Betão Arquitectónico – A Linguagem Moderna dos Arquitectos

Hradec Králové Library, Czech Republic - With an X-shaped floor plan, the architectural concept of this building created a new highlight in the urban development of the city of Hradec Králové. Originally, all external surfaces should have received an orange-painted facade. This concept was completely rejected due to the high-quality concrete surface finish.

Seja em alturas de tirar o fôlego ou através de formas e estruturas extremas, as visões de arquitectos na concepção de museus, salas de concerto, estádios ou pontes colocam as mais altas exigências possíveis na indústria da construção em todo o mundo.

Em muitos casos, o betão arquitectónico é a solução moderna, seja para a engenharia civil ou por razões económicas ou estéticas.

A PERI proporciona aos seus clientes na indústria da construção, apoio e ajuda prática, seleccionando, planeando e fornecendo sistemas de cofragem e contraplacado perfeitamente ajustados às necessidades de cada projecto. A solução de cofragem certa para cada superfície de betão arquitectónico, desde a cofragem padrão aos projectos especiais. Os melhores resultados surgem da estreita cooperação entre arquitectos, empreiteiros e engenheiros da PERI.


Princípios Básicos para a Execução

O betão arquitectónico tornou-se um dos mais importantes meios de design na arquitectura moderna. Nenhum outro material de construção pode ser usado e processado de uma maneira tão versátil. O betão arquitectónico é, assim, usado para quase todas as tarefas de construção. Sistemas de cofragem e de contraplacado adequados, permitem realizar praticamente qualquer forma em betão fresco, com qualidade e economia. De acordo com o panfleto "Concrete Architectural" da DBV (Associação Alemã de Betão), as diferentes qualidades do betão arquitectónico estão divididas em quatro classes.

A criação de betão arquitectónico, enquanto elemento de design, é influenciado por:

  • sistemas de cofragem e contraplacad0
  • misturas no betão, incluindo o tipo de cimento e outros agregados
  • pigmentos adicionados
  • selecção de um agente descofrante adequado
  • tratamento posterior da superfície (limpeza com jacto de areia, lavar, lixar e polir)
  • impregnação com hidrofobizante, envernizamento e revestimento com cor

O desenvolvimento do betão como material de construção, com alta resistência, auto-prensado e de compactação leve, bem como o betão reforçado com fibras (de aço e têxteis), abre novas áreas de aplicação.

A norma DIN 18217 "Superfícies de betão e contraplacado" é considerada como a medida-padrão para a construção de diferentes tipos de superfícies em betão.

As referências estéticas não estão previstas na norma, porque, compreensivelmente, não há regulamentos vinculativos para a produção de betão arquitectónico - a criatividade não pode ser padronizada, sendo que a tarefa de quem planeia é descrever de forma tão abrangente e clara quanto possível as suas ideias sobre a aparência de um componente estrutural de betão.

O folheto da DBV "Concrete Architectural", que define classes concretas arquitectónicas específicas e os critérios de exigência associados, é um bom suporte técnico disponível para quem planeia, apresenta propostas e para os próprios empreiteiros. É altamente recomendável para colocar a concurso, atribuir e fornecer os serviços com base neste documento.


A Equipa de Betão Arquitectónico

Para o planeamento e execução de estruturas e componentes estruturais com requisitos especiais para superfícies de betão, a cooperação coordenada de todas as partes envolvidas é essencial. As expectativas e exigências de quem planeia e dos clientes devem corresponder ao que pode de facto ser realizado.

A melhor solução para um bom resultado é a criação de uma equipa de betão arquitectónico. Como o contrato não é normalmente atribuído na fase de planeamento, e nenhuma decisão final sobre quem irá realizar o trabalho não foi ainda tomada, são vantajosos acordos com as empresas especializadas (por exemplo fabricante de cofragem) ou com escritórios de engenharia experientes. O escritório de engenharia seleccionado pode então assumir o papel de coordenador da equipa de betão arquitectónico.


Visão Geral de Sistemas de Cofragem

Na construção moderna com cofragem, são utilizados, maioritariamente, cofragem ou sistemas de cofragem constituídos essencialmente por componentes. A compatibilidade dos componentes individuais de um sistema tem várias vantagens: por um lado, a montagem de um conjunto específico aumenta a probabilidade de que os componentes de cofragem individuais sejam usados correctamente; por outro lado, o número de utilizações em obra é multiplicado, pelo que os custos de amortização do equipamento são reduzidos. Ao mesmo tempo, utilizar um sistema de cofragem é muito mais seguro para uma equipa de construção.

Com a utilização dos sistemas de cofragem para este tipo de arquitectura, a qualidade da cofragem é para ser tomada em consideração. Os painéis de cofragem, principalmente fornecidos em sistema de aluguer, têm diferentes taxas de utilização e também podem representar áreas reparadas. Com o aluguer de cofragem, apenas os níveis de arquitectura SB 1 e SB 2 podem ser alcançados. Concretizar níveis superiores aos SB3 e SB 4 não é possível, ou só é possível de forma limitada com a utilização de painéis de cofragem alugados como, por exemplo, com PERI MAXIMO.

Os sistemas de cofragem geralmente utilizados podem ser divididos em diferentes grupos:

Construção de infraestruturas

Na construção de rotas de tráfego, o betão arquitectónico é considerado como um importante elemento de design (pontes, túneis ou paredes de contenção).

Estas superfícies de betão são frequentemente observadas a partir de uma certa distância ou em veículos a alta velocidade e, de forma a acentuar os efeitos ópticos, devem ser seleccionado elementos claros de design - por exemplo, as juntas do painel de cofragem ou as articulações resultantes de fases de trabalho, devem ser distintamente formadas.

É importante, no entanto, notar que muitos componentes destas estruturas estão expostos directamente às condições atmosféricas. Isto significa que sofrem um processo de envelhecimento rápido que pode alterar, no decorrer do tempo, fortemente o seu aspecto.

Sistemas de cofragem para muros

Com sistemas de cofragem para muros, é feita uma distinção entre cofragem de painel e cofragem de viga. Sistemas de cofragem circular são uma outra  particularidade especial.

Painel de cofragem

Cerca de 70% das empresas de construção utilizam, hoje, painéis de cofragem na construção de muros de betão. O nome é derivado da moldura periférica que protege as extremidades do contraplacado contra a pressão e o desgaste mecânico. Como resultado, as juntas dos painéis deixar uma impressão típica na superfície do betão. Além disso, as estruturas de aço ou de alumínio são usados para a instalação das âncoras de cofragem e também servem para acomodar os acopladores de cofragem e dispositivos em movimento.

O sistema PERI TRIO encarna o princípio fundamental de um painel de cofragem. Outros sistemas de cofragem são semelhantes nos respectivos acabamentos de betão. A disposição da grelha e ancoragens dos painéis de cofragem standard varia entre 2.70 m e 3.50 m, e os painéis individuais podem ser ligados horizontal ou verticalmente. O painel de cofragem é robusto, duradouro e fácil de usar devido à sua montagem pré-determinada.

Viga de cofragem

As vigas de cofragem são muito menos utilizadas hoje do que eram anteriormente, e na maioria dos casos, para aplicações especiais. O nome deriva das vigas de cofragem de madeira ou de metal utilizadas. Vigas principais, longarinas de aço e contraplacado seleccionado formam os elementos da cofragem pré-fabricados, ou secções de cofragem. As longarinas de aço ligam os elementos e servem também como superfícies de suporte para o sistema de ancoragem.

A viga PERI VARIO GT 24 encarna o princípio fundamental de uma viga de cofragem. Outros sistemas de cofragem são semelhantes nos respectivos acabamentos de betão. A disposição da grelha e ancoragens das vigas de cofragem standard podem variar.

Diferenciamos entre:

A) Elementos padrão
Secções pré-fabricadas com tamanhos de elementos pré-determinados e armazenados em parques de aluguer, parcialmente equipados com contraplacado para necessidades secundárias e como painel de suporte para betão arquitectónico.

B) Elementos de cofragem relacionadas com o objeto
Estas secções de cofragem são planeadas segundo o projecto e produzidos de acordo com requisitos especiais. O contraplacado (tipo, tamanho, ajuste), viga e longarinas (espaçamentos), bem como os acopoladores são livremente selecionáveis, tendo em conta os princípios do sistema.

Cofragem Circular

As paredes curvas podem ser construídas sob a forma de um polígono com o painel de cofragem, por meio de cobertura com tiras trapezoidais inseridas. As áreas de muro circular são formados com sistemas especiais de viga de cofragem, cujo raio necessário é obtido por meio de fusos ajustáveis que ligam as longarinas individuais. Os raios de curvatura são possíveis de 1m até aproximadamente 20 m.  A curvatura do contraplacado é conseguida através da madeira perfilada especial - cortada para coincidir com o raio de curvatura - que é inserida entre a posição do contraplacado e a viga. 

Sistemas de cofragem para lajes

De igual modo aos sistemas de vigas de cofragem para muros, a cofragem de lajes é feita de vigas de madeira ou de metal. Destaca-se pela flexível e variedade gama de aplicações.

Mesas de lajes, que são normalmente utilizados para formar grandes áreas, são constituídas pelos mesmos componentes do sistema. Através das superfícies de contraplacado de grande porte, o número de juntas dos painéis é reduzido e facilita um acabamento do betão, o que satisfaz plenamente os requisitos mais elevados.

Semelhante ao painel de cofragem para a área de muro, outro foi desenvolvido para construir lajes. A principal vantagem do painel de cofragem para laje é a utilização rápida e segura. De acordo com o princípio de concepção, a cofragem de lajes é dividida em:

  • cofragem com vigas para lajes (ex. MULTIFLEX)
  • cofragem com mesas de lajes(ex. SKYDECK)
  • cofragem com grelhas de vigas (ex. GRIDFLEX)
  • cofragem de grande porte (ex. módulos de mesas, mesas personalizadas)

Com lajes, a qualidade da superfície de betão pode variar por motivos diferentes. Isto inclui impressões dos painéis causadas pela disposição do sistema de cofragem a ser utilizado. Da mesma forma, a qualidade, combinação e tamanho das folhas individuais do contraplacado seleccionado, influencia a qualidade do betão.

Sistemas de Cofragem para Pilares

Pilar ou cofragem de apoio é sobretudo uma derivação do painel ou cofragem da viga, resultando em características especiais muito semelhantes. Para cumprir a norma de qualidade requerida para suportes e colunas, também o correcto sistema de cofragem deve ser seleccionado. Dependendo dos requisitos do corte transversal da coluna e dos acabamentos das arestas ou da superfície de betão, são utilizados painéis e vigas de cofragem. 

Sistema de Cofragem 3D para superfícies de formas livres

Através do uso de extraordinárias formas estruturais, proprietários e arquitectos destacam, frequentemente, o visual na construção de edifícios culturais ou para estruturas de prestígio que apresentam requisitos de construção muito exigentes. Estas superfícies de formas livres em 3D dificilmente pode ser realizadas com métodos de cofragem convencionais. Além disso, a maioria das restantes superfícies visíveis devem ser construídas com a mais elevada qualidade e com contornos nítidos. Para cada um destes edifícios de estruturas extravagantes, deve ser idealizado um conceito de cofragem individual e personalizado.

Este conceito de cofragem é desenvolvido com base num modelo de construção tridimensional fornecido pelo fabricante de cofragem. Ele consiste em suportar estaticamente os elementos básicos e as unidades de cofragem 3D. Os elementos individuais são facilmente unidos no local da construção e, em seguida, posicionados com o apoio de meios complementares de montagem, pontos de medição e eixos auxiliares. A utilização no local de construção é idêntica à da cofragem sistematizada.


Contraplacado - Concepção das Superfícies de Betão

Através da selecção do contraplacado, são viáveis um grande número de possibilidades de concepção para a estrutura da superfície de concreto. No processo, o contraplacado determina o aspecto da superfície do betão - independente de qualquer processamento ou tratamento subsequente. Quem determina os elementos a concurso deve ter conhecimento detalhado do contraplacado, juntamente com as propriedades dos materiais, revestimentos e processamento, bem como a interacção do agente descofrante e do betão fresco, e levar isso em conta durante o planeamento. As especificações da superfície de betão devem ser bem definidas de modo a que o empreiteiro possa tomar em consideração todos os aspectos relevantes para os materiais e aplicações, sem qualquer risco, quando selecciona o contraplacado a ser utilizado. Além disso, ele deve ser capaz de avaliar a viabilidade e salientar eventuais tolerâncias esperadas e as flutuações nos resultados.

Quatro factores do contraplacado que têm uma influência decisiva sobre a superfície de betão:

Absorção do contraplacado Superfície de betão clara/escura
Textura da superfície (estrutura) Textura da superfície de betão
Juntas do contraplacado Disposição da grelha da superfície de betão
Fixação do contraplacado Impressão na superfície de betão

Exemplos de Projectos

Projectos estruturais e os métodos de construção actuais permitem a realização de impressionantes conceitos arquitectónicos e, neste contexto, gostaríamos de apresentar uma série de projectos que caracterizam uma vasta gama de variantes.

Construção geral de edifícios

Há muitos anos que os arquitectos têm vindo a redescobrir o potencial do betão arquitectónico na construção de edifícios e a usá-lo como um importante elemento de design. Paralelamente ao desenvolvimento de materiais de construção e de processos tecnológicos, as exigências aumentaram também de forma bastante significativa. O betão, com alta resistência, bem como liquefeito através auto-compactação, facilita a realização das estruturas mais finas e com formas mais diversificadas. Pilares e lajes curvas e inclinadas são um elemento frequentemente caracterizado e a indústria da construção com cofragem adaptou-se à situação em conformidade. O desejo de alcançar superfícies de betão lisas, sem juntas na medida do possível, pode ser satisfeito com a uma gama de contraplacado de grande porte disponível.

Nas componentes protegidas nas áreas interiores e não expostas às intempéries, o processo de envelhecimento destas superfícies de betão ocorre, por conseguinte, de forma substancialmente mais lenta. As superfícies de betão de áreas no interior de um edifício são vistas de muito perto, sendo que os detalhes se tornam consideravelmente mais acentuados. Por este motivo, as classes de betão arquitectónico SB3 e SB4 são frequentemente exigidas pelos arquitectos.

Como resultado, os arquitectos definem, juntamente com os empreiteiros, o que é viável para atingir o acabamento de betão necessário. Caso contrário, as exigências excessivas e os trabalhos de rectificação irão causar resultados insatisfatórios e inadequados.

Edifícios culturais

Na área de edifícios culturais, em particular, arquitectos e planeadores de projectos preferem betão arquitectónico como um meio de design. Para além das exigências artísticas sobre as restantes superfícies de betão visíveis, as formas especiais de estruturas completas ou de componentes individuais também dominam frequentemente processo.

Durante o planeamento da cofragem deve-se garantir padrões e ligações cuidadas, bem como uma disposição ordenada dos elementos de cofragem. Isto é porque o padrão e as ligações de painéis, juntamente com a formação dos pontos de ligação, são elementos de construção importantes em betão arquitectónico.

De modo a conseguir um acabamento uniforme da superfície de betão, deve-se prestar especial atenção quando se selecciona o tipo e a tecnologia de processamento do betão a ser utlizado, incluindo qualquer tratamento posterior. Se aumentam as necessidades na aparência das superfícies de betão, é aconselhável a montagem de contraplacado novo na cofragem. Se necessário, as amarrações base pode ser complementado com amarrações ocultas para formar uma disposição simétrica clara. Para os convites para concursos de construção de edifícios culturais com betão arquitectónico, recomendam-se ter em consideração as classes SB3 e SB4 de acordo com o folheto da DBV.