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BUENO, André Duarte. Transferência de calor e umidade em telhas cerâmicas: simulação e análise experimental. Orientação de Roberto Lamberts.115p. Dissertação (Pós-graduação em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina,Florianópolis,1994.
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Resumo

Apresenta-se um estudo numérico e experimental, com o objetivo de avaliar o desempenho higrotérmico de telhas permeáveis e impermeáveis. As propriedades físicas necessárias à realização das simulações numéricas foram determinadas em laboratório. Para as telhas de cerâmica foram realizados ensaios de densidade, porosidade, conteúdo de umidade na saturação, adsorção, dessorção porosimetria a mercúrio e permeabilidade ao vapor. Um ensaio de campo foi realizado para verificar os fenômenos estudados. Neste determina-se a evolução do conteúdo mássico de umidade e temperatura de um grupo de telhas permeáveis e impermeáveis de diferentes materiais (cimento amianto, argamassa e cerâmica) em diferentes cores (natural, branca e preta). Apresenta-se uma comparação dos resultados. A partir de modelo matemático da teoria dos meios porosos, desenvolveu-se as equações discretizadas para a solução do problema da transferência de umidade em telhas porosas. Foi desenvolvido ainda um programa de simulação do processo, usando programação orientada a objeto em C++. As simulações realizadas mostram que a telha permeável tem maior temperatura noturna devido a absorção de umidade, e menor temperatura diurna pela perda de umidade. Também foi verificada a presença de patamar na evolução da temperatura das telhas permeáveis. Finalmente, realiza-se o ensaio de secagem de amostras de argamassa em estufa, com o objetivo de confirmar a presença de patamar na evolução da temperatura, durante o processo de secagem. Os resultados deste trabalho abrem a possibilidade do desenvolvimento de novas telhas com melhor desempenho térmico.

Abstract

A numerical and experimental study of the higro-thermal behaviour of permeable and non permeable roof tiles is presented. The physical properties needed for the simulation were determined in laboratory. For the clay tiles, the density, porosity, moisture content on saturation, adsorption, dessorption and vapor permeability where measured. A field study was carried on to verify the phenomena. The evolution of the moisture content of a group of permeable and non permeable materials (asbestos cement, mortar, and clay) in various colors (natural, white, black) was measured. A matematical model based on porous media theory was developed to solve the heat and moisture transfer in the tiles. Simulations where performed and show a higher temperature for permeable tiles during the night due to moisture adsorption and lower temperature during the day due to moisture loss. A level on the temperature evolution was observed during simulation. Mortar samples were dried in an oven to confirm the level on the temperature evolution during the drying process. The results open new possibilities for the development of tiles with a better higro-thermal behaviour.
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