Construção
O Problema da Humidade na Construção
O deficiente comportamento higrotérmico da envolvente dos edifícios é uma das principais causas das patologias observadas na construção. É, por isso, importante um bom conhecimento dos fenómenos de transferência de humidade e calor entre os diferentes elementos de construção.
A envolvente dos edifícios pode intervir a vários níveis nas trocas de humidade entre o exterior e o interior:
- Transferência de humidade por ventilação do exterior para o interior;
- Transferência de humidade através das paredes, em consequência do gradiente de pressão parcial de vapor;
- Transferência de humidade entre a atmosfera e as paredes, e entre estas e o ambiente interior.
Os mecanismos que regem o transporte de humidade numa parede são complexos, podendo dar-se em diferentes fases:
- Na fase vapor, a difusão e os movimentos convectivos no interior dos poros condicionam o transporte;
- Na fase líquida, a capilaridade, a gravidade e o efeito de gradiente de pressão externa comandam a transferência de humidade.
No entanto, o transporte em fase líquida e em fase vapor ocorre em simultâneo e as condições de temperatura, humidade relativa, precipitação, radiação solar e pressão do vento dos ambientes que definem as condições fronteira no interior e exterior são muito variáveis ao longo do tempo.
Do ponto de vista físico, podemos considerar que há três mecanismos de transferência de humidade: absorção, condensação e capilaridade. Estes três mecanismos permitem explicar, na generalidade dos casos, a variação do teor de humidade no interior dos materiais de construção com estrutura porosa.
O mecanismo de absorção é consequência das forças intermoleculares que actuam na interface sólido-fluído, no interior dos poros, e que por difusão superficial transportam a humidade, através de moléculas de água, quando absorvidas pela superfície porosa interior de materiais higroscópicos e microcapilares. A principal força responsável pela difusão superficial é a humidade relativa.
A forma da curva de absorção pode ser dividida em três fases dependendo do tipo de fixação das moléculas de água. Numa primeira fase, ocorre através da difusão e movimentos convectivos, a fixação de uma camada de moléculas de água na superfície interior do poro (absorção monomolecular), a que se segue, numa segunda fase, a deposição de várias camadas de moléculas (absorção plurimolecular). A condensação capilar corresponde à última fase. A diminuição da pressão de vapor de saturação por cima das superfícies curvas, depende do ângulo de curvatura dos meniscos como expressa a equação de Kelvin. Quando o diâmetro dos poros é suficientemente pequeno, há a junção das camadas plurimoleculares (condensação capilar), e estes serão completamente preenchidos com água.
SOLICITAÇÃO HIGROTÉRMICA DAS FACHADAS
As paredes exteriores dos edifícios estão sujeitas a acções várias, devidas à sua exposição directa aos agentes atmosféricos, funcionando como interface entre o exterior e o interior dos edifícios.
As principais solicitações, importantes causas de degradação, são a exposição à chuva, ao vento, aos diferenciais de temperatura com amplitudes diárias e mesmo momentâneas em determinadas alturas do ano (choque térmico) com valores apreciáveis, à influência da luz solar e à humidade do ar.
INFLUÊNCIA DO CLIMA NO COMPORTAMENTO DAS CONSTRUÇOES
O clima influi no comportamento das construções, nomeadamente quando a humidade actua, através das suas diversas manifestações, como agente perturbador da eficiência funcional daqueles.
Porém, a quantificação dessa influência do clima, necessária para o seu tratamento científico e a sua inclusão entre os dados de projecto que são habitualmente considerados, embora ensaiada nos domínios da térmica das construções e das humidades, carece ainda de maior aprofundamento, referindo-se sobretudo à análise estatística da ocorrência simultânea dos diversos factores climáticos, quando desta conjugação resultam os efeitos mais desfavoráveis para os edifícios. No caso da humidade, a hipótese de sobreposição de acções é fundamental para se definirem, para cada região, as situações de maior severidade a que as construções podem ser sujeitas.
Os materiais de construção correntes absorvem a água da chuva, com maior facilidade em função da porosidade, transportando-a para o interior das paredes. Por outro lado, as inúmeras fissuras existentes na maioria das paredes correntes, resultantes da retracção dos materiais, de variações dimensionais diferenciais e de tantas outras causas, propiciam uma fácil migração da água para o interior, pela acção conjunta da pressão do vento e dos fenómenos de capilaridade.
A estanqueidade à chuva de uma fachada, depende de dois factores:
- Características da obra
- Grau de severidade do clima a que esta está exposta
A pressão exercida pelo vento é uma causa importante de penetração da água da chuva nos materiais porosos de revestimento de fachada e nas juntas entre estes. A água sobre a forma de vapor ou no estado líquido provoca, conjuntamente com o oxigénio do ar e dióxido de carbono, a formação-de manchas sobre algumas superfícies.
Para poder estimar a velocidade com a qual se produz a penetração das águas é necessário fazer medidas em função do tempo. Mas o que é verdadeiramente útil conhecer-se são os valores de difusão nos diferentes materiais.
A perda de estanqueidade pode igualmente ser causada por fenómenos de capilaridade sendo esta responsável pelo efeito de penetração de água nos materiais porosos tais como pedras, tijolos, rebocos e praticamente todos os materiais ensaiados neste estudo.
A sucção capilar, nos materiais com poros muito finos, é grande, comparativamente às pressões desenvolvidas pelo vento nas construções.
Devemos, portanto, conhecer o valor específico das forças capilares e determinar o poder de sucção do material nas diferentes situações de solicitação, ou seja conhecer a penetração da água sem existência de qualquer pressão e sobre pressão.
Esta medida dá-nos uma imagem do comportamento do material de fachada à acção da água da chuva ou quando esta ocorre sobre os efeitos de pressão do vento.
Funções e Aspectos Construtivos das Alvenarias em Edificíos
As alvenarias da envolvente exterior dos edifícios e as alvenarias da compartimentação interior, são fundamentais para o desempenho das construções, sendo de grande relevância os aspectos construtivos relacionados com estes elementos, face à importância que assumem no contexto construtivo.
A envolvente opaca das edificações é na maioria dos casos realizada com alvenarias tendo por base elementos cerâmicos.
As soluções das alvenarias da envolvente deverão ser escolhidas obedecendo a critérios de satisfação, a variadas exigências funcionais pelo que a sua especificação e aplicação em obra deverão merecer uma cuidada abordagem.
Os métodos construtivos têm evoluído de forma mais ou menos rápida no nosso século, em geral adaptados às condições locais, mas evoluindo sempre em consonância com um enquadramento regional, podendo este ser rural ou urbano.
É nas zonas urbanas que os sistemas construtivos sofreram uma maior evolução, através da generalização de novos elementos que realizam a estrutura horizontal, numa primeira fase nas zonas localizadas com forte incidência de infra-estruturas. Nestas zonas, onde forte degradação nos pavimentos em madeira, como sejam os locais onde se desenvolvem as zonas de serviço, generalizando-se mais tarde de forma progressiva a todo o pavimento e evoluindo no sentido de abranger toda a estrutura que passou a ser generalizadamente em betão armado.
Com estes novos conceitos construtivos é óbvio que as paredes de alvenaria foram perdendo a sua função resistente, transformando-se em simples panos de enchimento, desenvolvendo-se dentro de uma estrutura genericamente porticada. Esta tendência ocorreu em paralelo com o declínio do uso da pedra, que até aí era o elemento mais utilizado.
Com este sistema construtivo implantado, começou a generalizar-se o uso da parede dupla que permite;
- Reduzir a solicitação sobre a estrutura;
- Aumentar a produtividade;
- Reduzir os custos de construção;
- Simplificar a execução das obras, permitindo que as edificações se desenvolvam em altura.
Esta forma de construir permitiu ainda que a constituição da parede fosse evoluindo na sua forma e dimensão, até que, começaram a surgir as primeiras preocupações com o desempenho térmico das construções. A introdução dos isolantes térmicos nas paredes veio a originar em alguns casos diversas patologias, motivadas por um lado, por falta e de conhecimento no desempenho destes elementos, e por outra devido às soluções construtivas não serem as mais convenientes, para o fim pretendido.
Considerando que as paredes duplas de alvenaria de tijolo constituem uma solução implantada na construção, é de evidenciar a sua importância não apenas em termos construtivos, como em termos económicos.
As alvenarias utilizadas na envolvente exterior das edificações não podem ser menosprezadas no custo final da construção.
As paredes da envolvente sem funções estruturais ditas de enchimento têm como objectivo principal constituir uma separação entre um espaço interior habitado e o exterior, pretendendo-se que além de outras funções, que sejam capazes de assegurar um bom isolamento térmico e acústico.
As alvenarias de compartimentação interior dos edifícios, têm como função específica definir os vários compartimentos das habitações, bem como proceder à separação entre os diversos fogos e/ou espaços comuns, quando se tratem de edifícios construídos para habitação colectiva.
Em geral o assentamento das alvenarias interiores não obedece a critérios que tenham por factor dominante as boas normas construtivas, assistindo-se às mais variadas soluções, nem sempre obedecendo àqueles princípios.
Os processos de assentamento das alvenarias carecem assim de uma profunda reflexão, não sendo as soluções usadas muitas vezes as mais racionais, prejudicando o desempenho das alvenarias de compartimentação.
Os problemas mais comuns na utilização destas alvenarias incidem nomeadamente sobre:
- Falta de regularização das superfícies de assentamento e deficiente ligação entre os diferentes panos de parede;
- Falta de coordenação dimensional especialmente perceptível ao nível dos vãos e dos fechos dos panos;
- A execução de ombreiras e padieiras interiores é em geral de baixa qualidade;
- Abertura de roços origina por norma nos elementos de alvenaria grandes destruições, pelo que a sua execução deve ser repensada;
- Ausência generalizada de pormenores de assentamento das alvenarias em obra.
As alvenarias de compartimentação interior, assumem relevância construtiva e económica, e os seus valores, em termos relativos não poderão ser menosprezados no custo final da construção.
Barreiras Pára-vapor Inteligentes
A expressão barreira pára-vapor é utilizada para o conjunto de componentes que oferecem uma resistência significativa à passagem de vapor de água, utilizados para minimizar os problemas de condensações internas. A designação pára-vapor não descreve da forma mais adequada o comportamento em serviço deste tipo de materiais ou elementos construtivos, pois apesar da elevada resistência à difusão de vapor de água, a generalidade destes componentes não impede completamente a sua passagem.
Existem vários componentes construtivos que poderão actuar como barreira pára-vapor face às suas características de permeabilidade ao vapor de água. Estas propriedades poderão trazer vantagens ou problemas no controlo da difusão de vapor, em função do seu posicionamento relativo no elemento construtivo em que se insere.
A designação de barreira pára-vapor, aplica-se a materiais ou elementos que se destinam essencialmente a limitar as transferências de vapor de água, por forma a eliminar ou minimizar os problemas de condensações internas.
As barreiras pára-vapor podem agrupar-se em duas tipologias principais:
- Membranas – Consistem em elementos laminares pré-fabricados de pequena espessura. Podem ser rígidas, tais como plásticos reforçados, alumínio ou outras chapas metálicas, ou flexíveis, como folhas metálicas, papéis, filmes e folhas de plástico ou feltros;
- Películas de Revestimento – São compostos semi-líquidos com alguma resistência à difusão de vapor de água após o endurecimento, como é o caso de algumas tintas e materiais que fundem por acção da temperatura.
A sua composição normalmente é do tipo betuminosa, resinosa ou polimérica, podendo aplicar-se a pincel, a rolo, com espátula, etc., em função do tipo de material e do tipo de suporte.
Barreiras Pára-vapor Inteligentes
Para além dos produtos anteriormente referidos existem actualmente no mercado produtos correntemente designados de barreiras inteligentes, cujo princípio de funcionamento assenta basicamente na sua capacidade de restringir as transferências de humidade em fase vapor através da envolvente dos edifícios para as situações normais de utilização permitindo também a Secagem de água que possa ficar retida no seio do elemento construtivo assim que as condições climáticas sejam propícias.
Estas características tornam as barreiras inteligentes particularmente indicadas para elementos construtivos ligeiros, em que se procuram eliminar os espaços de ar ventilados e em que as exigências de estanquidade à água normalmente obrigam ao recurso a paramentos exteriores muito impermeáveis e que dificultam a transferência de humidade nas diferentes fases, nomeadamente na fase vapor, o que cria alguns problemas na sua secagem.
Existem vários tipos de materiais com estas capacidades, como por exemplo uma membrana de poliamida (também designada por nylon) desenvolvida pelo Fraunhofer Institute for Building Physics e uma membrana desenvolvido na Dinamarca, constituída por um feltro absorvente confinado entre tiras de material plástico (barreira pára-vapor).
As membranas de poliamida têm sido sobretudo utilizadas na embalagem de alimentos, com a função de impedir a transferência de odores. Apresentam boa resistência mecânica, nomeadamente a esforços de tracção (cerca de 3 vezes a do polietileno), são pouco inflamáveis e são impermeáveis a substâncias orgânicas, como por exemplo tratamentos de preservação de madeira.
Apesar de, nas situações correntes, este material ser pouco permeável ao vapor de água, a sua capacidade para adsorver e absorver água provoca um aumento do seu teor de humidade quando em contacto com ambientes húmidos, aumentando também a sua permeabilidade ao vapor de forma significativa.
As características de permeabilidade ao vapor de uma barreira pára-vapor podem sofrer alterações significativas ao longo do seu período de vida. A existência de orifícios, mesmo que de pequenas dimensões, pode comprometer seriamente o seu funcionamento. Para alguns componentes, por exemplo, o simples manuseamento dos materiais pode originar a sua perfuração, aumentando significativamente a sua permeância.
As condições de serviço dos elementos construtivos também poderão afectar o desempenho das barreiras pára-vapor incluídas na sua composição, devido, por exemplo, ao contacto com temperaturas muito elevadas ou muito baixas, com substâncias susceptíveis de provocar degradação, tais como água, óleos, etc.