Calculos termicos

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1 Relatrio de progresso

AveiroDomusAssociao para o Desenvolvimento da Casa do Futuro

Sub Projecto de Isolamento Trmico 1 Relatrio de Progresso

Universidade de Aveiro

Coordenador: Joo Labrincha Aveiro Maro de 2006

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1 Relatrio de progresso

Este trabalho foi realizado no mbito de um contrato celebrado entre a AVEIRODOMUS e a Universidade de Aveiro, em 9 de Novembro de 2005

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1 Relatrio de progresso

Equipa ExecutivaJoo Labrincha (Universidade de Aveiro, Departamento de Engenharia Cermica e do Vidro) Antnio Samagaio (Universidade de Aveiro, Departamento de Ambiente e

Ordenamento) (Coordenador) Romeu Vicente (Universidade de Aveiro, Departamento de Engenharia Civil)

Equipa ConsultivaFrancisco Leito (Universidade de Aveiro) Juliett Vicente (Universidade de Aveiro) Susana Tiago (Universidade de Aveiro)

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1 Relatrio de progresso

SumrioO presente relatrio foi elaborado com o objectivo de rever o estado da arte em Trmica de edifcios, em particular na rea do isolamento trmico. A primeira parte do relatrio descreve os princpios bsicos da trmica e, em particular, da trmica aplicada a edifcios, enumera as exigncias regulamentares, apresenta o levantamento de solues existentes no mercado actual e de solues de vanguarda. As metodologias de trabalho so delineadas e as linhas mestras do trabalho so igualmente apresentadas. Por fim, realiza-se uma identificao preliminar de interligaes com os restantes sub projectos e proposto o planeamento das prximas fases de desenvolvimento do sub projecto de Trmica.

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1 Relatrio de progresso

ndice1. Modos de transferncia de calor1.1. Generalidades. 1.2. Conduo 1.3. Conveco 1.4. Radiao 1.5. Evaporao, condensao e movimentos da humidade 1.6. Condutibilidade trmica 1 1 2 5 6 6 9 11 13 14 14 15 15 16 17 18 21 22

2. Propriedades higrotrmicas da envolvente exterior2.1. Resistncia trmica 2.2. Resistncia trmica superficial 2.3. Resistncia trmica de espaos de ar 2.4. Resistncia trmica total 2.5. Coeficiente global de transferncia de calor

3. Pontes trmicas3.1. Definio 3.2. Razes para a ocorrncia de pontes trmicas 3.3. Consequncias das pontes trmicas 3.4. Tipos de pontes trmicas

4. Exigncias regulamentares4.1. Definies relevantes para o clculo trmico 4.2. Condies interiores de referncia 4.3. Estrutura do RCCTE

5. Isolantes trmicos 6. Estado da Arte na rea de Conhecimento de Isolamento Trmico de edifcios6.1. Generalidades 6.2. Levantamento das solues existentes no mercado actual 6.2.1. Isolantes trmicos de origem natural 6.2.1.1. Fibra de Cco 6.2.1.2. Produtos de cortia 6.2.1.3. Fibras e partculas de madeira aglutinadas 6.2.1.4. Fibras celulsicas 6.2.2. Isolantes trmicos de origem sinttica 6.2.2.1. Poliestireno expandido 6.2.2.2. Espumas rgidas de poliuretano e de poli-isocianaturo 6.2.2.3. Outros isolamentos sintticos 6.2.3. Isolantes trmicos de origem mineral 6.2.3.1. L mineral 6.2.3.2. Grnulos de argila expandida 6.2.3.3. Beto celular autoclavado 6.3. Levantamento de solues de vanguarda existentes no mercado 6.3.1. Materiais de mudana de fase 6.3.2. Papel reciclado Isofloc 6.3.2.1. Composio 6.3.2.2. Informaes tcnicas 6.3.2.3. Caractersticas

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1 Relatrio de progresso

7. Sntese de solues 8. Metodologias de trabalho 9. Linhas mestras do sub projecto de isolamento trmico 10. Identificao preliminar das interligaes com os restantes sub projectos e com os produtos em desenvolvimento pela equipa 11. Planeamento das prximas fases de desenvolvimento do sub projecto 12. Concluses Referncias

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1.- Modos de transferncia de calor1.1.- GeneralidadesA diferena de temperatura existente entre as superfcies interior e exterior da envolvente de uma edificao provoca uma transferncia de calor entre os ambientes, exterior e interior, que aquela envolvente separa. A transferncia de calor far-se- num sentido ou outro, consoante aquela diferena seja positiva ou negativa, e sempre da temperatura mais elevada para uma mais baixa. As trocas de calor realizam-se segundo trs modos fundamentais: conduo, conveco e radiao. Se no elemento ou espao considerado se verificar a ocorrncia de fenmenos de transferncia de massa (gua) podem, ainda, registar-se transferncias de calor por evaporao e por condensao do vapor de gua ou ainda, por escoamento lquido. Na envolvente de edifcios, a transferncia de calor, d-se em geral, sob a forma de uma combinao dos vrios modos referidos anteriormente, com predominncia de um ou de vrios deles, consoante as caractersticas fsicas e construtivas do elemento. Devido variao das condies de temperatura, da radiao solar e de outros parmetros climticos, e, ainda, das condies impostas aos locais interiores, o regime de transferncia de calor entre os ambientes exterior e interior e entre as superfcies dos elementos da envolvente essencialmente no-estacionrio, apresentando durante alguns perodos um carcter cclico. Em qualquer um dos casos, o estudo aprofundado destes fenmenos apresenta uma complexidade elevada. Em muitos aspectos prticos do estudo das solues e do desempenho trmico da envolvente e dos locais interiores e exteriores se mantm estveis durante alguns perodos suficientemente longos para se considerar que a transferncia de calor se efectue em regime permanente.

1.2 - ConduoA transmisso de calor por conduo atravs de um material d-se por transferncia entre molculas desse material, sem ocorrncia de deslocamentos moleculares. o modo de transferncia caracterstico da matria slida, embora tambm ocorra em lquidos e em gases, e entre diferentes estados (slido-gasoso, lquido-gasoso, etc). A conduo de calor em materiais slidos no porosos (sem vazios) , geralmente, superior que se verifica em fluidos (movimentos convectivos). Verifica-se experimentalmente, que o fluxo de calor atravs de uma placa proporcional rea da placa A, diferena de temperatura entre os meios (1) e (2) que ela separa e inversamente proporcional espessura da placa L.

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Onde: - C o coeficiente de condutibilidade trmica do material da placa. Apresentam-se na tabela 1, os valores indicativos da condutibilidade trmica de alguns gases habitualmente presentes nos materiais de construo (em particular dos isolantes trmicos) e na gua, lquida e em forma de vapor, igualmente presente em maior ou menor grau naqueles materiais. Tabela 1- Condutibilidade trmica de alguns gases e de gua lquida e em vapor. Condutibilidade Trmica Fludo [W/m.C] Ar 0.026 CO2 0.016 CCI2F2 (R12) 0.010 CCI3F (R11) 0.008 rgon 0.017 SF6 0.013 Krypton 0.60 Vapor de gua 0.60

1.3 ConvecoA conveco natural ocorre nos fluidos (gases e lquidos), e traduz-se pelo movimento de massa desse fluido em resultado da aco combinada de diferena da temperatura no seu seio (que provocam variaes de densidade do fluido) e da fora da gravidade. Assim, a conveco natural depender, do valor da diferena de temperatura existente entre massas do fluido (tanto maior quanto maior a diferena) e da posio relativa dessas massas.

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Se as massas localizadas nas zonas superiores estiverem a temperaturas mais elevadas no se registaro movimentos convectivos, pois a massa mais densa j est na zona inferior (a aco da gravidade impede que uma massa de fluido menos densa a empurre para cima e a substitua). O estabelecimento da diferena de presso no seio do fluido provoca ou acentua a ocorrncia de movimentos de conveco. No interior dos materiais de construo e nos isolantes trmicos, em particular, a transmisso de calor por conveco no relevante, em virtude de as respectivas caractersticas de porosidade e de permeabilidade ao ar no favorecerem aquele fenmeno. Os fenmenos convectivos (naturais ou forados) tm alguma importncia apenas nos materiais com uma significativa porosidade aberta, designadamente produtos de fibras minerais de massa volmica muito baixa e materiais soltos com elevada permeabilidade ao ar (grnulos ou fibras). Todavia, a conveco natural e forada adquirem uma importncia significativa, em conjunto com a transferncia de calor por radiao, nas trocas trmicas que ocorrem, quer nas superfcies de separao entre os elementos de construo e os ambientes exterior ou interior, quer atravs de camadas de ar (espaos de ar) integrados no interior dos elementos de construo.

Exemplos ilustrativos: 1) No vero, deve-se introduzir o ar frio nas salas pela parte superior, para que, devido sua maior densidade, ele desa, provocando a circulao de ar, enquanto que no Inverno, o ar quente deve ser introduzido pela parte inferior da sala.

2) beira-mar, a areia, tendo calor especfico sensvel muito menor do que o da gua, aquece mais rapidamente do que a gua durante o dia e arrefece mais rapidamente durante a noite.

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