Arquitetura de madeira : reflexões e diretrizes de projeto para concepção de sistemas e elementos construtivos

Orientador : Prof. Dr. Jorge Luis Monteiro de MatosCo-orientadora : Profa. Dra. Josilena M.Z. GonçalvesTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 03/09/2009Inclui bibliografiaÁrea de concentração : Tecnologia e Utilização de Produtos FlorestaisA madeira é uma alternativa apropriada para a construção civil por ser material renovável, por se adaptar bem a processos de pré-fabricação, por possibilitar obras secas e de montagem rápida, por apresentar boa relação entre peso e resistência mecânica, por ser posta em carga imediatamente nas estruturas, enfim, por ser mais leve e gerar menos impacto ambiental se comparada com outros materiais de construção. Além disso, o Brasil possui uma extensa área de florestas nativas e plantadas e excelentes condições de implementar sua produção madeireira, através de políticas públicas que coordenem e fiscalizem manejos sustentáveis e reflorestamentos. No entanto, apesar de todas as vantagens comparativas, a madeira é pouco utilizada no país. Isto se deve em grande parte a técnicas construtivas inadequadas, decorrentes da falta de conhecimento por parte dos profissionais e da escassez de pesquisas voltadas para o desenvolvimento de tecnologias que atendam às necessidades e aspirações da população. Há falta de bons projetos de sistemas e obras de madeira, que ofereçam qualidades tecnológicas, plásticas1 e funcionais. Posto isso, o objetivo principal deste trabalho foi investigar e refletir sobre o projeto de arquitetura como um todo e propor soluções de projeto de componentes constituídos por peças curtas de madeira maciça para paredes. O desenvolvimento de componentes, ou peças-sistema, se apresenta como uma alternativa para agregação de valor à matéria prima e geração de renda e empregos em diversos setores, além de aumentar a participação da madeira na construção e mercado nacionais. No que tange às construções de madeira, a prática demonstra que se precisa trabalhar a favor do desenvolvimento de uma tecnologia nacional e contra preconceitos culturais nos diversos segmentos econômicos da população. Para isso, a metodologia utilizada nesta tese é de pesquisa exploratória, seguindo as etapas: revisão bibliográfica, projeto de componentes e construção de protótipos. Como resultados, o trabalho apresenta reflexões sobre o projeto de arquitetura e o metaprojeto construtivo como um conjunto de ferramentas para uso diário do arquiteto - principalmente o uso de retícula projetual, modelos de categoria e coordenação dimensional -, como instrumento de racionalização e otimização do processo de concepção e construção da arquitetura; também propõe solução de projeto de peças-sistema construídas com peças curtas (com comprimentos inferiores a 70 cm) de madeira maciça, produzidas dentro de um esquema de pré-fabricação aberto, com uma propriedade aditiva que permite que se construa uma infinidade de longitudes e alturas com apenas 4 componentes para paredes de vedação e/ou estruturais, passíveis de serem montadas a seco; por fim, demonstra a sua viabilidade através da construção de protótipos com três espécies: uma nativa local, a bracatinga (Mimosa scabrella); uma exótica de reflorestamento, o pinus (Pinus sp.); e uma nativa amazônica, o ipê (Tabebuia sp.). Como conclusão, o conhecimento das características e propriedades tecnológicas da madeira e o projeto de peças-sistema são apresentados como ponto de partida para o desenvolvimento de tecnologias, projetos e obras que utilizem a madeira, como maneira de promover o uso deste material no Brasil.Wood is a good alternative construction material for many reasons. It is renewable and adaptable to prefabrication; can be quickly dry assembled, has a good weight/mechanical strength ratio and can withstand loads immediately after erection. Also, it is lighter and causes less environmental impact when compared to other construction materials. Brazil has vast areas of both native and planted forests and conditions are ideal for the implementation of wood production, if public policies are implemented to coordinate and monitor sustainable management and planted forests. However, in spite of these marked comparative advantages, wood is not often used as a construction material in this country, mainly because of the dissemination of inadequate construction techniques by professionals who are not knowledgeable enough. Another problem is the lack of research work on the development of technologies to meet the needs and aspirations of Brazilians. Furthermore, there are not enough designs of wood systems or wood constructions that satisfy high technological, plastic and functional quality requirements. Considering the foregoing, the main objective of this study is to investigate and analyze architectural design in general and to propose design solutions based on wall components made of short solid wood parts. These components -- the socalled system-components -- would not only add value to the raw material, but also generate income and help create jobs in various sectors of the economy. Also they would increase the share of wood as a construction material in the domestic market. In practice, however, more work has to be done to develop technology locally and to fight the cultural prejudice that prevails in various classes of the Brazilian population. To this end, this study employed the concept of exploratory research consisting of the following phases: review of literature, design of components and construction of prototypes. The result was a collection of reflections on architectural design and constructive metadesign and on tools that should be routinely used by architects -- especially the design grid, category models and dimensional coordination - to ensure a more sensible and optimized approach towards concepts and execution in architecture. This study also proposes a design solution consisting of commercially available open system components made of short pre-fabricated solid wood pieces (70cm long max). Only four of those components are enough to allow for different combinations of lengths and heights of dry-assembled infill and/or structural walls. Finally, the feasibility of this study is demonstrated by prototypes constructed with three wood species: bracatinga (Mimosa scabrella), a local native species; pine (Pinus sp.), an exotic planted species; and ipê (Tabebuia sp.), a native Amazonian species. As a conclusion, this study proposes that a better knowledge of wood characteristics and properties combined with the prefabricated component-based design are prerequisites for the development of new wood technologies, designs and constructions that will eventually lead to a more disseminated use of this construction material in Brazil