PG e Mestrado em Climatização de Edifícios 2004-2006 Módulo II Térmica de Edifícios Disciplina Análise do Comportamento Térmico de Edifícios

Fundamentos de Térmica de Edifícios

PG e Mestrado em Climatização de Edifícios

2004-2006

Módulo IITérmica de Edifícios

DisciplinaAnálise do Comportamento

Térmico de Edifícios

Fundamentos de Térmica de Edifícios 2

Introdução

• Funcionamento da disciplina

• Programa da disciplina

• Método de Avaliação


Introdução

Funcionamento da disciplina

• de 18 de Dezembro de 2004 a 19 de Fevereiro de 2005

• Carga Horária Semanal - 2T+1TP

• Horário de Aulas: Sextas-feiras das 18.00H às 21.00H

• Docentes ResponsáveisProf.ª Anabela Paiva


Introdução

Programa da disciplina

1. Importância da análise do comportamento térmico de edifícios

2. Materiais de isolamento térmico

3. Certificação de materiais de isolamento térmico

4. Regulamento das Características de Comportamento Térmico (RCCTE)


Introdução

Programa da disciplina

5. Análise comparativa entre a versão actual e a proposta de revisão

6. Elaboração do projecto de térmica

7. Programas de apoio informático à elaboração do projecto de térmica

8. Soluções construtivas termicamente eficientes


Introdução

Método Avaliação

Todos os alunos terão que elaborar um trabalho e realizar um exame final escrito englobando toda a matéria leccionada.

Terão aprovação os alunos com classificação igual ou superior a 9,5 valores em cada um destes elementos de avaliação.

A nota final será obtida através da seguinte expressão.

Nota Final = 40% da nota do trabalho + 60% da nota do exame

Data do exame final escrito:18 de Fevereiro de 2005

Data de entrega do trabalho:25 de Fevereiro de 2005


Importância da análise do comport. térmico de edifícios

• Escolha de soluções construtivas mais eficientes

• Análise comparativa do desempenho térmico de vários projectos

• Diminuição do consumo de energia

• Diminuição dos custos correspondentes

• Diminuição da poluição atmosférica e consequentes problemas ambientais


Materiais de isolamento térmicomaterial de condutibilidade térmica inferior a 0,0650

W/m.ºC, com uma espessura que conduza a uma resistência térmica superior a 0,305 m2.ºC/W).


Materiais de isolamento térmico





• Variação com da condutibilidade térmica com a densidade do material



• Variação com a humidade e com a densidade do material


Certificação de materiais de isolamento

• Entrada em vigor em Janeiro de 1991 do RCCTE

• Maior utilização de materiais leves para isolamento térmico

• Importância de um conhecimento preciso das características dos materiais disponíveis no mercado

• Escolha criteriosa em função das solicitações e da utilização específica.

• Necessidade de se proceder à sua certificação e consequente etiquetagem através de laboratórios de reconhecida competência.



• Importância para todos os intervenientes no acto de construir

• Garantia de qualidade (distinção entre os materiais que satisfazem ou não determinados requisitos)

• Definição exigencial (realização de cadernos de encargos exigenciais)

• Controle de utilização (permite assegurar que o material utilizado satisfaz com rigor as exigências impostas no caderno de encargos).



Certificação em Espanha

• “sello INCE” - Dezembro de 1977



Certificação em Espanha• Certificação de qualidade que

permite definir a aptidão tecnológica de utilização de produtos da construção.

• A certificação tem duração temporária e pode ser emitida por organismos ligados ao Ministério das Obras Públicas e Urbanismo.

• Para os materiais de isolamento térmico a obtenção do “sello INCE” pressupõe a satisfação de certas características pelo que são realizados ensaios de verificação e se obriga autocontrole do fabricante.




Certificação de materiais de isolamentoCertificação em França• Certificação ACERMI• Emitida pela “Association pour la

Certification des Materiaux Isolants” na qual intervêm o CSTB, LNE e AFNOR.

• Em Outubro de 1989 estavam certificados cerca de 150 produtos.



Certificação em França• Resistência térmica do material• Incompressibilidade - I• Estabilidade dimensional - S• Comportamento à água - O• Comportamento mecânico em

coesão e flexão - L• Permeabilidade ao vapor de água

- E • Para cada tipo de espessura do

material a resistência térmica R é expressa em m2 ºC/W

• Cada uma das restantes características é avaliada por níveis crescentes, variando de 1 a 5


Certificação de materiais de isolamentoCertificação em França• Incompressibilidade - I

A classificação é feita em função da sua deformação por aplicação de uma pressão de 0,04 MPa progressivamente durante 96 horas.



Certificação em França• Estabilidade Dimensional - S

Sn - retracção ou dilatação natural após comercialização (m/m)

Sf - retracção ou dilatação a 20ºC após aquecimento a 70ºC durante 7 dias (m/m)



Certificação em França• Estabilidade Dimensional - S

• VHR - variações dimensionais em função da humidade relativa entre duas ambiencias a 20ºC / 15% e 20ºC / 90%

- coeficiente de dilatação térmica (m/m ºC)

• G - módulo de elasticidade transversal (Pa)• e - espessura do isolamento (m)



Certificação em França

• Comportamento à água - O


Certificação de materiais de isolamentoCertificação em França• Comportamento mecânico em

coesão e flexão - L

RL - resistência em tracção longitudinal (N)P - peso de 5m2 de isolamento (N)D - deformação por peso próprio (m)Rt - resistência por tracção prependicular

(MPa)Ar - alongamento à rotura (%)


Certificação de materiais de isolamentoCertificação em França• Permeabilidade ao vapor de água

- E

Esta certificação corresponde a uma maior informação

conduz a uma quantificação unívoca das propriedades em estudo de todos os materiais de isolamento

O selo INCE que apenas conduz a uma análise qualitativa de cada material.


Certificação de materiais de isolamentoCertificação para PortugalProposta de criação de uma

certificação com base na certificação ACERMI e cuja designação seria CERTEM.

• Nunca entrou em vigor

Proposta de um manual (Freitas V e Pinto M - LFC)

• Estrutura• descrição das soluções correntes

da envolvente dos edifícios em Portugal;

• descrição das exigências a obter do isolante térmico em função da solução construtiva;

• definição da resistência térmica do isolante em função do nível de qualidade térmica adoptado para a envolvente.


























Certificação de materiais de isolamentoMarcação CE

Directiva dos Produtos da Construção (DPC)

– pretende contribuir para a remoção das barreiras técnicas existentes no espaço comunitário.

Objectivo– promover a harmonização técnica

no domínio da construção, através da progressiva substituição

das inúmeras normas, sistemas de aprovação, de conformidade ou de certificação existentes a nível nacional,

os quais (ainda) constituem uma dificuldade à livre (e fácil) circulação dos produtos abrangidos.


Certificação de materiais de isolamentoMarcação CE1

A DPC define requisitos essenciais obrigatórios (directamente aplicáveis às obras e não aos produtos) destinados a assegurar um nível elevado de protecção do interesse público

Nomeadamente nos aspectos relacionados com a saúde, a segurança, a defesa dos consumidores e a protecção do ambiente.

A marcação CE surge como um sistema de comprovação da conformidade dos produtos marcados com os Requisitos Essenciais.

É um “Livre Trânsito” indispensável para a circulação de produtos no Espaço Económico Europeu.



Marcação CE1

Permite a distinção no mercado dos produtos de maior qualidade.

Garante a segurança dos utilizadores dos produtos de construção.

No contexto da implementação da DPC foi preparado um conjunto homogéneo de normas europeias harmonizadas de especificação das características relevantes dos produtos prefabricados de isolamento térmico de utilização mais corrente em edifícios (ampla participação de representantes da indústria).



Marcação CE



Marcação CE1

Foi também elaborado e publicado um conjunto de normas europeias de ensaio aplicáveis à determinação das características especificadas para os isolantes térmicos.

Preparação, em curso, de normas europeias relativas a produtos de isolamento térmico, quer conformados in situ (nomeadamente, espumas de poliuretano injectado, grânulos de argila, de vermiculite e de perlite expandidas, fibras minerais e celulósicas soltas ou aglutinadas), quer destinados a equipamentos de edifícios e a instalações industriais.



Esta uniformização representa um grande passo em termos da caracterização e da comparação de diferentes produtos destinados ao mesmo fim.

Com óbvias vantagens, quer para os fabricantes quer para os “utilizadores”.

Desde Março de 2002 que os fabricantes de isolantes térmicos prefabricados sob a forma de placas, mantas ou rolos podem proceder à “marcação CE” dos produtos que colocam no mercado.

Desde Maio de 2003 passou a usar-se, quase em exclusivo, normas europeias em todo o espaço comunitário.



Única excepçãonormas de ensaio e de classificação da reacção ao fogo dos produtos de construção incluindo os isolantes térmicos, uma vez que na generalidade dos países ainda decorre o denominado “período de transição” entre os sistemas nacional e europeu.

Esta declaração é obrigatória na marcação CE.

Como a regulamentação de segurança contra incêndio ainda não foi adaptada, a classificação nacional de reacção ao fogo poderá ser indicada em separado (fora da etiqueta que contém os dados da marcação CE).



Marcação CE1

A generalidade das normas europeias referidas inclui uma vasta gama de requisitos (alguns deles com vários níveis ou classes)

Propriedades térmicas,mecânicas, de estabilidade dimensional,de desempenho face à acção da águade desempenho face à acção da do fogo



Marcação CE1

O fabricante é obrigado a declarar as seguintes propriedades:

a classe europeia (Euroclasse) de reacção ao fogo,

a resistência térmica,a espessura do produto.

Contudo, se o fabricante assim o pretender pode declarar várias outras características com interesse para o tipo de aplicações visadas.



CS(10) – tensão de compressão a 10% de deformaçãoWD(V) – absorção de água por difusão de vapor em %

volúmicaFT – comportamento à acção gelo degelo



Marcação CE1

Através da marcação CE os fabricantes assumem

a responsabilidade pela conformidade do produto que colocam no mercado com as características que declaram

e que o produto foi submetido a procedimentos de avaliação e de controlo de qualidade adequados, de acordo com o estabelecido na norma do produto e na norma europeia NP EN 13172 – “Produtos de isolamento térmico – Avaliação da conformidade”



Organismos de avaliação da conformidade independentes e reconhecidos a nível comunitário, designados Organismos Notificados, nomeadamente Organismos de Certificação e de Inspecção e Laboratórios de Ensaios.

Declaração de Conformidade do produto é emitida pelo fabricante, o qual assume a responsabilidade pela sua veracidade e actualização.

O sistema de comprovação de conformidade aplicável a todas as características declaradas, exceptuando a classe de reacção ao fogo, é o Sistema 3 (amostragem).



Marcação CE1

Classe declarada de reacção ao fogo, o sistema de comprovação da conformidade adequado a cada caso particular é definido através das especificações harmonizadas dos produtos.

A verificação da constância da qualidade do produto (isolante térmico) colocado no mercado é imposta ao fabricante.

Este tem a responsabilidade de implementar um sistema de controlo interno permanente da produção.



Marcação CEEste sistema - gerido pelo fabricante

ou, sob a sua responsabilidade, por um seu representante – deve obedecer aos requisitos definidos nas normas do produto e de avaliação da conformidade, os quais são sintetizados no quadro seguinte.





Marcação CEO fabricante é obrigado a realizar

ensaios regulares de controlo da produção na fábrica

ou a subcontratar a sua realização a um laboratório exterior

o âmbito e periodicidade estão claramente definidos na respectiva norma de produto.

Estes ensaios regulares incidem obrigatoriamente sobre as características declaradas

e permitem ao fabricante actuar da forma mais adequada em caso de detecção de não-conformidades.


Certificação de materiais de isolamentoMarcação CE dos isolantes

térmicos em PortugalEm Portugal um número significativo

de fabricantes de produtos de isolamento térmico tomaram consciência das novas obrigações e responsabilidades impostas pela marcação CE.

Dois aspectos contribuíram para sensibilizar os fabricantes para a importância da marcação CE e para a necessidade de actuação.

A concorrência nos mercados nacional e europeu

A percepção de que a marcação CE e irão introduzir um factor positivo de mudança, promovendo a concorrência leal entre fabricantes.



Marcação CE dos isolantes térmicos em Portugal

Num mercado em que, em geral, o custo se sobrepõe à qualidade

fomentou a existência de produtos de isolamento térmico sem qualquer relação (por ignorância ou má-fé) com as características para eles reclamadas

e, mesmo, em alguns casos, sem uma qualidade minimamente satisfatória para a utilização visada.



térmicos em PortugalIsolantes térmicos fabricados em

Portugal, comercializados com marcação CE

placas de poliestireno expandido extrudido (XPS) placas de poliestireno

moldado (EPS)placas de aglomerado de

cortiça expandida (ICB)Placas e mantas de lã de rocha

(MW).Os fabricantes adoptaram a

declaração de um número reduzido de características e, em alguns casos, da classe europeia de reacção ao fogo F.




Preocupação, mais ou menos consistente, com o cumprimento das exigências estipuladas para o controlo da produção na fábrica

implementação de um sistema de qualidade

realização dos ensaios regulares prescritos na correspondente norma do produto.

Neste último os fabricantes utilizam meios laboratoriais próprios ou recorrem à subcontratação ao LNEC para a realização dos ensaios de controlo regular.




O LNEC tem participado e apoiado a indústria na marcação CE

através da realização de numerosos ensaios prévios que permitiram a alguns fabricantes caracterizarem e declararem os seus produtos

como Laboratório de Ensaios Notificado, procedendo à realização dos Ensaios Iniciais de Tipo (ITT) de produtos (amostragem).




Com a recente instalação do novo Laboratório de Ensaios de Reacção ao Fogo

prevê-se que, no futuro, o LNEC possa vir a solicitar a notificação quer como Laboratório de Ensaios (reacção ao fogo)

quer como Organismo de Certificação,

alargando deste modo o âmbito da sua intervenção neste domínio.




credibilidade da marcação CE e a confiança na qualidade dos produtos

obrigação dos Estados-membos implementarem as necessárias medidas de

fiscalização,vigilância que assegurem que

os produtos não-conformes sejam retirados do mercado,

que os fabricantes disponham de condições equitativas em todo o mercado interno (nacional e europeu).




situação actual inexistência de uma efectiva

vigilância e fiscalização do mercado,

algumas dúvidas quanto aos esperados benefícios imediatos da marcação CE.

possível existência de marcações sem garantia de controlo efectivo da produção na fábrica,

alguns casos de marcação incorrecta ou mesmo duvidosa, não exclusivamente de produtos fabricados em Portugal




A marcação CE, cujo estatuto jurídico é definido na DPC, não é uma marca de qualidade comercial nem representa uma certificação de produto.

É uma declaração do fabricante, ou do seu representante autorizado, de que o produto está, obrigatoriamente, conforme com todas as disposições harmonizadas aplicáveis, referidas na norma relevante.



térmicos em PortugalEsta distinção não é clara para os

“utilizadores” (projectistas, donos de obra e seus representantes, consumidores finais) que, embora comecem a reconhecer a marcação CE, desconhecem em muitos casos o seu significado exacto.

Adicionar elementos estranhos à percepção da marcação CE que ultrapassam as intenções da DPC.

O facto de um produto ser acompanhado por uma etiqueta contendo os elementos da marcação CE nem sempre assegura, a qualidade declarada.



situação actual

Difusão de um certa ideia de que a marcação CE representa um atestado de que o produto em questão está apto a ser utilizado em todas as aplicações possíveis ... e impossíveis.

A norma não especifica a classe ou o nível exigido a uma determinada propriedade do produto para demonstrar a sua aptidão ao uso, numa determinada aplicação”

“os produtos ... são igualmente utilizados em sistemas prefabricados de isolamento térmico e em painéis compósitos; o desempenho desses sistemas não está coberto pela ...norma”.


Certificação de materiais de isolamentoAs normas europeias de ensaio e de

especificação de características dos isolantes térmicos, constituem para os projectistas e os donos de obra um referencial normativo comum que lhes permite a selecção e a verificação das características dos produtos mais adequados para as aplicações tradicionais correntes.

Nestas aplicações a definição de classes ou níveis mínimos de um conjunto restrito de características dos isolantes térmicos pode constituir a forma adequada de especificar ou de comprovar a sua aptidão para uma utilização particular considerada.



Desde que aquelas características sejam declaradas na marcação CE, e os respectivos valores satisfaçam a exigências especificadas, o produto poderá ser considerado adequado para o uso visado.

Nas aplicações mais complexas e exigentes, (nomeadamente, isolamento pelo exterior, coberturas invertidas, painéis compósitos, etc.) os aspectos de desempenho e de durabilidade não podem ser avaliados por simples referência a características declaradas para o isolante térmico, o qual é apenas um dos componentes do sistema.



Tem-se assistido nos últimos anos à utilização de “sistemas” e soluções de isolamento térmico recorrendo a produtos totalmente inadequados, ou cujo desempenho e compatibilidade com os outros componentes não conduz a um desempenho global satisfatório.

Em geral o resultado é a ocorrência a curto prazo de anomalias variadas que conduzem à degradação do sistema de isolamento térmico e afectam o desempenho global do elemento construtivo em que este se insere.



Espera-se que neste domínio a utilização indevida da marcação CE não contribua para a manutenção ou o agravamento da situação referida.

No caso dos sistemas não-tradicionais (ou inovadores) a via a adoptar continua a passar pelas respectivas apreciação técnica e adequação ao uso serem evidenciadas por documentos idóneos e independentes – Documentos de Homologação (DH), Aprovações Técnicas Europeias (ETA) –, em diversos casos elaborados com base em critérios europeus de avaliação reconhecidos ou harmonizados.



Face ao reduzido número de homologações solicitas ao LNEC neste domínio não é de admirar a realidade referida, com óbvios prejuízos para os vários intervenientes (aplicadores, donos de obra, utentes).

A eficiência do desempenho térmico e energético real dos edifícios depende de

- produtos e sistemas com qualidade assegurada,

- aptidão ao uso,- durabilidade adequadas,- qualidade das soluções concebidas,- qualidade de execução em obra.


Certificação de materiais de isolamentoA concepção ou escolha das soluções de

isolamento térmico e a sua compatibilidade com os restantes elementos e componentes do edifício deverá ser uma responsabilidade e uma exigência dos projectistas.

Bons conhecimentos técnicos, para que as opções a tomar não sejam facilmente influenciadas por documentação técnico-comercial nem sempre fiável,

e preocupação com a pormenorização a nível de projecto (não deixando que os pontos singulares sejam resolvidos expeditamente em obra) são aspectos essenciais para uma desejável melhoria da prática corrente, com óbvios reflexos na qualidade final.



Má qualidade de execução - a aplicação de isolantes térmicos

em paredes ou coberturas com juntas de dimensões apreciáveis entre placas (aumento muito significativo das perdas e ganhos térmicos);

- o aproveitamento de pequenas secções irregulares de placas para isolar uma área, realizando um verdadeiro “opus incertum” (aumento muito significativo das perdas e ganhos térmicos);



Má qualidade de execução - colocação no espaço de ar de

paredes duplas de placas soltas (sem ligação ao suporte) ou incorrectamente fixadas ou, ainda, misturadas com detritos vários (aumento das perdas térmicas por convecção e transmissão; agravamento do risco de ocorrência de infiltrações de água);

- o preenchimento incompleto do elemento (parede ou cobertura), com frequência pelo facto de as dimensões correntes das placas não se ajustarem às dimensões da área a isolar termicamente (pontes térmicas, aumento das perdas e ganhos térmicos).



Nestas circunstâncias, mesmo utilizando bons produtos e sistemas de isolamento térmico, de qualidade assegurada por um controlo adequado da produção ou por uma apreciação técnica idónea, o resultado final é a parcial ou completa ineficiência da solução realizada em obra.

A formação dos operários e técnicos responsáveis, e a intervenção dos donos de obra e seus representantes, são essenciais para evitar que não se tire o proveito esperado do gasto efectuado com as soluções de isolamento térmico.


Certificação de materiais de isolamentoMarcação CE do EPS A classificação do EPS é feita com

base na– resistência à compressão –

deformação 10%– resistência à flexão

Resultaram os seguintes tipos de EPS

- EPS 30, EPS 60, EPS 100, EPS 150, EPS 200, EPS 250

– (no total existem 16 tipos possíveis)




Certificação de materiais de isolamentoMarcação CE do EPS Elementos rotulagem

– Marca CE– Nome e morada do produtor– Nome comercial do produto– Código de designação (inclui o tipo

de EPS)– Ano de fabrico– Código para rastreamento (nº lote,

turno ou hora de fabrico)– Classe de reacção ao fogo– Condutibilidade térmica– Resistência térmica– Dimensões nominais (espessura,

comprimento e largura)– Nº de placas e área contidos na

embalagem


Certificação de materiais de isolamentoMarcação CE do EPS Propriedades relevantes para todas as

aplicações– tolerância e estabilidade dimensionaisPropriedades declaradas em função das

aplicações previstas– propriedades mecânicas– absorção de água– estabilidade dimensional em condições

específicasEXEMPLO :• EPS 60 - EN 13163 - T 1 - L 1 - W 1 -

S 1 - P 1 - DS(N) 5 - BS 100 - CS(10) 60 - DLT(1) 5 - TR 50 - WL(T) 5 - WD(V) 15



Marcação CE do EPS

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