Aula_Teórica_N5

8/7/2019 Aula_Teórica_N5

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GANHOS TÉRMICOS

TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS

GANHOS TÉRMICOS

•Ganhos térmicos internos

-Ocupantes, iluminação, equipamentos, etc.

•Ganhos térmicos solares através dos envidraçados

•Ganhos térmicos associados a sistemas especiais, solares passivos –Método SLR do INETI ou outro justificado



MÉTODO DE CÁLCULO DOS GANHOS TÉRMICOS

•Estação aquecimento:

•Qg – Ganhos térmicos brutos

•Qgu – Ganhos térmicos úteis

•η – factor de utilização dos ganhos térmicos

pgvtpguvtic

/AηQQQ/AQQQN −+=−+=


CONCEITO GANHOS TÉRMICOS ÚTEIS

Estação aquecimento Estação arrefecimento



CÁLCULO DE η:

vt

g

QQ

Q

+=γ

1a

a

1

1+γ−

γ−=η

em que:Qg – ganhos térmicos totais brutosQt+Qv – perdas térmicas totais

1a

a

+=η

se γ ≠1

se γ =1

Ou consultar o gráfico seguinte




GANHOS TÉRMICOS INTERNOS

•qi ganhos térmicos internos médios/m2 pavimento 24h/dia, todosos dias/ano residencial e dias de ocupação nos edifícios deServiços

•M duração da estação de aquecimento

•Ap área útil de pavimento [m2]

[ ]kWh720,0.A.M.qQ pii =


GANHOS TÉRMICOS INTERNOS

•Valores convencionais



CÁLCULO GANHOS SOLARES BRUTOS

•O cálculo é efectuado vão a vão ou por grupo de vãos comcaracterísticas idênticas de protecção solar e de incidência da radiação

solar

•São excluídos do cálculo os envidraçados das varandas e marquisesfechadas, estufas ou solários adjacentes aos espaços úteis,eventualmente pode ser adoptado método de cálculo das tecnologiassolares passivas

•São considerados envidraçados horizontais os que apresentam ângulocom a horizontal inferior a 60º e verticais as restantes


ÁREA DO VÃO ENVIDRAÇADO

•A j,n área total do vão envidraçado, incluindo vidro e caixilho (m2)



FACTOR DE SOMBREAMENTO: Fh, F0, Ff , Fg, Fw, g ┴

•Fh, factor de sombreamento do horizonte, obstruções longínquasexteriores ao edifício (outros edifícios ou construções, relevo, etc.) oupor outros elementos (corpos e outros volumes) do próprio edifício;

•Fo, factor de sombreamento por elementos horizontais adjacentes (ousobrepostas) ao vão envidraçado, ex. palas, varandas, toldos;

•Ff , factor de sombreamento por elementos verticais adjacentes ao vão

envidraçado, ex. palas verticais, varandas;

•Nota: no RCCTE, o produto (Fh.Fo.Ff ) denomina-se factor de obstrução


FACTOR DE SOMBREAMENTO: Fh, F0, Ff , Fg, Fw , g ┴

•Fg, fracção envidraçada, relação entre a área envidraçada (vidro) e aárea total do vão envidraçado;

•Fw, factor de correcção da selectividade angular do tipo de envidraçado

redução dos ganhos solares causada pela variação das propriedades detransmissão da radiação solar directa através do vidro com o respectivoângulo de incidência.

•g ┴ , factor solar do vão envidraçado, traduz a relação entre a energia

solar transmitida para o interior através do vão envidraçado e a radiaçãosolar incidente na direcção normal a esse vão



Factores solares na Estação de AquecimentoMÉTODO DETALHADOFactor de sombreamento do horizonte – Fh

•Ângulo de horizonte – é medido entre o plano horizontal e a recta que passa pelo centro doenvidraçado e pelo ponto mais alto da maior obstrução existente entre dois planos verticaisque fazem 60º para cada um dos lados da normal ao envidraçado•É calculado para cada vão ou grupo de vãos semelhantes

•Considera o efeito das obstruções existentes no momento do licenciamento e as que estãoprevistas nos planos de pormenor •Caso não exista informação disponível que permita o cálculo, α = 45º em ambiente urbano eα = 20º em edifícios isolados fora das zonas urbanas•Com base no ângulo de horizonte o factor Fh é obtido na tabela IV.5


EXEMPLO Fh – Método detalhado

α = α1






Quando não há informação suficiente sobre obstruçõesexistentes ou previsíveis, adoptam-se os seguintes valores:

•45º em meio urbano•20º em meio rural



Factor de sombreamento palas Fo, Ff •O ângulo da pala é obtido traçando uma recta que passa no centro do envidraçado eno extremo da pala ou obstrução•É calculado para cada vão ou grupos de vãos semelhantes•Com base no ângulo da pala horizontal (α)o factor Fo é obtido na tabela IV. 6 paraEst. Aquecimento e no Quadro V.1 para Estação Arrefecimento•Com base no ângulo da pala vertical (β) o factor Ff é obtido na tabela IV.7 para a Est.Aquecimento e no quadro V.2 para Est. arrefecimento

αα α1

α2

β

β

ββ


Factor de sombreamento palas Fo, Ff





MÉTODO DETALHADO – Fh, Fo, Ff

•Quando o vão envidraçado não dispõe de qualquer pala desombreamento (horizontal e vertical), para quantificar o sombreamentoprovocado pelo contorno do vão:

Fo.Ff = 0,90

•Para ter em atenção o facto de existir sempre radiação incidente difusa

e reflectida (mesmo que o vão envidraçado esteja totalmentesombreado)o regulamento estabelece que o produto X j.Fh.Fo.Ff ≥ 0,27.Deste modo sempre que esse produto seja inferior a 0,27, adopta-se o



MÉTODO DETALHADO – Fracção envidraçada Fg

•Fg, fracção envidraçada, contabiliza efeito dos perfis•A fracção envidraçada = área envidraçada (vidro)/Área total do vão envidraçado•A fracção envidraçada varia com o material dos perfis e com as soluçõesarquitectónicas adoptadas•Por defeito podem ser adoptados os valores indicados no quadro IV.5•Alternativamente pode ser efectuado um cálculo de Fg vão a vão

•Esta valor é igual para a estação de aquecimento e de arrefecimento•Deve ser identificado o tipo de material do caixilho e a existência de quadrícula


Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados Fw

•Fw traduz a redução dos ganhos solares causada pela variação daspropriedades de transmissão e reflexão da radiação solar com orespectivo ângulo de incidência•Estes factores devem ser calculados para a estação de aquecimento epara a estação de arrefecimento devido aos diferentes ângulos deincidência da radiação solar •Estação de aquecimento:

•Fw = 0,90 para vidro simples e duplo



FACTOR SOLAR

•Factor solar do vidro•Factor solar do vão envidraçado-sem protecção

-vidro incolor 1 protecção-vidro especial 1 protecção-vidro incolor ou especial com maisde 1 protecção

•Estação de aquecimento•g ┴ = considera vidro ecortina muito transparente

em habitações•Vidro simples incolor g=0,70•Vidro duplo incolor g=0,63


FACTOR SOLAR DO VIDRO

O factor solar dos vidros pode ser obtido da seguinte forma:•Tabela IV.4.1 e tabela IV.4.2•Normas EN 410, ISO 9050•Propriedades declaradas pelos fabricantes no âmbito da marcação CEdos vidros, de homologações ou de aprovações técnicas europeias•Na fase de projecto será admissível recorrer s bases de dadosreconhecidas e idóneas (ex. WIS, optics), cujas propriedades serão

confirmadas após a construção com a declaração do fabricante dovidro.



FACTOR SOLAR – vidros especiais


FACTOR SOLAR – vidros especiais



FACTOR SOLAR – vidro incolor e 1 protecção solar


FACTOR SOLAR – vidro incolor e 1 protecção solar

•Quando são utilizados vidros diferentes do incolor, o factor solar do vão podeser obtido por:

Vidro simples:

0,85

.ggg v

'

⊥⊥⊥ =

0,75

.ggg v

'

⊥⊥⊥ =

'g⊥

Vidro duplo:

⊥g

V ⊥g

-é o factor solar do vidro especial (tabela IV.4.1. ou IV.4.2 ou outra fonte)

-é o factor solar do vidro incolor com a protecção solar (quadro V.4)

-é o factor solar do vidro especial com a protecção solar



2.3 Ganhos térmicos

EXEMPLO

•Vão envidraçado com vidro simples reflectante incolor:

49,085,0/)60,0*70,0(0,85

.ggg v

'

=== ⊥⊥⊥

•Factor solar do vãoenvidraçado com cortinasmuito transparentes e vidrosimples incolor

•Factor solar do vidrosimples reflectante incolor


2.3 Ganhos térmicos



Fh, Fo, Ff , Fg, Fw - MÉTODO SIMPLIFICADO

•Para cada ponto médio de cada fachada do edifício ou zonaindependente, não devem existir obstruções:

•Acima de um plano inclinado a 20º com a horizontal entre os planosverticais que fazem 60º para cada um dos lados da normal à fachada,com a excepção de pequenas obstruções ex. postes de electricidade•Palas horizontais com comprimento inferior a 1/5 da altura da janela•Palas verticais com comprimento inferior a ¼ da largura da janela

•O produto Fh x Fo x Ff x Fg x Fw = 0,46(Fh=0,9; Fo=0,9; Ff =0,9; Fg=0,7; Fw=0,9)


EXEMPLO-MÉTODO SIMPLIFICADO




3 zonas independentes:•C, D - – é possível aplicar método simplificado

•E – não é possível aplicar método simplificado

1 zona independente:

•É possível aplicar métodosimplificado (ponto médiofachada D)





Fh = 1

Considera-se que a fachada não é sombreada (altitude solar superior àde Inverno)

Factores solares na Estação de ArrefecimentoMÉTODO DETALHADOFactor de sombreamento do horizonte - Fh


MÉTODO DETALHADO – Factor de sombreamento palas Fo, Ff






•Protecções móveis horizontais/verticais (toldos, palas reguláveis, etc.):

•Utilizadas com eficácia para minimizarem os indesejados ganhos deVerão, admitindo-se o seguinte factor de sombreamento:

70% do valor na posição “totalmente activada”+

30% do valor na posição “totalmente desactivada”




EXEMPLO:

•Vão envidraçado com vidro simples incolor protegido com toldo amovível•Largura do vão: 4,0m•Comprimento do toldo completamente aberto: 2,0m•Ângulo (aberto): 45º•Orientação: SW

•Ff = 0,70*0,85 + 0,30*1,0=0,90




MÉTODO DETALHADO – Fh, Fo, Ff

•Quando o vão envidraçado não dispõe de qualquer pala desombreamento (horizontal e vertical), para quantificar o sombreamentoprovocado pelo contorno do vão:

Fo.Ff = 0,90


Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados Fw



FACTOR SOLAR

•Tem-se em consideração a utilização desejável dos dispositivos móveisde protecção. Admite-se que aqueles são utilizados com razoáveleficácia.

•g ┴ = 0,30x g ┴ vidro + 0,70x g ┴ vidro com protecção solar (protecção móvel 100% activa)


Fh, Fo, Ff , Fg, Fw - MÉTODO SIMPLIFICADO

•Para cada ponto médio de cada fachada do edifício ou zona independente,não devem existir obstruções:

•Palas horizontais com comprimento inferior a 1/5 da altura da janela•Palas verticais com comprimento inferior a ¼ da largura da janela

•O produto Fh x Fo x Ff x Fg x Fw = 0,51 na estação de arrefecimento(Fh=1,0; Fo=0,9; Ff =0,9; Fg=0,7; Fw=0,9)



INÉRCIA TÉRMICA INTERIOR DE UMA FRACÇÃO

AUTÓNOMA é função da capacidade térmica (ou capacidade dearmazenamento e de restituição de calor) que os locais apresentam edepende da massa superficial útil por unidade de área útil depavimento, lt, de cada um dos elementos de construção (paredes,pavimentos e coberturas), envolventes ou interiores, dessa fracção.


Massa superficial útil

[ ]2

p

iSi

t kg/mA

.SMI

∑=

em que:Msi massa superficial útil do elemento I [kg/m2]Si área da superfície interior do elemento i [m2]

2



B – CLASSES DE INÉRCIA TÉRMICA


2.4 Inércia Térmica

CLASSIFICAÇÃO DA INÉRCIA TÉRMICA INTERIOR

lt > 400Forte

150 ≤ lt

t ≤ 400Média

lt < 150Fraca

MASSA SUPERFICIALPOR M2 DA ÁREA DEPAVIMENTO (kg/m2)

CLASSE DE INÉRCIA



C – CÁLCULO DA INÉRCIA TÉRMICA


MASSA SUPERFICIAL ÚTIL Msi DE CADA ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO

•Massa total por unidade de área do elemento;

•Localização do elemento construtivo no edifício;

•Constituição (nomeadamente da posição do isolamento térmico);

•Características térmicas do revestimento superficial interior.



IDENTIFICAÇÃO DOSELEMENTOS DA ENVOLVENTE

EL1 – Elemento da envolvente exterior,elemento de construção em contacto comoutra fracção autónoma ou com espaços nãoúteisEL2 – Elementos em contacto com terrenoEL3 – Elementos interiores da fracçãoautónoma em estudo



EL1 - Elemento da envolvente exterior, elemento de construção emcontacto com outra fracção autónoma ou com espaços não úteis

Msi = mi (massa do ladointerior do isolamento)

Com isolamento

Msi = mt/2Sem isolamento

e




EL2 - Elemento em contacto com o solo

Msi = mi (massa do ladointerior do isolamento)

Com isolamento

Msi = 150 kg/m2Sem isolamento

e

Msi ≤ 150 kg/m2



EL3 - Elemento da fracção autónoma em estudo

Msi = mt (massa total do elemento)

e

Msi ≤ 300 kg/m2




Msi

0,75.Msi

0,50.Msi

1

0,75

0,50

R ≤ 0,14

R > 0,14 numa dasfaces do elemento

R > 0,14 em ambas as

faces do elemento

Elemento decompartimentaçãointerior (parede ou pavimento interior) da

fracção autónoma

Msi

0,50.Msi

0

1

0,5

0

R ≤ 0,14

0,14 <R ≤ 0,30

R > 0,30

Elemento dasenvolventes exterioresou “interior”

Valor efectivo a adoptar para o valor da massa

superficial útil(Msi)

Factor de correcção

r

Resistência témica, R,do revestimento

superficial[m2.ºC/W]

Elemento construtivo

Influência dos revestimentos superficiais interiores na massa superficial útil


CÁLCULO DA INÉRCIA TÉRMICA



Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1

LAJE DE TECTO – EL1a

8743,5

01,0058,29150,00mt ≤ 150320,00

Com aplicação de 0,01 de parquetde madeira, 0,05 de laje flutuante,uma camada de material resiliente,0,01m de betão leve deregularização, laje aligeirada de0,28m e 0,015 de reboco à base decal

Msi.r.Si

Factor decorrcção r (-)

Si

(m2)

msi

(kg/m2)Imposição

regulamentar mt

(kg/m2)Laje de tecto



LAJE DE PAVIMENTO – EL1b

1457,50

0,5029,15100,00mt ≤ 150100,00

Com aplicação de soalho com caixade ar, 0,05 de laje flutuante, umacamada de material resiliente,0,01m de betão leve de

Msi.r.Si


Si

(m2)

msi

(kg/m2)Imposição

regulamentar mt

(kg/m2)Laje de pavimento




LAJE DE PAVIMENTO – EL1c

2915,00

1,0029,15100,00mt ≤ 150100,00

Com aplicação de cerâmica, 0,05 delaje flutuante, uma camada dematerial resiliente, 0,06m de betãoleve de regularização, laje aligeiradade 0,28m e 0,015 de reboco à basede cal

Msi.r.Si


Si

(m2)

msi

(kg/m2)Imposição

regulamentar mt

(kg/m2)Laje de pavimento



PAREDES EXTERIORES – EL1d

4250,4

Paredes duplas com panos em tijolofurado normal, 0,11+0,05+0,15 comcaixa de ar não ventilada preenchida

Msi.r.Si

Factor decorrcção r

(-)

Si

(m2)

msi

(kg/m2

)

Imposiçãoregulamentar

mt

(kg/m2)Paredes exteriores




PAREDES FRACÇÃOAUTÓNOMA/CAIXA DE ESCADAS – EL1e

1269,801,009,07140,00mt ≤ 150140,00

Parede constituída por um pano de parede com 0,11 e um pano de betãocom 0,20m com caixa de ar não

ventilada preenchida parcialmente com50mm de lã mineral, rebocadas peloexterior e interior com reboco à basede ligantes hidráulicos

Msi.r.Si


(-)

Si

(m2)

msi

(kg/m2

)


mt

(kg/m2)Paredes fracção autónoma/caixa de

escadas



PAREDES FRACÇÃOAUTÓNOMA/CIRCULAÇÃOCOMUM– EL1f

Parede constituída por um pano detijolo de 0,07 e um pano de betão com0,20m com caixa de ar não ventilada

Msi.r.Si


(-)

Si

(m2)

msi

(kg/m2

)


mt

(kg/m2)Paredes fracção autónoma/circulação

comum




PAREDES SEPARAÇÃO DASFRACÇÕES AUTÓNOMAS –EL1g

2382,0

0

1,0015,88150,00mt ≤ 150180,00

Parede constituída por um pano blocomaciço de 0,11 e um pano de tijolo com0,15 com caixa de ar não ventilada preenchida parcialmente com 50mm de

lã mineral, rebocadas pelo exterior einterior com reboco à base de liganteshidráulicos

Msi.r.Si


(-)

Si

(m2)

msi

(kg/m2

)


mt

(kg/m2)Paredes fracção autónoma/caixa de

elevador



PAREDES INTERIORES – EL3

Msi.r.Si


Si(m2)

msi(kg/m2

)


mt(kg/m2)

Paredes interiores




6487,20Paredes interiores

8899,90Paredes da envolvente da fracção Autónoma em estudo4372,50Laje de pavimento

8743,50Laje de tecto

MSi.r.Si (kg)ELEMENTOS DE CONSTRUÇÃO

28503,10CÁLCULO DE It 2

p

iSi

t 532,97kg53,48

28503,10

A

.r.SMI ===∑

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