O que é e como calcular o coeficiente de transferência de calor?

O isolamento térmico das divisórias externas afeta os custos de aquecimento de cada edifício. Portanto, o coeficiente de transferência de calor é um parâmetro muito importante que devemos levar em consideração na construção de edifícios residenciais. Mas o que exatamente é e como pode ser calculado? Abaixo, respondemos às perguntas mais frequentes.

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Qual é o coeficiente de transferência de calor?

O coeficiente de transferência de calor é o parâmetro mais importante usado para determinar o isolamento térmico de um edifício. É expresso com o símbolo U. Em termos simplificados, o coeficiente de transferência de calor determina quanta energia de aquecimento é capaz de passar pela partição. Quanto mais baixo for o valor U, menor será a perda de calor e menores serão as contas de aquecimento do edifício. Para o cálculo do coeficiente de transferência de calor (expresso em W / m²K) são levados em consideração a espessura da divisória e de todas as suas camadas, bem como o tipo de material utilizado. Na maioria das vezes, as chamadas pontes térmicas não são levadas em consideração no cálculo do valor U. Sua presença reduz o isolamento térmico na divisória e provoca grandes perdas de energia térmica, portanto, além do cálculo do coeficiente de transferência de calor, é muito importante realizar adequadamente as câmaras vedadas e os sistemas de isolamento térmico. Ao planejar essas e outras obras de construção, será útil para você calculadora de custo de construção, graças ao qual você pode estimar facilmente suas despesas de investimento.

Cálculo do coeficiente de transferência de calor

Calculamos o valor do coeficiente U usando a fórmula simplificada. Podemos calcular nós mesmos o coeficiente de transferência de calor. Precisaremos de uma calculadora e de uma folha de papel para anotar os resultados.

A primeira etapa em nossos cálculos é determinar a resistência térmica. O coeficiente de resistência térmica é expresso pelo símbolo R e é calculado de acordo com a fórmula:

R = d / λ

Onde:

• R - resistência térmica.
• d - espessura da parede expressa em metros.
• λ - coeficiente de condutividade térmica, expresso em W / mK.

Os cálculos finais também incluem o coeficiente de transferência de calor de fora (Rsi) e o coeficiente de transferência de calor de dentro (Rse).

A adição do fator R + Rsi + Rse dá o valor total da resistência térmica.

A fórmula acima, que leva em consideração o coeficiente de transferência de calor λ, mostra que o cálculo do coeficiente de transferência de calor está intimamente relacionado à condutividade do material. O coeficiente de condutividade térmica lambda depende do tipo de material usado. Podemos calcular o coeficiente de condutividade térmica nós mesmos, mas a calculadora online será uma grande ajuda aqui. O coeficiente de condutividade térmica lambda também deve ser indicado nas especificações técnicas dos materiais de construção. Quanto menor for o seu valor, menor será o coeficiente de transferência de calor das paredes externas.

Agora que sabemos o coeficiente de condutividade de calor total, incluindo as paredes externas, podemos usar outra fórmula que ajudará a determinar nosso coeficiente de transferência de calor:

U = ^d/_R1

Onde:

• d - espessura da parede expressa em metros.
• R1 - significa a resistência térmica total da partição.

O resultado do cálculo só precisa ser comparado com o limite permitido do coeficiente de condutividade térmica para paredes multicamadas.

Se nossa partição consiste em várias camadas com propriedades diferentes, precisamos calcular o fator U para cada uma delas.

Como podemos ver, calcular a proporção para todas as partições pode ser bastante complicado. Felizmente, podemos usar uma calculadora online para cálculos, o que simplificará as ações. Outra facilitação pode ser o uso de modelos de construção prontos. Os fabricantes fornecem o coeficiente de transferência de calor nos parâmetros técnicos do material. Graças a isso, não precisamos fazer todos os cálculos nós mesmos. A maior comodidade, porém, é a calculadora online, que irá calcular para nós os parâmetros das partições externas indicadas.

Condições técnicas e o fator U

O coeficiente de transferência de calor das câmaras de um edifício recém-construído não deve exceder certos limites. Os valores dos coeficientes máximos encontram-se no Regulamento do Ministro da Infraestrutura, de 12 de abril de 2002, sobre as condições técnicas a serem cumpridas pelas edificações e sua localização. Em janeiro de 2017, entraram em vigor as alterações das condições técnicas, com o objetivo de aumentar a eficiência energética. O coeficiente de transferência de calor é um parâmetro importante (mas não o único) que deve ser levado em consideração na construção de novas instalações. O fator U atual máximo para elementos individuais é:

Paredes exteriores:

• a ti ≥ 16 ° C - 0,23 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C - 0,45 W / (m2 K)
• a ti <8 ° C - 0,90 W / (m2 K)

Telhados, telhados planos e tetos sob sótãos não aquecidos ou sobre cruzamentos:

• a ti ≥ 16 ° C - 0,18 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C - 0,30 W / (m2 K)
• a ti <8 ° C - 0,70 W / (m2 K)

Pisos no solo:

• a ti ≥ 16 ° C - 0,30 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C -1,20 W / (m2 K)
• a ti <8 ° C - 1,50 W / (m2 K)

Tetos acima de quartos não aquecidos e espaços fechados sob o piso:

• a ti ≥ 16 ° C - 0,25 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C - 0,30 W / (m2 K)
• a ti <8 ° C - 1,00 W / (m2 K)

Ti é a temperatura da sala aquecida.

As condições técnicas também definem o coeficiente máximo de transferência de calor da janela. A partir de 1º de janeiro de 2022, o coeficiente máximo de transferência de calor de uma janela em uma sala onde a temperatura não exceda 16 ⁰C, não deve ser maior que 1,1 W / (m2 K). As temperaturas mais altas prevalecem nos aposentos. O coeficiente máximo de transferência de calor da janela a uma temperatura superior a 16 ⁰C não deve ser maior que 1,6 W / (m2 K).

O regulamento que especifica as condições técnicas e a localização do edifício também especifica os coeficientes máximos (incluindo o coeficiente de transferência de calor das janelas) para janelas de telhado e portas. Os valores atuais para os elementos selecionados não podem exceder:

Janelas de telhado:

• a ti ⩾ 16 ° C - 1,3 W / (m2 K)
• a ti <16 ° C - 1,6 W / (m2 K)

Janelas nas paredes internas:

• a ti ⩾ 8 ° C - 1,3 W / (m2 K)
• a ti <8 ° C - sem restrições

O coeficiente de transferência de calor que separa uma sala aquecida e não aquecida não pode exceder 1,3 W / (m2 K). As portas em divisórias externas ou em divisórias entre salas aquecidas e não aquecidas não podem exceder 1,5 W / (m2 K).

O regulamento prevê um maior endurecimento das normas e redução dos coeficientes máximos de transferência de calor. As disposições relevantes não entrarão em vigor até janeiro de 2022.

Como verificar o coeficiente de transferência de calor da janela?

Ao comprar janelas, vale a pena prestar atenção ao coeficiente de transferência de calor da janela U. As chamadas janelas quentes significam maior economia de energia de aquecimento e contas de aquecimento menores. A determinação do coeficiente de transferência de calor deve ser incluída na especificação técnica do produto, mas alguns fabricantes indicam as medições de forma muito imprecisa. Às vezes, encontramos uma situação em que o coeficiente de transferência de calor é dado apenas para o vidro, não para a janela inteira. Esta é uma forma inteligente de melhorar os parâmetros técnicos, pois o vidro é o melhor isolante. No entanto, lembre-se de que o valor U real deve ser calculado para a unidade de envidraçamento, a moldura e todas as conexões. Às vezes, acontece que uma janela com parâmetros de isolamento supostamente excelentes (dados apenas para o vidro) é um isolante mais fraco do que as janelas padrão, corretamente marcadas. Preste atenção a isso antes de fazer uma compra. Recomendamos também a leitura de nosso artigo sobre vidros triplos e duplos, disponível aqui.

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Coeficiente de transferência de calor para telhados e telhados planos

Ao discutir o coeficiente de transferência de calor, não se pode ignorar a questão do isolamento térmico de telhados e telhados planos. Seu isolamento inadequado pode levar a grandes perdas de energia de aquecimento. Atualmente, o valor U máximo para telhados e telhados planos é de 0,18 W / (m2 K).

O valor do coeficiente de transferência de calor para telhados é calculado da mesma forma que para paredes. Certamente precisaremos de uma calculadora online que mostre os parâmetros de materiais individuais. O mais importante será a condutividade térmica do material isolante. Quanto mais baixo for o coeficiente lambda, melhores serão os parâmetros de isolamento térmico do telhado e do telhado plano. Ao calcular o coeficiente de transferência de calor, a camada de cobertura é freqüentemente omitida. Não importa muito para o desempenho do isolamento térmico. O tipo de material de isolamento térmico usado será muito mais importante. A lã mineral é geralmente usada para isolar tetos, telhados e telhados planos. Sua vantagem é o baixo coeficiente lambda e a facilidade de instalação. A lã é flexível e podemos colocá-la facilmente entre as vigas ou em espaços de difícil acesso onde o poliestireno não conseguiria suportá-la. Nos últimos anos, o isolamento com espuma de poliuretano tornou-se cada vez mais popular. Sua camada cria uma barreira protetora firme e sem ponte térmica com bons parâmetros de isolamento térmico. Se você tiver interesse neste assunto, consulte também o nosso um artigo sobre os custos de isolamento de uma casa unifamiliar.

Como escolher materiais de construção que economizam energia?

Para atender às condições técnicas cada vez mais restritivas, devemos utilizar materiais adequados para a construção. Na hora de escolher um material para paredes externas, vale a pena conhecer o seu coeficiente lambda. Quanto mais baixo for o coeficiente do material utilizado, mais fácil será o cumprimento das condições técnicas que os edifícios devem cumprir.

Na hora de escolher o material para as paredes externas, tenhamos atenção também à sua inércia térmica. A inércia térmica determina o tempo durante o qual a energia de aquecimento passará pela parede. Essas propriedades dependem da especificidade da produção e da qualidade do material. Para saber mais sobre a inércia, vale a pena consultar os parâmetros técnicos fornecidos pelo fabricante. Outra forma é avaliar o peso do material. É geralmente aceito que quanto maior a massa do material de construção, maior sua inércia térmica.

Ao escolher os materiais, você também deve prestar atenção ao tipo e à espessura do isolamento térmico do edifício. A escolha de materiais mais espessos e de melhor qualidade aumentará o isolamento térmico. Se você deseja diminuir o coeficiente de transferência de calor através da parede, vale a pena investir em uma camada um pouco mais espessa de poliestireno ou lã mineral com bons parâmetros. É a forma mais simples e, ao mesmo tempo, mais económica de cumprir as actuais condições técnicas que devem ser cumpridas pelos edifícios e pela localização do edifício. Percebe-se, portanto, que o conhecimento do valor U é fundamental no planejamento de uma construção, principalmente quando se trata de uma casa de concreto com isolamento térmico.