Modelos para previsão da transferencia de calor e de umidade em elementos porosos de edificações

Abstract

Para estudar o efeito da umidade em material de construção civil, desenvolveu-se neste trabalho um código de transferência combinada de calor e umidade em elementos porosos de edificações. Este código é dividido em duas partes. A primeira é formada por rotinas de cálculo que permitem a avaliação dos coeficientes de transporte do modelo de transferência de calor e de umidade. Esses coeficientes são derivados a partir da porosidade, permeabilidade, pressão capilar, isoterma de adsorção e condutividade térmica do meio seco que são calculadas através de modelos que usam apenas a função de distribuição de poro e isoterma de adsorção. A segunda parte é formada por modelos de transferência de calor e de umidade (TCU) que são escolhidos conforme a necessidade em termos de precisão e velocidade de simulação e, também, da disponibilidade e confiabllidade de dados de propriedades higrotérmicas. Os modelos TCU propostos são conceb1dos segundo uma nova metodologia de cálculo que torna o método numericamente estável, permitindo aumentar o passo de tempo com um prejuízo mínimo de precisão de cálculo, através de duas novas considerações. A primeira considera o vapor trocado entre superfícies e o ar como uma função linear da temperatura e do conteúdo de umidade no lugar de uma função da concentração de vapor. A segunda introduz um algoritmo de solução generalizado para resolver simultaneamente as equações governantes. Para concluir o trabalho, apresenta-se a importância de se levar em conta a transferência acoplada de calor e umidade na avaliação de consumo anual de energia e de cargas de pico ao compará-los com valores obtidos pela transferência de calor pura. Mostra-se também que para muitas aplicações, modelos TCU simplificados podem levar a ótimos resultados com alta redução do tempo de execução e um menor número de variáveis de entrada. Além disso, demonstra-se que a precisão fornecida pelo uso de coeficientes de transporte, gerados através da função de distribuição de volumes de poros e isoterma de adsorção, pode levar a boas avaliações de fluxos de calor latente e sensível em elementos porosos de edificações.