PROPRIEDADES TÉRMICAS DA MADEIRA Profa. Ghislaine Miranda Bonduelle

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PROPRIEDADES TÉRMICAS DA MADEIRA Profa. Ghislaine Miranda Bonduelle. Introdução. As propriedades térmicas da madeira podem ser observadas quando se fornece ou se remove Energia (calor) ao material. TRANSFERÊNCIA DE CALOR. Condução. Convecção. Radiação. TRANSFERÊNCIA DE CALOR. CONVECÇÃO. - PowerPoint PPT Presentation

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PROPRIEDADES PROPRIEDADES TÉRMICAS DA TÉRMICAS DA

MADEIRAMADEIRAProfa. Ghislaine Miranda BonduelleProfa. Ghislaine Miranda Bonduelle

IntroduçãoIntrodução

As propriedades térmicas da madeira podem ser observadas quando se fornece ou se remove Energia (calor) ao material.

TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Condução

TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Convecção Radiação

CONVECÇÃOCONVECÇÃO

Dentro de ambientes fechados a transferência

de calor ocorre por convecção.

AR FRIO

AR QUENTE

Como o ar quente tem densidade

menor ele sobe , já o ar frio tem propriedade

inversa. Em ambientes com

isolamento térmico, a troca de calor com o ambiente externo

é praticamente nula.

CONDUÇÃOCONDUÇÃO

Em elementos sólidos , como é o caso da madeira, a passagem de calor ocorre por condução.

O fluxo de calor por condução ocorre via as colisões entre átomos e moléculas de uma

substância e a  subseqüente transferência de energia cinética.

Transferência de calor por condução

Propriedades Térmicas Propriedades Térmicas da Madeirada Madeira

CONHECIMENTO DAS PROPRIEDADES

melhor utilização da madeira em fins

industriais e construtivos

Propriedades Térmicas Propriedades Térmicas Da MadeiraDa Madeira

Dentro das propriedades térmicas da madeira, as mais importantes são:

Calor específico.Condutividade térmica. Transmissão ou Difusão térmica. Coeficiente de expansão térmica (dilatação). Capacidade de isolamento térmico.

Calor específico:Calor específico:

Calor específico é a quantidade de energia (calor), em Kcal ou KJ necessária para que haja aumento de 1°C de temperatura em 1kg de matéria.

O calor específico da madeira é independente da espécie da madeira e da densidade, mas varia com a umidade da madeira.

Calor específicoCalor específico

Esta propriedade se utiliza muito na vida cotidiana aliada a propriedade de condutividade térmica.Os cabos de utensílios de cozinha e aparelhos de aquecimento são feitos de madeira não apenas por serem maus condutores de calor,mas porque se aquecem muito menos que se fossem de metal

Calor específico:Calor específico:

A madeira tem um calor específico muito elevado

Condutividade Térmica: Condutividade Térmica:

É a velocidade com que o calor se transporta pelo material.

Coeficiente de Condutividade Térmica (K), é o valor atribuído a um dado material que expressa sua capacidade de conduzir calor.

= o número K de quilocalorias que atravessam 1m2

de parede desse material durante uma hora, por metro de espessura

Condutividade Térmica:Condutividade Térmica:

CONDUTIVIDADE TÉRMICA = ISOLANTE

RUIM

CONDUTIVIDADE TÉRMICA =BOM

ISOLANTE

A madeira e outros materiais são pobres condutores de calor devido a falta de elétrons livres. Madeiras e materiais a base de madeira são usados em grande escala como isolantes de calor am construções de edifícios ,carros refrigeradores,barris de cerveja.

Condutividade Térmica

Condutividade Térmica:Condutividade Térmica:

A madeira é um mau condutor térmico em conseqüência de sua estrutura celular

pequenas massas de ar

aprisionadas

Condutividade Térmica:Condutividade Térmica:

A propagação do calor na madeira é maior no sentido paralelo às fibras e menor no sentido perpendicular.

CONDUTIVIDADE TÉRMICACONDUTIVIDADE TÉRMICA

MADEIRA Fonte de energia renovável

Na combustão da madeira, as camadas superficiais proporcionam uma superfície de carbonização protetora que isola a restante seção da madeira do oxigênio, diminuindo a propagação do fogo.

CONDUTIVIDADE TÉRMICACONDUTIVIDADE TÉRMICA

CONDUTIVIDADE TÉRMICACONDUTIVIDADE TÉRMICA

Estruturas de madeira são mais seguras em caso de incêndio...

RELAÇÕES OBSERVADAS

a) Quanto maior for a massa específica (menor quantidade de ar por unidade de volume), maior será a sua condutividade térmica; b) Quanto maior for o teor de umidade, maior será a condutividade térmica (condutividade térmica da água = 0,5); c) Quanto maior for o teor de extrativos, maior será a condutividade térmica da madeira; d) Quanto maior for o aumento da temperatura, a partir da temperatura em que se determina um coeficiente de condutividade térmica de referência, maior será a condutividade térmica da madeira.

CONDUTIVIDADE TÉRMICACONDUTIVIDADE TÉRMICA

CARVÃO VEGETAL

O carvão vegetal é produzido a partir da lenha pelo processo de carbonização ou pirólise.

 

Alumínio 4,9 x 10-2

Cobre 9,2 x 10-2

Aço 1,1 x 10-2

Ar 5,7x 10-6

Gelo 4 x 10-4

Madeira 2 x 10-5

Vidro 2x 10-4

Amianto 2 x 10-5

Condutividades térmicas: (kcal/s)/ (oC m)

Transmissão ou Difusão Transmissão ou Difusão Térmica:Térmica:

Transmissão ou Difusão térmica é a velocidade com que o material absorve calor do meio que o cerca.

a difusão térmica da madeira é muito mais baixa do que de outro material como o metal ou o tijolo

Sensação térmica agradável

Expansão TérmicaExpansão Térmica(dilatação)(dilatação)

É a medida da mudança dimensional da madeira causada por diferenças de temperatura.

Aquece Expande

Esfria Contrai

Expansão TérmicaExpansão Térmica(dilatação)(dilatação)

As mudanças térmicas geralmente não são levadas em consideração, pois a madeira é usada entre pequenas variações de temperatura.

As mudanças dimensionais geralmente estão mais ligadas com a variação de umidade.

Expansão TérmicaExpansão Térmica(dilatação)(dilatação)

A relação entre expansão e temperatura é quase linear em todas as direções de

crescimento.Também a relação de expansão e densidade é linear, mas a influência da densidade é menor na

direção axial.

Isolamento Térmico: Isolamento Térmico:

É a capacidade do material impedir a passagem do calor através dele.

MADEIRA

BOM ISOLANTE TÉRMICOUsada em forros, pisos de imóveis,

habitações, utensílios...

Isolamento TérmicoIsolamento Térmico

Pode-se dizer que é a capacidade do material em manter o ambiente em que este está aplicado com

uma temperatura quase constante.

Ocorre, geralmente, que em materiais isolantes e de construção o coeficiente de condutibilidade calorífica interna cresce de

acordo com o peso especifico aparente, devido ao fato de que em corpos secos e porosos venha–se a ter um valor médio

entre a amplitude condutora e os componentes sólidos e do ar contido nos

poros.

MaterialMaterial W/ m² ºCW/ m² ºC ObservaçõesObservaçõesAlumínio 200 A madeira é 1650

vezes melhor isolante

Aço 60 A madeira é 500 vezes melhor

isolante

Betão 1,5 A madeira é 12 vezes melhor

isolante

Vidro 1,15 A madeira é 10 vezes melhor

isolante

Madeiras Resinosas 0,12

Materiais Isolantes 0,04 A madeira é 3 vezes pior isolante,

mas evita as “pontes térmicas “

Isolamento Térmico:Isolamento Térmico:

CHAPAS ISOLANTES

As Chapas Isolantes são painéis de fibras de madeira entrelaçadas por um processo especial que conferem ao produto final excelentes propriedades termoacústicas.

Isolamento Térmico:Isolamento Térmico:

As chapas isolantes são leves, inodoras, de fácil instalação e não emitem gases tóxicos ao queimar.

Isofan ventilatto Airfan OSB

AirfanIsofan

CARATTERISTICHE TECNICHE PANNELLI TIPO ECOFAN

Tipo di pannello

Spessore mm

Larghezza cm

Lunghezza cm

Peso Kg/mq

Coefficiente di trasmittanza

termica "k" W/mq k

ECOFAN 63

13+40+10=63

56 244 21 0,42

ECOFAN 73

13+50+10=73

56 244 23 0,40

ECOFAN 83

13+60+10=83

56 244 25 0,38

CARATTERISTICHE TECNICHE DELL'ISOLANTE

Unità di misura Valore

Massa Volumétrica Kg/mc 33-35

Conduttività termica a 10 C° W/m°k 0,027

Resistenza alla diffusione del vapore acqueo u 100-200

Resistenza alla compressione Kg/cmq 3,0

Comportamento al fuoco Classe 1

Isolamento Térmico:Isolamento Térmico:

O uso da madeira em regiões frias está associado à retenção de calor no ambiente. E em regiões de clima quente, o seu uso visa uma menor absorção de calor para o interior das construções.

Casas de MadeiraCasas de Madeira

Modelo de casa canadiana

Pontes TérmicasPontes Térmicas

Uma ponte térmica é toda e qualquer zona da envolvente dos edifícios

em que a resistência térmica é

significativamente alterada em relação à

zona corrente, devido à existência de materiais

de diferente condutibilidade térmica e(ou) a uma modificação

na geometria da envolvente.

Implicações no Implicações no aparecimento de Pontes aparecimento de Pontes TérmicasTérmicas Acréscimo de perda térmica para o exterior;

Diminuição da temperatura superficial interior,relativamente à zona corrente: agravamento do risco de condensações superficiais e de desenvolvimento de bolores ocasionando a degradação de revestimentos;

Heterogeneidade de temperaturas superficiais interiores : aparecimento de manchas, alteração diferenciada de tintas e revestimentos, eventual fissuração.

Patologias decorrentes de correções inadequadas:

instabilidade, fissuras, etc.

PatologiasPatologias

Fissuras posterior ao suporte de Fissuras posterior ao suporte de revestimentorevestimento

CondensaçõesCondensações

Correções de Pontes Correções de Pontes TérmicasTérmicas A correção do tipo de “painéis de aparas de madeira” é mais eficaz

que a correção simples, mas de uma maneira geral não é suficiente para a ligação entre dois elementos exteriores. Podendo ser usado também como complemento de outras correções;

O sistema de isolamento térmico pelo exterior é aquele que conduz a resultados mais satisfatórios desde que seja possível manter a sua continuidade;

Correções de Pontes Correções de Pontes TérmicasTérmicas

A resolução de problemas como o das condensações não passa, apenas, pela correção das pontes térmicas. A solução para este tipo de patologia encontrar-se-á, necessariamente, na definição adequada de todas as variáveis em jogo: isolamento térmico, aquecimento, ventilação, utilização racional dos espaços (em termos de produção de vapor) e inércia higroscópica dos revestimentos interiores.