Metálica

Vidro simples ou duplo, painéis pré-fabricados, placas de granito ou cerâmica são algumas opções de fachada muito utilizadas hoje. Escolha entre sistemas deve ser condicionada pelo índice de luminosidade interno e pelo conforto ambiental em diferentes épocas do ano.

Pele de vidro simples ou dupla, fachada ventilada, vidro refletivo, alumínio composto, cerâmica ou pedra são pedras são algumas opções para fachadas de edifícios. No caso das fachadas pele de vidro, os painéis são fixados a uma estrutura metálica leve, quase imperceptível pelo lado externo. A solução pode reduzir as cargas sobre a estrutura, mas é preciso estar atento à transmissão de calor, ação do vento, qualidade dos produtos e conhecimento técnico na hora da aplicação.

Apesar do sistema de fachadas-cortina ser bem desenvolvido nos países do hemisfério Norte, essa tecnologia, por vezes mal dominada no Brasil, pode gerar edifícios com grande desconforto térmico e alto consumo de refrigeração e manutenção. Isso ocorre porque nas fachadas cortina, caso não sejam empregados vidros especiais, os ambientes internos estarão sujeitos a elevadíssimas cargas térmicas. Além disso, as deformações dos materiais são diferentes, e compatibilizá-las nem sempre é tarefa simples.

Fachadas Ventiladas e pele de vidro

As fachadas ventiladas possuem uma câmara entre a estrutura e o paramento externo que varia em geral de 5 a 15 cm. O sol incide na face externa e o ar dessa camada é aquecido e sobre. Existem aberturas tanto no topo quanto na base da fachada. Há transferência de calor por convecção, desenvolvendo-se um fluxo contínuo de substituição do ar quente por ar frio aspirado pelas aberturas inferiores, explica Amaury Antunes de Siqueira Júnior, autor de uma tese de mestrado em andamento sobre fachadas na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O movimento de ascensão do ar quente dependerá das dimensões das aberturas inferiores e superiores e da própria altura do edifício.

Nenhum elemento construtivo pode interromper o fluxo da corrente de ar, diz Siqueira. As correntes convectivas de ar atuam como isolante térmico, o que reduz o consumo de energia e os efeitos da dilatação térmica. Além disso, removem a umidade, minimizando os problemas de condensação entre as duas peles de revestimento e diminuem a possibilidade de infiltrações de água. Quando a água da chuva escorre no paramento da fachada, mesmo que ocorra pequena infiltração, a água será recolhida na base da câmara ventilada, diz Jonas Silvestre Medeiros, pesquisador da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

No verão, o calor ativa efeito chaminé da fachada ventilada e apenas uma parcela do fluxo de calor é absorvida pelo edifício. Cores claras, com maior refletividade, melhoram o desempenho térmico. No inverno, o efeito da convecção de uma camada de ar em movimento sobre a parede forma uma corrente isolante. O processo impede a condensação do lado posterior do elemento externo, pelo migração do ar úmido do interior para o exterior do edifício. As fachadas ventiladas foram desenvolvidas, principalmente, para controlar a troca de calor entre o interior e o exterior, explica Siqueira.

No caso de vidros duplos, com câmara confinada, o ar presente entre as placas de vidro se aquece com a incidência do sol e as ondas de infravermelho penetram no ambiente na forma de ondas curtas.

Quando não se observam nessas fachadas detalhes relativos ao conforto ambiental, surgem inconvenientes causados por diferenças de temperatura em um ambiente condicionado: as pessoas localizadas próximas às superfícies envidraçadas sofrem o efeito da irradiação. Esses locais requerem um condicionamento de ar maior, diferente do necessário para os lugares mais distantes da fachada. Um trabalho desenvolvido por Marcia Alucci, professora da faculdade de Arquitetura e Urbanismo da universidade de São Paulo, conclui que, para um edifício com dimensões em planta de 10 x 10 m, na fachada oeste, totalmente envidraçada, há uma faixa de desconforto nos primeiros 5 m em São Paulo, 7 m no Rio de janeiro e 3 m em Brasília, considerando uma temperatura de 30°C no verão e temperatura de insuflação de 24°C.

Cerâmicas e rochas

Apesar da grande diversidade, não existe ainda no Brasil um catálogo com todas as opções de granitos e mármores disponíveis: em geral, podem ser encontrados os produtos com a cor vermelha ou cinza. Falta ousadia e busca dos projetistas por materiais diferentes, constata Juan Pablo Gil, arquiteto da JPG Assessoria Técnica. Aplicar um hidrofugante, em fachadas compostas por pedras, evita a umidade. Já as juntas, executadas em geral com silicone, podem manchar a pedra caso a manutenção não seja adequada, pois retêm a sujeira. Nos revestimentos cerâmicos as eflorescências podem aparecer devido ao carreamento dos sais da argamassa. Atrás da argamassa colante há uma argamassa de regularização que, com umidade, leva às eflorescências, completa o arquiteto. O substrato deve estar preparado com argamassas sem cal hidratada ou com produtos à base de epóxi.

A fixação de placas de rocha ou cerâmica em fachadas ventiladas pode ser feita com perfis metálicos ou insertes chumbados na estrutura e nas paredes de fachada. Nesse caso, o inserte deve ser desenhado para propiciar ajustes de nivelamento, prumo e afastamento em relação à estrutura, verifica Gil. Em locais sujeitos a chuvas ácidas e em ambientes agressivos de qualquer espécie, o ideal é substituir o aço galvanizado a fogo pelo aço inox. Não se deve, porém, colocar em contato diferentes metais para não gerar corrosão por migração de íons. Se o elemento de fixação é zincado, no aperto do instalador a camada de proteção poderá ser danificada, surgindo uma região com ferrugem, alerta.

Fixação Externa

A fachada sempre foi um empecilho no cronograma das obras. Além de demorada, em alguns casos a aplicação impede que os revestimentos internos sejam executados antes de sua montagem. Para contornar esse problema, foram desenvolvidos sistemas com ancoragens, perfis metálicos e placas de vidro, que não interferem nos trabalhos internos. As espessuras dos perfis foram diminuindo até surgir o structural glassing, onde o vidro é colado no alumínio com silicone estrutural.

Nesse sistema, que também se presta a fixação de placas de cerâmica ou rocha, cantoneiras de aço inox são chumbadas na estrutura, fixando-se os perfis com parafusos inseridos em furos oblongos que permitem regulagens de prumo e nível.

Na Itália, as placas cerâmicas em geral são fixadas mecanicamente. Porém, como é mais difícil fazer o sulco devido à pequena espessura das peças, foi criada uma fixação com grampos que prendem duas ou quatro peças caso o fixador se posicione no canto e que deixam um vão para ventilar a fachada. Na Europa, não são todos os lugares que aceitam a aplicação de silicone estrutural nas direções vertical e horizontal simultaneamente, informa Paulo Celso Duarte, arquiteto consultor do escritório AEC. A melhor fixação é sempre a mecânica, assegura Duarte.

A indústria americana criou painéis envidraçados pré-montados na fábrica, pois os invernos rigorosos dificultam a realização de trabalhos em fachadas, além do controle da qualidade do sistema industrializado ser melhor. Utiliza-se, em geral, o alumínio composto por ser um material leve, ideal para pré-montar, fixar e parafusar ou até colar. Hoje, no Brasil, temos que aprumar, fazer as ancoragens, fixar os montantes e as travessas, fixar as placas de vidro com as devidas guarnições. Só é preciso preparar  a ancoragem nos andares, completa.

Desempenho das fachadas de vidro

Nos climas quentes ou frios, há modos diferentes de conter a tendência natural de equilíbrio das temperaturas internas e externas. As antigas fachadas envidraçadas eram constituídas por vidro colorido, fumê ou incolor. O produto incolor causa um efeito estufa no ambiente, pois não consegue barrar a entrada de calor; o vidro verde absorve uma parte do calor, filtra a radiação infravermelha e possui desempenho térmico razoável. Já o fumê filtra a radiação com melhor eficiência, mas barra parte da luz e é depressivo.

Com vidro duplo insuflado, têm-se duas placas de vidro em um caixilho com uma camada de ar no meio. Para evitar a condensação de umidade entre as placas, e o conseqüente embaçamento, o caixilho é montado com vácuo entre as placas, dispondo-se ainda no quadro um perfil de alumínio furado e preenchido com material dessecante que retém a eventual umidade residual. Nesse tipo de vidro, o calor da radiação vai demorar para sair por transmissão térmica(diferença de temperatura). O vidro selado pode sofrer o fenômeno do efeito bolha caso seja produzido em uma região com uma certa pressão atmosférica e transportado para um local com pressão diferente. Pode-se introduzir respiros na peça a ser transportada, que serão fechados somente no local de uso para não haver troca do ar externo com o interno. Com isso, equilibra-se a pressão.

No Brasil, porém, há a questão de excessiva, o que diminui as vantagens do vidro duplo. Se temos uma temperatura externa de 8°C em São Paulo e ambiente interior está com 21°C à noite, temos um enorme gradiente térmico e conseqüente perda de calor, exemplifica Duarte. Já os vidros refletivos, com aspecto mais espelhado, têm capacidade de refletir grande parte das radiações incidentes, diminuindo a quantidade de calor conduzida para o interior do edifício. A busca dos especificadores hoje em por vidros com moderada refletividade externa para evitar o efeito espelho, mas que possibilitem alta transmissão luminosa e menor troca de calor entre o ambiente interno e o externo. Mas ainda assim há o problema da emissividade: parte do calor que entra em todos os comprimentos de onda é irradiado de novo para fora, efeito indesejável nos países de clima frio.

Na Europa, onde não há muita incidência de sol, foi desenvolvida a tecnologia de vidro low-e, que reduz a emissividade e permite a entrada de grande quantidade de calor. As peças são constituídas por camadas óxido metálicas que se integram ao vidro em processos industriais de alto custo, fabricadas a vácuo e em meio plasmático. O calor entra de dia e não sai à noite. Além disso, vidro é praticamente incolor e tem transmissão luminosa superior a 70 %, indicado para captar muita luz. Para os países tropicais, foi criado o low-e a todo efeito. Essa tecnologia tropicalizada permite a entrada de luz e barra o calor, inclusive por radiação, e está sendo empregada na nova sede do Bank Boston, em fase final de execução na zona sul de São Paulo pela construtora Hochtief.

Porém, o que está chegando ao Brasil precisa ser bem testado. Paulo Celso Duarte alerta que temos 800 W de sol no verão e que a transmissão luminosa deve ser estudada com rigor. Devem ser adotadas medidas de sombreamento para não permitir uma passagem excessiva de luz no ambiente. Refletividade externa maior, interna menor e transmissão luminosa agradável são as exigências dos edifícios atuais, finaliza Duarte.

O que dizem as normas

Construção no Brasil requer normas especificas para fachadas-cortina

A estabilidade e segurança das fachadas-cortina são determinadas por meio de cálculos estáticos que devem considerar os seguintes fatores:

• O peso próprio da fachada considerando-se o peso das placas de vidro, estrutura de suporte e eventuais acessórios;

• A pressão que o vento exerce sobre a fachada deve ser determinada de acordo com o estabelecido na NBR 10821/2000 ( Caixilho para edificação janelas), que divide o Brasil em cinco regiões e classes de ocupação;

• Determinação das tensões admissíveis para cada material que compõe a fachada (placas, estrutura de suporte, insertos etc.);

• Movimentações da estrutura da edificação;

• Determinação da flecha máxima admissível.

Pelo fato das fachadas-cortina geralmente apresentarem condições especiais de ancoragem e dilatação térmica, suas principais limitações quanto aos aspectos construtivos estão relacionados à falta de uma norma de instalação e desempenho. Fabricantes e consultores de esquadrias, quando se deparam com projetos que envolvem a colagem de painéis de vidro ou de alumínio composto, utilizam normas estrangeiras como IRAM 11980, ASTM C1184 e as normas DIN e BS, apesar de não retratarem fielmente a realidade brasileira e alguns valores de deformações serem incompatíveis com os materiais aqui utilizados.

Outros fatores a serem considerados em norma brasileiras de desempenho são a realização de testes de estanqueidade à água em condições mais próximas ao uso, ensaios mais rigorosos quanto aos esforços, isolamento térmico e acústico. Para efeito de cálculo, são utilizadas as seguintes normas americanas.

• Ensaio para determinação de penetração de água em fachada-cortina devida à diferença uniforme e cíclica da pressão estática do ar ( ASTM E 331-96 e E 547-96)

• Método de ensaio para a determinação do desempenho estrutural de fachada-cortina submetida a uma diferença de pressão estática do ar, uniforme e cíclica (ASTM e 330-97e E 1233-97)

• Ensaio para a determinação do desempenho de fachada-cortina, atingida por um corpo e exposta a um diferencial cíclico de pressão (ASTM E 1886-97)

• DIN 4108, que estabelece a forma de cálculo para a determinação do coeficiente global de transmissão térmica

Fonte: Amaury Antunes de Siqueira Júnior

Palavra de Arquiteto

Estudar opções garante uma melhor otimização das fachadas. As peles de vidro duplas são muito usadas na Europa e têm mercado no Brasil.

A concepção das fachadas dos edifícios mudou: aspectos de estanqueidade, durabilidade, manutenção, luminosidade e conforto térmico e acústico estão presentes cada vez mais. Relativamente às fachadas envidraçadas nos locais com clima quente, com tantas opções disponíveis, deve-se verificar o índice de insolação de cada tipo de vidro para se atingir a menor absorção de calor pelos edifícios. Não precisamos projetar tudo de vidro, como Mies Van Der Rohe. Podemos mesclar peitoris revestidos com pré-fabricados e panos de vidro, sugere o arquiteto Alberto Botti, do escritório Botti Rubin Arquitetos Associados.

Hoje, com falta de energia, procuram-se outros caminhos que não seja o uso do ar-condicionado como solução para problemas térmicos oriundos do sistema de fachadas. Além de vidros com desempenho energético melhor, pode-se construir edifícios menores e se adotar brises, ainda que esses elementos possam ser afetados pelos agentes atmosféricos.

Os prédios mais antigos dependiam exclusivamente do ar-condicionado. Posteriormente, procurou-se abrir as janelas para complementar a ventilação natural, sem substituir o ar-condicionado. A veneziana se originou no passado colonial e é uma solução eficiente tanto para residências quanto para edifícios comerciais. Hoje, a melhor solução é a que ainda está por vir, verifica Botti.

Pele Dupla

A Arquitetura tem a responsabilidade de evitar a poluição, colaborar com o conforto ambiental dos ocupantes e reduzir custos co energia. As fachadas-cortina, em vidros simples, possuíam esquadrias de alumínio que marcavam muito as fachadas e possibilitavam grande transmissão de calor.

As fachadas-cortina com vidros duplos podem proporcionar um bom desempenho térmico tanto nos países quentes como nos frios. Estudos espanhóis pretendem melhorar o desempenho térmico dessas fachadas, para se conseguir redução do gasto de energia das placas (ora estanque, ora renovável), regulando-se as trocas de calor de acordo com as conveniências.

Para aumentar a segurança contra incêndio ( propagação do fogo entre andares subsequentes através das fachadas) é aconselhável projetar barreiras horizontais espaçadas entre determinados número de pavimentos. Para não prejudicar o conforto térmico, a temperatura superficial máxima na pele de vidro não deve ultrapassar 450C ( função da absorbância e da refletividade dos materiais).

A pele externa protege o edifício das intempéries e da poluição, devendo ter uma superfície contínua e fácil de limpar. Já a pele interior oferece maior liberdade na eleição de materiais de acabamento. Quando se deseja uma redução de visibilidade de uma das duas peles de vidro, uma delas pode ser parcialmente opaca. O vidro também pode ser trtatado com serigrafia ou com ácido. Entre as duas peles, pode-se prever iluminação das fachadas ou adaptar uma iluminação indireta dos espaços internos.

A falta de aberturas nos edifícios por razões de climatização ou, em edifícios altos, por conta do vento, pode causar clautrofobia em alguns usuários. Instalando-se janelas na pele interior, protegidas pela exterior, há a sensação de abertura da fachada, constata o arquiteto Ramón Collado, do escritório João Paciência e Ramon Collado Arquitetos Associados, de Barcelona, Espanha. Esse sistema permite, inclusive, a abertura das janelas internas à noite, para resfriar o edifício no verão.

Para não encarecer a obra, é fundamental realizar o máximo de pré-fabricação, com panos do maior tamanho possível, e facilitar a montagem na obra. O custo da fachada em pele de vidro duplo deve ser considerado como um custo global, onde se contabiliza a economia de energia e o conforto, verifica Collado. A redução de energia gira em torno de 20%, garante o arquiteto espanhol.

Fonte:

Amaury Antunes de Siqueira Júnior