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Joana Prata investiga o comportamento térmico das ligações entre elementos contrutivos

Publication date: 24-02-2015 21:54

Esta semana a investigadora Joana Prata explicou o trabalho que desenvolve no âmbito da WP3 - Edifícios e eficiência energética. A estudante de doutoramento da Universidade de Coimbra analisa as  ligações entre elementos contrutivos. O objetivo é calcular perdas de calor e estimar patologias para apresentar soluções construtivas com melhor desempenho térmico.

Que investigação desenvolve no âmbito do projeto EMSURE?

Desenvolvo investigação no tema “Comportamento térmico dinâmico de pontes térmicas lineares”. As pontes térmicas lineares (PTL) correspondem a zonas de ligação entre diferentes elementos construtivos (ligação entre duas paredes, entre parede e cobertura, entre parede e pavimento, entre parede e caixilharia, …). Estas ligações são responsáveis por perdas de calor adicionais na estação de aquecimento e são normalmente caracterizadas por temperaturas superficiais mais baixas que conduzem à ocorrência de condensações, que se manifestam através de patologias (manchas, bolores, degradação dos revestimentos,…).

Quais são os objetivos deste estudo?

O principal objectivo é estudar o comportamento térmico das PTL em regime transiente, ou seja, assumindo a variação da temperatura ao longo do tempo. Para isso estão a ser usados métodos numéricos e experimentais, bem como métodos de avaliação in-situ.

Como carateriza as metodologias que aplica nesta investigação?

No âmbito deste trabalho de investigação estão a ser desenvolvidos modelos numéricos 2D e 3D de transferência de calor, em regime transiente, baseados no método dos elementos de fronteira, formulados no domínio da frequência. Estes modelos serão validados através de formulações analíticas bem como através de ensaios experimentais realizados numa hot-box. Os resultados numéricos serão posteriormente comparados com resultados obtidos in-situ, através do uso de equipamentos como câmaras de termografia por infravermelhos e termofluxímetros.

Como define a importância desta investigação?

Pretende-se com este projecto de investigação contribuir para uma escolha mais cuidada de soluções construtivas, no sentido de melhorar a qualidade higrotérmica da realidade construída e consequentemente, diminuir o consumo de energia associado aos edifícios. Realça-se com este estudo que não basta melhorar as soluções construtivas individualmente. Por exemplo, o desempenho global de uma parede e cobertura com boa qualidade térmica irá depender dos detalhes da ligação entre si.

Quais são os principais resultados (já obtidos ou esperados) e as aplicações desta investigação?

No âmbito deste projecto foram desenvolvidos modelos numéricos bi e tridimensionais de transferência de calor por condução, baseados no método numérico dos elementos de fronteira (Boundary Element Method - BEM). Os modelos desenvolvidos permitem avaliar o comportamento higrotérmico de pontes térmicas lineares (PTL) bem como de inclusões tridimensionais em elementos construtivos, como a presença de elementos de elevada condutibilidade térmica nas soluções. Estes modelos permitem simular diferentes soluções construtivas, considerando variações reais de temperatura ao longo do tempo, podendo constituir uma ferramenta importante na caracterização térmica dinâmica de pontes térmicas lineares.

Ainda no âmbito deste projecto de investigação, avaliou-se a influência das PTL no desempenho térmico de um edifício residencial de referência, assumindo condições de regime dinâmico. Os resultados obtidos revelam que o peso das PTL no desempenho térmico global da envolvente do edifício é elevado, sendo responsáveis por cerca de 17% das perdas totais de calor pela envolvente. Estas perdas são equivalentes ou superiores às que ocorrem através de outros componentes, nomeadamente vãos envidraçados, pavimentos e coberturas. Note-se que os programas de simulação dinâmica usados na avaliação de desempenho energético de edifícios não têm em conta as perdas de calor bidimensionais que ocorrem pelas PTL.

O trabalho realizado até agora conduziu ainda à caracterização térmica de um elevado conjunto de pormenores construtivos que estão a ser integrados num catálogo de PTL, disponível on-line em http://www.itecons.uc.pt/catalogoptl e que está a ser utilizado pelos projectistas na escolha de soluções construtivas com elevado desempenho higrotérmico.