Gestão de Projetos, BIM, Steel Frame e Edifícios Sustentáveis

Projetos Complexos

Processo de Projeto

O processo de projeto engloba não só os projetos de especialidades de produto, mas também a formulação de um negócio, a seleção de um terreno, o desenvolvimento de um programa de necessidades, bem como o detalhamento dos métodos construtivos em projetos para produção e no planejamento da obra.

Planejamento > Elaboração de projetos > Preparação para a execução > Execução > Uso

Fase: Concepção do Produto

• ETAPA 1: LEVANTAMENTO DE DADOS (LV)
• ETAPA 2: PROGRAMA DE NECESSIDADES (PN)
• ETAPA 3: ESTUDO DE VIABILIDADE (EV)

Fase: Definição do Produto

• ETAPA 1: ESTUDO PRELIMINAR (EP)

Fase: Identificação e Solução de Interfaces

• ETAPA 1: ANTEPROJETO (AP)
• ETAPA 2: PROJETO LEGAL (PL)
• ETAPA 3: PROJETO BÁSICO (PB)

Fase: Projeto de Detalhamento de Especialidades

• ETAPA 1: PROJETO EXECUTIVO (PE)

Fase: Pós-Entrega do Projeto

• Gestão das fases da obra, ou seja, projeto integrado ao processo licitatório para contratação da execução. Projetos de “as built” e manuais após a obra concluída.
• Manuais de instalação são utilizados para evitar erros, porém negligenciam os cuidados com manutenção e conservação, o que diminui a vida útil dos bens duráveis, incluindo imóveis.
• Manuais do proprietário em apartamentos novos para orientações sobre o empreendimento (tubulações hidráulicas, padrão do apartamento, locação de pontos de interfone, etc.).

BIM (Building Information Modeling)

Sigla para Modelagem da Informação da Construção.

• Coordenar informações através de um banco de dados.
• Representação digital das características físicas e funcionais de uma instalação e um recurso de compartilhamento de conhecimento para obter informações sobre uma instalação, formando uma base confiável para decisões durante o seu ciclo de vida; definido desde a sua concepção até a primeira demolição.
• Serve de embasamento para as ferramentas que permitem simular o desenvolvimento de um bairro, de uma cidade; o comportamento de uma edificação frente a questões climáticas, de segurança, energética e de consumo de materiais.
• Análise da viabilidade econômica, urbanística, ambiental e social.
• O IFC (Industry Foundation Classes) serve para trocar e compartilhar dados de BIM entre aplicativos.

Responsabilidades do Arquiteto Coordenador de BIM

O Arquiteto Coordenador de BIM deverá:

1. Integrar o quadro permanente da contratada;
2. Ser devidamente qualificado e ter pleno conhecimento de todos os projetos, para dirimir dúvidas e prestar esclarecimentos à contratante;
3. Garantir o cumprimento dos prazos estipulados no cronograma físico-financeiro, de acordo com as etapas de progressão do processo de projeto de edificações, fases do modelo BIM e o ND do modelo do projeto de edificações;
4. Garantir a perfeita integração e compatibilização entre o projeto de arquitetura e os projetos complementares, atentando para as inter-relações e necessidades mútuas, bem como entre os projetos, caderno de encargos e planilhas orçamentárias;
5. Quando, por motivo qualquer, o coordenador de projeto venha a ser substituído, a informação deve ser transmitida imediatamente, com a devida substituição de ART e/ou RRT.

Steel Frame (Estrutura de Aço Leve)

Definição

Steel – aço, frame – moldura.

• Esqueleto estrutural em aço composto por diversos elementos individuais ligados entre si. Conjunto que resiste e dá forma às cargas da edificação.
• Composto por fundação, isolamento termoacústico, fechamento interno e externo, instalações elétricas e hidráulicas.

Histórico

• EUA século XIX: aumentar a produtividade na construção de novas habitações.
• WOOD FRAMING: sistema construtivo com madeira.

Primeiro usado nas divisórias dos grandes edifícios com estrutura em ferro, o aço leve moldado a frio passou a ser usado em divisórias de edifícios de habitação e acreditava-se que poderia substituir a inteira estrutura de madeira nas moradias.

Países mais desenvolvidos como EUA, Japão, Austrália, Nova Zelândia, Reino Unido, norte da Europa e África do Sul utilizam desse sistema construtivo. O Brasil passou a usar também (inicialmente em padrões de renda média a alta, porém mais tarde foi utilizado em habitações populares).

Componentes

Fabricados a partir de chapa de aço galvanizado por imersão em zinco quente > bobinas de aço cortadas em tiras de menor largura > chapa moldada a frio na forma desejada.

• Formatos LSF por perfilagem.
• Galvanização permite garantir durabilidade das peças metálicas por centenas de anos.
• Desejo de tornar a estrutura resistente a abalos sísmicos.

Perfis

• Tipo guia U: fixação dos perfis horizontais, ripa para cobertura, bloqueador para enrijecimento da estrutura horizontalmente, guia de entrepiso e terça.
• Tipo guia UE: para bloqueador, enrijecedor de alma, montante, verga, viga e terça.
• Tipo M ou cartola: composição de paredes, lajes secas e coberturas.
• Cantoneira: formado por duas abas de mesma espessura que podem ou não possuir comprimentos iguais.
• Fixação entre perfis: parafusos autobrocantes.
• Fixação do perfil da guia no radier ou fundação: chumbador parabolt.
• Contraventamento da estrutura: fita metálica.

Fundações

• Superficiais (rasa ou direta): Tensões distribuídas sob a base da fundação são transmitidas ao solo, e sua profundidade de assentamento no terreno é menor que duas vezes a menor dimensão da fundação.
  • Sapatas isoladas / Sapatas corridas / Radier.
• Profundas: Transmite carga da edificação ao terreno pela base / superfície lateral ou combinação das duas.
  • Estacas tipo brocas / Strauss / Estacas tipo Franki / Estacas pré-moldadas.

Isolamento

• Isolamento térmico e acústico.
• Lã de rocha / Lã de vidro / Poliuretano.

Fechamento e Acabamento

• Fechamentos externos: placas cimentícias ou OSB – tiras de madeira orientada (alta resistência físico-mecânica enrijecendo perfis contra ação do vento).
• Fechamentos internos: chapas de gesso acartonado – drywall:
  • Verde RU – banheiro, cozinha e lavanderia.
  • Rosa RF – lareiras e cooktops (por resistir ao fogo).
  • Branco ST – forros, paredes e ambientes secos.
• Isolantes termoacústicos e impermeabilizantes.

Membrana Hidrófuga

Lâmina técnica + camada de um não tecido impermeável + camada de tecido permeável.

Impede a entrada de água externa e permite a saída de vapor de água interna, deixando a superfície respirar. Garante a correta ventilação de paredes, evitando acúmulo de umidade e proliferação de fungos.

Placas Cimentícias

Tecnologia CRFS (Cimento Reforçado com Fio Sintético), ideais para projetos que exijam versatilidade, rapidez na montagem e excelente acabamento.

Lajes

• STEEL DECK (úmida): forma de aço galvanizado e camada de concreto. O aço atua como fôrma para o concreto e armadura positiva para as cargas de serviço. Para melhor aderência do concreto há massas e ranhuras nas chapas metálicas. É composto também por telas eletrossoldadas, que atuam como armadura negativa prevenindo trincas superficiais.
• Laje seca: placas rígidas aparafusadas às vigas de piso. Servem como contrapiso (OSB, compensado naval e masterplac).
• Cobertura: proteger a edificação da ação das intempéries, e elemento de importância estética ao projeto.
  • Vedação (telhas)
  • Armação ou conjunto de elementos que dão suporte à cobertura (ripas, caibros, terças, tesouras, treliças e contraventamento)
  • Sistema de escoamento das águas pluviais (condutores, calhas e rufos)

Técnicas de Montagem

• Montagem dos painéis metálicos: confeccionados num local diferente do canteiro de obras, com adoção ou não de técnicas de produção ou montagem advindas da indústria. Painéis leves e facilmente transportados verticalmente ou horizontalmente.
• Instalação dos painéis: são fixados à fundação provisoriamente pela pistola finca-pinos, e escorados com uso dos próprios perfis formados a frio, ou outro que possa mantê-los aprumados. Após isso, deve ser feita a ancoragem.
• Execução do contraventamento: logo após a ancoragem definitiva dos painéis verticais, e em todos os pavimentos da estrutura.
• Colocação das placas de fechamento (plaqueamento): deve seguir a paginação que foi predefinida no projeto específico de vedação, para que se evitem patologias vindas das juntas das placas ou chapas.
• Instalações eletrônicas, hidrossanitárias, gás e HVAC: polarização de áreas frias, diminuição do número de prumadas e criação de paredes técnicas para facilitar a manutenção.

Edifícios Inteligentes

Histórico e Conceitos

“Uma nova geração de edifícios que pensa por si mesmo... chamados de prédios inteligentes.” (Surgimento em 1980).

Construções que podem integrar vários sistemas para administrar de forma eficiente os recursos de forma coordenada para maximizar: performance técnica, economia de custos operacionais e de investimentos, além de possuir flexibilidade.

Os primeiros sistemas a receberem recursos automatizados foram os de ar condicionado, ventilação e aquecimento (HVAC – heating, ventilating and air conditioning), no início dos anos 1970, com o desenvolvimento de novos chips que permitiram o controle de sensores localizados em pontos estratégicos, causando alterações e respostas mais dinâmicas às exigências dos ocupantes.

No início dos anos 80 grandes incentivos para a tecnologia estavam ocorrendo nos Estados Unidos, pois se pode dizer que um dos fatores era incentivar a regulamentação da indústria americana de telecomunicações, que atuava sem regulação. Assim, novas empresas, produtos, serviços e inovações adentraram nesse mercado.

• Edifício da companhia telefônica AT&T por Philip Johnson & John Burgees.
• Edifício da companhia de seguros Lloyd’s por Richard Rogers.

Década de 90: sistemas de cabeamento estruturado, sistemas audiovisuais, controladores de automação residencial com controle direto digital, espaço para equipamentos de redes, sistemas de controle de acesso e vídeo segurança, etc.

• Aumentar a performance e facilitar operações de manutenção durante seu ciclo de vida.
• Minimizar custos de longo prazo sobre o seu ciclo de vida para proprietários, ocupantes e meio ambiente.
• Componentes do edifício integrados, com sistemas, tecnologias e ferramentas para administrar e minimizar custo de energia.

A diferença de um edifício inteligente para um que utiliza tecnologias tradicionais é que as funcionalidades se integram e complementam, fluindo a informação entre o sistema de segurança, equipamentos de climatização, eletrodomésticos, controle de acesso, rega automática, rede informática, rede telefônica, sistema de difusão digital de áudio e vídeo, etc.

Projeto de cabeamento, espaço para os cabos, sala de equipamento, banco de dados do sistema e protocolo da comunicação entre os aparelhos.

“Os sistemas de HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning), iluminação, controle de energia e ambiente são os principais pontos que determinam a eficiência operacional.”

Benefícios

• Para incorporadores e investidores: aumenta o valor do negócio.
• Administradores do edifício: eficiência em manusear o sistema.
• Arquitetos, engenheiros e construtores: múltiplas opções de projetos, sistemas construtivos, design e inovação.

Exemplos no Brasil

• Citibank na Av. Paulista (2500 pontos de supervisão que fazem gerenciamento de todas as instalações).
• Centro Cultural Itaú.
• Manhattan Tower no RJ.
• Sede da Philips em SP (modernização dos sistemas).
• Edifício Plaza Centenário (1995).
• Edifício Bolsa de Imóveis do Estado de SP (1996).
• Edifícios Birmann 11 e 12 (1996).
• Birmann 21 (1997).
• Hotel Renaissance (1997).
• Grand Hotel Mercure (1998).
• Centro Empresarial Nações Unidas (1998).
• Bank Boston em SP (2002).

Referências Atuais e Sustentáveis

• Sede da Environmental Systems Inc.: Desenvolvido para reduzir custos de operação e impacto ambiental, o edifício foi construído para receber a certificação LEED, ao utilizar aplicações inovadoras de tecnologia de ponta nos sistemas para gerenciamento da construção e design.
• Edifício Al-Bahr, Abu Dhabi, Emirados Árabes Unidos: Os componentes móveis da fachada são compostos de painéis semitransparentes de PTFE (Politetrafluoretileno) combinados em um esquema semelhante a guarda-chuvas. Cada painel abre e fecha conforme a incidência solar direta, o que permite que a luz solar penetre indiretamente enquanto bloqueia os raios solares responsáveis pelo calor. Dessa forma, o sistema aumenta o conforto térmico e reduz a necessidade de luz artificial no interior.
• Nasa Sustainability Base, Moffett Field, Califórnia: Controla diferentes zonas no edifício e providencia dados em tempo real sobre o fluxo de ar entre toda a estrutura. Os sistemas de aquecimento/resfriamento combinam estratégias passivas (Hidrônio Geotermal) e ativas (dissipadores de calor) para otimizar o uso de energia. As duas “asas” da construção foram concebidas para maximizar a ventilação natural. Janelas automatizadas, persianas inteligentes e iluminação eficiente integrada com sensores de luz contribuem com as opções de otimização. A fachada permite penetração da luz solar e a escolha arquitetônica de externalizar a estrutura garante estabilidade contra movimentos sísmicos, maximiza o espaço interno utilizável e a consistência visual do edifício.
• Eldorado Business Tower, São Paulo, Brasil:
  • 33% de economia no consumo de água potável, comparado ao padrão norte-americano;
  • 100% de economia de água potável para irrigação;
  • 18% de economia no consumo de energia;
  • 74% de todo resíduo gerado na obra foi desviado de aterros;
  • 30% de todo material empregado é de origem reciclada;
  • 50% de todo material adquirido é de origem local;
  • 95% de toda madeira é certificada pelo FSC (Forest Stewardship Council);
  • 25% de redução da vazão e volume de água lançada na rede pública durante as chuvas.
• Ventura Corporate Towers, Rio de Janeiro, Brasil: As duas torres estão localizadas na Cidade Nova. O prédio inteligente permite que a intensidade da luz seja avaliada através de sistemas de computador. Em dias nublados, a luz artificial é intensificada nos ambientes; já em dias com sol, o sistema reduz a iluminação. Vidros especiais fazem parte do sistema, garantindo a iluminação natural e o conforto térmico no interior do edifício. Há também sistemas de controle de descarte de entulho e reciclagem de lixo.

Sistemas do Edifício Inteligente

• Sistemas de automação residencial: compreendem o uso de equipamentos eletrônicos que automaticamente realizam funções específicas na construção. Controlador automático de um ou mais sistemas principais em uma edificação. Integra sistemas domóticos em uma edificação.
• Aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC): acondicionam o clima em um edifício. Controla temperatura ambiente, umidade, fluxo de ar e qualidade do ar.

  Agrega o ar externo, mistura com o ar entrando ou saindo do edifício > filtra o ar > canaliza para aquecedor ou refrigerador > distribui o ar para todas as partes da construção.

  • Otimização em relação ao meio externo;
  • Auto adaptação, levando em conta o tempo de resposta dos aparelhos;
  • A gestão de ambientes individualizados, cada um com um controle de temperatura;
  • Controle à distância da temperatura interna da edificação;
  • Alternar para um nível menor de consumo, quando não houver ocupantes no ambiente;
  • Desativar o aquecimento ou ar-condicionado se alguma janela estiver aberta.
• Sistemas de controle de iluminação:
  • Agendamento: um sistema de controle deve possuir um agendamento predeterminado onde as luzes são ligadas e desligadas.
  • Sensores de ocupação: para espaços onde a ocupação é difícil de estimar (lobbies e espaços comuns), as luzes podem ser controladas por sensores de movimento ou ocupação.
  • Luz diária (Daylight Harvesting): para reduzir a necessidade e o custo de utilizar luz artificial, um sistema de controle pode utilizar o máximo de luz natural quanto possível.
  • Fachadas de vidro: fachadas “espectralmente seletivas”, desenvolvidas para climas quentes com grande quantidade de radiação solar, funcionando como um filtro, dissipando frequências de luz que produzem calor enquanto minimiza a perda de transmissão de luz.
• Sistemas de controle de energia elétrica (EPMS): monitora a distribuição para uso e qualidade. EPMS e HVAC se integram para o gerenciamento.
• Sistemas de controle de acesso: incrementar a segurança da edificação. Cartão que o usuário passa em uma máquina leitora.
• Sistema de vigilância (CCTV): integra controle de acessos e detecção de intrusos.
• Sistemas de diagnóstico, alarme e incêndio: reduz probabilidade de vítimas e reduz os danos causados pelo fogo, fumaça, calor e outros fatores.
• Sistemas de rede de voz e antena distribuída: sistemas sem fio (Wi-Fi, wireless pública, identificação por rádio frequência).
• Rede de dados: compartilhar recursos e trocar informações entre usuários da rede e de outras redes.
• Sistemas de gerenciamento dos edifícios (FMS): sistema central para o edifício agregando parte das funções operacionais com sistemas tecnológicos prediais.
• Sistemas audiovisuais: sistema de cabeamento estruturado padrão, conexões via ethernet e protocolos IP.

Eficiência Energética nas Edificações

Maior acesso da população à situação de conforto desejada, e redução dos custos de produção aumentaria a competitividade na indústria.

Adequação da construção ao entorno para reduzir sua demanda energética, assim como na utilização de energia solar.

Objetivos da Eficiência Energética

1. Propiciar condições adequadas para conseguir edifícios mais eficientes do ponto de vista energético tanto em novas obras, quanto em já existentes, considerando o clima ao redor sem ser alheio à arquitetura do edifício;
2. Favorecer a utilização dos recursos naturais renováveis para o condicionamento dos edifícios, também conhecido como uso de técnicas naturais de condicionamento, considerando os componentes, as técnicas construtivas e a localização do edifício;
3. Integrar os sistemas solares ativos de aquecimento térmico ou de produção de eletricidade como outro componente do edifício.

Energia solar passiva – Arquitetura Bioclimática.

Conforto Ambiental e Térmico

• Conforto ambiental: bem-estar térmico, visual, acústico e antropométrico. Qualidade do ar e conforto olfativo.
• Conforto térmico: temperatura do ar, temperatura radiante, umidade relativa, atividade física, vestimenta.

Projeto e Clima

• Estudo que forneça informações básicas para a montagem do programa de necessidades.

Variáveis Climáticas

• Radiação solar
• Temperatura
• Umidade do ar

Bioclimatologia e Arquitetura Bioclimática

Bioclimatologia: estratégias de aquecimento, resfriamento e iluminação naturais. Emprego das formas artificiais de climatização e iluminação.

Arquitetura Bioclimática:

1. Usar sistemas naturais de condicionamento e iluminação sempre que possível;
2. Usar sistemas artificiais mais eficientes e;
3. Buscar a integração entre os dois (artificial e natural).

Etapas de Análise

• Análise do terreno
• Análise do clima local
• Análise dos usuários e horários de uso
• Programa de necessidades

Fatores de Projeto

• A função: forma e eficiência energética do edifício.
• A forma: conforto ambiental e consumo de energia.
• Materiais construtivos.
• Integração das estratégias bioclimáticas.
• Expressividade arquitetônica.

Técnicas de Projetos Bioclimáticos

• Ventilação: usar forma e orientação, projetar espaços fluidos, ventilação vertical (ar quente ser menos denso) e direcionar fluxo de ar para o interior.
• Resfriamento evaporativo e umidificação: construir áreas gramadas ou arborizadas, diminuir temperatura das superfícies de uma edificação, indireto (jardim ou tanque de água no telhado), umidificação (evaporação de água por meio de fontes ou espelhos d'água).
• Uso da inércia térmica: acumular calor recebido pela parede e devolvê-lo ao interior somente à noite.
• Aquecimento solar passivo: ganho direto e indireto.
• Ar condicionado
• Aquecimento artificial
• Técnicas auxiliares para reduzir consumo de energia
• Cores em fachadas
• Sistemas de aberturas

Selos de Certificação de Construção Sustentável

Princípios:

1. Aproveitamento das condições naturais;
2. Utilizar mínimo de terreno e integrar-se ao ambiente natural;
3. Implantação e análise do retorno;
4. Não provocar ou reduzir impactos no entorno – paisagem, temperatura e concentração de calor, sensação de bem-estar;
5. Qualidade ambiental interna e externa;
6. Gestão sustentável da implantação da obra;
7. Adaptar-se às necessidades atuais e futuras dos usuários;
8. Uso de matérias-primas que contribuam com a ecoeficiência do processo;
9. Redução do consumo energético;
10. Redução do consumo de água;
11. Reduzir, reutilizar, reciclar e dispor corretamente os resíduos sólidos;
12. Introduzir inovações tecnológicas sempre que possível e viável;
13. Educação ambiental: conscientização dos envolvidos no processo.