Caracterização do comportamento término dos edifícios
A Quantificação das Áreas
Medições
A área dos elementos da envolvente é medida pelo exterior, em que a área dos vãos envidraçados inclui a caixilharia. Os elementos opacos com inclinação inferior a 60º tratam-se como horizontais, os de inclinação superior a 60º como verticais.
Zonas da envolvente sujeitas a exigências
A envolvente é constituída pelos diversos elementos de construção que delimitam uma zona independente – paredes, coberturas, pavimentos, envidraçados. As zonas da envolvente sujeitas a exigências são aquelas através das quais o RCCTE assume haver transmissão de calor no cálculo das necessidades de energia para aquecimento no Inverno (anexo IV 1 ) e para arrefecimento no Verão (anexo V 1).
Quando uma parte da envolvente está em contacto com outra zona independente assume-se que não há transmissão de calor; quando está em contacto com uma zona cuja temperatura é intermédia entre a temperatura interior e exterior assume-se, de Inverno, que há perdas de calor e, de Verão, que não há ganhos de calor. De Inverno distinguem-se os espaços de temperatura intermédia entre fortemente ventilados (mais de 6 renovações por hora, considerados como espaço exterior) e pouco ventilados em que se consideram 75% das perdas que ocorreriam se o espaço fosse exterior.
O Coeficiente de Transmissão Térmica
O C.T.T. “K” é uma medida da quantidade de calor por unidade de tempo que atravessa uma superfície de área unitária de um elemento da envolvente por unidade de diferença de temperatura entre os ambientes que este separa.
O C.T.T. “K” é o valor que determina a permeabilidade de um elemento à passagem do calor e, assim, caracteriza a propriedade do isolamento térmico de um elemento da envolvente.
A unidade de medida é: K [W/m² ºC]
O cálculo do “K” resulta da soma do inverso das resistências térmicas das diversas camadas do elemento da envolvente, bem como das resistências superficiais interior e exterior
A Resistência térmica total “Rt” é o inverso do “K”
K = 1 / Rt = 1 / (Ri + R1 + R2 + … + Rn + Re) [W / m² ºC]
O cálculo da resistência térmica “R” duma camada do elemento da envolvente resulta do quociente da espessura dessa camada e do Coeficiente de Condutibilidade Térmica “l” (lambda) do material que compõe essa camada.
R = e/l [m² ºC / W]
Os valores das resistências térmicas superficiais e de uma camada de ar estão tabelados (quadro VII.1 do RCCTE).
Ri = 1/hi ; Re = 1/he
Os valores das resistências térmicas de espaços de ar não ventilados (por ex. as “caixas de ar”) estão tabelados (quadro VII.2 do RCCTE).
O Coeficiente de Condutibilidade Térmica “l” é a medida da quantidade de calor por unidade de tempo que atravessa um dado material com espessura e área unitárias por unidade de diferença de temperatura entre as suas duas faces.
O C.C.T “l ” é o valor que determina a permeabilidade de um material à passagem do calor e, assim, caracteriza a propriedade do isolamento térmico deste, independentemente da sua espessura ou aplicação.
Assim, para calcular o C.T T. “K”, a fórmula é a seguinte:
K = 1/(1/hi + e1/l1 + e2/l2 + e3/l3 + … + en/ln + 1/he)
Em alternativa ao cálculo dos “K” este pode ser retirado de tabelas.
Os exemplos de aplicação práticos incluídos nesta publicação incluem tabelas para os valores dos “K” respectivos.
Alternativamente pode-se consultar a publicação do LNEC “Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da Envolvente dos Edifícios” .
A Inércia Térmica
A inércia térmica de um edifício é a sua capacidade de contrariar as variações de temperatura no seu interior devido à sua capacidade de acumular calor nos seus elementos de construção. A velocidade de absorção e a quantidade de calor absorvida determina a inércia térmica dum edifício.
A inércia térmica influi sobre o comportamento do edifício tanto de Inverno ao determinar a capacidade de utilização dos ganhos solares, como de Verão ao influenciar a capacidade do edifício absorver os picos de temperatura.
Para efeitos do regulamento foram definidas 3 classes de inércia térmica: forte, média e fraca. A classe da inércia térmica resulta do cálculo da massa superficial útil por m² de área de pavimento cuja definição, cálculo e terminologia empregue vêm descritos no n.º 2 do anexo VII do RCCTE.
Exemplos de situações de inércia térmica
– Inércia térmica fraca (ex. alguns edifícios de serviços)
Zonas independentes (salas, quartos) com tectos e pavimentos revestidos com um isolamento térmico e divisórias leves.
– Inércia térmica média
Situação como a anterior mas sem isolamento térmico em alguns dos elementos, para que a massa superficial útil total seja superior a 150 Kg/m² de área de pavimento.
– Inércia térmica pesada (a situação mais corrente em edifícios de habitação)
A massa superficial útil do pavimento e do tecto é superior a 300 Kg/m² e a das paredes é superior a 100 Kg/m².
Os Ganhos Solares
A energia solar é captada pelos envidraçados. De Inverno a energia solar contribui para reduzir as necessidades de aquecimento; de Verão contribui para aumentar as necessidades de arrefecimento. A energia captada depende da intensidade da radiação solar incidente no envidraçado, da área e do factor solar dos envidraçados.
O Factor Solar dos vãos envidraçados
O factor solar de um envidraçado é o quociente entre a energia que entra através dele e a radiação solar que nele incide.
Nos cálculos para o Verão o factor solar do envidraçado “S” engloba a eventual protecção do mesmo. Nos cálculos para o Inverno o regulamento prevê a utilização do factor apenas da parte de vidro do envidraçado “Sv” com orientação no quadrante Sul ou horizontal. Só se consideram os ganhos solares pela área útil do envidraçado, que toma em conta os eventuais sombreamentos, e cujo cálculo vem descrito na Fig. IV 1 do RCCTE.
Os valores do factor solar “S” e “Sv” das situações mais comuns encontram-se tabelados respectivamente nos quadros VI.8 e VI.9 do RCCTE.
Os Ganhos Solares úteis de Inverno (anexo IV.1.3)
De Inverno a radiação solar considerada é a incidente numa superfície vertical orientada a Sul (quadro III.2). Só parte da radiação é captada pêlos envidraçados (ver factor solar).
Só parte desta energia solar captada pêlos envidraçados (os ganhos solares brutos) é que contribui para o aquecimento do edifício (os ganhos solares úteis), Este factor de utilização (Fig. IV 2) (a relação entre os ganhos solares brutos e úteis) resulta da inércia do edifício e da “GLR” (Relação Carga Captação).
Os ganhos solares de Verão (anexo V.1.1)
De Verão consideram-se os ganhos solares de todas as orientações (excepto Norte) (quadro V.4) bem como a duração média de insolação durante a estação de arrefecimento (anexo III.2.2.b).