Método simplificado

O método simplificado (normativo), estabelecido pela ABNT NBR 15575/2013, apresenta os procedimentos de cálculo encontrados na NBR 15220-2 (2005b), com as fórmulas para determinar a resistência térmica9, transmitância térmica10, capacidade térmica11, atraso térmico12, entre outros. Como o local do estudo encontra-se na zona bioclimática 8, analisou-se apenas o único parâmetro abordado nessa região, a transmitância térmica (U).

A princípio é necessário determinar a resistência térmica (R) para depois encontrar a transmitância térmica (U), pois essa é o inverso da resistência térmica. Para determinar a resistência térmica de um componente de camadas homogêneas de superfície a superfície é

9 Quociente da diferença de temperatura verificada entre as superfícies de um elemento ou componente construtivo pela densidade de fluxo de calor, em regime estacionário (R) – (m².K)/W (ABNT, 2005a). Ou seja, é uma característica térmica que mede a resistência da transmissão de calor do material, elemento ou componente construtivo.

10 Inverso da resistência térmica total (U) – W/(m².K) (ABNT, 2005a).

11 Quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a temperatura de um sistema (C) – J/K (ABNT, 2005a).

12 Tempo transcorrido entre uma variação térmica em um meio e sua manifestação na superfície oposta de um componente construtivo submetido a um regime periódico de transmissão de calor (φ) – h (ABNT, 2005a).

utilizada a Equação 1, apresentando a resistência térmica de todos os componentes de uma camada homogênea perpendicular ao fluxo de calor. Porém, antes de determinar a resistência total é necessário definir a resistência de cada componente dessa camada, que é dada na Equação 2, fórmula básica da resistência térmica (ABNT, 2005b).

= + +. . . + + + +. . . + (1)

Sendo:

Rt1 + Rt2 +...+Rtn – resistência térmica das n camadas homogêneas, determinadas pela Equação 2.

Rar1 + Rar2 +...+Rarn – resistência térmica das n câmaras de ar, determinadas pelo Quadro 16.

= (2) Sendo:

R – resistência térmica. e – espessura.

λ – condutividade térmica13_.

O Quadro 16 mostra a resistência térmica de câmaras de ar não ventiladas, caso existam na camada, onde a emissividade e a espessura da câmara de ar influenciam.

Quadro 16: Resistência térmica de câmaras de ar não ventiladas, com largura muito maior que a espessura Natureza da superfície da câmara de ar Espessura “e” da câmara de ar cm Resistência térmica Rw m².K/W

Direção do fluxo de calor

Horizontal Ascendente Descendente

Superfície de alta emissividade ɛ>0,8 1,0 ≤ e ≤ 2,0 2,0 ≤ e ≤ 5,0 e > 5,0 0,14 0,16 0,17 0,13 0,14 0,14 0,15 0,18 0,21 Superfície de baixa emissividade ɛ<0,2 1,0 ≤ e ≤ 2,0 2,0 < e ≤ 5,0 e > 5,0 0,29 0,37 0,34 0,23 0,25 0,27 0,29 0,43 0,61 NOTAS

1 Caso, no processo de cálculo, existam câmaras de ar com espessura inferior a 1,0 cm, pode-se utilizar o valor mínimo fornecido por este quadro.

Fonte: Adaptado de NBR 15220-2 (ABNT, 2005b)

Como o trabalho apresenta um caso de componentes com camadas homogêneas e não homogêneas, perpendiculares ao fluxo de calor, a expressão da resistência térmica será conforme a equação 3, de superfície a superfície, e conforme a equação 4, de ambiente a

13 Propriedade física de um material homogêneo e isótropo, no qual se verifica um fluxo de calor constante, com densidade de 1W/m², quando submetido a um gradiente de temperatura uniforme de 1 Kelvin por metro (λ) – W/(m.K).

ambiente. Ou seja, essa última equação determina a resistência térmica total, considerando as resistências térmicas superficiais interna e externa, que dependem da direção do fluxo de calor e estão representadas no Quadro 17 (ABNT, 2005b).

= ...

... (3)

Sendo:

Ra, Rb, ..., Rn – resistências térmicas de superfície à superfície para cada seção (a, b, ..., n), determinada pela

Equação 1.

Aa, Ab, ..., An – áreas de cada seção.

= + + (4) Sendo:

Rt – resistências térmicas de superfície à superfície, determinada pela Equação 3.

Rse e Rsi – resistências superficiais externa e interna, respectivamente (Quadro 17).

Quadro 17: Resistência térmica superficial interna e externa

Rsi (m².K)/W Rse (m².K)/W

Direção do fluxo de calor Direção do fluxo de calor

Horizontal Ascendente Descendente Horizontal Ascendente Descendente

0,13 0,10 0,17 0,04 0,04 0,04

Fonte: ABNT, 2005b.

Assim, após determinar a resistência térmica do componente, pode-se verificar a transmitância térmica do mesmo, a partir da equação 5. (ABNT, 2005b).

U = (5) Sendo:

U – Transmitância térmica (inverso da resistência térmica total). RT – resistência térmica total, determinada pela Equação 4.

Além dos materiais da composição da envoltória, outros elementos foram estudados, como as aberturas das janelas e das portas voltadas para a fachada em ambientes de uso prolongado, como os dormitórios e as salas de estar. Para esses elementos arquitetônicos foram diagnosticadas as áreas mínimas de ventilação a partir da Equação 6, conforme a NBR 15575-4 (ABNT, 2013b).

Sendo:

Aa – a área efetiva de aberturas de ventilação do ambiente, sendo que para o cálculo desta área são consideradas

as aberturas que permitam a livre circulação do ar, devendo ser descontadas as áreas de perfis, vidros e de qualquer outro obstáculo; nesta área não são computadas as áreas de portas internas. No caso de cômodos dotados de portas-balcão ou semelhantes, na fachada da edificação, toda a área aberta resultante do deslocamento da folha móvel da porta é computada.

Ap – a área de piso do ambiente.

Após os valores determinados, verificaram-se os requisitos normativos encontrados no documento de Divisão de Licenciamento Multiresidencial – DLM – Condomínio Vertical (EMURB, 2011), produzido pela prefeitura local, representada pela Empresa Municipal de Obras e Urbanização (EMURB) de Aracaju/SE. Esses parâmetros locais, dados em fração (Quadro 18), estão de acordo com as áreas mínimas de ventilação determinadas pela NBR 15575/2013. Sendo assim, a norma estabelece que para esses casos quando a localidade apresenta seus próprios parâmetros deve-se respeitar a norma local.

Quadro 18: Ventilação/iluminação mínima dos compartimentos

Compartimentos Abertos _{para o exterior.} diretamente Abertos para varandas, terraços ou marquises com largura < 2,00m.

Abertos para varandas, terraços ou marquises com largura entre 2,00 e 3,50m

Utilização prolongada 1/6 da área do piso 1/5 da área do piso 1/4 da área do piso Utilização transitória 1/8 da área do piso 1/6 da área do piso 1/5 da área do piso Depósito > que 4,00m² 1/10 da área do piso 1/8 da área do piso 1/7 da área do piso

Fonte: EMURB, 2011.