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Carga Térmica   Metodologias de Cálculo

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com exceção da parede 
4, cujo atraso térmico calculado pela norma brasileira é mais próximo do calculado 
através do RFM para as orientações norte, leste e sul. 
Os atrasos térmicos calculados pela análise dos gráficos de fluxo de calor através 
das paredes mostraram que a orientação da parede é um fator de grande importância para 
calcular o atraso térmico, e não apenas o material das camadas como é considerado pela 
norma brasileira. 
Com o objetivo de comparar os resultados de outra metodologia de cálculo, foram 
calculados os atrasos térmicos das paredes utilizando a norma ISO 13786. Os cálculos 
foram realizados para um período de 24 horas. As grandezas importantes para caracterizar 
o comportamento térmico e dinâmico das paredes estão apresentadas da Tabela 6.24 até 
 
97 
 
a Tabela 6.28 para as cinco paredes escolhidas, seguindo a nomenclatura apresentada no 
capítulo 4. 
 
Tabela 6.24 - Características térmicas e dinâmicas da parede 1 
Grandeza Valor Módulo (W/(m2ήK)) Atraso térmico (h) 
Y11 4,3637+1,5808j 4,6412 1,3276 
Y22 6,3662+4,9240j 8,0482 2,5147 
Y12 1,3747-2,0353j 2,4561 -3,7309 Ɉ1 64,5133 kJ/(m2ήK) - - Ɉ2 117,7666 kJ/(m2ήK) - - 
f 0,7699 - - 
 
Tabela 6.25 - Características térmicas e dinâmicas da parede 2 
Grandeza Valor Módulo (W/(m2ήK)) Atraso térmico (h) 
Y11 3,4475+1,7716j 3,8761 1,8132 
Y22 4,0765+4,1155j 5,7927 3,0182 
Y12 1,4851-1,5596j 2,1536 -3,0934 Ɉ1 53,1649 kJ/(m2ήK) Ɉ2 85,7887 kJ/(m2ήK) 
f 0,8592 
 
Tabela 6.26 - Características térmicas e dinâmicas da parede 3 
Grandeza Valor Módulo (W/(m2ήK)) Atraso térmico (h) 
Y11 4,6263+2,0856j 5,0747 1,6177 
Y22 6,2185+5,5043j 8,3047 2,7675 
Y12 -0,3163-0,7082j 0,7757 -7,6046 Ɉ1 78,0731 kJ/(m2ήK) - - Ɉ2 123,9880 kJ/(m2ήK) - - 
f 0,4448 - - 
 
 
 
 
98 
 
Tabela 6.27 - Características térmicas e dinâmicas da parede 4 
Grandeza Valor Módulo (W/(m2ήK)) Atraso térmico (h) 
Y11 4,8257+2,3152j 5,3524 1,7087 
Y22 6,1874+6,3614j 8,8742 3,0530 
Y12 -0,1837-0,1796j 0,2569 -9,0432 Ɉ1 76,9540 kJ/(m²∙K) - - Ɉ2 125,5594 kJ/(m²∙K) - - 
f 0,3345 - - 
 
Tabela 6.28 - Características térmicas e dinâmicas da parede 5 
Grandeza Valor Módulo (W/(m2ήK)) Atraso térmico (h) 
Y11 2,9678+0,7386j 3,0583 0,9316 
Y22 3,2088+1,8831j 3,7205 2,0271 
Y12 2,5193-0,9444j 2,6905 -1,3699 Ɉ1 23,9502 kJ/(m²∙K) Ɉ2 40,0203 kJ/(m²∙K) 
f 0,9658 
 
O atraso térmico da grandeza Y12, que relaciona as variações de temperatura em 
uma face com o fluxo de calor na face oposta, é o valor de interesse a ser comparado com 
os resultados do RFM e da ABNT NBR 15220. O sinal negativo indica o número de horas 
de atraso. A Tabela 6.29 compara estes resultados de atraso térmico com o que foi 
calculado pela norma brasileira, assim como o atraso térmico mínimo e máximo para cada 
parede obtido pelo programa desenvolvido. 
 
Tabela 6.29 - Atraso térmico pelas normas ABNT NBR 15220 e ISO 13786 (horas) 
Norma Parede 1 Parede 2 Parede 3 Parede 4 Parede 5 
ABNT NBR 15220 3,54 3,30 7,41 12,53 2,57 
ISO 13786 3,73 3,09 7,60 9,04 1,37 
Teresina 4-7 3-7 7-11 8-12 2-4 
Rio de Janeiro 3-6 3-5 6-10 8-11 2-3 
 
A Tabela 6.29 mostra que o atraso térmico das paredes calculado pelas normas 
apresenta algumas diferenças entre si. Com relação à parede 4, a norma ISO 13786 é que 
 
99 
 
mais se aproxima do atraso térmico da parede oeste segundo o RFM, sendo a maior 
diferença quanto ao resultado da norma ABNT NBR 15220. As duas normas podem ser 
utilizadas como uma estimativa para o atraso térmico de paredes, mas os resultados 
obtidos pelos RFM mostram a necessidade de avaliar a orientação das superfícies para 
obter resultados mais precisos. 
 
6.5 FLUXO DE CALOR ATRAVÉS DE COBERTURAS E ATRASO TÉRMICO 
 
As coberturas avaliadas neste trabalho estão especificadas na Tabela 6.30 e as 
características de cada uma das camadas, na Tabela 6.31. 
 
Tabela 6.30 - Coberturas analisadas 
Coberturas Camadas 
Cobertura 1 Telha de barro, câmara de ar, forro de madeira 
Cobertura 2 Telha de barro, câmara de ar, laje de concreto 
Cobertura 3 Telha de barro, lã de vidro, forro de madeira 
 
Tabela 6.31 - Características dos materiais construtivos das coberturas 
Camadas 
Espessura 
L (mm) 
Condutividade 
térmica k 
(W/(mήK)) Densidade ρ (kg/m3) 
Calor 
específico 
cp (J/kgήK) 
Telha de barro 10 0,9 1600 920 
Concreto 250 1,75 2400 1000 
Lã de vidro 50 0,045 100 700 
Madeira 10 0,29 1000 1340 
Câmara de ar 250 R=0,21 m2ήK/W 
Retirado de ABNT NBR 15220-2 
 
A seguir são apresentados os resultados obtidos para as cidades de Teresina e Rio 
de Janeiro. As resistências das camadas de ar adjacentes às superfícies adotadas são 
valores recomendados pela norma ABNT NBR 15220-2: Rse = 0,04 (m²ήK)/W para a 
resistência externa e Rsi = 0,17 (m²ήK)/W para a resistência interna. 
 
 
100 
 
6.5.1 Resultados obtidos pelo método dos fatores de resposta 
 
A Figura 6.24 e a Figura 6.25 mostram os resultados dos fluxos de calor nas faces 
externa e interna da cobertura 1 para os três valores de absortividade da superfície externa. 
Os picos de fluxo de calor nas faces externa e interna da cobertura, o atraso térmico e a 
atenuação do fluxo de calor estão resumidos na Tabela 6.32 e na Tabela 6.33. 
 
 
a) 
 
b) 
Figura 6.24 - Fluxo de calor na cobertura 1 em Teresina: a) face externa e b) face interna 
 
 
a) 
 
b) 
Figura 6.25 - Fluxo de calor na cobertura 1 no Rio de Janeiro: a) face externa e b) face interna 
 
Os resultados das figuras e das tabelas mostraram que a cobertura 1 tem um 
comportamento muito parecido nas duas cidades. O atraso térmico desta cobertura é 
pequeno, assim como o amortecimento do fluxo de calor, e os máximos fluxos de calor 
ocorrem no período entre às 11 e às 14 horas do dia. 
 
 
 
101 
 
Tabela 6.32 - Fluxos de calor máximos e atraso térmico da cobertura 1 em Teresina 
 αs=0,9 αs=0,4 αs=0,2 
Pico externo (W/m2) 161,90 85,36 55,58 
Pico interno (W/m2) 134,67 72,21 47,51 
Atraso térmico (h) 2 3 2 
Atenuação (W/m2) 27,23 13,14 8,07 
 
Tabela 6.33 - Fluxos de calor máximos e atraso térmico da cobertura 1 no Rio de Janeiro 
 αs=0,9 αs=0,4 αs=0,2 
Pico externo (W/m2) 148,69 74,81 45,26 
Pico interno (W/m2) 125,57 63,46 38,62 
Atraso térmico (h) 2 2 2 
Atenuação (W/m2) 23,12 11,34 6,63 
 
A melhor estratégia para diminuir os fluxos de calor na face interna é utilizar cores 
mais claras na superfície externa da cobertura, diminuindo a quantidade de radiação solar 
absorvida. A cobertura com αs = 0,4 reduziu em 46% o valor máximo do fluxo de calor 
na face interna, enquanto a cobertura com αs = 0,2 reduziu o fluxo de calor máximo em 
65% com relação à cobertura com αs = 0,9. Com U = 2,15 W/(m2∙K) e atraso térmico 
menor do que 3,3 horas, esta cobertura está de acordo com o recomendado pela norma 
ABNT NBR 15220-3 para a cidade do Rio de Janeiro. 
Os resultados obtidos para a cobertura 2 estão apresentados na Figura 6.26, Figura 
6.27, Tabela 6.34 e Tabela 6.35. Percebe-se que o atraso térmico desta cobertura é bem 
maior do que da cobertura 1, assim como o amortecimento do fluxo de calor. A cobertura 
com αs = 0,4 reduziu o fluxo de calor máximo na face interna em 44%, enquanto a 
cobertura com αs = 0,2 proporcionou uma redução de 61% no fluxo de calor interno em 
comparação com a cobertura com αs = 0,9. 
Com U = 1,74 W/(m2∙K) e atraso térmico maior do que 6,5 horas esta cobertura 
está de acordo com os limites de U e atraso térmico recomendados pela norma ABNT 
NBR 15220-3 para Teresina, uma vez que a norma recomenda estruturas com grande 
atraso térmico. 
 
102 
 
 
a) 
 
b) 
Figura 6.26 - Fluxo