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O que é isolamento de espuma de spray – Definição

O isolamento de espuma de spray é um tipo de isolamento que é pulverizado no lugar através de uma pistola. O isolamento de espuma de spray pode ser soprado nas paredes, nas lajes de concreto e nas superfícies do sótão. Engenharia Térmica

Isolamento por espuma de spray

O isolamento de espuma de spray é um tipo de isolamento que é pulverizado no lugar através de uma pistola. O isolamento de espuma de spray pode ser soprado nas paredes, lajes de concreto, superfícies de sótão ou sob pisos para isolar e reduzir o vazamento de ar. A espuma de spray pode preencher até as cavidades mais pequenas, criando uma barreira aérea eficaz. A espuma geralmente expande de 30 a 60 vezes seu volume de líquido após ser pulverizada no local. Ele oferece excelente resistência à infiltração de ar (ao contrário de mantas e mantas, que podem deixar desvios e bolsas de ar e superior a alguns tipos de preenchimento solto). Por outro lado, o custo do isolamento de espuma de spray pode ser maior em comparação com o isolamento tradicional e a maioria das espumas, com exceção das espumas cimentícias, libera vapores tóxicos quando queimam.

Existem dois tipos de isolamento de espuma de spray:

  • Espuma de célula fechada . Espumas de células fechadas são melhores isolantes. Suas células de alta densidade são fechadas e preenchidas com um gás que ajuda a espuma a se expandir para preencher os espaços ao seu redor. A espuma de célula fechada é muito forte e reforça estruturalmente a superfície isolada.
  • Espuma de célula aberta . As células de espuma de células abertas não são tão densas e são preenchidas com ar, o que confere ao isolamento uma textura esponjosa. A espuma de célula aberta é porosa, permitindo que o vapor de água e a água líquida penetrem no isolamento. Por outro lado, as espumas de células abertas permitirão respirar a madeira estrutural e são duas vezes mais eficazes como barreira do som.

Os materiais de isolamento de espuma disponíveis incluem:

A maioria é tipicamente feita com poliuretano ou isocianato. As espumas cimentícias são semelhantes e podem ser aplicadas de maneira semelhante, mas não se expandem. Essas espumas têm maior resistência ao fogo em comparação com as de poliuretano ou isocianato.

Isolamento de sótão – Isolamento de telhado

Espuma de poliuretano - isolamento térmicoUma fonte muito importante de perda de calor de uma casa é através do telhado e do sótão . O isolamento do sótão é um procedimento de revestimento interno de proteção isolado termicamente, que envolve o uso de vidro ou lã de rocha, espuma de poliuretano ou espuma fenólica. Deve-se notar que há uma diferença entre isolar um telhado inclinado e um telhado plano, e há uma diferença entre o isolamento de loft frio ou quente. Um isolamento a frio do telhado exige isolamento no nível da viga para impedir que o calor escape pelo espaço não utilizado do telhado. Um telhado quente é isolado entre e sob as vigas do próprio telhado.

O objetivo do isolamento do telhado é reduzir o coeficiente geral de transferência de calor adicionando materiais com baixa condutividade térmica.  O isolamento do telhado e do sótão nos edifícios é um fator importante para obter conforto térmico para seus ocupantes. O isolamento do telhado, assim como outros tipos de isolamento, reduz a perda de calor indesejada e também o ganho de calor indesejado. Eles podem diminuir significativamente as demandas de energia dos sistemas de aquecimento e refrigeração. Deve ser adicionado, não há material que possa impedir completamente as perdas de calor, as perdas de calor só podem ser minimizadas.

Exemplo de isolamento – espuma de poliuretano

A espuma de poliuretano (PUR)  é um polímero termoestável de célula fechada. Polímeros de poliuretano são tradicionalmente e mais comumente formados por reação de um di- ou poli-isocianato com um poliol. O isolamento de espuma de poliuretano  está disponível nas fórmulas de células fechadas e de células abertas. A espuma de poliuretano pode ser usada como isolamento de paredes de cavidades ou como isolamento de telhado, isolamento de piso, isolamento de tubos, isolamento de instalações industriais. Os painéis isolantes fabricados em PUR podem ser aplicados a todos os elementos da envolvente do edifício. Outro aspecto importante é que o PUR também pode ser injetado nas paredes existentes, usando as aberturas existentes e alguns furos extras.

Exemplo – Perda de calor através de uma parede

perda de calor através da parede - exemplo - cálculoUma das principais fontes de perda de  calor  de uma casa é através das paredes. Calcule a taxa de fluxo de  calor  através de uma parede com 3 mx 10 m de área (A = 30 m 2 ). A parede tem 15 cm de espessura (L 1 ) e é feita de tijolos com  condutividade térmica  de k 1  = 1,0 W / mK (isolador térmico ruim). Suponha que as temperaturas interna e externa   sejam 22 ° C e -8 ° C, e os  coeficientes de transferência de calor por convecção  nos lados interno e externo sejam h 1  = 10 W / m 2 K e h 2  = 30 W / m 2K, respectivamente. Observe que esses coeficientes de convecção dependem muito das condições ambientais e interiores (vento, umidade etc.).

  1. Calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através desta parede não isolada.
  2. Agora assuma o  isolamento térmico  no lado externo desta parede. Use um  isolamento de espuma de poliuretano com  10 cm de espessura (L 2 ) com a condutividade térmica de k 2  = 0,028 W / mK e calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através dessa parede composta.

Solução:

Como foi escrito, muitos dos processos de transferência de calor envolvem sistemas compostos e até envolvem uma combinação de  condução  e  convecção . Com estes sistemas compostos, muitas vezes é conveniente trabalhar com um  coeficiente de transferência total de calor ,  conhecido como um  factor-L . O fator U é definido por uma expressão análoga à  lei do resfriamento de Newton :

fator u - coeficiente geral de transferência de calor

O  coeficiente geral de transferência de calor  está relacionado à  resistência térmica total  e depende da geometria do problema.

  1. parede nua

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede plana e desconsiderando a radiação, o  coeficiente geral de transferência de calor  pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo da perda de calor

O  coeficiente geral de transferência de calor  é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 3,53 [W / m 2 K] x 30 [K] = 105,9 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda  = q. A = 105,9 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 3177W

  1. parede compósita com isolamento térmico

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede composta plana, sem resistência ao contato térmico e sem considerar a radiação, o  coeficiente geral de transferência de calor  pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo de isolamento térmico

isolante em espuma de poliuretanoO  coeficiente geral de transferência de calor  é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,028 + 1/30) = 0,259 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 0,259 [W / m 2 K] x 30 [K] = 7,78 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda  = q. A = 7,78 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 233 W

Como pode ser visto, uma adição de isolador térmico causa uma diminuição significativa nas perdas de calor. Deve ser adicionado, uma adição da próxima camada de isolador térmico não causa economias tão altas. Isso pode ser visto melhor no método de resistência térmica, que pode ser usado para calcular a transferência de calor através de  paredes compostas . A taxa de transferência constante de calor entre duas superfícies é igual à diferença de temperatura dividida pela resistência térmica total  entre essas duas superfícies.

resistência térmica - equação

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

O que é isolamento por sopro e preenchimento solto – Definição

Isolação por sopro e enchimento solto. O isolamento de preenchimento solto consiste em pequenas partículas de fibra, espuma ou outros materiais. Engenharia Térmica

Isolamento por sopro e preenchimento solto

Materiais soltos podem ser soprados em sótãos e cavidades de parede acabadas . Para edifícios existentes que não foram construídos com cavidades isoladas, um material fibroso, como isolamento de celulose ou lã de vidro, é soprado na cavidade através de orifícios adequados até preencher todo o espaço da parede. O isolamento de preenchimento solto consiste em pequenas partículas de fibra, espuma ou outros materiais. Os tipos mais comuns de materiais usados ​​para isolamento a granel incluem celulose, lã de vidro e lã de rocha.

  • O isolamento da celulose é feito de produtos de papel reciclado, principalmente jornais e tem um conteúdo muito alto de material reciclado.
  • A lã de vidro (originalmente também conhecida como fibra de vidro) é um material isolante feito de fibras de vidro dispostas usando um aglutinante em uma textura semelhante à lã.
  • A lã de pedra , também conhecida como lã de rocha, é baseada em minerais naturais presentes em grandes quantidades em toda a terra, por exemplo, rochas vulcânicas, tipicamente basalto ou dolomita.

Essas pequenas partículas feitas com esses materiais formam um material para isolamento que pode se adaptar a qualquer espaço sem perturbar estruturas ou acabamentos. Um dos métodos é o isolamento de celulose por spray úmido. Esse tipo de isolamento é semelhante ao isolamento de preenchimento a granel, mas é aplicado com uma pequena quantidade de água para ajudar a celulose a se ligar ao interior das cavidades das paredes abertas.

Isolamento de sótão – Isolamento de telhado

Telhado - Sótão - Isolamento - Lã de vidroUma fonte muito importante de perda de calor de uma casa é através do telhado e do sótão . O isolamento do sótão é um procedimento de revestimento interno protetor e isolado termicamente, que envolve o uso de lã de vidro ou de rocha, espuma de poliuretano ou espuma fenólica. Deve-se notar que há uma diferença entre isolar um telhado inclinado e um telhado plano, e há uma diferença entre o isolamento de loft frio ou quente. Um isolamento a frio do telhado exige isolamento no nível da viga para impedir que o calor escape pelo espaço não utilizado do telhado. Um telhado quente é isolado entre e sob as vigas do próprio telhado.

O objetivo do isolamento do telhado é reduzir o coeficiente geral de transferência de calor adicionando materiais com baixa condutividade térmica.  O isolamento do telhado e do sótão nos edifícios é um fator importante para obter conforto térmico para seus ocupantes. O isolamento do telhado, bem como outros tipos de isolamento, reduz a perda de calor indesejada e também o ganho de calor indesejado. Eles podem diminuir significativamente as demandas de energia dos sistemas de aquecimento e refrigeração. Deve ser adicionado, não há material que possa impedir completamente as perdas de calor, as perdas de calor só podem ser minimizadas.

 

Exemplo de Isolamento – Isolamento de Celulose

O isolamento da celulose é feito de produtos de papel reciclado, principalmente jornais e tem um conteúdo muito alto de material reciclado. As fibras de celulose obtidas têm uma estrutura semelhante a lã (portanto lã de papel). Para tornar as fibras de celulose úmidas e retardantes de chamas, são adicionados ácido bórico ou sulfato de amônio. O isolamento de celulose é usado nas cavidades da parede e do telhado para isolar, à prova de correntes de ar e reduzir o ruído livre. O isolamento de celulose é usado em residências novas e existentes, geralmente como aterramento em instalações de sótão aberto e denso em cavidades de edifícios. A celulose e outros materiais de preenchimento solto podem ser levados para sótãos, cavidades de paredes acabadas e áreas de difícil acesso.

Exemplo – Perda de calor através de uma parede

perda de calor através da parede - exemplo - cálculoUma das principais fontes de perda de calor de uma casa é através das paredes. Calcule a taxa de fluxo de calor através de uma parede com 3 mx 10 m de área (A = 30 m 2 ). A parede tem 15 cm de espessura (L 1 ) e é feita de tijolos com condutividade térmica de k 1 = 1,0 W / mK (isolador térmico ruim). Suponha que as temperaturas interna e externa sejam 22 ° C e -8 ° C, e os coeficientes de transferência de calor por convecção nos lados interno e externo sejam h 1 = 10 W / m 2 K e h 2 = 30 W / m 2K, respectivamente. Observe que esses coeficientes de convecção dependem muito das condições ambientais e interiores (vento, umidade etc.).

  1. Calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através desta parede não isolada.
  2. Agora assuma o isolamento térmico no lado externo desta parede. Use um  isolamento de lã de vidro com 10 cm de espessura (L 2 ) com a condutividade térmica de k 2 = 0,023 W / mK e calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através dessa parede composta.

Solução:

Como foi escrito, muitos dos processos de transferência de calor envolvem sistemas compostos e até envolvem uma combinação de condução e convecção . Com estes sistemas compostos, muitas vezes é conveniente trabalhar com um coeficiente de transferência total de calor , conhecido como um factor-L . O fator U é definido por uma expressão análoga à lei do resfriamento de Newton :

fator u - coeficiente geral de transferência de calor

coeficiente geral de transferência de calor está relacionado à resistência térmica total e depende da geometria do problema.

  1. parede nua

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede plana e desconsiderando a radiação, o coeficiente geral de transferência de calor pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo da perda de calor

coeficiente geral de transferência de calor é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 3,53 [W / m 2 K] x 30 [K] = 105,9 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda = q. A = 105,9 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 3177W

  1. parede compósita com isolamento térmico

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede composta plana, sem resistência ao contato térmico e sem considerar a radiação, o coeficiente geral de transferência de calor pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo de isolamento térmico

isolamento de lã de vidrocoeficiente geral de transferência de calor é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,023 + 1/30) = 0,216 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 0,216 [W / m 2 K] x 30 [K] = 6,48 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda = q. A = 6,48 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 194 W

Como pode ser visto, uma adição de isolador térmico causa uma diminuição significativa nas perdas de calor. Deve ser adicionado, uma adição da próxima camada de isolador térmico não causa economias tão altas. Isso pode ser visto melhor no método de resistência térmica, que pode ser usado para calcular a transferência de calor através de paredes compostas . A taxa de transferência constante de calor entre duas superfícies é igual à diferença de temperatura dividida pela resistência térmica total entre essas duas superfícies.

resistência térmica - equação

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

O que é isolamento de sótão – Isolamento de telhado – Definição

O isolamento do sótão (isolamento do telhado) é um procedimento de revestimento interno de proteção com isolamento térmico que envolve o uso de vários materiais de isolamento. Engenharia Térmica

Isolamento de sótão – Isolamento de telhado

Telhado - Sótão - Isolamento - Lã de vidroUma fonte muito importante de perda de calor de uma casa é através do telhado e do sótão . O isolamento do sótão é um procedimento de revestimento interno protetor e isolado termicamente, que envolve o uso de lã de vidro ou de rocha, espuma de poliuretano ou espuma fenólica. Deve-se notar que há uma diferença entre isolar um telhado inclinado e um telhado plano, e há uma diferença entre o isolamento de loft frio ou quente. Um isolamento a frio do telhado exige isolamento no nível da viga para impedir que o calor escape pelo espaço não utilizado do telhado. Um telhado quente é isolado entre e sob as vigas do próprio telhado.

O objetivo do isolamento do telhado é reduzir o coeficiente geral de transferência de calor adicionando materiais com baixa condutividade térmica.  O isolamento do telhado e do sótão nos edifícios é um fator importante para obter conforto térmico para seus ocupantes. O isolamento do telhado, bem como outros tipos de isolamento, reduz a perda de calor indesejada e também o ganho de calor indesejado. Eles podem diminuir significativamente as demandas de energia dos sistemas de aquecimento e refrigeração. Deve ser adicionado, não há material que possa impedir completamente as perdas de calor, as perdas de calor só podem ser minimizadas.

Isolamento por sopro e preenchimento solto

Materiais soltos podem ser soprados em sótãos e cavidades de parede acabadas . Para edifícios existentes que não foram construídos com cavidades isoladas, um material fibroso, como isolamento de celulose ou lã de vidro, é soprado na cavidade através de orifícios adequados até preencher todo o espaço da parede. O isolamento de preenchimento solto consiste em pequenas partículas de fibra, espuma ou outros materiais. Os tipos mais comuns de materiais usados ​​para isolamento a granel incluem celulose, lã de vidro e lã de rocha.

  • O isolamento da celulose é feito de produtos de papel reciclado, principalmente jornais e tem um conteúdo muito alto de material reciclado.
  • A lã de vidro (originalmente também conhecida como fibra de vidro) é um material isolante feito de fibras de vidro dispostas usando um aglutinante em uma textura semelhante à lã.
  • A lã de pedra , também conhecida como lã de rocha, é baseada em minerais naturais presentes em grandes quantidades em toda a terra, por exemplo, rochas vulcânicas, tipicamente basalto ou dolomita.

Essas pequenas partículas feitas com esses materiais formam um material para isolamento que pode se adaptar a qualquer espaço sem perturbar estruturas ou acabamentos. Um dos métodos é o isolamento de celulose por spray úmido. Esse tipo de isolamento é semelhante ao isolamento de preenchimento a granel, mas é aplicado com uma pequena quantidade de água para ajudar a celulose a se ligar ao interior das cavidades das paredes abertas.

Isolamento por espuma de spray

O isolamento de espuma de spray é um tipo de isolamento que é pulverizado no lugar através de uma pistola. O isolamento de espuma de spray pode ser soprado nas paredes, lajes de concreto, superfícies de sótão ou sob pisos para isolar e reduzir o vazamento de ar. A espuma de spray pode preencher até as cavidades mais pequenas, criando uma barreira de ar eficaz. A espuma geralmente expande de 30 a 60 vezes seu volume de líquido após ser pulverizada no local. Ele oferece excelente resistência à infiltração de ar (ao contrário de mantas e mantas, que podem deixar desvios e bolsas de ar e superior a alguns tipos de preenchimento solto). Por outro lado, o custo do isolamento de espuma de spray pode ser maior em comparação com o isolamento tradicional e a maioria das espumas, com exceção das espumas cimentícias, libera vapores tóxicos quando queimam.

Existem dois tipos de isolamento de espuma de spray:

  • Espuma de célula fechada . Espumas de células fechadas são melhores isolantes. Suas células de alta densidade são fechadas e preenchidas com um gás que ajuda a espuma a se expandir para preencher os espaços ao seu redor. A espuma de célula fechada é muito forte e reforça estruturalmente a superfície isolada.
  • Espuma de célula aberta . As células de espuma de células abertas não são tão densas e são preenchidas com ar, o que confere ao isolamento uma textura esponjosa. A espuma de célula aberta é porosa, permitindo que o vapor de água e a água líquida penetrem no isolamento. Por outro lado, as espumas de células abertas permitirão respirar a madeira estrutural e são duas vezes mais eficazes como barreira do som.

Os materiais de isolamento de espuma disponíveis incluem:

A maioria é tipicamente feita com poliuretano ou isocianato. As espumas cimentícias são semelhantes e podem ser aplicadas de maneira semelhante, mas não se expandem. Essas espumas têm maior resistência ao fogo em comparação com as de poliuretano ou isocianato.

Materiais de isolamento

Isoladores térmicos - ParâmetrosComo foi escrito, o isolamento térmico é baseado no uso de substâncias com condutividade térmica muito baixa . Esses materiais são conhecidos como materiais de isolamento . Os materiais de isolamento comuns são lã, fibra de vidro, lã de rocha, poliestireno, poliuretano e penas de ganso, etc. Esses materiais são condutores de calor muito fracos e, portanto, são bons isolantes térmicos.

É preciso acrescentar que o isolamento térmico se baseia principalmente na condutividade térmica muito baixa dos gases. Os gases possuem más propriedades de condução térmica em comparação com líquidos e sólidos e, portanto, são um bom material para isolamento se puderem ser presos (por exemplo, em uma estrutura semelhante a espuma ). Ar e outros gases geralmente são bons isolantes. Mas o principal benefício é na ausência de convecção . Portanto, muitos materiais de isolamento (por exemplo, poliestireno) funcionam simplesmente com um grande número de bolsas cheias de gás que impedem a convecção em grande escala . Em todos os tipos de isolamento térmico, a evacuação do ar no espaço vazio reduzirá ainda mais a condutividade térmica geral do isolador.

A alternância de bolsa de gás e material sólido faz com que o calor seja transferido através de muitas interfaces, causando uma rápida diminuição no coeficiente de transferência de calor.

Para materiais de isolamento , três categorias gerais podem ser definidas. Essas categorias são baseadas na composição química do material base a partir do qual o material isolante é produzido.

Materiais de isolamento - Tipos

Em leituras adicionais, há uma breve descrição desses tipos de materiais de isolamento.

Materiais de isolamento inorgânico

Como pode ser visto na figura, os materiais inorgânicos podem ser classificados de acordo:

Materiais de isolamento orgânico

Os materiais de isolamento orgânico tratados nesta seção são todos derivados de uma matéria-prima petroquímica ou renovável (de base biológica). Quase todos os materiais de isolamento petroquímico estão na forma de polímeros. Como pode ser visto na figura, todos os materiais de isolamento petroquímico são celulares. Um material é celular quando a estrutura do material consiste em poros ou células. Por outro lado, muitas plantas contêm fibras por sua resistência, portanto quase todos os materiais de isolamento de base biológica são fibrosos (exceto cortiça expandida, que é celular).

Os materiais de isolamento orgânico podem ser classificados em conformidade:

 

Exemplo de Isolamento – Lã de Vidro

Lã de vidro - isolamento térmicoA lã de vidro (originalmente também conhecida como fibra de vidro) é um material isolante feito de fibras de vidro dispostas usando um aglutinante em uma textura semelhante à lã. A lã de vidro e a lã de pedra são produzidas a partir de fibras minerais e, portanto, são frequentemente chamadas de “lã mineral”. Lã mineral é um nome geral para materiais de fibra formados por fiação ou extração de minerais fundidos. Lã de vidroé um produto de forno de vidro fundido a uma temperatura de cerca de 1450 ° C. Do vidro derretido, as fibras são fiadas. Esse processo baseia-se na fiação do vidro fundido nas cabeças rotativas de alta velocidade, semelhante ao processo usado para produzir algodão doce. Durante a fiação das fibras de vidro, um agente de ligação é injetado. A lã de vidro é então produzida em rolos ou em lajes, com diferentes propriedades térmicas e mecânicas. Também pode ser produzido como um material que pode ser pulverizado ou aplicado no local, na superfície a ser isolada.

As aplicações de lã de vidro incluem isolamento estrutural, isolamento de tubos, filtragem e isolamento acústico. A lã de vidro é um material versátil que pode ser usado para o isolamento de paredes, telhados e pisos. Pode ser um material de preenchimento solto, soprado nos sótãos ou, junto com um aglutinante ativo pulverizado na parte inferior das estruturas. Durante a instalação da lã de vidro, ela deve ser mantida seca o tempo todo, pois um aumento no teor de umidade causa um aumento significativo na condutividade térmica.

Exemplo – Perda de calor através de uma parede

perda de calor através da parede - exemplo - cálculoUma das principais fontes de perda de calor de uma casa é através das paredes. Calcule a taxa de fluxo de calor através de uma parede com 3 mx 10 m de área (A = 30 m 2 ). A parede tem 15 cm de espessura (L 1 ) e é feita de tijolos com condutividade térmica de k 1 = 1,0 W / mK (isolador térmico ruim). Suponha que as temperaturas interna e externa sejam 22 ° C e -8 ° C, e os coeficientes de transferência de calor por convecção nos lados interno e externo sejam h 1 = 10 W / m 2 K e h 2 = 30 W / m 2K, respectivamente. Observe que esses coeficientes de convecção dependem muito das condições ambientais e interiores (vento, umidade etc.).

  1. Calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através desta parede não isolada.
  2. Agora assuma o isolamento térmico no lado externo desta parede. Use um  isolamento de lã de vidro com 10 cm de espessura (L 2 ) com a condutividade térmica de k 2 = 0,023 W / mK e calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através dessa parede composta.

Solução:

Como foi escrito, muitos dos processos de transferência de calor envolvem sistemas compostos e até envolvem uma combinação de condução e convecção . Com estes sistemas compostos, muitas vezes é conveniente trabalhar com um coeficiente de transferência total de calor , conhecido como um factor-L . O fator U é definido por uma expressão análoga à lei do resfriamento de Newton :

fator u - coeficiente geral de transferência de calor

coeficiente geral de transferência de calor está relacionado à resistência térmica total e depende da geometria do problema.

  1. parede nua

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede plana e desconsiderando a radiação, o coeficiente geral de transferência de calor pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo da perda de calor

coeficiente geral de transferência de calor é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 3,53 [W / m 2 K] x 30 [K] = 105,9 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda = q. A = 105,9 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 3177W

  1. parede compósita com isolamento térmico

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede composta plana, sem resistência ao contato térmico e sem considerar a radiação, o coeficiente geral de transferência de calor pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo de isolamento térmico

isolamento de lã de vidrocoeficiente geral de transferência de calor é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,023 + 1/30) = 0,216 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 0,216 [W / m 2 K] x 30 [K] = 6,48 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda = q. A = 6,48 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 194 W

Como pode ser visto, uma adição de isolador térmico causa uma diminuição significativa nas perdas de calor. Deve ser adicionado, uma adição da próxima camada de isolador térmico não causa economias tão altas. Isso pode ser visto melhor no método de resistência térmica, que pode ser usado para calcular a transferência de calor através de paredes compostas . A taxa de transferência constante de calor entre duas superfícies é igual à diferença de temperatura dividida pela resistência térmica total entre essas duas superfícies.

resistência térmica - equação

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

O que é isolamento de fachada – Isolamento de parede externa – Definição

O isolamento de fachadas é um procedimento de revestimento externo decorativo e protetor térmico, que envolve o uso de vários materiais de isolamento. Engenharia Térmica

Isolamento de Fachadas – Isolamento Externo de Parede

Uma das principais fontes de perda de calor de uma casa é através de paredes e fachadas . O isolamento de fachadas é um procedimento de revestimento externo decorativo e protetor térmico, isolado termicamente, que envolve o uso de isolamento de poliestireno expandido, lã de vidro ou rocha, espuma de poliuretano ou espuma fenólica, com acabamento com gesso e acabamento à base de cimento reforçado, mineral ou sintético.

O objetivo do isolamento de fachada é reduzir o coeficiente geral de transferência de calor adicionando materiais com baixa condutividade térmica.  O isolamento de paredes externas em edifícios é um fator importante para obter conforto térmico para seus ocupantes. O isolamento externo da parede, assim como outros tipos de isolamento, reduz a perda de calor indesejada e também o ganho de calor indesejado. Eles podem diminuir significativamente as demandas de energia dos sistemas de aquecimento e refrigeração. Deve ser adicionado, não há material que possa impedir completamente as perdas de calor, as perdas de calor só podem ser minimizadas.

Materiais de isolamento

Isoladores térmicos - ParâmetrosComo foi escrito, o isolamento térmico é baseado no uso de substâncias com condutividade térmica muito baixa . Esses materiais são conhecidos como materiais de isolamento . Os materiais de isolamento comuns são lã, fibra de vidro, lã de rocha, poliestireno, poliuretano e penas de ganso, etc. Esses materiais são condutores de calor muito fracos e, portanto, são bons isolantes térmicos.

É preciso acrescentar que o isolamento térmico se baseia principalmente na condutividade térmica muito baixa dos gases. Os gases possuem más propriedades de condução térmica em comparação com líquidos e sólidos e, portanto, são um bom material para isolamento se puderem ser presos (por exemplo, em uma estrutura semelhante a espuma ). Ar e outros gases geralmente são bons isolantes. Mas o principal benefício é na ausência de convecção . Portanto, muitos materiais de isolamento (por exemplo, poliestireno) funcionam simplesmente com um grande número de bolsas cheias de gás que impedem a convecção em grande escala . Em todos os tipos de isolamento térmico, a evacuação do ar no espaço vazio reduzirá ainda mais a condutividade térmica geral do isolador.

A alternância de bolsa de gás e material sólido faz com que o calor seja transferido através de muitas interfaces, causando uma rápida diminuição no coeficiente de transferência de calor.

Para materiais de isolamento , três categorias gerais podem ser definidas. Essas categorias são baseadas na composição química do material base a partir do qual o material isolante é produzido.

Materiais de isolamento - Tipos

Em leituras adicionais, há uma breve descrição desses tipos de materiais de isolamento.

Materiais de isolamento inorgânico

Como pode ser visto na figura, os materiais inorgânicos podem ser classificados de acordo:

Materiais de isolamento orgânico

Os materiais de isolamento orgânico tratados nesta seção são todos derivados de uma matéria-prima petroquímica ou renovável (de base biológica). Quase todos os materiais de isolamento petroquímico estão na forma de polímeros. Como pode ser visto na figura, todos os materiais de isolamento petroquímico são celulares. Um material é celular quando a estrutura do material consiste em poros ou células. Por outro lado, muitas plantas contêm fibras por sua resistência, portanto quase todos os materiais de isolamento de base biológica são fibrosos (exceto cortiça expandida, que é celular).

Os materiais de isolamento orgânico podem ser classificados em conformidade:

 

Exemplo de isolamento – poliestireno

Geralmente, o poliestireno é um polímero aromático sintético produzido a partir do monômero estireno, que é derivado do benzeno e etileno, ambos produtos derivados do petróleo. O poliestireno pode ser sólido ou espumado. O poliestireno é um termoplástico incolor e transparente, que é comumente usado para isolar painéis de espuma ou painéis de pérolas e um tipo de isolamento de preenchimento solto que consiste em pequenas esferas de poliestireno. As espumas de poliestireno são de 95 a 98% de ar. As espumas de poliestireno são bons isolantes térmicos e, portanto, são frequentemente usadas como materiais de isolamento de edifícios, como em formas de concreto isolante e sistemas estruturais de construção de painéis isolados. Poliestireno expandido (EPS) e extrudado (XPS)ambos são feitos de poliestireno, mas o EPS é composto de pequenas esferas de plástico que são fundidas e o XPS começa como um material fundido que é pressionado para fora de um formulário em folhas. O XPS é mais comumente usado como isolamento de placas de espuma.

poliestireno expandido - isolamento térmicoO poliestireno expandido (EPS) é uma espuma rígida e resistente de células fechadas. Os aplicativos de construção civil representam cerca de dois terços da demanda por poliestireno expandido. É utilizado para o isolamento de paredes (cavidades), telhados e pisos de concreto. Devido às suas propriedades técnicas, como baixo peso, rigidez e formabilidade, o poliestireno expandido pode ser usado em uma ampla gama de aplicações, como bandejas, pratos e caixas de peixes.

Embora o poliestireno expandido e o extrudado tenham uma estrutura de célula fechada, eles são permeáveis ​​pelas moléculas de água e não podem ser considerados uma barreira ao vapor. No poliestireno expandido existem lacunas intersticiais entre os grânulos expandidos de células fechadas que formam uma rede aberta de canais entre os grânulos ligados. Se a água congelar em gelo, ela se expande e pode fazer com que os pellets de poliestireno se soltem da espuma.

Exemplo – Perda de calor através de uma parede

perda de calor através da parede - exemplo - cálculoUma das principais fontes de perda de calor de uma casa é através das paredes. Calcule a taxa de fluxo de calor através de uma parede com 3 mx 10 m de área (A = 30 m 2 ). A parede tem 15 cm de espessura (L 1 ) e é feita de tijolos com condutividade térmica de k 1 = 1,0 W / mK (isolador térmico ruim). Suponha que as temperaturas interna e externa sejam 22 ° C e -8 ° C, e os coeficientes de transferência de calor por convecção nos lados interno e externo sejam h 1 = 10 W / m 2 K e h 2 = 30 W / m 2K, respectivamente. Observe que esses coeficientes de convecção dependem muito das condições ambientais e interiores (vento, umidade etc.).

  1. Calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através desta parede não isolada.
  2. Agora assuma o isolamento térmico no lado externo desta parede. Use isolamento de poliestireno expandido com 10 cm de espessura (L 2 ) com a condutividade térmica de k 2 = 0,03 W / mK e calcule o fluxo de calor ( perda de calor ) através dessa parede composta.

Solução:

Como foi escrito, muitos dos processos de transferência de calor envolvem sistemas compostos e até envolvem uma combinação de condução e convecção . Com estes sistemas compostos, muitas vezes é conveniente trabalhar com um coeficiente de transferência total de calor , conhecido como um factor-L . O fator U é definido por uma expressão análoga à lei do resfriamento de Newton :

fator u - coeficiente geral de transferência de calor

coeficiente geral de transferência de calor está relacionado à resistência térmica total e depende da geometria do problema.

  1. parede nua

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede plana e desconsiderando a radiação, o coeficiente geral de transferência de calor pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo da perda de calor

coeficiente geral de transferência de calor é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 3,53 [W / m 2 K] x 30 [K] = 105,9 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda = q. A = 105,9 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 3177W

  1. parede compósita com isolamento térmico

Assumindo a transferência de calor unidimensional através da parede composta plana, sem resistência ao contato térmico e sem considerar a radiação, o coeficiente geral de transferência de calor pode ser calculado como:

coeficiente geral de transferência de calor - cálculo de isolamento térmico

isolante térmico - poliestireno expandidocoeficiente geral de transferência de calor é então:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,03 + 1/30) = 0,276 W / m 2 K

O fluxo de calor pode ser calculado simplesmente como:

q = 0,276 [W / m 2 K] x 30 [K] = 8,28 W / m 2

A perda total de calor através desta parede será:

perda = q. A = 8,28 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 248 W

Como pode ser visto, uma adição de isolador térmico causa uma diminuição significativa nas perdas de calor. Deve ser adicionado, uma adição da próxima camada de isolador térmico não causa economias tão altas. Isso pode ser visto melhor no método de resistência térmica, que pode ser usado para calcular a transferência de calor através de paredes compostas . A taxa de transferência constante de calor entre duas superfícies é igual à diferença de temperatura dividida pela resistência térmica total entre essas duas superfícies.

resistência térmica - equação

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

O que é material para isolamento orgânico – definição

Os materiais de isolamento orgânico tratados nesta seção são todos derivados de uma matéria-prima petroquímica ou renovável (de base biológica). Materiais de isolamento orgânico

Materiais de isolamento

Isoladores térmicos - ParâmetrosComo foi escrito, o isolamento térmico é baseado no uso de substâncias com condutividade térmica muito baixa . Esses materiais são conhecidos como materiais de isolamento . Os materiais de isolamento comuns são lã, fibra de vidro, lã de rocha, poliestireno, poliuretano e penas de ganso, etc. Esses materiais são condutores de calor muito fracos e, portanto, são bons isolantes térmicos.

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Tipos de isolamento – Categorização de materiais de isolamento

Para materiais de isolamento, três categorias gerais podem ser definidas. Essas categorias são baseadas na composição química do material base a partir do qual o material isolante é produzido.

Materiais de isolamento - Tipos

Em leituras adicionais, há uma breve descrição desses tipos de materiais de isolamento.

Materiais de isolamento orgânico

Os materiais de isolamento orgânico tratados nesta seção são todos derivados de uma matéria-prima petroquímica ou renovável (de base biológica). Quase todos os materiais de isolamento petroquímico estão na forma de polímeros. Como pode ser visto na figura, todos os materiais de isolamento petroquímico são celulares. Um material é celular quando a estrutura do material consiste em poros ou células. Por outro lado, muitas plantas contêm fibras por sua resistência, portanto quase todos os materiais de isolamento de base biológica são fibrosos (exceto cortiça expandida, que é celular).

Os materiais de isolamento orgânico podem ser classificados em conformidade:

 

Exemplo de isolamento – poliestireno

Geralmente, o poliestireno é um polímero aromático sintético produzido a partir do monômero estireno, que é derivado do benzeno e etileno, ambos produtos derivados do petróleo. O poliestireno pode ser sólido ou espumado. O poliestireno é um termoplástico incolor e transparente, que é comumente usado para isolar painéis de espuma ou painéis de pérolas e um tipo de isolamento de preenchimento solto que consiste em pequenas esferas de poliestireno. As espumas de poliestireno são de 95 a 98% de ar. As espumas de poliestireno são bons isolantes térmicos e, portanto, são frequentemente usadas como materiais de isolamento de edifícios, como em formas de concreto isolante e sistemas estruturais de construção de painéis isolados. Poliestireno expandido (EPS) e extrudado (XPS)ambos são feitos de poliestireno, mas o EPS é composto de pequenas esferas de plástico que são fundidas e o XPS começa como um material fundido que é pressionado para fora de um formulário em folhas. O XPS é mais comumente usado como isolamento de placas de espuma.

poliestireno expandido - isolamento térmicoO poliestireno expandido (EPS) é uma espuma rígida e resistente de células fechadas. Os aplicativos de construção civil representam cerca de dois terços da demanda por poliestireno expandido. É utilizado para o isolamento de paredes (cavidades), telhados e pisos de concreto. Devido às suas propriedades técnicas, como baixo peso, rigidez e formabilidade, o poliestireno expandido pode ser usado em uma ampla gama de aplicações, como bandejas, pratos e caixas de peixes.

Embora o poliestireno expandido e o extrudado tenham uma estrutura de célula fechada, eles são permeáveis ​​pelas moléculas de água e não podem ser considerados uma barreira ao vapor. No poliestireno expandido existem lacunas intersticiais entre os grânulos expandidos de células fechadas que formam uma rede aberta de canais entre os grânulos ligados. Se a água congelar em gelo, ela se expande e pode fazer com que os pellets de poliestireno se soltem da espuma.

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.