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2.

Processos de Transmissão de Calor

Para se proceder ao estudo do comportamento térmico de uma edificação é necessário o conhecimento de diversos assuntos, dentre os quais podem ser citados: • fisiologia térmica dos ocupantes da edificação; • climatologia; • processos de transmissão de calor. Neste capítulo são estudados os processos de transmissão de calor, bem como as propriedadestérmicas dos materiais envolvidos nos processos de troca de calor. O calor ou energia térmica se transmite por duas razões: • existência de um gradiente de temperatura entre os corpos; • mudança de estado físico. Quando um corpo troca calor devido à existência de diferenças de temperatura, chamase essa forma de transferência de calor de troca seca e a energia transmitida de calor sensível, enquanto que atransferência de calor que envolve mudança de estado, chama-se troca úmida e a energia transmitida de calor latente. 2.1. Trocas térmicas secas (calor sensível) Constituem as formas de transferência de calor que ocorrem devido a um gradiente de temperatura, podendo ocorrer por condução, convecção ou radiação. 2.1.1. Transmissão de calor por condução Trata-se da transmissão de calor molécula amolécula, conseqüentemente havendo necessidade de um meio material, ocorrendo sempre de um ponto de maior potencial energético (maior temperatura) para um de menor potencial (menor temperatura). Verifica-se experimentalmente que a quantidade de calor que flui através de um elemento opaco é função do material que o constitui, da espessura do elemento e do gradiente de temperatura. A grandeza física quecaracteriza se um material é melhor ou pior condutor de calor chama-se condutibilidade térmica (k). A figura 1 ilustra o processo de transmissão de calor por condução.

Conforto Térmico das Construções

Edmundo Rodrigues 4

q Te k L
Figura 1: Transmissão de calor por condução.

Ti

q = k.

∆T L

Q = S .k .

∆T L

E = S .k .

∆T .∆t ................ Eq. 1, 2 e 3, Lrespectivamente.

onde: q = intensidade de fluxo de calor, em W/m2; Q = intensidade total de fluxo de calor, em W (J/s); E = energia (calor), em J; k = condutibilidade térmica do material, em W/m. 0C; ∆T = diferença de temperatura entre exterior e interior, em 0C; ∆t = intervalo de tempo; S = área atravessada pelo fluxo de calor, em m2; L = espessura da parede, em m. A equação 1 pode ser re-escrita daseguinte forma:

q=
onde:

∆T Rt

ou

q = K t .∆T ........................ Eq. 4 e 5, respectivamente.

q = intensidade de fluxo de calor, em W/m2; Rt = resistência térmica do material, sendo Rt=L/k, em m2. 0C/W; Kt = condutância térmica do material, sendo Kt=1/Rt, em W/m2. 0C; ∆T = diferença de temperatura entre exterior e interior, em 0C. A tabela 1 apresenta valores de condutibilidadetérmica de diversos materiais, enquanto na tabela 2 são apresentados valores de resistências térmicas de diversos elementos construtivos.

Conforto Térmico das Construções
Tabela 1: Condutibilidade térmica de materiais de construções.
Material Condutibilidade Massa específica k (W/m.0C) ρ (kg/m3) a) uso em paredes, lajes e pisos 1,15 2000 1,10 1800 0,53 1000 0,30 600 0,51 100 0,81 1400 0,811600 0,67 1250 0,91 1700 0,78 2000 0,52 1700 1,50 2200 1,75 2400 0,13 300 0,20 500 0,27 700 0,40 1000 de 0,10 400 0,14 600 0,17 800 0,10 400 0,15 600 0,19 800 2,10 2700 1,28 2000 3,50 2700 3,26 2700 1,20 2600 b) uso em telhados 47 7800 230 2700 230 2700 0,14 800 230 2700 0,023 50 230 2700 0,85 1700 0,41 1600 0,12 200 0,12 350 0,62 1000 c) uso como isolante 0,035 50 0,040 100 0,051 200 0,069 4000,030 100 0,044 200 0,070 100 0,079 250 0,116 400 0,035 20 0,023 50

Edmundo Rodrigues 5

Calor específico c (J/kg.0C) 880 1000 857 1047 1047 1047 920 880 1005 576 837 1005 1005 1000 1000 1000 1000 1424 1424 1424 1340 1340 1340 837 837 837 837 840 460 880 880 1214 880 1590 880 921 1010 2300 1200 4190 1900 1900 1900 1900 754 754 1000 1000 1000 1420 1590

Argamassa de cimento-areia Argamassa...
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