Calculadora de temperatura ar-sol

O cálculo da temperatura sol-ar é uma etapa crucial para entender o ambiente térmico de prédios e estruturas externas. Esse cálculo ajuda na concepção e análise de sistemas de climatização (aquecimento, ventilação, ar condicionado) e na avaliação de conforto térmico e eficiência energética.

Histórico

O conceito de temperatura sol-ar foi desenvolvido como um método de incorporar os efeitos da radiação solar no desempenho térmico de prédios e materiais. Ele representa uma temperatura externa eficaz considerando ganho solar e é usado em simulações de prédios e avaliações ambientais.

Fórmula de cálculo

A fórmula para calcular a temperatura sol-ar (Ts) é:

Ts = To + (a . I - Q) / h

Onde:

• Ts é a temperatura sol-ar em °C
• To é a temperatura externa em °C
• a é a absortividade de radiação solar
• I é a energia irradiada solar em W/m²
• Q é a energia infravermelha adicional em W/m²
• h é o coeficiente de transferência térmica de radiação em W/m²K

Exemplo de cálculo

Suponha que a temperatura externa seja 25 °C, a absortividade de radiação solar seja 0,7, a energia irradiada solar seja 800 W/m², a energia infravermelha adicional seja 100 W/m² e o coeficiente de transferência térmica de radiação seja 25 W/m²K. A temperatura sol-ar seria calculada da seguinte maneira:

Ts = 25 + (0,7 . 800 - 100) / 25 = 25 + (560 - 100) / 25 = 25 + 18,4 = 43,4 °C

Importância e casos de uso

A temperatura sol-ar é usada amplamente no campo de construção civil para determinar a carga térmica do sol em superfícies de prédios. Ela ajuda na concepção de prédios com eficiência energética contabilizando ganhos solares passivos e a necessidade de dispositivos de sombreamento. Também é crucial para o desenvolvimento de modelos de conforto térmico e no cálculo de cargas de refrigeração para sistemas de ar condicionado.

Perguntas Frequentes

1. O que é absortividade de radiação solar?

   • É a fração de radiação solar incidente que é absorvida por uma superfície. Diferentes materiais e cores têm diferentes absortividades.

2. Como a energia irradiada solar afeta a temperatura sol-ar?

   • Maior energia irradiada solar aumenta a temperatura sol-ar, indicando mais ganho térmico de radiação solar.

3. Qual é o papel do coeficiente de transferência térmica?

   • O coeficiente de transferência térmica de radiação quantifica a eficácia com que uma superfície troca calor com seu entorno por meio de radiação. Um coeficiente maior significa troca térmica mais eficiente.

Esta calculadora simplifica o processo de estimativa da temperatura sol-ar, facilitando projetos e análises mais precisos e eficientes nos campos da arquitetura, engenharia ambiental e planejamento urbano.