CARGA TÉRMICA E TROCAS DE AR

Como já visto no capitulo anterior, há vários fatores que geram calor dentro de um ambiente e a somatória de todas as formas de calor presentes num ambiente denomina-se por carga térmica. Para o cálculo da carga térmica considera-se as parcelas de ganhos e perdas por trocas térmicas nas diversas superfícies, como a cobertura do prédio, paredes externas e internas, áreas dos vidros das janelas, o piso e as portas, além do calor trocado pela variação do ar interno. Adicionam-se, também, as parcelas de contribuição emitidas pelas pessoas, lâmpadas e equipamentos.

Para o pavilhão em estudo, utilizado para montagem de geradores, o cálculo da carga térmica é realizado com as seguintes considerações:

1) A maior carga térmica se dará no horário de maior incidência de radiação sobre o pavilhão;

2) As lâmpadas não são acesas em dias com incidência de sol, pois a iluminação natural se torna suficiente em virtude das telhas translucidas;

3) Considera-se dez pessoas em trabalho de montagem no ambiente;

4) São considerados os quatro motores elétricos de uma das ponte rolantes em atividade, 2 motores de dispositivos de montagem (prensagem de polos e enrolamento de fios de cobre); e uma potência estimada para a linha de estampo.

5) Na inexistência de janelas no ambiente, desconsidera-se a carga térmica por infiltrações de ar;

2.2.1 Carga térmica devido à insolação

Para o cálculo da carga térmica devido à insolação nas superfícies laterais e superiores, divide-se as áreas do pavilhão sujeitas à radiação conforme material e orientação, baseando-se no projeto arquitetônico, conforme Figura 17. Os dados são posteriormente compilados no Quadro 8.

Quadro 8: Superfícies do pavilhão de montagem de geradores sujeitas à radiação

Superfície Orientação Área sujeita a radiação

Telha Aluzinc Norte 446,7 m²

Telha Aluzinc Sul 408,9 m²

Telha Aluzinc Leste 185,4 m²

Telha Aluzinc Oeste 185,4 m²

Telha Aluzinc Forro 655,2 m²

Telha translucida Forro 172,8 m²

Bloco pré moldado Norte 87,5 m²

Bloco pré moldado Sul 101,2 m²

Bloco pré moldado Leste 39,6 m²

Bloco pré moldado Oeste 39,6 m²

Para o cálculo da carga térmica devida a insolação, utiliza-se as equações 4; 5 e 6 e consideraremos valores da radiação média obtida através do quadro 3. Através do cálculo da média obtem-se os valores de radiação expostos no Quadro 9.

Outras considerações particulares importantes utilizadas para os cálculos são: • Temperatura externa de 35°C e temperatura interna de 28°C;

• Bloco pré moldado considerado como reboco claro;

• Coeficiente global de transmissão de calor e absortância das telhas aluzinc visualizados no Quadro 10;

• Coeficiente global de transmissão de calor das telhas translucidas considerado 4,7 W/m².k e absortância visualizada também no Quadro 10.

Quadro 9: Valores de radiação média para planos verticais e horizontais

Orientação Radiação solar média (W/m²)

Sul 110

Leste 273

Norte 85

Oeste 735

Horizontal 692

Com os valores da radiação média, calcula-se as cargas de insolação para cada uma das superfícies do pavilhão em questão, obtendo-se o Quadro 12.

Quadro 10: Propriedades térmicas de telhas aluzinc

Superfície Local Absortância Emissividade

U (W/m².k) Ct (KJ/m².k) ϕ (horas) Telha aluzinc na cor natural cobertura 0,25 0,25 476 - - Alvenaria à vista mureta 0,65/0,80 0,85/0,95 2,6 63,3 2,83 Telha aluzinc trapezoidal azul Fechamento lateral 0,7 0,9 5,88 - -

Fonte: Van Hass, 2005

Quadro 11: Valores do fator solar para telhas translucidas

Superfície Local FCS Telha translúcida de fibra de vidro Fechamento lateral pavilhão 2 e cobertura pavilhão 1 e 2 0,4

Vidro comum pavilhão 1 0,87

Fonte: Lamberts, 1997

Quadro 12: Cargas térmicas de insolação em cada uma das superfícies do pavilhão

Superfície/orientação Carga térmica (W)

Telha Aluzinc/Forro 86205 Telha Translucida/Forro 53516 Telha Aluzinc/Norte 24637 Telha Aluzinc/Sul 24236 Telha Aluzinc/Oeste 30066 Telha Aluzinc/Leste 15964 Bloco Pré moldado/Norte 1825 Bloco Pré moldado/Leste 1058 Bloco Pré moldado/Oeste 1629 Bloco Pré moldado/Sul 2189

2.2.2 Carga térmica devido à condução

Para o cálculo da carga térmica por condução utiliza-se a Equação 7, juntamente com as mesmas considerações e dados para temperatura externa, temperatura interna, áreas das superfícies e coeficiente de transmissão global de calor.

Assim, obtém o Quadro 13, conforme a seguir:

Quadro 13: Cargas térmicas resultantes da condução de calor em cada uma das superfícies do pavilhão.

Superfície/orientação Carga térmica (W)

Telha Aluzinc/Forro 26968 Telha Translucida/Forro 5685 Telha Aluzinc/Norte 18386 Telha Aluzinc/Sul 16830 Telha Aluzinc/Oeste 7631 Telha Aluzinc/Leste 7631 Bloco Pré moldado/Norte 1592 Bloco Pré moldado/Leste 720 Bloco Pré moldado/Oeste 720 Bloco Pré moldado/Sul 1841

A soma destas cargas térmicas ocasionada por condução é de 86163 W.

2.2.3 Carga térmica devido às pessoas

Para este cálculo, utiliza-se por base o Quadro 7, considerando a temperatura de bulbo seco sendo de 28°C, em um trabalho pesado de fábrica.

A soma do calor sensível e do calor latente é de 252 Kcal/h - como são consideradas seis pessoas neste trabalho, teremos uma carga térmica de 1758 Watts.

2.2.4 Carga térmica devido aos motores elétricos

Os motores principais que encontram-se no pavilhão de montagem de geradores são os seguintes:

• Motor de elevação das pontes rolantes de 25 toneladas :

Motofreio 25 cv 4P 380/660...01 Un/ponte

• Translação dos carros guincho das pontes rolantes de 25 toneladas:

Motoredutor SEW FA57/G DZ80K4/BMG

Potência 1,5 CV ...01 Un/ponte

• Translação das pontes rolantes de 25 toneladas:

Motoredutor SEW FA67/G DZ90S4/BMG

Potência 2,0 CV ... 02 Un/ponte

• Motores de dispositivos de montagem:

Motor elétrico 0,5 CV ... 02 Un.

• Potência instalada na linha de estampo: 50 hp (esta informação é estimada, visto que a linha de estampo não está com seu projeto concluído).

Considerando que todos os motores trabalham a plena carga, porém uma das pontes rolantes fica osciosa, é possível retirar os dados do quadro 6, obtendo um valor da carga térmica ocasionada pelos motores de 82000 watts.

Na Figura 18 uma imagem das duas pontes rolantes instaladas no pavilhão.