Desempenho térmico

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Desempenho térmico
Paredes e Coberturas
ECV – 5161: Desempenho térmico de Edificações
Engenharia Civil – Prof. Roberto Lamberts 
(elaborado por Juliana Batista)
T1 > T2
q
T1 = T2
Transferência de calor
EQUILÍBRIO TÉRMICO
T1 T2
T1 > T2
Formas de transmissão de calor
ƒ Condução
ƒ Convecção
ƒ Radiação
ƒ Condensação
ƒ Absortividade em ondas curtas – α : função da
cor
RS absorvida/ RS incidente
ƒ Refletividade em ondas curtas – ρ:
RS refletida/ RS incidente
ƒ Transmissividade em ondas curtas – τ:
Rs atravessa a superfície/ RS incidente
ƒ Emissividade – ε:
R emitida/ R emitida pelo corpo negro
(mesma temperatura)
Propriedades térmicas dos materiais
Propriedades térmicas dos materiais
Emissividade
TIPO DE SUPERFÍCIE ε TIPO DE SUPERFÍCIE α
Fonte: Projeto de Norma da ABNT 02:135.07-002 (1998)
NBR 15220-2/ABNT, 2005
Absortividade
Propriedades térmicas dos materiais
ƒ Condutividade térmica – λ: fluxo de calor 
transferido por unidade de espessura e por
unidade de gradiente de temperatura (W/m.ºC)
ƒ Calor específico – c: quantidade de calor 
necessária para elevar em 1 grau a 
temperatura de um componente, por unidade
de massa (kJ/kg.K)
Isolantes térmicos convencionais
Isolantes fibrosos (λ = 0.045 W/mºC) 
ƒ Lã de rocha ou lã mineral
ƒ Lã de vidro
Poliestireno (λ = 0.035 a 0.040 W/mºC)
ƒ Expandido (granulado aglutinado por fusão)
ƒ Extrudado (células fechadas)
Espuma de poliuretano (λ = 0.030 W/mºC)
Isolantes térmicos convencionais
Concreto celular com 400 kg/m³
(λ = 0.045 W/mºC) 
Agregado leve
Expandido (granulado aglutinado por fusão)
ƒ Vermiculita
ƒ Argila expandida – concreto com 500 kg/m³ (λ = 0.045 
W/mºC) 
ƒ Cinza sinterizada
ƒ Escória sinterizada - concreto com 1000 kg/m³ (λ = 0.35 
W/mºC) 
Isolantes térmicos convencionais
Isolante refletivo de 
polietileno aluminizado 
em ambas as faces.
Isolamento Térmico de lajes e 
coberturas- Poliuretano.
Isolante Térmico de Poliuretano
Fórmulas básicas
Transmitância térmica: fluxo de calor transmitido
por unidade de área e por unidade de diferença de 
temperatura
U = 1/ R (W/m².ºC)
Capacidade térmica: 
CT = λi . Ri . Ci . ρi = ei . Ci . ρi
Resistência térmica : 
R = e/ λ (m².ºC/ W)
e
λ
Fórmulas básicas
Resistência térmica superfície a superfície
RT = R t 1 + R t 2 + … + R t n + R ar1 + R ar2 + … R arn
Resistência térmica ambiente a ambiente
RT = R se + R t + R si
RT = A a + A b + … + A n
A a + A b + … + A n
R a + R b + … + R n
Rse+ Ra +Rb +Rc +R si
Resistência térmica
camadas não homogêneas
Fórmulas básicas
Capacidade térmica camadas não homogêneas
CT = A a + A b + … + A n
A a + A b + … + A n
C a + C b + … + C n
a b c
Atraso térmico
Elemento homogêneo
φ = 1,382 . e . ρ . c 
3,6 . λ
ou φ = 0,7284 . RT . CT
Fórmulas básicas
Atraso térmico - Elemento heterogêneo
φ = 1,382 . RT B1 + B2
B1 = 0,226 . Bo
R t
B2 = 0,205 . (λ . ρ . C) ext . R ext - R t - R ext
R t 10
B0 = Ct - C text
B2 = 0 se B2 =0 < 0
Fator de Calor Solar: FS = 100 . U . α . R se
Tabelas
Condições de ventilação para câmaras de ar:
Resistência térmica superficial interna e externa:
Tabelas
Resistência térmica de câmaras de ar não
ventiladas, com largura maior que a espessura:
I
Transferência de calor
ABSORÇÃO
REFLEXÃO
T1 > T2
Transferência de calor
Fluxo de calor que atravessa a parede:
TEXT > TINT
q = U . (Text – Tint) = U . ΔT
U = Transmitância térmica (W/m².K)
ΔT = Text - Tint (K)
q = densidade do fluxo de calor (W/m²)
Fluxo de calor que incide no ambiente:
Φ = q.A = U . ΔT . A
A = área da superfície (W/m²)
Comportamento diante da radiação solar
Fluxo de calor é função de:
ƒ ΔT = Text – Tint
ƒ Radiação Solar (RS)
TEMPERATURA SOL-AR:
Efeito combinado radiação solar incidente + intercâmbios 
de energia (radiação e convecção)
α . RS + ρ . RS = RS 
BALANÇO TÉRMICO
α + ρ = 1 
RS
ε
Comportamento diante da radiação solar
RS: Radiação total incidente na superfície
R se: Resistência superficial externa = trocas de calor 
por convecção e radiação entre a superfície e o meio
ΔRL: Diferença entre a radiação de onda longa emitida
e recebida pela superfície
Tsol -ar = Text + α . RS . R se - ε . ΔRL . R se
TEMPERATURA SOL-AR:
Tsol -ar = Text + α . RS .R se
Φ = U . A . (Text + α . RS .R se – Tint) 
Comportamento diante da radiação solar
Superfícies verticais: 
ΔRL = 0, perdas compensadas pela radiação de onda
longa recebida do solo e das superfícies do meio
Fluxo de calor em planos verticais:
Tsol -ar = Text + α . RS .R se - 4 
Φ = U . A . (Text + α . RS .R se – 4 - Tint) 
Comportamento diante da radiação solar
Planos horizontais: 
Fluxo de calor em planos horizontais (coberturas):
ε . ΔRL . R se = 4ºC (Dados Experimentais)
cor brancatijolo maciço
rebôco
12 cm
INT
EXT
Exemplo numérico
DADOS:
U = 2 W/m².K
Text = 30ºC
Tint = 25ºC
Orientação = oeste (latitude 
30º sul)
A = 5 m x 3 m
Pior situação de verão: 
22/12, 16h
RS = 715 W/m².K (TABELA)
Rse = 0,04 W/m².K (TABELA)
Φ = ?
Exemplo numérico
α = 0,3 (parede branca)
Φ = U . A . (Text + α . RS .R se – Tint) 
Φ = 2,00 . 5,00 . 3,00. (30 + 0,3 . 715 . 0,04 – 25) 
Φ = 407,4 W fluxo de calor que penetra no
ambiente por m² de fechamento