ECV5161 Aula 9 - Desempenho termico paredes e coberturas

Unidade deportiva Atanasio Girardot - Medellín 

Desempenho Térmico de edificações 

Aula 9: Desempenho térmico de paredes e coberturas 

PROFESSOR 

Roberto 

Lamberts 

ALEJANDRO NARANJO 

ECV 5161 

UFSC 

FLORIANÓPOLIS

intro 

isolantes cálculos 

exemplos 

e testes 

Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 9: Desempenho térmico de paredes e coberturas 

estrutura 

2

introdução 

+ 

Transferência de calor 

equilibrio térmico 

T1 T2 


3

Formas de transmissão de calor 

. Condução.Convecção.Radiação.Condensação 


introdução –isolantes – cálculos – exemplos exemplos e testes 

4

Propriedades térmicas dos materiais 

Absortividade em ondas curtas – α : função da cor 

RS absorvida/ RS incidente 

Refletividade em ondas curtas – ρ: 

RS refletida/ RS incidente 

Transmissividade em ondas curtas – τ: 

Rs atravessa a superfície/ RS incidente 

Emissividade – ε: 

R emitida/ R emitida pelo corpo negro (mesma temperatura) 


introdução –isolantes – cálculos – exemplos e testes 

5


Emissividade Absortividade 

Tipo de superfície ε Tipo de superfície 

α 

Fonte: Projeto de Norma da ABNT 02:135.07-002 (1998) 



6


Condutividade térmica – λ: fluxo de calor transferido por unidade de espessura e por 

unidade de gradiente de temperatura (W/m.ºC) 

Calor específico – c: quantidade de calor necessária para elevar em 1 grau a 

temperatura de um componente, por unidade de massa (kJ/kg.K) 



7

Termografía - Foto externa 

Fachada Sul Fachada Leste 

Fachada Sul 

Fachada Leste 



8

Foto externa 

Branco por fora Verde escuro por fora Branco por fora Verde escuro por fora 


introdução –isolantes – cálculos – exemplos exemplos e testes 

9

Foto interna 

Verde escuro por fora Branco por fora Verde escuro por fora Branco por fora 


introdução –isolantes – cálculos – exemplos e testes 10 

exemplos e testes

Foto externa 

Telhado branco Telhado fibrocimento Telhado branco Telhado fibrocimento 



exemplos e testes

Temperatura x acabamento superficial da telha 



exemplos e testes

Temperatura x acabamento superficial da telha 



exemplos e testes



14

isolantes 

+ Isolantes fibrosos (λ = 0.045 W/mºC) 

Lã de rocha ou lã mineral 

Lã de vidro 

Poliestireno Poliestireno (λ = 0.035 a a 0.040 W/mºC) W/mºC) 

Expandido (granulado aglutinado por fusão) 

Extrudado (células fechadas) 

Espuma de poliuretano 

(λ = 0.030 W/mºC) 

Isolantes térmicos convencionais 

Concreto celular com 400 kg/m³ 

(λ = 0.17 W/mºC) 

Agregados leves 

Expandido (granulado ou aglutinado por fusão) 

Vermiculita 

Argila expandida – concreto com 500 kg/m³ 

Cinza sinterizada 

(λ = 0.20 W/mºC) 

Escória sinterizada - concreto com 1000 kg/m³ 

(λ = 0.35 W/mºC) 


15

Isolantes fibrosos (λ = 0.045 W/mºC) Lã de vidro 

Placa de forro revestida na face aparente 

Aplicações: 

-Isolação térmica de forros e coberturas 

-Fabricação de telhas duplas isolantes 

-Isolamento de ruídos de impacto 

em pisos 

-Isolação acústica de equipamentos 

Feltros flexíveis 



16


Painéis termo-acústicos 

Feltros flexíveis 

ensacados 

Isolamento para sistemas 

de distribuição de ar 

Aplicações: 

-Na construção civil: Paredes 

duplas, coberturas, pisos flutuantes, 

miolos de divisórias e isolação 

térmica em geral. 

-Na Indústria: Isolação térmica de 

caldeiras, fornos, estufas, tanques 

de armazenagem. 

Revest. Dutos metálicos 



17


Painéis rígidos e semi-rígidos de lã 

de vidro 

Isolamento termo-acústico 

entre pavimentos 

Isolamento termo-acústico 

Em laje de cobertura 

Aplicações em paredes 



18


Aplicações em coberturas 



19


Aplicação de lã de vidro em tubulações 

Isolante térmico cilíndrico, bi-partido de lã de vidro 

Aplicações: Tubulações que operam em baixas e altas temperaturas 



20


Paredes DryWall 

Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts 


21 

21

Isolantes fibrosos (λ = 0.045 W/mºC) Lã de rocha ou lã mineral 

Painéis rígidos revestidos com 

um filme de PVC 

Tubos de lã de rocha com alta 

densidade 

Painéis flexíveis, rígidos 

e semi-rígidos 

Mantas flexíveis 

Principais características: 

• Incombustível 

• Resistência ao fogo 

• Segurança 

• Absorção Acústica 

Propriedades: 

• Boa resiliência 

• Resistência a vibrações 

• Não-higroscópico 

• Imputrescível 

• Quimicamente neutro 



22

Isolantes fibrosos (λ = 0.045 W/mºC) Lã de rocha ou lã mineral 

Feltros leves e flexíveis: Indicado 

Segmentos rígidos em lã de 

rocha, suportados por um 

Flocos amorfos: Aplicação em 

para isolamentos termo-acústicos laminado de papel kraft. Utilizado 

sistemas ou equipamentos com difícil em superfícies irregulares, planas ou para isolamento de superfícies 

acesso cilíndricas. 

cilíndricas 



23

Poliestireno (λ = 0.035 a 0.040 W/mºC) 

• Expandido (granulado aglutinado por fusão) 

• Extrudado (células fechadas) 



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Espuma de poliuretano (λ = 0.030 W/mºC) 

Telhas e painéis isotérmicos compostos por chapas metálicas 

com núcleo em espuma de poliuretano expandido 

Aplicações: coberturas, paredes internas e externas, 

divisórias, forros 



25

Espuma de poliuretano (λ = 0.030 W/mºC) 



26

Concreto celular com 400 kg/m³ (λ = 0.045 W/mºC) 

Menor peso 

Não-inflamável 

Isolante térmico 

Isolante acústico 



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Agregado leve: vermiculita 

Vermiculita em grãos 

Utilizada na isolação térmica e 

acústica de equipamentos 

industriais, como componente de 

argamassas e de concretos leves 

para a construção. 

Argamassa plástica com baixa 

viscosidade para assentamento de 

tijolos e placas termo isolantes, 

constituida de vermiculita 

expandida, argila refratária e 

aglomerados minerais 

Placas isolantes extremamente 

leves, prensadas, quimicamente 

ligadas, à base de vermiculita 

expandida. Utilizada para miolos 

de portas, divisórias, 

revestimento de estufas, 

caldeiras, fornos, etc 



28

Agregado leve: argila expandida 

leveza 

resistência 

inércia química 

estabilidade dimensional 

resistência ao fogo 

isolante térmico 

isolante acústico 



29

cálculos 

+ 

Fórmulas básicas 

Resistência térmica : 

R = e / λ (W/m².ºC) 

Transmitância térmica: 

Fluxo Fluxo de calor transmitido por unidade de área e e por unidade 

de diferença de temperatura 

U = 1/ R (W/m².ºC) 

Capacidade térmica: 

CT = λi . Ri . Ci . ρi = ei . Ci . ρi 


λ 

e 

30


Resistência térmica superfície a superfície 

RT = R t 1 + R t 2 + … + R t n + R ar1 + R ar2 + … R arn 

Resistência térmica ambiente a ambiente 

RT = R se + R t + R si 

Resistência térmica camadas 

não homogêneas 

RT = A a + A b + … + A n 

A a + A b + … + A n 

R a + R b + … + R n 

Rse + Ra +Rb + Rc + R si 


introdução – isolantes – cálculos – exemplos e testes 31 

exemplos e testes


Capacidade térmica camadas não homogêneas 

CT = A a + A b + … + A n 

A a + A b + … + A n 

C a + C b + … + C n 

Atraso térmico 

Elemento homogêneo 

φ = 1,382 . e . 

ρ . c 

3,6 . λ 

a + b + c 

ou φ = 0,7284 . RT . CT 



exemplos e testes


Atraso térmico - Elemento heterogêneo 

φ = 1,382 . RT . B1 + B2 

B1 = 0,226 . Bo 

R t 

B2 = 0,205 . (λ . ρ . C) ext . R ext - R t - R ext 

R t 10 

B2 = 0 se B2 =0 < 0 (negativo) 

B0 = Ct - C text 

Fator de Calor Solar: FS = 100 . U . α . R se 



exemplos e testes

Tabelas 

Condições de ventilação para câmaras de ar: 

Resistência térmica superficial interna e externa: 



exemplos e testes

Resistência térmica de câmaras de ar não ventiladas, com largura maior que a espessura: 



exemplos e testes


reflexão 

I 

absorção 



exemplos e testes


Fluxo de calor que atravessa a parede: 

q = U . (Text – Tint) = U . ΔT 

U = Transmitância térmica (W/m².K) 

ΔT = Text - Tint (K) 

q = densidade do fluxo de calor (W/m²) 

Fluxo de calor que incide no ambiente: 

Φ = q.A = U . ΔT . A 

A = área da superfície (W/m²) 

T. Ext > T. Int 



exemplos e testes

Comportamento diante da radiação solar 

Fluxo de calor é função de: 

• ΔT = Text – Tint 

• Radiação Solar (RS) 

Balanço térmico: 

α + ρ ρ = 1 

α . RS + ρ . RS = RS 

Temperatura Sol - ar: 


RS 

Efeito combinado radiação solar incidente + intercâmbios de energia (radiação e convecção) 

ε 


exemplos e testes


Temperatura Sol - ar: 

Tsol -ar = Text + α . RS . R e - ε . ΔRL . R se 

RS: Radiação total incidente na superfície 

R se: Resistência superficial externa = trocas de calor por convecção e radiação entre a superfície e o meio 

ΔRL: Diferença entre a radiação de onda longa emitida e recebida pela superfície 

Superfícies verticais: 

ΔRL = 0, perdas compensadas pela radiação de onda longa recebida do solo e das superfícies do meio 

Tsol -ar = Text + α . RS . R se 

Fluxo de calor em planos verticais: 

Φ = U . A . (Text + α . RS . R se – Tint) 



exemplos e testes


Planos horizontais: 

ε . ΔRL . R se = 4ºC (Dados Experimentais) 

Tsol T -ar = Text T + α . RS . R se - 4 

Fluxo de calor em planos horizontais (coberturas): 

Φ = U . A . (Text + α . RS . R se – 4 - Tint) 



exemplos e testes

exemplos e testes 

+ 

Dados: 

U = 2 W/m².K 

Text = 30ºC 

Tint Tint = = 25ºC 25ºC 

Orientação = oeste (latitude 30º sul) 

A = 5 m x 3 m 

Pior situação de verão: 22/12, 16h 

RS = 715 W/m² (TABELA) 

Rse = 0,04 W/m².K (TABELA) 

rebôco 

Exemplo numérico 

tijolo maciço 


INT 

EXT 

cor branca 

41

Exemplo numérico 

Φ = U . A . (Text + α . RS . R se – Tint) 

α = 0,3 (parede branca) 

Φ = 2,00 . 5,00 . 3,00. (30 + 0,3 . 715 . 0,04 – 25) 

Φ = 407,4 W 

fluxo de calor que penetra no 

ambiente por m² de fechamento 



exemplos e testes

Programa Transmitância 

1) Elemento / componente 

Exemplo: 

Parede de tijolos macicos 

rebocados nas 2 faces 



exemplos e testes


2) Composição/Seções 



exemplos e testes


3) Resultados 

-capacidade térmica (Ct) 

- trânsmitancia térmica (U) 

- resistência térmica (R) 

- fator solar (FS) 

- atraso térmico (φ) 



exemplos e testes

IRC - Ottawa 



exemplos e testes

IRC - Ottawa 



exemplos e testes

IRC - Ottawa 


introdução – isolantes – cálculos – exemplos e testes 

introdução – isolantes – cálculos – exemp exemp´s e testes 48

IRC - Ottawa 



exemplos e testes

Isolamento janelas 


introdução – isolantes – cálculos – exemplos e testes 

introdução – isolantes – cálculos – exemp exemp´s e tests 50

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