aula isolantes v2012 0
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[ ] Prof. Fernando Simon Westphal, Eng. Civil, Dr. Eng.
Prof. Deivis Luis Marinoski, Eng. Civil, Dr. Eng.
Prof. Roberto Lamberts, Eng. Civil, PhD.
www.labeee.ufsc.br
Atualizada em 07/12/2012
2/62 Desempenho de Materiais
Resistncia e deformao
Estabilidade dimensional e juntas
Excluso de gua e vaporResistncia ao fogo
Durabilidade
Propriedades Trmicas
Propriedades Acsticas
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3/62 Propriedades Trmicas de Materiais
Absortividade
Refletividade
Transmissividade
Emissividade
Condutividade Trmica
Calor Especfico
4/62 Transferncia de Calor
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Absortividade em ondas curtas: Razo entre a taxa de radiaosolar absorvida por uma superfcie e a taxa de radiao solarincidente sobre esta mesma superfcie.
Smbolo:
Funo da cor:
branco= 0,2
preto= 0,9
Refletividade em ondas curtas: Razo entre a taxa de radiaosolar refletida por uma superfcie e a taxa de radiao solarincidente sobre esta mesma superfcie.
Smbolo:
Definies
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Temperatura x acabamento superficial da telha
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Temperaturax acabamento superficial da telha
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ReportagensAssunto: Panorama Nacional
18.05.11 | Telhados brancos: uma soluo contraaquecimento e consumo de energia
Cidade de So Paulo e o estado do Rio de Janeiro analisamaprovao de legislao sobre uso de telhados brancos nashabitaes. Alternativa defendida para reduzir emisses degases de efeito estufa e diminuir consumo de eletricidade
http://www.procelinfo.com.br/data/Pages/LUMIS8D1AC2E8ITEMIDDA0E3E3BC94C40A5947EE2F8AC90A6A0PTBRIE.htm
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Transmissividade em ondas curtas: Razo entre a taxa de radiaosolar que atravessa uma superfcie e a taxa de radiao solarincidente sobre esta mesma superfcie.
smbolo:
vidro comun 3mm = 0,85
Emissividade: Razo entre a taxa de radiao emitida por umasuperfcie e a taxa de radiao emitida por um corpo negro, mesma temperatura.
smbolo:
maioria dos materiais de construo= 0,90
alumnio polido = 0,05 a 0,10
Definies
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11/62 Definies
Condutividade Trmica: Propriedade do material que caracteriza ofluxo de calor transferido por unidade de espessura e por unidadede gradiente de temperatura. Smbolo: Unidade: W/m.oC Alguns exemplos:
Material Condutividade (W/m.C)Ar 0,027
gua 0,060
Concreto normal 1,750
Poliuretano extrudado 0,030
12/62 Condutividade x Densidade
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
densidade (kg/m)
condutividade(W/m-K)
isolantesmadeiras
concretosgesso
materiais cermicos
vidro
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13/62 Condutividade x Umidade
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 20 40 60 80 100
saturao (%)
C
ondutividadeTrmica(W/m-K)
argamassa
concreto
celular aerado
tijolo macio
14/62
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1000 2000 3000 4000
densidade (kg/m)
calorespecfico(kJ/kg.K
)
pedrascermica vidro
concretos
madeiras
isolantes trmicos
Calor Especfico: Quantidade de calor necessria para elevar em umgrau a temperatura de um componente, por unidade de massa Smbolo: c Unidade: kJ/kg.K Alguns exemplos:
Definies
Material Calor especfico(kJ/kg.K)
Ar 1,00
gua 4,19
Poliuretano extrudado 1,67
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15/62Isolantes Trmicos Convencionais
Isolantes fibrosos ( = 0,045 W/m oC) L de rocha ou l mineral L de vidro
Poliestireno ( = 0,035 a 0,040 W/m oC) Expandido (granulado aglutinado por fuso) Extrudado (clulas fechadas)
Espuma de Poliuretano ( = 0,030 W/m oC)
Concreto celular com 400 kg/m3 ( = 0,17 W/m oC) Agregados leves
Vermiculita (derivada da mica) Argila expandida - concreto com 500 kg/m3 ( = 0.20 W/m oC)
Cinza sinterizada
Escria sinterizada - concreto com 1000 kg/m3 ( = 0.35 W/m oC)
16/62 Isolantes Trmicos Convencionais
L de vidro ( = 0,045 W/m oC)
Placa de forro revestida na face aparente
Aplicaes:Lojas e Escritrios
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17/62 Isolantes Trmicos Convencionais
L de vidro ( = 0,045 W/m oC)
Feltros flexveis Aplicaes:
-Fabricao de telhas duplas isolantes
-Isolao de equipamentos
18/62 Isolantes Trmicos Convencionais
Aplicaes: Paredes DryWall
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19/62 Isolantes Trmicos Convencionais
L de vidro ( = 0,045 W/m oC)
Feltros flexveisensacados
Isolamento para sistemas dedistribuio de ar
Revestimento para dutosmetlicos
Isolao trmica,sendo simplesmentedepositado sobreforro falso
20/62 Isolantes Trmicos Convencionais
L de vidro ( = 0,045 W/m oC)
Painis termo-acsticos Aplicaes:
- Na Indstria: Isolao trmica decaldeiras, fornos, estufas, tanques dearmazenagem.
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21/62 Painis rgidos e semi-rgidos de l de vidro
Aplicaes em paredes duplas
22/62 Aplicao de l de vidro em coberturas
Aplicaes em coberturas: Isolao trmica
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23/62 Aplicao de l de vidro em tubulaes
Isolante trmico cilndrico, bi-partido de l de vidro
Aplicaes: Tubulaes que operam em baixas e altas temperaturas.
24/62 Isolantes Trmicos Convencionais
L de rocha ( = 0,045 W/moC) Principais caractersticas:
Incombustvel Resistncia ao fogo Absoro Acstica Isolamento trmico
Propriedades: Boa resilincia Resistncia a vibraes No-higroscpico Imputrescvel Quimicamente neutro
Painis flexveis,rgidos e semi-rgidos
Mantas flexveis
Tubos de l derocha com altadensidade
Painis rgidosrevestidos comum filme de PVC
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25/62 Aplicaes da L de rocha
Painis rgidos de altadensidade
Indicados para proteo aofogo em estruturasmetlicas
Flocos amorfos
Aplicao em sistemasou equipamentos comdifcil acesso
Segmentos rgidos em l de rocha, suportados porum laminado de papel kraft
Utilizado para isolamento de superfciescilndricas
Feltros leves e flexveis
Indicado para isolamentostermo-acsticos em
superfcies irregulares,planas ou cilndricas.
26/62 Isolantes Trmicos Convencionais
Poliestireno ( = 0,035 a 0,040 W/m oC)
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27/62 Isolantes Trmicos Convencionais
Espuma de Poliuretano ( = 0,030 W/m oC)
28/62 Espuma de poliuretano
Telhas e painis isotrmicos compostos por chapas metlicascom ncleo em espuma de poliuretano expandido
Aplicaes: coberturas, paredes internas e externas,divisrias, forros
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29/62 Ex:
30/62 Isolantes Trmicos Convencionais
Vermiculita
Vermiculita em gros
Utilizada na isolaotrmica e acstica,como componente deargamassas e deconcretos leves para aconstruo
Placas isolantes extremamente levesUtilizada para miolos de portas, divisrias, revestimento deestufas, caldeiras, fornos, etc
Argamassa plstica com baixaviscosidade para assentamento de
tijolos e placas termo isolantes
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31/62 Isolantes Trmicos Convencionais
Concreto celular
Menor peso Isolante acstico
32/62 Isolantes Trmicos Convencionais
Argila expandida
leveza resistncia inrcia qumica estabilidade dimensional resistncia ao fogo
isolante acstico
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33/62 Isolantes Reflexivos
Alumnio polido. Quando usado sob atelha em telhados com forro horizontal, aresistncia da cmara de ar podeequivaler a 2,75 cm de l de vidro
Caractersticas:Emissividade = 0,05 a 0,10Impermevel
34/62 Propriedades Trmicas de Componentes
Resistncia trmica
Transmitncia trmica
Capacidade trmica
Fator Solar de janelas
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35/62 Resistncia Trmica
RL
====
[m.K/W]
36/62 Resistncia Trmica
Exemplos de componentes com resistncia trmica iguala 0,22 m.K/W (1 cm de l de vidro)
Material Espessura (cm)
Painel de l de vidro 1,0Concreto celular 3,8
Madeira 5,1
Tijolo 20,0
Concreto comum 39,0
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37/62 Resistncia Trmica de Cmaras de Ar
Resistncia trmica Rar (m2.K/W)
Natureza da Espessura e da Direo do fluxo de calor
superfcie da cmara de ar Horizontal Ascendente Descendente
cmara de ar mm
Superfcie norefletora
(caso geral )
> 0.8
10e20
20 < e50e > 50
0.140.160.17
0.130.140.14
0.150.180.21
Superfcie refletora
< 0.210e20
20 < e50e > 50
0.290.370.34
0.230.250.27
0.290.430.61
38/62 Transmitncia Trmica
Transmitncia Trmica
Fluxo de calor que
transmitido atravs de
um componente por
unidade de rea e por
unidade de diferena de
temperatura.
Smbolo: U
Unidade: W/ m2 . K
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39/62 Capacidade Trmica
Capacidade Trmica - Quantidade de calor necessria para elevar em umaunidade a temperatura de um componente, por unidade de rea. Smbolo: CT - Unidade: kJ / m.K
40/62 Transmitncia Trmica
Parede Descrio U
[W/m2.oC]
CT
[kJ/m2.C]
Parede de tijolos de
6 furos circulares
rebocada em ambas
as faces (15 cm)
2,28 168
Parede de tijolos
macios rebocadaem ambas as faces
(15 cm) 3,13 255
kJ/m.Km.K/W
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41/62 FATOR SOLAR DE JANELAS
FS = + Ni
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Noes de Isolamento eabsoro Acstica
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43/62 Noes bsicas
Som a energia transmitida por ondas de presso no ar
ou outro meio, sendo a causa da sensao auditiva.
Rudo um fenmeno acstico que produz uma sensao
audvel desagradvel, sendo a causa de doenas nervosas
e psicoses
SOM RUDO
44/62 Noes bsicas
Propriedades importantes:
Intensidade (I): presso provocada em uma determinada
superfcie
Freqncia (f) : o nmero de vibraes por segundo(Hertz)
Comprimento de onda (): parmetro de grandeza
(= velocidade/frequncia)
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45/62 Nvel de presso sonora (NPS)
O ouvido humano responde a uma larga faixa de intensidade acstica(20 a 20000 Hz)
Mas no sensvel a valores absolutos de presso sonora(no escutamos em dobro quando se tem duas fontes sonoras)
Porm, o ouvido sensvel ao logaritmo da presso sonora
Limiar de audibilidade presso abaixo da qual o ouvido no acusa arecepo de um som (0,00002 N/m = 2mgf/cm)
Equao NPS - logaritmo da relao entre a presso do som deinteresse e o limiar de audibilidade
Unidade do NPS o Decibel (dB)
1 dB a menor variao que o ouvido humano pode perceber
Po
PNPS log20=
46/62 Nvel de presso sonora (NPS)
Alguns exemplos:
Nveis de conforto recomendados pela NBR 10152
0 dB limiar de audibilidade 60 dB conversao normal
15 dB susurro 80 dB incio da faixa insalubre
20 dB tic-tac do relgio 100 dB Sensao de dor
50 dB rua tranqila 140 dB mximo suportado pelo ouvido humano
Quarto de dormir 25 a 30 dB
Sala de aula 42 dB
Enfermaria 40 dB
reas industriais 85 dB
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47/62 Isolamento e absoro acstica
EXISTE UMA DIFERENA?
48/62 Isolamento e absoro acstica
Isolamento acstico
Capacidade de certos materiais de impedir que a onda sonorapasse de um recinto para outro
Normalmente so utilizados materiais pesados. Ex: concreto,chumbo, vidro
Absoro acstica
Trata do fenmeno que minimiza a reflexo das ondas sonorasnum mesmo ambiente
Alm de diminuir os nveis de presso sonora no ambiente,melhora-se a inteligibilidade
Normalmente so utilizados materiais leves, fibrosos ou deporos abertos. Ex: espumas de polister de clulas abertas,fibras cermicas e de vidro, tecidos, carpetes
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49/62 Tratamento acstico
Isolamento de rudos areos:
Paredes: lei de massa dobrando-se a massa (kg/m), a perda portransmisso de aproximadamente 5 dB.
Parede de alvenaria isola 45 dB
Parede de alvenaria dupla isola 50 dB
Janelas:
Usar vidros duplos de espessuras diferentes + cmara de ar 8 a 13 cm
Vedar frestas
Portas:
Rechear com material acstico absorvente ou isolante
Usar dobradias especiais, embutidas.
Nos batentes: feltro ou borracha de neoprene.
Ex: Uma porta comum isola 18 dB.
A porta tratada pode isolar at 40 dB.
50/62 Tratamento acstico
Isolamento de rudos de impacto:
Piso de borracha
Tapete e forro
Lajes flutuantes
Absoro Mecanismo resistivo
Materiais absorventes (l de vidro, l de rocha, espumas)
Mecanismo reativo
Placas vibrantes
Mecanismo ativo
Cancelamento de rudo por outro campo gerador
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51/62 Materiais
EXEMPLO DE REVESTIMENTOTERMO-ACSTICO PARA PAREDE.
Painel rgido de l de vidro (25mm)colado a uma placa de gessoacartonado (10mm)
Aplicao: Residencial, industrial ecomercial
Dimenses:1,20 x 2,60 m
Resistnciatrmica:0,78 m.C/W
52/62
INSTALAO
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Aplicao
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COMPARATIVO:
Materiais
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Paredes drywall
Aplicao
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Componentes mistos
Materiais
56/62 Aplicao
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57/62 Aplicao
Uso placas acsticas de alto desempenho Espuma flexvel depoliuretano e polister:
Aplicao: Estdios, escritrios, reas industriais, salas decomputadores, auditrios
Instalao: Colado diretamente em alvenaria, gesso, madeira,metal e vidro
58/62
Isolamento acstico para pisos e tubulaes
Produto: (Espuma de Polietileno)
Aplicao
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59/62 Aplicao
Piso flutuante
Detalhe construtivo:
RebocoRodap
Parede
Assoalho
Contrapiso
Isolante
Argamassa de regularizao
Laje estrutural
60/62 Materiais
Fonte: http://www.schutzesquadrias.com.br
ESTIMATIVA:
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61/62 Aplicao
Vidro duplo ou triplo
Proporcionam isolamentoTrmico e Acstico
Indicadospara Rudo > 40 dB
62/62 OBRIGADO!
APRESTENTAO e MATERIAL COMPLEMENTARDISPONIVEL EM:
http://www.labeee.ufsc.brLink: Ensino> ECV 5161 - Desempenho Trmico de Edificaes