Post on 13-Oct-2020
AUT 276 – DESEMPENHO TÉRMICO, ARQUITETURA E URBANISMO
Desempenho térmico de materiais e componentes construtivos
Profa. Dra. Denise Helena Silva DuarteProf. Dr. Leonardo Marques Monteiro
Prof. Dra. Joana Carla Soares GonçalvesProfa. Dra. Ranny Loureiro Xavier Nascimento Michalsky
AUT 276 – DESEMPENHO TÉRMICO, ARQUITETURA E URBANISMO
Modelo de cálculo de desempenho térmico da edificação
1caracterizar ambiente
2 calcular
balanço térmico
3calcular
fator de inércia
4avaliar
conforto
5verificar
ventilação∆t (var.1)
OT
m (var.2)
N’
CONFORTO
NÃO
>N
<N
fazeralterações
N, Or, A, k
2.1 ganhos [W (Ig)]2.2 perdas [W
∆t]
∆t (var.1)
m
(var.2)Tme
(var.3)E
(var.4)Renovação: N (adotar)Uso: Ocup/ lum/ EqOrientação: N, NE, E...Materiais:
A (m2)
Coeficiente: K
Ef. Chaminé:Ae/s
, H, ∆t, mEf. Ventos: Ae/s
, v, ce/sConjugado
fazeralterações
Ae/s
, H
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2 calcular
balanço térmico
2 calcular
balanço térmico
3calcular
fator de inércia
3calcular
fator de inércia
4avaliar
conforto
4avaliar
conforto
5verificar
ventilação
5verificar
ventilação∆t (var.1)∆t (var.1)
m (var.2)m (var.2)
N’N’
CONFORTO
NÃO
>N
<N
fazeralterações
fazeralterações
N, Or, A, kN, Or, A, k
2.1 ganhos [W (Ig)]2.2 perdas [W
∆t] 2.1 ganhos [W (Ig)]2.2 perdas [W
∆t]
∆t (var.1)m (var.2)
Tme
(var.3)E (var.4)
∆t (var.1)m (var.2)
Tme
(var.3)E (var.4)
Renovação: N (adotar)Uso: Ocup/ lum/ EqOrientação: N, NE, E...Materiais:
A (m2)
Coeficiente: K
Ef. Chaminé:Ae/s
, H, ∆t, mEf. Ventos: Ae/s
, v, ce/s
Conjugado
Ef. Chaminé:Ae/s
, H, ∆t, mEf. Ventos: Ae/s
, v, ce/sConjugado
fazeralterações
fazeralterações
Ae/s
, HAe/s
, H
AUT 276 – DESEMPENHO TÉRMICO, ARQUITETURA E URBANISMO
Características Termofísicas dos Materiais
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Características Termofísicas dos Materiais
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Características Termofísicas dos Materiais
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Características Termofísicas dos Materiais
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Características Termofísicas dos Materiais
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X
condutibilidade térmica =
(W/mºC)
MATERIAIS CONDUTORES X NÃO CONDUTORES
Concreto armado 1,75 Tijolo maciço prensado 0,72Aço 52 Terra úmida 0,60Alumínio 230 Poliestireno expandido 0,04Granito 3,50 Espuma de poliuretano 0,03Mármore 3,26 Concreto celular 0,05 a 0,5Telha cerâmica 0,93 Feltro 0,05Telha de f ibrocimento 0,65 a 0,95 Lã de vidro 0,03 a 0,05Vidro 0,8 Madeira 0.05 a 0,3
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• Isolamento: materiais leves • Acumulação: materiais pesados e componentes espessos
ISOLAMENTO TÉRMICO X INÉRCIA TÉRMICA
Fonte: LAMBERTS. Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. São Paulo
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ISOLAMENTO TÉRMICO
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INÉRCIA TÉRMICA
Amortecimento térmico
Atraso térmico
COFAIGH, Eoin O. et al. The climatic dwelling.
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Coeficiente global de transmissão térmica (K)
engloba as trocas térmicas superficiais (por convecção e radiação) e as trocas térmicas através do material (por condução)
Portanto, para determinado material, considera:-
a espessura da lâmina-
o coeficiente de condutibilidade térmica-
a posição horizontal ou vertical da lâmina-
o sentido do fluxo
K: coeficiente global de transmissão térmica (W/m2°C)R: resistência térmica global (m2°C/W)
R = 1/K Fonte: LAMBERTS. Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. São Paulo
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Condutância térmica superficialengloba as trocas térmicas que se dão nas superfícies da envoltória
he: coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/m2°C)hi: coeficiente de condutância térmica superficial interna (W/m2°C)
he e hi: parâmetros simplificados para condições convencionais
Se he e hi são coeficientes de condutância térmica superficiais, as resistências térmicas superficiais
serão 1/he
e 1/hi.
Fonte: LAMBERTS. Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. São Paulo
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Valores de condutâncias (he, hi) e resistências térmicas superficiais (1/he, 1/hi), com v=2,0m/s para paredes exteriores e v=0,5m/s para paredes interiores (CSTB, 1958)Fonte: Frota e Schiffer, 2008
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K para componentes homogêneos
RT
= RSE
+ RSI
+ RM
1/K = 1/he + 1/hi + e/λ
→ K
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K para componentes homogêneos
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K para componentes heterogêneos em espessura
RT
= RSE
+ RSI
+ RM1 + RM2
+ ... + RMn
1/K = 1/he + 1/hi + e1
/λ1
+ e2
/λ2
+ ... + en
/λn
→ K
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1/K = 1/he + 1/hi + ealv
/λalv
+ eiso.
/λiso
+ eacab
/λacab
→ Kparede
1/K = 1/he + 1/hi + etb.conc
/λb.conc
+ eiso.
/λiso
+ ealv
/λalv
→ Kparede
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K para componentes com espaço de ar confinado
Espaço de ar confinado: resistência térmica (Rar
)
RT
= RSE
+ RSI
+ RM1 + RM2 +...+ RMn
+ Rar
1/K = 1/he + 1/hi + e1
/λ1
+ e2
/λ2
+...+en
/ey
+ Rar
→ K
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Fonte: Rivero, Roberto. Clima e Arquitetura.
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Resistência térmica de espaço de ar confinado
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K para componentes heterogêneos em superfície
Média ponderada pelas áreas:
K = ( K1
A1
+ K2
A2
+...+ Kn
An
) / (A1
+ A2
+...+ An
)
Obs: Não é
válido se os materiais tiverem valores de K com diferenças acentuadas
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K para componentes heterogêneos em superfície
AUT 276 – DESEMPENHO TÉRMICO, ARQUITETURA E URBANISMO
Fonte: ABNT. NBR 15220
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Fonte: ABNT. NBR 15220
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Componentes Transparentes ou Translúcidos
Componentes Opacos
TRANSMISSÃO DE CALOR
Fonte: LAMBERTS. Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. São Paulo
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COMPONENTES TRANSPARENTES OU TRANSLÚCIDOS
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Vidro comumVidro laminadoVidro refletivoPolicarbonatoPelículasFibrasETFE
TRANSPARENTES OU TRANSLÚCIDOS
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Membrana de ETFE–
1% do peso do vidro–
Pode ser reciclado–
Vida útil de 30 anos
Jardim do Éden, UKArq. Nicholas Grimshaw
TRANSPARENTES OU TRANSLÚCIDOS
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TRANSPARENTES OU TRANSLÚCIDOS
FUTURE CLASSLondres, 2004Studio E
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TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO POR ELEMENTOS TRANSPARENTES
Ultr
avio
leta
Infr
aver
mel
ho
próx
imo
Infr
aver
mel
ho
dist
ante
Mic
roon
das
Ond
as d
e TV
Ond
as F
M
Ond
as A
M
Luz visível
Inte
nsid
ade
de ra
diaç
ão
Comprimento de onda (micrometros)
0,4 0,7 1,0 1,5
Comprimento de onda (metros)
0,001 1 10 100
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TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO POR ELEMENTOS TRANSPARENTES
Caram, 1996
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TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO POR ELEMENTOS TRANSPARENTES
Fonte: Caram, 1996
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TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO POR ELEMENTOS TRANSPARENTES
Fonte: Caram, 1996
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TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO POR ELEMENTOS TRANSPARENTES
produto espessuraradiação
solar total
transm
dir % reflet
ext % aborv
% fator
solar %
incolor4mm 82 7 11 856mm 78 7 15 8210mm 70 7 23 76
verde4mm 52 5 43 636mm 46 5 49 5910mm 38 5 57 53
bronze4mm 58 6 36 686mm 46 5 49 5910mm 29 4 67 47
cinza4mm 55 5 40 666mm 42 5 53 5610mm 25 4 71 44
Tabela dados de vidros float incolor e coloridos fabricados pela
BlindexFonte: ALUCCI, 2000. Banco de dados vidros Labaut: www.usp.br/fau/deptecnologia/docs/bancovidros/
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TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO POR ELEMENTOS TRANSPARENTES
αK / he + Ʈ
= Str (fator solar), que se refere à
radiação solar global
Para o vidro comum:
α
= 0,07, K = 5,7 (W/m2°C)
ρ
= 0,08, 1/he = 0,05 (m2/°CW)
Ʈ
= 0,85
Str = 0,86