UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA
DAVID ADRIANO DE LIMA ANTUNES
JÚLIO CÉSAR DA COSTA JUNIOR
ANÁLISE COMPARATIVA DOS SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM ALVENARIA
CONVENCIONAL E INSULATING CONCRETE FORMS (ICF)
Palhoça
2021
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Comparativo entre Sistemas Construtivos: Convencional e Insulated Concrete Forms (ICF), Notas de aula de Construção
Um estudo comparativo entre o sistema construtivo tradicional, que utiliza alvenaria de vedação e elementos de concreto armado, e o sistema icf, que utiliza paredes compostas por poliestireno expandido (eps). O documento discute os resultados obtidos neste estudo, incluindo a composição de custos para a execução de uma parede estrutural e uma parede de vedação no sistema icf, e as vantagens e desvantagens de cada sistema.
O que você vai aprender
- Qual é a principal diferença entre o sistema construtivo tradicional e o sistema ICF?
- Quais são as vantagens e desvantagens de cada sistema construtivo?
- Quais são as composições de custos para a execução de paredes no sistema ICF?
- Qual é a principal diferença na qualidade entre as paredes do sistema tradicional e do sistema ICF?
- Quais são as principais variáveis que afetam os custos de execução de cada sistema?
Tipologia: Notas de aula
2022
1 / 62
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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA
DAVID ADRIANO DE LIMA ANTUNES
JÚLIO CÉSAR DA COSTA JUNIOR
ANÁLISE COMPARATIVA DOS SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM ALVENARIA
CONVENCIONAL E INSULATING CONCRETE FORMS (ICF)
Palhoça 2021
DAVID ADRIANO DE LIMA ANTUNES
JÚLIO CÉSAR DA COSTA JUNIOR
ANÁLISE COMPARATIVA DOS SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM ALVENARIA
CONVENCIONAL E INSULATING CONCRETE FORMS (ICF)
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito à obtenção do título de engenheiro civil. Orientador: Prof. Ricardo Moacyr Mafra, Ms. Palhoça 2021
RESUMO
O mercado da construção civil no Brasil tem buscado cada vez mais alternativas a fim de substituir os métodos tradicionais de edificação por métodos com maior alcance de desenvolvimento, dando prioridade ao mínimo de desperdício de materiais, rapidez na execução, e garantia de um bom desempenho da construção. O presente trabalho evidencia um comparativo entre o sistema construtivo convencional, o qual é caracterizado pelo uso de alvenaria de vedação e elementos tradicionais de concreto armado como lajes, vigas, pilares e fundação, e o sistema construtivo que faz uso de paredes constituídas por poliestireno expandido (EPS), conhecido como Insulated Concrete Form (ICF). O estudo foi realizado no estado de Santa Catarina e procurou mostrar a aplicabilidade do Insulated Concrete Form (ICF) na construção civil, descrevendo as principais características, bem como os materiais e as etapas construtivas empregadas, comparando-o técnica e orçamentariamente com o sistema convencional de construção, com o objetivo de identificar a melhor relação custo-benefício às necessidades do construtor brasileiro. Diante dos resultados alcançados nesse estudo, verificou-se que o custo para execução do sistema ICF é mais elevado em comparação ao custo de execução no sistema convencional. Porém, não foram levadas em consideração variáveis como produtividade, tempo de execução de obra, desperdícios de materiais, desempenho térmico e conforto acústico, fatos que tornam o método de construção ICF mais atrativo. Palavras-chave: Sistema Construtivo, Insulated Concrete Form. EPS. Comparativo.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Regulamentação para o uso do EPS ....................................................................... 27 Tabela 2 - Composição de custo para parede estrutural com sistema construtivo ICF. ......... 444 Tabela 3 - Composição de custo para parede de vedação com sistema construtivo ICF. ........ 45 Tabela 4 - Composição de custos unitários SINAPI 87511. .................................................... 46 Tabela 5 - Composição de custos unitários para pilar em concreto armado. ........................... 47 Tabela 6 - Composição de custos unitários para viga em concreto armado. ............................ 48 Tabela 7 - Composição de custos unitários para parede no sistema convencional de construção. .................................................................................................................................................. 49 Tabela 8 - Resultados dos custos/m². ....................................................................................... 50
SUMÁRIO
4 ANÁLISE TÉCNICA E ORCAMENTÁRIA COMPARATIVA DOS SISTEMAS
- cerâmica. Figura 1 - Edifício com estrutura em concreto armado e paredes em alvenaria de vedação
- Figura 2 - Elementos básicos da estrutura de concreto armado
- Figura 3 - EPS
- Figura 4 - Anatomia de uma parede de ICF
- Figura 5 - Bloco de EPS.
- Figura 6 – Construção em ICF.
- Figura 7 - Amarração das formas de EPS.................................................................................
- Figura 8 - Fiadas ímpares e pares intercaladas.
- Figura 9 - Concretagem manual da primeira fiada.
- Figura 10 - Modelo de parede ICF.
- Figura 11 - Execução de cortes no EPS.
- Figura 12 - Fixação do eletroduto ao EPS.
- Figura 13 - Tubulação hidráulicas no EPS.
- Figura 14 - Aplicação de chapisco com pistola compressora.
- Figura 15 - Paredes revestidas com argamassa.
- Figura 16 - Modelo de fixação de bucha para cargas de até 40kg por ponto.
- Figura 17 - Modelo de fixação de bucha para cargas superiores à 40kg por ponto.
- Figura 18 - Planta baixa simplificada do empreendimento em estudo.
- Figura 19 - Projeto renderizado da edificação de estudo..........................................................
- Figura 20 - Vista superior da parede estrutural.
- Figura 21 - Detalhe em vista superior da parede estrutural.
- Figura 22 - Vista superior da parede de vedação......................................................................
- Figura 23 - Detalhe em vista superior da parede de vedação.
- Figura 24 - Vista frontal das formas de EPS.
- 1 INTRODUÇÃO.................................................................................................................
- 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
- 1.2 JUSTIFICATIVA
- 1.3 TEMA
- 1.4 DELIMITAÇÃO
- 1.5 OBJETIVOS
- 1.5.1 Objetivo geral
- 1.5.2 Objetivos específicos
- 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO
- 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
- 2.1 SISTEMA CONVENCIONAL
- 2.1.1 Conceito
- 2.1.2 História
- 2.1.3 Características e composição......................................................................................
- 2.1.4 Normas
- 2.1.5 Montagem do sistema..................................................................................................
- 2.1.6 Revestimentos
- 2.2 INSULATING CONCRETE FORMS (ICF)
- 2.2.1 Conceito
- 2.2.2 História
- 2.2.3 Composição
- 2.2.4 Obtenção dos blocos de EPS
- 2.2.5 Normas
- 2.2.6 Características
- 3 MÉTODO DE PESQUISA...............................................................................................
- CONCRETE FORMS (ICF) CONSTRUTIVOS EM ALVENARIA CONVENCIONAL E INSULATING
- 4.1 DADOS DA EDIFICAÇÃO DO ESTUDO TÉCNICO
- 4.1.1 Construção em ICF
- 4.2 DADOS DA EDIFICAÇÃO DO ESTUDO ORÇAMENTÁRIO
- 4.2.1 Composições de Custos do Sistema Construtivo ICF
- 4 .2.2 Composições de Custos do Sistema Construtivo Convencional
- 4.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
- 5 CONCLUSÃO
- 5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
- REFERÊNCIAS
- ANEXO A – PLANTA BAIXA DO PROJETO DE ESTUDO ORÇAMENTÁRIO.
- ANEXO B – ORÇAMENTO EMPRESA IFORMS ICF.
12 conhecido como isopor, no formato de encaixe, que em sua montagem são preenchidos com concreto armado, formando paredes termoacústicas de vedação e estrutural em simultâneo, proporcionando uma construção econômica, eficiente, rápida, segura e sustentável. O ICF é definido como um sistema construtivo de paredes autoportantes de concreto armado, que utiliza fôrmas perdidas termoacústicas, feitas de EPS de alta densidade (26 kg/m³) (REVISTA TÉCHNE, 2016). Diante do exposto, este estudo busca mostrar a aplicabilidade do ICF para a construção civil, comparando técnica e orçamentariamente o sistema construtivo em ICF, em relação ao sistema convencional de alvenaria, a fim de ser mais visto em obras de engenharia. 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA A construção civil é caracterizada por seu tradicionalismo em relação às inovações tecnológicas, sendo imprescindível, aos novos sistemas construtivos, corroborar sua eficiência para conquistar a aceitação no mercado. Diante do exposto, o sistema ICF pode ser considerado uma opção viável de construção do ponto vista técnico-econômico? 1.2 JUSTIFICATIVA A relevância desse trabalho de conclusão de curso encontra-se em investigar sistemas construtivos em alvenaria convencional e ICF, o conhecimento exposto na literatura sobre o tema e apurar quais alternativas os universitários de engenharia civil e engenheiros civis encontram, visando contribuir para um melhor custo-benefício em suas obras e projetos. Isso pode auxiliar na implantação de métodos alternativos para a construção civil. Ao realizar uma revisão de literatura, é encontrada uma escassez de estudos acerca do assunto, devido a essa carência, por analogia, e considerando o número reduzido de estudos desenvolvidos sobre o tema, justifica-se a escolha do tema para servir de auxílio de desenvolvimento de metodologias em sistemas construtivos, bem como propor uma metodologia de ampliação do conhecimento para a implantação, multiplicação e manutenção do método na construção civil.
13 1.3 TEMA O tema proposto neste trabalho é uma análise comparativa dos sistemas construtivos em alvenaria convencional e Insulating Concrete Forms (ICF). 1.4 DELIMITAÇÃO Este projeto de conclusão de curso delimitou-se em coletar informações e analisar dois modelos de sistemas construtivos no âmbito técnico e financeiro. Como base do estudo utilizou-se a literatura do tema e uma pesquisa financeira executando pesquisas e orçamentos em alvenaria convencional, relacionando-o com o modelo ICF. 1.5 OBJETIVOS 1.5.1 Objetivo geral Analisar os sistemas construtivos em alvenaria convencional e Insulating Concrete Forms (ICF) e concluir qual sistema é mais vantajoso comparando técnica e custos. 1.5.2 Objetivos específicos a) Descrever os detalhes e etapas construtivas do ICF, destacando as principais características, bem como os materiais e técnicas envolvidas no sistema; b) Investigar os benefícios e os malefícios do sistema ICF; c) Comparar técnica e orçamentariamente o ICF em relação ao sistema construtivo convencional; d) Identificar a melhor relação custo-benefício às necessidades do construtor brasileiro.
15 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste capítulo é demonstrada a fundamentação teórica sobre o tema abordado. Desse modo, são apresentados estudos a respeito de dois métodos construtivos: sistema convencional e Insulating Concrete Forms (ICF). No ramo das edificações no Brasil, basicamente prevalecem duas formas básicas de edificar: através do Sistema Convencional, empregando estruturas reticuladas de concreto armado moldadas “in loco” , e através dos Sistemas Industrializados, guiados pela pré- fabricação dos seus componentes ou execução “in loco” , entretanto de maneira mecanizada e racionalizada (CAVALHEIRO, 2009). 2.1 SISTEMA CONVENCIONAL O sistema convencional é caracterizado pelo método construtivo no qual toda carga da estrutura é suportada pelas lajes, vigas, pilares e fundação, com finalidade também de demarcar ou separar os espaços. Quando o desenvolvimento arquitetônico e sustentável é estudado fica difícil deixar de mencionar o método convencional de alvenaria cerâmica quando o assunto é estrutura e vedação. [...] A construção civil ainda assimila o uso de sistemas construtivos tradicionais e materiais rústicos que permitem a variabilidade da matéria-prima. Como consequência podendo haver o surgimento de diversas manifestações patológicas, improdutividade e desperdícios, o que não pode ser admitido para bens produzidos em larga escala (VIVAN; PALIARI; NOVAES, 2010, p.2). O setor ainda é dominado por uma mentalidade conservadora relativa às inovações tecnológicas e pela autoconstrução, por isso muitas vezes são empreendidas as alvenarias convencionais. 2.1.1 Conceito O sistema convencional utiliza edificações concretizadas com as nominadas estruturas de fundação, ou seja, com vigas e pilares em concreto que são acalcanhados e acomodados por
16 meio de moldes de madeira e com vedação utilizando blocos de cerâmica, que são assentados com o uso da argamassa (AZEVEDO; 1997). É considerada uma forma clássica de construção, composta por um conjunto de unidades, como tijolos cerâmicos ou blocos de concreto e argamassa. A construção com alvenaria demonstra possuir maior durabilidade, no entanto, novos estudos questionam se a mesma apresenta apenas características viáveis em seu baixo custo, ou por outro lado, são responsáveis por não isolar bem o meio, acomodando alta condutividade térmica e ser possuidora de índices de desperdícios muito altos (BORTOLOTTO, 2015). 2.1.2 História A Alvenaria Convencional é utilizada há milhares de anos e é composta por blocos, presente desde as primeiras civilizações, deixando uma incógnita no que se diz respeito a sua criação. É utilizada em todas as sociedades para edificações, no entanto foi analisada cientificamente no início do século XX, empregando procedimentos laboratoriais e baseado na experiência, onde puderam iniciar o incremento desta técnica e teorias mais aprofundadas sobre este tipo de método (ACCETTI, 1998). No Brasil, o uso do tijolo cerâmico é bastante comum e antigo. Em 1940, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) aprovou normas especificando a produção do tijolo de barro cozido maciço com comprimento de 22,0 cm, largura de 11,0 cm e altura de 5,5 cm. Posteriormente, surgiu o tijolo furado de 20,0 cm x 20,0 cm (FERREIRA NETO; BERTOLI, 2010, p. 70). A alvenaria convencional tem origens milenárias, surgindo com empilhamento de materiais, com finalidade de cumprir um objetivo. Assim, esse processo conseguiu sucesso através dos impulsos tolerados, possivelmente por causa de uma economia mais estável com o tempo, e uma grande preocupação com o aumento da concorrência do comércio industrial. Dessa maneira, surgiram elementos e estratégias diferentes, que juntaram todas as deficiências que a alvenaria até então não provia (NASCIMENTO; 2007). O método construtivo convencional para casas e edifícios é utilizado há várias décadas sem grandes mudanças. Algumas tecnologias surgiram na última década, mas na maioria dos casos foram adotadas apenas as melhorias das ferramentas e equipamentos. Sabe-se que no método convencional, a construção de uma casa unifamiliar tem suas etapas bem definidas: fundações, pilares, paredes, vigas, laje e telhado. Durante essas etapas percebe-se a quantidade de materiais desperdiçados na construção, como por exemplo, madeiras para forma, tijolo cerâmico e argamassa (GARCIA, 2009, p.16).
18 2.1.4 Normas O sistema de alvenaria convencional com estrutura de concreto armado é formado em sua maioria por paredes compostas por tijolos cerâmicos, assentados na menor direção, com revestimento interno e externo em argamassa, totalizando uma espessura total de 14 cm de parede. Os blocos cerâmicos utilizados na execução das alvenarias de vedação, com ou sem revestimentos, devem atender à norma NBR 15270-1, a qual, além de definir termos, fixa os requisitos dimensionais, físicos e mecânicos exigíveis no recebimento. Consideram-se dois tipos de blocos quanto ao direcionamento de seus furos prismáticos. A NBR 15575 atribui às paredes a capacidade de suportar peças suspensas. Existem exigências e recomendações técnicas para projetos em alvenaria de vedação que consideram além da performance mecânica, cobranças relacionadas à estanqueidade à água, à isolação térmica, à isolação acústica, à resistência ao fogo e a outras características. Assim sendo, na seleção do sistema de blocos deve-se considerar: a) dimensões modulares / peso dos blocos (aspectos ergonômicos e de produtividade); b) disponibilidade de blocos especiais (para coordenação modular nos encontros entre paredes); c) disponibilidade de peças complementares (meio-blocos, canaletas, blocos compensadores etc.); d) regularidade geométrica e integridade das arestas; e) embalagem / paletização; f) facilidade de embutimento de dutos / fixação de esquadrias; g) capacidade de sustentação de peças suspensas; h) absorção de água / expansão higroscópica / risco de eflorescências; i) rugosidade superficial / capacidade de aderência de revestimentos; j) resistência à compressão; k) isolação térmica; l) isolação acústica; m) resistência ao fogo.
19 2.1.5 Montagem do sistema Nesse sistema, as paredes não funcionam como estrutura e servem somente como vedação e isolamento de ambientes, desenvolvidas por meio de blocos que utilizam recursos não revigoráveis para sua constituição. Em sua implementação é usada argamassa no assentamento dos blocos e chapisco na parte interna e externa para a fixação do emboço e reboco. Figura 2 - Elementos básicos da estrutura de concreto armado Fonte: Klein e Maronezi (2013) De acordo com a TCPO - Tabela de Composição de Preços para Orçamentos, SANTOS (2010) apresenta o seguinte procedimento para execução de vedações internas e externas:
- Inicialmente, a marcação da modulação da alvenaria deve ser executada com o assentamento dos tijolos dos cantos. Posteriormente, deve ser realizada a marcação da primeira fiada com tijolos assentados sobre uma camada de argamassa previamente estendida, alinhados pelo seu comprimento. LORDSLEEM JR. (2001) afirma deve ser designado um pedreiro ou equipe de pedreiros, com as devidas qualificações, habilidades e treinamentos, incluindo a capacidade para ler e interpretar o projeto, para realização da locação da alvenaria. Também é recomendado que a locação de todos os pavimentos seja executada pela mesma equipe profissional, a fim de se ganhar produtividade, uniformidade, além de qualidade do serviço.