Tecnologia e Instalação de Esquadrias

A tendência da grande maioria dos bens de consumo da atualidade é ter a melhor relação custo benefício possível, que no caso da construção civil nos dias atuais é regra. Para que um empreendimento tenha sucesso e sua metodologia de execução e utilização de materiais e métodos construtivos volte a ser repetido, um item importante de projeto e muito significativo no custo total da obra são as esquadrias. Com o passar das décadas sofreram alterações em suas formas e materiais substituindo o trabalho artesanal pela linha de produção em larga escala.

A busca pela otimização dos serviços fizeram com que o desenvolvimento desse setor buscasse materiais mais leves, resistentes e de baixos índices de manutenção para a execução do produto que utilizamos hoje em dia. O método de produção que utilizamos hoje em dia reduz drasticamente a quantidade de mão de obra pelo volume executado e extingue por completo a mão de obra artística que torna inviável a produção em larga escala com um custo adequado à realidade atual.

Um marco para a grande mudança das formas foi a conquista da execução do vidro plano, que possibilita a interação visual com o meio externo. Essa evolução aliada ao alumínio que é uma liga metálica leve e resistente, que depois de moldada em perfis pode sofrer o incremento de outros materiais que aumentam o desempenho em conforto termo acústico e estanque.

Em paralelo com essas transformações, para fecharmos o ciclo desse produto temos que salientar a mão-de-obra e seus diferentes métodos de instalação, que vão desde a forma mais simples sem a utilização de contramarco, até a fachada tipo pele de vidro.

Este trabalho abrange os métodos de execução das instalações das esquadrias de alumínio, com suas diferentes possibilidades, vantagens e desvantagens, sistemas para a entrega do produto final, no que o cronograma físico influencia na escolha do método e na qualidade de execução.

Revisão bibliográfica em livros, periódicos, sites, pesquisa das diferentes linhas, perfis e materiais que compõe a estrutura de alumínio pronta, entrevistas com profissionais da área, visitas a linha de produção de caixilhos, visitas a obras em execução, escolha de uma obra específica para ser o estudo de caso.

Este trabalho contempla um produto e serviço amplamente utilizado em muitos seguimentos da construção civil, e como produto final é utilizado por um grande numero de pessoas.

A estrutura de alumínio montada com seus diferentes perfis existentes forma um item indispensável nas edificações atuais, mantendo o usuário em contato com o meio externo e garantindo sua segurança física com um conforto térmico e acústico.

A abrangência deste trabalho vai desde a linha de montagem até o produto final acabado e instalado, passando pelos materiais empregues, métodos de instalação, índices de manutenção e as diferentes formas de emprego desses perfis para se chegar ao produto final especificado em projeto.

A utilização deste trabalho mensura as possibilidades com vantagens e desvantagens dos diferentes métodos de instalação de esquadrias de alumínio, servindo de consulta por profissionais da área.

Com o passar dos anos, podemos observar que as esquadrias não são um simples artifício construtivo que liga o meio externo do meio privado, e sim o simbolismo de gerações com seus detalhes arquitetônicos impulsionados pelos valores culturais e estéticos vividos. A riqueza de detalhes das edificações antigas é acompanhada nas portas e janelas por um trabalho artístico e manual, que com o passar dos anos foi sendo substituído por processos mais otimizados e de larga escala, acompanhando também as tendências da arquitetura moderna que necessita de uma matéria prima com uma maior característica à resistência na utilização de grandes vãos.

No passar dos anos e com a evolução dos diferentes segmentos que se complementam em algum momento é que percebemos que as inovações num determinado setor, como no das esquadrias de alumínio só podem acontecer quando acompanhado, por exemplo, da evolução da matéria prima que dá condições para alcançarmos novas formas de agradar o nosso olhar que é a verdadeira intenção final.

A concepção que hoje temos de uma esquadria foi marcada pelo desenvolvimento de estruturas portantes e pela evolução na fabricação do vidro plano que teve início na Alemanha no século XI e vem sendo aperfeiçoado até hoje.

O desempenho de uma esquadria depende das características de utilização e instalação. Para isso, deve-se observar o projeto das mesmas atentando-se para as dimensões, posições na fachada e também o meio externo onde ela está inserida.

Os principais requisitos que serviram de base para a elaboração da norma NBR 10821 (ABNT, 2000), utilizados para a obtenção do perfil de desempenho de uma janela são:

• Estanqueidade à água de chuva;
• Estanqueidade ao ar;
• Estanqueidade a insetos e poeiras;
• Isolação sonora;
• Iluminação;
• Ventilação;
• Facilidade de manuseio;
• Manutenção;
• Durabilidade;
• Resistência aos esforços de uso;
• Resistência a cargas de vento;
• Economia.

Para cada parâmetro acima citado, existem diferentes níveis de exigências que variam de acordo com a necessidade e o meio em que o produto vai ser utilizado. Isso serve para a definição das diferentes linhas encontradas no mercado e do método de instalação escolhido.

Setor responsável pela fabricação e montagem do produto final com suas diferentes fases de produção.

Etapas de produção da linha de montagem, que juntas formam o produto final acabado.

O contramarco é um quadro guia de alumínio, chumbado diretamente à alvenaria, conforme Figura 5.2. Serve para garantir a vedação e a exatidão do vão, ele é instalado por meio de chumbadores que auxiliam no posicionamento garantindo o nível e prumo corretos.

É o quadro aparente que circunda a esquadria. Funciona como batente nas portas e janelas de abrir ou como trilhos nas portas e janelas de correr, conforme Figura 5.3.

São os quadros móveis que correm ou abrem dentro do marco, conforme Figura 5.4, onde são instalados os vidros ou venezianas.

Os acessórios mais usados são os trincos, puxadores, roldanas, escovas de vedação, limitadores e etc. Eles são normalmente instalados pelos fabricantes.

É importante observar a espessura do vidro em relação à área. Eles se dividem, conforme Engº. Antonio Avagliano e Engº. Marcelo Mancini, no Manual Técnico de Caixilhos e Janelas, nos seguintes tipos:

• Recozido (comum); feito pelo processo da fusão a aproximadamente 1500º C e obtido a partir do resfriamento. Tem como características a baixa resistência a impactos, com um módulo de trabalho a flexão de 60 Mpa.
• Temperado (segurança); feito pelo processo de encruamento que é o aquecimento e resfriamento rápido afim de que suas moléculas internas se tornem mais resistentes, obtendo-se uma maior resistência a impactos, alcançando um módulo de trabalho a flexão de 500 Mpa.
• Laminado (segurança); é a junção de dois vidros recozidos com uma película de butiral de polivinil. Essa composição tem a característica de não se desmanchar quando quebrado.
• Laminado anti-balas (segurança); é a sobreposição de vários vidros laminados com espessuras adequadas para os diferentes níveis de segurança.
• Armado (segurança); é um vidro comum com uma trama de aço em seu interior
• Termo-absorvente; pela sua composição ele absorve mais energia e faz com que a energia transmitida seja menor do que vidros incolores comuns.
• Composto; indicado para quando se quer reduzir as perdas de calor por condução, sem se reduzir os ganhos de energia solar.
• Termo-refletor; constitui-se de uma placa de vidro com filme refletor em uma das superfícies que tem a característica de refletir uma parte significativa da energia solar incidente.

Para a colocação dos marcos, podendo ou não ter a instalação do contramarco, ocorre à instalação das esquadrias já com vidros ou venezianas e a regulagem dos acessórios, podendo ser instalados arremates para melhor acabamento no encontro do marco e alvenaria.

Conforme o Manual Técnico de Caixilhos e Janelas, a instalação incorreta dos caixilhos de uma obra é a origem de grande parte das patologias, para a minimização desses problemas, devemos considerar:

• Transporte e estocagem dos caixilhos seja feito de forma correta;
• Os vão devem ter dimensões e tolerâncias verificadas;
• As janelas devem permanecer protegidas até a entrega da obra;
• A calafetagem, ou preenchimento, deve ser feita com material compatível com as exigências a ela submetidas;

Dentre os diferentes métodos de instalação de esquadrias de alumínio, sem a utilização do contramarco, é sem dúvida o mais simples e o que menos garante a qualidade a estanqueidade no sentido mais específico da isolação a água, que é a desvantagem no produto final desse sistema de instalação quando executado sem as técnicas adequadas, conforme figura 5.5. A vedação nesse caso é garantida pelo perfeito requadramento do vão de modo a não ficar frestas depois da instalação do marco. Para que ocorra o perfeito requadramento do vão é necessário a utilização de um gabarito feito de um material metálico que garanta a rigidez necessária para a utilização contínua da peça. A utilização de um bloco de qualidade, com características dimensionais criteriosas, é fundamental para se garantir a perfeita medida do vão, conforme Engenheiro Fulvio Berçot Miranda (2009).

Esse método é realizado através da fixação da esquadria num vão já requadrado, sem o prévio chumbamento do contramarco na alvenaria. Uma das vantagens desse método é no sentido econômico pela não aquisição do contramarco e também pela maior velocidade na execução por não ter essa etapa no cronograma de execução.

Para a boa interface entre a alvenaria e a esquadria prevalece a boa técnica tradicional, conforme vemos a seguir:

• O correto posicionamento e alinhamento da esquadria;
• A garantia dimensional do vão para correta instalação da esquadria;
• Qualidade na fixação e vedação na interface da esquadria e alvenaria;
• A preservação funcional e estética no decorrer da obra.

Para a fixação da esquadria no vão, ao contrario da utilização da argamassa de cimento e areia no chumbamento do contramarco. Nesse caso utiliza-se um sistema de fixação mecânica com bucha e parafuso, fazendo a vedação com espuma de poliuretano expansível, conforme as figuras 5.6 e 5.7.

O contramarco é peça fundamental para a boa qualidade da instalação do marco sem a exigência fiel de regularidade do vão, ele age como um gabarito, garantindo a regularidade do vão onde o marco vai ser instalado e para que a esquadria não seja chumbada diretamente na alvenaria, garantindo a isolação do meio externo. Para mantermos uma boa qualidade na instalação, conforme o site pini web, algumas recomendações devem ser seguidas como por exemplo:

• O desempenho da esquadria depende de um bom chumbamento do contramarco para que se garanta a estanqueidade à água e a segurança estrutural;
• É necessária uma folga de pelo menos 25 mm entre a alvenaria e o contramarco para ocorrer o perfeito chumbamento com argamassa de cimento e areia;
• O chumbamento deve ser feito de forma que a argamassa penetre em todo seu perímetro, preenchendo todos os vazios para evitar infiltrações;
• Para a instalação da esquadria, o contramarco deve estar limpo com um pano embebido em álcool para, posteriormente, receber o silicone ou a fita vedante entre o contramarco e a esquadria.

Com a utilização do contramarco, se ganha uma nova etapa na execução da obra e também a necessidade de aquisição desse item, fato esse que deve ser observado tanto no ponto de vista econômico como no tempo a ser gasto no cronograma físico da obra.

Um fator importante na escolha do método é analisar o tipo de obra que se está executando, a similaridade dos vãos, o tipo de bloco que será empregue, o material de revestimento e a qualidade da mão-de-obra existente no local da obra. A escolha de qualquer método construtivo deve ser observado num âmbito maior da obra, e não analisando particularidades pontuais de cada método.

Nos projetos de arquitetura com a necessidade da criação de diferentes formas de se dispor as estruturas de alumínio e vidro numa fachada, com esse avanço cria-se a fachada tipo pele de vidro que é a fixação de quadros de alumínio com o vidro colado por fora, numa estrutura principal de alumínio que está fixada a fachada da edificação a fim de garantir um visual onde só apareça o vidro, deixando as estruturas de alumínio pelo lado de dentro.

Esse método de execução e fabricação atende a parâmetros do partido arquitetônico e do alto padrão da edificação, deixando em segundo plano ou embutido no valor do empreendimento o custo mais elevado desse método.

Para o preenchimento das juntas entre os vidros, que garantem a dilatação da estrutura no todo, existem alguns tipo de selantes já apresentados nesse trabalho, destacando para essa finalidade os selantes a base de silicone, conforme figura 5.8.

Acompanhando esse sistema, normalmente se utiliza, entre outros, vidros refletivos, leitosos, duplos e até com persianas no meio que além de garantirem maior conforto termo-acústico, também vem com um visual mais agradável.

É o acabamento entre o caixilho e a alvenaria na parte interna, que são normalmente fixados por encaixe de pressão, mostrados na Figura 5.9.

Segundo Engº. José Carlos no Manual Técnico de Caixilhos e Janelas, a grande maioria das situações de projeto envolvendo o desempenho acústico pode ser solucionada pelo seu CTSA, ou classe de transmissão de som aéreo. Grande maioria das esquadrias convencionais do mercado com vidros de 3mm atende parâmetros razoáveis de CTSA.

Apesar da pouca espessura, as juntas de uma janela são consideradas as mais sofisticadas de uma edificação, sendo quatro as possibilidades de infiltração de água pelas janelas, segundo o Manual Técnico de Caixilhos e Janelas:

i. nas juntas do marco ou contra marco da janela com o vão da fachada;
ii. nas juntas do marco com a folha móvel da janela;
iii. entre o pano de vidro e as travessas e montantes da folha da janela;
iv. pelas frestas dos perfis do marco ou da folha. 

As juntas são as partes mais vulneráveis das janelas, principalmente sobre a estanqueidade ao ar, água e isolação acústica. Para se evitar a infiltração de água numa janela, é importante observar a posição dela na fachada e se utilizar quando possível, de elementos construtivos que auxiliem na proteção do conjunto, como beirais, pingadeiras entre outros.

Existem materiais variados que fazem o papel das juntas entre as diversas partes da janela, dentre os tipos de juntas existem as cheias e as abertas, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

Conhecidas como fechadas ou selantes, ela garante a estanqueidade através do preenchimento completo dos vazios, algumas vezes com função estrutural, no caso das fachadas tipo pele de vidro.

Até a algum tempo atrás a massa de vidraceiro era o material mais utilizado nesse tipo de junta, sendo substituído por selantes ou gaxetas que contem uma maior durabilidade e elasticidade, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

Conhecidas também por juntas drenadas, sua principal característica é apresentar uma parte central vazia, fazendo com que a parte frontal se torne uma barreira contra infiltrações onde se aplica o selante, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

Selante é uma composição elastomérica que consegue ser aplicado em temperatura ambiente, eles são usados para isolar, calafetar e colar dois suportes quaisquer. A principal característica é absorver movimentações de alongamento e compressão normalmente utilizados em juntas cheias. Conforme o Manual Técnico de Caixilhos e Janelas, os selantes mais conhecidos serão tratados nos subitens a seguir:

É o mais tradicional, simples e de menor desempenho entre os selantes e que acompanha também o menor custo. Constituído basicamente de compostos de óleo de linhaça ele possui baixos índices de adesão e alongamento, tornando-se duro e quebradiço após o primeiro ano. É utilizado onde a qualidade e durabilidade não são exigidas, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

A base de poliisobutuleno: devido a sua vedação ao vapor d’água são utilizados em vidros duplos, vedações internas e fendas, ele tem um custo relativamente baixo, com boa resistência a água e adesão, mas com um tempo de vida útil limitado, pouca elasticidade e fraca memória quando tracionado, tende a manchar os suportes com o tempo pela exsudação de óleos, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

À base de água: possuem características semelhantes aos butílicos, são de fácil aplicação, não possuem odor e podem ser aplicados em superfícies úmidas, boa adesão em vidros e cerâmicas, podem ser repintados facilmente e são aplicados principalmente em juntas internas, pois não suportam bem as variações do meio externo, tornando-se moles ou duros com a variação da temperatura. Não recomendados a juntas submetidas a grandes variações de temperatura.

Em soluções: são polímeros acrílicos que nunca chegam a curar totalmente, possuem boa adesão sobre a maioria dos suportes, resistindo a intempéries por cerca de dez anos, quando bem aplicados. Como ponto negativo possui um forte odor durante a cura, e uma limitada memória elástica, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

É um composto de polímeros, podendo ser formulado de acordo com sua necessidade. Atinge bom índice de movimentação, boa elasticidade e adesão perfeita dependendo do substrato e possui uma boa memória tração compressão.

Tem baixa resistência aos raios ultravioletas e por isso não é recomendado para colagem estrutural, sendo mais utilizado em vidros duplos, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

Polímero a base de poliuretano, usados principalmente em juntas de dilatação e de tráfego pela sua alta resistência ao atrito. Fornece razoável resistência a exposição aos agentes climáticos e ao envelhecimento, boa elasticidade, boa memória elástica e pode ser pintado. Não é recomendado a intensa exposição solar, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

É a terceira geração dos selantes, possui grande elasticidade absorvendo movimentações de juntas de até 100%, resistem bem ao envelhecimento e aos agentes climáticos, garantem adesão sobre a maioria dos substratos, não podem ser pintados e são mais caros que os outros, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

A capacidade de movimentação é a principal característica de um selante, atendendo satisfatoriamente as solicitações de dilatação das diferentes aplicações. Seguido pela adesão ao suporte, que garante a vedação do conjunto, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

A durabilidade e o bom desempenho ao longo do tempo são parâmetros básicos para a escolha do material utilizado, que no nosso caso do alumínio, fornece a maior durabilidade com a menor manutenção.

A vida útil do alumínio anodizado em aplicações de ambiente externo, não depende somente da espessura de sua camada anódica, mas também da freqüência de lavagens que podem retirar depósitos de sua superfície, não ocorrendo no alumínio revestido com pintura eletrostática, conforme o Manual técnico da Caixilhos e Janelas.

A seguir, as variáveis na instalação de esquadrias com os casos mais críticos, como na instalação sem contramarco em estrutura pré-fabricadas de concreto e pele de vidro.

Trata-se de uma obra executada com estrutura pré-fabricada de concreto, conforme projeto do Anexo A. A composição do acabamento da fachada é feita por quadros individuais e pele de vidro, conforme projeto do Anexo B, localizada à Avenida Brás Leme, nº 1.800 – Santana, São Paulo – SP.

Quando ocorre instalação de esquadrias de alumínio em estruturas préfabricadas não revestidas por argamassa, a opção é a da instalação sem o contramarco pela dificuldade de instalação e acabamento. A peculiaridade na instalação de esquadrias de alumínio nesse tipo de estrutura é que não existe a exata regularidade dos vãos desse método construtivo, conforme ilustrado na Figura 6.1.

Para garantirmos o perfeito fechamento dos vão e pela não regularidade encontrada nesse tipo de estrutura de concreto, é feita a medição dos mesmos um a um, conforme Anexo C. Para que ocorra a menor folga possível no caixilho a fim de se garantir a melhor vedação.

Com essa diferença entre os vidros num mesmo vão, para que essa irregularidade seja absorvida por uma medida padrão, foi criado, neste caso, um perfil “U” de maior dimensão onde o vidro é fixado com uma folga para essa variação dimensional.

Quando se executa o serviço de esquadrias de alumínio em estruturas pré-fabricadas de concreto, deve-se tomar as devidas precauções de vedação da estrutura em suas juntas para que não ocorra percolação de água e assim possa afetar o conjunto da esquadria, conforme Figura 6.2 e Figura 6.3.

A instalação de esquadrias tipo pele de vidro numa fachada pré-fabricada de concreto, conforme Figura 6.4, não sofre tanta variação quanto na instalação de janelas, até por conta que não são construídos edifícios altos com esse método construtivo, diminuindo assim a margem de erros no prumo da edificação.

Para a execução do revestimento da fachada tipo pele de vidro, alguma medidas devem ser feitas para a execução, como veremos a seguir.

A medição da fachada é feita em projeto de arquitetura e conferida no local, para se garantir a exatidão na produção dos componentes que formam o conjunto do revestimento. Com essas medidas é feito o projeto da fachada com suas medidas, modulação dos vãos, eixos de fachada e ancoragem, conforme o Anexo D, para fixação das colunas e travessas que servem de apoio para fixação dos quadros onde os vidros estão colados.

Para seguir uma sequência de execução, como exemplo a coluna B3 em seu detalhe conforme projeto no Anexo E, e Anexo F.

Para a coluna B3 ser posicionada, é fixo conforme os eixos constantes no projeto executivo, dois perfis na fachada por intermédio de buchas expansíveis chamadas de parabolts, Figura 6.5, que tem a finalidade de alinhar qualquer desaprumo que possa existir na estrutura.

Depois do posicionamento das colunas, ocorre a fixação das travessas. Nelas vão fixados os quadros de alumínio e vidro onde é formado o acabamento final, que são vedadas com silicone estrutural.

Os resultados e constatações apuradas foram tirados do pouco material existente sobre o tema e da vida prática. Onde se cria a sensibilidade, juntamente com a teoria, para desenvolvermos o conhecimento e melhorar nossa tomada de decisões para a obtenção do melhor produto final possível.

A escolha do melhor método de instalação de esquadrias de alumínio, vai de encontro com outras questões mais abrangentes no todo da obra, como custo, prazo, e até o controle de qualidade dos serviços executados que antecedem ao processo de instalação das esquadrias.

Para a instalação das esquadrias sem o contramarco, deve-se ter necessariamente uma obra com rígidos critérios de execução a fim de garantir o perfeito alinhamento e prumo das peças estruturais.

Nas esquadrias instaladas com contramarcos, existe uma garantia maior na obtenção do vão desejado, com isso conseguimos minimizar a ocorrência de infiltrações em um numero maior de unidades fixadas. Essa “folga” que existe nesse método de instalação não justifica e nem encobre possíveis erros de execução dos serviços que antecedem a instalação das esquadrias de alumínio, pelo contrário, só se consegue a perfeita estanqueidade no produto final se o contramarco for devidamente chumbado, para isso, quanto melhor o vão estiver executado, menor a probabilidade do desnivelamento e da falta de prumo na peça.

Normalmente num serviço de instalação de esquadrias de alumínio, existe uma grande repetição de uma determinada peça. Esse procedimento num ambiente em que se depende de muitas pessoas envolvidas para obtenção de um produto final, e que esse serviço se encontra nas etapas finais, devemos por mais rigoroso que seja o controle de qualidade, nos precaver com métodos construtivos que nos assegurem uma maior qualidade do produto final.

Com uma grande quantidade de vãos, aumenta a probabilidade de apresentar infiltração de água ou ar, isso pode se dar pela maior dificuldade de garantir que todos os vãos estejam com exatamente a mesma medida.

Assim a conclusão que a relação custo benefício da utilização do contramarco é muito favorável, pois o custo da peça pode ser absorvido em outras etapas da obra, possibilitando que se tenha uma maior garantia da qualidade da edificação.