Transferência de calor através da envolvente de edifícios

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climatização

transferência de calor atravÊs da envolvente de edifícios Alfredo Costa Pereira GET – Gestão de Energia TÊrmica, Lda. www.get.pt

A Convecção ĂŠ a transferĂŞncia de calor devida ao movimento das molĂŠculas ao deslocarem-se de um lugar para outro. A Radiação ĂŠ a transferĂŞncia de calor via ondas eletromagnĂŠticas (energia radiante). OS PARĂ‚METROS QUE DESCREVEM A TRANSFERĂŠNCIA DE CALOR

Esta aproximação sĂł pode aplicar-se a edifĂ­cios com elevada massa tĂŠrmica, poucos ganhos solares e pequenas flutuaçþes da sua temperatura interior. A transferĂŞncia de calor atravĂŠs de uma parede exterior de um edifĂ­cio, com diferentes temperaturas das suas faces exterior e interior envolve radiação, convecção e condução. como uma transferĂŞncia de energia tĂŠrmica para dentro ou para fora de um sistema. O calor nĂŁo ĂŠ uma propriedade de Estado Termodinâmica e, como tal, estĂĄ sempre relacionado com um Processo ou Transformação Termodinâmica, nĂŁo fazendo sentido falar em armazenamento de calor. O calor nĂŁo ĂŠ uma “coisaâ€? que se possa guardar ou armazenar. Apenas se pode guardar ou armazenar Energia TĂŠrmica, sob a forma de Energia Interna de Entalpia ou de Entropia. Por fluxo de calor deve entender-se a intensidade com que o calor ĂŠ transferido, sendo expresso em W/m2, e nĂŁo em Joules, como em Termodinâmica.

Resistência tÊrmica A resistência tÊrmica de um material R exprime a resistência que esse material oferece ao fluxo de calor que o atravessa, e Ê uma função da

R=

e

m

W

C

=

e

(m2.K / W) dos materiais simples atravĂŠs dos quais se pro-

cessa a referida transferĂŞncia de calor, sendo ! dade tĂŠrmica e e " # " $ camada de diferentes substâncias, utilizamos os termos de COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERĂŠNCIA DE CALOR, ou TRANSW

MITÂNCIA TÉRMICA U

Comportamento estacionĂĄrio ou permanente

sua espessura (e) e da sua condutibilidade tĂŠrmica =

1

R=

W m.

.

. O valor de R em regime estacionĂĄrio ĂŠ medido em

laboratĂłrio determinando a energia necessĂĄria para manter as duas faces do material a temperaturas constantes, mas diferentes. Quanto mais elevado for o valor de R maior ĂŠ a capacidade isolante do material.

m

(que ĂŠ o inverso da resistĂŞncia tĂŠr-

mica global), e que representa o fluxo de calor atravÊs da unidade e superfície de uma determinada estrutura composta, dividida pela diferença de temperatura entre o ar (ou outro fluido) que contacta com ambas as faces da estrutura, e a temperatura das duas faces da estrutura, =

1

W

R

m

.

O seu inverso, a RESISTÊNCIA TÉRMICA GLOBAL Ê igual à soma das % " % " &" trutura composta:

R=

∑ h1 + ∑ R = ∑ h1 + ∑ e = ∑ h1 + ∑ C1

m W

.

Quanto maior for a resistĂŞncia tĂŠrmica global de uma estrutura composta, melhor ela resiste Ă transferĂŞncia de calor, e maior ĂŠ a sua capacidade para ser utilizada como isolante tĂŠrmico. Os valores de R de cada material ou de cada estrutura composta, sĂŁo medidos em laboratĂłrio com o auxĂ­lio de uma “ â€?. O valor da transferĂŞncia de calor atravĂŠs da camada de material pode ser calculado mantendo uma das faces do material a uma temperatura " ' " *03 4 $ 6 plementar necessĂĄria para manter a outra face do material a outra " " ' " 783 4# 6 R em regime estacionĂĄrio dado que a diferença de temperatura entre as duas faces do material ĂŠ mantida constante. 9 6 $ ! % cia de calor de uma estrutura composta, menos ela resiste ao fluxo de calor que atravĂŠs dela se processa, deixando por isso atravessar facilmente o calor.

Condutância tĂŠrmica, transmitância tĂŠrmica ou coeficiente global de transferĂŞncia de calor, U A transmitância tĂŠrmica ĂŠ uma medida do fluxo de calor que atravessa a unidade de superfĂ­cie de um dado material devido Ă diferença de temperatura entre as suas faces. É o inverso da resistĂŞncia tĂŠrmica. ferĂŞncia de calor atravĂŠs do valor da CONDUTĂ‚NCIA TÉRMICA C=

W

e

m

INTENSIDADE DO FLUXO DE ENERGIA TÉRMICA A intensidade do fluxo de calor representa a quantidade de fluxo de energia tĂŠrmica que atravessa a unidade de superfĂ­cie de um material sob condiçþes estacionĂĄrias ou permanentes, podendo ser calculada atravĂŠs da expressĂŁo:

=

(ou atravÊs do seu inverso, a RESISTÊNCIA TÉRMICA

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W

A Ă— t m

, sendo: