O valor U ou o coeficiente de transferência de calor de um componente é a variável medida mais importante para suas propriedades de isolamento. Leia aqui como ele é calculado e o que significa exatamente.
As coisas mais importantes à primeira vista
O que significa o valor U?
O valor U indica a quantidade de calor que passa por um metro quadrado de um componente por unidade de tempo com uma diferença de temperatura de 1 K. Assim, serve como uma unidade de medida para indicar a perda de calor de um componente.
Qual valor U é melhor?
Quanto mais alto o valor U, pior o efeito de isolamento. Consequentemente, um valor U baixo é um sinal de um bom efeito de isolamento.
Como você calcula o valor U?
Para componentes homogêneos feitos de um material, o valor U é calculado dividindo a condutividade térmica λ pela espessura da camada.
O que significa o valor U?
O valor U, também conhecido como coeficiente de transferência de calor ou permeabilidade ao calor, indica o fluxo de calor por hora através de um componente do lado quente para o lado frio. Mais precisamente, ele descreve a quantidade de calor transportado de dentro para fora em um segundo através de um componente de um metro quadrado com uma diferença de temperatura de um grau (1 K) Celsius. Isso torna possível determinar quais propriedades de isolamento um componente possui.
Basicamente:Quanto mais baixo for o valor U, melhor será o efeito de isolamento. Ou, inversamente, quanto maior o valor U, pior o efeito de isolamento. Você pode calcular o valor U com uma fórmula ou online com uma calculadora de valor U. O valor U é dado em watts por metro quadrado e Kelvin W / (m² · K). Os exemplos a seguir devem ajudá-lo a desenvolver uma percepção do valor U - ou das propriedades de isolamento boas e ruins.
- Janelas com painéis de vidro: valor U de 5,2 W / (m² · K)
- Janelas com vidros duplos: valor U de 3,5 W / (m² · K)
- Janelas com vidros isolantes térmicos: valor U de 1,8 W / (m² · K)
- Janelas com vidros modernos de isolamento térmico: valor U de 1,4 W / (m² · K)
- Janela da casa de baixo consumo de energia: valor U ≤ 1,2 W / (m² · K)
O valor U e o EnEV
A Portaria de Economia de Energia EnEV define um valor U máximo para todos os componentes de uma casa e determina quanto calor uma casa pode perder. Aplica-se a todas as medidas de renovação, exceto se a sua casa for um edifício listado. Além disso, existe um limite de minimis (regra de 10 por cento) para trabalhos menores, de modo que os requisitos não se aplicam se um componente for apenas minimamente renovado (por exemplo, o reparo de rachaduras).
No entanto, se você deseja renovar extensivamente sua casa, por exemplo renovando a cobertura, você deve cumprir os requisitos do EnEv. Os valores variam dependendo do tipo de casa. Na casa passiva, por exemplo, os valores máximos prescritos podem ser quase 70 por cento mais baixos do que em uma casa padrão. No caso de um novo edifício ou renovação de um existente, os requisitos mínimos do valor U devem ser atendidos.
Se os valores U especificados não forem respeitados durante a construção, não há obrigação de retrofit, exceto para o último andar. Desde que seja acessível e os quartos abaixo possam ser aquecidos, um valor U de 0,24 W / (m² · K) para o teto do último andar não deve ser excedido em edifícios residenciais. O objetivo das demandas constantemente crescentes sobre o valor U é colocado de forma bastante simples: economia de energia. Uma casa tão bem isolada quanto possível das condições climáticas externas, ou seja, um valor U baixo, significa que menos energia deve ser usada para manter o Your-Best-Home.net aquecido.
É bom saber: os valores U do EnEV não precisam ser cumpridos se os componentes foram construídos ou renovados depois de 31 de dezembro de 1983, em conformidade com os regulamentos de economia de energia (regulamento de isolamento térmico).
"O valor U não descreve totalmente o comportamento energético de uma casa", criticam os especialistas. Eles estão convencidos de que as casas feitas de madeira maciça, por exemplo, consomem significativamente menos energia na prática do que mostram os cálculos teóricos do coeficiente de transferência de calor.
Quais valores U o EnEV prescreve?
De acordo com o EnEv, os seguintes valores U devem ser observados:
Parede externa: Um valor U máximo de 0,24 W / (m²K) se aplica ao isolamento da fachada.
Janelas: Se você substituir suas janelas, um valor U máximo de 1,30 W / (m²K) é permitido. Se você substituir apenas os painéis, um limite de 1,10 W / (m²K) se aplica aos novos painéis. O limite do valor U para janelas de telhado é 1,40 W / (m²K). As portas francesas com mecanismo deslizante ou dobrável podem ter um valor U de no máximo 1,6 W / m²K.
Telhado: Para um telhado inclinado, um valor U máximo de 0,24 W / (m²K) se aplica ao isolamento ( isolamento entre as vigas, isolamento sob as vigas, isolamento acima das vigas). Com um telhado plano (telhado quente, telhado frio ou telhado invertido) um valor U de 0,20 W / (m²K) é permitido.
Teto do último andar: Um valor U de 0,24 W / (m²K) aplica-se ao isolamento do piso e não do piso .
Portas externas: Aqui o valor U deve ser inferior a 1,8 W / (m²K).
Teto do porão, paredes do porão, piso do porão: Se você isolar o teto do porão de cima ou de baixo, um valor U de 0,30 W / (m²K) se aplica. O mesmo se aplica ao isolamento da parede da adega pelo interior ou exterior (isolamento perimetral). Se você isolar o piso do porão, deverá prestar atenção a um valor U de no máximo 0,50 W / (m²K).
Calcule o valor U
As seguintes variáveis estão envolvidas no valor U:
- Calor = energia térmica por unidade de tempo = quantidade física, potência com a unidade W (watt)
- Área = área de 1 metro quadrado (metro quadrado) de um componente, por exemplo parede, teto ou telhado
- Diferença de temperatura de 1 Kelvin entre a superfície interna e externa de um componente, em que a temperatura do ar se refere aqui e não a temperatura na superfície do componente
- Kelvin é a unidade de medida da diferença de temperatura; 1 Kelvin corresponde a 1 grau Celsius
Calcule o valor U de componentes homogêneos
O principal fator decisivo no cálculo do valor U é a condutividade térmica dos materiais usados. O cálculo é bastante simples para componentes homogêneos. Você só precisa dividir a condutividade térmica λ pela espessura da camada.
Calcule o valor U de componentes multicamadas
É mais complicado com componentes de várias camadas. Nesse caso, você calcula os valores U das camadas individuais, obtém o recíproco deles, adiciona os valores recíprocos e obtém o recíproco do total.
O valor U como objeto de pesquisa
Um teste de fogo em grande escala com elementos de construção de madeira estimulou a pesquisa: dos 1.210 graus Celsius dentro do prédio de teste, apenas 9,5 graus haviam passado pela enorme parede de madeira - quase toda a energia do fogo era armazenada pela parede, que tinha apenas dez centímetros de espessura. Esta notável capacidade de armazenar calor merece uma investigação mais aprofundada.
O fabricante teve o valor U dos elementos de construção de madeira maciça medido em uma "caixa de aquecimento regulada" de acordo com a norma europeia EN ISO 8990. Os institutos de teste fornecem uma “caixa quente” controlada por computador que mede o coeficiente de transferência de calor com base no transporte de calor.
Fluxo de calor constante no laboratório
O respectivo componente de teste foi instalado entre duas salas de laboratório - neste caso, um elemento de madeira maciça com 208 milímetros de espessura e um metro quadrado de tamanho. Uma sala de medição foi permanentemente aquecida a 20 graus Celsius, a segunda sala resfriada a cerca de zero graus. Assim, um fluxo de calor fluiu do lado quente através do componente de teste para o lado frio. Dispositivos de aquecimento e ventilação mantiveram o fluxo de calor continuamente - o valor U e a condutância foram calculados a partir de sua densidade, as temperaturas do ar na câmara de aquecimento e as temperaturas da superfície do componente de teste. Os padrões estipulam as condições: O valor U só pode ser calculado quando o fluxo de calor através do componente é constante - os engenheiros falam de um "estado estacionário".
Mudança de temperatura ao ar livre
Os engenheiros registraram quando o estado estacionário foi atingido. Foi assim possível testar a rapidez com que a parede de madeira maciça perde calor para o exterior. No primeiro dia de teste, quase nenhum fluxo de calor pôde ser medido - somente após 140 horas, ou seja, após cerca de seis dias, foi determinado um fluxo de calor razoavelmente constante. Só agora o valor U pode ser calculado. Até agora, a regra para os construtores tem sido: quanto menor o valor U, mais baratos são os custos de aquecimento. “Míope demais”, no entanto, alertam os profissionais da madeira, “o cálculo convencional do coeficiente de transferência de calor em laboratório negligencia o armazenamento de calor e o fator tempo, bem como os ganhos de energia solar que uma casa obtém ao ar livre”.
Críticas ao valor U
As regras e regulamentos convencionais para calcular a carga de calor assumem que a envolvente do edifício é estacionária, ou seja, um fluxo de calor constante. Em contraste com os componentes de teste em laboratório, no entanto, um edifício usa o sol. Os ganhos de energia solar das paredes externas e do telhado são completamente desconsiderados no cálculo do valor U. Os modelos de cálculo avançados incluem, por exemplo, a direção para a qual uma parede está apontando e indicam o chamado valor U efetivo. No lado sul, por exemplo, a parte externa de uma parede sólida de madeira pode aquecer tanto pela absorção da radiação solar que não perde mais calor para o exterior e age como um amortecedor natural. Você deve, portanto, dar uma olhada crítica no valor U.
Leve em consideração o comportamento energético e as condições locais
Muito financiamento e suporte dependem do valor U, admitem os especialistas. Em edifícios com elementos de construção de madeira, os residentes, em muitos casos, usam significativamente menos energia do que os cálculos convencionais têm mostrado. Daí o nosso conselho para construtores e arquitetos: Peça a objetos de referência da empresa de construção em madeira ou carpinteiro que lhe mostrem e fale com os residentes. Isso dá a você uma impressão mais realista do consumo calculado e real.
