aula 1 - UNEMAT Sinop

FÍSICA DA EDIFICAÇÃO
projeto de edificações e tecnologia
novos materiais e os projetos
Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão
1/43
O material disponível no local
determinava o sistema
estrutural
Fonte: Rebello, 2000
Cabana primitiva feita de
pele de animais e galhos.
“Ponte Natural”
Rockbridge County,
Virginia, EUA
Fonte: virginiaplaces.org
Fonte: arqhabitacao.blogspot.com
Estruturas na Pré-história
2/43
A necessidade determina o
desenvolvimento de um novo
sistema construtivo e uso dos
materiais.
Invenção da agricultura
Assentamentos permanentes
Tijolo seco ao sol
Empilhamento de pedras
Pirâmide vermelha ou pirâmide cor-de-rosa
em função da cor do calcário avermelhado
usado na sua construção.
Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br
Pequenos vãos
Empilhamernto de pedras e pequenos vãos
3/43
Sistema de Arcos e o Uso da
Pedra nas Construções
Pequena ponte de arco abobadado
Grandes vãos para construção
de pontes
http://www.cm-machico.pt
Incentivo ao comércio
Simbolismo especial
Pedra nas construções
4/43
Gregos e Romanos:
Normas e padronizações
Nova arquitetura
Novo sistema construtivo
Novos materiais
Interior do Panteão no
século XVIII (pintura de
Giovanni Panini).
http://pt.wikipedia.org
Normas de padronização e o concreto da Pozolana
5/43
Idade Média
Arquitetura românica
Pólvora e Poderio Bélico
Engenheiro Militar
Fortificações x Templos e Palácios
Catedral Românica
Basílica de Santo Antônio de Pádua
Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/romanica-3.php
Antigos Sistemas Estruturais
6/43
Substituição da Pedra nas Construções
Fim dos arcos de pedra na Renascença
Beleza x técnica
A ascensão do engenheiro
Revolução Industrial e o ferro
Torre Eiffel: torre em treliça de ferro
Fonte: http://www.nunoalmeidasantos.fotosblogue.com
Estrutura de Ferro
Estrutura em ferro
7/43
Concreto-Ferro
Fim do sistema empírico de
Dimensionamento
Ferro em Aço
Concreto Armado
William Le Baron Jenney – Ludington Building
Fonte: http://arquitetandoblog.wordpress.com
Verticalização dos edifícios
Concreto Armado
8/43
Arquitetura Moderna
Difusão do Concreto Armado
Plasticidade
Le Corbusier's Villa Savoye, Poissy, França
Fonte: http://arts.guardian.co.uk
Estrutura como forma arquitetônica
Le Corbusier
Concreto Armado
9/43
Resumo
Alguns materiais, como o ferro, o vidro e o concreto,
possibilitaram novos recursos estéticos, estruturais e
funcionais;
Recursos pouco conhecidos na época foram utilizados como
partes produzidas em série e estrutura pré-montada.
Com a utilização de novos materiais ocorreram grandes
modificações nos processos e concepção das estruturas.
Resumo
10/43
O começo de novos materiais para a habitação de
interesse popular
• Fibras vegetais em telhas;
•Cinzas de termoelétricas em blocos e concretos;
• Reaproveitamento da madeira de serrarias;
• Reaproveitamento do entulho da construção civil;
• Introdução de resíduos da indústria calçadista na produção
de gesso, entre outros.
11/43
Vários desses produtos já estão sendo experimentados e
demonstrados em protótipos da habitação de interesse
social, que estão sendo construídos em diferentes
cidades brasileiras.
Casas do Ecomoradia, Cuiabá –MT, Brasil.
Perspectiva do projeto original
Fonte: Adrião, 2011.
Fonte: Adrião, 2011.
Ecomoradia
12/43
Nas últimas duas décadas, intensificouse o desenvolvimento de novos
materiais para a Construção Civil
Nova revolução
para materiais.
Os Problemas:
- Custos da construção civil
- Materiais não renováveis
- Aquecimento global
A quantidade de
novos materiais é
enorme.
As novas necessidades
- Eficiência energética
- Conforto ambiental
- Sustentabilidade
Form follows function...
Mais importante que
a questão
tecnológica é o que
isso significa para a
Construção Civil.
A busca da eficiência e energética e sustentabilidade
13/43
Indo além dos materiais tradicionais
A busca da eficiência e energética e sustentabilidade
14/43
ECO-City MASDAR / Abu Dhabi
CO2 neutro Zero-carbon
Não é possív el exibir esta imagem no momento.
Não é possív el exibir esta imagem no momento.
Foster and Partners
A busca da eficiência e energética e sustentabilidade
15/43
ECO-City MASDAR / Abu Dhabi
CO2 neutro Zero-carbon
Foster and Partners
A busca da eficiência e energética e sustentabilidade
16/43
Novos materiais para envoltória em foco
- Materiais transparentes (maior impacto)
- Materiais híbridos
- Materiais opacos
O material e a eficiência energética
17/43
A busca pelo vidro ideal
Reflexão
1
r (q < 45°) » 4 - 6%
a
(Eglob)
Absorção
a
q
Transmissão (total)
q
r
» 4 - 6%
t
» 88 - 90%
t
4 mm
a+r+t=1
As novas tecnologias do vidro
18/43
A busca pelo vidro ideal
Low- e- película
(AgO2,InO2)
Gás (Argon, Krypton,
Xenon)
e = 0,04 - 0,1
Ug = 1,0 - 1,5 W/m²K
t = ca. 70 %
1
2
3
4
As novas tecnologias do vidro
19/43
A busca pelo vidro ideal
Low- e- película
(AgO2,InO2)
Gás (Argon, Krypton,
Xenon)
e = 0,04 - 0,1
Ug = 0,5 - 0,9 W/m²K
t = ca. 60 %
1
2
3
4
5
6
As novas tecnologias do vidro
20/43
Vidro impresso
Grau de impressão 20%
30%
59%
50%
35%
As novas tecnologias do vidro
21/43
Vidro impresso
Grau de impressão 20%, branco
Grau de impressão 20%, preto
As novas tecnologias do vidro
22/43
Vidro impresso
Grau de impressão 50%
As novas tecnologias do vidro
23/43
Smart Glass
- Ativo
- Passivo
As novas tecnologias do vidro
24/43
Novos conceitos de materiais híbridos
- Definição do grau de transparência
- Fonte de energia
- Integração com a edificação
As novas tecnologias dos materiais híbridos
25/43
Material de isolamento transparente
- Alto coeficiente de luz natural
- Baixa transmissão térmica
- Diminui o peso do edifício
- Altera a concepção de janelas
As novas tecnologias dos materiais híbridos
26/43
Material de isolamento transparente
Pavilhão da arquitetura
TU-BS
As novas tecnologias dos materiais híbridos
27/43
elementos fotovoltaicos
Painéis modulares
As novas tecnologias dos materiais híbridos
28/43
Integração de painéis fotovoltaicos
?
As novas tecnologias dos materiais híbridos
29/43
Desenvolvimento de novos materiais fotovoltaicos
Células coloridas
Células Flexíveis
As novas tecnologias dos materiais híbridos
30/43
O aumento de mercado com células fotovoltaicas coloridas
As novas tecnologias dos materiais híbridos
31/43
A célula fotovoltaica como material de cobertura
As novas tecnologias dos materiais híbridos
32/43
A célula fotovoltaica como material de cobertura
Novos Projetos + Novas tecnologias
Mont Cenis Akademie, Herne
Architetura Jourda &
Perraudin, Lyon
As novas tecnologias dos materiais híbridos
33/43
A célula fotovoltaica como material de cobertura
Novos Projetos + Novas tecnologias
As novas tecnologias dos materiais híbridos
33a/43
A célula fotovoltaica como material de cobertura
Novos Projetos + Novas tecnologias
As novas tecnologias dos materiais híbridos
33b/43
A célula fotovoltaica como material de cobertura
Novos Projetos + Novas tecnologias
As novas tecnologias dos materiais híbridos
33c/43
Aplicada como sistema de sombreamento
As novas tecnologias dos materiais híbridos
34/43
Aplicada como fechamento vertical da fachada
Ginásio Burgtweining, Regenburg
As novas tecnologias dos materiais híbridos
35/43
Aplicada como arte
Zadar, Croácia
As novas tecnologias dos materiais híbridos
36/43
Evolução dos materiais de isolamento opaco
Espessura: 10 cm
U: 0,04 W/m²K
Espessura: 1 cm
U: 0,004 W/m²K
As novas tecnologias dos materiais opacos
37/43
Painel de isolamento a vácuo
- Baixo valor de transmissão térmica
- Proporciona paredes muito finas
- Diminui o peso do edifício
- Aumenta a área útil do edifício
As novas tecnologias dos materiais opacos
38/43
Fibra de Carbono e materiais têxteis
Aviação e indústria aeroespacial
-
Menos peso
Menos material
Reciclagem
Reutilização
Fibra de carbono e
estrutura têxtil
Os novos materiais do futuro
39/43
Fibra de Carbono e materiais têxteis
Edifícios infláveis
-
“more performance
with less material”
Ed van Hinte
TU-Delft
Estruturas pneumáticas
Mínimo de material
Volume máximo
Melhor desempenho
Vantagens
-
pré-fabricação industrial
transporte direto de estruturas
Dobráveis
montagem simples
Acabamento da estrutura perfeita.
Millennium Arches
Stockholm
Os novos materiais do futuro
40/43
Nanotecnologia – Nanotubo de carbono
e Grafeno
-100x mais resistente que o aço
-Envoltória autoportante
-Condutor ou não condutor
-Interatividade entre ambientes (vidros e
paredes com transparência variável)
-Impacto no projeto de arquitetura, engenharia
e construção
-Afetará a indústria da construção civil em
diferentes níveis (interiores, edifício e
urbanização)
Carbon Nanotubes
Os novos materiais do futuro
41/43
Construção Brasileira
Motivo
- Cultural
- Técnica
- Escolas e padrão convencional
Consequência
- Menor padronização e uniformidade
- Menos qualidade
- Problemas com a certificação
Ceticismo com novos materiais
42/43
Bibliografia
Elvin, G. NanoBioBuilding: Nanotechnology, Biotechnology, and the Future of Building.
Green Technology Forum. 2006
Yeadon, P. Year 2050: Cities in the Age of Nanotechnology
REBELLO, Y. C. P. A Concepção Estrutural e a Arquitetura. São Paulo: Zigurate
Editora, 2000.
Fisch, M. N. Fassadenplanung. Hrsg. J. Eisele, B. Staniek. Bürobau Atlas. Berlin,
Germany, 2005. 304p
Bibliografia
43/43