Aula 2 Conforto Térmico

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TECNOLOGIA DA CONTRUÇÃO CIVIL II
Prof. Eng. Civil: Cícero V. Miranda
CALOR
Calor é uma forma de energia que é transferida através dos corpos em virtude de uma diferença de temperatura fluindo espontaneamente da maior para a menor temperatura.
Unidades de Calor
Várias são as unidades que quantificam o fluxo de calor. As principais são:
kcal ( quilo Caloria ); 
BTU ( British Thermal Unit); 
J ( Joule), no Sistema Internacional.
FORMAS DE TROCA DE CALOR
O fluxo de calor em três mecanismos básicos: 
Condução; 
Convecção; 
Radiação.
Função do Engenheiro
O que o engenheiro faz é avaliar o mecanismo mais importante e soluções aproximadas são obtidas desprezando-se os menos importantes. 
O fluxo de calor também pode se manifestar em regime permanente ou regime variado.
CONDUÇÃO DE CALOR EM PAREDES PLANAS
A equação que governa a troca de calor por condução foi proposta pelo cientista francês Fourier em 1822.
Ele enunciou que o fluxo de calor por condução é igual ao produto de uma propriedade do material chamada de condutibilidade térmica pela área de troca medida perpendicularmente ao fluxo de calor e pelo gradiente de temperatura, isto é, a diminuição da temperatura ao longo da distância X medida na direção do fluxo de calor.
Uma questão interessante a ser abordada é quanto à relação entre massa específica de materiais porosos ( tijolos, cortiça, concreto) e a condutibilidade térmica dos mesmos pois a condutibilidade aumenta à medida que o número de poros diminui. Quanto à umidade, os materiais porosos úmidos conduzem mais calor.
Para materiais fibrosos (madeiras, lã de vidro), condutibilidade é maior ao longo da direção das fibras.
Associação em série de paredes planas
Neste caso o mesmo fluxo de calor atravessa inicialmente a parede 1 depois a 2 e assim sucessivamente. A característica da associação em série é que o mesmo fluxo de calor percorre as diversas paredes.
A resistência térmica da parede 1 é dada por:
A resistência térmica da parede 2 é dada por:
Na associação em série a resistência equivalente é a soma das resistências das paredes 1, 2 e 3 logo:
Associação em paralelo de paredes planas
Neste caso, o fluxo de calor que atravessa a parede 1 é diferente do fluxo de calor que atravessa a parede 2. A característica da associação em paralelo é que para uma mesma diferença de temperatura, temos diferentes fluxos de calor percorrendo as diversas paredes e o fluxo de calor total é a soma dos fluxos 1 e 2.
Nestes casos temos A resistência térmica da parede 1 é dada por:
Conversões importantes
1 BTU/h	= 0,293 J/s	 
1 polegada = 0,083 ft		 1 polegada = 2,54 centímetros
1 ft = 0,3048 metros
EXERCÍCIOS
1- Determinar o fluxo de calor por unidade de área que atravessa uma parede de aço muito fina isolada com 60 mm de asbesto. A temperatura interna da parede metálica é de 100° C e a externa do isolante 15° C. 
Dados: Condutibilidade térmica do asbesto 0,15 kcal/m.h.°C.
2- A parede de um forno industrial é composta com tijolos refratários k= 0,09 kcal/m.h.°C por dentro e tijolos isolantes por fora k= 0,5 kcal/m.h.°C. A temperatura da face interna do refratário é 870°C e a face externa do isolante é 35ºC. O forno tem formato de prisma retangular (3,45 x 2,35 x 2,55 m) e a espessura total da parede são de 25 cm. Considerando uma perda de calor de 10.550 Kcal/m apenas pelas paredes laterais, pede-se: 
a espessura de cada um dos materiais que compõem a parede 
Colocando-se uma janela de inspeção retangular de 20 x 30 cm feita com vidro refratário de 4 polegadas de espessura e k= 0,72 kcal/m.h.°C em uma das paredes do forno, determine o novo fluxo de calor.
3- Determinar o fluxo de calor total que ocorre na parede plana representada abaixo:
Dados:
AB = AD
KA = 120 kcal/m.h.°C 
KB = 20 kcal/m.h.°C 
KC = 70 kcal/m.h.°C 
KD = 90 kcal/m.h.°C