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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,


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


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


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


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,


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.


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 [email protected]