A transferência de energia (calor) por convecção é o método de

O calor pode ser transferido de três maneiras: condução, convecção e radiação. Todos os modos de
transferência de calor exigem a existência de uma diferença de temperatura, e esta transferência ocorre
de um meio com uma temperatura mais alta para outro com uma temperatura mais baixa.
A condução de calor através de uma substância é a transferência de energia das partículas
mais energéticas para as partículas adjacentes menos energéticas. A condução pode ocorrer em sólidos,
líquidos ou gases e pode por ser definida como a energia que é transferida através de uma camada de
espessura constante, sendo directamente proporcional à diferença de temperatura existente através da
camada e inversamente proporcional à espessura da camada. Alguns materiais bons condutores de calor
são por exemplo o cobre ou a prata; materiais como a borracha, madeira, ou materiais plásticos são
maus condutores de calor. Alguns dos materiais chamados de maus condutores de calor são utilizados
como isolamento térmico de forma a diminuir as perdas energéticas.
O fenómeno da condução estará mais relacionado com as questões que envolvem o isolamento do
espaço em questão não estando directamente ligada às formas como o utilizador troca energia entre o
espaço que o envolve.
A transferência de energia (calor) por convecção é o método de transferência
de energia entre uma superfície sólida e o líquido ou gás em movimento
adjacente à superfície. A convecção envolve efeitos combinados de
condução e movimento do fluido. A convecção poderá ainda ser forçada ou
natural; como convecção forçada teremos o exemplo de um aquecedor com
ventilação e como convecção natural um radiador. No caso de o radiador
estar na vertical (ex. numa parede) a taxa de convecção será afectada pela
distância a que estaremos do radiador já que teremos diferentes condições de temperatura em
diferentes locais. No caso de estarmos perante um pavimento radiante
(eléctrico ou a água) existirá uma maior uniformidade do fenómeno de
convecção já que praticamente todo o espaço estará nas mesmas condições.
No fenómeno da convecção a temperatura do ar será o factor determinante
para o cálculo do nível de conforto não sendo afectado pela temperatura de
superfície das zonas envolventes.
É importante referir que na convecção com emissores de parede facilmente se encontram zonas
num mesmo espaço com níveis de conforto diferentes.
Exemplo: Assumindo que numa sala ventilada a 20ºC, uma pessoa de pé com uma área de
exposição de 1,6m2, com uma temperatura de superfície de 29ºC e com um coeficiente de transferência
de calor por convecção de 6W/m2, essa mesma pessoa transferirá por convecção para o ar que a
envolve cerca de 86W.
Neste cálculo foram consideradas todas as superfícies com a mesma temperatura embora na
realidade isso não seja totalmente verdade.
A radiação é a energia emitida pela matéria na forma de ondas
electromagnéticas (ou fotões), como resultado de variações das configurações
electrónicas dos átomos ou moléculas. Ao contrário da condução e da convecção,
a transferência de energia por radiação não exige a presença de um meio
intermediário. Na realidade a transferência por radiação é mais rápida (à
velocidade da luz); é exactamente desta forma que a energia do sol atinge a
terra. A radiação térmica é a forma de radiação emitida pelos corpos devido à
sua temperatura; ela difere de outras formas de radiação electromagnética como
sejam, os raios X, raios gama, microondas, ondas de rádio ou ainda ondas de
televisão, já que estes últimos são exemplo de radiação que não envolvem
temperatura. Todos os corpos acima do zero absoluto emitem radiação térmica.
O fenómeno da radiação é ainda afectado por diversos factores como sejam a emissividade das
superfícies, a absortividade, da sua orientação ou ainda das temperaturas de superfície existentes.
Exemplo: Assumindo que numa sala climatizada a 20ºC, uma pessoa de pé com uma área de
exposição de 1,6m2, com uma temperatura de superfície de 29ºC, essa mesma pessoa transferirá por
radiação para as superfícies que a envolvem cerca de 82W.
Neste cálculo foram consideradas todas as superfícies com a mesma temperatura embora na
realidade isso não seja totalmente verdade.
O conforto humano pode ser visto como a circunstância que permite ao corpo humano
dissipar livremente o seu calor, nem mais, nem menos.
A transferência de energia acaba por ser proporcional à diferença de temperatura entre o corpo
humano e o que o envolve – ar, paredes, pavimentos, tectos, etc.
Em ambientes frios, o corpo perde mais energia do que a que produz, o que resulta numa sensação
de desconforto. O corpo tenta minimizar a deficiência de energia produzida diminuindo a irrigação junto
à pele (causando uma aparência pálida). Diminuirá assim a temperatura da pele, que é de cerca de 34ºC,
diminuindo por consequência o calor transferido.
Em ambientes quentes, temos o fenómeno oposto. Neste caso o corpo aumentará a irrigação junto
à pele de forma de forma a permitir maior dissipação de calor. Recorremos ainda à utilização de roupas
leves e frescas ou ainda baixando o nível de actividade. Utilizamos também ventiladores para
substituírem a camada de ar mais quente que nos envolve, por porções de ar mais frescas.
Quando realizamos trabalhos leves, cerca de 50% da energia transferida pelo corpo é realizada
pela respiração pela forma de calor latente e os outros 50% pela forma de calor sensível
(convecção e radiação)
Quando estamos a realizar esforço físico, a maioria do calor é transferido pela forma de calor
latente (respiração) e os restantes 30% pela forma de calor sensível (convecção e radiação).
Quando estamos em repouso, a maioria do calor (cerca de 70%) é dissipado pela forma de
calor sensível (convecção e radiação) e os restantes 30% pela forma de calor latente
(respiração).
A sensação de conforto/desconforto advêm do fenómeno conjunto da convecção e radiação e na forma
e de como estes se processam mas facilmente entendemos a eficiência da radiação térmica no conforto
do utilizador pela simples observação de fenómenos do dia-a-dia:
Uma pessoa sente-se confortável em frente a uma lareira, mesmo com uma temperatura
ambiente baixa, sente o conforto proporcionado pela radiação térmica transferida da
lareira;
No lado oposto, uma pessoa sentir-se-á desconfortável, com as paredes e pavimentos frios
mesmo que tenha uma temperatura ambiente de 20ºC; por radiação a pessoa irá
transferir calor para o que a envolve – paredes e pavimentos.