Influência da espessura de paredes duplas de madeira em relação aos valores admissíveis definidos pela norma NBR 15220-

Considera-se nesta seção a análise da variação da espessura de uma parede dupla de madeira com uma camada de ar não ventilada em relação aos valores de transmitância témica (U), atraso térmico (φ) e fator solar (FSo), também com duas variações de cores na face externa da parede (cor branca e cor vermelha).

A investigação procura checar nos limites de espessura de paredes duplas de madeira em relação aos valores admissíveis estabelecidos pela NBR 15220-3. Visa, com isto, a estabelecer uma comparação com os resultados obtidos para paredes de madeira maciça.

Neste sentido, procura-se aqui comprovar a maior viabilidade de utilização de painéis duplos de madeira, considerando os valores das propriedades térmicas em relação a uma provável redução no volume de madeira empregado.

A Tabela 5.13 apresenta onze variações de espessuras de uma parede dupla composta por duas placas de madeira com espessuras iguais e uma camada de ar não ventilada (e>5,0cm) e os respectivos valores das propriedades térmicas, considerando cor superficial branca (α =0,20) e vermelha (α = 0,74) na superfície externa da parede. Nesta análise, considera-se os valores de variação da espessura (∆e), densidade de massa aparente (ρ), condutibilidade térmica (λ), calor específico (c), resistência (Rar), espessura da câmara de ar (e) e emissividade da superfície da câmara de ar (ε), indicados na figura 5.15.

Figura 5.15 – Representação gráfica com os valores de variação da espessura, densidade de massa aparente, condutibilidade térmica e calor específico de uma parede dupla de madeira.

Tabela 5.13 – Valores das propriedades térmicas em relação à variação de espessura de uma parede dupla de madeira com camada de ar não ventilada (e>5,0cm).

Espessura da parede RT U CT φ FS 0,2 FS 0,74

para 2 placas iguais (m2.K)/W W/(m2.K) kJ/(m2.K) horas % %

10 mm (2 x 5mm) 0,3745 2,67 11 0,7 2,1 7,9 ∆e = 10 mm a 400 mm ρ madeira = 800 Kg/m3 λ madeira = 0,29 W/ (m.K) c madeira = 1,34 kJ/Kg.K Rar = 0,17 (m2.K)/W e câmara de ar > 5,0 cm ε > 0,8 (alta emissividade)

∆e

e

ε

33 mm (2 x 16,5mm) 0,4538 2,20 35 1,8 1,8 6,5 50 mm (2x25mm) 0,5124 1,95 54 2,6 1,6 5,8 73 mm (2 x 36,5 mm) 0,5917 1,69 78 3,5 1,4 5,0 94 mm (2 x 47 mm) 0,6641 1,51 101 4,3 1,2 4,5 100 mm (2 x 50 mm) 0,6848 1,46 107 4,5 1,2 4,3 146,4 mm (2 x 73,2mm) 0,8448 1,18 157 6,3 1,0 3,5 150,8mm (2 x 75,4mm) 0,8600 1,16 162 6,5 0,9 3,4 200 mm (2 x 100 mm) 1,0297 0,97 214 8,4 0,8 2,9 300 mm (2 x 150mm) 1,3745 0,73 322 12,2 0,6 2,2 400 mm (2 x 200 mm) 1,7193 0,58 429 16,0 0,5 1,7

Fonte: Dados obtidos por planilha automatizada segundo os procedimentos de cálculo da norma NBR 15220 (parte 2)

A Tabela 5.13 mostra a variação de espessura da parede dupla entre 10 mm e 400 mm, considera-se, neste caso, as espessuras variando igualmente nas duas placas, ou seja, espessura total de 100mm, composta por duas placas de 50mm. São também destacados os valores limites de transmitância térmica (U), atraso térmico (φ) e fator solar (FSo) definidos pela norma, para adequação de vedações externas para as zonas bioclimáticas brasileiras.

Diferentemente das análises anteriores para paredes maciças, observa-se que os limites de transmitância térmica de U≤ 3,00 e U≤ 3,60, não aparecem na tabela acima, indicando, já numa primeira análise, que a configuração com paredes duplas apresenta valores mais elevados de resistência térmica total (RT).

Na Tabela 5.14 são apresentados valores comparativos de resistência térmica total entre paredes maciças e paredes duplas de madeira com densidade de massa aparente de 800 Kg/m3 e 500 Kg/m3.

Tabela 5.14 – Tipo, espessura e valores de resistência térmica total de paredes maciças e paredes duplas de madeira.

Espessura da parede RT

Tipo de parede mm (m2.K)/W

Parede maciça de madeira (ρ madeira = 800 Kg/m3 ) 10 mm 0,2045 Parede maciça de madeira (ρ madeira = 500 Kg/m3 ) 10 mm 0,2367 Parede dupla de madeira (ρ madeira = 800 Kg/m3 ) 10 mm (2 x 5mm) 0,3745 Parede dupla de madeira (ρ madeira = 500 Kg/m3 ) 10 mm (2 x 5mm) 0,4067

Fonte: Dados obtidos por planilha automatizada segundo os procedimentos de cálculo da norma NBR 15220 (parte 2)

Observa-se nos resultados apresentados na tabela acima que, dos quatro tipos de paredes analisados, a que afere maior valor de resistência térmica total (RT) é a parede dupla de madeira com densidade de massa aparente de 500 Kg/m3, com 0,4067(m2.K)/W. Os resultados indicam praticamente 100% de acréscimo na resistência térmica total para paredes duplas com madeira de densidade de massa aparente baixa se comparado a paredes maciças de madeira com densidade de massa aparente elevada. Estes resultados indicam que a configuração com duas placas de madeira (paredes duplas) com câmara de ar não ventilada é a opção mais adequada quando se relaciona consumo de madeira e resistência térmica total.

A Figura 5.16 apresenta a representação gráfica da relação entre atraso térmico em horas e o fator solar segundo a variação da espessura de parede especificada na Figura 5.15. Os resultados obtidos indicam que paredes duplas com camada de ar não ventilada e com espessuras maiores que 5,0 cm construídas com madeira com densidade de massa (ρ) elevada e com pintura na face externa cor vermelha são adequadas para as zonas 1 e 2, apenas no intervalo de valores de espessura compreendido entre 73 mm e 94 mm.

Para as zonas 3, 5 e 8 esta configuração de parede com pintura na face externa cor vermelha apresenta-se inadequada, sendo indicada para as zonas 4, 6 e 7 com espessuras de paredes acima de 150,8 mm, um valor relativamente elevado considerando-se o volume de madeira para duas camadas de madeira de 75,4 mm de espessura cada.

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0

Atraso térmico (horas)

F a to r s o la r (% ) 10mm / U=2,67 50mm / U=1,95 100mm / U=1,46 300mm / U=0,73 400mm / U=0,58 200mm / U=0,97

Parede de madeira dupla ρ=800 kg/m3 α=0,74 cor:vermelha

Zonas 1 e 2 Zonas 3, 5 e 8 Zonas 4, 6 e 7 Parede de madeira dupla ρ=800 kg/m3 _{α=0,20 cor:branca}

U ≤ 2,20 150,8mm / U=1,16 73mm / U=1,69 94mm / U=1,51 33mm / U=2,20 146,4mm / U=1,18

Figura 5.16 – Valores de atraso térmico e fator solar segundo a variação da espessura de paredes duplas de madeira com camada de ar não ventilada e superfícies externas cor branca

e cor vermelha.

No caso de paredes duplas de madeira com pintura na superfície externa cor branca verifica- se uma adequação para as zonas 1, 2, 3, 5 e 8 no intervalo de valores de espessura compreendido entre 10 mm, com U = 2,67 W/(m2.K) e 94 mm , com U = 1,51 W/(m2.K).

As paredes duplas de madeira com espessuras iguais ou maiores que 150,8 mm, ou seja, 2 placas de madeira de 75,4 mm, com camada de ar não ventilada (e > 5,0 cm) são consideradas adequadas para as zonas 4, 6 e 7. Na Figura 5.16 identifica-se um intervalo considerado inadequado para todas as zonas, que abrange valores de atraso térmico maiores que 4,3 horas e menores que 6,5 horas. Portanto, segundo os valores admissíveis de atraso térmico e fator solar definidos pela NBR 15220-3, paredes duplas de madeira com espessuras maiores que 94 mm e menores que 150,8mm são inadequadas para todas as zonas bioclimáticas brasileiras, independente da cor da superfície externa da parede.

5.4.5 Influência da espessura e da natureza da superfície da câmara de ar