O SISTEMA CONSTRUTIVO racionalizado de alvenaria estrutural em blocos de concreto vem sendo amplamente adotado em construções de todo o território brasileiro. Ramalho e Corrêa (2003) destacam que esse sistema construtivo parece ser um dos mais promissores, tanto pela economia proporcionada quanto pelo número de fornecedores já existentes. Dentre as diversas vantagens oferecidas, Salvador Filho (2007) ressalta o fato de que o material é fabricado a partir de matérias-primas facilmente encontradas em qualquer região do país, tornando os artefatos pré-moldados, à base de cimento, produtos competitivos.

Nas últimas décadas, além da racionalização, o setor da construção civil vem procurando aprimorar os sistemas construtivos, sob a lógica da eficiência energética, através de soluções arquitetônicas e tecnológicas. O foco tem sido garantir um melhor desempenho térmico às edificações, a fim de propiciar conforto térmico aos seus usuários. A alvenaria em blocos de concreto tem sido utilizada largamente, enquanto poucos trabalhos têm se preocupado em investigar esse sistema construtivo para propor parâmetros que proporcionem uma melhor adaptação do sistema às condições de conforto térmico, visto a grande diversidade de climas por todo o território brasileiro.

Pesquisas apontam o bloco de concreto como um componente construtivo que apresenta índices elevados de ganhos de calor. Sacht e Rossignolo (2009) constataram, através de simulações térmicas computacionais, que a habitação multipavimentos analisada, cuja vedação foi considerada em alvenaria com blocos de concreto, para o verão, não atendeu ao nível mínimo de desempenho térmico para dez cidades brasileiras consideradas. Em análise comparativa, considerando envoltórias de edifícios em blocos cerâmicos e em blocos de concreto de mesmas dimensões, baseada na observação de quais componentes construtivos proporcionariam maior ou menor ganho de calor para a habitação, os resultados validaram que a envoltória em blocos cerâmicos apresentou maior quantidade de horas dentro da zona de conforto térmico, com as menores temperaturas internas no verão, além de proporcionar ganhos de calor inferiores no dia do solstício de verão. Portanto, as envoltórias dos edifícios em blocos cerâmicos apresentaram melhor desempenho térmico (SANSÃO; AGUILAR; MARQUES, 2012). Assim, o sistema construtivo de alvenaria com blocos de concreto apresenta limitações em relação ao seu desempenho térmico, e novas pesquisas são necessárias em relação ao projeto da edificação com esse sistema de vedação, uso do revestimento produzido com argamassa à base de cimento, utilização de pintura, novas possibilidades de geometria para o componente ou otimização das propriedades do material.

O desempenho térmico do edifício é uma das exigências relativas à habitabilidade, presente no conjunto normativo da NBR 15575 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2013), e definido pelas trocas de calor resultantes da interação entre os materiais construtivos que compõem as superfícies externas do edifício e a radiação global e difusa. As propriedades termofísicas dos materiais de construção determinam o comportamento térmico do edifício quanto à admissão, transferência, armazenamento e emissão de calor.

Dentre os materiais isolantes disponíveis, a lã de rocha apresenta-se como uma alternativa para a otimização das propriedades termofísicas dos materiais cimentícios. A lã de rocha é um material desenvolvido para o setor da construção civil, sendo utilizado tanto para o isolamento térmico quanto acústico. É produzida a partir de matérias-primas abundantes na natureza (rocha basáltica e outros minerais) e recicladas (escória metalúrgica). Após sua fusão a 1.500 ºC, esses minerais são transformados em finas fibras por centrifugação. Alguns estudos têm sido desenvolvidos com o uso em matrizes cimentícias (CHENG; WEI-TING; HUANG, 2011; WEI-TING et al., 2012, 2013; KUBILIUTE; KAMINSKAS; KASLAUSKAITE, 2018). Entretanto, esses trabalhos não abordam a avaliação de propriedades térmicas ou aplicação em componentes da construção, visando ao desempenho térmico.

Para avaliar o desempenho térmico das alvenarias compostas pelos blocos de concreto contendo lã de rocha, sem e com argamassa de revestimento e pintura, foi elaborado um programa experimental composto pela produção dos blocos de concreto contendo lã de rocha, realização dos ensaios de transferência de calor pelas alvenarias construídas e obtenção de duas propriedades térmicas dos blocos.

Após os ensaios de transferência de calor pelas amostras de alvenaria com blocos de concreto, foi possível verificar a influência da incorporação da lã de rocha em diferentes percentuais, bem como do acréscimo da camada de argamassa de revestimento; e, ainda, da pintura em branco neve na superfície da argamassa da alvenaria 0Lã.

Para análise da influência da lã de rocha no desempenho térmico das alvenarias, foram utilizados como referência os resultados obtidos nos ensaios de transferência de calor com cada alvenaria em seus estados originais, não rebocadas.

O que se observou foi que quanto maior o percentual de lã de rocha incorporada ao concreto, em substituição à areia, maior a resistência térmica que o mesmo ofereceu para o calor ser transferido de um setor para o outro da câmara. Tal fato se deve à lã de rocha possuir características isolantes, sobretudo por interferir fisicamente na matriz do concreto, alterando seu empacotamento. A presença da lã de rocha no concreto denota um aumento do número de vazios que funcionam como microcâmaras de ar.

Quanto ao atraso térmico (ⱷ), conforme o aumento do teor de lã de rocha incorporada ao concreto, houve um pequeno incremento na condição do tempo para o calor ser transferido de um setor para o outro.

Para análise da influência do revestimento argamassado (reboco) no desempenho térmico das alvenarias, foram avaliados os dados obtidos das alvenarias rebocadas, em comparação aos valores das alvenarias não rebocadas. A argamassa de revestimento contribuiu de maneira significativa para a melhoria do desempenho térmico das alvenarias, em decorrência de ter contribuído favoravelmente para elevar a condição de resistência térmica para as mesmas. Em consequência à elevação da condição de resistência térmica com as alvenarias rebocadas, percebendo-se uma dilatação no tempo para acontecer a transferência do calor de um setor para o outro, expressando o aumento do atraso térmico. O aumento do atraso térmico sugere uma capacidade de potencialização para a condição de isolar termicamente ambientes internos. Esses fenômenos físicos estão relacionados com o aumento de massa térmica das alvenarias, a partir da iniciativa de se acrescentar uma camada de reboco nas mesmas.

Quando a alvenaria rebocada de referência teve sua superfície externa pintada com a cor branco neve, cor equivalente a absorver apenas 20% de calor na sua superfície exposta à radiação (α=0,2), nos ensaios da pesquisa, a alvenaria apresentou uma redução de, aproximadamente, 75% da capacidade de transferir o calor de um setor para o outro, em comparação ao seu estado inicial, enquanto a alvenaria estava crua, sem reboco. E na alvenaria apenas rebocada, sem a pintura, a redução foi de aproximadamente 60%, em comparação ao seu estado inicial, enquanto a alvenaria estava crua. Esses resultados refletiram na redução de ganhos de calor do setor representativo do ambiente interno da câmara de transferência de calor. Portanto, a pintura exerceu significativa influência para a melhoria do desempenho térmico da alvenaria.

Para melhor análise comparativa do desempenho térmico das alvenarias, bem como para a análise da influência do teor de lã de rocha incorporada, do reboco e da pintura, foram realizados os ensaios de transferência de calor, cujo resultado e análise são apresentados a seguir.

Neste estudo, foram avaliados o desempenho termo-energético de alvenarias em blocos de concreto produzidos com incorporação de lã de rocha, em substituição à areia, em diferentes percentuais para cada alvenaria e, ainda, com as alvenarias sob a influência do acréscimo do reboco e pintura externa na cor branca. O método adotado permitiu correlacionar essas intervenções no bloco e nas vedações aos impactos causados sobre o desempenho térmico do sistema construtivo.

A adição da lã de rocha provocou uma alteração nas propriedades físicas. Devido ao aumento da porosidade da matriz cimentícia, essas alterações não foram suficientes para causar maiores alterações nas propriedades térmicas, o que pode ser justificado pelo pequeno teor de lã de rocha incorporado em relação aos demais componentes. No entanto, apesar de apresentar pequenas diferenças, foi possível perceber que as propriedades térmicas do componente tendem a valores otimizados, quando incorporadas à lã de rocha, o que se comprovou pela alteração ocorrida nos valores de amortecimento e atraso térmicos das alvenarias.

Quanto à influência do acréscimo da argamassa de revestimento às alvenarias, percebeu-se significativa melhoria nos desempenhos térmicos de todas elas, quando comparadas aos seus desempenhos anteriores, sem os rebocos. Isso ocorreu devido ao aumento da massa térmica, refletindo na otimização das propriedades térmicas, intrinsecamente relacionadas ao aumento da resistência térmica que favoreceu menos ganhos de calor pelas vedações. O aumento da resistência térmica de uma vedação externa de um edifício pode significar melhores condições construtivas, para proporcionar conforto térmico aos usuários do edifício. As mesmas condições de favorecimento ao conforto térmico puderam ser notadas quando a pintura em branco foi adicionada à alvenaria rebocada. Na presente pesquisa, considerando a alvenaria sem adição de lã de rocha, a redução na transferência do calor foi de, aproximadamente, 75%, em comparação à mesma alvenaria sem reboco e de, aproximadamente, 60%, em relação à alvenaria rebocada e sem a pintura. Este estudo comparativo refletiu a redução de ganhos de calor para o ambiente interno da câmara. A pintura em branco da superfície externa da alvenaria promoveu melhorias no desempenho térmico da mesma.

Os resultados desta pesquisa indicam que, para se obter melhores condições termo-energéticas para os edifícios, em clima tropical quente e úmido, faz-se necessário tornar a vedação externa dos mesmos menos favorável à transmissão do calor, que pode ser através da incorporação de lã de rocha, por exemplo, por ser um elemento que favorece o aumento da resistência térmica das alvenarias. Este estudo tem uma especial importância para a área da arquitetura, uma vez que a especificação dos materiais é de responsabilidade do arquiteto. A busca por materiais com melhor desempenho térmico não só favorece o conforto térmico, mas também reduz a necessidade de uso de energia elétrica para resfriamento de ambientes. Embora a pesquisa não tenha realizado os ensaios, as alvenarias com diferentes percentuais de incorporação de lã de rocha, se rebocadas e pintadas de branco, tenderão a aumentar ainda mais a resistência térmica das vedações externas das edificações. Assim, a pesquisa recomenda, para estudos futuros, a avaliação do comportamento termo-energético de alvenarias, com incorporação de lã de rocha em diferentes percentuais, rebocadas e pintadas de branco.