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DESENVOLVIMENTO DE UM CÓDIGO COMPUTACIONAL PARA CALCULAR A TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM PAREDES MULTICAMADAS
Método dos volumes finitos, multicamadas, isolamento térmico, formulação implícita, paredes, convecção, radiação, condução.
Um bom isolamento térmico residencial implica, na maioria das vezes, em maior conforto
térmico e economia de energia para manter o ambiente na temperatura adequada. O
objetivo principal desta pesquisa é analisar o comportamento térmico de paredes
submetidas a diversas situações diferentes através de um programa desenvolvido pelo
autor. No programa é possível variar a quantidade de camadas na parede com diferentes
materiais, alterar a cor da superfície submetida a radiação solar bem como a orientação
da parede em relação ao sol. Utilizou-se o modelo transiente e unidimensional da equação
do calor para resolver o problema. A equação da energia foi discretizada espacialmente
pelo Método dos Volumes Finitos e temporal pela formulação Implícita. Foram
analisados 4 exemplos com propriedades diferentes (quantidade de camadas, azimute,
absortividade da superfície). A influência dessas variações foram verificadas em cada
caso. Foi verificado que a utilização do poliestireno expandido contribui
significativamente para o isolamento térmico. Em um dos exemplos, a temperatura na
parede externa sem isolamento ficou 28,1667°C, na interna 27,0295°C, enquanto as
temperaturas na parede com isolamento ficaram 28,1297°C e 25,5351°C. Uma redução
na parede interna de 1,4944 °C, com um decréscimo de 5,5287% da temperatura com a
inclusão de 2cm (1 cm em cada superfície) de poliestireno, pérolas. Paredes voltadas ao
leste receberam grande quantidade de radiação no turno da manhã, enquanto paredes
voltadas ao oeste receberam grande quantidade de radiação no turno da tarde. Notou-se
que a convecção na parede externa têm forte papel de equilíbrio térmico com a
temperatura ambiente, de tal forma que, quando os efeitos da radiação estavam muito
altos, os efeitos de convecção se tornavam negativos cedendo calor da parede para o meio.