Para projetar edifícios confortáveis e ecologicamente corretos, arquitetos e engenheiros fazem uso das propriedades térmicas dos materiais. Diferentes materiais de construção têm diferentes condutividades, o que significa que eles permitem que o calor flua através deles de maneira diferente. Alta condutividade, K, indica fluxo rápido de calor e baixa condutividade indica baixo fluxo de calor. Peças mais grossas do mesmo material fazem com que o calor flua mais lentamente do que peças finas. Portanto, o desempenho térmico real depende da condutividade e da espessura do material. Uma peça de material com uma condutividade K e espessura L tem uma condutância de C = K / L, que indica o quão bem o calor pode fluir através de uma peça específica desse material, como uma parede. Nos edifícios, você costuma se preocupar em interromper o fluxo de calor ou isolar. O valor isolante de um objeto é chamado de valor R e pode ser calculado como R = 1 / C = L / K.
Os materiais isolantes têm baixa condutividade.Cálculo do valor R de uma laje de concreto
Passo 1
Procure a condutividade, K, do concreto em uma tabela como a do recurso 1. O concreto leve pode ter uma condutividade tão baixa quanto 0,1 watts por metro-kelvin, tornando-o um bom isolante. Quanto mais denso o concreto fica, mais condutivo é o aquecimento. O concreto denso pode ter uma condutância de até 1,8 watts por metro-kelvin. Suponha que a laje seja feita de concreto denso com uma condutância de 1,2 watts por metro-kelvin.
Passo 2
Determine a espessura do material e converta em metros. Suponha uma laje de 12 polegadas de espessura, equivalente a 0,305 metros. O calor teria mais dificuldade em fluir através de uma laje espessa do que uma laje fina. Rotule a espessura L.
Etapa 3
Calcular a condutividade. A condutividade da laje aumenta com a condutância e diminui com a espessura. A condutividade da laje é C = K / L = 1,2 / 0,305 = 3,93 watts por metro ^ 2-kelvin.
Passo 4
Calcule o valor de R tomando o inverso da condutividade C para obter R = 1 / 3,93 = 0,254 kelvin-metro ^ 2 / watt. Você também pode calcular o valor R diretamente como R = L / K = 0,305 / 1,2 = 0,254 kelvin-metro ^ 2 / watt. Observe que quanto mais espesso o material, maior é o valor R. Mais de um determinado material produz um melhor isolador.
