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FACHADAS DE VIDRO

13/05/2012

 FACHADAS DE VIDRO

 

A utilização do vidro como material constituinte de fachada é provavelmente o modo mais antigo de utilização do vidro, bastando para isso ter em conta aquela que, ainda hoje, é a principal utilização do vidro: a janela. A fachada, tal como a forma do edifício, é o principal elemento de contacto com o exterior. Desta forma, tem muitas vezes a função imperial de caracterizar o edifício, de valorizar o edifício face aos seus utilizadores no exterior e, consequentemente, marcar a primeira impressão. Assim, de modo a aproveitar as excelentes características estéticas do vidro, evoluiu-se de simples janelas para fachadas em que o principal elemento de preenchimento é o vidro. 
fachada de vidro: praticamente sem estrutura aparente

As primeiras utilizações do vidro como elemento principal de preenchimento de fachadas têm origem no início do séc. XX, impulsionadas pelo movimento de design da era Bahaus. Este movimento deu origem a sistemas de fachada em que o vidro ocupava grandes extensões de área, mas mantinha-se como material não estrutural, com as funções resistentes requeridas a permanecerem limitadas e idênticas ao que era requerido para o uso como janela. Constituem exemplos dessas soluções os denominados sistemas exteriores de vidro colado (ou, do inglês, Structural Sealant Glazing System ou, simplesmente, SSGS), que surgiram em meados da década de 60, tendo sido utilizados com grande frequência no preenchimento de fachadas de edifícios altos nos EUA e em edifícios de médio porte em Portugal. Neste sistema, o vidro é fixo a uma subestrutura, 

sistemas exteriores de vidro colado (ou, do inglês, Structural Sealant Glazing System ou, simplesmente, SSGS),


geralmente em alumínio, através de um silicone estrutural. Este silicone tem como função principal absorver as ações do vento, servindo também, nas calhas inferiores, como meio de transmissão do peso próprio dos painéis de vidro à estrutura principal do edifício. Contudo, neste sistema, a função estrutural do vidro continua a ser muito limitada, já que o vidro permanece a funcionar como uma placa apoiada em quatro lados, sistema idêntico ao que se encontra nas janelas. 

lado interno do sistema strutural glazing (estrutura de alumínio bem robusta)
Uma das características mais valorizada no vidro é a sua transparência. Associar esta capacidade a uma fachada é algo único, pois permite que os utilizadores não sejam impedidos de contatar com o mundo exterior. Para os países nórdicos, uma fachada em vidro é também sinônimo de maior luminosidade e conforto interior. Contudo, este espaço aberto faz com que as fachadas envidraçadas tenham exigências energéticas próprias, muito relacionadas com os problemas térmicos conhecidos do vidro: 

Fachada tipo cortina onde a estrutura fica aparente também do lado externo

no Inverno, são fracos isoladores de calor e, no Verão, permitem a entrada de calor. Com o desenvolvimento da indústria do vidro, estas deficiências têm vindo a ser contornadas e constantemente melhoradas, como aliás já foi apresentado. No entanto, aquele comportamento faz com que as fachadas não possam ser constituídas somente por um painel de vidro recozido, sendo que a solução passa habitualmente por soluções de vidro duplo ou, como já se tem visto em projetos de renovação, fachadas constituídas por duas camadas de vidro, de forma a controlar melhor a absorção térmica do edifício. Tudo isto tem como principal intuito o cumprimento das  exigentes normas de proteção solar, isolamento térmico, isolamento sonoro e compatibilidade ambiental.
Dentro das várias variantes para preenchimento de fachadas, facilmente se encontram fachadas em que, com o mesmo sistema de fixação por SSG, se utilizam vidros impressos, vidros impressos em forma de U ou C  e vidros com formas em tridimensionais, apesar de estes últimos ainda apresentarem um custo elevado no mercado e, por isso, serem pouco utilizados.

 
Fachada com elemento estrutural na vertical.
Com o desenvolvimento da indústria vidreira (nomeadamente no que concerne aos meios de ligação), com a necessidade de cobrir áreas ou átrios de grande dimensão e com o intuito de se utilizar sistemas estruturais mais ligeiros possíveis, tem vindo a ser utilizados com cada vez mais frequência um sistema de cobertura de fachadas que substitui os apoios ao longo das arestas do vidro por apoios pontuais, em geral situados nos quatro vértices do painel. Este sistema, denominado por vidro agrafado, mostrou-se como uma das grandes evoluções, em termos de utilizações estruturais, do vidro em fachadas. 

As fachadas em cortinas de vidro agrafado permitem, a nível estético, que se eliminem os caixilhos, contribuindo para uma maior transparência, não só para o utilizador no exterior, como também para o utilizador no interior. O nível estrutural, os painéis de vidro deixam de estar apoiados ao longo dos lados, passando a estar apoiados pontualmente, através de grampos ou aranhas. Os grampos são fixos aos painéis de vidro por perfuração do mesmo, algo que, apesar de não enfraquecer o vidro, origina concentração de tensões nestes pontos. 

Assim, dado que o comportamento do vidro é bastante sensível no que se refere a concentrações de tensões, o dimensionamento deste tipo de estruturas acaba por ser limitado pelo dimensionamento destes locais. Os grampos ou as aranhas são, em geral, elementos em aço inoxidável, material que contribuiu para a estética do sistema.
Todo o sistema de fachada é apoiado a uma estrutura secundária, geralmente em treliça metálica, que garante a correta transferência de esforços para o edifício ou para as fundações. O fato desta estrutura secundária ser metálica, permite uma maior liberdade arquitetônica a todo o sistema, tal como uma perfeita integração. De modo a alcançar a máxima transparência, tem sido comum a substituição da estrutura metálica por uma estrutura em malha constituída por cabos pré-esforçados, 


 que permitem ainda, um melhor controlo da deformação do sistema de fachada .
Nas últimas duas décadas tem-se verificado, com alguma frequência, a substituição do sistema secundário metálico por um sistema totalmente envidraçado, e que na literatura inglesa se tem denominado por glass fins.

 

Glass fins são pequenos painéis de vidro, com secção transversal retangular e de desenvolvimento longitudinal, colocados perpendicularmente aos painéis de vidro da fachada com o objetivo absorver os esforços resultantes da ação do vento. Uma vez que o seu comportamento é equivalente ao comportamento de viga, optou-se por incluir o seu estudo na seção referente ao uso do vidro como viga. Por agora, fica a referência de que ao longo dos últimos anos se tem procurado aumentar a transparência das fachadas pela minimização da quantidade de aço, substituindo este material por elementos constituídos por vidro.


 
Fachada com estrutura secundaria (barbatanas) também em vidro diminuindo bastante a interferencia visual ,conseguindo alcançar um nivel de transparencia bem mais satisfatório.

A utilização do vidro como glass fin acaba por ser a situação mais elucidativa das possibilidades estruturais que o vidro oferece como material de preenchimento de fachadas.
Existem também exemplos que, pelas suas características (nomeadamente pelas dimensões dos painéis de vidro) permitem a total eliminação de sistemas secundários, não só os que resistem às ações horizontais, mas também os que transferem as ações verticais às fundações. Nestes casos, os painéis de fachada devem mostrar capacidades resistentes para estes dois tipos de ações.
 

 
Fachadas de pequeno porte onde não existe elementos estruturais extras o vidro e preso pelas bordas utilizando a própria viga e o piso da construção.
Devido o fato de não existir uma estrutura secundaria o vidro por si só tem que suportar as cargas a que será exposto.

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