Painéis de isolamento com baixo teor de carbono: Uma contribuição para a sustentabilidade de edifícios

Abstract

A presente dissertação pretende examinar o impacto ambiental e as suas considerações de sustentabilidade na indústria da construção. A produção de materiais de construção é identificada como um dos principais contribuintes, consumindo aproximadamente 50% dos recursos naturais da Terra. Adicionalmente, os resíduos de Construção e Demolição (C&DW) surgem como a maior fonte de resíduos na Europa, representando cerca de 33.5% do total de resíduos da EU-28 em 2014, com 871 milhões de toneladas. O setor da construção também desempenha um papel significativo e é responsável por cerca de 40% do consumo final de energia e das emissões de carbono. Para enfrentar esses desafios, esta pesquisa centra-se no desenvolvimento de soluções construtivas mais sustentáveis, utilizando materiais com menor impacto ambiental (baixo carbono incorporado) e alta eficiência térmica. A dissertação está integrada no projeto INCSEB, que visa o desenvolvimento de cinco painéis de isolamento do tipo sandwich, em aço, para envolventes de edifícios (fachadas e coberturas) com teor de carbono ultra-baixo. Isto é conseguido através de isolamentos à base de fibras de madeira e lã de rocha. Este trabalho de investigação está estruturado nas seguintes partes principais: I. Realização de uma revisão completa da literatura sobre materiais de isolamento, as suas propriedades, os seus impactos ambientais e quais as bases de dados usadas;II. Realização de uma Análise do Ciclo de Vida (ACV) de dois tipos de painéis de isolamento, nomeadamente de lã de rocha e de fibra de madeira, considerando as diferentes etapas do ciclo de vida, como a produção, o transporte e o fim de vida; III. Comparação dos impactos ambientais dos painéis de isolamento já mencionados, com base nos resultados da ACV e determinar o material mais sustentável para uso na construção;IV. Investigação e comparação das técnicas de medição de deslocamento, pela medição padrão (LVDT) e pela correlação de imagem digital (DIC), no estudo dos deslocamentos dos painéis de isolamento já mencionados; V. Avaliação da viabilidade e potenciais vantagens ao usar a correlação de imagem digital como uma técnica de deslocamento para estudos futuros.

The present dissertation intends to examine the environmental impact and its sustainability considerations in the construction industry. The production of building materials is identified as a major contributor, consuming approximately 50% of the Earth’s natural resources. Additionally, Construction and Demolition (C&DW) waste in Europe, accounting for around 33.5% of total EU-28 waste in 2014, with 871 million tons. The construction sector also plays a significant role and is responsible for around 40% of final energy consumption and carbon emissions. To face these challenges, this research focuses on the development of more environmental constructive solutions, using materials with less environmental impact (low incorporated carbon) and high thermal efficiency. The dissertation is part of the INCSEB project, which aims to develop five sandwich-type insulation panels, in steel, for building envelopes (facades and roofs) with an ultra-low carbon content. This is achieved through insulation based on wood fibers and rock wool. This research work is structured in the following main parts: I. Carrying out a complete review of the literature on insulation materials, their properties, ther environmental impacts and which databases were used; II. Carrying out a Life Cycle Assesment (LCA) of two types of insulation panels, namely rock wool and wood fiber, considering the different stages of the life cycle, such as production, transport and end of life;III. Comparison of the environmental impacts of the aforementioned insulation boards, based on the LCA results and determining the most sustainable material to use in construction;IV. Investigation and comparison of displacement measurement techiques, by standard measurement (LVDT) and by digital image correlation (DIC), in the study of displacements of insulation panels already mentioned; V. Assessing the feasibility and potential advantages of using digital imagem correlation as a lead-in technique for future studies.