Wood Framing
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O termo wood framing refere-se a uma técnica de construção de edifícios muito usada em diversos países do mundo, em especial no continente norte americano e no norte da Europa. O principal material estrutural do sistema é a madeira, aplicada em forma de perfis montantes com 2 polegadas de largura. A secção pode variar das 4 até às 12 polegadas. Um típico barrote utilizado na execução das paredes de uma casa costuma ser designado por "two by four", ou seja, duas por quatro polegadas, numa alusão à secção da peça.

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Todos os elementos estruturais acima das fundações são compostos de barrotes e vigas de madeira, cortados em obra e conectados através de pregos e conectores metálicos. A estrutura em madeira costuma então ser revestida com contraplacado ou placas OSB, o que constitui um revestimento estrutural especialmente nas paredes de resistência lateral, ou shear walls. Finalmente, a casa é terminada com madeira decorativa, rebocos, tijolos ou vinyl siding, um revestimento em tábuas plásticas sobrepostas, bastante popular nos EUA. O telhado costuma ser revestido com shingles, ou telhas asfálticas.

Edifícios com estrutura em madeira são especialmente utilizados na construção de moradias unifamiliares ou pequenos blocos de apartamentos. No entanto, nos últimos anos têm sido efectuados avanços na tecnologia relacionada com a engenharia e com os métodos construtivos com o objectivo de construir edifícios mais altos, com seis ou mais andares. Um exemplo disso, são os ensaios efectuados em 2009, no Japão, no âmbito do projecto NEESWood Capstone.

Veja um vídeo dos testes efectuados a um edifício de vários andares com estrutura em madeira numa plataforma vibratória:

Origens

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O wood framing tem as suas raízes em estruturas de madeira, usualmente com elementos de maior secção, conhecidos nos países anglófonos por timber framing ou half-timbering. O método consistia na construção de uma estrutura em caibros e barrotes de madeira, usualmente conectados através de espigões, cunhas e entalhes. O espaço entre os elementos de madeira, encaixados entre si em posições horizontais, verticais ou inclinadas, era então preenchido por argamassa e pedras ou tijolos. No Brasil, este método tornou-se conhecido por enxaimel. Um exemplo aproximado deste tipo de sistema construtivo em Portugal é a chamada gaiola pombalina.

As técnicas aplicadas neste tipo de estruturas em madeira são conhecidas há milhares de anos e têm sido usadas em muitos pontos do mundo e em variadas épocas, tal como no antigo Japão, e na Europa medieval. Muitas destas técnicas eram comuns à construção naval, onde os conhecimentos e perícia dos marceneiros era fundamental.

Em vários países, os elementos estruturais em madeira ficavam expostos no exterior, passando a ser um traço característico da sua arquitectura. No final da Idade Média, o sistema era usado na Alemanha sendo conhecido por fachwerk. No mesmo período, na Inglaterra, este tipo de arquitectura é agora designado por estilo Tudor. Foi usado um pouco por toda a Europa, nomeadamente em França e nos países escandinavos, especialmente onde o suprimento de madeira era abundante. Na Península Ibérica, apesar dos avançados conhecimentos de trabalhar a madeira, aplicados à construção de navios, as habitações eram normalmente construídas de barro ou pedra devido à escassez de matéria prima adequada.

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Com a colonização da América, os povos do norte da Europa levaram consigo os seus conhecimentos de marcenaria e carpintaria tendo à sua disposição abundantes recursos florestais. Cidades inteiras eram construídas com estruturas em madeira, usando elementos de grande secção. No final do Século XVIII, a Revolução Industrial trouxe novos meios de produção massificada resultando na proliferação de serrações que forneciam perfis de madeira em formatos padronizados. Pregos e parafusos metálicos passaram a ser usados como conectores, substituindo os métodos de encaixe que exigiam uma mão de obra especializada. Um novo método de construção, desenvolvido em Chicago na década de 1830, passou a ser designado por balloon framing. As moradias eram construídas com montantes em madeira compridos que eram erguidos na vertical desde a fundação até ao telhado, sendo que as vigas dos pisos eram pregadas contra a lateral de cada montante. Os montantes, espaçados regularmente, eram posteriormente revestidos com tábuas horizontais sobrepostas. Este novo sistema era o ideal para atender ao rápido crescimento da população americana e a sua expansão para o Oeste. Este sistema foi popular enquanto a madeira era um recurso abuntante, mas passou a ser substituído pelo método conhecido por platform framing.

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Esta designação descreve a actual forma de construir com estrutura em madeira, ou wood framing, visto que as vigas de piso assentam directamente no topo dos montantes inferiores, criando uma plataforma sobre a qual se erguem os perfis do novo andar.

Com o tempo, passou a ser emitida legislação oficial que regulamentava o processo construtivo, incluindo os materiais aplicados. Estes regulamentos destinados à habitação residencial de baixo volume, são basicamente compostos por tabelas e pormenores de execução. Assim, ao invés de efectuar um cálculo de engenharia para o que foi arquitectado, passa a arquitectura a conformar-se à engenharia previamente efectuada. Isto torna a construção extremamente simples e reduz a burocracia relacionada com a inspecção e aprovação de uma nova moradia. Em contrapartida, a arquitectura das casas tende a ser muito similar, devido à limitação imposta pelas tabelas de engenharia.

Por sua vez, nas grandes cidades, era necessário construir cada vez mais em altura, devido ao elevado valor do terreno. Os edifícios alcançavam a meia dúzia de andares, com uma estrutura em madeira posteriormente revestida com tijolo ou pedra. No dealbar do Século XX, com o advento do ferro e do aço na construção civil, as estruturas em madeira das cidades americanas deram lugar ao metal, passando a alcançar várias dezenas de andares.

Light Steel Framing vs. Wood Framing

A partir de meados do Século XX, com particular relevância nas décadas finais, a construção residencial norte americana passou a contar também com legislação específica para as estruturas em aço leve, galvanizado. Assim, na actualidade, os dois tipos de sistemas mais usados na construção de mortadias familiares são o wood framing e o Light Steel Framing. O primeiro é ainda claramente o mais usado devido à tradição e à forte implantação daquela indústria na América do Norte.

Existem muitas razões pelas quais as estruturas em aço galvanizado podem ser consideradas a vanguarda da construção civil. O aço é um superior material de construção, com muitos benefícios tanto para o construtor como para o consumidor. Apresentamos abaixo uma comparação entre o LSF e o wood framing:

Benefícios gerais do aço nas estruturas

  • Material com melhor relação custo/benefício em construções de altura média.
  • Melhor relação resistência/peso próprio do que qualquer outro material estrutural.
  • Prazo de construção mais curto e menos imprevisível.
  • Material proveniente de reciclagem (cerca de dois terços do aço usado na construção nos EUA é reciclado).
  • Material 100% reciclável
  • Incombustível - não arde nem contribui para a propagação de um incêndio.
  • Inorgânico - não apodrece nem empena ou racha.
  • Quimicamente estável - não possui produtos químicos que possam ser libertados.
  • Dimensionalmente estável - não expande nem contrai com a variação da humidade.
  • Qualidade consistente - produzido em estrita conformidade com normas estabelecidas internacionalmente.

Benefícios para o construtor

  • Descontos substanciais das seguradoras às empresas construtoras (nos EUA).
  • Mais leve do que qualquer outro material estrutural.
  • Incombustível.
  • Poupa tempo de trabalho na montagem prévia em fábrica ou armazém.
  • Maior rigor no aprumo, nivelamento e esquadrias das superfícies.
  • Portas e janelas não correm riscos de mau funcionamento devido ao empeno de ombreiras ou cabeceiras.
  • Menos desperdícios e resíduos (2% para o aço contra 20% para a madeira).
  • Estabilidade dos preços - variações de preços são extremamente raros.
  • O consumidor tende a considerar uma casa em aço como sendo de qualidade superior.

Benefícios para o consumidor

Existem muitas razões pelas quais os proprietários estão a preferir as estruturas em aço:

  • Melhores resultados devido a estruturas mais seguras.
  • Menos manutenção e um envelhecimento mais lento da estrutura.
  • Segurança contra incêndios.
  • Não é vulnerável a térmitas ou outros insectos.
  • Não é vulnerável a nenhum tipo de fungos ou organismos, incluindo mofo ou bolores.
  • Menor probabilidade de problemas nos alicerces - menos peso resulta em menos movimentos.
  • Menos probabilidade de danos durante um terramoto.
  • Conexões mais eficientes através de parafusos e não de pregos.
  • Estrutura mais leve mas com conexões mais fortes resulta em menos cargas sísmicas sobre o edifício.
  • Menos probabilidade de danos devido ao efeito de fortes ventos.

Comportamento perante um terramoto

Sobre a comparação específica entre o LSF e o wood framing perante um terramoto, leia a informação no seguinte artigo:

Desvantagens do LSF

Naturalmente também existem algumas desvantagens do aço em relação à madeira. São essas razões que têm impedido uma ainda mais rápida implantação do aço nos Estados Unidos e no mercado mundial.

Tradição

Entre elas, a mais óbvia é a questão da tradição e dos hábitos de mercado. O wood framing herdou tradições construtivas milenares em contraste com o surgimento do aço há menos de 150 anos. Assim, a maioria dos trabalhadores, técnicos, construtores e fornecedores, estão bem preparados para construir com perfis em madeira mas desconhecem os procedimentos em relação ao aço, apesar de serem similares. A própria legislação só em 1996 se adaptou a esta nova realidade.

Naturalmente esta situação não é verificada em Portugal. Ainda assim, o LSF tem de lidar com o efeito da tradição de uma forma ainda mais difícil. Visto que a construção convencional no nosso país é o betão armado e a alvenaria, o mercado não conhece sequer os princípios básicos da construção com materiais leves e secos. Dessa forma, o consumidor necessita de mais tempo para assimilar informação e finalmente aperceber-se das diferenças e vantagens do aço na construção.

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Métodos de trabalho

Visto que a madeira é pregada, a velocidade de construção é comparativamente menor do que aparafusar peças. Além disso, as paredes com perfis de madeira, são construídas no solo e posteriormente erguidas num único movimento. As paredes com perfis em aço exigem ser aparafusadas num dos lados, depois viradas para o aparafusamento no lado oposto e, só depois, erguidas para o seu lugar definitivo. Apesar de ser apenas o acumular de poucos segundos em cada passo, no conjunto final o processo construtivo do wood framing é um pouco mais rápido que o LSF. E, como é natural, tempo é dinheiro.

O argumento acima é minimizado pelas vantagens que as conexões aparafusadas constituem perante fortes ventos e sismos. Além disso, com o cada vez maior rigor da legislação anti-sísmica em vários países, o wood framing tem de recorrer cada vez mais a conectores metálicos específicos e, quando isso acontece, a rapidez passa para o lado do LSF.

Quanto ao mercado em Portugal esta característica nem sequer se coloca, uma vez que a rapidez de construção em LSF é muitíssimo superior à dos processos convencionais.

Isolamento térmico

Isolamento térmico é o processo pelo qual, utilizando materiais adequados, se dificulta a dissipação de calor de um corpo ou de um ambiente. Nesse respeito, a madeira é muito superior visto que é um mau condutor térmico, ao contrário do que acontece com o aço. Apesar de todos os outros materiais aplicados na construção serem os mesmos, a estrutura em madeira tem uma melhor eficiência térmica. Os profissionais do LSF contrapõem afirmando que a espessura dos perfis em aço é tão diminuta que as perdas térmicas são insignificantes. Ainda assim, não tem sido fácil mudar mentalidades dos consumidores nos Estados a norte dos EUA, ou seja, nas regiões onde as claras vantagens do aço perante ventos, sismos, incêndios e insectos não são tão necessárias. Apesar do aço possuir boa condutibilidade térmica, ainda assim a dilatação das estruturas não representa qualquer problema.

Em Portugal, este argumento não tem qualquer impacto. Mesmo que comparássemos o LSF com o wood framing as diferenças seriam irrelevantes visto que as temperaturas médias no nosso país são muito mais elevadas do que os estados setentrionais da América do Norte. O mesmo acontece em outros países e regiões do planeta com amplitudes térmicas menos dramáticas do que as sentidas no norte dos EUA, Canadá e países da Escandinávia.

Comparado com a alvenaria, afirmamos que a vantagem do desempenho térmico está do lado do LSF. Sobre esta argumentação, sugerimos a leitura do seguinte artigo:

Comparação do LSF com outros sistemas construtivos

Para obter considerações sobre as diferenças entre o LSF e outros sistemas construtivos sugerimos a leitura dos seguintes artigos:

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