Aula 2 _Comportamento Térmico

Prévia do material em texto

COMPORTAMENTO TÉRMICO 
DA CONSTRUÇÃO
Profª: Ms. Nadine Lessa F. Campos
Adaptado por: Prof. Esp. Luís Fernando Nascimento Tozi
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE RONDÔNIA - UNESC
O comportamento térmico de uma 
edificação depende principalmente:
▪ das condições climáticas:
- temperatura e umidade relativa do ar exterior;
- velocidade e direção do vento e;
- radiação solar direta e difusa.
▪ do projeto, construção e manutenção:
- implantação;
- latitude;
- longitude;
- orientação do sol;
- modelo arquitetônico;
- condições de ventilação e;
- materiais escolhidos;
▪ do uso e ocupação da edificação.
O uso da edificação é definido pelos
equipamentos utilizados e pelas
atividades desenvolvidas.
Já a ocupação está relacionada ao
número de ocupantes e ao horário em
que as pessoas estão no local.
Variáveis Arquitetônicas:
▪ Forma
Arquitetônica;
▪ Função e;
▪ Tipos de 
fechamentos;
O projeto consciente deve buscar tirar partido de
cada variável para garantir ao edifício uma
perfeita interação entre o homem e o meio em
todas as escalas.
FORMA ARQUITETÔNICA
Interfere diretamente sobre os fluxos de ar no
interior e no exterior e na quantidade de luz e
calor solar recebidos pelo edifício.
Exemplo: Em Marrakesh, Marrocos, as edificações
foram construídas de forma a canalizar para o
interior da cidade a brisa que vem do mar (úmida
e refrescante). Enquanto que o vento quente
continental é desviado pela forma das edificações,
possibilitando conforto na escala urbana.
Exemplo:
Iglu: a forma hemisférica diminui a superfície de
contato com o ar exterior, minimizando as perdas
de calor.
Chalés das montanhas, a cobertura inclinada
evita o acúmulo de neve e promove maior
exposição aos raios solares
Exemplo:
Pilotis: permitem a arquitetura descolar-se do solo,
incrementando a permeabilidade à circulação de
pedestre e à ventilação do térreo.
Palácio Capanema, Rio de Janeiro
Villa Savoye, Paris
Função Arquitetônica:
FUNÇÃO FORMA
O mesmo projeto arquitetônico, se destinado a
fins distintos como comércio ou habitação pode
resultar em comportamentos energéticos
diferentes.
O estudo da FUNÇÃO ARQUITETÔNICA é
primordial na escolha de determinado critério
ou estratégia bioclimática a ser adotada.
As funções residencial, comercial e pública são
distintas do ponto de vista do consumo de
energia.
FECHAMENTOS
As trocas de energia → luz ou calor entre os
meios interior e exterior tem como cerne o
“envelope” construtivo que envolve o ser
humano.
RADIAÇÃO SOLAR
□ Onda curta:
1- Radiação solar direta;
2- Radiação solar difusa; e
3- Radiação solar refletida pelo solo ou pelo entorno.
□ Onda Longa:
4-R. térmica emitida pelo solo aquecido e pelo céu; e
5-Radiação térmica emitida pelo edifício.
FECHAMENTOS
Os materiais de construção se comportam de
modo distinto com relação à radiação solar.
Por isso a importância de distinguir a envoltória em
duas partes:
✓Fechamentos opacos;
✓Fechamentos transparentes.
FECHAMENTOS
Principal diferença:
transmissão a radiação
solar para o ambiente
interno.
A parcela de transmissão
para o ambiente interno
atuará nas condições de
conforto, sendo a principal
função de ganhos térmicos
em ambientes.
FECHAMENTOS OPACOS
Acontece a transmissão de calor quando há uma
diferença de temperatura entre as superfícies interior
e exterior. O sentido será sempre da superfície da
mais quente para a mais fria.
Esse
fenômeno é
subdivido
em 3 fases:
FASE 1: 
TROCA DE CALOR COM O MEIO EXTERIOR
No fechamento opaco a radiação terá uma
parcela refletida e outra absorvida. ISSO
DEPENDE DA REFLETIVIDADE (ρ) E DA
ABSORTIVIDADE ( ) DO MATERIAL.
Fazendo uma análise da absortividade
podemos dizer que os materiais de construção
são seletivos a radiação solar e a principal
determinante para isso é a sua cor superficial.
ABSORTIVIDADE EM FUNÇÃO DA COR
Se =0,8: 80% da energia que incide sobre ele será
absorvida e 20% será refletida.
TIPO DE SUPERFÍCIE
Chapa de Alumínio (nova e brilhante) 0,05
Caiação nova 0,12/0,15
Concreto aparente 0,65/0,80
Telha de barro 0,75/0,80
Tijolo aparente 0,65/0,80
Revestimento asfáltico 0,85/0,98
Pintura: Branca
Amarela
Verde claro
Verde escuro
Vermelha
Preta
0,20
0,30
0,40
0,70
0,74
0,97
Nesta fase a troca térmica será por condução.
A intensidade do fluxo de calor pelo material
dependerá da condutividade térmica (λ).
Propriedade que depende da densidade do
material e representa sua capacidade de
condução maior ou menor em quantidade de
calor por unidade de tempo.
FASE 2: 
CONDUÇÃO ATRAVÉS DO FECHAMENTO
CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE ALGUNS MATERIAIS
Quanto maior o valor de (λ), maior será a 
quantidade de calor transferidas entre as 
superfícies.
MATERIAL λ [W/mK]
Concreto 1,5
Tijolo 0,65
Madeira 0,14
Isopor 0,03
CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE ALGUNS MATERIAIS
Outra variável importante nesse processo é a
espessura do fechamento (L), medida em
metros.
Através da espessura
podemos calcular o valor
da resistência térmica (R).
propriedade do material
em resistir a passagem do
calor.
FASE 2 – CONDUÇÃO ATRAVÉS DO FECHAMENTO
Pode-se reduzir consideravelmente as trocas de
calor em um fechamento opaco empregando
materiais com condutividades mais baixas ou
construindo fechamentos com múltiplas camadas,
podendo uma das quais ser uma camada de ar.
EMISSIVIDADE
A troca térmica por radiação depende da
emissividade (έ) da superfície do material em
contato com a camada de ar.
Refere-se à quantidade de energia térmica que é
emitida por unidade de tempo.
MATERIAL έ
Alumínio polido 0,05
Ferro Galvanizado 0,20
Demais materiais de construção 0,9
Nesta fase as trocas térmicas voltam a ser por
convecção e por radiação como na fase 1.
A temperatura da superfície interna do fechamento
irá aumentar em relação a temperatura do ar com
a chegada do calor.
FASE 3: 
TROCA DE CALOR COM O MEIO INTERIOR
TRANSMITÂNCIA TÉRMICA (U) 
Através dessa variável podemos avaliar o
comportamento de um fechamento opaco frente a
transmissão de calor.
Resistência Térmica Heterogênea:
• Rtij. = L/λ
• Rarg. = L/λ
Área de contato:
• Atij. = b x h
• Aarg = (b1 x h1) + (b2 x h2)
Resistência Térmica Heterogênea:
• Rtij.+arg. = Atij. + Aarg.
Atij. + Aarg.
Rtij. + Rarg.
FECHAMENTOS TRANSPARENTES
As principais trocas térmicas acontecem em geral
nestes fechamentos.
Compreendem janelas, claraboias e qualquer
elemento transparente na arquitetura.
Nestes fechamentos ocorrem três tipos básicos de 
trocas térmicas:
✓Condução;
✓Convecção;
✓Radiação.
FECHAMENTOS TRANSPARENTES
→orientação e tamanho 
da abertura;
→Tipo de vidro;
→Uso de proteções 
solares internas e 
externas
As principais variáveis que influenciam no calor 
são:
ORIENTAÇÃO E TAMANHO
O que determina a exposição da abertura ao sol.
Quanto maior a abertura maior é quantidade de
calor que entra ou sai do ambiente.
A luz natural é um fator importante no
dimensionamento. Deve-se pensar o calor e a luz
de forma integrada.
TIPOS DE VIDRO
Os vidros tem vários propósitos, entre eles o 
controle da radiação solar, que pode ser:
→Admitir ou bloquear a luz solar;
→Admitir ou bloquear o calor solar;
→Permitir/bloquear perdas de calor interior;
→Permitir contato visual interior/exterior. 
Os vidros geralmente tem alta
transmitância térmica (u), isto é,
bons condutores de calor.
TIPOS DE VIDRO
Os tipos de vidros mais usados na construção civil
são basicamente (4) categorias:
✓Vidros transparentes (simples);
✓Vidro verde;
✓Películas e vidros absorventes (fumês);
✓Películas e vidros reflexivos;
VIDRO SIMPLES
✓Emprego mais comum no brasil;
✓Devido baixo custo;
✓Disponibilidade no mercado.
Altamente transparente, resultando em boa
visibilidade, mas alta transmissividade de
radiação solar para o interior.
Causa o fenômeno do efeito estufa.
VIDRO VERDE
Conhecido como vidro
absorvente. É levemente
pigmentado para
diminuir a transmissão
de ondacurta com
somente um pequeno
aumento na absorção
da parte visível.
PELICULAS E VIDROS FUMÊS
O objetivo é diminuir a
transmissão de onda
curta, no entanto diminui
a visibilidade.
PELICULAS E VIDROS REFLEXIVOS
São compostas por uma
camada metálica em um
substrato transparente
produzindo uma
aparência de espelho.
Os vidros reflexivos já
vem com uma espécie
de película reflexiva
incorporada na sua
constituição.
PLÁSTICOS
Atualmente alguns materiais
como o policarbonato e o
acrílico entraram no
mercado dos fechamentos
transparentes.
Reduzem o efeito estufa
comum a vidros,
aumentando a perda de
calor para o exterior.
PELÍCULAS
□ Minimizam os ganhos de calor, evitam danos
causados pela ação ultravioleta, obtém
privacidade e minimizam a iluminação natural.
□ Podem ser: transparente, pigmentada não
refletiva e pigmentada refletiva.
	Slide 1: COMPORTAMENTO TÉRMICO DA CONSTRUÇÃO
	Slide 2: O comportamento térmico de uma edificação depende principalmente:
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5: Variáveis Arquitetônicas:
	Slide 6: FORMA ARQUITETÔNICA
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10: Função Arquitetônica:
	Slide 11
	Slide 12: FECHAMENTOS
	Slide 13: RADIAÇÃO SOLAR
	Slide 14: FECHAMENTOS
	Slide 15: FECHAMENTOS
	Slide 16: FECHAMENTOS OPACOS
	Slide 17: FASE 1: TROCA DE CALOR COM O MEIO EXTERIOR
	Slide 18: ABSORTIVIDADE EM FUNÇÃO DA COR
	Slide 19: FASE 2: CONDUÇÃO ATRAVÉS DO FECHAMENTO
	Slide 20: CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE ALGUNS MATERIAIS
	Slide 21: CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE ALGUNS MATERIAIS
	Slide 22: FASE 2 – CONDUÇÃO ATRAVÉS DO FECHAMENTO
	Slide 23: EMISSIVIDADE
	Slide 24
	Slide 25: TRANSMITÂNCIA TÉRMICA (U) 
	Slide 26: FECHAMENTOS TRANSPARENTES
	Slide 27: FECHAMENTOS TRANSPARENTES
	Slide 28: ORIENTAÇÃO E TAMANHO
	Slide 29: TIPOS DE VIDRO
	Slide 30: TIPOS DE VIDRO
	Slide 31: VIDRO SIMPLES
	Slide 32: VIDRO VERDE
	Slide 33: PELICULAS E VIDROS FUMÊS
	Slide 34: PELICULAS E VIDROS REFLEXIVOS
	Slide 35: PLÁSTICOS
	Slide 36: PELÍCULAS