o uso da Massa tÉrmica na arquitetura de edifícios

Os materiais de construção podem ter uma alto ou uma baixa massa térmica

Alguns materiais usados a nível das paredes, pisos e tetos de edifícios, como o cimento, a pedra ou os produtos cerâmicos têm uma alta massa térmica, ou seja, têm a capacidade de absorver e armazenar calor durante o dia, nas horas quentes, e de o libertar posteriormente, de forma lenta, no período mais frio do dia (noite).

Definição de Massa Térmica
A massa térmica - em arquitetura de edifícios - é a capacidade que alguns materiais de construção tem (ou não) de armazenar calor.
Mais: Wikipedia, Inglês e Thermal Mass in Building Design PDF

Outros materiais de construção, como a madeira e os isolantes térmicos, têm uma baixa massa térmica; eles não são bons a armazenar calor.

Esta propriedade dos materiais é importante em matéria de estratégias de climatização, tanto a nível de aquecimento como de arrefecimento.

Escolher os materiais errados a nível da construção das paredes, pisos e tetos pode ser fonte de desconforto térmico e de gastos em energia. Mas tudo varia com os climas. A adoção de estratégias de baixa ou de alta massa térmica depende não só do tipo das temperaturas associadas ao clima, mas também das variações de temperatura ao longo do dia.

Massa térmica em arquitetura

Por outro lado, tais estratégias estão associadas a questões de arquitetura e devem ter em conta os ângulos do sol durante os vários períodos do ano, de modo a expor ao calor solar ou a proteger desse calor elementos como janelas, paredes internas e pisos.

Estratégias de aquecimento de edifícios com materiais de alta massa térmica

As estratégias de aquecimento com materiais de alta massa térmica envolvem quase sempre janelas (ou lajes), por um lado, e pisos/pavimentos e algumas paredes internas dos edifícios.

Os esquemas que juntamos, ilustram as estratégias em questão.

Os pisos ou as paredes internas dos edifícios acabam por absorver calor solar nas horas quentes do dia, calor que é depois libertado quando ele é mais necessário, isto é, quando as temperaturas descem, nomeadamente durante o período noturno.

Uso de estratégias de elevada massa térmicaÉ uma estratégia que pode ser vantajosa em climas como o português e o clima de certas regiões mais frias do sul do Brasil, com necessidades de aquecimento substanciais no inverno. Para o efeito tem-se em conta os ângulos do sol ao longo do ano, e a exposição solar das janelas.

Naturalmente, o edifício (nomeadamente as janelas) têm que ser adequadamente protegidas do sol, nas estações quentes.

Fatores cruciais nestas estratégias:

- Adequada orientação das janelas ao sol de inverno, de modo a potenciar os ganhos de calor solar;
- Adequado dimensionamento das janelas;
- Adequada proteção das janelas – por via de palas, varandas, beirais e outros meios – durante o período quente do ano; o facto de o sol estar mais alto durante o Verão, liberta as janelas de parte de potenciais ganhos solares.
- A massa térmica dos pisos e das paredes – normalmente garantida por concreto/betão - deve envolver cerca de 10-15 cm de espessura; os pavimentos devem ter uma cor escura e envolver materiais de alta massa térmica (tipicamente, produtos cerâmicos); as paredes internas devem ser de concreto/betão, pedra ou outro material de alvenaria, e devem ser pintadas de cor relativamente escura e beneficiar, se possível, de luz solar direta (ver imagem). Evitar soalhos de madeira, cortiça ou carpetes.
- A massa térmica dos pisos e das paredes deve ser adequadamente isolada na sua superfície interior, de modo a que o calor não se perca.

Uso da massa térmica em edifícios & climas quentes

Uso da massa térmica em climas quentes, mas também no verão, em climas moderadosAs estratégias de alta massa térmica podem também ser aplicadas a climas quentes com razoáveis amplitudes térmicas, isto é, em climas onde as temperaturas noturnas descem significativamente (pelo menos 10º C).

A alta massa térmica pode neste caso ser usada para retirar calor ao ar ambiente do edifício durante as horas mais quentes do dia, armazenando-o nas paredes e soalhos.

O edifício deve ser, neste caso, projetado para ficar o mais possível protegido do sol, e de modo a que sua alta massa térmica absorva uma fracção significativa do calor que inevitavelmente absorve durante as horas mais quentes (ver imagem).

Estas estratégias podem ser associadas a estratégias de ventilação noturna, envolvendo brisas (e portanto à abertura de janelas ou outras zonas de ventilação) ou a ventiladores, de modo a evitar que o calor não seja libertado para o interior da casa, durante o período noturno.

Uso de baixa massa térmica na arquitetura e construção de edifícios

Há muitos casos em que é mais vantajoso utilizar madeira ou outros produtos de baixa massa térmica a nível de soalhos, paredes e tetos de edifícios.

Os contextos em que tal é vantajoso são óbvios e inversos daqueles que levam ao uso de uma massa térmica elevada.

As estratégias de baixa massa térmica são vantajosas em climas com altas temperaturas noturnas, mas também em climas frios/moderados em estratégias de aquecimento intermitente de edifícios (é mais fácil aquecer rapidamente um edifício cujas envolventes interiores envolve uma baixa massa térmica, do que um edifício com alta massa térmica, onde as paredes, soalhos e tetos absorvem o calor gerado pelos sistemas de aquecimento, antes de o radiarem para o ar ambiente).

 

 

 

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