Conforto Térmico em Edifícios: Arquitetura e Materiais, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Civil

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PROFESSORA JANAINA BEDIN

CONFORTO AMBIENTAL: TÉRMICO E ACÚSTICO

Desempenho Térmico de edificações

Aula 05: Fechamentos

A forma arquitetônica tem grande influencia

no conforto ambiental de uma edificação e no

consumo de energia, já que interfere na

quantidade de luz e calor solar recebidos pelo

edifício e nos fluxos de ar.

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Fechamentos

• SOLSTÍCIO VERÃO – 22/

• EQUINÓCIO OUTONO – 22/

• SOLSTÍCIO INVERNO – 21/

• EQUINÓCIO PRIMAVERA – 22/

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Radiação Solar

• Como para um mesmo volume interno

pode se ter diversas formas, pode-se ter

diferentes contingentes de ganhos

térmicos e de exposição à iluminação

natural.

4 25

Fechamentos

• De uma forma geral, os materiais podem ser classificados como

opacos ou transparentes à radiação solar.

• Os materiais opacos dificultam a transmissão da radiação solar ,

enquanto os transparentes transmitem uma grande parcela.

• A radiação transmitida através das superfícies transparentes

constituem uma das principais fontes de ganho térmico das

edificações , constituindo uma peça chave na definição das

condições ideais de conforto.

6 25

Fechamentos

FECHAMENTOS OPACOS

• A transmissão de calor acontece quando há uma diferença

de temperatura entre as superfícies interior e exterior. O sentido do fluxo de calor é sempre da superfície mais quente para a superfície mais fria.

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Fechamentos opacos

MOMENTO 01

Se considerarmos a temperatura externa superior à interna, a superfície externa do fechamento recebe calor do meio por convecção e radiação.

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Fechamentos opacos

A convecção é a forma de transmissão do calor que ocorre principalmente nos fluidos (líquidos e gases).

Quando dois corpos mantidos a diferentes temperaturas estão separados entre si por um vácuo perfeito, não há troca de calor entre eles por condução ou convecção, devido à inexistência de um meio físico, nesta situação a troca de calor é feita por radiação térmica.

Especificamente em relação à radiação temos que uma parcela da

radiação incidente no fechamento opaco é refletida e a outra é

absorvida, dependendo da refletividade (ρ) e da absorvidade (α) do

material.

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Fechamentos opacos

As superfícies com cores escuras, muito presentes em materiais de construção, apresentam grande absorvidade. Exemplo:

• cores escuras: α entre 0,7 e 0,
• cores médias (ex. tijolos): α entre 0,5 e 0,
• cores claras – α entre 0,2 e 0,

Uma das questões a ser considerada é a

Resistência Superficial Externa (Rse) ,

que representa o desempenho da superfície frente a convecção.

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Fechamentos opacos

Nesta fase a troca de calor ocorre

por condução e a intensidade do

fluxo de calor depende da

condutividade térmica do

material , representando por λ.

Quanto maior for a condutividade, maior será a quantidade de calor transferida entre as superfícies.

A condutividade (λ) depende principalmente da densidade do material e representa sua capacidade de conduzir maior ou menor quantidade de calor por unidade de tempo.

MATERIAL (^) λ (W/mK) Concreto 1, Tijolo 0, Madeira 0, Isopor 0,

Outro fator a ser

considerado na análise dos

processos de condução é a

espessura do fechamento (L) ,

que deve ser medida em metros.

Conhecendo a espessura e a

condutividade do material pode-

se calcular a resistência térmica

(R).

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Fechamentos opacos

Resistência térmica é a capacidade do material em

resistir à passagem de calor.

A fórmula para calcular a resistência térmica é:

R= L / λ (m²ºC/W)

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Fechamentos opacos MOMENTO 03

Neste momento tem-se uma situação semelhante à do

momento 1, as trocas ocorrem por convecção e radiação.

Partindo da consideração inicial de que o exterior estaria

mais quente que o interior, tem-se uma preocupação com a

emissividade superficial do material.

Uma das questões a ser considerada é a

Resistência Superficial Interna (Rsi) ,

que representa o desempenho da superfície frente a convecção.

Fechamentos opacos: RESUMO

MOMENTO 01

**RADIAÇÃO

CONVECÇÃO**

RESISTÊNCIA

SUPERFICIAL EXTERNA

MOMENTO 02

CONDUÇÃO

RESISTÊNCIA TÉRMICA DO MATERIAL (CONDUTIVIDADE TÉRMICA E RESISTÊNCIA)

MOMENTO 03

**RADIAÇÃO

CONVECÇÃO**

RESISTÊNCIA SUPERFICIAL INTERNA 16 25

Fechamentos opacos

=1/Rt (W/m²ºC)

ELEMENTO TIPO U (W/m²ºC)

PAREDE

Tijolo 6 furos esp. 12,5 cm 2, Tijolo 6 furos esp. 17 cm (deitado) 2, Tijolo 8 furos rebocado 12,5 cm 2, Tijolo 4 furos rebocado 12,5 cm 2, Tijolo maciço aparente 9 cm 4, Tijolo maciço reboado 12 cm 3, Tijolo maciço rebocado 26 cm 2,

A tabela a seguir aponta a transmitância térmica da vedação em bloco cerâmico, uma das principais soluções construtivas de uso corrente no Brasil:

FLUXO TÉRMICO

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Fechamentos opacos

Na especificação de um fechamento busca-se evitar as perdas de calor excessivas no inverno e os ganhos elevados no verão. Com a transmitância pode-se calcular o fluxo térmico proporcionado pelos elementos da edificação e assim definir, por exemplo, a potencia do sistema de condicionamento térmico.

Para o cálculo de fluxo térmico considerando Te < Ti , temos:

q= U.*∆T+ (W/m²)

Onde: U = Transmitância (Wm²/OC) ∆T= variação de temperatura (diferença entre a temperatura do exterior e do interior do ambiente, isso porque neste caso estaremos considerando a temperatura interna maior que a externa, o componente proveniente diretamente do sol, não será relevante).