Modelagem matemática da transferência de calor em paredes multicamadas de edificações em três dimensões

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Modelagem matemática da transferência de calor em paredes multicamadas de edificações em três dimensões

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Title: Modelagem matemática da transferência de calor em paredes multicamadas de edificações em três dimensões
Author: Daga, Ojanes Maria Bagio
Abstract: Um forte argumento para estudar a transferência de calor em edificações é a produção de informações que subsidiem o projeto, para evitar o desperdício de energia devido ao uso excessivo de ar condicionado. O emprego de materiais com maior resistência térmica representa, em muitos casos, uma redução no consumo de energia elétrica nas edificações com a climatização dos ambientes e também representa maior conforto térmico aos ocupantes, já que esses materiais proporcionam maior isolamento térmico, diminuindo as trocas de calor com o meio externo. O problema proposto neste trabalho é calcular o fluxo de calor em paredes multicamadas (reboco, tijolo e poliestireno), utilizando dados experimentais de aquecimento e um modelo matemático em 3D (três dimensões). Cinco protótipos de paredes em escala real foram construídos no Laboratório de Engenharia Civil, da UNIJUI (Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul), campus de Ijuí, para a realização dos experimentos. Os dados experimentais obtidos são valores de temperaturas para diferentes posições em função do tempo nas faces e interior das paredes, simulando uma carga diária de atividade solar. O problema de transferência de calor foi modelado pela equação da energia em três dimensões, com condições de fronteiras lineares de primeira espécie e inicial, obtidas experimentalmente. O Método das Diferenças Finitas com esquema de avanços temporais explícito foi utilizado para resolver o problema de transferência de calor. Os dados experimentais das condições de fronteira em cada face foram generalizados para cada ponto das superfícies, através de ajuste dos parâmetros de funções não lineares do espaço e tempo, utilizando o método de Levenberg-Marquardt. O fluxo de calor nas paredes interna e externa à edificação foi calculado numericamente aplicando a Lei de Fourier. A parede composta com poliestireno próximo da face exterior (pósreboco) foi a que apresentou melhor desempenho térmico. O aplicativo desenvolvido é um instrumento útil para a avaliação do desempenho térmico de soluções construtivas e pode assessorar a elaboração de projetos de eficiência energética das edificações.
Description: 94 f.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/476
Date: 2011-12-19

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