VANTAGENS DO ISOLAMENTO
TÉRMICO FEITO SOBRE A IMPERMEABILIZAÇAO
2. INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NOS
MATERIAIS DE IMPERMEABILIZAÇÃO
3. VARIAÇOES DE TEMPERATURA NA
MEMBRANA IMPERMEÁVEL
3.1. Membrana
impermeável colocada diretamente sobre a laje.
3.2. Isolamento
térmico por baixo da membrana
3.3. Isolamento
térmico sobre a membrana
4. EFEITO DA ÁGUA
SOBRE OS MATERIAIS ISOLANTES TÉRMICOS
VANTAGENS DO ISOLAMENTO
TÉRMICO FEITO SOBRE A IMPERMEABILIZAÇAO
Tradicionalmente, quando se deseja isolar termicamente a laje de
cobertura de uma edificação, o isolamento é feito por baixo da
impermeabilização.
Esta prática é fundamentada no fato de que os materiais isolantes
absorvem água e assim perdem parte do seu efeito isolante.
A colocação da membrana impermeável por cima do isolamento térmico
acelera o processo de deterioração dos materiais que compõem a membrana, pois
sujeita-a a grandes variações de temperatura.
Por este motivo, estudiosos do assunto vêm-se preocupando com o
problema.
No Simpósio sobre a Tecnologia das Coberturas, no National Bureau
of Standards, U.S.A., em setembro de 1977, procurou-se demonstrar o erro do procedimento
tradicional e provar as vantagens da execução do "Sistema Invertido",
no qual o isolamento térmico é feito por cima da impermeabilização.
As membranas
impermeáveis são constituídas geralmente de materiais orgânicos, entre os quais
o betume - asfáltico que, transformado em asfalto oxidado, é o produto
predominante. Há outros materiais à
base de polímeros, como plásticos e borrachas sintéticas, que fundamentalmente
são Hidrocarbonetos.
Os impermeabilizantes
inorgânicos são rígidos e não satisfazem às exigências de uma membrana
impermeável. Os asfaltos e plásticos sofrem deterioração acentuada quando
expostos ao sol, (raios infra - vermelhos e ultra - violetas), ao oxigênio, ao
ozônio e às variações de temperatura.
Um estudo apresentado
no referido simpósio mostra que a degradação química
do asfalto tem como causa principal a oxidação e aumenta exponencialmente com a
elevação da temperatura - duplicada em cada 10ºC (P. G.
Campbeli - J.R. Wright - P. B. Bowman, em "The Effect of Temperature and
Humidity on the Oxidation of Air-Biown Asphalts", Materials Research and
Standards, Vol. 2, Nº 12, ASTM, December, 1962, pg. 988).
Através de desenhos
mostraremos a seguir as curvas de temperatura das lajes impermeabilizadas de
formas diversas e submetidas ao sol de verão.
Neles, as diversas
camadas estão assim representadas:
a)revestimento de
proteção;
b)membrana impermeável;
c) laje de concreto;
d)isolamento térmico.
Neste caso a temperatura da membrana estará próxima à da laje, que
é boa condutora de calor, pois o gradiente do lado externo para o lado interno
será relativamente pequeno.
Quando o isolamento
térmico é colocado por baixo da membrana impermeável a curva da temperatura
tomará o seguinte aspecto:
No caso da colocação
invertida, com o isolamento térmico sobre a membrana impermeável, a curva da
temperatura ficará assim:
Uma análise das três
condições acima descritas, baseadas em condições de temperatura durante o
verão, mostra que a membrana sobre o isolamento pode atingir 60 oC
e, no caso inverso, somente 25 a 30 ºC.
Sem o isolamento térmico a temperatura da membrana poderá atingir 50 ºC.
Considerando o efeito
negativo do calor sobre as membranas impermeáveis, a demonstração acima é
suficiente para provar a necessidade do isolamento térmico por cima da
membrana.
Os principais isolantes
térmicos para emprego em laje de cobertura são.
- Espuma rígida de
poliestireno extrudada;
- espuma de cimento ou
concreto celular;
- poliestireno
expandido a partir de pérolas (densidade mínima necessária 25kg/m3);
- argila expandida.
A espuma rígida de
poliestireno extrudada marca "Styrofoam" é o único material isolante
que não absorve água. todos os demais materiais absorvem uma certa quantidade
de água.
A simples absorção de
água não diminui significativamente o efeito isolante do material, mas o seu
congelamento, que ocorre geralmente em países de clima frio (temperaturas
abaixo de 0 oC), constitui problema relevante, pois provoca o
arrebentamento do mesmo.
No Brasil, a maior
preocupação é com as temperaturas elevadas.
Já ocorreram casos, no Rio de Janeiro, em que o poliestireno expandido
derreteu-se sob a ação do calor.
Para se obter um bom
isolamento térmico, é necessário estudar cada caso e escolher o material e a
solução que proporcionem o desempenho desejado.
A tabela seguinte,
cujos dados foram também extraídos de um dos trabalhos do simpósio, mostra-nos
o desempenho das placas de poliuretano sem pele em isolamentos térmicos de
cobertura (tostes com amostras), em países de clima frio:
EFEITOS DA ABSORÇÃO DA
ÁGUA
|
Local da obra |
Espessura polegada |
Densidade kg/m3 |
Tempo anos |
Propriedade do
isolamento após os anos de serviço |
|
|
Braunshweig Alemanha
|
2 |
32 |
2 |
Absorção água % volume 1,72 |
Fator μ kcal/m2
0ºC 0,021 |
Fator μ publicado
0,016 a 0,020 |
|
Saskatoon Canadá |
2 |
32 |
4 |
* 4,5 ** 12,0 |
0,026 0,033 |
0,06 a 0,020 |
|
Saskatoon Canadá |
2 |
32 |
5 |
* 5,1 ** 17,0 |
0,027 0,041 |
0,016 a 0,020 |
* média de 3 amostras
** máxima encontrada
As placas de
poliestireno rígido extrusado passaram a ser produzidas no Brasil a partir de
1985 e são as mais indicadas para o "Sistema Invertido" em virtude de
não absorverem água e serem dimensionalmente estáveis.
Foram executados no
Brasil vários trabalhos com espuma rígida de poliuretano em forma de placas e
por pulverização (spray), sem qualquer problema. As placas mantiveram sua estabilidade dimensional e não se deterioraram,
mesmo quando encharcadas com água. É de se presumir que nas estiagens as placas
sequem normalmente. Não existe, porém,
pesquisa sobre o assunto.
Quando o isolamento
térmico é importante, no sentido de diminuir o fluxo de calor que penetra em
ambientes de ar condicionado, sua espessura é duplicada para compensar o
aumento da condutibilidade térmica devido ao umedecimento do material. Quando o isolamento tem apenas a função de
proteger a membrana impermeável e a estrutura, não é necessária a duplicação.
Para avaliar os efeitos
do isolamento térmico sobre as membranas impermeáveis, utilizamos placas de
concreto de 50 cm x 50 cm, cobertas com manta asfáltica e recobertas com
diversos materiais, tais como:
- cimentado de 2 a 4 cm
de espessura;
- piso asfáltico de 2 a
3 cm de espessura;
- placas de poliuretano
de 1,2 a 2 cm de espessura, cobertas com cimentado de 2 cm de espessura.
Após um ano de
exposição, ao tempo, foram retirados quadrados de 15 cm x 15 cm para exame da
manta asiática e registradas as seguintes observações:
a)O endurecimento do asfalto torna-se bem mais
significativo nos casos de cobertura com cimentado e piso asiático de 2 cm de
espessura, do que quando protegido com poliuretano, cimentados de 4 cm de
espessura e manta de alumínio gofrado.
b)por falta de dados
comparativos, não é possível prever os valores para o futuro, mas no caso
acima, a diferença foi notável e confirmou o que foi narrado no simpósio (ver item 2).
c) as placas de
poliuretano das amostras continham água ao serem retiradas e mesmo assim seu
efeito isolante sobre a membrana asfáltica foi constatado.
O isolamento térmico
por cima das membranas impermeáveis deve ser recomendado a todos os que desejam
a máxima vida útil da impermeabilização.