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MESTRADO DE CONSTRUO DE EDIFCIOS - TECNOLOGIA DE FACHADAS

10.3 TECNOLOGIA DE APLICAO DO VIDRO Vidros Colados 10.3.1 Introduo (Viso sistmica O conceito de sistema aplicado ao estudo sobre as tcnicas de aplicao de vidro colado). 10.3.2 Nota explicativa sobre o funcionamento do sistema construtivo. 10.3.3 Exigncias funcionais do sistema de aplicao. 10.3.4 Elementos constitutivos, do sistema de aplicao. 10.3.5 Exigncias de desempenho dos elementos constitutivos do sistema de aplicao. 10.3.6 Concluso. 10.3.7 Bibliografia. 10.3.8 Exemplos. (desenhados) 10.3.9Exemplos fotografados.

10.3.1 Introduo.

Viso Sistmica o conceito do sistema aplicado ao estudo sobre as tcnicas de aplicao de vidro colado em fachadas. Estando pelo menos dois elementos combinados de um modo especfico, est estabelecido um sistema. Pode-se pois considerar um edifcio um sistema complexo composto por vrios subsistemas de construo, entre os quais se encontram os elementos de preenchimento dos vos exteriores ou de envolvente envidraados (caixilharias, fachadas cortina). Estes por sua vez ao serem analisados sob o ponto de vista sistmico podem ser novamente decompostos em novos subsistemas, do tipo estrutura portante e conjunto aro de fixao/vidro no caso de fachadas cortina, respondendo individualmente s suas exigncias funcionais, que por sua vez, em conjunto devem satisfazer as exigncias funcionais atribudas ao subsistema principal caixilharia ou fachada cortina. O presente trabalho desenvolve-se centrando o estudo no subsistema aro/vidro/silicone estrutural de colagem, para aplicao de vidro por colagem.

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Aro de fixao

10.3.2 Nota explicativa sobre o funcionamento do sistema construtivo.

O V E C uma tcnica particular de aplicao do vidro como revestimento exterior ou de execuo de vos por colagem do mesmo. A designao V E C deriva das terminologias Francesa - Victrage Exterieur Coll, ou da Portuguesa Vidro Exterior Colado. Esta tcnica de aplicao desenvolvida a partir dos anos 80 do sc.xx, tem por base a colagem do vidro a um aro de suporte, utilizando um simples cordo de silicone estrutural ou de alto-mdulo, o qual substitui o conjunto de elementos que resolvem a fixao e a selagem do vidro nos sistemas mais tradicionais. Criam-se assim painis de revestimento ou de preenchimento de vos, para ligar estrutura portante principal, A colagem do vidro ao aro de suporte, realiza-se em fbrica, tratando-se pois de um sistema de pr-fabricao, fixando-se posteriormente em obra estes mdulos j prontos atravs de aparafusamento, calhas deslizantes ou suportes encaixados na estrutura suporte e a sua utilizao deve ser precedida de um Avis Technique.

A eliminao do suporte de fixao exterior ao vidro permite, resolver a rotura trmica no intradorso da estrutura suporte, alm de uniformizar a expresso arquitectnica do envidraado, em contraste com a quadrcula inerente s anteriores tcnicas de aplicao. A sua ampla utilizao actual deve-se convergncia de dois factores: a) Expresso arquitectnica de vanguarda atravs da uniformizao da imagem, possvel efeito de espelho e brilho para alm da utilizao da cor no envidraado. b) Desempenho dos vidros reflectores quanto ao controlo energtico e mediante uma ampla paleta de cores. Preocupao que deriva directamente da existncia dos efeitos perda de calor e consequente conceito de economizao energtica nascido este na sequncia da crise energtica dos anos 70 do sec.xx.

10.3.2.1 Tipos de V E C. Nos sistemas V E C podemos distinguir dois tipos de aplicao dos vidros diferentes mas complementares:

1) Colagem dos panos de vidro entre si, para a formao da unidade de duplo envidraado, por aplicao de silicone de alto mdulo.

2) Colagem entre si do conjunto Envidraado/Aro suporte, para posterior colagem estrutura portante, de diferentes modos consoante a patente, podendo variar entre a selagem das juntas em obra a outros com sistemas de estanquecidade com base na geometria e preciso das juntas perimetrais acopladas estrutura suporte.

vidro

Principio inerente ao sistema de fachada cortina, com utilizao de painis de vidro colado.

Montagem do painel em obra

Estrutura portante

Montagem tipo

Estrutura portante vidro

Aro de fixao silicone estrutural Silicone de

Colagem de vidros

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Aro de fixao c)

10.3.2.2 Sistemas de V E C, quanto colagem. Quanto ao tipo de colagem tambm podemos distinguir dois sistemas distintos, sendo um deles, misto:

1) Sistema dois lados para o qual os vidros so montados tradicionalmente sobre dois lados, sendo os outros dois colados sobre uma estrutura de conservao.

2) Sistema quatro lados ou sistema integral, para o qual os vidros so colados sobre quatro lados em caixilhos no aparentes, uniformizando o aspecto exterior.

Nota Naturalmente poder haver outras variantes ao sistema misto dois lados, consoante a colagem em um, dois ou trs lados.

10.3.2.3 Elementos intervenientes na colagem. Constituindo a utilizao de um mstique de colagem como elemento de ligao entre dois planos de aderncia, a especificidade do V E C, sendo um, uma superfcie lisa de vidro, e o outro, uma superfcie usualmente metlica ou tratada com capas inorgnicas. pois da criteriosa escolha destes trs elementos de construo que depende o xito do sistema, pelo que: a) Mstiques de colagem Apenas os mstiques silicnicos especficos podem ser empregues, pelas suas caractersticas mecnicas (forte elasticidade, mdulo elevado) e pela sua insensibilidade temperatura e radiao ultra violeta. A aprovao do mstique de colagem necessita da aplicao de procedimentos de teste para a obteno do certificado SNJF-VEC.

b) Para efectuar as selagens nas juntas de topo dos vidros podero ser usados mstiques monocomponentes de alta resistncia, para selagem de estanquecidade.

c) Plano de colagem sobre o suporte vidreiro O vidro recozido o suporte utilizado para a determinao das caractersticas mecnicas do mstique de colagem, assim como para os ensaios de durabilidade.

d) Plano de colagem sobre o suporte Estes planos de colagem so metlicos ou plsticos:

d1) Liga de alumnio anodizado (seja o perfil ele mesmo ou uma barra presa mecanicamente a um perfil suporte estrutural de suporte). d2) Revestimento lacado (essencialmente sobre perfil em liga de alumnio). d3) Em matria plstica extrudida.

10.3.2.4 Pea intercalar especial. Algumas patentes baseiam-se na colagem dos vidros utilizando uma pea intercalar especial, que por sua vez permite que o aro suporte clipe directamente entre a retcula portante e o vidro, conseguindo garantir de forma eficiente a estabilidade e a estanquecidade do sistema. Estas patentes so bastante evoludas quanto s suas prestaes, proporcionando uma enorme liberdade compositiva, alm de um grande controlo de execuo em oficina e facilidade de montagem mediante vergas, sem fixaes mecnicas pontuais e selagens adicionais em obra.

Marco estrutural c) Silicone estrutural a)

Selante da cmara do vidro duplo

Cordo de preenchimento

Silicone de estanquecidade b)

Sistema sem aro de fixao Sistema com aro de fixao

Silicone estrutural a)

Vidro c)

Vidro c)

Marco estrutural

Vedante de estanquecidade b)

calo

Pea intercalar

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10.3.2.5 Ensaios preliminares. Sendo a capacidade do adesivo para cumprir todas as funes da primeira unio mecnica o aspecto determinante do funcionamento da aplicao, fundamental que os sistemas de controlo da qualidade e de aplicao em fbrica sejam bastante estritos e rigorosos e que qualquer edifcio V E C deva ser tratado especificamente em termos de prescrio e de segurana. Para tal reveste-se de particular importncia a seleco e aprovao do mstique de colagem, mediante a realizao de testes. Os procedimentos de teste para aprovao dos mstiques Ensaios preliminares so efectuados para cada tipo de material suporte aprovisionado, pelo fornecedor do mstique de colagem. Ser ele a estabelecer as condies de limpeza e preparao dos planos de aderncia, e caso seja preciso definir que primrio utilizar. Ele dever tomar igualmente conhecimento da natureza dos produtos que estaro na proximidade imediata do mstique de colagem para se poder pronunciar a cerca da compatibilidade destes para com o mesmo.

10.3.2.6 Equipe de concepo. No entanto para que o tratamento em termos de prescrio e de segurana seja verdadeiramente uma realidade fundamental a perfeita articulao entre o arquitecto responsvel pelo projecto do edifcio, o tcnico responsvel pela fachada, o fabricante do (ou dos) mstique(s), o fabricante do caixilho, o gabinete de controlo e o fabricante/aplicador do vidro, para a produo e exame do projecto de execuo, sendo at aconselhvel a formao de uma equipa de concepo, no devendo haver alteraes aos projectos e seus componentes, sem o acordo conjunto dos seus parceiros, pois qualquer tipo de alterao, at mesmo a da cor do vidro, influencia o comportamento do sistema. Compete a esta equipe definir o tipo de sistema montado em V E C, todos os elementos que o constituem, parametrizados tendo em conta as exigncias de desempenho de cada um, em funo das exigncias funcionais do sistema. Assim, ter de definir cada um dos subsistemas do sistema principal, dos quais apenas nos preocupamos com o de vidro colado, pelo que neste lhe caber o tipo de esquadro de ligao estrutura portante, com os respectivos dimensionamento fsico e designao de superfcie (j citado), o tipo de mstiques a usar (j citado), e o tipo de vidro.

10.3.2.7 Vidro aplicado em sistema V E C. Os tipos de vidro montados em V E C so:

A) Vidro simples. B) Vidro laminado. C) Vidro duplo: Isolamento trmico D) Vidro termorreflector.

No caso dos vidros duplos, especialmente concebidos para a colocao em V E C, em Frana beneficiam de um certificado do tipo CEKAL. Na ausncia de normalizao ou de directivas, actualmente em elaborao ao nvel da Europa, dever-se- consultar o caderno do CSTB 3130 de Maio de 1999. A escolha do vidro feita mediante o acordo entre os servios tcnicos das filiais e licenciados pela Saint-Gobain Glass, nas seguintes caractersticas: - Cor - Reflexo - Espectrofotogramtricas.

10.3.3 Exigncias funcionais do sistema de aplicao.

Sendo o sistema aro/vidro/silicone estrutural de colagem, um subsistema de revestimento, face ao sistema principal de preenchimento dos vos exteriores ou de envolvente envidraadas (caixilharias, fachadas cortina), as exigncias funcionais a ele inerentes so as aplicveis aos elementos de revestimento que compem estes sistemas principais. - Assim as solicitaes que influenciam o seu comportamento so: a) Peso prprio - peso prprio do subsistema aro/vidro/silicone aps colagem.

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b) Segurana contra incndios. c) Dilatao trmica do subsistema aro/vidro/silicone aps colagem. d) Aco do vento - sobre todo o subsistema. e) Estanquecidade agua no estado liquido - Definio da barreira de estanquecidade. - vidro/aro f) Aco do gelo. g) Aco de sismos. h) Aces acidentais. i) Dilataes diferenciais entre o vidro e o aro de suporte. j) Compatibilizao dos componentes de silicone de colagem com os de vedao higromtrica do sistema principal. l) Segurana ao contacto. m) Durabilidade. n) Facilidade de execuo. o) Facilidade de integrar outros elementos Caixilharias - Peas intercalares especiais. p) Tipo de ligao do sub sistema estrutura portante principal, com a eventual utilizao de peas intercalares. q) Geometria das unidades Armazenamento e transporte. - Realizao de remates e integrao de remates - exigncias formais. r) Reduzir custos melhorando o desempenho. s) Racionalizar a aplicao. t) Conjunto dos processos de colagem u) Controlo de qualidade de execuo. v) Manuteno e reparao. x) Vigilncia no tempo, e a conservao.

10.3.4 Elementos constitutivos do sistema de aplicao.

Os elementos constituintes do subsistema aro/vidro/silicone estrutural de colagem so: 1) Vidro A) Vidro simples transparente ou de cor. B) Vidro laminado transparente ou de cor.

C) Vidro duplo: Isolamento trmico D) Vidro termorreflector. 2) Mstique de colagem Silicones estruturais especficos, pelas suas caractersticas mecnicas forte elasticidade, mdulo elevado e pela sua insensibilidade temperatura e radiao ultra violeta. 3) Esquadro de ligao Metlicos Liga de alumnio Anodizado

- Lacado - Ao inoxidvel. - Plsticos de material extrudido.

4) Pea intercalar especial permite que o esquadro de ligao clipe directamente entre a reticulado e o vidro. (usado apenas em algumas patentes).

Aro de fixao

Mstique de colagem - Silicone estrutural

vidro Pea intercalar

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10.3.5 Exigncias de desempenho dos elementos constitutivos do sistema de aplicao.

1) Na escolha do produto vidreiro dever-se- ter em conta as seguintes exigncias de desempenho: A) Desempenho face aos efeitos do vento sobre a sua superfcie. B) Desempenho face aco da temperatura Dilatao trmica. C) Desempenho face aco do gelo. D) Desempenho face aco do peso prprio. E) Desempenho face aos efeitos de eventuais choques. F)Desempenho face aos efeitos de um incndio. G) Durabilidade. H) Conservao. I) Manuteno e limpeza. J) Desempenho face ao conjunto de processos de colagem e montagem. L) Controlo de qualidade. O) Geometria das unidades Armazenamento e transporte. - Realizao de remates e integrao de remates - Formato do prprio vidro. Quando vidro duplo: M) Desempenho face aos efeitos da aco do vento agindo sob presso ou depresso sobre a barreira de estanquecidade do vidro duplo. N) Desempenho face aos efeitos dos movimentos da estrutura sobre a juno de estanquecidade.

2) Exigncias de desempenho do Mstique de colagem: A) Desempenho face aco da temperatura absoro dos movimentos por dilatao ou contraco trmica do vidro e do aro de suporte. B) Desempenho face aco do vento absoro dos movimentos do vidro e transmisso das aces ao aro suporte. C) Desempenho face s dilataes diferenciais entre o vidro e o aro de ligao. D) Desempenho face ao peso prprio do vidro capacidade de aderncia. E) Compatibilizao qumica com o suporte vidreiro, com o material constituinte do aro de ligao e com os vedantes. F) Desempenho quanto aderncia e durabilidade sobre os produtos vidreiros e metlicos ou plsticos. G) Definio da barreira de estanquecidade do subsistema aro/vidro/silicone estrutural de colagem. H) Compatibilidade com os diferentes tipos de junta, fundos de junta, calos e juntas da estrutura. I) Conservao. J) Desempenho quanto ao conjunto dos processos de colagem. L) Desempenho quanto ao controlo de qualidade.

3) Exigncias de desempenho do aro de ligao: A) Desempenho face ao seu peso prprio. B) Desempenho face ao peso prprio do vidro. C) Desempenho face aos efeitos do vento sobre a superfcie do vidro. D) Desempenho face aco da temperatura Dilatao trmica. E) Desempenho face s flechas mximas da estrutura de fixao. F) Desempenho face aos efeitos de eventuais choques. G)Desempenho face aos efeitos de um incndio. H) Durabilidade. I) Conservao. J) Manuteno e conservao.

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L) Desempenho face ao conjunto de processos de colagem e montagem. M) Controlo de qualidade. N) Facilidade de execuo. O) Facilidade de integrar outros elementos Caixilharias - Peas intercalares especiais. P) Tipo de ligao do sub sistema estrutura portante principal, com a eventual utilizao de peas intercalares. Q) Geometria das unidades Armazenamento e transporte. - Realizao de remates e integrao de remates. R) Reduzir custos melhorando o desempenho. S) Racionalizar a aplicao.

10.3.6 Concluso

O fenmeno Perda de calor foi reactivado no momento da tomada de conscincia quanto economizao energtica, derivada da crise energtica dos anos 70 do sec.xx. Tal fenmeno sempre se apresentou bastante critico quando se fala de fachadas cortina, tendo levado ao desenvolvimento de estudos de anlise e de quantificao deste tipo de fenmenos de perda e ao aperfeioamento dos sistemas construtivos que permitem estanc-lo, destacando-se por exemplo o desenvolvimento e aplicao de vidros trmorreflectores coloridos, bem como o sistema de aplicao do vidro por colagem. Assim, nos anos oitenta, com o desenvolvimento dos mstiques, nomeadamente do silicone estrutural ou de alto-mdulo, cria-se um sistema de aplicao que fixa o vidro, j no por presso mas por aderncia, garantindo que um s elemento elstico e adesivo pode resolver a junta, a selagem e a fixao estrutura, proporcionando a eliminao do suporte de fixao exterior em solues de fachadas ligeiras como expresso arquitectnica de edifcios industriais, comerciais ou de servios. Aparece assim o V E C Vidro exterior colado aplicado como revestimento exterior de fachada ou como preenchimento de vo que se tem apresentado como um dos desenvolvimentos tecnolgicos mais actualizados e satisfatrios na resposta ao problema citado. A aposta na eliminao do suporte de fixao exterior ao vidro (existente nos sistemas de aplicao mais tradicionais), bem como na ocultao dos perfis montantes de ligao da pele ao edifcio, permite por um lado resolver a rotura trmica no intradorso da estrutura suporte, por outro uniformizar a expresso arquitectnica do envidraado favorecendo-a na aplicao de vidros trmorreflectores coloridos de grandes dimenses e em grandes extenses planimtricas desmaterializando a junta, fazendo com que este seja actualmente um dos sistemas de aplicao de vidro preferidos pelos tcnicos de arquitectura contemporneos. O sistema propicia a criao de grandes formatos de painis de fachada pr-fabricados, atingindo as peas facilmente os 400kg de peso e os 6 a 8m2, com grande controlo de execuo em oficina e facilidade de aplicao em obra, com os quais os rendimentos se tornam muito mais elevados; o dobro de um sistema tradicional, alm de proporcionar uma enorme liberdade compositiva. Tratando-se o sistema V E C de, e apenas de, um sistema de colagem para a criao de painis de revestimento, reveste-se de particular importncia o papel nuclear desempenhado pelo silicone estrutural de colagem, em funo das suas exigncias de desempenho face aos restantes elementos constituintes do sistema de aplicao. O peso prprio do vidro de revestimento que compe o painel paramento cortina exterior ou de preenchimento do vo, deve neste caso ser suportado pelo silicone estrutural de colagem deste ao aro de suporte, uma vez que o sistema de colagem congrega nesta ligao adesiva o cumprimento de todas as funes da primeira unio mecnica. A variao de temperatura imprime aos materiais deformaes momentneas, como por exemplo dilataes e retraces, pelo que se reveste de particular importncia o comportamento elstico do silicone estrutural de colagem do vidro ao aro de suporte. A aco do vento faz-se sentir com maior intensidade medida que aumenta a altura a que o vidro se encontra em relao ao solo, aumentando assim o seu efeito sobre a estabilidade do

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sistema, tendo pois o silicone estrutural que ser mais elstico e aderente para resolver a fixao mecnica ao aro mas tambm para melhor absorver os movimentos resultantes, transmitindo assim uma menor quantidade de impulsos ao aro suporte.

Nos sistemas V E C, como esto conjugados elementos de revestimento pouco porosos, o efeito do vento articulado com o da chuva, ganha particular importncia, pois os seus sistemas de fixao no toleram juntas abertas, pelo que o garantir a estanquecidade do sistema atravs da selagem completa do mesmo, s possvel, no local da colagem do vidro ao aro de suporte atravs da estanquecidade proporcionada pela barreira executada pelo cordo de silicone estrutural. Tendo em conta de que se trata de um sistema de colagem ter-se- que ter em conta em caso algum dever prever o retomar das deformaes previsveis do edifcio, cabendo este papel ligao entre o esquadro e a estrutura de suporte do V E C, esta sim um sistema mecnico puro. Um notvel exemplo da aplicao desta tcnica de aplicao a pirmide de entrada do Museu do Louvre em Paris desenhada pelo Arq. I.M.Pei.

Sob aco do vento Sistema em situao estvel Por dilatao trmica

Exigncias de desempenho do silicone estrutural face s solicitaes impostas pelos restantes elementos constituintes do sistema de aplicao do vidro por colagem, sob aco do vento e por dilatao trmica.

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10.3.6 Exemplos. (desenhados)

Marco estrutural c) Silicone estrutural a)

Selante da cmara do vidro duplo

Cordo de preenchimento

Silicone de estanquecidade b)

Vidro c)

vidro

Marco estrutural

Silicone estrutural

Silicone de estanquecidade

Silicone para colagem dos vidros

Cordo de preenchimento

Silicone estrutural

Cordo de preenchimento

Aro de fixao

Sistema aplicado sem aro de fixao (vidro/estrutura portante)

Sistema aplicado com aro de fixao

Sistema que utiliza uma pea intercalar na unio da colagem dos vidros, que permite fixa-los directamente estrutura portante.

Pea intercalar

Pea de fixao aparafusada exteriormente

Sistema de painis compostos por vidros duplos colados entre si e ao aro de fixao, por sua vez aparafusado estrutura portante pelo exterior do sistema.

Sistema de painis compostos por duplos vidros colados entre si e ao aro de fixao, por sua vez aparafusado estrutura portante pelo interior do sistema.

Pea d fixao aparafusada pelo interior

vidro

Silicone estrutural Aro de fixao

Estrutura portante

Selante da cmara do vidro

calo

Vedante do sistema portante

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10.3.7Exemplos fotografados.

Vista geral de sistema aplicado com vidro transparente, onde se pode ver a estrutura portante no interior, e o aspecto bastante homogneo da superfcie de vidro.

Vista geral de uma fachada, na qual se pode verificar a pouca preponderncia da quadricula formada pelas juntas entre painis.

Vista aproximada de um conjunto de painis e respectivas juntas, pouco preponderantes

Pormenor de uma junta vertical

Remate junto ao solo Vista da fixao entre a aro de fixao do painel de vidro e a estrutura portante.

Vista geral a partir do interior do sistema da fachada, na qual se pode ver a estrutura portante.

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Aluno: Joo Lus de Couto Castelo

Vista de fachada Aspecto homogneo da fachada VEC

Painis de vidro colado e juntas entre vidros (pouco expressivas)

Junta vertical Remate lateral canto

Remate inferior junta

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10.3.9 Bibliografia.

Publicaes

- Revista Tectnica n16 Muro cortina.

- Le Vitrage Capitulo 3

Normas

- DTU 39.0 Travaux de miroiterie-vitrerie. NF P 78-201-1.

- DTU 39.1 Travaux de miroiterie-vitrerie-marcher privs. NF P 78-201-2.

Catlogos tcnicos

- O manual do vidro - Saint-Gobain Glass.

- Sistemas Euro 2000 fachada cortina tipo VEC.

- Alumnios NAVARRA Sistema N15 000 tipo VEC.

- Technall Sistema NUAGE Tipo VEC.

- Silicone Estrutural ULTRAGLAZE SSG4400. silicone neutro bicomponente de cor negra e alto-mdulo. - SSG4000. silicone monocomponente de alta resistncia. - SSG4000 AC.- variante de secagem rpida, do anterior.

- Oliv Qumica - SG-71 - silicone estrutural monocompo- nente de elevadas prestaes mecnicas para fachadas envi- draadas exteriores com vidro colado. - 920 - silicone de estanquicidade. - DV 44 - para colagem de duplo envidra- ado.

Trabalhos acadmicos

- Estudo de sistemas de fixao de paredes cortina vista. Disciplina Tecnologias de materiais em paredes e pavimentos. FEUP. 2002/2003. Aluno Joo Lus de Couto Castelo.

- Vidro. Disciplina Sistemas construtivos. U. Lusada.

Aluno Joo Rodrigues.