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Title: Desempenho Térmico de Paredes com Estrutura Leve em Aço Enformado a Frio
Authors: Martins, Cláudio Miguel de Oliveira
Orientador: Santos, Paulo Fernando Antunes dos
Issue Date: Jun-2015
Place of publication or event: Coimbra
Abstract: A utilização de estruturas leves em aço enformado a frio (LSF, do inglês Lightweight Steel Framing) ganhou popularidade nas últimas décadas e começam a ser muito utilizadas no setor da construção civil. Este sistema estrutural apresenta várias vantagens, tais como um grande potencial de reciclagem e reutilização, permitindo a conservação de recursos naturais e do meio ambiente. Quando comparado com outros materiais, possui vantagens adicionais, tais como: peso reduzido com elevada resistência mecânica; maior facilidade de pré-fabricação, permitindo elementos modulares e maior controlo de qualidade; prazos de execução mais curtos para a montagem do edifício no local; ausência de variações dimensionais causadas pela humidade e baixo custo. O adequado desempenho térmico da envolvente de um edifício é fundamental para proporcionar um bom comportamento térmico e para se obter uma boa eficiência energética, permitindo uma redução da sua energia operacional. Uma possível desvantagem do sistema construtivo em LSF é a elevada condutibilidade térmica do aço que poderá originar pontes térmicas, que podem ser penalizadoras se o elemento construtivo não for bem projetado e executado, existindo diversas estratégias para minimizar as pontes térmicas. Nesta dissertação, será analisado o desempenho térmico de paredes em LSF, com particular foco, na mitigação dos efeitos das pontes térmicas originadas pela sua estrutura metálica e medidas de melhoramento do comportamento térmico. Para o efeito irão ser abordados os seguintes pontos: (1) revisão do estado da arte; (2) estudo analítico; (3) estudo experimental; (4) estudo numérico; (5) estudos paramétricos. Nesta dissertação são avaliam-se várias estratégias de mitigação de pontes térmicas em paredes em LSF, demostrando-se que é possível aumentar o seu desempenho térmico, reduzindo o consumo de energia dos edifícios onde as mesmas forem utilizadas. Realiza-se também uma otimização das camadas de isolamento destas paredes (e.g. fazendo uso de novos materiais de isolamento: aerogel e painéis de vácuo), que combinados com as anteriores estratégias de mitigação irão permitir uma significativa diminuição do coeficiente de transmissão térmica.
In recent years, the use of Lightweight Steel Framing (LSF) structures have emerged and as began to be widely used in the construction sector. This structural system present many advantages, such as a great potential for recycling and reuse, enabling the conservation of natural resources and environment. When compared with other materials, it has additional advantages such as: reduced weight with exceptional resistance in relation to its mass; easy prefabrication, allowing modular elements and greater quality control; shorter periods for assembling the building onsite; no dimensional changes caused by moisture and low cost. A proper thermal performance of building envelope is crucial to provide a good thermal behaviour and to obtain good energy efficiency, allowing a reduction in operating energy. A possible drawback of the LSF construction system is the high thermal conductivity of steel that may lead to thermal bridges, which can be penalizing if the building elements are not properly designed and assembled, however, there are various strategies to minimize thermal bridges. In this dissertation, the thermal performance of LSF walls is analysed, with particular focus on the mitigating effects of thermal bridges arising from their steel structure and improvement measures of the thermal behaviour. To this end are addressed the following points: (1) review the state of the art; (2) analytical study; (3) experimental study; (4) numerical study; (5) parametric studies. This dissertation evaluates several mitigation strategies to improve thermal bridges in LSF walls, showing that it is possible to increase their thermal performance, reducing the energy consumption of buildings where they are use. It is also performed an optimization the insulation layers of these wall (e.g. making use of new insulation materials: aerogel and vacuum insulation panels), which combined with mitigation approaches will enable a significant reduction in heat transfer coefficient.
Description: Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Construção Metálica e Mista, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
URI: http://hdl.handle.net/10316/97105
Rights: openAccess
Appears in Collections:FCTUC Eng.Civil - Teses de Mestrado
UC - Dissertações de Mestrado

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