Estimativa experimental do coeficiente global de condução de calor em edifícios

摘要

O conhecimento das propriedades térmicas da envolvente é muito importanteem qualquer tipo de edifício. Com os recentes regulamentos na área doconsumo energético de edifícios será necessário fazer uma caracterização dodesempenho de todas as construções, para a atribuição de um certificado.Essa caracterização apresenta mais dificuldades em edifícios mais antigosonde muitas vezes não são conhecidas as opções tomadas na construção daenvolvente.Neste trabalho foi desenvolvido um método para estimar a resistência térmicada envolvente de um edifício, considerando o processo de transferência decalor em regime estacionário e a condutividade térmica constante. O métodotem por base apenas as medições de temperatura: do ar interior e exterior e dasuperfície exterior da parede. Com estas temperaturas é determinado o fluxode calor por convecção, usando equações empíricas. Para este método éainda necessário o conhecimento da dimensão característica e da velocidadedo ar, se a convecção for forçada. A temperatura do ar interior é usada paradeterminar, de forma iterativa, a temperatura da superfície interior da parede. Étambém analisada a influência da radiação solar na temperatura da parede.O método pode ser aplicado a paredes verticais, horizontais e inclinadas, sebem que nestas últimas com algumas restrições.Foram feitas algumas análises ao método, nomeadamente, a influência decada uma das grandezas e respectiva incerteza nos resultados finais.Concluiu-se que se deve ter especial atenção à incerteza na medição dastemperaturas e na correcta medição da velocidade do vento, no caso daconvecção forçada. O método deve ser aplicado quando a diferença detemperaturas entre o interior e o exterior for maior, e tentando garantir a menorvariação ao longo do tempo de todas as variáveis, procurando que atransferência de calor se processe em regime estacionário.No final do trabalho foi desenvolvido um programa, com o software Matlab,incluindo uma pequena aplicação, que efectua todos os cálculos, bastando aoutilizador introduzir os valores medidos. ABSTRACT: The knowledge of the thermal properties of the involving is very important inany building type. With the recent regulations in the area of energyconsumption in buildings it will be necessary to do a characterization of theperformance of all the constructions, for the attribution of a certificate. Thatcharacterization represents more difficulties in older buildings where, in manytimes, the options, taken in the construction of the involving are not known.In this work, a method was developed to estimate the thermal resistance of theinvolving of a building, considering the process of heat transfer in stationaryregime and a constant thermal conductivity. The method is based only on thetemperature measurements: of the interior and external air and of the externalsurface of the wall. With these temperatures the convection heat flow isdetermined, using empiric equations. For this method is still necessary theknowledge of the characteristic dimension and the air speed, in case of forcedconvection. The temperature of the interior air is used to determine, in aniterative way, the temperature of the interior surface of the wall. The influenceof the solar radiation in the wall temperature is also analyzed.The method can be applied to vertical, horizontal and sloping walls, although inthese last ones with some restrictions.Some analyses were made to the method, namely, the influence of each one ofthe variables and respective uncertainty in the final results. It was concludedthat one should have special attention to the uncertainty in the measurement oftemperatures and in the correct measurement of the wind speed, in case offorced convection. The method should be applied when the difference oftemperatures between the interior and the exterior goes greater, and try toguarantee the smaller variation along the time of all the variables, seeking astationary regime in the heat transfer process.In the end of this work a program was developed, with the Matlab software,including a small application that executes all the calculations, being enough tothe user to introduce the measured values.