Desempenho Termico Parte1

Prévia do material em texto

Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
1/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
SEMESTRE 1/2018
PROFª JOYCE CORRENA CARLO, DS.
Arquiteta & Urbanista – CREA-MG: 68.294/D
CAPÍTULO 6
6.1 - DESEMPENHO TÉRMICO DA EDIFICAÇÃO
Parte 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
2/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
• Isolamento
• Transmissão
• Absorção
Componentes opacos e transparentes
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
3/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Isolamento térmico
Transferência de calor 
reduzida ou bloqueada 
por um material 
isolante.
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
4/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Absorção térmica
1 2
3
4
567
8
9
10
1112
1 2
3
4
567
8
10
1112
9
cerâmica
ou concreto
(paredes pesadas, com massa)
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
5/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
1 2
3
4
567
8
10
1112
9
1 2
3
4
567
8
10
1112
9
1 2
3
4
567
8
10
1112
9
Inércia térmica
Atraso térmico
Absorção térmica
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
6/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
9
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
9
Paredes leves
sem isolamento
Transmissão
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
7/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Inércia térmica: atraso e amortecimento térmicos
✓ Atraso térmico: é o tempo transcorrido entre uma variação térmica em um meio e
sua manifestação na superficie oposta de um componente construtivo submetido a
um regime periódico de transmissão de calor (h).
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
8/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Variação de temperatura externa e interna de um recinto
Frota e Schiffer, 2001
Inércia térmica: atraso e amortecimento térmicos
PROPRIEDADES DE COMPONENTES ARQUITETÔNICOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
9/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Inércia térmica: 
4. Resfriamento
7. Aquecimento
INÉRCIA TÉRMICA
Estratégia de inércia térmica
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
10/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Transmitância térmica x Resistência térmica
U=1/RT
Capacidade térmica
Componentes opacos
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS COMPONENTES
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
11/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
✓ Transmitância térmica – : fluxo de calor que atravessa um componente ou
elemento por unidade de área (ou densidade de fluxo de calor que atravessa um
componente ou elemento) que para cada 1K (ou 1o C) de diferença de
temperatura. [W/(m².k)]
✓ Resistência térmica – R: quociente da diferença de temperatura em uma
unidade de área verificada entre as superfícies de um elemento ou componente
construtivo pela densidade de fluxo de calor, em regime estacionário. ((m².k)/W)
✓ Capacidade térmica – C: quantidade de calor necessária para variar em uma
unidade a temperatura de um sistema. (J/K)
✓ Capacidade térmica de componentes – CT: quantidade de calor necessária
para variar em uma unidade a temperatura de um componente, por unidade de
área. [J/(m².K)]
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS COMPONENTES
Termos e definições
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
12/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
✓ Condutividade térmica – λ: fluxo de calor transferido por unidade de
espessura e por unidade de gradiente de temperatura (W/m.ºC)
✓ Calor específico – c: quantidade de calor necessária para elevar em 1 grau a
temperatura de um material, por unidade de massa (kJ/kg.K)
Isolantes fibrosos
Poliestireno
Espuma de poliuretano
Concreto Celular (400Kg/m3)
0,045
0,035 a 0,040
0,030
0,045
Isolantes térmicos l (W/m°C)
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Termos e definições
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
13/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Condutividade X Densidade
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
14/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Condutividade x Umidade
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
15/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Calor Específico X Densidade
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
16/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICOCAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
TRAMISSÃO DE CALOR
Componentes:
Opacos (paredes e coberturas)
Transparentes (vidros e policarbonatos)
I – radiação incidente
α – absortância solar
ρ – refletância solar
 - transmitância solar
TRANSPARENTE
OPACO
α
2
α
2
I
ρ
α
ρ

Trocas por radiação
Radiação
solar 
(ondas curtas)
Radiação
solar
Radiação infravermelha
ondas longas
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
17/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
TRAMISSÃO DE CALOR
TRANSPARENTE
OPACO
α
2
α
2
I
ρ
α
ρ

Radiação
solar 
(ondas curtas)
Radiação
solar
Radiação infravermelha
ondas longas
Radiação infravermelha
ondas longas
(outras fontes)
Radiação
infravermelha
ondas longas
Componentes:
Opacos (paredes e coberturas)
Transparentes (vidros e policarbonatos)
I – radiação incidente
α – absortância solar
ρ – refletância solar
 - transmitância solar
ε - emissividade
ε ε
Radiação
infravermelha
ondas longas
ε ε
ε ≠ α
Trocas por radiação
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
18/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
OPACO
ρ
α
Componentes opacos
Refletância solar
Absortância solar
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
19/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
✓ Absortância solar– α: quociente da taxa de radiação solar absorvida por uma
superfície pela taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma superfície.
✓ Transmitância solar – : quociente da taxa de radiação solar transmitida por
uma superfície pela taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma
superfície
✓ Refletância – ρ : quociente da taxa de radiação solar refletida por uma
superfície pela taxa de radiação solar incidente sobre essa mesma superfície.
✓ Emissividade – ε: quociente da taxa de radiação emitida por uma superfície
pela taxa de radiação solar emitida por um corpo negro, à mesma temperatura.
TRAMISSÃO DE CALOR
Termos e definições
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
20/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Condução
Condução
ConvecçãoConvecção
Convecção
Convecção
Componentes:
Opacos (paredes e coberturas)
Transparentes (vidros e policarbonatos)
Trocas por condução e convecção
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
RADIAÇÃO
CONVECÇÃO
Interior
20˚c
Exterior
30˚c
FLUXO (q)
1 2 3
fase fase fase
Fases
Cálculo do fluxo de calor em componentes opacos
RADIAÇÃO
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
22/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Escuras
Médias (tijolos)
Claras
0,7 a 0,9
0,5 a 0,7
0,2 a 0,5
CORES a
= Absortância
= Refletância
a
r
Determina-se a resistência superficial externa e os ganhos solares:
✓ Rse = 0,04 m
2K/W
✓ Fontes bibliográficas de absortâncias: 
✓ Tese Dornelles, 
✓ NBR 15.220 – Parte 3
Fase 1: trocas de calor com o meio exterior
a + r = 1
Componentes opacos – fase 1
Exemplos
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
23/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
l = Condutividade Térmica
= Resistência térmica (m2K/W)
= Espessura (m)e
R
Rt =
e
l
Concreto
Tijolo
Madeira
Isopor
1,50
0,65
0,14
0,03
MATERIAL l (W/m°C)
Componentes opacos – fase 2
Determina-se a resistência térmica do componente completo.
✓ Rt = Resistência térmica 
Fase 2: condução através de 1 componente ou...
Exemplos
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
e
RT = RSI + Rt + RSE
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
24/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Componentes opacos – fase 2
Fase 2: ... condução através de componentes com 
camadas múltiplas
ext
int
RSER1 R2 R3RSI
Rt = Rt1 + Rt2 + Rt3
Rt1 – placa gesso R1 =
e
l
Rt3 – placa cimentícia
R2 =
e
l
Rt2 – câmara de ar ?
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
25/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
= Emissividade da superfíciee
Alumínio Polido
Ferro Galvanizado
Demais Materiais
0,05
0,20
0,90
MATERIAL e
Componentes opacos – fase 2
Fase 2: condução através de componentes com camadas 
múltiplas
Como obter a resistência térmica de uma câmara de ar?
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
26/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Resistência da câmara de ar
Componentes opacos – fase 2
Fase 2: condução através de componentes com camadas 
múltiplas
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
27/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Componentes opacos – fase 2
Fase 2: condução através de componentes com camadas 
múltiplas
ext
int
RSER1 R2 R3RSI
RT = RSI + R1 + R2 + R3 + RSE
R1 – placa gesso R1 =
e
l
R3 – placa cimentícia R2 =
e
l
R2 – câmara de ar tabela
Rt = R1 + R2 + R3
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
28/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Rsi = Resistência superficial interna (m
2K/W)
Componentes opacos – fase 3
Fase 3: troca de calor com o meio interior
Determina-se a resistência superficial interna
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifthlevel
29/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Componentes opacos – fase 2
Fase 2: condução através de componentes com camadas 
múltiplas
ext
int
RSER1 R2 R3RSI
RT = RSI + R1 + R2 + R3 + RSE
U = 1
RT
(W/m² ˚ C) ou (W/m²K)
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
30/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
No verão
TEMPERATURA SOL-AR: 
Efeito combinado radiação solar incidente com 
as trocas de energia decorrentes da radiação e 
da convecção
q = U (tE – ti)
tE FLUXO (q) tI
Δt
q
RSE
α
tE tI
tSOL-AR
q = U (aIRSE + tE – ti)
tSOL-AR
Δt
Cálculo do fluxo de calor
CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
31/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
EXEMPLO DE CÁLCULO
Características do fechamento:
Fluxo térmico total - QFO
QFO = qFO x A [W]
Fechamento opaco vertical heterogêneo
1) Fluxo térmico pelo 
fechamento opaco - qFO
a = 0,3 : sup. cor branca
I = 715 W/m2 : tab. céu claro
Rse = 0,04 m
2K/W
te = 33°C
ti = 23°C
U = 3,57 W/m2K
qFO = 66,33 W/m
2
qFO = U(a I Rse + te - ti)
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
32/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Emissividade
TIPO DE SUPERFÍCIE ε TIPO DE SUPERFÍCIE α
Fonte: NBR 15220-2/ABNT, 2005
Absortância
NBR 15220 
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
33/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Componentes transparentes
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
34/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
✓ Absortância em ondas curtas – α : função da cor
RS absorvida / RS incidente
✓ Refletância em ondas curtas – ρ:
RS refletida / RS incidente
✓ Transmitância em ondas curtas – τ:
Rs atravessa a superfície / RS incidente
✓ Emissividade – ε:
R emitida/ R emitida pelo corpo negro
(mesma temperatura)
Propriedades térmicas dos materiais transparentes
Definições
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
35/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Escolha do tipo de vidro
✓ Para admitir ou bloquear a luz natural e calor solar
✓ Para permitir ou bloquear as perdas de calor
✓ Que mantenha o contato visual interior/exterior
Parcela
absorvida
Parcela
refletida
Parcela 
transmitida

ρ
a
a
Componentes transparentes
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
36/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Principais características
✓ Principais trocas térmicas em uma edificação.
✓ Radiação é o principal fator
✓ Transmissividade solar ()
Componentes transparentes
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
37/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
➢ Vidro simples
Fs = 0,87
Fator Solar
VIDRO
α
2
α
2
ρ

I
Fs
FS = ( + a/2 )
TRANSMISSÃO DE CALOR
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
38/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
EXEMPLO DE CÁLCULO
Características do fechamento:
1) Fluxo térmico pela abertura por 
condução - qA
I = 715 W/m2 - tab. céu claro
Fs = 0,87 (vidro simples 3mm)
te = 33°C
ti = 23°C
U = 5,79 W/m2K
qA = U(te - ti) = 57,9 W/m
2
2) Ganho solar pelo vidro - qs
qs = FS x I = 622 W/m
2
Q = UΔT + FS x I 
( Fluxo de calor em aberturas)
Componente transparente
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
39/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
0
5
10
15
20
25
30
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
Q 
(W
/m
2)
Espessura (m)
Cobertura
verde_esc verde_claro branco
Relação do fluxo de calor com a espessura de isolamento para as diferentes 
cores de pintura externa da telha: uso de cores claras
Uma espessura de 5 cm 
de isolamento com 
pintura externa da telha 
na cor branca equivale a 
10 cm de isolamento 
com pintura verde-claro
Text = 36˚ C
Tint = 24˚ C
I = 1.136 W/m² (12h)
EXEMPLO COMENTADO
Propriedades térmicas de coberturas
Radiação solar (RS) 
= irradiação (I)
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
40/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Base de dados
http://projeteee.mma.gov.br/
Catálogo PBE Edifica Inmetro
http://www.pbeedifica.com.br/sit
es/default/files/AnexoV_Catalo
goPropriedadesTermicas%20v
27NOV2017.pdf
NBR 15220 – Parte 3
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
41/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Base de dados
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
42/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Base de dados
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
43/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Base de dados
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
44/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHOTÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Base de dados
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
45/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
✓ Isolantes fibrosos (l = 0,045 W/m oC)
✓ Lã de rocha ou lã mineral
✓ Lã de vidro
✓ Poliestireno (l = 0,035 a 0,040 W/m oC)
✓ Expandido (granulado aglutinado por fusão)
✓ Estrudado (células fechadas)
✓ Espuma de Poliuretano (l = 0,030 W/m oC)
✓ Concreto celular com 400 kg/m3 (l = 0,17 W/m oC)
✓ Agregado leve
✓ Vermiculita
✓ Argila expandida - concreto com 500 kg/m3 (l = 0.20 W/m oC)
✓ Cinza sinterizada
✓ Escória sinterizada - concreto com 1000 kg/m3 (l = 0.35 W/m oC)
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Base de dados
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
46/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Especificação de vidros
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
47/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Especificação de vidros
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
48/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Fonte: 
http://www.pilkington.com/the+americas/brazil/portuguese/default.htm
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
49/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
1) Dada uma parede com transmitância térmica de 2,00 W/m²K, orientada
a oeste (latitude 30˚Sul) com pintura externa na cor branca, determinar o
fluxo de calor para a pior situação de verão. A temperatura externa é de
30˚C e a interna de 20˚C. A parede tem dimensões de 4,00x 3,00 m.
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
50/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
Solução
O fluxo de calor é dado pela equação:
φ = U.A.(Text + α . I . Rse − Tint)
Assume-se α = 0,3 (parede branca);
Rse = 0,04 m²K/W (tabela A1- NBR 15220-2);
I = 715 W/m² (às 16 horas – tabela anterior).
Portanto, o fluxo de calor será:
φ = 2,00x4,00x3,00.(30 + 0,3x715x0,04 – 20) = 445,9 W.
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
51/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
2) O mesmo problema anterior com parede na cor preta.
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
52/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Solução
Nesta nova situação, a única variável alterada é a 
absortividade, que para a parede preta será assumida 
igual a 0,8. Portanto, teremos:
φ = 2,00x4,00x3,00x(30 + 0,8x715x0,04 – 20) = 789,1 W.
Exercícios Desempenho
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
53/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
3.a)Telhado inclinado de chapas de fibro-cimento com 
forro de pinus e câmara de ar não ventilada.
Dados (calcular para as condições de verão):
Comprimento do telhado = 7 m
Fibro-cimento:
rfibro-cimento = 1700 kg/m
3
lfibro-cimento = 0,65 W/(m.K) (ver tabela B.3)
cfibro-cimento = 0,84 kJ/(kg.K) (ver tabela B.3)
Pinus: 
rpinus = 500 kg/m
3
lpinus = 0,15 W/(m.K) (ver tabela B.3)
cpinus = 1,34 kJ/(kg.K) (ver tabela B.3)
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
54/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
15˚
1.0
0.8
200.0
Telhado real (cm)
1.0
0.8
25.0
telha
forro
Equivalente para cálculo (cm)
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
55/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
3.a) solução (verão):
Para a câmara de ar, Rar = 0,21 (m
2.K)/W (tabela B.1, 
superfície de alta emissividade, espessura da câmara de ar = 
25,0 cm > 5,0 cm, direção do fluxo descendente).
Resistência térmica: 
Resistência térmica total:
RT = Rsi + Rt + Rse = 0,17 + 0,2890 + 0,04 = 0,4990 (m
2.K)/W
Transmitância térmica:
2, 00 W/(m2.K)
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
56/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
3.b)Telhado inclinado de chapas de fibro-cimento com forro de 
pinus, lâminas de alumínio polido e câmara de ar não ventilada:
15˚
1.0
0.8
200.0
Telhado real (cm)
1.0
0.8
25.0
telha
forro
Equivalente para cálculo (cm)
Chapa de alumínio polido
Chapa de alumínio polido
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
57/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
b) solução (verão):
Para a câmara da ar, Rar = 0,61 (m
2.K)/W (tabela B.1, superfície de 
baixa emissividade, espessura da câmara de ar = 25,0 cm > 5,0 cm, 
direção do fluxo descendente). 
➢ Resistência térmica:
(m2.K)/W
➢ Resistência térmica total:
RT = Rsi + Rt + Rse = 0,17 + 0,6890 + 0,04 = 0,8990 (m
2.K)/W
➢ Transmitância térmica:
W/(m2.K)
Cálculo do fluxo de calor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
58/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
4) Determinar a densidade de fluxo de calor em uma janela 
oeste com vidro comum de 3 mm (U = 5,8 W/m²K) . 
Latitude 30˚Sul.
5) Substituindo o vidro anterior por vidro cinza fumê de 3 mm 
(FS = 0,72): 
6) Utilizando venezianas (FS = 0,09) no ex. 4:
Cálculo da densidade do fluxo decalor
EXERCÍCIOS
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
59/59
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
ARQ326 – CONFORTO TÉRMICO
CAPÍTULO 6 – DESEMPENHO TÉRMICO
DESEMPENHO TÉRMICO
Solução:
4) FS = 0,87 
I = 715 W/m² (tabela);
Text = 30˚C; Tint = 25˚C.
q = U.ΔT + FS.I = 5,8.(30 – 25) + 0,87.715 = 651,05 W/m².
5) q = U.ΔT + FS.I = 5,8.(30 – 25) + 0,72.715 = 543,80 W/m². 
6) q = U.ΔT + FS.I = 5,8.(30 – 25) + 0,09.715 = 93,35 W/m².