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  • INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA

    rea Departamental de Engenharia Civil

    Soluo de Isolamento Trmico com base em cortia e

    borracha para edificaes novas e existentes

    CARLOS MIGUEL PARASO DINIZ GONALVES

    Licenciado em Engenharia Civil

    Dissertao de natureza cientfica para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil

    Orientador: Mestre Joo Manuel Barrento da Costa

    Jri: Presidente:

    Doutor Pedro Miguel Soares Raposeiro da Silva Vogais:

    Mestre Manuel Brazo de Castro Farinha Mestre Joo Manuel Barrento da Costa

    maro de 2018

  • i

    Agradecimentos

    Apesar desta dissertao se apresentar como uma componente de avaliao

    individual, na verdade, no teria sido possvel realiz-la sem a partilha de

    conhecimentos, companheirismo e o auxlio e cooperao de algumas pessoas.

    Por isso, no posso deixar de manifestar o meu agradecimento a todos os que, nas

    vrias reas e fases de estudo, contriburam para a concretizao deste meu

    trabalho.

    Ao Professor Joo Barrento da Costa, orientador cientfico da minha dissertao,

    pela rigorosa orientao, partilha de conhecimentos e informao cientfica, pela

    pronta disponibilidade e incansvel confiana demonstrada.

    Ao meu amigo de sempre engenheiro Pedro Mira Vaz, pela dedicada

    disponibilidade que sempre teve para me ajudar a ultrapassar todas as dificuldades

    tcnicas relacionadas com os equipamentos.

    s empresas Barratrmica, Barramestra, e Wattsky, pela disponibilizao do

    conhecimento, recursos financeiros e equipamentos para a materializao deste

    trabalho.

    A todos os meus amigos que, de uma forma sempre muito crtica e fiel, me

    transmitiram confiana e incentivaram na concluso de mais uma etapa acadmica.

    E por ltimo, mas no menos importante, minha famlia. Em especial minha

    mulher Rita e minha filha Madalena, pela disponibilidade que me proporcionaram

    para conduzir este trabalho, e todos os sacrifcios familiares inerentes. Sem o seu

    apoio no seria possvel terminar esta etapa.

  • ii

  • iii

    Resumo

    A presente dissertao trata os problemas associados ao isolamento trmico de

    paredes duplas e pavimentos tradicionais com estrutura de madeira, com caixas de

    ar no preenchidas. Para aumentar a resistncia trmica dos elementos

    construtivos utilizou-se um material inovador constitudo por granulados de cortia

    e borracha, que foi aplicado por introduo pneumtica.

    A metodologia proposta foi desenvolvida de modo a que a introduo do material

    granulado, nos espaos com ar, fosse feita atravs de furos com dimetros no

    excedendo 20 mm. O material colocado por meio de pistola pneumtica.

    Para a realizao do trabalho foram construdos dois simuladores, um para

    paredes duplas e outro para pavimentos com estrutura de madeira. Os simuladores

    foram equipados com um sistema de produo de frio, tipo split, de modo a alterar

    as temperaturas interiores e exteriores.

    Para seleo prvia de misturas com melhores desempenhos foi contruda uma

    clula trmica. Uma das misturas escolhida foi validada pelo LNEC.

    A melhoria do comportamento trmico dos elementos construtivos com caixas de ar

    no preenchidas, permitiu a realizao da reabilitao trmica em 10% do tempo e

    entre 30 e 70% nos custos de execuo, quando comparada com as solues mais

    correntes.

    Palavras Chave: Isolamento trmico, reabilitao trmica, granulado de cortia, granulado de borracha, material sustentvel.

  • iv

  • v

    Abstract

    The present dissertation deals with the problems related to the thermal insulation of

    double stud walls and traditional floors with wooden structure. In order to increase

    the thermal resistance of the building elements, an innovative material, consisting of

    granulated cork and rubber, was used.

    The methodology proposed in this work was developed so that the granulated

    material could be filled into the air spaces through holes with diameters not

    exceeding 20 mm. The material is placed into the holes by means of a pneumatic

    device.

    Two simulators were constructed, one for double stud walls and another for floors

    with wooden structure with stucco ceilings. Both simulators were performed with a

    free cooling production unit, in order to control the indoor and outdoor temperatures.

    A thermal adiabatic chamber was built to select the different formulations to achieve

    de mixture with the best performance needed. One of the mixtures chosen was

    validated by the National Laboratory of Civil Engineering (LNEC).

    This study shows that the improvement of the thermal behavior of the building

    elements enables the thermal rehabilitation, in 10% of the time and with 30% and

    70% of the costs, when compared to the most common solutions.

    Key-words: Thermal isolation, thermal rehabilitation, cork granulated, rubber granulated,

    sustainable material.

  • vi

  • vii

    Glossrio

    Condutibilidade Trmica Propriedade trmica tpica de um material

    termicamente homogneo que igual quantidade de calor por unidade de tempo

    que atravessa uma camada de espessura e de rea unitrias desse material por

    unidade de diferena de temperatura entre as suas duas faces. A condutibilidade

    trmica caracteriza a maior ou menor facilidade de transferncia de calor por parte

    dos materiais. A condutibilidade trmica expressa em W/m.C.;

    Coeficiente de transmisso trmica O coeficiente de transmisso trmica de

    um elemento da envolvente de um edifcio, a quantidade de calor por unidade de

    tempo que atravessa uma superfcie de rea unitria desse elemento da

    envolvente por unidade de diferena de temperatura entre os ambientes que este

    elemento separa;

    Compostos Orgnicos Volteis (COV) - um composto orgnico de origem

    antropognica e biognica, com excluso do metano, que possa produzir oxidantes

    fotoqumicos por reao com xidos de azoto na presena da luz solar;

    Edifcio Construo fixa, encerrada, permanente, com acesso e caraterizao

    independentes, e que compreende um ou mais espaos destinados realizao de

    atividades humanas;

    Energia primria Energia que entra no sistema enrgico sem sofrer qualquer

    alterao. Esta energia, ao ser transformada d origem energia final;

    Energia Final - Energia resultante do processo de transformao da energia

    primria. a energia que acaba por ser disponibilizada em diversas formas

    (eletricidade, combustveis, gs, etc.);

  • viii

    Energias renovveis - Energia proveniente de fontes no fsseis e renovveis,

    nomeadamente geotrmica, hidrotrmica, elica, solar, aerotrmica, ocenica,

    hdrica, de biomassa e de biogs;

    Envolvente - conjunto dos elementos de construo constituintes da frao ou

    edifcio, compreendendo as paredes, pavimentos, coberturas e vos, que separam

    o espao interior til do ambiente exterior, dos edifcios ou fraes adjacentes, dos

    espaos no teis e do solo;

    Espuma de Poliuretano (PUR) - polmero termoendurecido com estrutura celular

    fechada, que pode ser aplicado como espuma rgida produzida com vaporizao de

    Clorofluorcarbonetos (CFCs) ou como produto prefabricado que foi moldado com

    diversas formas, por exemplo, em placa;

    Formaldedo - o aldedo mais simples, cujas aplicaes principais passam pela

    produo de resinas, sendo matria-prima para diversos produtos qumicos;

    L de Rocha - base de minerais naturais, tipicamente basalto ou dolomite, e

    resduos reciclados que so fundidos, transformados em fibras e posteriormente

    misturados com um ligante;

    L de Vidro - base de areia e soda custica, com grande proporo de vidro

    reciclado e outros minerais. Estes materiais so fundidos, transformados em fibras

    e misturados com resinas orgnicas;

    Poliestireno expandido (EPS) - forma celular rgida do poliestireno, com uma

    estrutura celular aberta. um polmero termoplstico que pode, portanto, ser

    reprocessado e reciclado mais facilmente que os polmeros termoendurecidos;

    Poliestireno extrudido (XPS) - Polmero termoplstico, com estrutura celular

    fechada que normalmente mais forte, com elevado desempenho mecnico,

    quando comparado ao EPS;

  • ix

    Sistema passivo - Sistema construtivo concebido especificamente com o objetivo

    de reduzir as necessidades energticas dos edifcios, sem que o conforto trmico

    os ocupantes seja comprometido ou afetado.

  • x

  • xi

    ndice:

    Agradecimentos ......................................................................................................... i

    Resumo .................................................................................................................... iii

    Abstract ..................................................................................................................... v

    Glossrio ................................................................................................................. vii

    Abreviaturas .......................................................................................................... xxiii

    Smbolos ............................................................................................................... xxv

    1 Introduo ........................................................................................................... 1

    1.1- Enquadramento ...............