Aplicações Práticas de Transmissão de Calor em Construções

Aplicações práticas IPAV APLICAÇÕES PRÁTICAS TRANSMISSÃO DE CALOR EM CONSTRUÇÕES Dallay Zen 1 Aplicações práticas IPAV COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSMISSÃO DE CALOR U Relembrando para que não haja a necessidade de cálculos mais ou menos estressantes foi definida uma nova propriedade das paredes denominada Transmitância Térmica U sendo a mesma o inverso da resistência térmica quanto maior a resistência menor será o valor da transmitância térmica 1 1 e 1 É uma conveniência de U α1 λ α2 notação logo podemos escrever Q A T1 T2 Q A U T1 T2 1 U onde U é característica da parede e pode ser encontrada na norma NBR 15220 2 Aplicações práticas IPAV Buenas Gurizada na vida profissional de vocês aparecerão alguns questionamentos em relação a adequação das paredes por vocês projetadas e com certeza vocês terão que se basear em normas técnicas nesse sentido teremos que aplicar alguns conceitos e definições importantes em relação ao fenômeno transmissão de calor base da sustentabilidade energética e da garantia de condições de conforto térmico para finalizarmos nossos estudos relativos a transmissão de calor veremos duas novas propriedades dos materiais paredes calor específico Cp e capacidade térmica CT o primeiro associado aos materialais propriamente ditos da parede levam em consideração o aquecimento resfriamento da mesma o segundo associado a própria parede e sua capacidade de armazenar calor inércia térmica uma das estratégias bioclimáticas preconizadas por Givoni 4 Aplicações práticas IPAV Calor específico de um material aquecimento resfriamento de um corpo Q α massa o calor a ser fornecido ou retirado de um corpo é diretamente proporcional a massa desse corpo Q α Δ T também é diretamente proporcional a diferença de temperatura Tq Tf então para eliminarmos a proporcionalidade adicionamos uma constante Cp característica do material ficando a seguinte equação Q m Cp TqTf Joules kcal onde Cp é denominado calor específico tendo como unidade JouleskgoC ou kcalkgoC alguns exemplos Ferro 450 JouleskgoC Concreto 840 JouleskgoC Areia 795 JouleskgoC Exemplo numérico qual a quantidade de calor necessária para aquecer uma parede de concreto com uma massa de 50 kg desde 20º C até 40º C sabendose que o poder calorífico do concreto 840 JouleskgoC Q 50 x 840 x 4020 840 KJ 5 Aplicações práticas IPAV Capacidade térmica produto da massa de um material pelo seu calor específico e sua espessura CT M x Cp x e kgm3 x kJ kgoC x m CT kJm2oC Reflete basicamente o retardo térmico de uma parede φ ou tempo de resfriamento relacionado a uma defasagem temporal entre a máxima temperatura do lado externo com a máxima temperatura interna podendo ser explicado como um amortecimento em relação temperatura do lado externo e é diretamente proporcional a capacidade térmica da parede Aplicações dependendo da região bioclimática o CT tem um valor recomendado indicado na norma NBR 15220 Parte 3 6 Aplicações práticas IPAV INÉRCIA TÉRMICA Uma edificação de elevada inércia térmica proporcionará uma diminuição das amplitudes térmicas internas e um atraso térmico no fluxo de calor devido a sua alta capacidade de armazenar calor fazendo com que o pico de temperatura interna apresente uma defasagem e um amortecimento em relação ao externo Os componentes de alta inércia térmica funcionam como uma espécie de bateria térmica Durante o verão absorvem o calor mantendo a edificação confortável no inverno se bem orientado podem armazenar o calor para liberálo à noite ajudando a edificação a permanecer aquecida 7 Aplicações práticas IPAV Utilização das normas relacionando condições internas com as externas condições para inverno relaciona a diferença entre a temperatura interna e a externa 9 Aplicações práticas IPAV RESUMO Buenas gurizada então fazendo uma análise das duas normas anteriores podemos chegar a uma conclusão importante embora a norma indique uma temperatura interna mínima temperatura externa 3º C até uma ideal de 7º C maior que a temperatura externa e levandose em consideração a transmitância térmica U recomendada para as zonas bioclimáticas 1 e 2 que deve ser menor que 25 Wm2oC então chegamos a conclusão que para as zonas bioclimáticas 1 e 2 para atender ao requisito de diferença ideal de 7ºC entre temperaturas interna e externa teremos obrigatoriamente que utilizar uma parede com transmitância térmica menor ou igual a 11 Wm2oC NA PRÁTICA LEVANDOSE EM CONTA O OBJETIVO DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA SUSTENTABILIDADE E CERTIFICAÇÃO E A QUALIDADE DE UM AMBIENTE INTERNO SEMPRE SEMPRE UTILIZAREMOS O QUE SEGUE Valores ideais Para paredes U 11 Wm2oC CT 130 Para Coberturas U 100 Wm2oC Valores médios Para paredes U 20 Wm2oC CT 130 OPINIÃO DO MESTRE PARA A ZONA BIOCLIMÁTICA 1 GAP RECOMENDO U 11 Wm2oC PARA PAREDE PARA A ZONA BIOCLIMÁTICA 2 RDM ACEITO U 20 Wm2oC 10 Aplicações práticas IPAV 11 Cálculo da temperatura interna da parede usandose a transmitância térmica U a condições de conforto Temp interna 20º C Temp externa 0º C A 1m2 Parede tijolo aparente 9 cm U 404 Wm2ºC Q U x A x Tq Tf 81 W Aplicandose Kyrshof ar interno x pared interna αint 7 Wm2ºC Q81 W αint x A x 20 tintparede Temperatura na superfície interna da parede Tpi 84º C to UR60 ºC b norma 15220 tint 7º C Text 0º Q U x A x Tq Tf 404 x 1 x 7 0 284 W Temperatura na superfície interna da parede Tpi 3º C to UR60 ºC c condições otimizadas U 11 Wm2ºC ou U 20 Wm2ºC Conforto U 11 ou 20 Tpi 171º C Tpi 143º C Norma U 11 ou 20 Tpi 6º C Tpi 5º C