1 Carga Térmica Carga Térmica Carga Térmica Denomina-se carga térmica ao calor (sensível ou latente) a ser fornecido ou extraído do ar, por unidade de tempo, para manter no recinto as condições desejadas. Esta quantidade de calor é calculada para duas condições, de modo a nunca termos situações de desconforto térmico nas épocas críticas do ano. A carga térmica varia com a estação: ☛ carga térmica de verão ☛ carga térmica de inverno ✓ Carga térmica de verão 1. Fontes de calor externo: a) Calor do Sol ✓ transferência de calor por condução e convecção através de paredes,tetos, janelas, etc... ✓ transferência de calor por radiação através de janelas, paredes e teto. b) Infiltração de Ar c) Renovação de Ar
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Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
Denomina-se carga térmica ao calor (sensível ou latente) a ser fornecido ou extraído do ar, por unidade de tempo, para manter no recinto as condições desejadas. Esta quantidade de calor é calculada para duas condições, de modo a nunca termos situações de desconforto térmico nas épocas críticas do ano.
A carga térmica varia com a estação:
☛ carga térmica de verão ☛ carga térmica de inverno
� Carga térmica de verão
1. Fontes de calor externo:
a) Calor do Sol� transferência de calor por condução e convecção através de paredes,tetos, janelas, etc...� transferência de calor por radiação através de janelas, paredes e teto.
� O coeficiente global de transferência de calor (ou Transmitância Térmica), U, deve ser determinado a partir dos materiais constituintes. Apresenta-se, na tabela 4, alguns valores indicativos.
TAUQ ∆××=
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
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TABELA 4 – Coeficiente Global de Transferência de Calor
Descrição U (W/m2 0C) Vidros simples Internos e Externos (6 mm) 4,7 Vidro duplo 2,0 Porta externa de madeira maciça – 4 cm 2,7 Paredes externas(acabamento comum – 1 tijolo maciço) 2,0
Paredes externas duplas de tijolo maciço, com camada de ar de 5 a 12 cm 1,5
Lajes expostas (valor médio para lajes de cobertura) 3,5
Telhado (valores médios) 2,0
Piso ou Teto (em laje – valor médio) 2,0
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
O Coeficiente Global é o inverso da resistência térmica. Para uma lâmina simples de vidro, o valor do Coeficiente Global de Transferência de Calor depende dos coeficientes de película, englobando efeitos de convecção e de radiação, do lado interno e externo da janela, da espessura do material e de sua condutibilidade térmica. Assim:
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onde:hi: coeficiente de película interno (W/m2 °C);e: espessura do vidro (m);k : condutibilidade térmica do vidro (W/m °C);he: coeficiente de película externo (W/m2 °C).
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Coeficientes de película
Geralmente, o coeficiente de película interno representa um parâmetro de convecção natural, com temperatura do ar em torno de 24 °C, acrescido da radiação que a janela emite para as superfícies interiores.
onde:hci: coeficiente de convecção interno (W/m2 °C);hri: coeficiente de radiação interno (W/m2 °C);A = 1,77;ev: emitância da superfície interior do vidro;σ: constante de Stefan-Boltzmann (σ = 5,6697 x 10-8 W/m2 K);Tv: temperatura da superfície interior do vidro (K);Ti: temperatura do ar interior (K).
( ) ( )[ ]( )iv
ivvoivricii TT
TTeTTAhhh−
−×+−=+=44
25, σAssim:
���
����
�++
=
ei hke
h
U11
1
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Coeficiente de película externo, he:
vhe ×+= 1,410
Onde:he é expresso em (W/m2 ) e v é a velocidade do vento (m/s).
c) Radiação
� frente / fundos� laterais� cobertura
TeqAUQ ∆××=em [kcal/h ou Watt].
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
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TABELA 5 – Temperatura Equivalente (0C) (300 latitude sul)Cor Superfície Opaca Escura Média Clara
SE (8h) 18 10 4,5 E (8h) 24 14,5 7 NE (8h) 15,5 9 4 N (12h) 3,5 0,5 - NO (16h) 15,5 9 4 O (16h) 24 14,5 7 SO (16h) 18 10 4,5 Telhado (12h) 38 23 13 Superfície Transparente (1) (2) (3) SE 70 35 21 E (8h) 96 48 28 NE (8h) 58,5 30 18 N (12h) 10,5 5 3,5 NO (16h) 58 30 18 O (16h) 96 48 28 Telhado (12h) 143 70 -
(1)Sem proteção contra a insolação ou cortinas escuras(2)Com cortinas claras ou persianas internas(3)Com persianas externas
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
Temperatura ar-sol
“A temperatura ar-sol, para a superfície de um dado elemento de envelope, é a temperatura externa teórica que produz os mesmos efeitos térmicos no elemento que a combinação de condições de temperatura do ar externo e radiação incidente”.
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d) Pessoas� taxa de ocupação (Tabela 6)
TABELA 6 – Valores para Ocupação dos Recintos
LOCAL m2 / Pessoa Dormitórios 10 Salas residenciais 8 Salões de hotel 6 Escritórios privados 8 Escritórios em geral 6 Bancos – recintos 7 Bancos – recintos 4 Lojas de pouco público 5 Lojas de muito público 3 Restaurantes 2 Boites 1 Auditórios – 1,5Teatros - Cinemas 0,75
• calor liberado por pessoa (Tabela 7) [kcal/h]
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
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TABELA 7 – Calor Liberado por pessoa (kcal/h)
TBS 28 27 26 24 21 LOCAL
Metabolis-mo
homem adulto
Metabolis-mo
Médio(A) S L S L S L S L S L Teatro, escola primária 98 88 44 44 49 39 53 35 58 30 65 23 Escola secundária 113 100 45 55 48 52 54 46 60 40 68 32 Escrit. Hotéis, Aptos. Universidades 120
NOTAS:a) O “Metabolismo Médio” corresponde a um grupo composto de adulto e crianças de ambos os
sexos, nas proporções normais. Estes Valores foram obtidos à base das seguintes hipóteses:Metabolismo mulher adulta = Metabolismo homem adulto x 0,85Metabolismo criança = Metabolismo homem adulto x 0,75
b) Estes valores compreendem 14 kcal/h (50% calor latente) por ocupante, para levar em conta o calor desprendido pelos pratos
c) Boliche: admitindo uma pessoa jogando por pista e os outros sentados (100 kcal/h) ou de pé (139 kcal/h).
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
ie hhh −=∆
e) Ar para Renovação
� Tabela 8 V nº. Pessoas . V = Vtotal
Qren = m . ∆∆∆∆h [kcal/h]
Cálculo de he:
1. te (Tabela 9) πe
2. pve = Ye. πe
onde y é a umidade relativa/100
pressão absoluta de vapor
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3.
em [kcal/kg ar seco]
)46,0597(622,024,0 ee
eee t
PvPPvth ×+×
−×+×=
P = 700 mm (São Paulo)
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
)46,0597(622,024,0 ii
iii t
PvPPvth ×+×
−×+×=3.
em [kcal/kg ar seco]
)273(27,296,13700
e
t
tV
TRVtPm
+×××=
××=
em [kg/h]
Cálculo de hi:
1. ti (Tabela 9) πi
2. pvi=Yi. πi
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TABELA 8 – Ar Exterior para Renovação
m3/h Pessoas LOCAL recomendável mínimo Concentração de fumantes
Salas de hotéis 51 42 grande Residenciais 35 17 alguns Restaurantes 25 20 considerável Salas de diretores 85 50 muito grande Teatros-Cinemas-Auditórios 13 8 nenhum Teatros-Cinemas-Auditórios 25 17 alguns Salas de aula 50 40 nenhum Salas de reuniões 85 50 muito grande
13 8 - Aplicações gerais Por pessoa (não fumando) Por pessoa (fumando) 68 42 -
Auditórios a) Tribuna b) Platéia c) Sala de espera Incandescente 150 20
Hotéis a) Banheiros Incandescente 150 25 b) Corredores Incandescente 100 15
Fluorescente 500 45 c) Sala de leitura Incandescente 500 70
d) Quartos Incandescente 500 35
Incandescente 150 20 e) Salas de Reuniões
- Platéias - Tablado Incandescente 500 30
f) Portaria e recepção Incandescente 250 35
Carga TérmicaCarga TérmicaCarga Térmica
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h) Cargas especiais� motor do ventilador;� equipamentos, etc...
TABELA 12 – Calor Liberado por Fontes Diversaskcal/h Equipamentos Diversos Sensível Latente Total
Equipamento Elétrico
Aparelhos elétricos – por KW 860 0 860Forno elétrico – Serviço de cozinha por KW
690 170 860
Torradeiras e aparelhos de grelhar por KW
770 90 860
Mesa quente – por KW 690 170 860Cafeteiras – por litro 100 50 150
Equipamentos a Gás
GLP 50% butano + 50% propano por m3 /h
5540 700 6240
GLP (50/50%) por kg 9800 1200 11000Bico de Bunsen – tamanho grande 835 215 1050Fogão a gás – Serviço de Restaurante por m2 superfície da mesa 10500 10500 21000
Banho Maria
Por m2 de superfície superior 2130 1120 3250Cafeteira - por litro 150 50 200
Equipamentos a Vapor
Banho Maria por m 2 de boca 1125 2625 3750
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kcal/h Equipamentos Diversos Sensível Latente TotalAlimentos