PT106008A

PT106008A - Processo construtivo modular

Info

Publication number: PT106008A
Application number: PT106008A
Authority: PT
Inventors: Joaquim Jorge Leal Rodrigues; Luis Alberto Proenca Simoes Da Silva
Original assignee: Cool Haven Habitacoes Modulares E Eco Sustentaveis S A
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-05-20
Also published as: BR102012028989A2; PE20131079A1; CH705827A2; DE102012220997A1; FR2984931B1; FR2984931A1; LU92095B1; PT106008B

Abstract

O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UM PROCESSO CONSTRUTIVO ATRAVÉS DE TRÊS TIPOS DE COMPONENTES ESTRUTURAIS INDICATIVA MAS NÃO LIMITATIVAMENTE EM AÇO: COMPONENTES DE BASE, VERTICAIS (1), HORIZONTAIS (2), COMPONENTES INTERMÉDIAS, VERTICAIS (3) E HORIZONTAIS (4) E UM PILAR DE UNIÃO (5), SENDO QUE AS COMPONENTES DE BASE SE UNEM ENTRE SI ATRAVÉS DO DITO PILAR, PODENDO ESTE SER LIGADO POR UM FIXADOR (6) A UMA ESTACA METÁLICA (7) CRAVADA NO SOLO. O PROCESSO CONSTRUTIVO MODULAR PROCEDE À AMARRAÇÃO DAS COMPONENTES DE BASE HORIZONTAL (2), SOBRE AS QUAIS ASSENTAM AS COMPONENTES INTERMÉDIAS HORIZONTAIS (4). ENTRE DUAS COMPONENTES DE BASE HORIZONTAIS SÃO COLOCADOS AS COMPONENTES DE BASE VERTICAIS (1) E, ENTRE ESTAS, AS COMPONENTES INTERMÉDIAS VERTICAIS (3). TODAS AS COMPONENTES TÊM DIMENSÕES PREVIAMENTE PADRONIZADAS, CONSTRUÍDAS A PARTIR DE UMA UNIDADE CONCEPTUAL MÍNIMA DE 600 MM POR 600 MM QUE FORMA UMA GRELHA QUE SERVE DE BASE CONSTRUTIVA A TODOS OS ELEMENTOS QUE COMPÕEM CADA MÓDULO. OU SEJA, TODOS OS MÓDULOS E RESPECTIVAS COMPONENTES TERÃO DIMENSÕES MÚLTIPLAS DESTA UNIDADE.

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO CONSTRUTIVO MODULAR"

Dominio técnico 0 presente invento diz respeito a um novo conceito e novo processo de construção de edificios, em especial habitações. 0 invento permite uma nova interação entre o utilizador e o sistema construtivo, nomeadamente, a possibilidade de aumentar ou reduzir a volumetria da sua habitação, de forma rápida e pouco dispendiosa, adaptando-a à evolução das suas necessidades.

Trata-se de uma alternativa à construção tradicional em alvenaria e betão sem nenhuma das suas desvantagens, quer no que toca a tempos de execução, fabrico e transporte de materiais. Por outro lado, também ultrapassa uma limitação óbvia das construções tradicionais: estas, com um tempo de vida útil naturalmente longo, não permitem adaptações posteriores significativas, quer em termos de volumetria, quer em termos de adaptação às novas exigências. Assiste-se, assim, a demolições continuas de edificios de idade mais ou menos avançada. E uma das razões fundamentais é a alteração social que cria novos gostos, necessidades e conceitos e formas de vida. 1/14

Assim, em resposta às necessidades de mobilidade e alteração familiar e social das actuais sociedades o invento proposto apresenta um sistema construtivo altamente flexivel, fácil de montar e desmontar permitindo, a todo o instante, adaptar a habitação à alteração do agregado ou, pura e simplesmente, do gosto do utilizador. 0 invento propõe a construção de edifícios, especialmente os habitacionais, recorrendo a soluções com caracteristicas modulares cujo desenho e concepção apresenta elevada agilidade em termos de adaptação do espaço interior.

Cada módulo é composto por vários componentes: paredes, cantos, vigas e lajes. 0 objectivo do processo construtivo é a flexibilização e redução dos tempos de construção recorrendo à utilização de elementos industriais Standard - os componentes. 0 conceito subjacente ao invento tem a possibilidade de repetir tantos módulos quanto os necessários. A articulação entre os módulos potência a formação de qualquer tipologia de edificado. Os ditos módulos apresentam uma gama de dimensões optimizadas, facilitando a associação. A sua articulação faculta a expansão ou diminuição do volume do espaço edificado, sendo as paredes amovíveis, proporcionando o aumento ou diminuição com agregação ou diminuição. 2/14 A industrialização de todos os componentes do módulo permite uma padronização e consequente eficiência do processo de montagem. 0 sistema construtivo dos nódulos referidos é composto por três tipos de componentes: Componentes de base (de suporte e articulação), componentes intermédios (elementos de parede exterior) e componentes de preenchimento (paredes interiores divisórias) não apresentando, estas últimas, qualquer função estrutural. A conjugação destes três tipos de componentes está na origem da construção de módulos cuja concepção lhes permite qualquer tipo de solução construtiva, aumentando o espaço (agregando novos módulos), diminuindo-o (desagregando algum ou alguns módulos) ou modificando-o (trocando módulos de determinada dimensão por outros, de dimensão diferente.

Torna-se, assim, praticamente ilimitada a possibilidade construtiva, adaptando-se o espaço habitacional a qualquer nova realidade.

Estado da técnica. A construção modular tem sentido incremento nas últimas décadas e existem soluções construtivas conhecidas. 3/14

Efectuada pesquisa ao estado da técnica, o inventor encontrou alguns documentos considerados como sendo relevantes para o estudo na novidade da invenção: 0 documento GB 2014686 A (Dl); O Documento BR 8106537 (D2); O documento JP 2272143 A (D3) ; O documento JP 11315609 A (D4) e o documento FR 2247597 AI (D5).

Como mais próximos do estado da técnica, realçam-se os documentos Dl e D2. O primeiro dos ditos documentos a uma construção metálica através de elementos estruturais e de união com caracteristicas que lhe permitem a fixação dos elementos estruturais nas juntas. Trata-se de elementos metálicos com uma configuração (devido à posição da furação e forma das alhetas) que permitem um diverso posicionamento entre si. Não se trata, no entanto, de nenhum processo construtivo modular em que, com um número de componentes pré-definido e de dimensões Standard, se construam edifícios modulares. Por outro lado, nem as componentes, nem o modo de fixação se aproximam do invento, ora apresentado. Além de que, o que Dl cria são, unicamente, elementos metálicos para aplicar em juntas no processo construtivo. D2, por sua vez, trata-se de uma estrutura metálica modulada. Apresenta um módulo estrutural que se repete na montagem de uma estrutura, mediante o acoplar de colunas com elementos de engate, vigas, aduelas, escoras, tirantes 4/14 e pontaletes, sendo as colunas compostas por dois perfis metálicos em "U", soldados um ao outro e apresentando exteriormente quatro faces de igual dimensão, posicionadas em forma de aba para o exterior.

Do mesmo modo, não se trata de uma construção modular do tipo ora apresentado e não recorre, nem a procedimentos, nem aos elementos construtivos utilizados no presente invento.

Os restantes documentos apresentam soluções construtivas que não se aparentam com a solução constante do presente invento.

Descrição das figuras A Fig.l representa as componentes de base verticais, com diferente configuração em função da sua posição na construção, todas dotadas de guias de fixação (1-a); A Fig.2 mostra exemplos das componentes de base horizontais (2), dotadas de barras transversais (2-a) e de contravento (2 —b) , abas de fixação nos topos (2-c) e uma aba de apoio (2-d) para nelas assentarem as componentes intermédias horizontais; 5/14 A Fig.3 representa exemplos das componentes intermédias verticais (3) dotadas de guias de fixação (3-a) ; A Fig.4 apresenta um exemplo de uma componente intermédia horizontal (4); A Fig.5 mostra o pilar de união (5) que une as componentes de base verticais, possuindo abas de fixação (5-a) perto da área dos topos; A Fig.6 apresenta, em pormenor, o elemento ou pilar de união (5) das componentes de base verticais alinhado com o fixador (6) dotado de pernos de ligação e a estaca (7); A Fig.7 mostra, em vista esquemática geral, um exemplo sequencial das componentes que constituem um canto de um módulo, sendo visivel a componente de base vertical (1) alinhada com o canto formado pelas componentes de base horizontais (2) ao às quais é fixada pelo pilar de união (5) ; vêm-se, também, os componentes intermédios verticais (3) que acoplam lateralmente com o dito elemento de base vertical. É, também visivel a componente intermédia horizontal (4) com o alinhamento respectivo no processo construtivo; A Fig.8 representa exemplos de articulação entre o pilar de união (5) e as componentes de base horizontais (2) mediante 6/14 as abas de fixação do pilar (5-a) e vendo-se pormenorização da dita articulação superior e inferior e projeção desta última para o fixador (6) e estaca (7); A Fig.9 representa a articulação entre as componentes de base horizontais (2) e as componentes intermédias horizontais (4), representando-se o movimento de assentamento da componente intermédia horizontal (4) sobre a aba de apoio (2-d) da componente de base horizontal; A Fig.10 pormenoriza a ligação das componentes de base verticais (1) com as componentes de base horizontais (2), vendo-se, também, o alinhamento das componentes intermédias verticais (3) . Em pormenor, realça-se essa ligação através do guia de fixação (1-a) que conecta, no canto, com o pilar; A Fig.ll mostra, em corte de planta, a ligação das componentes intermédias verticais (3) às componentes de base horizontais (2) através do pilar de união (5), denotando-se as abas de fixação (2-c) dos componentes de base horizontais; A Fig.12 apresenta um corte esquemático vertical, pormenorizando a ligação das componentes intermédias verticais (3) às componentes de base horizontais (2), realçando-se as ligações através das abas de fixação (2-c); 7/14 A Fig.13 mostra o pormenor de ligação entre as componentes da base horizontais (2), o pilar de união (5) e as componentes intermédias verticais (3); A Fig.14 apresenta os pormenores de ligação, superior e inferior, das componentes de base horizontais (2) com o pilar de união (5); A Fig.15 representa, em corte vertical, a ligação dos elementos de base verticais (1) com o pilar de união (5) através de uma peça de encaixe (8); A Fig.16 representa, esquematicamente, um módulo e as suas componentes essenciais: componentes de base verticais (1), componentes de base horizontais (2), componentes intermédias verticais (3) e componentes intermédias horizontais (4) ; A Fig.17 representa, em esquema progressivo, a constituição de um módulo, denotando-se todas as componentes essenciais; A Fig.18 representa, em planta, exemplos de agregação de módulos de igual dimensão; A Fig.19 representa, em planta, exemplos de agregação de módulos de diferentes dimensões. 8/14

Exemplo do melhor modo de realização do invento 0 processo construtivo, conceptualmente, baseia-se numa unidade minima de 600 mm por 600 mm que forma uma grelha que serve de base construtiva a todos os elementos que compõem cada módulo. Ou seja, todos os módulos e respectivas componentes terão dimensões múltiplas desta unidade. A referida unidade teve por base a investigação sobre as dimensões de grande parte dos materiais construtivos utilizados, o que se traduz, por sua vez, numa utilização quase total dos materiais, minimizando desperdícios. 0 processo construtivo assenta em três tipos de componentes que permitem construir qualquer tipo de módulo de dimensões Standard, agregá-los ou desagregá-los de outros módulos: Componentes de base, componentes intermédios e componentes de preenchimento.

As componentes de base são elementos de suporte e articulação correspondendo aos elementos de contorno e união. Estão presentes em todos os módulos e dividem-se em duas categorias: componentes de base verticais (1) e componentes de base horizontais (2).

Para além da função estrutural, os ditos componentes de base funcionam, também, como "passagem técnica", permitindo 9/14 albergar todo o circuito principal das várias redes de infra-estruturas. A Fig.l mostra exemplos dessas componentes de base verticais (1). São elementos estruturais dotados de guias de fixação (1-a) nos seus topos e, juntamente com as componentes de base horizontais (2), constituem a estrutura fundamental dos módulos.

As componentes intermédias correspondem aos elementos de parede e dividem-se em duas categorias: componentes intermédias verticais (3) , que funcionarão como paredes exteriores e as componentes intermédias horizontais (4) , que correspondem ao piso.

Permitindo definir a volumetria pretendida, as ditas componentes intermédias - verticais e horizontais - são elementos estruturais secundários, funcionando também como elementos divisórios que têm a faculdade de serem removidos. Permitem, também, albergar as terminações dos circuitos das várias redes de infra-estruturas.

Por sua vez, as componentes de preenchimento correspondem às paredes interiores divisórias, bem como ao mobiliário de divisão. Estas componentes não apresentam nenhuma função estrutural, podendo-se localizar em qualquer zona da volumetria e podendo ter qualquer dimensão. 10/14

As componentes de base verticais (1) são elementos de suporte e articulam-se com os componentes de base horizontais (2) através de pilares de união (5).

Os ditos componentes de base verticais assumem, na construção, a função estrutural de pilares de suporte, podendo ter várias configurações (Fig.l). Com eles articulam, formando um ângulo de 90.°, as componentes de base horizontais (2) . Estas possuem estrutura contraventada, abas de fixação (2-c) e, ao longo do rebordo superior, possuem guias de fixação (2-e), aptas a acoplarem com as componentes de base (1) e intermédias (3) verticais. Acoplando no referido ângulo, as componentes de base horizontais vão fixar-se através do pilar de união (5) . A fixação é efectuada através das abas de fixação (5-a) do pilar e abas de fixação da componente de base horizontal.

Aqueles três elementos estruturais, verticais (1), horizontais (2) e pilar de união (5) formam uma trama estrutural que permite receber os elementos estruturais secundários: as componentes intermédias verticais (3) e as componentes intermédias horizontais (4). O pilar de união (5) serve também de elo de transição entre o módulo e o sistema de fixação ao solo (ver, em particular, Fig.7 e Fig.8). 11/14 A Fig.7 mostra o processo para se executar um canto e respectivas paredes adjacentes, bem como a fixação ao solo: As componentes de base vertical (1) acoplam num canto num ângulo de 90° formado pela sua articulação entre as duas componentes de base horizontal (2) . A união entre estas duas componentes de base (vertical e horizontal) é efectuada através de um pilar de união (5) .

As componentes intermédias verticais (3) acoplam lateralmente à componente de base vertical (1) e apoiam-se sobre a componente de base horizontal (2). A amarração do módulo ao solo é efectuada através dos pilares de união (5) existentes nos cantos dos módulos. Os ditos pilares são presos a um fixador (6) e este, por sua vez, a uma estaca (7) que penetra no solo. A utilização de estacas metálicas (7) é, apenas, indicativa no projecto. A morfologia do terreno pode aconselhar outro tipo de pré-estruturas. E, de facto, podem ser utilizadas outras pré-estruturas, dado que o processo construtivo reivindicado se adapta a qualquer morfologia de terreno. A Fig.6 mostra, em pormenor, o dito elemento fixador e a estaca correspondente que se projecta para o solo.

As componentes de base horizontal (2) estruturam os módulos em toda a sua periferia e recebem, por sua vez, as componentes intermédias horizontais (4). 12/14

As ditas componentes intermédias horizontais funcionam como piso do módulo a construir. Para se ancorarem, assentam sobre uma peça de apoio em forma de aba (2-d) existente nas componentes de base horizontal (2).

Sobre as componentes de base horizontais e as componentes intermédias horizontais assentam as componentes intermédias verticais (3) que se ligam, às componentes de base verticais (1).

Sobre as componentes estruturais de base horizontais (2) periféricas do módulo vão fixar-se as componentes intermédias verticais (3) . Estas funcionam como paredes exteriores dos módulos e vão, nos cantos, ligar-se às componentes de base verticais (1) através do pilar de união (5) como se demonstra, em particular, na Fig.10.

As componentes verticais - de base (1) e intermédias (3) dispõem de guias de fixação (1-a e 3-a) em forma de lâmina, que permitem definir um alinhamento perfeito com as componentes de base horizontais (2).

Após a colocação das componentes intermédias verticais (3) são colocados pilares de união (5) nos cantos dos módulos sobre os quais são pousadas as componentes de base horizontais (2) .

As Fig.10 e 13, em especial, ilustram particularmente aquela fase, denotando as componentes intermédias verticais 13/14 (3) alinhadas e acopladas às componentes de base verticais (1), formando um ângulo de 90°. Por sua vez, estas componentes intermédias verticais (3) ficam delimitadas por duas estruturas de base horizontais (2) e, no canto, acoplam à componente de base vertical.

Os elementos de união, ou pilares de união (5) fixam, hermeticamente, as componentes de base horizontais (2) no referido ângulo de 90°, dando forma ao módulo.

Ao utilizar sempre as mesmas componentes - de base e intermédias - com dimensões múltiplas da unidade minima conceptual de 600 mm por 600mm, cria-se uma grelha que suportará todos os elementos da construção modular.

Dessa forma, pode-se acrescentar mais um módulo ou retirá-lo. A construção expende-se ou contrai-se de acordo com as necessidades do agregado familiar.

Com efeito, na expansão modular, vertical ou horizontal, um novo módulo vai utilizar as mesmas componentes e pode-se actuar como, em esquema, se mostra na Fig.18. Ou, como no na Fig.19 se representa, adicionar módulos de volumetria diferente (mas, sempre, com componentes de dimensão múltipla da referida unidade minima).

Porto, 26 de janeiro de 2012. 14/14

Claims

REIVINDICAÇÕES 1 - Processo construtivo modular caracterizado por utilizar dois tipos de componentes de base metálicos - verticais (1) e horizontais (2) e dois tipos de componentes intermédios -verticais (3) e horizontais (4) - também metálicos, sendo que os componentes horizontais se unirem, formando um ângulo de 90°, através de um pilar de união (5) metálico e as componentes de base verticais, através de guias de fixação (1-a), assentarem sobre os rebordos superiores das componentes de base horizontais e, depois de formado o quadrilátero entre as ditas componentes de base horizontais, sobre estas assentarem as componentes intermédias horizontais (4) e entre as componentes de base verticais (1) acoplarem as componentes intermédias verticais (3) constituindo, estas, as paredes do módulo, sendo que todos os componentes de base (1 e 2) e intermédios (3 e 4) são de dimensão padronizada, múltipla de uma unidade minima - quadrados de 600 mm por 600 m - que forma uma grelha que serve de base construtiva a todas as componentes.
2 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por as componentes de base verticais (1) possuírem guias de fixação (1-a), em forma de lâmina, projectadas longitudinalmente de ambos os topos. 1/3
3 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os componentes de base horizontais (2), de configuração rectangular alongada, serem dotadas de abas de fixação (2-c) nas extremidades.
4 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por as componentes de base horizontais (2), possuírem barras transversais (2-a) e de contravento (2-b).
5 - Processo construtivo modular, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por as componentes de base horizontais (2) possuírem, ao longo do rebordo superior, guias de fixação (2-e) onde assentam as componentes intermédios verticais (3) .
6 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por as componentes de base horizontais possuírem uma aba de apoio (2-d) onde assentam as componentes intermédias horizontais (4).
7 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pilar de união (5) de configuração retangular alongada, ser dotado de abas de fixação (5-a) perto de ambos os topos. 2/3
8 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o pilar de união (5) , ser colocado no ângulo formado entre duas estruturas de base horizontais (2) e se projectar para o solo através de estacas (7) unidas ao dito pilar mediante um fixador (6) .
9 - Processo construtivo modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as componentes intermédias verticais (3), possuírem forma de painéis rectangulares em cujos topos existem guias de fixação (3-a) em forma de lâmina alongada, constituindo as ditas componentes de base intermédia as paredes do módulo. Porto, 26 de janeiro de 2012. 3/3