Reabilitação térmica da envolvente opaca de edifícios: vantagens e limitações de soluções correntes

A reabilitação energética de edifícios existentes constitui uma importante via para a correção de situações de inadequação funcional, proporcionando uma melhoria na qualidade térmica e nas condições de conforto dos ocupantes. Estas intervenções permitem também reduzir o consumo de energia para aquecimento, arrefecimento, ventilação e iluminação, possibilitando ainda, em muitos casos, a correção de anomalias ligadas à presença de humidade e à degradação do aspeto nos edifícios ^[1].

Reabilitação térmica de paredes

A reabilitação térmica de paredes inclui as seguintes intervenções, conforme a disposição do isolamento térmico: i) pelo exterior; ii) pelo interior; e por injeção em caixa-de-ar (limitado ao caso de paredes duplas).

A reabilitação térmica de fachadas pelo exterior implica normalmente a utilização de uma menor espessura de isolante térmico (ou igual espessura e menores necessidades energéticas/maior economia de energia), e garante uma maior durabilidade da parede e uma correção mais eficaz de pontes térmicas planas e lineares, diminuindo assim o risco de condensações internas e superficiais (na face interior da parede).

O sistema compósito de isolamento térmico pelo exterior (ETICS – External Thermal Insulation Composite System) pode ser aplicado em reabilitação de paredes existentes, sem necessidade de intervenções no interior do edifício. Este sistema protege as alvenarias e os elementos estruturais das ações higrotérmicas (ciclos de absorção e evaporação de água e variações térmicas), que causam a degradação dos mesmos, aumentando a sua durabilidade. Também proporciona a renovação estética das fachadas com vários tipos de acabamentos finais, permitindo diversidade arquitetónica de fácil integração em diferentes ambientes. Por fim, é também uma solução eficaz para a resolução de anomalias em rebocos ou revestimentos antigos como fissuras, manchas ou irregularidades.

O ETICS não é aplicável em paredes sujeitas à ascensão da humidade e em suportes antigos muito espessos e porosos, por modificar as condições de evaporação da água nestas paredes. Em suportes antigos correntes, pode instalar-se um ETICS com um isolante permeável ao vapor de água (ex.: lã mineral ou aglomerado de cortiça expandida), para evitar que o sistema de isolamento impeça a evaporação da água que possa acumular-se na parede. No entanto, as restrições arquitetónicas e a presença de sais e humidade podem ser condicionantes na aplicação de ETICS nestes edifícios.

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Pode ser uma solução onerosa em fachada com arquitetura mais peculiar (ex.: com um número elevado de vãos ou de pormenorização complexa) e incompatível com o aumento da espessura das paredes.

São sistemas particularmente suscetíveis ao desenvolvimento de colonização biológica e com menor resistência à ação de choque, em particular ações perfurantes.

A fachada ventilada serve de sistema de proteção e de revestimento envolvente exterior de edifícios, caracterizado pelo afastamento entre o suporte e o revestimento, criando assim uma caixa-de-ar que permite a ventilação natural e contínua da parede do edifício.

As fachadas ventiladas têm como vantagens:

• Caixa-de-ar bem ventilada por detrás do revestimento que permite a evacuação ou evaporação da água de infiltração ou condensação sem que esta afete os painéis de isolamento;
• Proteção da placa isolante de solicitações mecânicas, através do revestimento exterior;
• Soluções menos sujeitas à deterioração das superfícies e ao aparecimento de defeitos.

Esta solução altera a imagem da fachada, pelo que pode ser condicionante em muitos edifícios existentes, em particular os com valor patrimonial ou histórico. O estado da alvenaria nos edifícios antigos pode também limitar a possibilidade de colocar a estrutura metálica de suporte para instalação da fachada ventilada. Por outro lado, o comportamento ao fogo da fachada ventilada é fortemente condicionado pela reação ao fogo do material isolante. Este sistema apresenta ainda as seguintes limitações adicionais:

• Ausência de normas, regulamentos e requisitos de desempenho que agreguem valor comercial ao produto;
• Necessidade de mão-de-obra qualificada e com experiência;
• Exigência de projeto específico detalhado e que defina pormenorizadamente o processo de montagem;
• Custos elevados relativamente a soluções mais tradicionais.

Figura 1 – Aplicação de argamassas de desempenho térmico melhorado.

As argamassas de desempenho térmico melhorado podem aplicar-se diretamente sobre alvenaria de pedra em edifícios antigos ou sobre rebocos hidráulicos pintados. Além disso, permitem obter superfícies de textura lisa, oferecendo um confortável acabamento interior. Estas argamassas apresentam uma adequada permeabilidade ao vapor, compatibilidade com geometrias mais complexas da fachada e, em alguns casos, compatibilidade com os suportes mais antigos (Figura 1).

Estas argamassas apresentam problemas de resistência mecânica, sendo necessário na maioria das vezes a colocação de um revestimento/acabamento final armado. Estes rebocos são aplicados com espessuras muito limitadas, não sendo a sua condutibilidade térmica comparável à dos isolantes térmicos propriamente ditos. Assim o recurso a esta solução não é, de uma maneira geral, suficiente para conferir às paredes a reabilitar o nível de isolamento térmico pretendido, pelo que não dispensa a adoção simultânea de outras medidas. Por outro lado, espessuras elevadas são difíceis de conseguir sem problemas de aderência e coesão e sem aumentar significativamente os problemas de resistência ao choque.

A reabilitação térmica da fachada pelo interior recomenda-se especialmente nos seguintes casos (Figura 2):

• Quando está prevista a realização de outros trabalhos no interior do edifício (pisos, divisórias, janelas, entre outros);
• Quando não é possível modificar o aspeto exterior do edifício (como é o caso de edifícios com interesse histórico ou arquitetónico), pelo que não haverá custos adicionais em elementos auxiliares como andaimes;
• Sempre que compense a perda de espaço útil com a poupança energética e benefícios ambientais que a intervenção prevê.

Figura 2 – Aplicação de isolante na face interior da parede exterior.

Deve prestar-se especial atenção às ligações com compartimentos (janelas e portas) assim como à correção das pontes térmicas lineares, já que devido à presença da parede, divisórias e de outros elementos é difícil assegurar a continuidade do isolamento. Este sistema apresenta ainda a desvantagem de anular a inércia térmica correspondente à massa do suporte onde é aplicado.

Um fator chave para a reabilitação térmica da fachada pelo interior é a redução do espaço útil, pelo que os sistemas recomendados devem ter as máximas prestações com o mínimo de espessura, como é o caso de soluções integradas de isolamento e revestimento existentes no mercado. Nesta solução, a parede exterior fica mais sujeita a solicitações de natureza térmica decorrentes particularmente da exposição à radiação solar e variação da temperatura exterior (incluindo o fenómeno de choque térmico).

Figura 3 – Aplicação de isolante na caixa-de-ar da parede dupla exterior.

O reforço do isolamento térmico das paredes duplas pode realizar-se por incorporação de materiais isolantes soltos ou de espumas injetadas na caixa-de-ar, permitindo manter o aspeto exterior e interior das mesmas e reduzir ao mínimo as operações de reposição dos respetivos paramentos, que ficam limitadas à vedação dos furos de injeção (Figura 3). Existe neste caso também a redução da inércia térmica, e o tratamento de pontes térmicas é complexo. No caso de paredes duplas já existentes isoladas, o reforço de isolamento térmico das paredes através de isolante na caixa-de-ar encontra-se limitado, sendo a opção colocar o material isolante pelo interior ou exterior.

No caso de se optar por materiais injetados, estes poderão ser constituídos por espumas, cujas misturas são normalmente efetuadas no local, recorrendo a equipamento próprio. Esta técnica está reservada, em geral, a situações de reabilitação em que não é viável a alteração das faces exterior e interior da parede. A execução deve ser feita por pessoal especializado que tenha meios para garantir e verificar o integral preenchimento da caixa-de-ar, o que se torna particularmente difícil nas paredes recortadas ou de geometria irregular e nas paredes com ligadores entre os dois panos.

Reabilitação térmica de coberturas

Na definição das soluções construtivas a implementar, deve ser dada prioridade à eficiência energética e à integração de outros sistemas, como o de recolha de águas pluviais. Se necessário, a estrutura da cobertura pode ser substituída, mas garantindo que as paredes-mestras ou vigas e pilares têm condições para receberem a nova solução de reabilitação. No entanto e sempre que possível, a estrutura existente deve ser aproveitada ou reabilitada. A opção por sistemas de energias renováveis deve privilegiar sempre uma boa integração arquitetónica. Para mais informação consultar a publicação ^[2].

i) Reabilitação térmica de coberturas em terraço

Algumas das vantagens do sistema invertido, em que o isolante térmico é colocado por cima da camada de impermeabilização (Figura 4), residem em:

• Para além de melhorar a resistência desta camada às solicitações mecânicas, também melhora a inércia térmica do sistema de cobertura;
• Nos casos em que a camada de impermeabilização da cobertura a reabilitar se encontre em bom estado, a aplicação de isolamento sobre esta dispensa a sua remoção;
• A proteção pesada constitui não só uma proteção do sistema face às solicitações provocadas pela ação do vento, mas também confere proteção térmica, diminuindo a incidência direta de radiação solar, que provoca a degradação do isolante.

Figura 4 – Aplicação de isolante térmico em cobertura plana do tipo invertido.

Por oposição ao sistema invertido, a reabilitação térmica de coberturas tradicionais (sem isolamento ou em que se pretenda reforçar essa camada) pressupõe que se realize em simultâneo a substituição do sistema de impermeabilização. Trata-se assim da remoção total e substituição das camadas superiores existentes sobre a laje da cobertura. Em alternativa, essa reabilitação térmica poderá corresponder à transformação de uma cobertura tradicional numa cobertura invertida, com as vantagens atrás descritas.

Atualmente, as soluções de coberturas verdes apresentam substratos técnicos com muito menor espessura que as antigas coberturas ajardinadas, com maior leveza, sendo, por isso, mais adequadas para as intervenções de reabilitação.

Como vantagens da reabilitação térmica de coberturas recorrendo às coberturas verdes destacam-se (Figura 5):

• Retenção prolongada da água da chuva: com particular interesse nas zonas urbanas onde o aumento das superfícies “impermeabilizadas” é mais significativo;
• Filtragem de poluentes, como metais pesados e poeiras, diminuindo os riscos de doenças respiratórias; retenção do dióxido de carbono no ar e libertação de oxigénio;
• Desempenho térmico: incremento do isolamento térmico através do aumento da massa térmica e da resistência térmica;
• Desempenho acústico: o substrato tende a aumentar o isolamento sonoro da cobertura e a vegetação contribui para minimizar o ruído urbano da cidade.

Figura 5 – Reabilitação térmica recorrendo a cobertura verde.

No caso das desvantagens desta solução, são de assinalar:

• Crescimento das raízes, que obriga a cuidados na escolha da membrana de impermeabilização e sua proteção, devendo escolher-se membranas antirraízes e usar mantas de proteção;
• À semelhança de qualquer jardim, estas coberturas necessitam periodicamente de trabalhos de manutenção, claramente superiores aos das coberturas tradicionais;
• A solução da cobertura verde é mais onerosa do que as outras soluções tradicionais pelo que exigirá um investimento inicial mais forte nesta parte da obra.

ii) Reabilitação térmica de coberturas inclinadas – isolante nas vertentes

Destacam-se também as seguintes vantagens na reabilitação térmica de coberturas inclinadas, recorrendo à colocação do material isolante nas vertentes (pelo exterior ou interior):

• Rapidez na aplicação, permitindo um isolamento contínuo, sem pontes térmicas planas;
• Com aplicação pelo exterior de placas de poliestireno expandido extrudido com perfis metálicos (chapa galvanizada) perfurados, que funcionam como ripado de suporte das telhas, é efetuado o isolamento térmico e a execução do ripado para assentamento da telha na mesma operação, sendo assim efetuadas duas tarefas de uma só vez.

Com o aumento do isolamento da cobertura, deve assegurar-se meios adicionais de ventilação da cobertura para evitar a formação de condensações (para além de se colocar a barreira para-vapor sob o isolante), incluindo telhas de ventilação.

Por outro lado, no caso do isolamento pelo exterior deve assegurar-se a estanquidade em todas as ligações da nova cobertura com os elementos que se encontram nela (chaminés, janelas, mansardas, etc.). A alteração de dimensão da cobertura (aumento da espessura) e a necessidade de adaptação dos remates da pendente onde seja necessário, são aspetos a ter em conta na reabilitação térmica.

Na reabilitação térmica de coberturas inclinadas com isolante na laje de esteira, destacam-se as seguintes vantagens:

• Rápida e fácil aplicação;
• Solução mais económica do que o isolamento térmico na vertente pelo exterior, por ser necessária uma menor área de isolamento e por não ser necessário o levantamento das telhas e reconstrução do telhado e fixação de placas de isolante;
• Permite diminuir as necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento, quando garantida a franca ventilação do desvão.

Como limitação, destaca-se a impossibilidade de utilizar o desvão da cobertura como uma área útil do edifício, dado que dificilmente serão garantidas as condições necessárias de habitabilidade.

Reabilitação térmica de pavimentos

Em todos os pavimentos é possível efetuar diferentes tipos de reabilitação. No entanto, a dificuldade em colocar o isolante nalgumas zonas, os transtornos criados, a valorização obtida e o custo que uma transformação desse tipo acarretará são condicionamentos à opção a tomar.

Em reabilitações com menor grau de intrusividade, a aplicação do isolante na zona inferior é a indicada, sempre que a zona inferior do pavimento seja acessível, uma vez que é mais fácil e rápido de aplicar, de menor custo, além de poder ser mais eficiente do ponto de vista térmico caso seja aplicado no lado exterior.

A colocação de um isolante na zona intermédia não se consegue sem que exista uma reabilitação com maior grau de intrusividade para que o material isolante possa ser introduzido no pavimento.

No caso do isolante na parte superior, a necessidade de o isolante aguentar um elevado nível de carga implica que deva ser capaz de manter o comportamento e a durabilidade de todas as suas propriedades ao longo do tempo. Deverá ter uma adequada resistência à compressão que permitirá a manutenção da sua espessura, fator decisivo para uma resistência térmica homogénea ao longo da sua vida útil. Esta solução é utilizada em casos de reabilitação com menor grau de intrusividade, apresentando a desvantagem de reduzir o pé direito da habitação e a inércia térmica interior.

Para mais informação, consultar a Dissertação ^[3].

Agradecimentos

Agradece-se à ADENE (Agência para a energia), à APFAC (Associação Portuguesa dos Fabricantes de Argamassas e ETICS) e aos fabricantes de materiais ou componentes para a construção (ACEPE, Amorim Isolamentos, Argex, Artebel, CIN, Diera, Dow, FassaLusa, Fibrosom, Foamglass, Grazimac, Gyptec, Iberfibran, LusoMapei, Onduline, Plastimar, Preceram, RockWool, Saint-Gobain Isover, Saint-Gobain Weber, Secil-Argamassas, Sika, Sival, Termolan) a disponibilização de documentação de apoio à elaboração deste artigo.

Referências

[1] Silvestre, J.D.; Flores-Colen, I.; Silva, C. M. (2016): “Manual: Instalador de isolantes térmicos na construção – iniciação” (In Portuguese), Editado pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia, 208 p. Projeto Europeu “Build UP Skills-FORESEE – Training for renewables and energy efficiency in building sector” – IEE/13/BWI 702/SI2.680177.

[2] Tirone, L. e Nunes, K. (2011). Coberturas Eficientes – Guias para reabilitação energético-ambiental do edificado. Lisboa: ADENE – Agência para a energia (www.adene.pt/sites/default/files/coberturaseficientes.pdf).

[3] Teixeira, F. (2008). Reabilitação do ponto de vista térmico em pavimentos – Actuais exigências, novos materiais e tecnologias construtivas. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil — especialização em Construções Civis, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto (repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/59533/1/000129818.pdf).