FCT (DCEA) - Mestrado em Engenharia Civil
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- O desafio do aproveitamento de águas pluviaisPublication . Oliveira, Diogo Rui de Saramago e Sousa da Silva; Malafaya, Filipa; Pimentel, JoséPretende-se com este trabalho avaliar a importância dos sistemas de aproveitamento de água da chuva como medida contributiva para a sustentabilidade dos recursos hídricos, a par do alerta para os preços praticados em Portugal, que comprometem a viabilidade deste tipo de sistema. Será também dada especial atenção à vulnerabilidade a que os referidos sistemas estão sujeitos, imposta pelos meses de Verão, onde os consumos de água são substancialmente maiores, mas durante os quais normalmente não ocorre precipitação. Após uma primeira componente teórica, determinar-se-á numa fase posterior o consumo anual de água registado numa moradia em Guimarães, e comparar-se-ão os resultados dos investimentos num sistema de aproveitamento de água da chuva em Portugal e na Dinamarca. Ampliando o âmbito para um edifício de escritórios e um edifício escolar, registar-se-á a rentabilidade do sistema. Essa rentabilidade, referindo-se ao número de anos em que o investimento é amortizado, é determinada numa folha de cálculo a partir da conjugação do valor investido com o valor que, anualmente, se consegue poupar com o uso da água da chuva. Concluir-se-á que o factor que verdadeiramente compromete a diferença entre o investimento e a poupança, reside no baixo valor do metro cúbico de água que, em média, se paga em Portugal. O estudo realizado nesta Dissertação revela que um valor mais alto para o preço da água, traduzir-se-ia numa menor diferença entre o investimento e a poupança, do qual resultava um período de retorno significativamente mais baixo. Além disso, os sistemas de aproveitamento de água da chuva são vulneráveis a diversas dificuldades, como as condições meteorológicas, que se traduzem na falta de precipitação nos meses de Verão onde a procura de água é muito superior.
- Isolamentos térmicos em edifícios e seu contributo para a eficiência energética: recomendações de projetoPublication . Mendes, Pedro Filipe Sousa; Ferreira, MiguelA Fraca Eficiência Energética de alguns edifícios é um dos problemas que infelizmente ainda teimam em persistir, porém atualmente existe uma maior atenção para a especificidade do setor da construção e para a necessidade de intervenção em diversos domínios. Numa primeira fase deste trabalho, analisa-se a problemática energética e a contribuição do setor da construção, efetuando-se um encadeando de um conjunto de conceitos e reflexões essenciais para uma melhor abordagem do objetivo principal da dissertação. Devido à grande responsabilidade dos edifícios no consumo energético, é obrigatório encontrar soluções para a sua diminuição, passando pelo uso de materiais e equipamentos mais eficientes, como de disposições construtivas mais favoráveis. “O isolamento térmico é uma das formas mais rentáveis para a melhoria da eficiência energética dos edifícios (URSA Insulation, 2009) ”, podendo-se alcançar economias significativas, com pequenas intervenções de melhoria nos isolamentos. O objetivo principal deste trabalho é de propiciar um melhor conhecimento dos mais variados isolamentos térmicos existentes no mercado, fornecendo, desta forma, uma base de apoio para a elaboração de projetos com um desempenho energético mais eficiente. Tornando-se numa ferramenta útil e prática para consulta no âmbito do tratamento térmico dos edifícios, sensibilizando os leitores dos benefícios que uma seleção mais criteriosa dos isolantes térmicos utilizados nos edifícios pode oferecer. Primeiramente analisa-se a evolução da regulamentação térmica de edifícios em Portugal, bem como alguns conceitos básicos sobre mecanismos de transferência de calor. Seguidamente existe um levantamento de materiais de isolamento térmico convencionais existentes no mercado, passando também pelos isolamentos térmicos não convencionais, nomeadamente (PCMs e as proteções térmicas reflectantes em coberturas). As caraterísticas térmicas/técnicas, vantagens/desvantagens, bem como a aplicabilidade dos diferentes materiais são expostos ao longo do trabalho. Por último, introduz-se um caso de estudo de um edifício destinado à habitação e analisa-se as perdas térmicas em duas diferentes situações. São utilizados valores condutibilidades térmicas constantes no ITE 50 do LNEC – Laboratório Nacional Engenharia Civil e valores de diversos fabricantes homologados por laboratórios certificados para os materiais mais comuns, confrontam-se os valores obtidos e avalia-se qual o impacto em termos de perdas térmicas nas duas situações. Na maioria das vezes os projetistas reportam-se meramente aos valores de condutibilidade térmica de materiais isolantes publicados no ITE 50 – Informação Técnica de Edifícios, homologados pelo LNEC, não desperdiçando tempo na busca de isolantes térmicos dos fabricantes devidamente homologados, valores esses que na maioria dos casos são substancialmente inferiores aos declarados pelo LNEC. No caso de estudo apresentado, verifica-se que uma seleção mais criteriosa de um dado isolamento térmico tem as suas vantagens. È apresentado para o mesmo material, valores do LNEC e fabricante, após efetuados os cálculos depara-se que em algumas situações, esses valores substancialmente inferiores reportam para uma mudança da Classe Energética do Edifício (Classe A para Classe A+). The Low Efficiency of some buildings is one of the problems that unfortunately still stubbornly persist, but now there is a greater attention to the specificity of the construction sector and the need for intervention in various fields. In the first phase of this work, we analyze the energy problem and the contribution of the construction sector, making up a chaining a set of concepts and ideas essential to a better approach to the main objective of the dissertation. Due to the great responsibility of building energy consumption, is required to find solutions to their reduction, through the use of materials and more efficient equipment, such as the construction more favorable provisions. "Thermal insulation is one of the most profitable ways to improve the energy efficiency of buildings (URSA Insulation, 2009)," can be achieved significant savings, with little improvement interventions in isolation. The main objective of this paper is to provide a better understanding of a variety of thermal insulation on the market, providing thus a support base for the development of projects with a more efficient energy performance. Making it a useful and practical tool for consultation under the thermal treatment of buildings, sensitizing the readers of the benefits that a more careful selection of insulating materials used in buildings can offer. First we analyze the evolution of thermal regulation of buildings in Portugal, as well as some basic concepts about mechanisms of heat transfer. Then there is a survey of conventional thermal insulation materials on the market, also going by the non-conventional thermal insulation, including (PCMs and thermal protections reflectantes in roofs). The thermal/technical characteristics, advantages/disadvantages, and the applicability of the different materials are exposed along the work. Finally, we introduce a case study of a building for housing and analyze the thermal losses in two different situations. Thermal conductivities are used values contained in the ITE 50 LNEC – National Laboratory for Civil Engineering and values of various manufacturers approved by laboratories certified for the most common materials, face values obtained by the evaluation of the impact in terms of heat losses in two situations. In most cases designers relate merely to the values of thermal conductivity of insulating materials published in the ITE 50 – Technical Data Building, approved by LNEC, not wasting time in search of thermal insulation manufacturers duly approved, values which in most cases are substantially lower than those declared by the LNEC. In case study is, it appears that a more careful selection of a particular insulation has its advantages. It is submitted for the same material, values of LNEC and manufacturer, after the calculations made faces that in some situations, these values substantially lower than reported for a change of the Building Energy Class (Class A to Class A +).
- Identificação de problemas e soluções em betões e argamassas hidráulicasPublication . Fallé, José Augusto Arteiro; Martins, João GuerraNesta dissertação pretende-se descrever os processos básicos de degradação, reparação e monitorização de betões e argamassas hidráulicas, nomeadamente das suas camadas de recobrimento. A presença das argamassas hidráulicas é associativa, dadas as razões principais da sua deterioração ser comum à dos betões: a sua constituição física e química análoga. Na verdade, o ataque ao seu ligante cimento, bem como a presença de inertes em pedra natural e o agente hidratante, a água, tornam estes dois materiais construtivos fundamentalmente idênticos. Sendo certo que não são trazidas novidades nesta área da Construção Civil, acredita-se que este trabalho sistematiza, sucintamente, as diversas avarias mais correntes de betões e argamassas hidráulicas, identificando e catalogando-as de acordo com a normalização em vigor (EN NP 1504) e, sobretudo, realiza o seu enquadramento em termos de soluções interventivas de correção, em quadros de fácil leitura. Complementarmente, são ainda referidas algumas disposições de monitorização, com o fim do acompanhamento verificativo da solução adotada. Um caso real de um tipo de problema frequente em zonas marítimas é apresentado, a título de exemplo de aplicação. This dissertation aims to describe the basic processes of degradation, monitoring and repair of concrete and hydraulic mortars, including in coating layers. The presence of hydraulic mortars is associative, since the main reasons of deterioration are similar to those of concrete: the physical and chemical composition is analogous. In fact, the attack on its cement binder, as well as the presence of natural stone aggregates and its hydration agent, water, make these two construction materials fundamentally identical. Despite not providing novelty in this area of Civil Construction, it is believed that this work succinctly systematizes the various and most common problems in concrete and hydraulic mortars, by identifying and cataloging them according to the current legal standards (NP EN 1504) and, especially, delivers a framework of analysis and intervention, in the form of practical and easy-access tables. Additionally, some monitoring procedures are also referred, with the purpose of checking and assessing the performance of the adopted solution. A case study on a common problem in maritime areas is presented in detail, as an example application.
- Reabilitação estrutural de alvenarias de edifícios antigosPublication . Ribeiro, Bruno Tiago de Azevedo; Almeida, CelesteO presente trabalho aborda a reabilitação de edifícios antigos em alvenaria de pedra, com particular incidência nas construções do centro histórico da cidade do Porto. A área da reabilitação tem suscitado crescente interesse, tanto ao nível dos intervenientes ligados à construção, como dos proprietários de imóveis. O trabalho inicia pela descrição da evolução urbana da cidade do Porto ao longo do tempo, descreve os seus edifícios antigos em termos de características arquitectónicas e estruturais e, por último, refere de forma generalizada algumas soluções de reforço estrutural ao nível das fundações e das alvenarias de pedra. Apesar de não ter havido um caso prático de estudo, onde as soluções de reforço estrutural pudessem na eventualidade ter sido aplicadas, obtiveram-se algumas mais valias, nomeadamente: compreensão do funcionamento das estruturas antigas, principalmente ao nível da constituição do sistema construtivo e dos materiais constituintes. This paper addresses the rehabilitation of old buildings in stone masonry, with particular focus on buildings of the historic centre of Porto. The field of rehabilitation has attracted increasing interest, both in terms of actors associated with the construction, as the owners of the property. It begins by describing the evolution of the town of Porto over time, describes its ancient buildings in terms of architectural and structural characteristics and, finally, refers in a general way, some solutions to structurally reinforce the level of foundations and masonry store. Although there hadn´t been any practical case study, where the structural strengthening solutions could have been applied, we obtained some gains, including: understanding of the functioning of older structures, especially in terms of the constitution and the building system of the constituent materials.
- Dimensionamento de estruturas metálicas segundo o Eurocódigo 3: análise comparativa entre diversas concepções estruturais para edifícios industriaisPublication . Almeida, Pedro Miguel Nunes de; Moás, Luís Pedro de Gouveia LopesO objectivo da presente dissertação consiste, numa primeira fase, em fazer uma síntese à norma Europeia EN 1993 (Eurocódigo 3, adiante designado por EC3) e incluindo a introdução de alguns conceitos sobre a concepção e dimensionamento de estruturas metálicas. Numa segunda fase consiste no dimensionamento de estruturas metálicas segundo o EC3 aplicadas a edifícios industriais com vista à otimização da solução estrutural para determinado vão. Nesta segunda fase, com auxílio de um programa de cálculo automático comercial, fazse a modelação de diversos pavilhões com vários vãos e com a mesma altura. Para cada vão escolhe-se a solução mais económica, sendo o critério escolhido para a selecção da melhor solução estrutural o valor traduzido em peso de aço que a estrutura metálica apresenta por metro quadrado de pavilhão em planta. Nesta segunda fase, faz-se ainda uma validação dos resultados obtidos no cálculo automático através desse programa de cálculo comercial com os resultados obtidos pelo cálculo manual utilizando as expressões preconizadas no EC3. Num futuro próximo a norma Europeia EN 1993 à qual corresponde o EC3 será o regulamento Europeu normativo ao nível da concepção das estruturas metálicas e seu dimensionamento, uniformizando deste modo a regulamentação nos vários países aderentes, unificando deste modo os critérios de cálculo e dimensionamento de estruturas metálicas. The purpose of this dissertation is a first step to summarize the European standard EN 1993 which corresponds to Eurocode 3, EC3, going further by introducing some concepts for the design of steel structures. The second step is the design of steel structures according to EC3 applied to industrial buildings in order to optimize the structural solution. In this second phase, a commercial computer software is used; several different spans with the same height are modeled using different solutions. The criteria for the choice of the best solution is the weight of steel in the structure per square meter. The results obtained from the automatic calculation software are validated by hand calculation. In the near future the European standard EN 1993 ( Eurocode 3-EC3) will be the European normative regulation for the conception and design of steel structures standardizing the regulations in the various member countries, there by unifying the criteria for the design of steel structures.
- A crise na construção e a reabilitação como soluçãoPublication . Pereira, Bruno Elói Faria; Branco-Teixeira, MiguelA presente dissertação pretende discutir e analisar o actual panorama do sector da indústria da construção, vivenciado a nível nacional e contrastante com outros mercados dentro e fora da União Europeia, como é o caso das novas economias emergentes. Em plena “crise” profunda que desconhece precedentes, todos os sectores da economia têm-se retraído, e o sector da construção figura como líder da tabela dos mais penalizados. Tudo isto, quando associado à falta de liquidez da banca, nomeadamente no que se refere ao financiamento imobiliário, assim como o excesso de fogos no parque edificado, leva a um panorama pouco animador a nível de presente e futuro no sector. A indústria da construção terá de se reinventar e restruturar por forma a ultrapassar as enormes dificuldades que actualmente atravessa, apostando em novas vertentes como é o caso da reabilitação urbana. A degradação urbana continua a ser um grande problema do edificado português, sobretudo nas grandes malhas habitacionais e centros históricos, como é o caso das cidades do Porto e Lisboa. Através dos resultados de alguns estudos recentes da Confederação Portuguesa da Construção e do Imobiliário (CPCI), é perceptível a existência de um elevado número de edifícios a necessitarem de reparações em Portugal, revelando assim o enorme potencial deste mercado que poderá servir como um impulsionador do sector. Portugal encontra-se na cauda da Europa no que se refere ao investimento em reconstrução, e o peso da reabilitação no sector chega mesmo a ser o quarto mais baixo dentro dos países Europeus (Euroconstruct, 2011a). No presente trabalho de investigação, pretendem-se encontrar formas de dinamizar a indústria da construção, em particular no que respeita ao investimento no grande e inexplorado mercado da conservação e reabilitação urbana, dando especial contributo técnico para que tal se possa concretizar, nunca esquecendo a óptica cada vez mais actual da sustentabilidade. This thesis aims to discuss and analyze the current panorama in the sector of the construction industry, both nationally and inside and outside the European Union, including the new emerging economies. The current "crisis" with no precedent, all sectors of the economy have been falling, and the construction market appears to lead the table of the most affected. This aspects together with the lack of liquidity in banking, on particular in the financing of real estate industry, as well as overbuilding in recent years leads us to a less encouraging picture of the present, and for the future of the sector. The construction industry will have to reinvent and restructure itself in order to overcome the enormous difficulties, focusing on new aspects such as the urban renovation. The urban decay remains a major problem in Portuguese buildings, especially in large urban centers such as the cities of Porto and Lisbon. Through the results of some recent studies of the “Confederação Portuguesa da Construção e do Imobiliário” (Portuguese Confederation of Construction and Real Estate), it is apparent that there are a large number of buildings in need of repairs in Portugal, thus revealing the enormous potential of this market which could be stimulating in the sector. Portugal is in the tail of Europe with regard to investment in reconstruction, and the investment of the renovation is even the fourth lowest within the European Union countries. In the present research work it is intended to find ways to boost the construction industry, particularly with regard to investment on the large market of the urban renovation, providing a technical contribution for this to take place and never losing the sight of the current and increasing sustainability.
- Reabilitação de edifícios no centro histórico de Amarante: análise das casas da Portela e de VasconcelosPublication . Patrício, Filipe José da Silva; Sucena, SaraA presente dissertação reflete sobre as boas práticas de intervenção na reabilitação de edifícios antigos a partir da análise de reabilitação em dois concretos casos de estudo. É então refletida, a temática em estudo, a metodologia e os objetivos. São abordados conceitos que se pensam mais importantes relativamente à reabilitação urbana e a problemática da cidade histórica, passando pelos critérios e conceitos orientadores das intervenções. Os casos de estudo são fundamentais para entender de forma prática o que descreve este trabalho, tal como a análise comparativa entre eles, permitindo tirar algumas considerações e conclusões relevantes. Tem-se assistido, nos últimos anos, a um maior interesse no sentido de recuperar as técnicas e materiais utilizados nos edifícios antigos, assim como de intervir de forma a recuperá-los e conhecer o âmbito da sua aplicação. De entre os resultados desta atitude, resultou uma crescente consciência da necessidade de proteção do património monumental e de edifícios inseridos em zonas históricas e de reconhecido valor cultural e patrimonial. De um modo geral, Portugal ainda não se encontra suficientemente sensibilizado para a reabilitação de edifícios. Na engenharia e em qualquer uma das suas áreas é necessário que, e como objetivo principal do engenheiro, se resolvam todos os problemas da forma mais eficaz e com a rapidez necessária a minimizar todos os custos envolvidos. Assim, a reabilitação de edifícios traduz-se numa necessidade dentro do muito que há a fazer relativamente ao edificado histórico, em oposição à construção de edifícios de raiz.
- Vãos envidraçados em edifícios de habitação: otimização, eficiência energética e análise económicaPublication . Marcos, Ademar José Vicente; Ferreira, MiguelO aumento crescente da população mundial como também do desenvolvimento económico dos países, tem originado pressões sobre o ambiente, designadamente no que concerne a ameaças das alterações climáticas que estão intimamente ligadas ao consumo de energia, cuja produção é maioritariamente feita a partir de combustíveis fósseis que no processo de transformação provoca libertação de gases de efeito de estufa com maior incidência de CO2. Por tudo isso, a União Europeia tem implementado um conjunto de Diretivas através das quais pretende simultaneamente reduzir a dependência energética e ainda acelerar o processo de descarbonização, que passa por medidas de eficiência energética nomeadamente no sector dos edifícios. Na verdade, a fraca eficiência dos edifícios é uma das principais causas que contribui para o consumo excessivo de energia. As janelas são um dos elementos por onde existem perdas de energia consideráveis, em especial perdas de calor na época de aquecimento (inverno) por outro lado também propiciam entradas de ar não controláveis e indesejáveis. Assim sendo, este trabalho é preconizado no estudo dos consumos energéticos em edifícios, tendo sido adotado um caso de estudo de uma moradia ainda e fase de projeto localizada no concelho da Maia, zona climática I2V1. O estudo incide na otimização dos vãos envidraçados através de aplicação de janelas com desempenhos energéticos diferentes, podendo-se assim analisar essas diferenças a nível energético no edifício. O estudo é realizado à luz da regulamentação da térmica de edifícios RCTTE, tendo-se recorrido aos programas de cálculo automático Cypeterm e Solterm. Finaliza-se este trabalho com a realização de uma análise económica das várias soluções de janelas que compreende este estudo, para perceber-se a rentabilidade e viabilidade ou não, do investimento face à poupança total do consumo de energia. Esta última análise possibilita saber a previsão do tempo de retorno do investimento que é indispensável no processo de tomada de decisão, da adoção ou não de uma solução de janela mais eficiente em detrimento de uma solução menos eficiente.
- Proposta de metodologia de controlo de custos de uma obra pública: caso práticoPublication . Santos, David André Silva; Coimbra, JoséA presente dissertação tem como principal objetivo aprofundar e contribuir para o estudo da temática de controlo de custos de uma obra pública, essencialmente pela vertente de controlo custos, em fase de obra. Deste modo, o trabalho propõe a abordagem de um possível método de controlo de custos em fase de obra que, de acordo com a legislação, permita um efetivo controlo de custos na fase de execução da empreitada, possibilitando a qualquer momento o conhecimento da evolução dos trabalhos e a possível identificação de desvios que possam ocorrer, permitindo rápidas intervenções de forma a mitigar os efeitos desses desvios. Assim, na presente dissertação propõe-se uma descrição de todos os procedimentos necessários para assegurar uma efetiva gestão de custos de uma obra desde o lançamento da empreitada a concurso, a adjudicação, até à elaboração de mapas de autos de medição e faturação ao controlo dos trabalhos efetuados e a efetuar. O método seguido na presente dissertação, visa produzir um modelo de controlo de custos em Microsoft Excel para satisfazer as necessidades do Dono de Obra, com base no novo Código de Contratos Públicos. O modelo produzido será aplicado ao caso em estudo para sua validação.
- O cânhamo como material de construção: viabilidade e oportunidadePublication . Santos, Mariana Oliveira; Faria, Luís Pinto deAtualmente a Humanidade depara-se com diversos problemas ambientais, a produção de resíduos em grandes quantidades, o alto ritmo de exploração e a destruição de recursos naturais resultantes da atividade humana. Com isto, os impactos ambientais têm ganho cada vez mais à atenção da sociedade para uma maior tomada de consciência sobre a debilidade do Planeta e as relações do homem com o mesmo. O setor da construção é um dos maiores responsáveis pelos impactos ambientais e por isso não está alheio à tomada de medidas para reduzir esses mesmos impactos. Deste modo, torna-se extremamente necessário a alteração das práticas de construção tornando este sector mais sustentável. A presente dissertação pretende contextualizar as questões ambientais provocadas pela indústria da construção e promover a sustentabilidade da mesma através do uso de materiais mais ecológicos com capacidade de contribuir para a redução dos impactos ambientais. O material estudado trata-se do cânhamo. Este material apresenta propriedades semelhantes aos materiais utilizados na construção corrente, podendo ter varias utilidades neste setor. Esta dissertação assenta num estudo realizado no Reino Unido onde foi utilizado o cânhamo como material de construção. Este estudo teve como base duas casas de construção convencional e duas casas em cânhamo o que permitiu realizar uma comparação entre os dois tipos de construção. A utilização do betão de cânhamo nestas habitações contribuiu para obtenção de conhecimento a cerca de diversas propriedades deste material, tais como o desempenho térmico, acústico e a sua resistência mecânica, entre outros. Em análise do estudo o cânhamo mostrou-se um material com propriedades bastante satisfatórias e que poderá servir de substituto aos materiais utilizados na construção convencional.