Condensacoes_Texto

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CONDENSAÇÕES

FÍSICA DAS CONSTRUÇÕES Alexandra Costa

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CONDENSAÇÕES



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O ar seco é constituído por azoto (78%) oxigénio (21%) , árgon (1%) e outros gases em menor percentagem e vapor de água. O ar húmido, para além dos gases anteriormente referidos, vapor de água. Para o seu estudo, é necessário conhecer a temperatura, a pressão e a concentração relativa de cada um dos dois componentes (gás/vapor de água). Nas habitações, existem compartimentos que produzem grandes quantidades de vapor de água, nomeadamente as instalações sanitárias e cozinhas (banho por pessoa ~ 200g/banho; cozinhar ~ 2000g/dia; pessoa em repouso a 21ºC ~ 36g/hora).

Esta situação, associada a uma ventilação insuficiente faz com que o vapor de água condense, situação corrente, sobretudo em zonas em que a temperatura é mais baixa ( abaixo do ponto de orvalho do ar interior) por exemplo nas pontes térmicas planas (pilares e talões de viga não tratados (isto é, não isolados) mas também em áreas maiores dos elementos da envolvente opaca com insuficiente isolamento térmico e envidraçados. Este fenómeno designa-se por condensação superficial. As condensações também podem ocorrer internamente na estrutura da envolvente dos edifícios - condensações internas - sobretudo em camadas relativamente frias e impermeáveis. Os factores que influenciam as condensações superficiais valor da humidade relativa interior utilização dos compartimentos maior ou menor ventilação dos espaços localização e quantidade das camadas de

isolamento As condensações internas são influenciadas por: características de permeabilidade ao vapor de água das diferentes camadas das paredes localização das camadas de isolamento



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As manifestações de humidade mais frequentes são: desenvolvimento de bolores que para além de alterarem negativamente o aspecto dos locais, são prejudiciais para a saúde dos seus ocupantes. De notar que para valores de humidade relativa da ordem de 76%, há formação de bolores sobre couro; para valores superiores a 88% de humidade relativa, há formação de bolores em materiais cerâmicos e superfícies pintadas; aumento da condutibilidade dos materiais; degradação dos revestimentos rebocos e estuques; descolamento e degradação dos isolamentos A uma certa quantidade de vapor de água existente no ambiente interior de um compartimento corresponde um valor de temperatura abaixo da qual se começam a verificar condensações. Esta temperatura designa-se por temperatura de ponto de orvalho (temperatura para a qual o ar húmido se torna saturado, isto é, a temperatura para a qual a pressão de saturação do vapor de água é igual à pressão parcial de vapor de água). Sempre que na superfície interior da envolvente do espaços se verifiquem temperaturas inferiores à temperatura do ponto de orvalho relativa à quantidade de vapor de água existente no ar desses espaços, ocorrem condensações naquela superfície



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A carta psicrométrica permite o cálculo das propriedades do ar húmido Apresenta as pressões parciais do vapor de água para diferentes condições do ar, assim como diversas características do ar, nomeadamente temperatura de bolbo seco e húmido, teor em água, humidade relativa, etc.

TBS - Temperatura de bolbo seco - ºC - temperatura do ar medida com um termómetro comum.



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Conteúdo de humidade no ar – g/Kg - É o teor de vapor no ar dado em gramas de vapor de água por kg de ar seco e é definido pelo quociente entre a massa de vapor de água e a massa de ar seco. TBH - Temperatura de bolbo húmido - ºC - temperatura do ar medida com um termómetrocomum, cujo bolbo de vidro foi coberto com uma gaze húmida (arrefecimento evaporativo). A redução da temperatura de bolbo húmido depende do teor de humidade do ar; quanto menor esta última, maior o abaixamento. A diferença entre a TBS e a TBH fornece a humidade relativa. Humidade relativa % - razão entre a quantidade de humidade do ar e a quantidade máxima que ele pode conter na mesma temperatura. A humidade absoluta é a massa de água contida em 1 kg de ar seco.



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EXERCÍCIO 1 Verifique se estão criadas condições para o aparecimento de condensações internas

temperatura ambiente interior Tai=20ºC temperatura ambiente exterior Tae=-10ºC humidade relativa interior HRai=60% humidade relativa exterior HRae=80% constituição da parede

RESOLUÇÃO Consultando o ITE50 (LNEC) Resistência térmica superficial exterior – Rse=0,04 m2.ºC/W Condutibilidade do betão armado –= 2,00 W/m.ºC Condutibilidade do poliestireno expandido – =0,04 W/m.ºC Condutibilidade do betão leve – = 0,46 W/m.ºC Resistência térmica superficial interior – Rsi=0,13 m2.ºC/W 1º PASSO – Calcular a distribuição das temperaturas ao longo da parede

W/C.ºm42,113,000,2

15,0

04,0

04,0

46,0

08,004,0

Re

RRU

1

2

sii

iset

Cº1,942,1

3046,008,0

04,004,0

00,215,0

13,020

R

tRTT

Cº4,542,1

3004,004,0

00,215,0

13,020

R

tRTT

Cº7,1542,1

3000,215,0

13,020

R

tRTT

Cº3,1742,1

3013,020

R

tRTT

Cº20T

t

iaie

t

iai2

t

iai1

t

siaii

ai



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2º PASSO – Verificar o aparecimento de condensações superficiais interiores

Não ocorrem condensações superficiais, já que a temperatura na superfície da parede é superior à temperatura ponto de orvalho. 3º PASSO – Calcular as pressões de saturação ao longo da parede

Este ábaco não tem valores inferiores a zero; tem de se recorrer a outro ábaco psicrométrico!!



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4º PASSO – Calcular as pressões parciais – paramento interior e exterior 5º PASSO – Calcular as pressões parciais nas camadas interiores Consultando a NITOO2 – LFC 1998 da FEUP resistência ao vapor de água assim: Resistência ao vapor de água da parede = (2,38+1,29+0,192)x1010 = 3,862x1010 m2.s.Pa/Kg Nota: Pode-se trabalhar com permeâncias em vez de resistência ao vapor de água: Permeância é a facilidade com que o vapor de água atravessa uma determinada camada material de espessura e

MATERIAL

COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE AO

VAPOR DE ÁGUA

Kg/(m.s.Pa)x10-12

BETÃO NORMAL 6,3

POLIESTIRENO EXPANDIDO 3,1

BETÃO LEVE 41,6

R

1

ePe

eR



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6º PASSO – Análise de resultados O valor da pressão parcial ao longo da parede, é sempre inferior ao valor da pressão de saturação, logo não há lugar a condensações.

kPa255,0

10x862,3

1,11029,138,23,1

R

PRRPiP

kPa622,010x862,3

1,11038,23,1

R

PRPiP

kPa1,12,03,1P

10

10

i

212

10

10

i

11



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EXERCÍCIO 2 Faça agora a mesma verificação no caso de se inverter a parede RESOLUÇÃO 1º PASSO – Calcular a distribuição das temperaturas ao longo da parede O coeficiente de transmissão não sofre alterações

Evolução das temperaturas ao longo da parede

2º PASSO – Verificar o aparecimento de condensações superficiais interiores Como não houve alterações nem na temperatura da face interior da parede, nem da humidade relativa interior, continua sem haver formação de condensações superficiais. 3º PASSO – Calcular as pressões de saturação ao longo da parede

W/C.ºm42,113,046,0

08,0

04,0

04,0

00,2

15,004,0R

eRR

U

1 2si

i

iset

Cº1,942,1

3000,215,0

04,004,0

46,008,0

13,020

R

tRTT

Cº5,742,1

3004,004,0

46,008,0

13,020

R

tRTT

Cº6,1342,1

3046,008,0

13,020

R

tRTT

Cº3,1742,1

3013,020

R

tRTT

Cº20Ti

t

iaie

t

iai2

t

iai1

t

siaii



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4º PASSO – Calcular as pressões parciais – paramento interior e exterior Da mesma forma, como não houve alterações na temperatura da face interior e da humidade relativa interior, as pressões parciais nos paramentos mantêm-se 5º PASSO – Calcular as pressões parciais nas camadas interiores A resistência ao vapor de água da parede não é alterada, apenas se altera a ordem das camadas: R = (2,38+1,29+0,192)x1010 = 3,862x1010 m2.s.Pa/Kg

6º PASSO – Análise de resultados O valor da pressão parcial é numa zona interior da parede, superior ao valor da pressão de saturação, logo há lugar a condensações.

kPa878,0

10x862,3

1,11029,1192,03,1

R

PRRPiP

kPa245,110x862,3

1,110192,03,1

R

PRPiP

kPa1,12,03,1P

10

10

i

212

10

10

i

11



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EXERCÍCIO 3 Verifique se estão criadas condições para o aparecimento de condensações Dados

• temperatura ambiente interior Tai=20ºC; temperatura ambiente exterior Tae=0ºC

• humidade relativa interior HRai=50% humidade relativa exterior HRae=80%

RESOLUÇÃO



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COEFICIENTES DE PERMEABILIDADE AO VAPOR DE ÁGUA FACTORES DE RESISTÊNCIA À DIFUSÃO DE VAPOR DE ÁGUA

VALORES DE PERMEÂNCIA AO VAPOR DE ÁGUA

Adaptado de "Permeabilidade ao Vapor de Materiais de Construção" NIT 002 -LFC 1998



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Adaptado de "Permeabilidade ao Vapor de Materiais de Construção" - NIT 002 -LFC 1998



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