidade de materiais para telhamento de coberturas, cuja escolha na especificação de um projeto depende de diversos fatores, entre eles o custo que irá determinar o patamar de exigência com relação à qualidade final do conjunto, devendo-se considerar as seguintes condições mínimas:

a)    deve ser impermeável, sendo esta a condição fundamental mais relevante;
b)    resistente o suficiente para suportar as solicitações e impactos;
c)    possuir leveza, com peso próprio e dimensões que exijam menos densidade de estruturas de apoio;
d)    deve possuir articulação para permitir pequenos movimentos;
e)    ser durável e devem manter-se inalteradas suas características mais importantes;
f)    deve proporcionar um bom isolamento térmico e acústico.

6.1 – Chapa de Aço Zincado

a)    existem perfis ondulados, trapezoidais e especiais;
b)    podem ser obtidas em cores, com pintura eletrostática;
c)    permitem executar coberturas com pequenas inclinações;
d)    podem ser fornecidas com aderência na face inferior de poliestireno expandido para a redução térmica de calor;
e)    principais fornecedores: Chapas Dobel (sueca), Mini Kalha Tekno e Perkrom.

6.2 – Telhas Autoportantes

a)    executadas com chapas metálicas ou concreto protendido, em perfis especiais (autoportantes) para vencer grandes vãos, variando de 10 a 30 metros, em coberturas planas e arcadas, sem a existência de estrutura de apoio;
b)    utilizadas em construções de galpões industriais, agrícolas, esportivos, hangares etc;
c)    principais fornecedores: Kalha Tekno, Imasa, Pimental, Macmetal, Cimasa, Cassol, Consid etc.

6.3 – Telhas Metálicas: de Alumínio ou de Aço

a)    fornecidas em perfil ondulados e trapezoidais;
b)    refletem 60% das irradiações solares, mantendo o conforto térmico sob a cobertura. São resistentes e duráveis;
c)    cuidado deve ser observado para não apoiar as peças diretamente sobre a estrutura de apoio em metal ferroso, as peças devem ser isoladas no contato;

6.4 – Telhas Plásticas

a)    fornecidas em chapas onduladas e trapezoidais, translúcidas e opacas, de PVC ou Poliester e em cores;
b)    principais fornecedores: Goyana, Tigre, Plagon, Trorion etc.

6.5 – Telhas Cerâmicas

a)    são tradicionalmente usadas na construção civil;
b)    tipos principais: francesa, colonial, plan, romana, plana ou germânica.

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6.6 – Telhas de Vidro

a)    formatos similares às telhas cerâmicas;
b)    utilizadas para propiciar a iluminação zenital.

6.7 – Telhas de Fibrocimento

a)    são fabricadas com cimento portland e fibras de amianto, sob pressão;
b)    incombustíveis, leves, resistentes e de grande durabilidade;
c)    fácil instalação, existindo peças de concordância e acabamento, e exigindo estrutura de apoio de pouco volume;
d)    perfis variados e também autoportantes, com até 9,0 m de comprimento.

6.8 – Telhas de Chapas Compensadas

a)    feitas com lâminas de madeira compensada, coladas a alta pressão;
b)    incombustíveis;
c)    alta resistência mecânica, suportando peso de cinco pessoas;
d)    refletem os raios solares, permitindo temperaturas interiores mais baixas;
e)    dimensões das peças: C = 2,2 m, L = 1,00 m, e = 6 mm.

6.9 – Telhas de Concreto

a)    telhas produzidas com traço especial de concreto leve, proporcionando um telhado com 10,5 telhas por metro quadrado e peso de 50 kg/m2;
b)    perfis variados com textura em cores obtidas pela aplicação de camada de verniz especial de base polímero acrílica;
c)    alta resistência das peças, superior a 300 kg.

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6.10 – Chapas de Policarbonato

a)    apresentadas em chapas compactas (tipo vidro) ou alveolares, transparentes ou translúcidas, em cores, praticamente inquebráveis (resistência superior ao do vidro em 250 vezes), baixa densidade, resistentes a raios ultra-violeta, flexíveis, material auto extinguível não gerando gases tóxicos quando submetido a ação do fogo;
b)    a aplicação de chapas de policarbonato, devido a variedade de tipos e espessuras, é a solução para inúmeras indicações, tais como: coberturas em geral, luminosos, blindagem, janelas e vitrines etc.;
c)    basicamente as chapas de policarbonato podem ser instaladas em qualquer tipo de perfil: de aço, alumínio ou madeira, porém, é necessário que tenham  boa área de apoio e folga para a dilatação térmica.

7 – ESTRUTURAS DE APOIO

As armações tipo tesouras correspondem ao sistema de vigas estruturais treliçadas, ou sejam, estruturas isostáticas executadas com barras situadas num plano e ligadas umas ao outras em suas extremidades por articulações denominadas de nós, em forma de triângulos interligados e constituindo uma cadeia rija, apoiada nas extremidades.

7.1 – Tipos de Tesouras

Independente do material a ser utilizado na execução de estruturas tipo tesoura, as concepções estruturais são definidas pelas necessidades arquitetônicas do projeto e das dimensões da estrutura requerida, onde podemos ter os seguintes esquemas:

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7.2 – Elementos de uma Tesoura e Terminologia

Para orientar a comunicação com o pessoal nas obras a terminologia das peças que compõem um telhado é a seguinte:

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7.3 – Detalhes de Ligações dos Elementos – Sambladuras e Entalhes

São tipos de ligações práticas entre duas peças de madeiras definidas após verificação das resistências das superfícies de contato ao esmagamento e, às vezes, ao cisalhamento de um segmento da peça (caso específico dos nós extremos da tesoura).

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coberturas-187.4 – Detalhes dos Elementos de Amarração

São os elementos de amarração e de ancoragem que proporcionam a ligação que deve existir entre a edificação e a cobertura. Usualmente os elementos de amarração são constituídos de barras, braçadeiras, cantoneiras ou chapas de aço colocados de forma a fixar as tesouras ou cavaletes firmemente nas lajes, vigas ou paredes da construção de forma a suportar os possíveis esforços médios de arrancamento ou movimentação da cobertura (ventos, chuva,  e dilatação térmica).

coberturas-197.5 – Detalhes dos Elementos de Ancoragem

Os elementos de ancoragem são necessários quando são maiores os esforços de arrancamento da estrutura de cobertura, exigindo dessa forma a execução de dispositivos de aprisionamento das tesouras com maior critério. Nos esquemas a seguir são mostrados sete tipos de ancoragem mais usuais e seus resultados em termos de desempenho (carga média de ruptura).

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7.6 – Detalhes dos Elementos de Captação de Água

Os elementos de captação de águas pluviais de coberturas compõem o sistema de coleta e condução das águas que vai desde o telhado propriamente dito até ao sistema público de destinação dessas águas (drenagem superficial e subterrânea da via pública). Em geral os elementos de captação e condução são executados em chapas de ferro galvanizado, mas podem ser de PVC rígido, fibrocimento ou concreto armado impermeabilizado. Na tabela a seguir são relacionadas as chapas de ferro galvanizado usuais existentes no mercado:

coberturas-21A colocação e fixação dos elementos de captação de água devem ocorrer pouco antes do arremate final do telhado e o engenheiro deve verificar os seguintes pontos antes de liberar a continuidade dos trabalhos, pois é prudente evitar retorno de operários sobre a cobertura para fazer reparos para não causar danos às telhas e acessórios e com isso provocar infiltrações e goteiras:

a)    conferir as emendas (soldas e rebites);
b)    verificar se o recobrimento mínimo é respeitado (8 cm em telhados comuns);
c)    fazer um teste de vazamento e caimento (ver se água fica parada em pontos da calha);
d)    ver se existem juntas de dilatação em calhas com mais de 20 m;
e)    verificar os pontos de impermeabilização

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GLOSSÁRIO

Água – é o tipo de caimento dos telhados em forma retangular ou trapezoidal (meia-água, duas águas, três, quatro águas).
Alpendre – cobertura suspensa por si só ou apoiada em colunas sobre portas ou vãos. Geralmente, fica localizada na entrada da edificação.
Amianto – originado do mineral chamado asbesto, composto por filamentos delicados, flexíveis e incombustíveis. É usado na composição do fibrocimento.
Beiral – parte da cobertura em balanço que se prolonga além da prumada das paredes.
Caibros – peças e madeira de média esquadria que ficam apoiadas sobre as terças para distribuir o peso do telhado.
Calha – é canal ou duto em alumínio, chapas galvanizadas, cobre, PVC ou latão que recebe as águas das chuvas e as leva aos condutores verticais.
Cavalete – é a estrutura de apoio de telhados feita em madeira, assentada diretamente sobre laje.
Chapuz – é o calço de madeira, geralmente em forma triangulas que serve de apoio lateral para a terça ou qualquer outra peça de madeira.
Clarabóia – é a abertura na cobertura, fechada por caixilho com vidro ou outro material transparente, para iluminar o interior.
Contrafrechal – é a viga de madeira assentada na extremidade da tesoura.
Cumeeira – parte mais alta do telhado no encontro de duas águas.
Empena, oitão ou frontão – cada uma das duas paredes laterais onde se apoia a cumeeira nos telhados de duas águas.
Espigão – interseção inclinada de águas do telhado.
Frechal – é a componente do telhado, a viga que se assenta sobre o topo da parede, servindo de apoio à tesoura. Distribui a carga concentrada das tesouras sobre a parede.
Platibanda – mureta de arremate do telhado, pode ser na mesma prumada das paredes ou com beiral.
Policarbonato – Material sintético, transparente, inquebrável, de alta resistência, que pode substituir o vidro, proporcionando grande luminosidade.
Recobrimentos – são os transpasses laterais, inferior e superior que um elemento de cobrimento (telha) deve ter sobre o seguinte.
Rincão (água furtada) – canal inclinado formado por duas águas do telhado.
Ripas – são as peças de madeira de pequena esquadria pregadas sobre os caibros para servir de apoio para as telhas.
Tacaniça – é uma água em forma triangular.
Terças – são as vigas de madeira que sustentam os caibros do telhado, paralelamente à cumeeira e ao frechal.
Tirante – é a viga horizontal (tensor) que, nas tesouras, está sujeita aos esforços de tração.
Treliça – é a armação formada pelo cruzamento de ripas de madeira. Quando tem função estrutural, chama-se viga treliça e pode ser de madeira ou metálica.
Varanda – área coberta ao redor de bangalôs (casas térreas), no prolongamento do telhado.

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NORMAS DO MINISTÉRIO DE TRABALHO
NR – 11 Transporte, movimentação, armazenagem e manuseio de materiais
NR – 18 Condições e meio ambiente de trabalho na indústria da construção

LINKS NA INTERNET
Brasilit – http://www.brasilit.com.br/
Eternit – http://www.eternit.com.br/
Imasa – http://www.imasatelhas.com.br/imasa.htm
Infibra – http://www.infibra.com.br/index1.htm
Isdralit – http://www.isdralit.com.br/
Lafarge – http://www.lafarge.com/
Perkrom – http://www.perkrom.com.br/
Precon – http://www.precon.com.br/
Rooftech – http://www.rooftech.com.br

BIBLIOGRAFIA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CONSTRUÇÃO INDUSTRIALIZADA. Manual técnico de fibrocimento. São Paulo: Pini, 1988. 180p.
AZEREDO, Hélio Alves de. O edifício e sua cobertura. São Paulo: Edgard Blücher, 1977. 182p.
BAUER, L A Falcão. Materiais de construção. 5ª edição. Rio de Janeiro: RJ. LTC- Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1994. 935p.
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DA UEPG. Notas de aulas da disciplina de Construção Civil. Carlan Seiler Zulian; Elton Cunha Doná. Ponta Grossa: DENGE, 2000-2001.
DIRETÓRIO ACADÊMICO DE ENGENHARIA CIVIL DA UFPR. Notas de aulas da disciplina de Construção Civil (segundo volume). Diversos autores. Revisor: Lázaro A. R. Parellada. Apostíla. Curitiba: DAEP, 1997.
ETERNIT. Catálogo personalizado on-line. Disponível na página: http://www.eternit.com.br/etertools/catalogo/. Acessado em 06/09/2001.
GUEDES, Milber Fernandes. Caderno de encargos. 3ª ed. atual. São Paulo: Pini, 1994. 662p.
KLOSS, Cesar Luiz. Materiais para construção civil. 2ª ed. Curitiba: Centro Federal de Educação Tecnológica, 1996. 228p.
PETRUCCI, Eládio G R. Materiais de construção. 4ª edição. Porto Alegre- RS: Editora Globo, 1979. 435p.
RIPPER, Ernesto. Como evitar erros na construção. 3ª ed.rev. São Paulo: Pini, 1996. 168p.
RIPPER, Ernesto. Manual prático de materiais de construção. São Paulo: Pini, 1995. 253p.
SOUZA, Roberto…[et al.]. Qualidade na aquisição de materiais e execução de obras. São Paulo: Pini, 1996. 275p.
VERÇOSA, Enio José. Materiais de construção. Porto Alegre: PUC.EMMA.1975.

Fonte:  UEPG e  Portal Metálica

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Merry Christmas – Happy New Year

Boas Festas 2015-16 000

 

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Arena Corinthians: Plano de ação para a retomada das obras

Detalhes das próximas etapas das obras da Arena Corinthians.

O trabalho estará sendo feito em todos os setores e na região do acidente, logo após a conclusão das análises da perícia.

Arena Corinthians

Fonte: Eduardo Asta, Rubens Paiva e Jonatam Sarmento – O Estado de São Paulo

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Feliz e Próspero 2014

Para os nossos amigos, parceiros e colaboradores . . .

Boas Festas e Feliz 2014

 

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Galpões Industriais – Ventilação Natural c/ Lanternins

A Necessidade da Ventilação

A ventilação natural regula o clima interno de uma edificação por meio de uma troca de ar controlada pelas aberturas.

As forças motrizes naturais geram o efeito chaminé, que tem sua origem na diferença de temperatura entre o ar externo e o ar no interior do ambiente construído e pelas diferenças de pressão ocasionadas pela ação do vento.

Uma circulação natural de ar adequada, além de auxiliar na diminuição do gradiente térmico, contribui para a renovação do ar interno que, dependendo do perfil de ocupação do ambiente, pode afetar a produtividade dos ocupantes além de ser prejudicial à saúde.

A velocidade de circulação do ar no interior da edificação e as temperaturas internas são variáveis que podem ser alteradas, por meio de estratégias arquitetônicas, sem emprego de equipamentos mecânicos. Nesse sentido, uma ventilação adequada pelas coberturas, através de lanternins, pode ser uma alternativa eficiente.

Lanternim

O emprego de laternins pode ser ainda mais importante quando se trata de galpões industriais e edificações comerciais com grandes coberturas.

A ventilação natural permite projetos espaçosos e iluminados, redução significativa do custo energético da edificação e um clima interno agradável que é uma condição prévia para um bom rendimento do trabalho.

Quando a ventilação natural pode ser uma estratégia suficiente para a obtenção de um ambiente interno confortável, recursos de projeto devem ser utilizados, como: ter cuidados na forma e orientação da edificação; projetar espaços fluidos; facilitar a ventilação vertical (lanternins) e utilizar elementos para direcionar o fluxo de ar para o interior.

Ventilação combinada pelo efeito chaminé e pela ação do vento

A diferença de pressão que provoca a circulação do ar através das aberturas existentes na edificação, do exterior para o interior da edificação e vice-versa, é ocasionada pela diferença de peso entre colunas de ar de mesma altura, mas com temperaturas diferentes, Figura 1 (a).

A posição das aberturas da ventilação natural determina a distribuição da temperatura no ambiente interno. Se as duas aberturas estiverem abertas, uma localizada na parte mais alta da edificação e a outra na parte mais baixa, o ar frio fluirá para o interior do edifício, através da abertura inferior, e o ar quente fluirá para o exterior da edificação, através da abertura superior, como mostrado na Figura 1 (b).

Esse tipo de ventilação, chamado de ventilação de deslocamento, cria uma estratificação da temperatura dentro do ambiente.

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Embora tenha um efeito muito mais forte para edificações com duas aberturas, uma superior e outra inferior, a ventilação de deslocamento pode também ocorrer em edifícios com uma única abertura, como mostrado na Figura 1 (c). Nesse caso, a abertura serve, tanto como uma entrada, quanto como uma saída de ar.

Comparada com a configuração de duas aberturas, uma única abertura proporciona taxas de ventilação mais baixas e o ar ventilado não penetra a uma grande profundidade no espaço interno. Um fluxo de ar mais intenso será induzido quando houver uma grande separação vertical entre as aberturas de entrada e saída de ar e quando há uma grande diferença entre temperaturas internas e externas.

A pressão interna mais elevada na abertura superior dirige o fluxo de ar para o exterior e a pressão interna mais baixa na abertura inferior facilita a entrada do ar exterior, que substitui o ar quente que saiu. Esse fluxo dirigido pelo empuxo térmico é o conhecido efeito chaminé.

Quando não há vento, o efeito chaminé torna-se o único responsável pela renovação do ar nas edificações e representa a situação mais simples da ventilação natural.  Se há incidência de vento, essa ação deve ser conjugada ao efeito chaminé, de forma que essas ações se somem resultando numa ventilação natural mais eficiente.

Para que isto ocorra, é fundamental que a configuração do fluxo de ar, no interior da edificação, originária da ação do vento, isoladamente, e o sentido do fluxo proveniente das diferenças de temperatura se somem.

Quando não há a conjugação desses dois fenômenos, a oposição dos mesmos pode acarretar alguns inconvenientes, como pressões maiores devido ao vento nas aberturas superiores em relação àquelas provenientes do efeito chaminé, impedindo o escape de fumaça e poeiras geradas internamente, Figura 2.

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Cálculo das Aberturas

Consideram-se conhecidos a intensidade e a direção do vento, a temperatura e a pressão do ar externo, as posições relativas das aberturas e a vazão requerida para a ventilação. Admitindo-se regime permanente, perda de carga desprezível no escoamento interno e observando a conservação da massa e da quantidade de movimento, obtém-se, para qualquer número de aberturas pré-estabelecido:

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onde Ak é a área individual de cada abertura, Qe é a vazão de entrada, re é a massa específica do ar exterior, lk é a fração de área da abertura requerida em relação a área total das aberturas, Kj é o coeficiente de vazão de cada área, rar é a massa específica do ar e DPj é a diferença de pressão do ar na abertura j.

A área de entrada de ar deve ser aproximadamente o dobro da área de saída, pois com essas condições a vazão será aumentada em torno de 25% com relação ao valor obtido em casos em que essas áreas são iguais.

Índice de Ventilação Natural (IVN)

O índice de ventilação natural (IVN) é definido como sendo o quociente da área total das aberturas disponíveis para a saída do ar aquecido pela área do piso interno da edificação, levando em conta os fatores redutores de área de abertura, devido ao atrito e devido à mudança de direção, conforme expressado na equação (2).

Esse índice é diretamente proporcional ao grau de conforto térmico do edifício, sendo facilmente calculado a partir da área do piso e da área e do formato das aberturas de ventilação de um edifício, respeitando-se os valores mínimos para pé direito bem como a posição e a uniformidade da distribuição de aberturas.

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onde Aa é a área total das aberturas disponíveis para passagem de ar antes da instalação dos aparatos utilizados para permitir a entrada de luz e proteção contra chuva, Ap é a área do piso interno da edificação, Raa é o redutor de área de abertura da passagem de ar, Rda é o redutor devido ao atrito e a presença de tela protetora, Rmd é o redutor de mudança de direção. Segundo Scigliano e Hollo, galpões industriais e edificações comerciais atingem níveis plenamente satisfatórios de conforto térmico com um IVN entre 3 e 4.

O lanternim pode ser dimensionado, Lar (Figura 4 (b)), utilizando-se a relação entre a área de abertura calculada pela equação (1) e o IVN dado pela equação (2), observando-se que a área total para a passagem de saída do ar, que é o somatório das áreas individuais Ak é igual a Aa, dada pela equação (2).

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Estudo de Caso

Nesse estudo, utiliza-se, como modelo físico, um galpão com quatro aberturas, sendo duas aberturas de entrada (inferiores) e duas aberturas de saída (superiores), como um exemplo típico de galpão comercial, Figura 3. Essa análise pode, no entanto, ser realizada para qualquer número e distribuição de aberturas.

Na Figura 3, mostram-se os parâmetros utilizados no cálculo da área das aberturas, a saber: a velocidade do vento, V¥, a temperatura e a pressão externa do ar e, conseqüentemente, sua massa específica, re, e a posição relativa entre as aberturas, Z2 e Z3.

Admitindo-se regime permanente, perda de carga desprezível no escoamento interno e observando-se a conservação da massa e da quantidade de movimento, calculam-se as pressões externas e internas em relação às aberturas, sendo P0 a pressão interna no nível de referência, determinada com a aplicação da equação da continuidade.

Obtenção da dimensão da abertura do lanternim

São analisados galpões com diferentes dimensões com a finalidade de se obter o dimensionamento do lanternim. O lanternim está localizado no centro da cobertura com largura de 25 % da largura do módulo, com a finalidade de se obter uma melhor eficiência da ventilação natural, Figura 4.

Na Tabela 1, apresentam-se as geometrias dos galpões calculados, considerando-se que é colocado um lanternim em cada módulo de 10 m de largura, Figura 4 (a).

São apresentadas as condições de entrada preestabelecidas e a altura da abertura da saída de ar no lanternim, Lar, obtida por meio da metodologia apresentada. Para se obter um bom conforto térmico no interior do galpão, considera-se um índice de ventilação natural igual a quatro (IVN = 4), no cálculo de Lar.

Obtenção do comportamento do fluxo e da temperatura do ar interno

Com o objetivo de analisar o comportamento do fluxo e a distribuição da temperatura do ar interno, as equações governantes são resolvidas via solução numérica, utilizando-se o programa computacional ANSYS Versão 6.0 (ANSYS, 2001).

Considera-se o fluxo de ar transiente, incompressível, turbulento e a transferência de calor dentro do ambiente num modelo bidimensional. Analisa-se o fluxo do ar no interior de dois galpões com dimensões 50 X 20 X 7 m, correspondentes ao primeiro e ao segundo modelos mostrados na Tabela 1.

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Como condições de contorno, admitem-se condições de temperatura conhecida nas superfícies laterais e na superfície superior e superfície inferior isolada, Figura 5. Não é  considerada a presença de fontes internas de calor.

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Consideram-se as alturas das aberturas de saída de ar no lanternim como sendo aquelas obtidas na metodologia aplicada, ou seja, 0,8 m e 1,0 m, correspondentes aos primeiro e segundo modelos de galpões, respectivamente.

As áreas das aberturas de entrada são consideradas o dobro das áreas das aberturas de saída. Os resultados obtidos para os modelos 1 e 2 são mostrados nas Figuras 6 e 7, respectivamente.

Para as condições de temperatura de superfície e de entrada do ar estabelecidas no contorno, como condições representativas de condições de verão, são obtidas condições internas de temperatura e velocidade do ar que estão dentro das faixas estabelecidas pelas normas NBR 6401: 1980 e ASHRAE:1997, como condições de conforto.

No caso do modelo 2, Figura 7, a estratificação vertical da temperatura interna fica evidenciada, com valores da temperatura variando entre 19ºC e 31ºC.

Em relação ao comportamento do fluxo do ar interno, para velocidade de entrada de ar preestabelecida, observa-se um comportamento simétrico, caracterizando o fluxo para um galpão com duas entradas inferiores e duas saídas superiores simétricas, Figura 6.

À medida que o gradiente de temperatura, entre o ar externo e o ar interno, aumenta, observa-se que para se alcançar um fluxo do ar interno mais uniforme, em todo o domínio, deve-se ter uma maior vazão de ar de entrada. Nos dados mostrados na Figura 7, observa-se uma região de baixa velocidade próxima do piso, mas que não afeta a condição de conforto.

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Considerações Finais

Faz-se um estudo da ventilação natural em galpões, destacando-se os parâmetros mais relevantes no cálculo da abertura do lanternim.

Apresenta-se, também, uma metodologia de cálculo, para obtenção das áreas das aberturas necessárias para uma dada vazão de entrada de ar, e que proporcione condições internas de conforto.

Aplicando-se o conceito do índice de ventilação natural, o qual leva em conta o grau de conforto térmico necessário num ambiente construído, determina-se a abertura de lanternim necessária.

Os resultados numéricos apresentados confirmam que a metodologia proposta mostra-se uma ferramenta bastante importante para as etapas iniciais de projetos arquitetônicos, visto que ela permite saber o tamanho necessário das aberturas dos lanternins para que se tenha uma ventilação natural eficiente e, conseqüentemente, um ambiente confortável.

Autores:
Ana Amélia Oliveira Mazon
Rodolfo Gonçalves Oliveira da Silva
Henor Artur de Souza
Fonte: Seielo / Portal Metalica

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