UNIVERSIDADE VILA VELHA ARQUITETURA E URBANISMO
GIULIA MARIANO ZOCCA
ARQUITETURA POR CATÁLOGO: MÓDULOS PARA CONSTRUÇÃO DE HABITAÇÕES MÓVEIS E FLEXÍVEIS
VILA VELHA 2017
GIULIA MARIANO ZOCCA
ARQUITETURA POR CATÁLOGO: MÓDULOS PARA CONSTRUÇÃO DE HABITAÇÕES MÓVEIS E FLEXÍVEIS
Monografia apresentada à Universidade Vila Velha, como requisito para a obtenção do grau de Bacharel em Arquitetura e Urbanismo. Orientadora: Prof.ª Me. Edna Mara Pires Gumz
VILA VELHA 2017
AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus por me acompanhar não somente durante estes cinco anos, mas ao longo da minha vida, tornando possível este momento, sempre me ajudando a superar cada fase, sendo o maior Mestre que alguém pode ter. Aos meus pais, Cecília e Joacyr, pelo amor, preocupação, incentivo e apoio mesmo nos momentos que me ausentei para me dedicar aos estudos e por sempre se esforçarem para que eu tivesse a melhor educação. A esta universidade e seu corpo docente, pelo ambiente criativo, amigável e inspirador que proporciona. À minha orientadora Prof.ª Me. Edna Mara Pires Gumz, pela paciência e dedicação do seu valioso tempo para me orientar e tornar este trabalho o melhor possível. Pelas palavras de incentivo nos momentos difíceis, que me motivaram a fazer mais do que eu imaginava conseguir. À Prof. Me. Ana Dieuzeide e ao Prof. Dr. Augusto Alvarenga, pelas valiosas contribuições feitas a este trabalho. Agradeço ao Johann, namorado e engenheiro civil, que me acompanhou durante toda essa jornada com companheirismo, tendo paciência nos momentos difíceis e sempre me ajudando psicológica e tecnicamente. Às amigas Juliana, Isabella, Paloma e Suzany, por todos os momentos que vivemos nestes 5 anos e que vou levar para o resto da vida. As fases que passamos não foram fáceis, mas nem os ateliês mais desgastantes conseguiram abalar nossa amizade. Por fim, a todos que direta ou indiretamente contribuíram para que este momento fosse possível, muito obrigada.
“As casas conformam-se e deformam-se segundo o lugar e as pessoas� Aldo Rossi
RESUMO Na atualidade muito se tem discutido sobre sustentabilidade e melhor utilização dos recursos naturais, visando proteger o habitat humano do desgaste ecológico que vem sofrendo. Baseado nisto este trabalho tem como objetivo elaborar um catálogo de habitação modular com baixa geração de resíduos na sua construção e que proporcione ao usuário versatilidade e flexibilidade de projeto oferecendo uma variedade de composições que se adaptam ao dinamismo social. Como método foi realizado um levantamento bibliográfico abrangendo a utilização de catálogos na arquitetura durante os anos, o uso do sistema Light Steel Framing e as vantagens da aplicação do conceito de coordenação modular neste sistema. Foram também realizados estudos referenciais para elencar pontos positivos e negativos dos modelos atualmente disponíveis de construção modular por catálogo. Na realização do estudo preliminar foi projetada a estrutura do módulo e acessórios para compondo uma linha de produtos que agreguem personalidade às habitações, com simulações destas composições, exemplificando as possibilidades de soluções. Como resultado obteve-se uma proposta de catálogo com uma linha de produtos industrializados, que combinados resultam em habitações para atender à diferentes programas de necessidades.
Palavras-chave: Light Steel Framing, módulos habitacionais, sustentabilidade, coordenação modular, flexibilidade.
ABSTRACT
At present much has been discussed about sustainability and better use of natural resources, aiming to protect the human habitat from the ecological wear and tear that has been suffering. Based on this, this work aims to develop a catalog of modular housing with low generation of waste in its construction and that provides the user with versatility and flexibility of design, offering a variety of compositions that adapt to social dynamism. As a method, a bibliographic survey was carried out covering the use of catalogs in the architecture over the years, the use of the Light Steel Framing system and the advantages of applying the concept of modular coordination in this system. Reference studies were also carried out to list the positive and negative points of the currently available models of modular catalog construction. In the preliminary study, the structure of the module and accessories was designed to compose a line of products that add personality to the dwellings, with simulations of these compositions, exemplifying the possibilities of solutions. As a result we obtained a catalog proposal with a line of industrialized products, which combined result in housing to meet different needs programs.
Key words: Light Steel Framing, housing modules, sustainability, modular coordination, flexibility.
LISTA DE FIGURAS Figura 01 - Catálogo de fachadas em ferro fundido _____________ 13 Figura 02 – Capa catálogo SEARS _________________________ 14 Figura 03 – Página do kit de casa do catálogo Sears ___________ 15 Figura 04 – Tipos de perfis________________________________ 17 Figura 05 – Dimensões dos perfis __________________________ 17 Figura 06 – Detalhes da fundação com radier _________________ 18 Figura 07 - Detalhes da fundação com sapata corrida __________ 18 Figura 08 - Principais tipos de ancoragem ____________________ 18 Figura 09 - Painel de LSF – montantes e guias ________________ 19 Figura 10 - Tipos de contraventamento ______________________ 19 Figura 11 - Tipos de travamento horizontal ___________________ 20 Figura 12 - Desenho esquemático do painel estrutural com abertura _____________________________________________________ 20 Figura 13 - Estrutura da laje feita com perfis Ue. _______________ 21 Figura 14 – Estrutura da laje feita com treliças de perfil Ue. ______ 21 Figura 15 – Desenho esquemático de laje úmida ______________ 22 Figura 16 – Desenho esquemático de laje seca. _______________ 22 Figura 17 – Detalhe da fixação da telha Shingle _______________ 23 Figura 18 – Elementos da cobertura plana ___________________ 23 Figura 19 - Edificação com fechamento externo com placas cimentícias. ___________________________________________ 25 Figura 20 – Edificação em LSF com fechamento em OSB. _______ 25 Figura 21 – Diferenciação por cores dos tipos de placas de gesso acartonado ____________________________________________ 26 Figura 22 – Esquema das tubulações PEX.___________________ 27 Figura 23– Proteção plástica nos montantes __________________ 27 Figura 24 – Instalação do isolamento termo acústico ___________ 28 Figura 25 – Aplicação de tinta sobre placas de gesso acartonado com juntas tratadas _____________________________________ 28 Figura 26 - Camadas para revestimento cerâmico. _____________ 29 Figura 27 – Edificação com aplicação de Siding vinílico _________ 29
Figura 28 – Painel metálico como revestimento. Instituto Tomie Ohtake, São Paulo _____________________________________ 30 Figura 29 – Camadas para assentamento de piso cerâmico/porcelanato ___________________________________ 30 Figura 30 – Montagem dos módulos pré-fabricados ___________ 31 Figura 31 – Fabricação dos banheiros em módulos____________ 31 Figura 32 – Modelos Coodo de unidades móveis 15, 18, 24, 36, 64 e 96. __________________________________________________ 33 Figura 33 – Extensões do catálogo Coodo. __________________ 34 Figura 34 – Perspectiva do modelo de habitação Coodo 64 Up __ 34 Figura 35 – Planta baixa Coodo 64 Up - Térreo _______________ 35 Figura 36 – Planta-baixa Coodo 64 Up – Primeiro pav. _________ 35 Figura 37 – Unidade HO1 – Catálogo Honomobo _____________ 36 Figura 38 – Unidade HO4+ - Catálogo Honomobo. ____________ 36 Figura 39 – Propostas para edificações - Catálogo Honomobo. __ 37 Figura 40 – Logotipo do catálogo __________________________ 39 Figura 41 – Malha modular utilizada ________________________ 39 Figura 42 – Módulos-base na malha modular ________________ 40 Figura 43 – Módulos-base _______________________________ 40 Figura 44 – Formato do módulo ___________________________ 41 Figura 45 – Soldas em chanfro e de filete ___________________ 41 Figura 46 – Moldura do módulo em viga U de aço _____________ 41 Figura 47 – Fixação do perfil Ue na viga U __________________ 41 Figura 48 – Estrutura completa dos módulos-base ____________ 42 Figura 49 – Utilização de perfis tubulares para a inclinação da cobertura_____________________________________________ 42 Figura 50 – Camadas existentes no revestimento do módulo ____ 43 Figura 51 – Acabamento exterior com chapa ondulada _________ 43 Figura 52 – Ligação entre os revestimentos e a estrutura _______ 43 Figura 53 – Estrutura fixa do módulo base ___________________ 43 Figura 54 – Instalações passando pela parede e piso __________ 44 Figura 55 – Esquema ilustrativo do transporte ________________ 44 Figura 56 – Detalhe esquemático da fixação no Perfil H ________ 45
Figura 57 – Elevação utilizando lastro de concreto _____________ 45 Figura 58 – Estrutura dos painéis __________________________ 46 Figura 59 – Malha modular para aberturas ___________________ 46 Figura 60 – Subdivisões __________________________________ 47 Figura 61– Fixação dos painéis ____________________________ 47 Figura 62 – Módulos de varanda ___________________________ 49 Figura 63 – Escada e rampa ______________________________ 49 Figura 64 – Módulo de mudança de direção __________________ 50 Figura 65 – Exemplo de utilização do módulo de mudança de direção nas habitações- vista superior _____________________________ 50 Figura 66 – Acessório de envelopamento da caixa d’água _______ 51 Figura 67 – Planta baixa envelopamento da caixa d’água________ 51 Figura 68 - Módulo de cobertura externa _____________________ 51 Figura 69 – Fixação dos perfis – corte transversal do perfil tubular _ 51 Figura 70 – Perspectivas Kasa 01 __________________________ 52
Figura 71 – Planta-baixa com a ambientação da Kasa 01 _______ Figura 72 - Planta-baixa com cotas gerais da Kasa 01 _________ Figura 73 - Planta-baixa com a localização dos perfis da Kasa 01 Figura 74 - Perspectivas Kasa 02__________________________ Figura 75 - Planta-baixa com a ambientação da Kasa 02 _______ Figura 76 - Planta-baixa com cotas gerais da Kasa 02 _________ Figura 77 - Planta-baixa com a localização dos perfis da Kasa 02 Figura 78 - Perspectivas Kasa 03__________________________ Figura 79 - Planta-baixa com a ambientação da Kasa 03 _______ Figura 80 - Planta-baixa com as cotas gerais da Kasa 03 _______ Figura 81 - Planta-baixa com a localização dos perfis da Kasa 03 Figura 82 - Página padrão dos módulos-base ________________ Figura 83 - Página padrão dos acessórios ___________________ Figura 84 - Página padrão das casas _______________________
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 66 67 68
LISTA DE QUADROS Quadro 01 – Modelos de esquadrias __________________________________________________________________________________ 46 Quadro 02 – Especificação dos materiais de acabamento _________________________________________________________________ 48
Sumário 1 INTRODUÇÃO __________________________________ 10 1.1
JUSTIFICATIVA ____________________________ 11
1.2 OBJETIVOS _______________________________ 11 1.2.1 Objetivo Geral ____________________________ 11 1.2.2 Objetivos Específicos _______________________ 11 1.3
METODOLOGIA ____________________________ 12
3.10.3 Siding _________________________________ 29 3.10.4 Placas metálicas ________________________ 30 3.10.5 Pisos _________________________________ 30 3.11 LIGHT STEEL FRAMING E A CONSTRUÇÃO MODULAR _____________________________________ 31 4 ESTUDOS REFERENCIAIS _______________________ 33 4.1
CATÁLOGO COODO _______________________ 33
4.2
CATÁLOGO HONOMOBO ___________________ 36
2 PRINCÍPIOS DE CATALOGAÇÃO __________________ 13
5 DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO PRELIMINAR _____ 38
3 CONHECENDO O SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING __ 16
5.1 DETERMINAÇÃO DOS MÓDULOS-BASE _______ 39 5.1.1 Conceito e partido _________________________ 39 5.1.2 Módulos base ____________________________ 39
3.1
GENERALIDADES __________________________ 16
3.2
COMPONENTES ___________________________ 16
3.3
AS FUNDAÇÕES ___________________________ 16
3.4
ESTRUTURA ______________________________ 19
3.5
LAJES ____________________________________ 21
3.6 CORBERTURAS _____________________________ 23 3.7 VEDAÇÕES _______________________________ 24 3.7.1 Placas em OSB ___________________________ 25 3.7.2 Placas cimentícias _________________________ 25 3.7.3 Gesso acartonado _________________________ 26 3.8
SUBSISTEMAS_____________________________ 26
3.9
ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO _________ 28
3.10 ACABAMENTOS ___________________________ 28 3.10.1 Pintura ________________________________ 28 3.10.2 Cerâmicas, porcelanatos e azulejos em paredes 29
5.2
SOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES ______________ 44
5.3
TRANSPORTE E FIXAÇÃO __________________ 44
5.4 PAINÉIS DE VEDAÇÃO E ESQUADRIAS _______ 45 5.4.1 Subdivisões ______________________________ 46 5.5
MATERIAIS _______________________________ 48
5.6 ACESSÓRIOS _____________________________ 5.6.1 Varandas ________________________________ 5.6.2 Mudança de direção _______________________ 5.6.4 Envelopamento da caixa d’água ______________ 5.6.5 Cobertura externa _________________________
48 48 49 50 50
6 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO DOS MÓDULOS ________ 52 6.1
KASA 01 _________________________________ 52
6.2
KASA 02 _________________________________ 56
6.3
KASA 03 __________________________________ 60
DESENVOLVIMENTO DO CATÁLOGO ________________ 64 7.1 INFORMAÇÕES PARA A PARTE INICIAL DO CATÁLOGO ____________________________________ 64 7.2
PROPOSTAS PARA AS PÁGINAS PADRÃO _____ 64
7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4
Página padrão dos módulos _________________ Página padrão dos acessórios _______________ Página padrão das casas ___________________ Proposta de layout das páginas padrão ________
64 65 65 65
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ________________________ 69 9 REFERÊNCIAS _________________________________ 70
10
INTRODUÇÃO
de acordo com o Ministério do Meio Ambiente (2017), 50% dos resíduos sólidos gerados pela atividade humana seja proveniente
Ao longo da história as edificações refletiram o modo de vida da sociedade e foram se adaptando às suas necessidades. Um exemplo disto são as comunidades nômades do início dos tempos, eles mudavam de lugar de acordo com a oferta de mantimentos, pois não tinham o conhecimento necessário para produzirem o próprio alimento. Sendo assim, suas casas eram confeccionadas com materiais leves, como a madeira e o couro de animais para que fossem desmontadas e levadas a outros lugares com facilidade. Mas quando o homem desenvolveu técnicas de cultivo, pôde se fixar e formar as primeiras vilas e cidades, o que possibilitou que as edificações fossem construídas com materiais mais fortes e que trouxessem mais segurança como a pedra (DINIZ, 2014). Já na atualidade tem-se levantado uma consciência das limitações dos recursos naturais e buscado a mudança do estilo de vida da população. Tantos anos de extração excessiva desses recursos resultou no desgaste do habitat do homem, tornando cada vez mais frequentes notícias de catástrofes naturais. A construção civil tem grande responsabilidade sobre isto, de acordo com o Conselho Internacional da Construção – CIB (2014) este é o setor de atividades humanas que mais consome os recursos naturais e a energia gerando consideráveis impactos ambientais. Além de que,
da construção. No contexto do pós-guerra, onde havia necessidade de reconstrução em larga escala devido às destruições da guerra e falta de mão-de-obra qualificada surgiu o conceito de construções racionalizadas. Que consistiu em diminuir o trabalho no canteiro de obras, transferindo para a indústria a produção de elementos que poderiam ser pré-fabricados diminuindo assim os custos, a necessidade de mão-de-obra e o desperdício de materiais (PIGOZZO, 2006). Desde então a pré-fabricação tem ganhado espaço no mercado e tem sido aprimorada com o avanço tecnológico. Um exemplo é o método construtivo Light Steel Frame (LSF) que utiliza materiais leves que atendem a flexibilidade, rapidez e baixa geração de resíduos.
11
1.1 JUSTIFICATIVA
1.2 OBJETIVOS
O método tradicional de construção, que é ainda o mais utilizado
1.2.1 Objetivo Geral
no nosso pais, exige um nível de detalhamento muito baixo, a falta de compatibilização dos projetos (arquitetônico, estrutural e hidrossanitário) ocasiona muitas falhas no processo de execução da obra, deixando a desejar quanto à redução de desperdício, de custos e de tempo. Mesmo que não existam falhas nos projetos, o método convencional gera desvantagens econômicas e ambientais no modo de construção como a geração de entulho devido à quebra de blocos, as paredes são erguidas e depois rasgadas para que
Este trabalho tem por finalidade a elaboração de um catálogo de habitações
utilizando
como
base
módulos
pré-fabricados,
tornando-as versáteis e mutáveis. Este catálogo deve ser capaz de proporcionar ao usuário de padrão médio e alto, facilidade de escolha e grande potencial de personalização, adaptando-se ao seu estilo de vida e disponibilidade financeira. 1.2.2 Objetivos Específicos
recebam as tubulações, de acordo com o Instituto Brasileiro de Desenvolvimento da Arquitetura (2017), este desperdício é
•
o
•
coordenação
reformular o conceito de habitação para que corresponda aos
construtivos.
tempo e desperdício. A utilização do ciclo aberto de industrialização do sistema Light Steel Framing permite a criação de um catálogo de habitações que possua componentes combináveis e permutáveis, formando assim uma composição de sistemas favorável para atingir-se o objetivo esperado.
Light
Steel
Framing
e
seus
Exercitar a produção de projetos a partir de conceitos de
É em função destas necessidades que essa proposta visa
novos modos de vida da sociedade, visando a redução de custo,
sistema
subsistemas.
calculado em cerca de 20 a 30% de prejuízo em mão de obra e materiais.
Conhecer
•
modular
entre
materiais
e
sistemas
Estudar o uso de catálogos na construção de edifícios.
12
1.3 METODOLOGIA De acordo com Gil (2010), a pesquisa realizada classifica-se segundo sua finalidade como pesquisa aplicada, que visa adquirir conhecimentos para posterior aplicação. Para desenvolvimento da pesquisa teve-se como metodologia a sua divisão em três fases: •
Levantamento bibliográfico: apuração de informações para embasamento e esclarecimento do tema, por meio de dissertações de mestrado, livros e sites especializados.
•
Estudo referenciais: analise de obras arquitetônicas onde aplicou-se os conceitos de interesse.
•
Ensaio projetual: Desenvolvimento de um catálogo e sua aplicação.
13
PRINCÍPIOS DE CATALOGAÇÃO
Figura 01 - Catálogo de fachadas em ferro fundido
De acordo com a Declaração de princípios internacionais de catalogação (2009), a construção de um catálogo deve ser feita visando a conveniência do usuário, devendo permitir que o mesmo encontre e escolha recursos que supram suas necessidades, sendo assim o vocabulário e as informações nele contidas devem estar de acordo com o perfil da maioria dos utilizadores. Além disto, a Declaração (2009) afirma que um catálogo deve ser conciso e as descrições dos itens devem ser normatizadas seguindo uma regra comum para que haja integração de todos os itens.
a) Modelo de fachada n° 36
Os elementos arquitetônicos oferecidos por catálogos começaram a ser utilizados na arquitetura para divulgação e consulta de elementos e até de fachadas inteiras de prédios ou lojas que eram pré-fabricados nas indústrias europeias. Com a Primeira Revolução Industrial houve uma ruptura com as técnicas tradicionais de construção e iniciou-se a construção industrial. Foi essa evolução da indústria que possibilitou a construção de grandes edificações inteiramente em ferro fundido, vidro e posteriormente o aço (DA COSTA, 1994). A Figura 01 exemplifica como eram os catálogos na época do ferro fundido.
b) Modelo de fachada n° 39 Fonte: Illustrations of iron architecture (1865)
14
Após a Segunda Grande Guerra, com o surgimento do Light Steel
Figura 02 – Capa catálogo SEARS
Framing e a necessidade de construções mais rápidas, foram feitos os primeiros catálogos de casas inspirados na indústria automobilística (COELHO, 2014). Estes catálogos vendiam kits de casas que incluíam os materiais necessários para a construção destas, que uma vez entregues podiam ser montadas pelos próprios compradores. Uma empresa que teve grande sucesso neste ramo foi a Sears, Roebuck and Company que inicialmente oferecia 22 modelos de casas e de acordo com o site Sears Archives (2017) mais de 70 mil casas foram vendidas de 1908 a 1940, quando encerrou as vendas. A Figura 02 e Erro! Fonte de referência não encontrada. apresenta a capa do catálogo da marca e um de seus kits de casas. Atualmente são criados catálogos onde os edifícios são construídos a partir de unidades modulares que podem ser personalizadas. Os países da Europa e principalmente o Japão desenvolveram muito esta indústria nos últimos anos (CRASTO, 2005). Para este tipo de construção é importante a aplicação do conceito de coordenação modular, que busca a customização em massa, racionalizando, industrializando e otimizando a construção através do emprego de um módulo básico normatizado - NBR 15873:2010 (Coordenação modular para edificações) - em 100 mm ou múltiplos deste valor.
Fonte: Sears Archives. Disponível em: <http://www.searsarchives.com/>. Acesso em: 02 maio 2017.
15
Tendo como objetivo reduzir os custos, diminuir as perdas,
Figura 03 – Página do kit de casa do catálogo Sears
aumentar a produtividade e melhorar a qualidade. No âmbito sustentável a coordenação melhora o aproveitamento de insumos, diminuindo o consumo de matéria-prima e energia (GREVEN; BALDAUF, 2007). O sistema construtivo Light Steel Framing se enquadra neste conceito e possibilita a diversidade de decisões projetuais mantendo a racionalização e todas as vantagens apresentadas anteriormente.
Fonte: Sears Archives. Disponível em: <http://www.searsarchives.com/>. Acesso em: 02 maio 2017.
16
CONHECENDO O SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING 3.1 GENERALIDADES
motivo foi a incidência de grandes desastres naturais nos EUA como o furacão Andrew e o terremoto de Northridge, os edifícios em Wood Framing não resistiram aos impactos e o uso do LSF foi incentivado por ser mais resistente. Desde então muito tem-se desenvolvido sobre este método
Este sistema é derivado do Wood Framing, criado nos Estados Unidos no século XIX devido a necessidade de aumentar a produção de habitações para atender a expansão populacional que ocorreu no país. Este sistema construtivo utilizou a madeira como
construtivo e ele tem sido largamente utilizado em países como os EUA, Japão, Nova Zelândia, Reino Unido, norte da Europa e África do Sul.
No Brasil, tal método ainda está sendo difundido
(FUTURENG, 2017).
principal elemento estrutural por ser um material abundante na época (FUTURENG, 2017).
3.2 COMPONENTES
O LSF teve início após a Segunda Grande Guerra, quando a
A estrutura do sistema LSF é composta por perfis de aço
indústria siderúrgica estava em alta por causa do grande
galvanizado formados a frio. Existem vários tipos de perfis, porém
investimento bélico, também havia necessidade de reconstrução
os mais utilizados são os de seção transversal U e Ue (SANTIAGO,
rápida e falta de mão-de-obra qualificada, devido às baixas da
2008). Na Figura 04 observa-se os tipos de perfis e seus
guerra, nesta época ele foi utilizado principalmente no Japão
respectivos usos. A Figura 05 mostra as dimensões usuais dos
(COELHO, 2014).
perfis de acordo com a NBR 6355:2012 (apud CAIXA ECONÔMICA
De acordo com Campos (2014), este método foi impulsionado e
FEDERAL, 2003).
ganhou espaço nos EUA por dois principais motivos: o primeiro
3.3 AS FUNDAÇÕES
deles foi a ocorrência de incêndios que devastaram cidades como Chicago, em 1871, onde um grande incêndio destruiu boa parte da
A fundação é a parte da construção que tem como objetivo
cidade que era construída praticamente toda em madeira e também
transmitir e distribuir as cargas da edificação para o solo. O sistema
São Francisco, em 1906, que como consequência de um sismo foi
LSF apresenta uma estrutura mais leve comparada a outros
incendiada e 250 mil pessoas ficaram desabrigadas. O segundo
sistemas construtivos como o método convencional, exigindo-se
17
menos da fundação. Portanto, as fundações utilizadas no Light
Figura 04 – Tipos de perfis
Steel Framing são mais econômicas do que as normalmente utilizadas em edificações com o mesmo porte nos outros sistemas. As cargas nesse tipo de construção são distribuídas igualmente ao longo da estrutura, portanto, a fundação deve ser contínua dando apoio a toda extensão dos painéis. Para construções de até dois pavimentos as fundações recomendadas são a sapata corrida ou radier, sendo esta última a mais utilizada por ser de fácil execução (COELHO, 2014; VIVIAN, 2011; CRASTO, 2005). Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
A Figura 06 ilustra os componentes da fundação com radier.
Figura 05 – Dimensões dos perfis
Quando existem limitações topográficas que impedem o uso do radier a fundação mais utilizada é a sapata corrida. A Figura 07 ilustra os componentes da fundação em sapata corrida. Para a fixação da estrutura na fundação é feita a ancoragem. Abaixo encontram-se as principais formas de ancoragem da estrutura (Figura 08).
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
18
Figura 06 – Detalhes da fundação com radier
Figura 08 - Principais tipos de ancoragem
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 07 - Detalhes da fundação com sapata corrida
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
a) Ancoragem química com chumbador
b) Ancoragem com fita metálica Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
19
3.4 ESTRUTURA
Figura 09 - Painel de LSF – montantes e guias
Segundo Santiago (2008), os painéis tanto estruturais quanto não estruturais são compostos por guias de seção U – barras superiores e inferiores – e montantes de seção Ue – barras perpendiculares. Os montantes geralmente são distribuídos a cada 400 ou 600 mm, variando de acordo com as cargas, eles são instalados nas guias e estas são ancoradas na fundação para evitar que a pressão do vento interfira na edificação (SANTIAGO, 2008). A Figura 09 esquematiza um painel de perfis de aço e seus componentes.Para resistir aos esforços
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
horizontais, além da ancoragem deve ser feita a estabilização dos painéis por meio de contraventamento e travamento
Figura 10 - Tipos de contraventamento
horizontal. Na Figura 10 e Figura 11 estão exemplificados esses elementos de estabilização (SANTIAGO, 2008; CRASTO, 2005). Assim como nas construções convencionais, as aberturas presentes nos painéis estruturais precisam de reforços como as vergas, tais elementos são formados por perfis Ue combinados, eles vão redistribuir as cargas dos montantes interrompidos para os montantes laterais às aberturas, que são reforçados por ombreiras. Os painéis não estruturais não precisam de reforços,
a) Contraventamento em “X”
uma vez que não sustentam grandes cargas (CAMPOS, 2014).
com fitas de aço
A Figura 12 ilustra esquematicamente estes reforços.
galvanizado.
b) Contraventamento em “K” com perfis Ue.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
20
Figura 11 - Tipos de travamento horizontal
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 12 - Desenho esquemรกtico do painel estrutural com abertura
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
21
3.5 LAJES As lajes do sistema LSF também utilizam perfis galvanizados que
Figura 13 - Estrutura da laje feita com perfis Ue.
geralmente seguem a modulação dos painéis e têm por função transmitir as cargas para estes e servir de apoio para o contrapiso. Esses perfis são chamados vigas de piso e utilizam o tipo Ue, que são dispostos horizontalmente, semelhante a estrutura da fundação em sapata corrida. Em alguns casos são utilizadas treliças formadas por perfis Ue como vigas (VIVIAN, 2011; CAMPOS, 2014). As Figura 13 e Figura 14 apresentam o detalhamento dessa estrutura das lajes. De acordo com Crasto (2012), a laje pode ser classificada em úmida ou seca. Esta última apresenta vantagem por ser uma
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
construção seca sem necessidade do uso de água, além de ter maior velocidade de execução. As Figura 15 e Figura 16 abaixo ilustram os componentes de cada tipo de laje.
Figura 14 – Estrutura da laje feita com treliças de perfil Ue.
22 Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 15 – Desenho esquemático de laje úmida
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 16 – Desenho esquemático de laje seca.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
23
3.6 CORBERTURAS
Figura 17 – Detalhe da fixação da telha Shingle
Segundo Santiago, Freitas e Crasto (2012), a cobertura tem por função proteger o edifício da ação de intempéries. O sistema Light Steel Framing permite a utilização tanto de telhados planos quanto de telhados inclinados com interseção de águas. No caso dos telhados inclinados a estrutura é feita basicamente como a de um telhado convencional de madeira, porém a estrutura é de aço galvanizado assim como o restante da edificação. Podem-se utilizar diversos tipos de telhas, desde as mais utilizadas no Brasil, as telhas cerâmicas, até as asfálticas
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
ou shingle, que são as mais indicadas para telhado inclinado (CRASTRO, 2005). A Figura 17 ilustra como são as camadas de
Figura 18 – Elementos da cobertura plana
fixação das telhas Shingle. Outra opção de cobertura são as planas, elas são menos comuns e na maioria dos casos são executadas como uma laje úmida com a inclinação para o caimento da água obtida através da variação de espessura do contrapiso, a Figura 18 apresenta um esquema ilustrando os elementos que compõem a cobertura plana (CAMPOS, 2014).
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
24
3.7 VEDAÇÕES
Os itens 3.7.1, 3.7.2 e 3.7.3, apresentam os principais tipos de vedação do sistema Light Steel Framing, suas características e
Os componentes de vedação devem ser compatíveis com o conceito do sistema LSF de elementos leves e racionalizados. A modulação estrutural deste sistema de construção favorece a industrialização das placas, que na maioria das vezes são dimensionadas com 1200 mm, múltiplo da modulação de 400 ou 600 mm dos montantes (SANTIAGO, 2008; SANTIAGO; FREIRAS e CRASTO, 2012). Segundo Crasto (2005), quando for necessário a execução de instalações elétricas, hidrossanitárias e reforços para peças suspensas, estes devem ser feitos antes da aplicação das placas, quando também é necessário verificar o posicionamento correto dos elementos e testar a estanqueidade das instalações. É importante destacar aqui o relato de Vivian (2011) que coloca como uma das principais vantagens da associação de vedação com placas e o sistema estrutural de perfis de aço a facilidade de instalação e manutenção dos subsistemas e isolamentos, por ser necessário apenas que as placas sejam retiradas dos perfis evitando assim quebras e desperdícios. Além desta vantagem, esse sistema racionaliza a construção uma vez que elimina a necessidade de utilização de argamassas, que costuma ser uma fonte de improdutividade e desperdício, ainda segundo Vivian (2011).
usos.
25
Figura 19 - Edificação com fechamento externo com placas
3.7.1 Placas em OSB
cimentícias. A placa em OSB pode ser utilizada nas faces internas e externas, nos forros e pisos e também como substrato para cobertura, é composta por tiras de madeira em várias camadas que são unidas com resina e presadas em altas temperaturas, este processo garante sua rigidez e resistência. Apesar de ter relativa resistência à umidade, não é recomendado que fique exposta a intempéries, sendo necessário acabamento impermeável. É comercializada em diversos tamanhos e a escolha varia de acordo com o projeto (VIVIAN, 2011). A Erro! Fonte de referência não encontrada. m ostra um exemplo de uma edificação com fechamento com placas
Fonte: Grupo AE, 2017.
de OSB combinado com cobertura plana. Figura 20 – Edificação em LSF com fechamento em OSB.
3.7.2 Placas cimentícias As placas cimentícias podem ser utilizadas tanto no fechamento externo como no interno, são indicadas principalmente para as áreas molhadas e em áreas expostas a intempéries por possuir grande resistência
à
umidade.
Além
disto,
possui como
característica resistência a impactos e insetos (CAMPOS, 2008). Na Figura 19 observa-se o fechamento externo de uma edificação realizado com placas cimentícias.
Fonte: Grupo AE, 2017.
26
3.7.3 Gesso acartonado O gesso acartonado é composto basicamente por gesso e papelcartão, devido a isto, não é recomendado para áreas externas. Estas placas podem ser utilizadas para vedações internas tanto de painéis estruturais, quanto não estruturais. Atualmente são encontrados três tipos de placas de gesso acartonado. A mais utilizada é a placa Standard (cinza) ela é aplicada em ambientes
Figura 21 – Diferenciação por cores dos tipos de placas de
internos sem presença de água ou umidade. O segundo tipo é a
gesso acartonado
placa Resistente à Umidade (verde), ela é utilizada em ambientes úmidos e molháveis, apesar disto, sua base deve ser protegida para evitar contato direto com acúmulo de água. O terceiro e último tipo é a placa Resistente ao Fogo (rosa), ela é utilizada em ambientes que precisam de um tempo maior de resistência ao fogo como escadas, rotas de fuga e paredes divisórias entre casas geminadas. (VIVIAN, 2011; CAMPOS, 2014). Na Figura 21 é possível observar os diferentes tipos de placas e suas cores de identificação. 3.8 SUBSISTEMAS Como citado no item 3.7, o sistema LSF com vedações por placas possui grande vantagem quanto a instalação e manutenção dos subsistemas. Além disto, as estruturas de aço possuem furos prédimensionados por onde as instalações podem passar com agilidade e segurança.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
27
Tais furos devem ser planejados na etapa de projeto, pois precisam
Figura 22 – Esquema das tubulações PEX.
ser executados segundo a NBR 15253:2005 (Perfis de aço formados a frio, com revestimento metálico, para painéis reticulados em edificações) para que não comprometam a estrutura dos painéis (VIVIAN, 2011). Os materiais utilizados nas instalações podem ser os mesmos das construções convencionais, porém para as instalações hidráulicas e de gás as tubulações PEX têm sido muito utilizadas por possuírem maior flexibilidade, facilitando a passagem e a fixação nos perfis. Outras vantagens da utilização do PEX são a não geração de resíduos, pois é dimensionado de acordo com o projeto e o baixo risco de vazamentos, uma vez que existem poucas conexões, que geralmente são localizadas nas centrais de controle.
Fonte: Adaptado de http://construcaomercado.pini.com.br/, 2017.
Já as instalações de esgoto podem ser feitas sem grandes adaptações em relação ao método convencional (CAMPOS, 2014;
Figura 23– Proteção plástica nos montantes
CRASTO, 2005). A Figura 22 ilustra a montagem dos sistemas de água quente e fria em PEX e nela observa-se a continuidade das tubulações sem necessidade de conexões. Nas instalações elétricas, de TV, telefonia e lógica, os fios e cabos devem passar dentro de eletrodutos ou conduítes e os furos dos montantes devem estar protegidos por peças de plástico para evitar danos as instalações, conforme mostra a Figura 23. (CRASTO, 2005). Fonte: Revista Téchne, 2017.
28
Figura 24 – Instalação do isolamento termo acústico
3.9 ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO Para atingir-se a qualidade necessária de conforto para usuário, os painéis
devem
ser
tratados
com
mantas
que
possuem
características térmicas e acústicas como a lã de rocha, lã de vidro ou lã de pet. Estas mantas vão preencher o espaço entre os perfis e são colocadas após o término das instalações elétricas e hidráulicas (Figura 24) (CAMPOS, 2014). 3.10
ACABAMENTOS
Após a conclusão do fechamento dos painéis podem ser aplicadas cerâmicas, pinturas e diversos outros tipos de revestimentos como nos outros tipos de construção. Serão citados e analisados os
Fonte: Disponível em: <http://pedreirao.com.br/instalacao-de-parede-dedrywall-passo-a-passo/>, 2017.
principais tipos de acabamentos no LSF. 3.10.1 Pintura Este é o tipo mais barato de acabamento, tem fácil manutenção e
Figura 25 – Aplicação de tinta sobre placas de gesso acartonado com juntas tratadas
execução, por isso é amplamente utilizado nas construções brasileiras.O fechamento com placas de gesso acartonado ou placas cimentícias, quando as juntas são tratadas as placas tornam-se uma única superfície, permitindo a aplicação das tintas, conforme mostra a Figura 25. Já na vedação com placas OSB deve-se primeiro fazer um tratamento para que a placa receba argamassa e as camadas de tinta (CAMPOS, 2014). Fonte: Sul Módulos, 2017.
29
3.10.2 Cerâmicas, porcelanatos e azulejos em paredes
Figura 26 - Camadas para revestimento cerâmico.
Segundo Campos (2014), estes revestimentos devem ser executados com rejuntes e argamassas flexíveis para absorverem a movimentação da estrutura e não ocasionar fissuras. A Figura 26 ilustra
as
camadas
necessárias
para
a
fixação
destes
revestimentos. 3.10.3 Siding Este é um revestimento de fachada composto por placas paralelas, muito utilizado nas edificações norte-americanas. Ele é instalado sobre as placas de OSB, pode ser feito de madeira, cimentício ou PVC, este último é o mais utilizado devido a sua boa trabalhabilidade e fabricação mais industrializada. Sua grande
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
vantagem é oferecer uma construção rápida e limpa, diferente dos revestimentos convencionais como a pintura, argamassa e
Figura 27 – Edificação com aplicação de Siding vinílico
cerâmicas. Além de se adaptar muito bem à vedação em OSB e ser possível a remoção e recolocação das placas para eventual manutenção (SANTIAGO, 2008). Na Figura 27 observa-se uma edificação com acabamento em Siding vinílico.
Fonte: ConstractorTalk, 2017.
30
Figura 28 – Painel metálico como revestimento. Instituto Tomie
3.10.4 Placas metálicas
Ohtake, São Paulo Os painéis metálicos de aço ou alumínio se encaixam bem na construção seca e também possuem baixo peso o que favorece a sua utilização no Light Steel Framing.Esses painéis podem ser perfilados ou do tipo sanduíche. O primeiro é composto por uma lamina metálica simples. Já o painel sanduíche é formado por duas chapas metálicas recheadas por um material leve que pode ser lã mineral, espumas de poliuretano, entre outros (SANTIAGO, 2008). 3.10.5 Pisos Assim como citado no item 293.10.2, devem-se utilizar rejunte e argamassa flexível no assentamento das cerâmicas no piso para
Fonte: SANTIAGO, 2008.
evitar rupturas. É importante destacar que as áreas molhadas
Figura 29 – Camadas para assentamento de piso
devem ser impermeabilizadas para proteger as placas e os perfis
cerâmico/porcelanato
da água e da umidade (CAMPOS, 2014). Já os pisos laminados, carpetes e pisos vinílicos possuem resultados
melhores
em
relação
às
rupturas
devido
à
movimentação da estrutura, pois necessitam de uma manta de regularização entre o piso e o contrapiso que faz com que a estrutura trabalhe sem interferir no revestimento. Também apresentam a vantagem de não precisarem de água para a instalação (CAMPOS, 2014). A Figura 29 apresenta as camadas de um piso com acabamento cerâmico.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
31
3.11
LIGHT STEEL FRAMING E A CONSTRUÇÃO MODULAR
Figura 30 – Montagem dos módulos pré-fabricados
Para este trabalho, define-se como construção modular um método de construir edifícios juntando módulos que foram fabricados num local e que depois são transportados até a localização final. Os módulos são compostos por partes da casa, como salas, cozinhas ou quartos com a maior parte das tarefas da obra prontas como instalações, isolamentos, revestimentos e até mobiliário. A junção destes módulos lado a lado ou sobrepostos, constitui um único edifício (Figura 30). Este é um processo bastante industrializado e como necessita do transporte dos módulos a sua estrutura deve ser leve e ao mesmo tempo resistente. Por estes motivos o Light Steel Framing se adequa como nenhum outro sistema construtivo (FUTURENG, 2017; SANTIAGO, 2008). Apesar de ser necessária a utilização de módulos pré-projetados
Fonte: Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfrTQAL/steel-framing?part=2>, 2017.
Figura 31 – Fabricação dos banheiros em módulos
este tipo de construção apresenta elevado grau de personalização e adaptação, uma vez que é possível escolher entre diferentes módulos e configurações. Como vantagens a construção modular possui grande rigor construtivo, qualidade construtiva e rapidez que são trazidos pela pré-fabricação. Além dessas vantagens uma questão importante a ser considerada é a possibilidade de se anexar posteriormente mais módulos a edificação de acordo com a necessidade e a disponibilidade financeira do usuário, aumentando o espaço original da edificação (FUTURENG, 2017). Fonte: Trisoft, 2017.
32
No Brasil a construção modular ainda não é muito explorada, mas um exemplo que tem sido utilizado são os módulos de banheiros, onde cada banheiro é construído sendo autoportante e são transportados e encaixados na estrutura do edifício já construída, como mostra a Erro! Fonte de referência não encontrada. ( SANTIAGO, 2008).
33
ESTUDOS REFERENCIAIS Figura 32 – Modelos Coodo de unidades móveis 15, 18, 24, 36, Visando referências para o desenvolvimento da pesquisa foram
64 e 96.
analisados dois modelos de habitações por catálogos com enfoques distintos, onde pode-se elencar pontos positivos e negativos de cada modelo de estudo. Foram escolhidos os catálogos das empresas COODO, da Alemanha que possui módulos próprios e HONOMOBO, no
a)
b)
c)
d)
Canadá que utiliza contêineres como módulos base das habitações. 4.1 CATÁLOGO COODO A empresa alemã produz unidades modulares com design simples de ângulos curvos que são divididas entre unidades móveis (Figura 32), pavilhões multifuncionais, pérgolas (Figura 33) e edificações residenciais (Figura 34). As unidades móveis foram projetadas
e)
para serem utilizadas de diversas formas, tanto com planta livre como com divisões internas. As dimensões e tipos de divisões variam de acordo com os modelos. A Figura 32 apresenta algumas das variações possíveis. Conforme o que foi apresentado na Figura 32, os módulos podem variar desde um cômodo (Figura 32 a), até
f) a) Coodo 15: 5 x 3,2 x 3 m – quarto + banheiro. b) Coodo 18: 6 x 3,4 x 3 m – quarto + cozinha + banheiro. *Pérgola extra. C) Coodo 24: 8 x 3,2 x 3 m – planta livre. D) Coodo 36: 12 x 3,4 x 3 m – Livre + banheiro. e) Coodo 64: 12 x 6,7 x 3 m – escritório com dois banheiros. F) Coodo 96: 11 x 9 x 3 m – casa com 3 quartos + 2 banh. + cozinha + sala de jantar/estar
uma casa completa (Figura 32 f), sendo assim o usuário pode dispor sua casa unindo módulos menores ou escolher um módulo maior e subdividi-lo.
Fonte: Coodo, 2017.
34
Figura 33 – Extensões do catálogo Coodo.
Como acabamentos externos o catálogo disponibiliza dois tipos, o White Edition e o Grey Edition, já os acabamentos internos aparentam seguir um padrão de piso de madeira com paredes e teto brancos, porém o catálogo não informa mais detalhes. Estes módulos chegam ao local prontos com todos os acabamentos e sistemas, ficando o layout de mobiliários por conta do proprietário dispor como convir.
a) b)
Por possuírem diversos tamanhos e tipos de divisões internas as
a) Coodo 16 pavilhão. b) Coodo 24 pérgola.
unidades móveis podem ser combinadas de diversas maneiras,
Fonte: Coodo, 2017.
horizontalmente ou verticalmente. Além destas, o catálogo também oferece pérgolas e pavilhões que seguem o mesmo acabamento
Figura 34 – Perspectiva do modelo de habitação Coodo 64 Up
das outras unidades e podem ser utilizados isolados ou como extensão para as edificações. A Figura 33 mostra um modelo de pérgola e pavilhão. O catálogo também apresenta exemplos de como podem ser combinadas as unidades pré-fabricadas, que são um modelo de casa pronta e de um espaço para eventos. Nas Figura 34 e Figura 35 está ilustrado o modelo de habitação pronta Coodo 64 Up. Com base na perspectiva e planta baixa (Figura 34, Figura 35 e Figura 36), pode-se identificar os módulos Coodo 64 utilizados na composição sendo um na parte inferior e outro na parte superior, este último combinado com dois módulos de pérgolas. Em função da conformação geométrica dos módulos, os ambientes tendem a ser posicionados de maneira integrada evitando o excesso de
Fonte: Coodo, 2017.
35
paredes, além disto, o fechamento em vidro, bem como a pérgola
Figura 35 – Planta baixa Coodo 64 Up - Térreo
promovem a integração com a paisagem externa. A principal vantagem deste modelo de catálogo é a grande variedade de tamanhos e conformações que os módulos oferecem. Por ser possível associá-los de diversas formas torna-se muito vantajoso para o usuário projetar a edificação de acordo com sua necessidade, garantindo ainda assim agilidade, por se tratar de um produto totalmente pré-fabricado e flexibilidade, acrescendo posteriormente mais unidades caso necessário e conforme suas possibilidades financeiras. Além disso, a estrutura das unidades é fabricada em aço leve e isolada térmica e acusticamente, esta estrutura facilita o seu transporte, que é feito por caminhões e garante conforto ao proprietário.
Fonte: Coodo, 2017.
Figura 36 – Planta-baixa Coodo 64 Up – Primeiro pav.
No catálogo é dito que os módulos podem ser instalados em diversos ambientes, porém não apresenta formas de fundação ou fixação para essas variações possíveis de terreno. Além disso, por ser um modelo de design e materiais com custo mais elevado, o preço final dos módulos também se torna alto, por exemplo, o modelo Coodo 18 medindo 6 m x 3,4 m, na opção mais simples com planta livre custa 49.900 euros, ou seja, 8.928 euros por m². Enquanto a média nacional alemã do m² de um apartamento nos centros das cidades alemãs custa 3.678 euros e fora dos centros custa em média 2.464 euros (ALEMANHA ONLINE, 2017; COODO, 2017).
Fonte: Coodo, 2017.
36
4.2 CATÁLOGO HONOMOBO
Figura 37 – Unidade HO1 – Catálogo Honomobo
A Honomobo apresenta outra maneira de construção por catálogo. A empresa canadense vende casas feitas com contêineres, que podem ser configurados de diversas formas e tamanhos. Estas casas são pré-fabricadas com 95% da construção em ambiente controlado e chega ao cliente pronta, com todo o sistema de isolamento, além de painéis solares. As únicas coisas que ficam
Fonte: Honomobo, 2017.
por conta do cliente são a fundação e os serviços. Visando facilitar a construção, o catálogo Honomobo disponibiliza
Figura 38 – Unidade HO4+ - Catálogo Honomobo.
seis modelos de casas, desde um conjugado - HO1 (Figura 37) até uma casa completa de três quartos – HO4+ (Figura 38). A unidade HO1 (Figura 37) é composta por um contêiner de 19m² com ambientes integrados, são eles: cozinha, quarto/sala e um banheiro. Já a unidade HO4+ (Figura 38) é o maior modelo de habitação oferecido no catálogo Honomobo, com três quartos, sala de jantar e estar, cozinha e um banheiro. Este modelo também oferece possibilidade de transformar um dos quartos em banheiro e closet para criar uma suíte. No HO4+ são utilizados quadro contêineres
a)
b)
de 12 m anexados lado a lado que formam um amplo ambiente de
a) Unidade com três quartos e um banheiro. b) Unidade com dois quartos
108m². Os modelos do catálogo Honomobo permitem algumas
e dois banheiros
possibilidades de fundação e acabamentos, a Figura 39 mostra
Fonte: Honomobo, 2017.
algumas dessas opções.
37
O sistema utiliza como base de sua estrutura os contêineres, porém
Figura 39 – Propostas para edificações - Catálogo
a divisão interna é feita de forma integrada ou utilizando o sistema
Honomobo.
dry-wall. Apesar de manter parte das características dos contêineres, a empresa acrescenta itens que os tornam diferentes e mais aptos para utilização como habitação, por exemplo a utilização da madeira, do vidro e de painéis de gesso acartonado. Assim dá nova forma e utilidade à um material geralmente utilizado para transporte de cargas marítimas. Com isto, pode-se destacar como uma das principais vantagens
a)
desse modelo de catálogo a possibilidade de reciclagem de
b)
contêineres que ganham novos usos e garantem uma construção com menos geração de resíduos e menor preço. Pelo fato da estrutura ser projetada para suportar grandes esforços e diversas condições climáticas pode ser utilizado como estrutura das edificações. Assim como em outros tipos de construção modular por catálogos, este modelo permite que a edificação seja transportada para onde for necessário, dando maior liberdade ao usuário. Porém por oferecer apenas opções padronizadas de casas não dá flexibilidade ao cliente de montar sua habitação
c)
d)
a) Unidade HO2 – opção de pavimento de garagem como base para o contêiner. b) HO3 - opção de varanda externa com acabamento de
personalizada, nem de acrescer alguma parte posteriormente, além
madeira. c) HO4+ - Acabamento interior dos módulos acrescentando
disso existem apenas duas dimensões de contêiner, 12 x 2,4 e 6 x
leveza e humanizando o contêiner. d) HO4+ - Opção de fundação em radier
2,4 metros, oferecendo poucas possibilidades de associação.
Fonte: Honomobo, 2017.
38
Além disso, os módulos por serem fabricados em ambiente
DESENVOLVIMENTO DO ESTUDO
industrial e pré-engenheirados, estão sujeitos a um rigor nas
PRELIMINAR
instalações, evitando patologias.
O desenvolvimento do estudo preliminar teve como base os estudos referenciais onde foi possível obter informações técnicas necessárias para a realização do projeto dos módulos para habitação. Estes foram desenvolvidos com o objetivo de criar uma nova maneira de projetar com a disponibilidade de catálogos de pré-engenheirados, possibilitando a personalização, agilidade, flexibilidade e sustentabilidade. Os módulos são de aço fabricados em ambiente industrial, ou seja, com maior rigor tecnológico e testados previamente. Como já mencionado, o contêiner tem sido utilizado na construção como solução arquitetônica, porém, por possui apenas dois tamanhos
diminui
as
possibilidades
de
combinação
e
personalização quando comparado ao módulo feito em LSF, além da questão estética e o peso da estrutura. O LSF por ser um método de construção rápido, seco, limpo e leve, contribui para a proposta de racionalização, diretriz do projeto, visando: melhor utilização dos materiais com a modulação, baixo desperdício de materiais e rapidez de construção.
39
4.3 DETERMINAÇÃO DOS MÓDULOS-BASE
Figura 40 – Logotipo do catálogo
4.3.1 Conceito e partido O conceito do projeto foi baseado em um jogo de Lego, onde as peças se encaixam e formam diversos objetos. A partir disto, foram criados os módulos base com dimensões padrões e que sejam capazes se unirem atendendo a diversas funções. O catálogo foi nomeado “Kasa+” (Figura 40) remetendo à ideia de que estas habitações podem sofrer constantes mudanças. Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
4.3.2 Módulos base Como visto no item 3.4 da pesquisa, as medidas das estruturas de
Figura 41 – Malha modular utilizada
LSF devem ser múltiplas de 1,20 m, portanto, criou-se uma malha modular (Figura 41) e a partir desta chegou-se em variações de blocos (Erro! Fonte de referência não encontrada.) que p ossibilitam uma diversidade de composições. Os módulos-base surgiram de variações de planta baixa residenciais que tiveram seus ambientes analisados chegando-se em uma média de medidas. Abaixo estão as medidas internas dos 6 módulos criados e suas perspectivas (Figura 43).
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
40
•
Módulo K 1 – 1,6 x 2,4 x 2,8 m
•
Módulo K 2 – 2,4 a 2,4 x 2,8 m
•
Módulo K 3 – 3,2 x 4,2 x 2,8 m
•
Módulo K 4 – 3,2 x 5,4 x 2,8 m
•
Módulo K 5 – 3,2 x 6,0 x 2,8 m
•
Módulo K 6 – 3,2 x 7,2 x 2,8 m
Figura 42 – Módulos-base na malha modular
Afim de criar uma identidade visual que os diferencie e destaque, as pontas dos módulos receberam chanfros (Figura 44) e devido a esse novo formato a montagem dos painéis foi alterada em relação à montagem usual em construções com LSF. A estrutura é composta por vigas U de aço de dimensões 250 x 80 mm e perfis Ue de aço leve de dimensões 140 x 40 mm. As vigas U foram unidas por soldas em chanfro e de filete (Figura 45),
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 43 – Módulos-base
formando a moldura do módulo e fazendo a estabilização da estrutura juntamente com o contraventamento em x.
A Figura 46 apresenta a estrutura do módulo com as vigas U que formam uma moldura. Os perfis Ue foram encaixados entre as molduras de viga U, seguindo seu contorno de forma horizontal como nas lajes de LSF, utilizando o espaçamento de 600 mm. A fixação do perfil na viga foi feita por enricejedor de alma de perfil Ue 90x40 mm como mostra a Figura 47.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
41 Figura 44 – Formato do módulo
Figura 46 – Moldura do módulo em viga U de aço
Fonte: Elaborado pela autora, 2017. Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 45 – Soldas em chanfro e de filete
Figura 47 – Fixação do perfil Ue na viga U
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
42
A Figura 48 ilustra a estrutura completa com as vigas U e os perfis
Figura 48 – Estrutura completa dos módulos-base
Ue. A camada de revestimento externo da cobertura possui uma suave inclinação de 2% para o escoamento de água. O desnível é feito pela colocação de perfis tubulares de diferentes dimensões sobre os perfis Ue fazendo a inclinação desejada (Figura 49). Toda a estrutura é revestida com isolamento termo acústico em lã mineral, manta de impermeabilização, chapas onduladas de aço como acabamento exterior e placas de gesso acartonado no interior. Na Figura 50 abaixo é possível observar as camadas existentes no módulo-base. As chapas onduladas são produzidas pela perfiladeira e as suas ligações são soldadas (Figura 51) antes de receberem o acabamento de pintura automotiva na cor
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 49 – Utilização de perfis tubulares para a inclinação da cobertura
escolhida. Elas se encaixam longitudinalmente na moldura estrutural feita em viga U e o acabamento dessa ligação é realizado por uma cantoneira que veda o sistema, como mostra a Figura 52. Toda essa estrutura foi chama de módulo-base (Figura 53) pois é fixa e sua formatação varia apenas de tamanho, além disto, é a partir dela que são acrescentados os painéis de vedação e os acessórios,
elementos
adaptáveis
que
possibilitarão
a
personalização do espaço. Estes módulos podem ser unidos para criação de ambientes com medidas diferentes, essa união é feita por meio de solda para vedar a ligação, evitando patologias.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
43 Figura 50 – Camadas existentes no revestimento do módulo
Figura 52 – Ligação entre os revestimentos e a estrutura
1 – Perfil Ue; 2 – Cantoneira; 3 – Lã mineral; 4 – Placa de gesso 1 – Chapa ondulada; 2 – Impermeabilização; 3 – Lã mineral; 4 – OSB, gesso acartonado e revestimentos internos
acartonado; 5 – Solda de filete Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 53 – Estrutura fixa do módulo base Figura 51 – Acabamento exterior com chapa ondulada
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
44 Figura 54 – Instalações passando pela parede e piso
4.4 SOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES Assim como na construção tradicional em LSF, as instalações elétricas e hidráulicas passarão pelas paredes, conforme Figura 54. As instalações sanitárias devem ser previstas em projeto para que as adaptações necessárias nos módulos e as esperas sejam feitas corretamente, sendo apenas necessário o encaixe no local. A utilização de caixa d’água é a solução mais utilizada no Brasil, porém também será possível utilizar uma cisterna com bomba ou ligação direta com a rede pública, essas duas opções são recomendadas por interferirem menos no volume e na estética dos módulos.
Tubulação de água
4.5 TRANSPORTE E FIXAÇÃO
Tubulação de esgoto
As medidas dos blocos foram pensadas de modo a facilitar o transporte
terrestre.
Eles
poderão
ser
transportados
por
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 55 – Esquema ilustrativo do transporte
caminhões, por isso foram limitados a 3,2 m de largura e 7,2 m de comprimento (Figura 55). À espera da chegada dos módulos está a fundação pronta e sobre ela vigas H de aço de 250 mm com conectores que serão encaixadas nos furos da base do módulo fazendo o travamento da estrutura, conforme a Figura 56. Esses perfis H são necessários para elevar os blocos do chão evitando assim patologias na sua estrutura.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
45
Eles ficam localizados nas bordas dos módulos para a correta
Figura 56 – Detalhe esquemático da fixação no Perfil H
distribuição das cargas. Outra opção é a realização de um lastro de concreto de 20 cm de altura com as medidas da base do módulo dando base para a estrutura e ao mesmo tempo elevando-a do solo (Figura 57). 4.6 PAINÉIS DE VEDAÇÃO E ESQUADRIAS A vedação do módulo base é feita por uma parede de LSF com guias e montantes dispostos utilizando o distanciamento de 600 mm (Figura 58). Na parte exterior estes painéis são revestidos com chapas de ACM (alumínio composto), dando continuidade e uniformidade a fachada, já na parte interna são utilizadas placas de
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
gesso acartonado. Pelo fato do ACM ser um compósito com alumínio é necessário um cuidado para que o aço e alumínio não façam contato direto para evitar o efeito de pilha
galvânica. 1
Figura 57 – Elevação utilizando lastro de concreto
Para
isso será colocada uma fita de borracha que unirá os painéis. As aberturas dos ambientes são necessariamente feitas nestes painéis, elas podem estar localizadas em toda a sua extensão, pois não influenciam na estrutura do módulo e devem seguir uma malha modular, conforme a Figura 59.
Os reforços da estrutura dos
painéis nas áreas com aberturas são realizados como nas usuais
1
Pilha galvânica é um processo eletroquímico onde um metal corrói outro, quando ambos entram em contato na presença de eletrodos.
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
46
construções em LSF. Além da estrutura de aço leve, a vedação
Figura 58 – Estrutura dos painéis
pode ser feita por painéis de cortina de vidro, valorizando a relação com o exterior. Para facilitar a montagem, os modelos de janelas e portas foram padronizados, conforme o Quadro 01. Quadro 01 – Modelos de esquadrias
Janela
MATERIAL
Fixa
•
Correr
Alumínio e vidro
Basculante Portas
Material
Giro
•
Madeira
Correr
•
Alumínio e vidro
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Figura 59 – Malha modular para aberturas
Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
4.6.1 Subdivisões Visando a possibilidade de divisões internas para criação de mais ambientes (Figura 60), optou-se por painéis não estruturais de LSF com placas gesso acartonado, onde os perfis são fixados nas placas internas dos módulos, conforme exemplo da Figura 61. As subdivisões também devem seguir a malha modular do projeto. Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
47 Figura 60 – Subdivisões
Figura 61– Fixação dos painéis
1 – gesso acartonado; 2 – lã mineral Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
Módulo Subdivisão Fonte: Elaborado pela autora, 2017.
48 Placas de gesso acartonado
4.7 MATERIAIS
Standard:
Os materiais utilizados para acabamento dos módulos estão
Áreas secas
disponíveis no catálogo conforme o Quadro 02. 4.8 ACESSÓRIOS
Paredes
Os acessórios são complementos para os módulos-base,
4.8.1 Varandas
Áreas secas
ser utilizadas em dois tamanhos: K1, K2 e K3. Além disto existe
•
Cerâmica
•
Porcelanato
•
Pastilhas
Standard: Pintura
Pintura
Placas OSB:
Áreas secas
Quadro 02 – Especificação dos materiais de acabamento
vedação
Pintura
•
aberta para a fechada.
Painéis de
•
Placas de gesso acartonado
coberta nas habitações estabelecendo uma transição da área
externas
Cerâmica
Áreas molhadas resistentes à umidade:
tamanhos: K2 e K3 (Figura 62). Sua função é criar uma área
Paredes
•
•
Teto
substituídas por ripas de madeira na vertical, estes possuem dois
Módulo base
Papel de parede
Placas de gesso acartonado
As varandas são módulos-base sem painéis de vedação e podem
uma opção diferente de acabamento, onde as laterais foram
•
resistentes à umidade ou OSB:
Áreas molhadas
e possibilitar conformações variadas.
Pintura
Placas de gesso acartonado
internas
elementos colocados exteriormente para diferenciar as habitações
•
Chapa ondulada de aço: •
Pintura automotiva
Chapa lisa de aço: •
Piso
Pintura automotiva
•
Vinílico
•
Laminado
•
Carpete
Placas OSB:
Áreas molhadas
•
Cerâmica
•
Porcelanato
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
49
Uma escada em LSF pode ser fixada nos módulos para facilitar o
Figura 63 – Escada e rampa
acesso, outra opção, que permite acessibilidade, é a utilização de uma rampa (Figura 63). Estes deverão ser feitos de acordo com a necessidade. 5.6.2 Mudança de direção O módulo de mudança de direção foi criado para possibilitar mais encaixes e variações de planta baixa. A estrutura desse acessório é feita a partir de painéis de LSF e suas dimensões são 3,00 x 1,80 m, conforme ilustra a Figura 64. Ele pode ser utilizado com
aberturas para quaisquer direções, seguindo a malha modular do projeto. A Figura 65 apresenta um exemplo de utilização deste módulo. Figura 62 – Módulos de varanda
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
50
5.6.4 Envelopamento da caixa d’água
Figura 64 – Módulo de mudança de direção
Quando a opção de abastecimento de água for a caixa d’água esta é envelopada com painéis de LSF com acabamento em chapas lisas de aço e tampa removível também em chapas de aço galvanizado, conforme Figura 66 e Figura 67. 5.6.5 Cobertura externa Formada por perfis de aço tubulares, o acessório de cobertura externa forma um pergolado que pode ser utilizado para diversas
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
funções como garagem, cobertura de entrada, varanda, entre outras. Os perfis são fixados no contra piso e na parte superior do módulo.
Figura 65 – Exemplo de utilização do módulo de mudança de direção nas habitações- vista superior
Recebem uma cobertura de vidro para proteção contra intempéries.
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
51 Figura 66 – Acessório de envelopamento da caixa d’água
Figura 68 - Módulo de cobertura externa
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
Figura 67 – Planta baixa envelopamento da caixa d’água
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
Figura 69 – Fixação dos perfis – corte transversal do perfil tubular
Fonte: Produzido pela autora, 2017. Fonte: Produzido pela autora, 2017.
52
EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO DOS MÓDULOS 6.1 KASA 01 A Kasa 01 é compacta, nela foram utilizados dois módulos base K6 e o acessório de cobertura externa, que formaram sala e cozinha integradas, um quarto, um banheiro e um escritório, totalizando 43,2 m². Figura 70 – Perspectivas Kasa 01
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
53 Figura 71 – Planta-baixa com a ambientação da Kasa 01
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
54 Figura 72 - Planta-baixa com cotas gerais da Kasa 01
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
55 Figura 73 - Planta-baixa com a localização dos perfis da Kasa 01
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
56
6.2 KASA 02 A Kasa 02 possui 63 m², foram utilizados dois módulos K1, dois K4, um K6 e o acessório de mudança de direção, formando: sala, cozinha, uma suíte, um quarto e um banheiro social. Na Figura 74 observa-se uma simulação da Kasa 02 e nas Figura 75, Figura 76 e Figura 77 estão apresentadas as plantas-baixa desta habitação.
Figura 74 - Perspectivas Kasa 02
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
57 Figura 75 - Planta-baixa com a ambientação da Kasa 02
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
58 Figura 76 - Planta-baixa com cotas gerais da Kasa 02
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
59 Figura 77 - Planta-baixa com a localização dos perfis da Kasa 02
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
60
6.3 KASA 03 A Kasa 03 é a transformação da Kasa 02, nela foram acrescentados o módulo K6, assim foi criado mais um quarto, acrescentando 16,2 m², tendo um total de 79 m². Aqui é possível observar a possibilidade e facilidade de acrescer espaços nas moradias feitas com os módulos-base. Figura 78 - Perspectivas Kasa 03
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
61 Figura 79 - Planta-baixa com a ambientação da Kasa 03
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
62 Figura 80 - Planta-baixa com as cotas gerais da Kasa 03
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
63 Figura 81 - Planta-baixa com a localização dos perfis da Kasa 03
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
64
DESENVOLVIMENTO DO CATÁLOGO
7.1 INFORMAÇÕES PARA A PARTE INICIAL DO CATÁLOGO
Conforme visto nos princípios internacionais de catalogação, a
A parte inicial, deve conter as seguintes informações:
construção de um catálogo deve visar a conveniência do usuário. Para tanto, é importante que os seguintes pontos sejam levados
• O conceito da marca;
em consideração:
• As vantagens deste método construtivo;
•
A utilização de vocabulário comum, que facilite a
• Como este catálogo deve ser utilizado;
compreensão dos dados; • Como são feitos o transporte e a fixação.
•
A padronização e consistência das informações;
•
A suficiência e utilização de dados essenciais para
7.2 PROPOSTAS PARA AS PÁGINAS PADRÃO conhecimento do produto;
•
Fornecer um arranjo lógico na composição do catalogo, para facilitar a busca pelo produto.
Estas páginas são as principais do catálogo, pois serão as mais utilizadas. Elas têm o objetivo de apresentar cada produto e suas características, informações essenciais para a utilização destes. Tendo em vista isto, o público alvo deste catálogo são os arquitetos,
O objetivo principal deste catálogo é informar sobre esse tipo de
profissionais responsáveis pelo projeto das habitações e seus
construção e auxiliar na escolha das opções de projeto da marca
clientes, usuários finais dos módulos.
Kasa +. Sendo assim, propôs-se que as informações estejam dispostas no catálogo divididas em uma parte introdutória onde é exposta a marca e o método construtivo e a outra parte é das páginas padrão de módulos, acessórios e casas, onde realmente serão apresentados os produtos.
7.2.1 Página padrão dos módulos Esta página apresenta os módulos-base e suas características com base no desenvolvimento do estudo preliminar. As informações são as seguintes: • Nome de identificação do módulo a ser apresentado;
65
• Dimensões deste módulo;
•
Nome do modelo da casa;
• Imagens ilustrativas do produto;
•
Texto explicativo dos ambientes que a compõe e seu perfil de usuário;
• Tabela de especificação de materiais. •
Planta-baixa
•
Cortes esquemáticos;
•
Imagens ilustrativas.
7.2.2 Página padrão dos acessórios Nesta página são apresentados os acessórios que podem ser acrescentados aos módulos possibilitando mais conformações de planta-baixa. Esta página engloba as seguintes informações: • Nome do acessório;
7.2.4 Proposta de layout das páginas padrão Para a definição final de um catálogo é necessário o auxílio de
• Dimensões;
profissionais do design de produto, que são capacitados para
• Materiais;
apresentar de forma ideal e profissional os dados. Com o objetivo de melhorar a compreensão da proposta e ilustrar como pode ser
• Breve explicação da sua função e utilização;
a conformação do produto foi desenvolvido um estudo preliminar
• Imagens ilustrativas.
das páginas do catálogo apresentado nas Figura 82, Figura 83 e Figura 84. Os
7.2.3 Página padrão das casas As casas apresentadas no catalogo ilustram como podem ser utilizados cada produto e suas possibilidades, além de ser possível escolher um modelo já projetado para a construção. Nesta página estão as seguintes informações:
pontos
destacados
anteriormente
foram
levados
em
consideração, mantendo um layout padronizado com informações claras e visual limpo.
66
Figura 82 - Pรกgina padrรฃo dos mรณdulos-base
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
67
Figura 83 - Pรกgina padrรฃo dos acessรณrios
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
68
Figura 84 - PĂĄgina padrĂŁo das casas
Fonte: Produzido pela autora, 2017.
69
Este trabalho teve como resultado principal a proposta de um
CONSIDERAÇÕES FINAIS
catálogo de habitações modulares, que proporcionará e facilitará a construção das moradias de acordo com as necessidades dos usuários. Buscou-se, por meio de um estudo preliminar, viabilizar Compreendendo a necessidade de reduzir os impactos ambientas da construção civil, tema atual e amplamente discutido, os módulos foram projetados para serem construídos em ambiente industrial, com rigor técnico e planejamento, visando a diminuição do desperdício de insumos e mão-de-obra, e o avanço nas técnicas construtivas. Os materiais utilizados na concepção de toda a linha de produtos do catálogo foram escolhidos na tentativa de criar
este tipo de construção, uma vez que atende a quesitos relevantes na sua estruturação e para a sustentabilidade através da industrialização da construção, sendo os resultados teóricos considerados positivos. Entretanto, é necessário um estudo mais aprofundado e a concretização de um módulo para que seja efetivado seu efeito, sendo possível que na prática alguns detalhes necessitem ser ajustados.
soluções sustentáveis para essa construção, desde o correto adoção,
A solução aqui exposta é apenas uma das possibilidades de
preferencialmente, de materiais que não utilizam água na
aplicação dos módulos, sendo desejável sua utilização em outros
instalação.
tipos de edificações. É esperado que este sistema de habitações
isolamento
para
eficiência
energética,
até
a
seja bem aceito por parte da população devido a sua fácil execução Os conceitos de modulação, flexibilidade e adaptabilidade, quando
e agilidade.
utilizados para a concepção de habitações são capazes de suprir as necessidades do modo de vida de uma sociedade em constante
Espera-se que este trabalho se torne fonte de pesquisa e
mudança. Os módulos projetados para serem
inspiração para estudantes e profissionais da área, pois a busca
adaptáveis
possibilitam que a mesma edificação se transforme durante o ciclo de vida dos seus usuários com facilidade e agilidade. As vantagens desse sistema vão desde a fase de projeto, passando pela construção e até a fase final de vida da edificação, sendo possível a desmontagem e reutilização dos materiais.
por novas soluções deve ser constante.
70
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