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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Sistemas Construtivos aplicados na FEUP Projeto FEUP 2013/2014 -- MIEC: Nome do coordenador geral: Armando Sousa Nome do coordenador do curso: Francisco Piqueiro Equipa 2081: Supervisor: Bárbara Rangel Monitor: Catarina Lebre e Miguel Ribeiro Estudantes & Autores: Ana Pessoa [email protected] Mário Cardoso [email protected] Gerson Campos [email protected] Rita Almeida [email protected] Sónia Soares [email protected]

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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Sistemas Construtivos aplicados na FEUP

Projeto FEUP 2013/2014 -- MIEC:

Nome do coordenador geral: Armando Sousa

Nome do coordenador do curso: Francisco Piqueiro

Equipa 2081:

Supervisor: Bárbara Rangel Monitor: Catarina Lebre e Miguel Ribeiro

Estudantes & Autores:

Ana Pessoa [email protected] Mário Cardoso [email protected]

Gerson Campos [email protected] Rita Almeida [email protected]

Sónia Soares [email protected]

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Resumo

No presente relatório apresenta-se uma pesquisa realizada, no âmbito do Projeto

FEUP, acerca do tema “Sistemas Construtivos na FEUP”.

A equipa desenvolveu diferentes métodos de trabalho de modo a tornar o relatório o

mais eficiente, claro e preciso possível. Com esse objetivo foi necessário recorrer a meios

como a pesquisa via internet, a entrevista, as fotografias e os apontamentos na visita à

faculdade. Todos estes exemplos foram meios de extrema importância para a concretização

de um bom trabalho.

A realização deste trabalho permitiu-nos verificar que a faculdade possui ótimas

condições de trabalho. Foi seguido o método tradicional de construção da região envolvente

e foi conseguida uma utilização correta dos materiais para o efeito pretendido.

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Palavras-Chave

Estrutura; acabamentos; iluminação; AVAC (aquecimento, ventilação, ar

condicionado).

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Agradecimentos

A equipa 2081 agradece a orientação eficaz dispensada a este projeto por parte da

nossa supervisora, a Prof. Bárbara Rangel Carvalho, dos nossos monitores, Miguel Ribeiro

e Catarina Lebre e do Prof. António Vasconcelos, que nos disponibilizou os seus

conhecimentos.

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Índice

Introdução....................................................................................................................... 7

Estrutura ......................................................................................................................... 8

Acabamentos ................................................................................................................ 11

Sistema ETICS .......................................................................................................... 13

Iluminação .................................................................................................................... 14

AVAC – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado ................................................... 18

Referências bibliográficas ............................................................................................. 21

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Índice de figuras

Figura 1 - Tabela da disposição dos espaços que compõe FEUP .................................. 8

Figura 2 - Materiais utilizados na construção das salas de aula e laboratórios ............... 9

Figura 3 - Características dos anfiteatros, salas de aula e laboratórios ........................ 10

Figura 4 - Tabela referente aos recursos Físicos da FEUP (excerto adaptado de “A

FEUP em números”, 2011 .................................................................................................. 10

Figura 5 - Demonstração por imagens de alguns tipos de acabamentos posteriormente

referidos em diferentes ambientes (biblioteca, anfiteatro, sala de aula e laboratório,

respetivamente) .................................................................................................................. 11

Figura 6 - Exemplo da aplicação do revestimento com sistema ETICS ........................ 13

Figura 7 - Lâmpadas fluorescente tubular ..................................................................... 14

Figura 8 - Lâmpada fluorescente tubular ...................................................................... 15

Figura 9 - Lâmpada de iodeto metálico ......................................................................... 15

Figura 10 - Balastro Eletromagnético ............................................................................ 16

Figura 11 - Tabela relativa à luz artificial e luz natural na FEUP ................................... 16

Figura 12 - Iluminação dos diferentes ambientes da FEUP .......................................... 17

Figura 13 - Radiador de parede .................................................................................... 18

Figura 14 – Exaustor .................................................................................................... 19

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Introdução

No âmbito da unidade curricular “Projeto FEUP” foi-nos proposta a realização do

seguinte relatório que tem como tema principal “Sistemas Construtivos na Faculdade de

Engenharia da Universidade do Porto”. Com o mesmo, pretendemos analisar quais os

sistemas construtivos bem como os materiais utilizados na construção da Faculdade de

Engenharia da Universidade do Porto e apurar o porquê dessas escolhas.

Os objetivos passam por definir o que são e quais são os sistemas construtivos

utilizados na FEUP e como eles variam dependendo da dimensão e do efeito para o qual

são executados.

O tema selecionado não podia ser uma melhor maneira de iniciarmos o curso de

Engenharia Civil visto que se trata de uma forma de adquirirmos conhecimentos base, que

com certeza serão úteis no nosso futuro académico e até mesmo profissional.

Os métodos de investigação utilizados serão a pesquisa bibliográfica, pesquisa de

campo e análise de fotografias tiradas na própria Faculdade.

No que se refere à organização do grupo na elaboração de todo o projeto, os

elementos reunir-se-ão presencialmente duas vezes por semana, para além da diária troca

de ideias e de opiniões através de um grupo criado para o efeito no facebook.

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Estrutura

“No que respeita à divisão em termos das grandes áreas do conhecimento, delimitadas

em função dos objetivos próprios e de metodologias e técnicas de investigação científica, a

FEUP está organizada em nove departamentos.” Sigarra FEUP, Departamentos

Observamos a seguinte disposição dos espaços que compõe a FEUP:

Figura 1 - Tabela da disposição dos espaços que compõe FEUP

Edifício A – Edifício destinado à administração. Aqui localiza-se a secretaria e o centro

de serviços académicos, entre outras unidades. Corresponde à entrada principal e permite-

nos o acesso direto ao departamento B.

Edifício B - Este é o volume onde se concentram todos os alunos para ter aulas, é

apoiado por instalações sanitárias, corredores de fácil orientação e as respetivas escadas

de ligação aos níveis inferiores e superiores, anfiteatros e salas de aulas. A sinalização das

salas apresenta-se identificada por uma letra (correspondente ao departamento, neste caso,

B) e por algarismos (sendo que o primeiro representa o piso e os restantes uma ordem

decrescente relativamente à entrada principal do bloco B). Neste departamento, situa-se

também a tesouraria, salas de computadores, salas de videoconferência e centro de

eventos.

Edifício C – Corresponde à biblioteca. Esta divide-se em seis pisos, tendo cada um

correspondência a determinados temas ou curso.

Disposições gerais - Na definição dos espaços, procurou-se agrupar atividades que se

podem considerar complementares de forma a otimizar as áreas de circulação. Organizou-

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se o interior em espaços autónomos, facilmente interligáveis, de fácil apreensão e

orientação, de tal modo que, se torna o todo inteligível.

Depois de uma análise pormenorizada a toda a faculdade, e através da ajuda essencial

do Professor Vasconcelos, concluímos que todo o esqueleto da faculdade é feito em betão,

no que respeita aos laboratórios, os telhados são construídos com metal e as suas paredes

com betão pré-fabricado e betão armado feito no local. Nos restantes edifícios da faculdade,

o tijolo foi o material construtivo utilizado.

Figura 2 - Materiais utilizados na construção das salas de aula e laboratórios

Comecemos por analisar em primeiro lugar o betão armado, constituído por betão

simples e barras de aço na armadura, o aço tem aqui uma propriedade importante, pois ao

se integrar com o betão apresenta uma grande resistência. Este material, é económico,

maleável pois adapta-se a qualquer tipo de forma daí ter sido utilizado na estrutura de toda

a universidade. É também de fácil de execução, tendo estruturas sem ligações, sendo por

isso bastante seguro. O betão foi o escolhido para a construção dos laboratórios, tendo sido

utilizado em bruto, por ser um material resistente a efeitos térmicos e também a desgastes

mecânicos. Os efeitos térmicos são uma variável importante a analisar, por isso esta

escolha para a elaborarão dos laboratórios foi a correta.

Importa salientar que a escolha de tijolo em vez de betão pré-fabricado nos restantes

departamentos da universidade justifica se pelo facto da distância entre vigas estruturais

nos laboratórios ser superior à distância entre vigas da restante universidade.

Relativamente às dimensões nos laboratórios são de 8 m enquanto que no resto da

universidade ficam-se apenas por 2,5m, como podemos analisar na tabelada abaixo

apresentada. Esta diferença de dimensões tem uma justificação muito utilitária, pois é

necessário uma maior área de trabalho nos laboratórios, enquanto que nos outros espaços

precisamos de áreas mais individualizadas.

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Distância entre pilares (metros)

Pé-direito (metros)

Capacidade

Anfiteatros 2,5 por 4 3,7 por 5,5 90 a 98 lugares sentados

Salas de aula

2,5 por 8 2,5 Depende do fim a que está destinada (exames ou aulas

práticas)

Laboratórios (DEC)

1,5 até 8 16,8 ------------------------------

Figura 3 - Características dos anfiteatros, salas de aula e laboratórios

Uma explicação possível para que o betão pré-fabricado não tenha sido utilizado na

execução da restante universidade prende-se com o facto de este não ser modificável e

numa universidade serem necessárias medidas específicas para atenderem às

necessidades de quem irá usufruir do espaço.

Como podemos analisar, para além do betão armado e do betão pré-fabricado, a

faculdade também possui outro sistema construtivo, o metal, presente nos laboratórios,

porque tem como característica fundamental poder dar mais liberdade na realização do

projeto pois permite a utilização de vãos maiores.

Figura 4 - Tabela referente aos recursos Físicos da FEUP (excerto adaptado de “A FEUP em números”, 2011

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Acabamentos

De um modo geral, como previamente referido na estrutura da Faculdade,

construtivamente foram utilizadas as normais técnicas de construção tradicional da nossa

região.

Ou seja, a construção é mista, de betão armado nos elementos estruturais –

Ensoleiramento, paredes resistentes, pilares, vigas, lajes, escadas, muros de suporte,

acessos, etc – enquanto que os vãos exteriores e interiores são simples alvenarias em

tijolo.

A cobertura do complexo de edifícios que constitui a Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto é do tipo invertida, devidamente impermeabilizada e isolada por

sistema XPS. Sendo o acabamento efetuado através da aplicação de godos sobre uma

manta geotêxtil.

Os laboratórios são os únicos edifícios, que como foram construídos à posteriori e

não necessitam de tantas condições como as salas de aulas, anfiteatros, etc, têm como

cobertura uma simples chapa metálica.

Figura 5 - Demonstração por imagens de alguns tipos de acabamentos posteriormente referidos em diferentes ambientes (biblioteca, anfiteatro, sala de aula e laboratório, respetivamente)

De uma maneira geral o revestimento dos pavimentos apresenta materiais de fácil

lavagem e não escorregadios. Nos corredores devido à abundância de utilizadores os

pavimentos foram executados em pedra enquanto que os das salas de aulas são em

linóleo.

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As paredes exteriores são simples, executadas em blocos de tijolo com acabamento

em reboco. O isolamento térmico das mesmas foi conseguido através do sistema ETICS.

Os únicos edifícios em que este acabamento não se verifica são mais uma vez os

laboratórios uma vez que o acabamento é a estrutura de betão armado.

Pontualmente, até à altura de 1.35 m em algumas zonas da faculdade foi aplicado

um revestimento extra de granito cerrado sobre o Sistema ETICS (alterado o EPS para

XPS).

As paredes simples interiores são em alvenarias de tijolo com acabamento feito em

gesso projetado (ceral).

O revestimento dos tetos foi executado em placas de gesso cartonado (pladur),

atirantadas ao teto.

A pintura foi feita com cores claras mate, em tinta plástica.

Todas as caixilharias e guarnições exteriores são em alumínio de corte térmico,

oscilo-batente. Foi aplicado um vidro duplo e a proteção solar foi conseguida através do

sistema brisa solar com comando manual. Nos laboratórios isto não se verifica, devido à

utilização para que estes foram feitos não necessitar, na sua maioria, de controlo térmico.

As carpintarias, como portas e rodapés são estruturas em madeira revestidas por

tinta plástica em cor branca ou cinza.

Relativamente aos arranjos exteriores, todo o espaço envolvente da faculdade é

bem cuidado, com relva e árvores de maneira a criar um ambiente agradável.

A climatização dos edifícios é apoiada por um sistema de Caldeira e Chiller que

iremos especificar posteriormente no presente relatório.

Há projeto para o tratamento acústico mas nunca foi executado.

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Sistema ETICS

O Sistema ETICS (External Thermal Insulation Composite System) trata-se de um

sistema de isolamento térmico pelo exterior que é bastante usado na construção devido a

ser uma solução de elevada qualidade para o revestimento de qualquer edifício.

A maior parte dos profissionais na área da construção conhecê-lo-á como sistema

cappotto, porém, cappotto é o nome de uma marca, e ou se trata mesmo dessa marca, ou

então é um erro referir-se ao sistema ETICS desta forma.

“O Sistema Capoto é um ETICS homologado, com características técnicas e

espessura adequadas, aplicado de forma contínua e pelo exterior dos edifícios, e que

contribui em maior escala para a otimização do desempenho energético de um edifício –

intervêm sobre 30% dos desperdícios de energia.

O sistema Capotto, homologado, constituído por placas de EPS, coladas ao suporte

e protegidas com um revestimento de reboco delgado (...) e armado com uma malha de

fibra de vidro. O acabamento é feito com um revestimento decorativo. De forma a melhorar

o acabamento, pois evita o aparecimento de sujidades e retarda o envelhecimento (...)” Site

Viero

Figura 6 - Exemplo da aplicação do revestimento com sistema ETICS

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Iluminação

Na FEUP existem duas formas distintas de iluminação. A artificial que nos é

fornecida por lâmpadas e a natural que nos é oferecida pelo Sol.

Relativamente à iluminação artificial, ao escolhermos o tipo de lâmpada para ser

usado deve-se ter em conta os seguintes fatores: a área a iluminar, a luminosidade

necessária em cada espaço, a potência pretendia para obter um determinado nível de

iluminância, a eficiência energética e, por fim, o tipo de luz que a lâmpada emite isto é,

branco frio (para áreas com mais atividade) ou branco quente (para locais de descanso).

Quanto à iluminação natural, para um melhor aproveitamento da luz, recorreu-se à

utilização de janelas, assim como, a utilização de clarabóias.

Como foi dito anteriormente, o tipo de lâmpada a ser escolhido é muito importante e

é por isso que conseguimos encontrar alguma variedade no tipo lâmpadas na FEUP, sendo

elas lâmpadas fluorescentes tubulares (fig.7), lâmpadas fluorescentes compactas (fig.8),

lâmpadas de iodetos metálicos (fig.9) e balastros magnéticos e eletrónicos (fig.10).

Lâmpadas fluorescentes tubulares:

Este género de lâmpada é muito usado pois conferem uma boa iluminação com

pouca potência e baixo consumo energético, sendo as mais apropriadas para grandes área

com necessidade de iluminação.

Estas lâmpadas são de eficácia elevada e têm um período de vida muito elevado

(cerca de doze mil horas), possibilitando economizar energia até oitenta e cinco por cento,

dependendo do modelo e da potência.

Figura 7 - Lâmpadas fluorescente tubular

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Lâmpadas fluorescentes compactas:

Este género de lâmpada apresenta, na sua maioria, as mesmas vantagens das

tubulares e têm uma instalação compatível com os casquilhos tradicionais usados para as

lâmpadas incandescentes.

São especialmente recomendadas quando se necessita de utilização contínua por

períodos de tempo superiores a pelo menos uma hora.

Estas lâmpadas têm um número elevado de horas de utilização, de seis a quinze mil

horas, e estão preparadas para um número elevado de ciclos de ligar e desligar.

Figura 8 - Lâmpada fluorescente tubular

Lâmpadas de iodetos metálicos:

Este género de lâmpada apresenta uma altíssima eficiência energética, assim como,

excelente índice de reprodução de cor. Com uma luz, extremamente branca e brilhante,

realçam e valorizam espaços e iluminam com intensidade, além de apresentar longa

durabilidade e baixa carga térmica.

Figura 9 - Lâmpada de iodeto metálico

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Balastros eletromagnéticos:

Estes equipamentos auxiliares são necessários para que as lâmpadas de descarga

possam ser acesas. Servem para limitar a corrente e adequar as tensões para o perfeito

funcionamento das lâmpadas.

Figura 10 - Balastro eletromagnético

Para melhor compreensão do uso de luz natural e luz artificial na faculdade ver as

figuras 11 e 12. No entanto, não especificámos o tipo de luz artificial usada, por não

conseguirmos identificar todos os tipos de lâmpada que estavam a ser usados.

Figura 11 - Tabela relativa à luz artificial e luz natural na FEUP

Locais Luz Artificial Luz Natural

Janelas Clarabóias Portões

Auditório Sim Não Não Não

Anfiteatros Sim Sim Não Não

Salas Sim Sim Não Não

Corredores Sim Sim Não Não

Biblioteca Sim Sim Sim Não

Cantina Sim Sim Não Não

Laboratórios Sim Sim Não Não

Naves Sim Não Sim Sim

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Figura 12 - Iluminação dos diferentes ambientes da FEUP

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AVAC – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado

A climatização e o conforto existente nos edifícios modernos é condicionado por

importantes decisões tomadas durante a fase de planeamento dos mesmos. Os sistemas de

aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) ajudam a controlar a temperatura

ambiente e os fluxos de ar interiores das construções. Para além do bem-estar

proporcionado através de uma boa implementação destes recursos, eles contribuem

também para a boa saúde dos ocupantes, bem como para a prevenção de instalação de

fungos e de outros organismos.

O aquecimento da FEUP é feito a partir de uma caldeira central que procede ao

aquecimento de água. O combustível utilizado no processo de aquecimento é o gás. Após

aquecida, a água circula quer pelos radiadores de chão, presentes maioritariamente em

zonas comuns, quer pelos radiadores de parede [Fig. 13], existentes sobretudo em salas de

menor dimensão. Estes dispositivos são diretamente responsáveis pelo aumento da

temperatura ambiente das instalações.

Figura 13 - Radiador de parede

De modo a promover ativamente a circulação do ar, encontram-se aplicados nas

salas de aula e nas instalações sanitárias ventiladores e/ou exaustores [Fig. 14] que

juntamente com reguladores passivos (como os respiros), provocam uma movimentação de

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ar entre o interior e o exterior do edifício. Assim, o ar interior é renovado pelo ar exterior,

prevenindo complicações de saúde relacionadas, entre outras, com a existência de

humidade e às consequências inerentes (colonização de fungos, etc.).

Figura 14 – Exaustor

A climatização com recurso a ar condicionado encontra-se presente em locais

selecionados tais como o bloco de administração, a biblioteca, o auditório, a sala de atos,

entre outros, estando o mecanismo de ar condicionado no topo dos edifícios. Estes

dispositivos são diretamente responsáveis pela diminuição ou aumento da temperatura

conforme o necessário.

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Conclusão

Este trabalho permitiu-nos, acima de tudo, obter conhecimentos que serão bastante

úteis no nosso futuro profissional uma vez que os sistemas construtivos são a base de todo

um projeto de engenharia civil.

Foi-nos exigida uma pesquisa intensiva acerca de diversos parâmetros associados a

este tema o que nos proporcionou um conhecimento detalhado acerca do modo como a

faculdade se encontra edificada e organizada.

Consideramos que a FEUP se encontra devidamente organizada, correspondendo

corretamente a todas as necessidades dos alunos e docentes. Constitui um local agradável,

com temperaturas adequadas (devido ao sistema de avac referido), iluminação ajustada a

vários tipos de situações (possui uma abundância de iluminação natural de modo a

economizar energia, mas também uma correta colocação de focos de luz não natural para

que possa corresponder a todas as necessidades) e estruturas e acabamentos propícios ao

conforto físico e visual.

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Referências bibliográficas

Sistema ETICS, acedido em 27/10/2013:

http://www.viero.com.pt/

Figura 8 - Figura obtida através da pesquisa <Lâmpadas Fluorescentes Tubulares>

no motor de busca Google.

Figura 9 - Figura obtida através da pesquisa <Lâmpadas Fluorescentes Compactas>

no motor de busca Google.

Figura 10 - Figura obtida através da pesquisa <Lâmpadas de iodetos metálicos> no

motor de busca Google.

Figura 11 - Figura obtida através da pesquisa <Electromagnetic ballast> no motor de

busca Google.

Figura 6 - Acedida em 11/11/2013 retirada de

http://carlosazevedo.weebly.com/colocaccedilatildeo-de-capoto.html

Tipo de Lâmpadas utilizadas na FEUP. Informação obtida através da pesquisa

<iluminação artificial na FEUP>, <Iluminação Artificial na FEUP.pdf>

Tipos de Lâmpadas. Visitado em Outubro de 2013. Disponível em

<www.ecocasa.pt>, através de <Energias>, <Iluminação>, <Tipos de Lâmpadas>

Enciclopédias e dicionários da Porto Editora, acedido em 18/10/2013:

http://www.infopedia.pt/lingua-portuguesa/estruturas

Acedido em 27/10/2013:

http://coral.ufsm.br/decc/ECC8058/Downloads/Aplicacao_de_Estruturas_Metalicas_em_

Edificios_de_Multiplos_Andares.pdf