Estudo Comparativo dos Sistemas Construtivos: Steel Frame, Concreto PVC e Sistema Convencional

Estudo Comparativo dos Sistemas Construtivos: Steel Frame, Concreto PVC e...

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Estudo Comparativo dos Sistemas Construtivos: Steel Frame, Concreto PVC e Sistema Convencional

Conrado Sanches Domarascki

Lucas Sato Fagiani Orientadora: Profa. Paula Cacoza Amed Albuquerque

Conrado Sanches Domarascki Lucas Sato Fagiani

Estudo Comparativo dos Sistemas Construtivos: Steel Frame, Concreto PVC e Sistema Convencional

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Civil do Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos, como requisito à obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Orientadora: Prof. MS. Paula Cacoza Amed Albuquerque

Barretos 2009

Candidatos: CONRADO SANCHES DOMARASCKI E LUCAS SATO FAGIANI “ESTUDO COMPARATIVO DOS SISTEMAS CONSTRUTIVOS: STEEL FRAME, CONCRETO PVC E SISTEMA CONVENCIONAL”

Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos. Monografia defendida e julgada em 23/10/2008 perante a Comissão Julgadora:

Prof. Artur Gonçalves Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos

Prof. Eduardo Caldeira Brandt Almeida Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos

Prof. Nilton Borges Pimenta Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos

Prof. Ms. Paula Cacoza Amed Albuquerque Coordenador dos trabalhos de Conclusão de Curso

3 DEDICATÓRIA

Aos nossos pais, que estão nos dando algo que jamais nos será tirados: o conhecimento.

4 AGRADECIMENTOS

À Deus, pela vida. Aos nossos pais, pela educação. Aos nossos amigos, pela compreensão e apoio. A orientadora Paula, pela demarcação do caminho e aos professores, pelo estímulo e confiança.

“O desejo da conquista é realmente uma coisa muito natural e comum, e, sempre que os homens conseguem satisfazê-lo, são louvados, nunca recriminados; mas, quando não conseguem e querem satisfazê-lo de qualquer modo, aí estão o erro e a recriminação.”

Nicolau Maquiavel

Os altos investimentos em habitação, a entrada de empresas estrangeiras no setor e a grande concorrência, impulsionam as empresas da construção civil a buscarem novas tecnologias que possibilitam construir mais rápido, mais barato e com maior qualidade.

Dentro deste cenário, surgem diversos sistemas construtivos industrializados, com características distintas, mais com o mesmo enfoque: mudar a maneira de se construir.

Dentre diversos sistemas foram analisados o steel frame, sistema já difundido em vários países do mundo, e o concreto PVC, que é ainda pouco conhecido.

Palavras-chaves: Sistemas construtivos, industrialização da construção, concreto PVC, Steel frame.

The high investment in housing, the entry of foreign firms in the industry and fierce competition, driving the construction companies to seek new technologies that enable to build faster, cheaper and higher quality.

Within this scenario arise several industrialized building systems, with different characteristics, but with the same focus: to change the way to build.

Among various systems analyzed the steel frame system, already widespread in several countries of the world, PVC and concrete, which is still largely unknown.

Keywords: building systems, manufacturing of construction, concrete PVC, Steel frame.

1 INTRODUÇÃO13
2 OBJETIVO14
3 REVISÃO BIBLIOGRAFICA15
3.1 Indústrias da Construção15
3.2 A Evolução da Indústria da Construção Civil18
3.3 Definições de Industrialização20
3.3.1 Industrialização de Ciclo Fechado21
3.3.2 Industrialização de Ciclo Aberto2
4 METODOLOGIAS E ETAPAS24
5 SISTEMAS CONSTRUTIVOS INDUSTRIALIZADOS25
5.1 Paredes de Concreto25
5.2 Casas de Madeira - Light wood frame26
5.3 Blocos de EPS28
5.4 Painéis cerâmicos pré-fabricados29
5.5 Fôrmas tipo Banche31
5.6 Sistema Techouse32
5.7 Tilt-up3
SISTEMA CONVENIONAL36
6.1 Steel frame36
6.1.1 Fundações38
6.1.2Estrutura38
6.1.3 Fechamento e revestimento43

6 APRESENTAÇÃO DOS SISTEMAS STEEL FRAME, CONCRETO PVC E 6.1.4 Instalações sanitárias, hidráulicas e elétricas. .......................................... 45

6.1.5 Cobertura45
6.2 Sistema Concreto PVC47
6.2.1 Fundações49
6.2.2 Estruturas49
6.2.3 Fechamento e revestimento53
6.2.4 Instalações sanitárias, hidráulicas e elétricas54
6.2.5 Coberturas59
6.3 Sistema Convencional60
CONVENCIONAL62
7.1 Produtividade62
7.2 Preço64
8 RESULTADO E DISCUSSÃO69
9 CONCLUSÃO71

7 COMPARAÇÃO DOS SISTEMAS INDUSTRIALIZADOS E SISTEMA 10 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 73

Tabela 1: Relação para 1m3 de concreto leve de peso especifico de 900kg/m351
Tabela 2: Produtividade sistema steel frame62
Tabela 3: Produtividade sistema concreto PVC62
Tabela 4: Produtividade sistema convencional62
e vedação64

Tabela 5: Composição de custo do sistema steel frame por metro quadrado de estrutura

PVC65
Tabela 7: Composição de custo por metro quadrado de alvenaria auto portante65
Tabela 8: Composição de custo unitário concreto grout para parede autoportante6

Tabela 6: Composição de custo por metro quadrado de estrutura e vedação do concreto

autoportante6
Tabela 10: Composição de custo unitário de chapisco67
Tabela 1: Composição de custo unitário de emboço desempenado67
Tabela 12: Composição de custo unitário de pintura em látex68

Tabela 9: Composição de custo unitário para armadura CA 50 para parede Tabela 13: Composição de custo unitário da parede alvenaria pronta. ............................ 68

Figura 1- Banheiro pré-moldado18
Figura 2 - Fôrmas de plástico para paredes de concreto26
Figura 3 - Casa construída com o sistema Light Wood Frame27
Figura 4 - Fabricação de Kits hidráulicos28
Figura 5 - Construção de casas com blocos de EPS29
Figura 6 - Fabricação de painéis cerâmicos31
Figura 7 - Fôrmas tipo banche32
Figura 8 - Construção em sistema Techouse3
Figura 9 - Construção no sistema Tilt-up35
Figura 10 - Construção em sistema steel frame37
Figura 1 - Subestruturas do sistema steel frame39
Figura 12 - Vigas apoiadas sobre paredes centrais40
Figura 13- Viga apoiada sobre parede lateral40
Figura 14 - Detalhes da conexão dos elementos estruturais com a fundação41
Figura 15 - Detalhes da conexão dos elementos estruturais com o revestimento41
Figura 16 - Detalhes da conexão dos elementos estruturais entre duas paredes41
Figura 17 - Subestrutura de cobertura42
Figura 18 - Estrutura em steel frame42
Figura 19 - Construção com fechamento de placa cimentícia43
Figura 20 - Placas OSB43
Figura 21 - Processo de fabricação de gesso acartonado4

LISTA DE FIGURAS Figura 2 - Fechamento de parede em steel frame .............................................................. 45

Figura 23 - Paredes em steel frame com instalações elétricas e hidráulicas45
Figura 24 - Estrutura de cobertura em steel frame para edificação convencional47
Figura 25 - Indústria construída em concreto PVC48
Figura 26 - Guias e barras de ancoragem49
Figura 27 - Barra de aço CA50 fixada no radier50
Figura 28 - Montagem das fôrmas de PVC50
Figura 29 - Escoras dos painéis51
Figura 30 - Concretagem de parede em concreto PVC52
Figura 31 - Construção em concreto PVC53
Figura 32 - Concretagem de parede em concreto PVC53
Figura 3 - Radier com instalações sanitárias54
Figura 34 - Instalações sanitárias concreto PVC5
Figura 35 - Distribuição das instalações hidráulicas pela base da parede5
Figura 36 - Distribuição das instalações hidráulicas pelo radier56
Figura 37 - Distribuição das instalações hidráulicas por fora do radier56
Figura 38 - Distribuição das instalações hidráulicas por cima57
Figura 39 - Paredes de concreto PVC com circuitos elétricos57
Figura 40 - Perfuração da parede para passar a instalação elétrica58
Figura 41 - Parede de concreto PVC com módulo da tomada instalado58
Figura 42 - Estrutura da cobertura em madeira para edificação em concreto PVC59

12 Figura 43 - Construção em sistema convencional ............................................................... 61

1 INTRODUÇÃO

Durante muitos anos os engenheiros civis se perguntaram se era possível que a construção no Brasil deixasse seu caráter artesanal para seguir o caminho da industrialização nos canteiros de obra. Após o fim da Segunda Guerra Mundial, os países desenvolvidos da América do Norte, Europa e Ásia passaram a se valer com maior intensidade de sistemas construtivos prontos, pré-fabricados, que proporcionassem maior produtividade e economia de mão de obra de custo muito alto nessas regiões (FARIA, 2008).

Agora, o momento parece ter chegado. A oportunidade surge com a expansão dos empreendimentos voltados ao segmento econômico: como a margem de lucro sobre cada unidade é pequena, o negócio só se viabiliza economicamente com a produção de unidades habitacionais em grandes volumes. E produção em larga escala implica industrialização, desde os macrossistemas construtivos estrutura e vedação até os elementos construtivos menores - como as instalações elétricas e hidráulicas e as coberturas (FARIA, 2008).

Segundo SABBATINI (1989) (apud BRUMATTI 2008), “evoluir no sentido de

aperfeiçoar-se como indústria é o caminho natural da construção civil”, portanto, industrializar-se para a construção é sinônimo de evoluir.

Tradicionalmente, entende-se como elementos industrializados desde as peças mais simples até os diferentes painéis, lajes de piso etc. A derivação qualitativa do conceito de elemento até o de componente sugere a individualização das partes de uma edificação em subsistemas, tais como cobertura, vedações, fundações etc. Os subsistemas, constituídos como agrupamentos de elementos, tendem a ser unidades auto-suficientes de desenvolvimento e agregação, unidades funcionalmente unitárias e independentes entre si, com respeito à função e possibilidades de desenvolvimento.

Dentre diversos sistemas industrializados temos o steel frame e o concreto PVC, alvo desta pesquisa, por apresentar agilidade e economia em sua montagem e por traduzirem o significado de mais simbólico da construção industrializada, que é o fim do “tijolo sobre tijolo”, que tanto se tem almejado.

2 OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é apresentar, um panorama sobre a construção industrializada, apresentando diversos sistemas construtivos industrializados utilizados no Brasil, dando ênfase nos sistemas Steel Frame e concreto PVC comparando e determinando qual dos sistemas construtivos é, comparados com nosso sistema convencional, é o mais viável em vários aspectos.

3 REVISÃO BIBLIOGRAFICA 3.1 Indústrias da Construção

Durante muitos anos os engenheiros civis se perguntaram se era possível que a construção no Brasil deixasse seu caráter artesanal para seguir o caminho da industrialização nos canteiros de obra (FARIA, 2008).

Segundo a FUNDAÇÃO JOÃO PINHEIRO (2005), estima-se que o déficit habitacional brasileiro, no ano de 2005, era de 7.902.699 moradias, o que significa 14,9% do total do estoque de domicílios. De acordo com a metodologia adotada no trabalho, o déficit habitacional está desmembrado em três tipos: o déficit por habitação com ocupação acima de uma família (caso de várias famílias vivendo sob o mesmo teto ou de sublocação de cômodos); o déficit por habitação precária (moradias constituídas de materiais ordinários ou de sobras); e o déficit por habitação desprovida de infra-estrutura adequada.

PEDUZZI (2009) citou que o ministro do Desenvolvimento, Indústria e Comércio

Exterior, Miguel Jorge, disse que faz parte dos planos do governo a construção de um milhão de casas populares em 2009. A idéia é combater o problema histórico de habitação no país e, ao mesmo tempo, amenizar outros problemas decorrentes da crise.

Agora, o momento parece ter chegado. A oportunidade surge com a expansão dos empreendimentos voltados ao segmento econômico: como a margem de lucro sobre cada unidade é pequena, o negócio só se viabiliza economicamente com a produção de unidades habitacionais em grandes volumes. E produção em larga escala implica industrialização, desde os macrossistemas construtivos - estrutura e vedação - até os elementos construtivos menores - como as instalações elétrica, hidráulicas e as coberturas (FARIA, 2008).

O plano habitacional, anunciado em março de 2009, definiu o comprometimento de 20,0% a 10,0% dos rendimentos familiares com as prestações, para o total das famílias e para aquelas com renda de até 3,0 salários mínimos, respectivamente, sendo, para estas últimas, destinadas 400,0 mil unidades (LOURENÇO, 2009).

Em contra partida CILIANA (2009) comenta que a indústria da construção, mais especificamente no setor de edificações, apresenta particularidades singulares, que a diferencia da indústria de transformação. Estas particularidades criam obstáculos para que se processe uma introdução mais agressiva de máquinas e equipamentos nos canteiros de obras.

Processos predominantemente artesanais, onde são marcantes baixa produtividade e enorme desperdício, ainda compõem a maior parcela da construção civil brasileira (SANTIAGO e ARAUJO, 2008).

Segundo CILIANA (2009) destacam-se nestas características: o caráter não homogêneo e não seriado de produção devido à singularidade do produto, feito sob encomenda; a dependência de fatores climáticos no processo construtivo, o período de construção relativamente longo; a complexa rede de interferências dos participantes (usuários, clientes, projetistas, financiadores, construtores); uma ampla segmentação da produção em etapas ou fases que imprime um dinamismo centrado no princípio de sucessão e não de simultaneidade; o parcelamento da responsabilidade entre várias empresas, onde o processo de subcontratação é comum; a significativa mobilidade da força de trabalho; além do nomadismo do setor (tanto em relação aos produtos finais como ao processo de produção); o caráter semi-artesanal (manufatureiro) do processo construtivo.

AGOPYAN (et al. 1999) comenta que no caso da execução, são várias as fontes de perdas possíveis: no recebimento, o material pode ser entregue em uma quantidade menor que a solicitada; blocos estocados inadequadamente estão sujeitos a serem quebrados mais facilmente; o concreto, transportado por equipamentos e trajetos inadequados, pode cair pelo caminho; a não obediência ao traço correto da argamassa pode implicar sobre consumos na dosagem dela (processamento intermediário); o processo tradicional de aplicação de gesso pode gerar uma grande quantidade de material endurecido não utilizado.

Mais recentemente, o desperdício na construção foi estudado por uma investigação bastante abrangente em nível nacional, onde foram pesquisados 85 canteiros de obras de 75 empresas construtoras em 12 estados, medindo o consumo e perdas relativos a 18 tipos de materiais e diversos serviços (CILIANA, 2009).

A pesquisa, coordenada pelos professores Ubiraci Espinelli Lemes de Souza e Vahan

Agopyan (Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP), constatou uma variedade grande de desempenho entre uma e outra empresa, tais como perdas mínimas (2,5%) comparáveis aos melhores índices internacionais ao mesmo tempo em que um desperdício alarmante (133%) devido às muitas falhas cometidas na empresa. Também foram constatadas diferenças dentro de uma mesma empresa, de um serviço para outro. O estudo mostrou, principalmente, que o desperdício, em média, é muito menor que o legendário e divulgado desperdício de 30%, ou de uma casa a cada três construídas. Por exemplo, no caso do concreto usinado a maior perda registrada foi de 23,34%, a média ficou em 9,59%, e a mediana em 8,41% (AGOPYAN, et al 1999 apud, CILIANA, 2009).

A construção civil no Brasil apresenta baixos índices de produtividade em relação a outros países, segundo SANTOS (1995), a produtividade nos canteiros brasileiros encontra-se em 45 homem hora/m², enquanto na Dinamarca é de 2 homem hora/m² (ROSSO, 1974). Ainda, segundo ROSSO (1980 apud CILIANA, 2009), no domínio da edificação pode se passar de uma produtividade de 80 homem hora/m² em um processo artesanal primitivo, a uma de 10 homem hora/m² em um processo industrializado. PICCHI (1993 apud CILIANA, 2009) afirma que a produtividade no Brasil é menor que um quinto da produtividade dos países industrializados.

Entretanto, diante da crescente demanda do mercado por novas edificações e da disponibilidade técnica de alternativas, várias correntes desse setor têm se mostrado abertas ao emprego de soluções industrializadas (SANTIGO e ARAUJO, 2008).

O movimento, a nível mundial pela melhoria da qualidade tem também tido reflexos o setor da construção civil, levando as empresas a um questionamento de seu processo produtivo e a adoção de estratégias para racionalização, visando à melhoria de desempenho frente a um mercado cada vez mais competitivo. Este movimento decorre também de mudanças que afetam especificamente o setor, dentre os quais se podem citar a diminuição dos recursos financeiros, o maior grau de exigência do consumidor e a maior mobilização dos trabalhadores (AGOPYAN, et al 1999 apud, CILIANA, 2009).

Segundo CAMPOS (2009) no caso brasileiro, face aos desafios colocados pela economia globalizada e as crescentes necessidades de se construir com rapidez, qualidade e economia, alguns destes componentes pré-fabricados passaram a ser oferecidos no mercado nacional há alguns anos atrás, como é o caso dos painéis arquitetônicos e banheiros prontos (figura 1), para citar dois exemplos. As demandas hoje existentes sob a forma de centros comerciais, hotéis, edifícios de escritórios e residenciais, indústrias etc. levaram a construção civil a criar novos paradigmas.

Figura 1- Banheiro pré-moldado Fonte: Revista Plástica reforçado

Independentemente da chegada destes novos produtos pré-fabricados ao mercado através da instalação no país de empresas estrangeiras, constata-se também a existência de um representativo parque produtor já instalado no país na área da pré-fabricação, parque este que já é fornecedor habitual de componentes para a construção de edifícios industriais, comerciais e habitacionais há várias décadas. É diante desta realidade que se colocam as possibilidades para o aperfeiçoamento e o desenvolvimento de novos produtos pré-fabricados para a indústria da construção civil, com base nas potencialidades e na real capacidade já instalada no país (CAMPOS, 2009).

3.2 A Evolução da Indústria da Construção Civil

Segundo BAPTISTA (2005) a história da industrialização se identifica, num primeiro tempo, com a história da mecanização, isto é, com a evolução das ferramentas e máquinas para a produção de bens. De forma gradativa, as atividades exercidas pelo homem com auxílio da máquina foram sendo substituídas por mecanismos, como aparelhos mecânicos ou eletrônicos, ou genericamente por automatismos.

A Construção Civil tem sido considerada uma indústria atrasada quando comparada a outros ramos industriais, por apresentar, de maneira geral, baixa produtividade, grande desperdício de materiais, morosidade e baixo controle de qualidade (ELDEBES, 2000 apud BRUMATTI, 2008).

BAPTISTA (2005) comenta que a industrialização da construção civil, através da utilização de peças de concreto pré-fabricados, promoveu um salto de qualidade nos canteiros de obras, pois através de componentes industrializados com alto controle ao longo de sua produção, com materiais de boa qualidade, fornecedores selecionados e mão-de-obra treinada e qualificada, as obras tornaram-se mais organizadas e seguras.

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