Modelação Térmica de uma Parede de Tijolo

A correcta avaliação do desempenho térmico de um edifício passa pela determinação da quantidade de calor que cada elemento que ajuda a definir o espaço, frequentemente paredes de tijolo, consegue armazenar ao longo de períodos correspondentes ao ciclo diário das solicitações caloríficas exteriores a que está submetido.

É de primordial importância a implementação de modelos matemáticos de quantificação da capacidade de armazenamento térmico diário especialmente desenvolvidos para elementos não homogéneos e, em particular, para paredes de tijolo furado e lajes aligeiradas, tão comuns na nossa construção civil e que têm sido deficientemente caracterizados.

Devem para isso utilizar-se modelos matemáticos dinâmico que fazem uso de métodos numéricos ADI para resolver as equações bidimensionais de transferência de calor. Estes modelos devem ser o mais abrangentes possível tanto no que diz respeito à definição das condições de fronteira como a constituição dos elementos construtivos.

O processo de armazenamento de calor de um qualquer elemento construtivo, seja ele homogéneo ou não, é um fenómeno tridimensional que pode ser descrito pela equação fundamental da condução de calor. Contudo, se os elementos forem homogéneos, ou constituídos por diferentes camadas homogéneas, e se as condições de fronteira forem simétricas, o fenómeno pode considerar-se bidimensional.

As paredes de tijolo e as lajes aligeiradas não são homogéneas e, devido aos espaços de ar existentes no interior dos blocos cerâmicos, a transferência de calor através destes é um fenómeno algo complexo que envolve a transferência de calor no interior destes blocos.

Para isto, os alvéolos devem ser considerados como camadas homogéneas de ar, sendo, por isso, um tijolo constituído por camadas homogéneas alternadas de barro e ar, em todas as direcções, onde a transferência de calor se dá apenas por condução. Em alguns modelos, a radiação e a convecção natural nos espaços de ar são tidas em conta através da definição de um coeficiente de condutibilidade térmica equivalente.

Para qualquer método de diferenças finitas à equação de condução de calor é necessário discretizar a equação num domínio de integração definido pelas duas superfícies em contacto com o ar ambiente (superfície exterior e superfície interior) e por dois planos de simetria (devidos a simetria das condições de fronteira).

Autores: M.Guedes de Almeida, E.Maldonado
Excerto Adaptado

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