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Ordenes, Martin; LAMBERTS, Roberto; Guths, Saulo. Estimação de propriedades térmicas a partir de um sinal natural usando o método TDMA. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 11., 2006, Florianópolis. Anais...  Florianópolis: ANTAC, 2006. p. 719 - 728.
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Dados do autor na base InfoHab:
Número de Trabalhos: 1 (Nenhum com arquivo PDF disponível)
Citações: 1
Índice h: 1  
Co-autores: 3

Dados do autor na base InfoHab:
Número de Trabalhos: 2 (Nenhum com arquivo PDF disponível)
Citações: 3
Índice h: 1  
Co-autores: 8

Dados do autor na base InfoHab:
Número de Trabalhos: 122 (Nenhum com arquivo PDF disponível)
Citações: 355
Índice h: 12  
Co-autores: 862

Resumo

Os mecanismos de condução de calor através de elementos opacos na envolvente definem o  desempenho térmico da edificação e suas repercussões no consumo energético e conforto térmico dos usuários. A envolvente pode ser caracterizada termicamente a partir de dois parâmetros: a condutividade térmica (λ) e a capacidade térmica volumétrica (ρ·c). Estimar estas propriedades térmicas em campo permite caracterizar componentes construtivos em situações reais, isto é, considerando seu desempenho sob condições climáticas específicas, as variações na qualidade dos materiais construtivos, as diferentes técnicas de construção local e o desgaste dos materiais. O artigo apresenta o programa kC, uma ferramenta computacional baseada no método numérico TDMA (Tri- Diagonal Matrix Algorithm), que permite estimar as propriedades térmicas de um componente homogêneo usando como dados de entrada as variações de temperatura e fluxo de calor nas superfícies internas e externas. Utilizou-se uma amostra de concreto com dimensões e propriedades térmicas conhecidas. Primeiramente, o programa kC foi validado teoricamente apoiando-se na solução analítica para a equação de difusão de calor no domínio da freqüência para um sinal periódico. Logo, a amostra foi analisada com três dias de medição em condições de céu nublado, parcialmente nublado e claro para uma mesma semana. As variações térmicas superficiais registradas a cada 15 segundos foram sintetizadas de acordo com os principais componentes espectrais de um sinal natural. Os resultados obtidos na análise teórica fornecem as propriedades térmicas do material com uma acuracidade de 11,66%, observando-se a maior sensibilidade na capacidade térmica volumétrica. Para as medições em campo o programa apresenta variações maiores na estimativa da condutividade térmica. A ferramenta desenvolvida pode ser utilizada para obter as propriedades térmicas de componentes construtivos a partir de um ensaio não destrutivo em que são medidas em campo as temperaturas e fluxos de calor superficiais.

Abstract

Conduction heat transfer through opaque envelope components defines the thermal performance of buildings and their consequences in energy consumption and thermal comfort. The envelope can be thermally described by two parameters: thermal conductivity (λ) and thermal capacity (ρ·c). Estimate these thermal properties in situ allows characterizing real constructive elements considering different aspects such as thermal behavior under a specific weather conditions, quality variation in materials, local constructive technologies and material deterioration. This work presents a method to estimate thermal properties of building elements by a non destructive test applied in situ considering natural thermal periodic variations. Surface temperature a heat flux are measured in a concrete sample (with known thermal properties) and data is processed with a TDMA (Tri-Diagonal Matrix Algorithm) based on finite difference. Theoretical analysis shows an 11.66% precision and the highest variation is observed for the thermal capacity. For real measurements, the algorithm shows a larger variation (mainly for the thermal conductivity). The proposed method can be implemented as a complement for other non destructive test like infrared thermography.
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