Os ossos da construção modular: Benefícios e desafios de 3 materiais de construção comuns
Madeira, aço e concreto: cada um deles tem sido usado em várias formas de construção tradicional há séculos (sendo o aço a adição mais recente), e cada um oferece benefícios e desafios específicos a serem considerados. Em poucas palavras, a madeira é leve e moderadamente forte, ideal para edifícios de pequeno e médio porte. O aço é mais pesado, porém mais resistente e perfeito para estruturas mais altas e complexas. O concreto é o mais pesado e é mais adequado para fundações e estruturas reforçadas.
Cada um desses materiais também tem seu uso na construção modular. O processo de construção modular, entretanto, permite um conjunto ligeiramente diferente de benefícios e desafios, e o design do projeto modular pode determinar quais materiais precisam ser usados durante a construção.
A seguir, vamos abrir a casca de noz e explorar o uso de cada material na construção modular.
Construção modular com madeira
De acordo com Allison Arieff e Bryan Burkhart, autores do livro "Prefab", o uso da madeira na construção modular é a prática mais comum desde o século XVII. O uso da madeira na construção modular é muito vantajoso devido às suas propriedades como material de construção. A madeira é fácil de manipular manualmente ou com maquinário, tem baixa toxicidade, é biodegradável, é fácil de reutilizar e reciclar e tem preço acessível. A madeira é um material combustível que tem uma propriedade térmica importante, pois não se expande com o calor. De fato, ela ganha força quando seca com mais calor. A madeira também é um bom isolante contra eletricidade (ajuda a minimizar choques elétricos) e perda de energia.
Os membros estruturais comuns usados incluem peças individuais 2X usadas em treliças de telhado, treliças de piso, paredes; juntas em I de madeira, vigas laminadas com cola projetadas, compensado, OSB (oriented strand board) e painéis compostos. A madeira está sendo usada na oficina de fabricação modular para criar painéis de parede externa que incluem camadas adicionais para impermeabilização, isolamento, barreira de vapor, drywall e revestimento.
A pré-fabricação em uma fábrica permite que a madeira permaneça seca e em uma temperatura constante enquanto é cortada com precisão e ajustada a tolerâncias exatas. A pré-fabricação minimiza o desperdício, economiza recursos e simplifica a reciclagem de resíduos. Os componentes ou módulos produzidos na fábrica podem ser transportados para o local e montados com tolerâncias extremamente rígidas. Com sua capacidade de ser manipulada, laminada e reutilizada, a madeira continuará a ser uma fonte de material sustentável para a construção modular.
Construção modular com aço/alumínio
Os metais podem ser descritos como dúcteis, duros, condutores, precisos e fortes. Eles são classificados como metais ferrosos e não ferrosos. Os metais ferrosos são usados principalmente em aplicações estruturais porque são fortes, dúcteis e duráveis devido ao seu alto teor de ferro. Eles podem ser tratados com revestimentos, como galvanização, para evitar a corrosão quando expostos ao clima e manipulados facilmente para criar uma variedade de formas e tamanhos. Os não ferrosos são usados em aplicações de telhados e revestimentos e são metais naturais resistentes à corrosão.
Embora o aço seja um material caro em comparação com a madeira e o concreto, ele é a opção mais econômica para a construção de estruturas com vãos longos, estruturas de arranha-céus e projetos geométricos exclusivos devido à sua resistência e velocidade de construção. O aço é um material inorgânico e incombustível, portanto, tem uma vantagem contra o fogo. Outra vantagem das estruturas de aço é que elas são muito fortes e podem sobreviver mesmo nas condições climáticas mais críticas. Elas podem ser usadas por muito tempo devido à sua resistência e durabilidade. Pode ser transportada com facilidade e reutilizada ao se soltarem seus componentes.
O alumínio é uma liga não ferrosa dúctil e conhecida por sua resistência à corrosão. Ele pode ser reciclado repetidamente com pouca energia ou perda de suas propriedades materiais. Como o alumínio é leve e durável, ele pode ser facilmente montado em painéis e módulos, enviado e montado com rapidez e precisão.
Os componentes de aço de calibre leve (que têm uma relação resistência/peso mais alta) podem ser usados no lugar da madeira 2X ou em conjunto com a estrutura de madeira. Para vigas e caibros, os membros são formados em seções em forma de C. Para as placas de parede superior e inferior e para os cabeçalhos das vigas, são usadas seções de canal. Nelas são feitos furos a cada dois pés para acomodar a fiação e o encanamento.
Construção modular com concreto
A construção tradicional no local envolve concreto que é misturado com cimento Portland, areia, agregado (cascalho pequeno de vários tamanhos) e água em um processo chamado hidratação que endurece (cura) o concreto até a resistência especificada (ou seja, 3000 psi). O concreto depende da fibra e do reforço de aço para sua resistência à tração. O material exige muita mão de obra, pois a fôrma deve ser erguida, o concreto colocado (despejado na fôrma) e, em seguida, finalizado (espatulado e alisado).
A construção modular com concreto geralmente consiste em edifícios como banheiros, prédios de concessão, chuveiros, abrigos, prédios de serviços públicos, etc., nos quais as paredes são fabricadas com concreto pré-moldado de alta resistência ou unidades de alvenaria de concreto (CMUs) e o telhado pode ser construído com painéis de concreto pré-moldado leve, painéis de metal, telhas de concreto ou telhas arquitetônicas tradicionais. Os edifícios são projetados e construídos para atender a todos os códigos de construção locais. Eles podem ter várias opções de cores e texturas, como tijolo, pedra, estuque, bloco de face dividida, revestimento de tábuas e tacos ou revestimento horizontal. Os edifícios são pré-fabricados e entregues completos e prontos para uso, incluindo encanamento e eletricidade, quando aplicável. Os edifícios modulares de concreto também podem ser construídos sobre fundações permanentes de concreto armado vazado no local. Esses edifícios são permanentemente ancorados em uma fundação maciça com uma base profunda projetada para cargas sísmicas pesadas para garantir a estabilidade e a integridade de toda a estrutura.
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