Steel Frame

Segurança estrutural

Este é provavelmente o aspecto em que o futuro utilizador mais rapidamente pensará ao analisar a possibilidade de construir um edifício com estrutura em aço. O fato de se usarem materiais leves, em contraste com o peso do betão ou concreto poderá levar muitos a duvidar imediatamente da resistência desse tipo de construções. No entanto, tal dúvida não procede, considerando que a resistência da estrutura é assegurada pelo metal. Neste sentido uma casa no sistema light steel framing não difere de qualquer outra casa de alvenaria. A resistência estrutural de qualquer casa convencional é assegurada pelo uso de varas de ferro embutidas em pilares de cimento. No entanto, no primeiro caso, são usados perfis e vigas de aço galvanizado com espaçamentos de 60 cm ou menos. Tomando por hipótese uma habitação de tamanho normal, tendo um piso térreo e um superior, totalizando 200 m² por exemplo, são utilizados cerca de 1.300 metros de perfis ou montantes verticais, 500 metros de vigas de piso, 500 metros de vigas de telhado e 800 metros de canais além de centenas de outros elementos metálicos essenciais. Isto representa mais de 10 toneladas de elementos de metal de alta resistência unidos por milhares de parafusos estruturais. No entanto, neste exemplo, a casa seria muito mais leve do que uma convencional, visto não ser necessário todo o peso do cimento ou do tijolo. Ou seja, praticamente todo o peso de uma construção LSF é proveniente do seu esqueleto metálico estrutural.

Pelo fato de não serem necessárias vigas ou colunas isoladas de apoio, todas as paredes exteriores podem ser consideradas como estrutura do edifício e por onde se reparte todo o peso das placas e andares. Assim, facilmente se compreende a extraordinária resistência sísmica destes edifícios. A casa inteira pode ser comparada a uma enorme caixa metálica reforçada por um revestimento estrutural, sendo usualmente escolhidas as placas de OSB, ou fitas metálicas de contraventamento e fechamento em placas cimentícias para esse efeito. Visto que não são empregues pontos de solda, são eliminados pontos frágeis de ruptura. A casa torna-se uma estrutura flexível, adaptando-se às mínimas variações do terreno, não abrindo fissuras nas paredes e sem apresentar o risco de queda de colunas ou de placas, na eventualidade de um sismo violento. Para isto também contribui o baixo peso da inteira edificação e a uniformidade na distribuição das cargas, atenuando os pontos de concentração de forças e de tensões.

Naturalmente, nem todo o tipo de aço é adequado à estrutura de um edifício ou corresponde ao exigido na legislação aplicável às estruturas com perfis enformados a frio, sendo necessário recorrer a engenharia para a escolha correta do tipo de perfis a aplicar. Esta vantagem do light steel framing, fez disparar a construção de edifícios residenciais com estrutura em aço nos Estados Unidos, especialmente na Califórnia, na Coreia do Sul ou no Japão, visto que estas são zonas do planeta que correm graves riscos sísmicos.

Conforto

Pormenor de estrutura de cobertura metálica pelo interior de um edifício construído segundo o sistema light steel framing. Espera-se que os edifícios mantenham os seus ocupantes confortavelmente protegidos dos elementos. Qualquer espécie de construção, desde fábricas a supermercados, vivendas a centros comerciais, deverão providenciar um ambiente interno apropriado para as actividades mantidas no seu interior, independentemente das condições exteriores.

Portanto, diversos atributos são necessários para que uma casa ofereça aos seus habitantes o necessário conforto. As construções com estrutura em aço distinguem-se no isolamento térmico e acústico e na regulação da humidade no ambiente. Assim, este tipo de estruturas são cada vez mais populares em países como o Estados UnidosCanadáReino UnidoPaíses NórdicosFrança,AlemanhaCoreia do Sul e Japão.

Isolamento Térmico

Uma das mais apreciadas qualidades numa casa e talvez a menos conseguida, é o isolamento térmico. Os materiais deveriam conferir à habitação um completo escudo contra as variações de temperatura e de humidade sentidas no exterior. Nestes aspectos, uma casa com estrutura em LSF é completamente isolada do exterior por placas de poliestireno expandidoOSB e/ou placa cimentícias, vários centímetros de lã mineral e gesso cartonado. As características tanto do poliestireno como da lã mineral conferem ao edifício uma proteção térmica impossível de conseguir numa construção convencional.

Com todos estes materiais, o interior de uma construção LSF é considerado um ambiente de clima controlado. Isto representa uma poupança de energia que será cada vez mais significativa conforme o passar dos anos. Devido a isto, normalmente as habitações deste tipo são equipadas com ar condicionado ou sistemas de recuperação de calor de lareiras visto que se exige um baixo consumo energético para fornecer aos moradores o necessário conforto.

Isolamento Acústico

Quantidade de perfis montantes estruturais num edifício construído segundo o sistema light steel framing. Na maior parte das edificações modernas é necessário levar em consideração o som produzido em outras dependências da casa ou mesmo o ruído proveniente do exterior. Muitas vezes pensa-se que a única forma de evitar a propagação do ruído é aumentar a largura das paredes. No entanto, este problema poderia ser resolvido caso se utilizassem materiais que comprovadamente revelam ser maus condutores do som, ao contrário do que acontece com o tijolo e o cimento. As lãs minerais, utilizadas na cavidade interior das paredes, são eficazes não só pela sua estrutura como também pela sua densidade, sendo consideradas por testes laboratoriais como possuindo alto poder de isolamento acústico.
No entanto, os restantes materiais também atuam como escudo dispersor dos ruídos. Nas paredes interiores, a utilização do gesso acartonado contribui para reduzir a transmissão do som. Nas exteriores, além do gesso numa das faces, há ainda que contar com o OSB e/ou Placas Cimentícias e ainda com o poliestireno expandido. As lãs minerais são também colocadas no espaço entre as vigas de piso, (com até 250 mm de secção), minimizando bastante os ruídos aéreos, vantagem que não é possível obter numa construção convencional.

Por estes motivos, uma casa com estrutura metálica tem uma sonoridade diferente de uma casa convencional. O som produzido no interior de uma divisão é refletido pelas paredes e transmitido por elas, impedindo várias vezes mais a propagação do ruído do que uma parede de tijolo. Este efeito provoca um som diferente, dando a sensação de parede oca quando se bate nas paredes, visto que o som do impacto não é totalmente transferido para a outra face. Os ruídos de impacto ou de percussão nos pisos podem ser minimizados ou mesmo eliminados pela aplicação de lã mineral de alta densidade, ou outros materiais adequados, diretamente sob o OSB que reveste a estrutura da laje e finalmente aplicar o pavimento final.

Ganho de tempo

Pormenor de acabamento de telhado numa moradia com estrutura de aço leve.

O baixo peso dos materiais apesar das grandes dimensões dos mesmos, a utilização de sistemas de fixação mecânica ao invés de cimento, a aplicação de argamassas de rápida secagem para rebocos exteriores, a facilitada colocação de tubagens e condutores eléctricos devido a não ser necessária a abertura de roços e ainda muitas outras técnicas fáceis e rápidas utilizadas nos edifícios LSF, diminuem consideravelmente a mão de obra e, consequentemente, o tempo necessário para a conclusão dos trabalhos. Assim, é usual conseguir uma redução de metade do tempo necessário para a construção quando comparada com a construção convencional. Nas habitações com estrutura metálica poupa-se na mão de obra e investe-se na qualidade dos materiais básicos.

Preços competitivos

Empregam-se os mais recentes materiais, eficientes e tecnicamente evoluídos atualmente disponíveis no mercado da construção civil. Os níveis de segurança e conforto são muito superiores à habitação média que usualmente se constrói usando o cimento e o tijolo. Naturalmente, a maior qualidade tem o seu custo. Apesar disso, as construções com estrutura em aço são comercializadas por valores semelhantes a qualquer outra habitação. Isto é possível devido à menor utilização de mão de obra, a uma gestão eficiente dos profissionais envolvidos e à racionalização dos meios de transporte e maquinaria. Ou seja, menos tempo de construção resulta numa poupança substancial de recursos o que permite alcançar valores finais competitivos. Além disso, o custo inicial também pode ser rentabilizado com o passar do tempo devido a uma menor manutenção e a uma considerável poupança energética na climatização e luminosidade do ambiente.

Light steel framing é uma designação utilizada internacionalmente para descrever um sistema construtivo que utiliza o aço galvanizado como principal elemento estrutural. São estruturas que não utilizam tijolo ou cimento, sendo que o concreto ou betão  é apenas empregue nas fundações ou caves. O sistema também é conhecido por estruturas em aço leveconstrução LSF ou construção com aço galvanizado.

Moradia construída segundo o sistemalight steel framing podendo observar-se o esqueleto metálico antes da aplicação do revestimento estrutural.

A palavra steel indica a matéria prima usada na estrutura, o aço. A inclusão de light (em português, 'leve') indica que os elementos em aço são de baixo peso, uma vez que são produzidos a partir de chapa de aço com espessura reduzida. Também para focar essa característica, muitas publicações usam o termo light gauge (gauge é uma unidade de medida, agora quase em desuso, que define a espessura das chapas de metal). Outros designam o aço por cold formed steel, ou seja, aço moldado ou enformado a frio, como referência ao processo de moldagem da chapa através de processos mecânicos à temperatura ambiente, tal como a quinagem ou a perfilagem. O termo light também lembra que não é necessário utilizar equipamentos e maquinaria pesada na construção. Também ressalta a flexibilidade, dado que permite qualquer tipo de acabamento exterior e interior. Além disso, o próprio peso do edifício é baixo, não só porque a sua estrutura é leve, mas também por que o light steel framing é especialmente destinado a edifícios de pouca altura, em contraste com as estruturas pesadas de grandes prédios de apartamentos. Apesar de elementos em aço leve galvanizado serem usados, para fins não estruturais, em edifícios de maiores dimensões, a expressão light steel framing é especialmente utilizada com referência a edifícios residenciais até dois ou três pisos, ou seja, edifícios leves. Também se emprega a palavra light para lembrar a facilidade com que os materiais são aplicados em obras de reabilitação de edifícios antigos, cujas estruturas, embora pesadas, possuem baixa resistência sísmica.

Framing é a palavra usada na língua inglesa para definir um esqueleto estrutural composto por diversos elementos individuais ligados entre si, passando estes a funcionar em conjunto, para dar forma e suportar o edifício e o seu conteúdo. A palavra também se refere aos processos usados para interligar os referidos elementos estruturais, sejam em madeira, ferro ou aço galvanizado. De difícil tradução em português (o termo mais aproximado seria caixilharia), tem-se optado por dizer 'estruturas'.

Visto que os materiais empregues na construção LSF são usualmente mais caros do que os usados na construção convencional, é precisamente esta característica que torna economicamente acessível e competitiva esta solução construtiva. Evidentemente, o tempo e a mão de obra estão intimamente ligadas com o custo final da obra. Apesar das vantagens da construção LSF e das preocupações ambientais, o preço continua a constituir um fator importantíssimo na tomada de decisão. Algumas pessoas confundem este tipo de edifícios com construções pré-fabricadas e imaginam que o preço deverá ser muito mais baixo que os praticados na construção convencional.