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CONTRAMARCO & COMPANHIA26
fachadas de alumíniocomo alcançar umdesempenho eficiente
alumínio
No artigoanterior, foramabordadas deuma formaabrangenteas questõesrelacionadasà vedação deágua em umafachada, peloponto de vistado projetistade sistemas.Na prática,o queprecisamosé conhecero produto eexecutá-lo comconfiança,seguindo asinstruçõesdos catálogostécnicos
2ª PARTE
por Luiz Carlos Santos
CONTRAMARCO & COMPANHIA 27
laro que conhecimentos teó-
ricos sobre a concepção da
fachada, o estudo de normas
técnicas e o acompanhamento de um
especialista são fundamentais para se
obter um bom produto final.
Sabemos que além da água,
outros fatores são muito importan-
tes e devem ser considerados quan-
do projetamos um sistema de fa-
chadas — aspectos estéticos, eco-
nômicos, produção, usinabilidade
do produto, fabricação, segurança,
conforto e sistema de instalação
também entram na lista de obser-
vações do projetista.
Segurança — A premissa bá-
sica de qualquer produto no cam-
po da construção civil é que ofe-
reça segurança, por isso este item
tem sua importância acentuada na
fase de desenvolvimento. Natural-
mente, o projetista do sistema deve
se preocupar com aspectos relati-
vos a seu projeto, como o dimensi-
onamento do perfil e a análise da
melhor geometria para se alcançar
o máximo desempenho com custo
coerente.
Durante esta fase, o projetista
deve ter em mãos informações re-
ferentes ao mercado e como seu
produto será utilizado. O objetivo
é atender ao maior número de exi-
gências comerciais possíveis, nun-
ca colocando em segundo plano a
técnica ou a segurança. Contudo,
o projetista não pode prever todas
as situações, tampouco controlar
como o produto será usado. Na
verdade, estes conceitos adotados
pelos projetistas são extensos e exi-
gem a aplicação de outras ferra-
mentas e conhecimentos comple-
mentares. Deste modo, iremos
abordar os pontos referentes à ins-
talação da fachada e sua integrida-
de estrutural do ponto de vista do
fabricante de fachadas.
Instalação da fachada —
Para que tudo aquilo que o proje-
tista pensou se torne realidade é pri-
mordial que a instalação de uma
fachada seja bem planejada, com
atenção a todos os detalhes e uma
boa condição de obra. Assim como
todo produto produzido em fábri-
ca, a fachada precisa ser transpor-
tada com cuidado e protegida para
que exerça suas funções de forma
eficiente. Com a devida atenção e
uma lógica divisão das responsabi-
lidades, a instalação se torna rápi-
da e um processo relativamente
simples.
A instalação de uma fachada de
alumínio é algo tão importante
quanto um projeto inteligente e é a
seqüência natural de um bom pro-
cesso de fabricação.
A empresa contratante ou cons-
trutora deve fazer parte das pri-
meiras conversas sobre o cronogra-
ma e procedimentos de instalação.
Cada membro do time tem seus
próprios problemas e responsabili-
dades. Assim, uma boa comunica-
ção entre as partes responsáveis —
desde a concepção do projeto da
obra até o término do edifício
— é um princípio básico e essenci-
al. Muitos dos problemas encon-
trados na obra derivam da falta de
atenção ou desrespeito aos pré-re-
quisitos de projetos, tolerâncias e
garantia de vãos.
O arquiteto deve permitir um
projeto flexível, a construtora deve
garantir que a estrutura do edifício
seja construída dentro das tolerân-
cias previstas, e o fabricante de
fachadas em seu trabalho deve
observar as dimensões e detalhes
estabelecidos pelo projeto do con-
sultor, que será o responsável pela
interpretação das necessidades do
arquiteto, construtor e normas téc-
nicas de forma a transmiti-la efici-
entemente a todos os envolvidos
no processo. Todos estes cuidados
garantem que o produto final seja
instalado no tempo estipulado e
dentro das especificações técnicas
prescritas.
A não observância destas regras
básicas pode levar a correções e,
CONTRAMARCO & COMPANHIA28
conseqüentemente, a atrasos e au-
mento de custo, e pode algumas
vezes afetar a aparência e perfor-
mance da fachada. Não são raros
os casos de atrasos em obras oca-
sionados pelo mau planejamento —
e sempre que isto ocorre, todos
terão que acelerar o processo, com-
prometendo de forma irrecuperá-
vel o desempenho do produto.
Existem muitos detalhes em um
projeto, e a precipitação em acele-
rar o trabalho pode fazer com que
esqueçamos estes detalhes ou dei-
xemos de lhes dar a devida aten-
ção. Parafusos defeituosos ou da-
nificados durante a instalação não
são trocados, a vedação não é fei-
ta de forma eficiente, materiais são
substituídos indiscriminadamente.
Além, é claro, de se perder defini-
tivamente o controle. Quando se
chega a este ponto, a única coisa
que passa a interessar é o prazo em
detrimento da qualidade.
Escolha do sistema — Além
de um profundo conhecimento do
projeto da obra, é necessário co-
nhecer também os sistemas dispo-
níveis, no momento de escolher o
sistema ideal. As especificações
contidas no memorial descritivo da
obra, se não deixarem claro qual o
sistema deve ser utilizado, nos gui-
arão na escolha deste. Do ponto
de vista estrutural devemos verifi-
car primeiramente qual a pressão
de vento calculada para o edifício,
e caso isto não esteja também cla-
ramente especificado, a pressão
deverá ser calculada seguindo o que
está regulamentado em normas téc-
nicas ou, em alguns casos, efetuar
um teste em túnel de vento.
A NBR 10821 ser ve como
primeiro passo para a avaliação
da situação, além de fixar as con-
dições exigíveis dos caixilhos usa-
dos em edificações residenciais e
comerciais em uma tabela com
pressões de ventos para as diver-
sas regiões do Brasil. Caso a obra
analisada seja especial de alguma
forma, ou não se enquadre no
que está disposto na norma, este
cálculo deve ser feito com base
na NBR 6123. Na maioria das
vezes, estas duas normas devem
ser usadas conjuntamente.
Determinada a pressão de ven-
to atuante na fachada, devemos
passar para os cálculos de verifi-
cação. Os cálculos que determinam
que coluna atende aos requisitos
estruturais da obra não serão mos-
trados aqui, pois este assunto já foi
abordado em outros meios e não
será tema de nosso artigo. Existe
uma preocupação muito grande na
aplicação errada destes cálculos. A
aplicação de uma fórmula é sim-
ples e rápida. Uma pessoa com al-
gum conhecimento matemático
pode fazê-lo facilmente, mas não
é o recomendado. Uma fórmula,
além de apresentar números, tra-
duz um conceito — e esta é a par-
te mais difícil do cálculo, entender
e aplicar o conceito envolvido.
Para deixar mais claro e mos-
trar os perigos envolvidos na apli-
cação indiscriminada das fórmulas
de cálculo estrutural, será mostra-
do um exemplo aplicando dois ti-
pos diferentes de sistema estático
e como estes influenciam na esco-
lha da coluna.
Estática — Estática é a parte
da mecânica que estuda objetos
que não se movem. Em áreas téc-
nicas, a estática investiga as condi-
ções de um objeto e o equilíbrio
das forças.
Em nossa área, precisamos dos
cálculos estáticos para nos certifi-
carmos que sob condições normais
e conhecidas: (1) nossas janelas es-
tarão sempre funcionais; (2) pode-
mos garantir nossos produtos;
(3) ninguém deverá se machucar;
(4) não existe o risco destas pre-
missas falharem.
Cálculo — Quando passamos
a determinar qual coluna irá aten-
der nossa especificação, precisamos
entender um pouco quais são estes
Para escolhero sistema idealde fachadaé necessárioconhecerdetalhadamenteo projeto da obrae os sistemasdisponíveisno mercado
alumínio
CONTRAMARCO & COMPANHIA 29
requisitos especificados. Se anali-sarmos as normas e o conceito deestática, veremos que a coluna deveresistir a uma força aplicada sobreela a ponto de não exceder a umaflexão máxima determinada, alémdisto deve ter resistência suficien-te para flexionar e voltar a seu es-tado original, ou próximo dele. ANBR 10821 diz que a flexão me-dida não deve ser maior queL/175 (L = distância entre apoios)ou 20mm, devendo ser usado omenor dos dois valores, e não teruma deformação residual maiorque 0,4% de L, seguindo os proce-dimentos de teste.
Estudando as duas condições,concluímos que a coluna deve teruma análise de quanto ela pode fle-xionar sobre determinada força equanto ela resiste com esta forçaaplicada sobre ela.
Para o cálculo de “quanto” umacoluna pode flexionar, usamos oseu momento de inércia — Jx. E ovalor relacionado à sua capacida-de de resistir a uma força e nãodeformar permanentemente é oseu momento fletor — Wx. Estaspropriedades são inerentes à geo-
metria do perfil e não estão relaci-onadas ao material de que é feito,ou seja, uma coluna de alumínio eaço com a mesma geometria pos-sui valores do momento de inérciae fletor iguais.
Estes valores são geralmente en-contrados nos catálogos técnicosdos sistemas. É importante citarque para o cálculo de travessas ovalor usado será o Jy e Wy. Istoporque x e y são os eixos que indi-cam a direção das forças atuantesem relação à posição do perfil.
Precisamos, além disto, dos va-lores do módulo de elasticidade— E e da máxima tensão admissí-vel — T. Estes, sim, variam deacordo com o tipo, composição eliga do material.
Até agora, os fatores mostradosque influenciam na escolha de umacoluna são: • Força exercida pelovento • Módulo de elasticidade• Máxima tensão • Momento deinércia — Jx • Momento fletor— Wx.
Sistema estático — Como, en-tão, podemos cometer erros apli-cando uma fórmula que contémvariáveis conhecidas e determiná-
veis? A resposta está nosistema estático. Este édeterminado pela formacomo a coluna é fixadaà estrutura do edifício,na posição de suas an-coragens e como elas re-agem em relação às for-ças atuantes na fachada.Em nosso exemplo, usa-remos dois sistemas co-nhecidos — o sistemabi-apoiado e o sistemabi-engastado.
A definição de siste-
ma bi-apoiado é aplicadanos casos em que aspontas das colunas não
A equipe de profissionais
deve estar sempre atenta
às especificações do
projeto da fachada
CONTRAMARCO & COMPANHIA30
alumínio
podem se movimentar nos eixos,mas podem articular sobre o pon-to de apoio, que no caso de umafachada seria o pino da ancoragem.A fórmula que determina a máxi-ma flexão de uma coluna neste sis-tema é dada por:
f = 5 x p x L4
384 x E x Jx
Para os sistemas bi-engastados édefinido que as pontas das colu-nas não podem se movimentarsobre os eixos e também nãopodem sofrer articulações, de-vem estar totalmente fixas. A fór-mula da flexão é dada por:
f = 1 x p x L4
384 x E x Jx
Não precisamos nos estendermuito ou resolver a fórmula paraentender a comparação. Se iso-larmos os fatores semelhantes dafórmula veremos que a diferen-ça está no fator de multiplicaçãoresultante do sistema estático.Assim, comparando os fatores demultiplicação 5/384 e 1/384 per-cebemos claramente que um écinco vezes maior que o outro,ou seja, no sistema bi-apoiado af lecha a lcançada usando-se amesma coluna é cinco vezes mai-or que no sistema bi-engastado.Ou ainda que uma coluna queatende a NBR 10821 no sistemabi-engastado tem que ter ummomento de inércia cinco vezesmaior no sistema bi-apoiado. Ago-ra, imagine-se diante da seguinte
situação: você precisa determinarqual coluna usar em sua obra eresolve aplicar a fórmula do sis-tema bi-engastado. Que garantiavocê tem que na prática existe oengastamento? Como aplicar estafór mula em um s is tema maiscomplexo de fachada? Qual érealmente o seu sistema estático?
Bem, não existe resposta sim-ples — assim como existem ou-tros sistemas estáticos a seremcomparados. Desta maneira, omelhor a se fazer é solicitar ocálculo para um engenheiro es-pecializado.
Mesmo ao seguir as instruçõescontidas nos catálogos técnicos,deve-se tomar cuidados. Mais umavez pode haver um erro na inter-pretação e determinação do siste-ma estático de sua fachada.
Este é um alerta para um errofacilmente cometido. A sua fa-chada pode ser dimensionada deforma errada e podem ocorreracidentes. Mas a lgumas vezesocorre o contrário — você podedeixar de ganhar dinheiro ou atémesmo perder negócios, isto por-que você poderá estar usando umperfil mais pesado que o neces-sário. Fica aqui o conselho: pro-cure um especialista ou consulteo fabricante do sistema.
Representação esquemática
dos sistemas estáticos
Todo cuidadoé pouco,mesmo seguindoinstruções doscatálogostécnicos, poispode haver errona interpretaçãoe determinaçãodo sistema
CONTRAMARCO & COMPANHIA 35
Ancoragens — A forma que
uma fachada é fixada à estrutura
de um edifício constitui o ponto
fundamental para a integridade es-
trutural do conjunto, além é claro
de determinar o sistema estático.
Tanto do ponto de vista de pro-
jeto como de instalação, este é o
aspecto mais crítico. O sistema de
ancoragem deve absorver as tole-
râncias de construção do edifício
e também as tolerâncias de fabri-
cação da fachada. Deve ser insta-
lado de forma a ter folgas adequa-
das entre as partes da fachada que
permitam absorver as variações
dimensionais provenientes das
mudanças de temperatura e da
movimentação do edifício. Deve
transmitir a força do vento para a
estrutura, suportar o peso da es-
trutura da fachada com os vidros
ou outros elementos e resistir a
outras cargas a que esteja sujeita a
fachada. E deve fazer tudo isto de
forma que permita que a fachada
exerça satisfatoriamente suas fun-
ções básicas de proteger o interior
do edifício da chuva, vento, calor
e frio.
As forças e movimentos aos
quais as ancoragens estão sujeitas
são: Cargas mortas (peso) • Pres-
são de vento • Forças sísmicas •
Movimentação térmica • Movi-
mentação do edifício • Diversas
cargas pontuais (Lava-fachada;
Limpadores; Faixas; Outros).
Tipos de ancoragem — A an-
coragem de carga morta (ancoragens
fixas) é fixada firmemente tanto à
estrutura do edifício quanto à fa-
chada, agindo geralmente como um
sistema de apoio ou pinado. Deve
ser projetada para resistir a forças
de todas as direções. Isto inclui as
cargas mortas da fachada, ou seja,
o peso próprio da estrutura, vidro
e componentes, às pressões positi-
vas e negativas do vento, a forças
que possam agir em várias direções
provenientes de movimentos sísmi-
cos e a qualquer força variável ou
permanente a que es-
tejam sujeitas.
Esta ancoragem
pode estar fixada a
cada andar, a cada dois
andares ou mesmo a
cada três andares, de-
pendendo do projeto.
Ancoragens fixas po-
dem estar localizadas
no topo, na saída ou
nos casos em que a
coluna é usada a cada
dois andares no meio
da coluna, permitindo
a dilatação nas duas
pontas. Um procedi-
mento muito usado é
usar as ancoragens fi-
xas na base da saída
das fachadas e no
ponto junto à luva de
dilatação dos andares
seguintes.
A ancoragem de dila-
tação é usada para re-
sistir à força do vento,
sendo também conhecida como an-
coragem móvel, e devem restringir
o movimento da fachada em rela-
ção à posição normal de seu plano
devido às forças positivas e negati-
vas do vento, enquanto permite a
movimentação da coluna para cima
e para baixo, ou para os lados em
direção ao plano da fachada. Para
se obter um desempenho satisfató-
rio, deve ser projetada para permitir
movimentação térmica, movimenta-
ção dos andares, torção do edifício
devido à força dos ventos e outros
movimentos do edifício em relação
ao plano da fachada.
Nos sistemas “sticks”, as fo-
lhas e painéis de outros mate-
riais são fixadas às colunas, de
forma a permitir uma movimen-
tação horizontal independente.
Assim as ancoragens móveis são
projetadas para per mit ir uma
movimentação vertical. Nos sis-
temas unitizados, é importante
que estas ancoragens permitam,
CONTRAMARCO & COMPANHIA36
alumínioalém da movimentação vertical,a movimentação horizontal dosmódulos.
Pressões negativas, ou forças desucção, freqüentemente são maio-res que as pressões positivas e sãomuito altas próximo aos cantos doedifício. Parapeitos e outras áreasdevem ter os valores de pressãomais altos que as superfícies cen-trais do edifício. Todas estas for-ças são transferidas da fachadapara a estrutura do edifício atra-vés das ancoragens. Assim, toda an-coragem fixa ou móvel deve serprojetada para resistir a estas for-ças. Tão importantes quanto as an-coragens são os parafusos e ele-mentos de fixação, que devem sersuficientemente fortes e bem pro-jetados para vencer estas forças.
É também importante que emnenhum dos dois sistemas de an-coragens não sejam usados calçosem excesso, e isto não é difícil deacontecer. Isto só acontece se astolerâncias não foram observadas.Os calços podem causar um com-portamento inadequado ao sistemade fixação das ancoragens. A resis-tência de uma ancoragem podemudar muito com seu sistema defixação; além de movimentos exa-gerados, os parafusos podem estarsujeitos a um momento muito gran-de quando se aumenta a distânciade fixação com o uso de calços, po-dendo comprometer toda a estabi-lidade do sistema de ancoragem.Luvas — Fixas ou móveis, as
ancoragens de nada servirão seas luvas não forem corretamen-te projetadas ou utilizadas. Nãoé possível extrudar uma colunaque consiga ir de baixo a cimado edifício, além é claro da ne-cessidade que os materiais têm dedilatar e encolher — para istoforam criadas as juntas. Quandotemos uma junta que faz a mo-vimentação de duas colunas, énecessário usar as luvas. As lu-vas precisam vedar e algumas
vezes fazer a transição de cargade uma coluna para outra. Algu-mas são projetadas simplesmen-te para resistir às forças atuan-tes naquele ponto, outras são re-sistentes o suficiente para trans-mitir o momento atuante e trans-formar a coluna dividida em umsistema hiperestático. Neste caso,o projeto deve levar em conta osefeitos da força atuando na co-luna assim como na luva. Geral-mente, as luvas tubulares conse-guem ser resistentes a este pon-to e os sistemas hiperestáticospodem ajudar a reduzir a quanti-dade de alumínio necessário pararesistir à carga quando compara-do com um simples sistema decolunas apoiadas.
Referências:
1. “Instalation of Aluminum Curtain Walls” —
AAMA American Architectural Manufacturers
Association.
2. “Curtain Wall Design Guide Manual” —
AAMA American Architectural Manufacturers
Association.
3. “Curtain Walls – Handbook 11B” — Birkeland,
Norwegian Building Research Institute, 1962.
4. “Façades and Architecture, Fascination in
Aluminium and Glass” — Just Renckens, 1995.
CONTRAMARCO & COMPANHIA 37
Além do cuidado com as luvas
nas juntas das colunas, outros pon-
tos devem ser analisados. Se proje-
tamos uma junta que permita mo-
vimentação, nenhum elemento
deve de alguma forma impedi-lo.
Nunca tire isto de mente, cuidado
com quadros que passam pelas jun-
tas e têm parafusos de fixação nas
duas colunas, ou você irá danificar
a coluna ou o mais provável, per-
derá um dos seus parafusos de fi-
xação. Isto pode ocorrer em siste-
mas que têm presilhas e estas são
presas tanto na coluna quanto no
quadro. Se este for o caso, deixe-a
levemente solta no quadro, pois
muitas vezes estes parafusos são
utilizados apenas para localização
da presilha.
Qualidade garantida — A
melhor solução para um proble-
ma é evitar desde o início que se
torne um. Para executar isto de
forma eficaz, pessoas qualifica-
das e com conhecimento devem
estar prontas para antecipá-lo e
então fazer algo o quanto antes,
de forma que não se torne efeti-
vamente um problema.
Antecipar sempre. A antecipa-
ção dos problemas nunca pára. Ela
começa com os primeiros rascu-
nhos do projeto e este só estará fi-
nalizado quando o último parafu-
so for apertado. Somente com um
trabalho consciente, conjunto e or-
ganizado podemos projetar, fabri-
car e instalar uma fachada eficien-
te e segura.
Parafuso da ancoragem posicionado
incorretamente, comprometendo o sistema
de fixação da fachada
— Luiz Carlos Santos é consultor etitular da Alumínio Brasil Projetos eConsultoria (www.aluminiobrasil.com).Para entrar em contato com ele,ligue para (11) 3022-4687,ou envie e-mail paraluiz.santos@aluminiobrasil.com
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