Economic-energetic feasibility study of the utilization of hollow concrete blocks with rubble in low-cost housing in Brasilia

Nesse trabalho, são analisadas alternativas energético-econômicas de paredes de bloco de concreto com preenchimento dos furos do bloco com entulho de demolição para habitações de interesse social. A hipótese do estudo tem como base o aumento da inércia térmica pelo uso do entulho no furo do bloco. Também são analisadas as influências do revestimento e da pintura de branco das paredes. Foram realizadas medições no verão em modelos reduzidos, denominados de test-cells, adotados como alternativa de maior facilidade e de menor custo de construção, comparativamente às habitações em escala real. Após as medições, procedeu-se à calibração do modelo utilizado nas test-cells e, em seguida, foram realizadas simulações de habitações em escala real. Os resultados apontam como sendo a melhor alternativa energético-econômica a solução com bloco de 14 cm de largura com entulho e sem revestimento. Ainda, a pintura na cor branca se mostrou fundamental para a melhoria no desempenho térmico das habitações. Essa alternativa representa uma nova possibilidade para a destinação do entulho de construção, com um menor prejuízo para o meio ambiente, além da economia de energia gerada.This study comprises an energetic and economic feasibility analysis of adding rubble to conventional masonry in low-cost houses. It was assumed that an increase in thermal mass should be expected with the addition of rubble to hollow concrete blocks. The study also analyzes the influence of adding external plaster and white painting to this masonry. Measurements in 1m³ test-cells were carried out during summer, followed by computer simulations in order to calibrate results obtained in the test-cells. After calibration, an ordinary low-cost house was simulated using the same configurations of the experimental part of the study with the purpose of evaluating resulting thermal performance in full scale. Results indicated that the best energetic and economic alternative consists of concrete blocks with 14 cm width with rubble internally and no plaster externally. It was also observed an improvement in the thermal performance of the simulated building with the white painting. Next to an improvement in thermal performance, a new possibility is presented regarding a proper destination of rubble from civil construction

Avaliação do desempenho quanto aos aspectos da inércia térmica e pintura externa de Teste-Cells de blocos de concreto com entulho nos furos : estudo de caso realizado em Brasília

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2005.No Brasil, na busca de economia na construção da habitação de interesse social, frequentemente observa-se a execução de alvenarias de blocos de concreto sem revestimento e pintura. Em decorrência disto, o desempenho térmico é por vezes prejudicado, principalmente em locais como Brasília, onde há a necessidade de uma maior inércia térmica de paredes. Neste trabalho, propõe-se analisar o desempenho térmico e o efeito da inércia térmica devido à inclusão de entulho de construção civil (proveniente de concreto) no interior de furos de blocos de concreto vazados e pintura branca de alvenaria de test-cells e habitações térreas de interesse social. Foram analisadas três test-cells, TC1, TC2 e TC3, com volume interno de 1m³, constituídas por: bloco de concreto; bloco de concreto com entulho nos furos e bloco de concreto com entulho e revestimento, respectivamente. Também foi analisada a pintura branca, comparativamente à pintura cinza (cor natural do bloco). Foram realizadas medições in loco durante as estações de inverno, primavera e verão, bem como simulações computacionais das test-cells, comparando-se os resultados monitorados in loco com os dados de simulação. Além disto, foram também realizadas simulações de uma habitação com paredes de mesmas alternativas utilizadas nas test-cells, como forma de avaliar inicialmente o desempenho térmico destas em escala real. Foram observadas, de forma geral, nas test-cells, elevadas temperaturas internas para paredes de cor cinza, mesmo para a estação de inverno, e a melhoria do desempenho com o aumento da inércia térmica por meio da adição de entulho nas paredes e do revestimento, além da aplicação de pintura branca. Simulações de uma habitação foram realizadas para as mesmas alternativas de parede consideradas nas test-cells, concluindo-se que para o alcance do nível de desempenho mínimo com o uso do resíduo é necessário aumentar a sua largura de 9 cm (considerada nas alternativas iniciais de test-cells) para 14 cm. Além do melhor conforto proporcionado ao usuário, a proposta representa uma aplicação alternativa de destinação do resíduo da construção (entulho), com a utilização de um volume significativo de material que seria descartado, ao invés da utilização de materiais mais nobres para se obter a melhoria de desempenho térmico.In Brazil, in order to find solutions to low-cost housing, masonry is often built without mortar or painting. As a result, thermal performance is poor, mainly in cities as Brasilia, where a higher thermal mass of walls is necessary. This study aims to analyze the thermal performance and the effect of thermal mass due to the addition of rubble from building construction (deriving from the site’s concrete) to hollow concrete blocks and also the effect of white painting of external walls in test-cells and in a single-storyed low-cost house. Three test-cells – TC1, TC2 and TC3 (with volume of 1m³ each), were built and analyzed: external walls, built with concrete blocks; external walls, built with concrete blocks with rubble; and external walls, built with concrete blocks with mortar and rubble. In order to analyze the influence of white painting, the test-cells were painted, and temperature results were compared to those of gray concrete blocks (natural color). Measurements were carried out during winter, spring and summer, and simulation of testcells was also performed. Monitored data were compared to simulation results. Moreover, simulations of a single-storyed low-cost house with the same alternatives of walls considered in the test-cells were made, in order to evaluate the thermal performance in real scale. High indoor temperatures were observed in the test-cells, even in winter. Also, an improvement of thermal performance was verified, with the increase of thermal mass walls, achieved with the use of rubble, mortar and due to white painting. From the simulations of a single-storyed low-cost house, it was observed that, in order to reach the minimum level of thermal comfort with the use of rubble in hollow concrete block, an increase of the wall thickness up to 14cm (instead of 9 cm, considered initially in test-cells) is needed. Not only due to an improvement of thermal comfort, the proposal represents a new possibility of destination to the rubble of the building construction, with the use of a significant volume of this material that would be thrown away, instead of using costintensive materials in order to improve thermal performance