Avaliação de sistemas de paredes interiores pré-fabricadas: conceção e análise de um caso de estudo

Abstract

O clima económico recente tem estimulado as empresas da construção civil a procurar métodos e soluções construtivas que garantam aumentos de produtividade e redução de custos. Estes fatores, aliados à redução de mão de obra disponível e consequente aumento do seu custo, têm motivado o estudo e desenvolvimento de elementos pré-fabricados e despertaram o interesse para o tema a ser desenvolvido no presente trabalho – paredes interiores pré-fabricadas – onde se verifica que há elevado potencial para a pré-fabricação e inovação. Numa primeira fase do presente trabalho, foi realizado um enquadramento da pré-fabricação na construção e encontraram-se os benefícios que resultam da opção por estes sistemas construtivos. Assim, foi feito um levantamento dos diferentes domínios de pré-fabricação no setor da construção civil, enquadrando as várias tipologias de painéis de paredes interiores disponíveis no mercado e estudadas em âmbito industrial ou académico. Em complemento, iniciou-se também uma revisão bibliográfica das exigências e dos documentos normativos associados. Deste modo, estudaram-se diferentes tipologias e configurações de painel e avaliaram-se soluções de mercado representativas quanto à sua morfologia, materiais, ligações e outras características relevantes. Esta fase concluiu-se com a identificação das atuais tendências neste tipo de elemento construtivo. Na fase seguinte, desenvolveu-se e avaliou-se uma potencial solução de painel de parede. Para cumprir este objetivo foram elencadas as condicionantes consideradas pertinentes ao desenvolvimento deste elemento. Estas condicionantes passam pelas exigências regulamentadas, pela arquitetura, pelo transporte/movimentação e pelas caraterísticas dos materiais. Foi proposto e detalhado um painel de parede interior composto por elementos em LSF e placas de gesso. De seguida, analisou-se o desempenho da solução recorrendo aos métodos analíticos de Sharp e Meisser, vocacionados para a avaliação do desempenho acústico, e método do IBC para o desempenho ao fogo. O comportamento mecânico da solução foi avaliado através de análises computacionais, simulando situações de transporte, de colocação e de serviço (in situ). Em conclusão, procedeu-se à modelação e parametrização de uma família BIM dos painéis de parede desenvolvidos recorrendo-se ao software Revit. De seguida, modelou-se um caso particular de um edifício destinado à hotelaria ao qual se aplicou a família de painéis substituindo as paredes iniciais e registando-se se uma taxa de aplicabilidade de 82%, que pode chegar a 91% com a otimização do projeto.

The present economic conjecture climate has encouraged construction companies to look for construction methods and solutions that ensure productivity increases and cost savings. These factors, allied to the reduction of available labor and consequent increase of its cost, have motivated the study and development of prefabricated elements and promoted the interest for the theme to be elaborated in the present work - prefabricated interior walls - where there is a high potential for pre-manufacturing and innovation. In the first phase of the present work, a evaluation of the prefabrication in the construction was carried out and the benefits that result from the choice of these building systems were found. Thus, a survey of the different prefabrication domains in the civil construction sector was made, framing the various types of interior wall panels available in the market and studied within industrial or academic scope.Additionally, a bibliographic review of the requirements and associated normative documents was also initiated. Therefore, different typologies and panel configurations were studied and representative market solutions were evaluated for their morphology, materials, connections and other relevant characteristics. This phase was concluded with the identification of current trends in this type of constructive element. In the next phase, a potential wall panel solution was developed and assessed. To fulfill this objective, the requirements considered pertinent to the development of this element were listed. These constraints consist in the regulated requirements, the architecture, the transportation / handling and the characteristics of the materials. An interior wall panel composed of LSF elements and plasterboard has been proposed and detailed. After that, the performance of the solution was analyzed using Sharp and Meisser analytical methods, destinated at the evaluation of acoustic performance, and the IBC method for fire performance. The mechanical behavior of the solution was evaluated through computational analysis, simulating transport, placement and service situations (in situ). In conclusion, a BIM family of the developed wall panels was created and parameterized using Revit software. Subsequently, a particular case of a hotel building was modeled to which the family of panels was applied, replacing the initial walls and registering an applicability rate of 82%, potentially reaching 91% with project optimization.