Questão 1 - Com base nas orientações da norma NBR 16401, realize o cálculo da carga térmica total para o ambiente descrito a seguir. Considere todas as parcelas que influenciam o dimensionamento da carga térmica, como cargas térmicas provenientes das paredes, teto, piso, janelas, cargas internas (pessoas, iluminação, equipamentos) e ventilação. Apresente os resultados em kW, BTU/h e TR (toneladas de refrigeração). Ao final, justifique a escolha do equipamento de ar condicionado mais adequado para atender a essa carga térmica. Considerar um Fator de segurança de 10%.
Dados do problema:
- Dimensões do ambiente:
- Comprimento: 10 metros
- Largura: 8 metros
- Altura: 3 metros
- Tipo de ambiente: Escritório
- Orientação solar:
- A parede de 10 metros está voltada para o Norte.
- A parede de 8 metros está voltada para o Oeste.
- Materiais de construção:
- Paredes: Tijolo maciço de 20 cm de espessura, sem isolamento térmico.
- Janelas: 2 janelas de 2 metros de largura por 1,5 metros de altura, com vidro simples (orientadas para o Norte).
- Teto: Laje de concreto de 15 cm de espessura, sem isolamento.
- Piso: Piso cerâmico sobre laje de concreto (ambiente climatizado no andar inferior, e na direção sul e direção leste).
- Considerar efeito de radiação comente nos vidros.
- Carga interna:
- Pessoas: 10 pessoas trabalhando sentadas (metabolismo baixo).
- lluminação: 20 lâmpadas fluorescentes de 40 W .
- Equipamentos: 10 computadores de 200 W cada, uma cafeteira de 600 W, um Micro ondas de 500 W , uma impressora de 300 W e um frigobar de 200 W .
- Ventilação:
- Renovação de ar conforme a NBR 16401, com 27 m³/h por pessoa.
- Condições externas de projeto:
- Temperatura do ar externo:
- Condições internas de projeto:
- Temperatura do ar interno:
- Umidade relativa interna: 50%
Informações complementares
- Aplicar acréscimo de diferencial de temperatura: para parede norte
, para a parede oeste
e para o telhado
.
Dados do problema:
Passo 1
Resumindo: temos um escritório de
,m ×
,m ×
,m, parede de
,m ao Norte e de
,m ao Oeste, sem isolamento em parede (tijolo 20 cm), laje de concreto sem isolamento (teto) e vidro simples nas janelas (somente na parede Norte). Há cargas internas (pessoas, iluminação, equipamentos) e ventilação de
,m³/h por pessoa. As condições de projeto são
e
. Usaremos a norma NBR 16401 somando:
- condução nas paredes e teto, mais ganho solar pelas janelas;
- cargas internas sensíveis;
- carga de ventilação (sensible + latent);
por fim aplicamos 10 % de fator de segurança e convertemos para BTU/h e TR.
Passo 2
Cálculo da carga de condução nas paredes e teto e do ganho solar nas janelas.
Dados de U típicos:
Dados de U típicos:
- Área líquida da parede Norte:
Aplicamos
, então
- Área da parede Oeste:
- Área do teto:
- Ganho nas janelas (conv. + solar):
Para radiação solar em fachada Norte consideramos
,W/m²:
Somando envelope e vidros:
Passo 3
Cálcula das cargas internas sensíveis:
– Pessoas (sentadas, baixo metabolismo): ,W sensível por pessoa →
– Pessoas (sentadas, baixo metabolismo):
– Iluminação:
,W elétricos, 75 % vira calor sensível →
– Equipamentos:
Total interno:
Passo 4
Carga de ventilação (sensible + latent):
Fluxo de ar ,m³/h/pessoa×10 =270 m³/h =0,075 m³/s.
Fluxo de ar
Latent típico por pessoa sentado ≃ 55 W →
Passo 5
Somando todas as parcelas antes do fator de segurança:
Aplicando 10 % de segurança:
Convertendo:
Resposta
Carga térmica total com 10 % de segurança:
Para atender a essa carga escolhe-se um aparelho de ar condicionado de capacidade nominal ligeiramente superior, tipicamente um equipamento de 5 TR, garantindo folga operacional, eficiência e conforto.