Aula_Teórica_N5
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GANHOS TÉRMICOS
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
GANHOS TÉRMICOS
•Ganhos térmicos internos
-Ocupantes, iluminação, equipamentos, etc.
•Ganhos térmicos solares através dos envidraçados
•Ganhos térmicos associados a sistemas especiais, solares passivos –Método SLR do INETI ou outro justificado
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MÉTODO DE CÁLCULO DOS GANHOS TÉRMICOS
•Estação aquecimento:
•Qg – Ganhos térmicos brutos
•Qgu – Ganhos térmicos úteis
•η – factor de utilização dos ganhos térmicos
pgvtpguvtic
/AηQQQ/AQQQN −+=−+=
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CONCEITO GANHOS TÉRMICOS ÚTEIS
Estação aquecimento Estação arrefecimento
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CÁLCULO DE η:
vt
g
Q
+=γ
1a
a
1
1+γ−
γ−=η
em que:Qg – ganhos térmicos totais brutosQt+Qv – perdas térmicas totais
1a
a
+=η
se γ ≠1
se γ =1
Ou consultar o gráfico seguinte
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GANHOS TÉRMICOS INTERNOS
•qi ganhos térmicos internos médios/m2 pavimento 24h/dia, todosos dias/ano residencial e dias de ocupação nos edifícios deServiços
•M duração da estação de aquecimento
•Ap área útil de pavimento [m2]
[ ]kWh720,0.A.M.qQ pii =
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GANHOS TÉRMICOS INTERNOS
•Valores convencionais
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CÁLCULO GANHOS SOLARES BRUTOS
•O cálculo é efectuado vão a vão ou por grupo de vãos comcaracterísticas idênticas de protecção solar e de incidência da radiação
solar
•São excluídos do cálculo os envidraçados das varandas e marquisesfechadas, estufas ou solários adjacentes aos espaços úteis,eventualmente pode ser adoptado método de cálculo das tecnologiassolares passivas
•São considerados envidraçados horizontais os que apresentam ângulocom a horizontal inferior a 60º e verticais as restantes
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ÁREA DO VÃO ENVIDRAÇADO
•A j,n área total do vão envidraçado, incluindo vidro e caixilho (m2)
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FACTOR DE SOMBREAMENTO: Fh, F0, Ff , Fg, Fw, g ┴
•Fh, factor de sombreamento do horizonte, obstruções longínquasexteriores ao edifício (outros edifícios ou construções, relevo, etc.) oupor outros elementos (corpos e outros volumes) do próprio edifício;
•Fo, factor de sombreamento por elementos horizontais adjacentes (ousobrepostas) ao vão envidraçado, ex. palas, varandas, toldos;
•Ff , factor de sombreamento por elementos verticais adjacentes ao vão
envidraçado, ex. palas verticais, varandas;
•Nota: no RCCTE, o produto (Fh.Fo.Ff ) denomina-se factor de obstrução
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
FACTOR DE SOMBREAMENTO: Fh, F0, Ff , Fg, Fw , g ┴
•Fg, fracção envidraçada, relação entre a área envidraçada (vidro) e aárea total do vão envidraçado;
•Fw, factor de correcção da selectividade angular do tipo de envidraçado
redução dos ganhos solares causada pela variação das propriedades detransmissão da radiação solar directa através do vidro com o respectivoângulo de incidência.
•g ┴ , factor solar do vão envidraçado, traduz a relação entre a energia
solar transmitida para o interior através do vão envidraçado e a radiaçãosolar incidente na direcção normal a esse vão
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Factores solares na Estação de AquecimentoMÉTODO DETALHADOFactor de sombreamento do horizonte – Fh
•Ângulo de horizonte – é medido entre o plano horizontal e a recta que passa pelo centro doenvidraçado e pelo ponto mais alto da maior obstrução existente entre dois planos verticaisque fazem 60º para cada um dos lados da normal ao envidraçado•É calculado para cada vão ou grupo de vãos semelhantes
•Considera o efeito das obstruções existentes no momento do licenciamento e as que estãoprevistas nos planos de pormenor •Caso não exista informação disponível que permita o cálculo, α = 45º em ambiente urbano eα = 20º em edifícios isolados fora das zonas urbanas•Com base no ângulo de horizonte o factor Fh é obtido na tabela IV.5
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EXEMPLO Fh – Método detalhado
α = α1
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EXEMPLO Fh – Método detalhado
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
EXEMPLO Fh – Método detalhado
Quando não há informação suficiente sobre obstruçõesexistentes ou previsíveis, adoptam-se os seguintes valores:
•45º em meio urbano•20º em meio rural
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Factor de sombreamento palas Fo, Ff •O ângulo da pala é obtido traçando uma recta que passa no centro do envidraçado eno extremo da pala ou obstrução•É calculado para cada vão ou grupos de vãos semelhantes•Com base no ângulo da pala horizontal (α)o factor Fo é obtido na tabela IV. 6 paraEst. Aquecimento e no Quadro V.1 para Estação Arrefecimento•Com base no ângulo da pala vertical (β) o factor Ff é obtido na tabela IV.7 para a Est.Aquecimento e no quadro V.2 para Est. arrefecimento
αα α1
α2
β
β
ββ
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Factor de sombreamento palas Fo, Ff
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Factor de sombreamento palas Fo, Ff
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
MÉTODO DETALHADO – Fh, Fo, Ff
•Quando o vão envidraçado não dispõe de qualquer pala desombreamento (horizontal e vertical), para quantificar o sombreamentoprovocado pelo contorno do vão:
Fo.Ff = 0,90
•Para ter em atenção o facto de existir sempre radiação incidente difusa
e reflectida (mesmo que o vão envidraçado esteja totalmentesombreado)o regulamento estabelece que o produto X j.Fh.Fo.Ff ≥ 0,27.Deste modo sempre que esse produto seja inferior a 0,27, adopta-se o
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MÉTODO DETALHADO – Fracção envidraçada Fg
•Fg, fracção envidraçada, contabiliza efeito dos perfis•A fracção envidraçada = área envidraçada (vidro)/Área total do vão envidraçado•A fracção envidraçada varia com o material dos perfis e com as soluçõesarquitectónicas adoptadas•Por defeito podem ser adoptados os valores indicados no quadro IV.5•Alternativamente pode ser efectuado um cálculo de Fg vão a vão
•Esta valor é igual para a estação de aquecimento e de arrefecimento•Deve ser identificado o tipo de material do caixilho e a existência de quadrícula
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados Fw
•Fw traduz a redução dos ganhos solares causada pela variação daspropriedades de transmissão e reflexão da radiação solar com orespectivo ângulo de incidência•Estes factores devem ser calculados para a estação de aquecimento epara a estação de arrefecimento devido aos diferentes ângulos deincidência da radiação solar •Estação de aquecimento:
•Fw = 0,90 para vidro simples e duplo
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FACTOR SOLAR
•Factor solar do vidro•Factor solar do vão envidraçado-sem protecção
-vidro incolor 1 protecção-vidro especial 1 protecção-vidro incolor ou especial com maisde 1 protecção
•Estação de aquecimento•g ┴ = considera vidro ecortina muito transparente
em habitações•Vidro simples incolor g=0,70•Vidro duplo incolor g=0,63
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FACTOR SOLAR DO VIDRO
O factor solar dos vidros pode ser obtido da seguinte forma:•Tabela IV.4.1 e tabela IV.4.2•Normas EN 410, ISO 9050•Propriedades declaradas pelos fabricantes no âmbito da marcação CEdos vidros, de homologações ou de aprovações técnicas europeias•Na fase de projecto será admissível recorrer s bases de dadosreconhecidas e idóneas (ex. WIS, optics), cujas propriedades serão
confirmadas após a construção com a declaração do fabricante dovidro.
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FACTOR SOLAR – vidros especiais
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
FACTOR SOLAR – vidros especiais
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FACTOR SOLAR – vidro incolor e 1 protecção solar
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FACTOR SOLAR – vidro incolor e 1 protecção solar
•Quando são utilizados vidros diferentes do incolor, o factor solar do vão podeser obtido por:
Vidro simples:
0,85
.ggg v
'
⊥⊥⊥ =
0,75
.ggg v
'
⊥⊥⊥ =
'g⊥
Vidro duplo:
⊥g
V ⊥g
-é o factor solar do vidro especial (tabela IV.4.1. ou IV.4.2 ou outra fonte)
-é o factor solar do vidro incolor com a protecção solar (quadro V.4)
-é o factor solar do vidro especial com a protecção solar
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2.3 Ganhos térmicos
EXEMPLO
•Vão envidraçado com vidro simples reflectante incolor:
49,085,0/)60,0*70,0(0,85
.ggg v
'
=== ⊥⊥⊥
•Factor solar do vãoenvidraçado com cortinasmuito transparentes e vidrosimples incolor
•Factor solar do vidrosimples reflectante incolor
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2.3 Ganhos térmicos
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Fh, Fo, Ff , Fg, Fw - MÉTODO SIMPLIFICADO
•Para cada ponto médio de cada fachada do edifício ou zonaindependente, não devem existir obstruções:
•Acima de um plano inclinado a 20º com a horizontal entre os planosverticais que fazem 60º para cada um dos lados da normal à fachada,com a excepção de pequenas obstruções ex. postes de electricidade•Palas horizontais com comprimento inferior a 1/5 da altura da janela•Palas verticais com comprimento inferior a ¼ da largura da janela
•O produto Fh x Fo x Ff x Fg x Fw = 0,46(Fh=0,9; Fo=0,9; Ff =0,9; Fg=0,7; Fw=0,9)
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EXEMPLO-MÉTODO SIMPLIFICADO
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EXEMPLO-MÉTODO SIMPLIFICADO
3 zonas independentes:•C, D - – é possível aplicar método simplificado
•E – não é possível aplicar método simplificado
1 zona independente:
•É possível aplicar métodosimplificado (ponto médiofachada D)
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EXEMPLO-MÉTODO SIMPLIFICADO
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Fh = 1
Considera-se que a fachada não é sombreada (altitude solar superior àde Inverno)
Factores solares na Estação de ArrefecimentoMÉTODO DETALHADOFactor de sombreamento do horizonte - Fh
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MÉTODO DETALHADO – Factor de sombreamento palas Fo, Ff
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Factor de sombreamento palas Fo, Ff
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MÉTODO DETALHADO – Factor de sombreamento palas Fo, Ff
•Protecções móveis horizontais/verticais (toldos, palas reguláveis, etc.):
•Utilizadas com eficácia para minimizarem os indesejados ganhos deVerão, admitindo-se o seguinte factor de sombreamento:
70% do valor na posição “totalmente activada”+
30% do valor na posição “totalmente desactivada”
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MÉTODO DETALHADO – Factor de sombreamento palas Fo, Ff
EXEMPLO:
•Vão envidraçado com vidro simples incolor protegido com toldo amovível•Largura do vão: 4,0m•Comprimento do toldo completamente aberto: 2,0m•Ângulo (aberto): 45º•Orientação: SW
•Ff = 0,70*0,85 + 0,30*1,0=0,90
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MÉTODO DETALHADO – Fh, Fo, Ff
•Quando o vão envidraçado não dispõe de qualquer pala desombreamento (horizontal e vertical), para quantificar o sombreamentoprovocado pelo contorno do vão:
Fo.Ff = 0,90
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Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados Fw
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FACTOR SOLAR
•Tem-se em consideração a utilização desejável dos dispositivos móveisde protecção. Admite-se que aqueles são utilizados com razoáveleficácia.
•g ┴ = 0,30x g ┴ vidro + 0,70x g ┴ vidro com protecção solar (protecção móvel 100% activa)
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Fh, Fo, Ff , Fg, Fw - MÉTODO SIMPLIFICADO
•Para cada ponto médio de cada fachada do edifício ou zona independente,não devem existir obstruções:
•Palas horizontais com comprimento inferior a 1/5 da altura da janela•Palas verticais com comprimento inferior a ¼ da largura da janela
•O produto Fh x Fo x Ff x Fg x Fw = 0,51 na estação de arrefecimento(Fh=1,0; Fo=0,9; Ff =0,9; Fg=0,7; Fw=0,9)
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INÉRCIA TÉRMICA INTERIOR DE UMA FRACÇÃO
AUTÓNOMA é função da capacidade térmica (ou capacidade dearmazenamento e de restituição de calor) que os locais apresentam edepende da massa superficial útil por unidade de área útil depavimento, lt, de cada um dos elementos de construção (paredes,pavimentos e coberturas), envolventes ou interiores, dessa fracção.
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Massa superficial útil
[ ]2
p
iSi
t kg/mA
.SMI
∑=
em que:Msi massa superficial útil do elemento I [kg/m2]Si área da superfície interior do elemento i [m2]
2
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B – CLASSES DE INÉRCIA TÉRMICA
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
2.4 Inércia Térmica
CLASSIFICAÇÃO DA INÉRCIA TÉRMICA INTERIOR
lt > 400Forte
150 ≤ lt
t ≤ 400Média
lt < 150Fraca
MASSA SUPERFICIALPOR M2 DA ÁREA DEPAVIMENTO (kg/m2)
CLASSE DE INÉRCIA
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C – CÁLCULO DA INÉRCIA TÉRMICA
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MASSA SUPERFICIAL ÚTIL Msi DE CADA ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO
•Massa total por unidade de área do elemento;
•Localização do elemento construtivo no edifício;
•Constituição (nomeadamente da posição do isolamento térmico);
•Características térmicas do revestimento superficial interior.
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IDENTIFICAÇÃO DOSELEMENTOS DA ENVOLVENTE
EL1 – Elemento da envolvente exterior,elemento de construção em contacto comoutra fracção autónoma ou com espaços nãoúteisEL2 – Elementos em contacto com terrenoEL3 – Elementos interiores da fracçãoautónoma em estudo
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
MASSA SUPERFICIAL ÚTIL Msi DE CADA ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO
EL1 - Elemento da envolvente exterior, elemento de construção emcontacto com outra fracção autónoma ou com espaços não úteis
Msi = mi (massa do ladointerior do isolamento)
Com isolamento
Msi = mt/2Sem isolamento
e
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MASSA SUPERFICIAL ÚTIL Msi DE CADA ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO
EL2 - Elemento em contacto com o solo
Msi = mi (massa do ladointerior do isolamento)
Com isolamento
Msi = 150 kg/m2Sem isolamento
e
Msi ≤ 150 kg/m2
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
MASSA SUPERFICIAL ÚTIL Msi DE CADA ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO
EL3 - Elemento da fracção autónoma em estudo
Msi = mt (massa total do elemento)
e
Msi ≤ 300 kg/m2
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MASSA SUPERFICIAL ÚTIL Msi DE CADA ELEMENTO DE CONSTRUÇÃO
Msi
0,75.Msi
0,50.Msi
1
0,75
0,50
R ≤ 0,14
R > 0,14 numa dasfaces do elemento
R > 0,14 em ambas as
faces do elemento
Elemento decompartimentaçãointerior (parede ou pavimento interior) da
fracção autónoma
Msi
0,50.Msi
0
1
0,5
0
R ≤ 0,14
0,14 <R ≤ 0,30
R > 0,30
Elemento dasenvolventes exterioresou “interior”
Valor efectivo a adoptar para o valor da massa
superficial útil(Msi)
Factor de correcção
r
Resistência témica, R,do revestimento
superficial[m2.ºC/W]
Elemento construtivo
Influência dos revestimentos superficiais interiores na massa superficial útil
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CÁLCULO DA INÉRCIA TÉRMICA
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Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
LAJE DE TECTO – EL1a
8743,5
01,0058,29150,00mt ≤ 150320,00
Com aplicação de 0,01 de parquetde madeira, 0,05 de laje flutuante,uma camada de material resiliente,0,01m de betão leve deregularização, laje aligeirada de0,28m e 0,015 de reboco à base decal
Msi.r.Si
Factor decorrcção r (-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2)Imposição
regulamentar mt
(kg/m2)Laje de tecto
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
LAJE DE PAVIMENTO – EL1b
1457,50
0,5029,15100,00mt ≤ 150100,00
Com aplicação de soalho com caixade ar, 0,05 de laje flutuante, umacamada de material resiliente,0,01m de betão leve de
Msi.r.Si
Factor decorrcção r (-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2)Imposição
regulamentar mt
(kg/m2)Laje de pavimento
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Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
LAJE DE PAVIMENTO – EL1c
2915,00
1,0029,15100,00mt ≤ 150100,00
Com aplicação de cerâmica, 0,05 delaje flutuante, uma camada dematerial resiliente, 0,06m de betãoleve de regularização, laje aligeiradade 0,28m e 0,015 de reboco à basede cal
Msi.r.Si
Factor decorrcção r (-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2)Imposição
regulamentar mt
(kg/m2)Laje de pavimento
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
PAREDES EXTERIORES – EL1d
4250,4
Paredes duplas com panos em tijolofurado normal, 0,11+0,05+0,15 comcaixa de ar não ventilada preenchida
Msi.r.Si
Factor decorrcção r
(-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2
)
Imposiçãoregulamentar
mt
(kg/m2)Paredes exteriores
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Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
PAREDES FRACÇÃOAUTÓNOMA/CAIXA DE ESCADAS – EL1e
1269,801,009,07140,00mt ≤ 150140,00
Parede constituída por um pano de parede com 0,11 e um pano de betãocom 0,20m com caixa de ar não
ventilada preenchida parcialmente com50mm de lã mineral, rebocadas peloexterior e interior com reboco à basede ligantes hidráulicos
Msi.r.Si
Factor decorrcção r
(-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2
)
Imposiçãoregulamentar
mt
(kg/m2)Paredes fracção autónoma/caixa de
escadas
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
PAREDES FRACÇÃOAUTÓNOMA/CIRCULAÇÃOCOMUM– EL1f
Parede constituída por um pano detijolo de 0,07 e um pano de betão com0,20m com caixa de ar não ventilada
Msi.r.Si
Factor decorrcção r
(-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2
)
Imposiçãoregulamentar
mt
(kg/m2)Paredes fracção autónoma/circulação
comum
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Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
PAREDES SEPARAÇÃO DASFRACÇÕES AUTÓNOMAS –EL1g
2382,0
0
1,0015,88150,00mt ≤ 150180,00
Parede constituída por um pano blocomaciço de 0,11 e um pano de tijolo com0,15 com caixa de ar não ventilada preenchida parcialmente com 50mm de
lã mineral, rebocadas pelo exterior einterior com reboco à base de liganteshidráulicos
Msi.r.Si
Factor decorrcção r
(-)
Si
(m2)
msi
(kg/m2
)
Imposiçãoregulamentar
mt
(kg/m2)Paredes fracção autónoma/caixa de
elevador
TTÉÉRMICA DE EDIFRMICA DE EDIFÍÍCIOSCIOS
Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
PAREDES INTERIORES – EL3
Msi.r.Si
Factor decorrcção r (-)
Si(m2)
msi(kg/m2
)
Imposiçãoregulamentar
mt(kg/m2)
Paredes interiores
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Exemplo: Edifício de apartamentos – Fracção Autónoma T1A-Piso 1
6487,20Paredes interiores
8899,90Paredes da envolvente da fracção Autónoma em estudo4372,50Laje de pavimento
8743,50Laje de tecto
MSi.r.Si (kg)ELEMENTOS DE CONSTRUÇÃO
28503,10CÁLCULO DE It 2
p
iSi
t 532,97kg53,48
28503,10
A
.r.SMI ===∑