CONDUCTIVIDADE TÉRMICA (λ): A conductividade térmica è a quantidade de calor que se transmite através da unidade de espessura de um material, quando a diferença de temperatura entre as duas faces è de 1ºC. È uma propiedade física dos materiais que mede a capacidade de condução de calor.

O coeficiente de condutividade térmica (lambda, λ), caracteriza a quantidade de calor necessário por m², para que atravessando durante a unidade de tempo 1 m de material homogéneo se obtenha uma diferença de 1ºC de temperatura entre as duas faces.

As unidades em que, geralmente, se expressa a condutividade térmica são: W / m.K

Quanto menor for o valor da Condutividade Térmica melhor isolante térmico è o material em causa.

RESISTENCIA TÉRMICA (R): Representa a capacidade do material de se opor ao fluxo do calor. No caso de materiais homogéneos è a razão entre a espessura e a condutividade térmica do material:

R = e /  λ

onde "e" è a espessura do material expressa em metros e "λ" è a condutividade térmica expressa em W/mK.

- Para valores de condutividade térmica iguais, quanto maior for a espessura, maior è o valor da resistência térmica.

- Para espessuras iguais, quanto menor for o valor da condutividade térmica, maior será o valor da Resistência Térmica.

Quanto maior è o valor da Resistência Térmica, melhor isolante è o material.

As unidades em que, geralmente, se expressa a resisência térmica são: m².K / W

A resistência térmica total de uma estrutura será a soma das resistências externas (1/he, 1/hi) e as resistências internas (R1, R2, R3,...):

Rt = 1/he + 1/hi + R1 + R2 + R3 + ...     (os valores he, hi são valores constantes e tabelados)

COEFICIENTE DE TRANSMISSÃO TÉRMICA DE UM ELEMENTO DA ENVOLVENTE (U): È a quantidade de calor, por unidade de tempo, que atravessa uma superfície de área unitária desse elemento da envolvente por unidade de diferença de temperatura entre os ambientes que ele separa;

È o inverso da Resistência Térmica:     U = 1/ Rt

As unidades em que, geralmente, se expressa a coeficiente de transmissão térmica são: W / m².K

Quanto menor è o valor do coeficiente de transmissão térmica, melhor isolada está a estrutura em causa.

Desde sempre o homem tratou de se defender do frio; primeiro cobrindo-se com peles e habitando em grutas e cavernas, utilizando depois o fogo e construindo habitações cada vez mais eficientes e resistentes a esse efeito. Mas se até à pouco tempo uma bonita casa com azulejos e uma cobertura resistente satisfaziam essa exigência, o aumento exponencial demográfico actual e o correspondente aumento do número de edifícios, criaram uma fonte de contaminação nada compatível com o meio ambiente e a economia.

Uma resposta adequada a esta problemática è juntar à parte estrutural e ao revestimento de um edificio, um isolamento térmico que evite a dispersão energética, aumentando o conforto da habitação e diminuindo os custos de modo significativo.

O isolamento térmico, è sem qualquer duvida, o sistema de poupança energética mais eficaz e económico que existe actualmente, uma vez que os custos do investimento recuperam-se em poucos anos de vida do produto. Um KWh poupado graças ao uso de um adequado isolamento, vale mais que um KWh produzido pela mais eficiente caldeira, já que a vida dos materiais termo-isolantes è mais longa que a das instalações.

ISOLAR SIGIFICA IMPEDIR A TRANSMISSÃO DE ENERGIA ENTRE CORPOS PROXIMOS. Em termos de isolamento térmico, pretende-se controlar o comportamento do fluxo de calor em torno de onde o ser humano vive habitualmente. Deste modo, o material isolante ideal, deveria ter a característica de não se deixar atravessar facilmente, por esse fluxo térmico.

A passagem do calor do interior para o exterior no Inverno e vice-versa no verão, será mais limitada quanto menor for a condutividade térmica (lambda:λ) do material. Cada material, caracteriza-se por um valor próprio de condutividade térmica. Quanto mais baixo è o coeficiente lambda (expresso em W/mK a 10ºC) mais eficaz será o material como isolante térmico.

Em todo isto, a espessura do material tem grande importância. Para podermos ver a importância da espessura introduziu-se um conceito novo, que è a Resistência térmica. A relação entre a espessura e a Condutividade térmica do isolante à a Resistência térmica (R), expressa em m²K/W. Para uma mesma Condutividade térmica, quanto maior è a espessura, maior è a Resistência térmica. Para espessuras iguais, quanto menor è a Condutividade térmica do produto, maior è a Resistência térmica.

Para obter a prestação térmica global de um edificio, devem somar-se as resistências térmicas dos materiais que formam as suas estruturas, incluindo os revestimentos internos e externos. Por exemplo, numa parede encontramos vários materiais, como ladrilhos cerâmicos, madiras, betão armado, aço, etc... que têm valores de condutividade térmicas extremadamente altas e portanto, resistências térmicas muito pequenas. Assim, o elemento que contribui mais para que o valor da Resistência Térmica global de uma estrutura seja elevado è o isolamento térmico. O isolamento è o principal responsável, por impedir o fluxo térmico através das estruturas dos edifícios.

A norma europeia de referência do produto "poliestireno Extrudido - XPS" à a EN 13164 e a norma de referência do produto "Poliuretano Expandido - PUR/PIR" è a EN 13165. Estas normas incluem tanto os ensaios que devem ser realizados obrigatoriamente aos produtos, como os que se podem fazer opcionalmente. Também, se incluem as dimensões que devem ter os provetes para os ensaios, a frequência com que se devem realizar os ensaios, bem como a classificação dos produtos, segundo os resultados obtidos.

No caso da Condutividade Térmica (λ), estas normas europeias, especificam que o produtor deve elaborar, anualmente, uma estatística com todos os resultados de condutividade térmica obtidos diariamente do controle interno de produção. O valor da estatística è aquele que deve ser declarado pelo produtor na sua Declaração de Conformidade CE. Deste modo, cada produtor está obrigado a apresentar a Declaração de Conformidade CE do produto.

O valor da Condutividade Térmica aumenta com o tempo, estabilizando ao fim de algum tempo, como indicamos a seguir. Este ultimo valor è o valor de condutividade térmica envelhecida (declarada). Em definitivo, o valor que nos interessa è o valor envelhecido desta propriedade, uma vez que será o valor de condutividade térmica que o material terá em obra.

- Para os produtos PIR fabricados por EDILTEC (gama POLIISO), o teste de condutividade térmica envelhecida efectua-se 175 dias depois do material ser produzido.

- Para os produtos XPS fabricados por EDILTEC (gama X-FOAM), o teste de condutividade térmica envelhecida efectua-se:

• Para espessuras de 20mm a 70mm, 90 dias depois do material ser produzido
• Para espessuras de 80mm a 120mm, 50 dias depois do material ser produzido
• Para espessuras superiores a 120mm, 30 dias depois do material ser produzido

O produtor deve dispor de pelo menos dez resultados de ensaios de condutividade térmica, obtidos mediante medição directa, interna ou externa, com o fim de poder calcular o valor declarado. O valor declarado, deve ser reclaculado trimestralmente, com o fim de se assegurar que o valor declarado è o correcto.

O valor da condutividade térmica declarada, obtido da estatística, deve arredondar-se por excesso, exactamente à 0.001 W/mK próxima a declarar-se-á em intervalors de 0.001 W/mK. Por essemplo, se o resultado da estatística è 0.033645 W/mK, o valor declarado deverá ser 0.034 W/mK.

A condutividade térmica è uma propriedade física dos materiais, que mede a capacidade de condução do calor. Um isolante térmico è um material usado na construção e caracteriza-se pelo facto de formar uma barreira à passagem do calor, uma vez que tem pouca capacidade de conduzir o calor. Quanto menor for o valor da condutividade térmica, melhor isolamento térmico será o material. Por exemplo, se temos dois isolantes térmicos com a mesma espessura, um com condutividade térmica 0.034 W/mK e outro com condutividade térmica 0.036 W/mK, o melhor isolamento térmico será aquele que tem menor valor de condutividade térmica declarada, isto è o de 0.034 W/mK. Isto quer dizer, que em espessuras iguais, è melhor isolante térmico o que deixa passar menos quantidade de fluxo de calor.

A Resistência térmica (R) de um material representa a capacidade de um dado material se opor à passagem do fluxo de calor. Um isolante térmico, caracteriza-se por ter uma resistência térmica elevada. Um isolante térmico è tanto melhor, quanto maior resistência térmica tiver.

A Resistência térmica calcula-se da seguinte forma:

R = espessura (m) / condutividade térmica declarada (W/mK)

a unidade em que è expressa è m².K / W

O valor da resistência térmica declarada è arredondado, por defeito, ao 0.05 m²K/W seguinte e apresenta-se em níveis de 0.05 m²K/W. Por exemplo, um isolante com a espessura de 80mm, com condutividade térmica declarada de 0.036 W/mK, a sua resistência térmica calculada será R=0.080/0.036= 2.22 m²K/W, a resistência térmica que se deverá declarar será 2.20 m²K/W.

Muitas vezes, em vez de se declarar uma condutividade térmica por cada espessura, declara-se um único valor por grupo de espessuras. Por exemplo, declara-se uma condutividade térmica de 0.034 W/mK para espessuras de 30 a 60mm. Isto não quer dizer que a espessura de 30mm, por exemplo, tenha uma condutividade 0.034 W/mK assim como a pode ter a espessura de 60mm. Pode ser que a espessura de 30mm tenha uma condutividade térmica mais baixa, melhor isolante (nunca poderá è ter uma condutividade térmica superior à declarada). Em qualquer caso, sempre que se declare um valor de condutividade térmica maior que o real, no momento de se declarar o valor da resistência térmica, o calculo realiza-se tomando o valor real da condutividade térmica da espessura que se esta a tratar. Por exemplo, se a espessura de 30mm se encontra no grupo de condutividade térmica 0.034W/mK, mas tem uma condutividade térmica real (obtida da estatística) de 0.033 W/mK, o resultado da resistência térmica será:

R = 0.030 / 0.033 = 0.91 m²K/W; R declarada = 0.90 m²K/W.

Ao contrario do que sucede com a água em estado líquido, o vapor de água difunde-se com maior facilidade pelo interior duma estrutura, quando entre as faces do material se estabelece um gradiente de pressão e temperatura.

O vapor de água altera o comportamento de um isolante, aumentando o valor da sua condutividade térmica, aumentando assim as perdas energéticas e o risco de condensações. A condutividade térmica da água è de 0.56 W/mK, um valor muito alto, se o compararmos com os valores declarados de um poliestireno extrudido (XPS) 0.031 - 0.038 W/mK, ou de um poliuretano (PU/PIR) 0.024 - 0.029 W/mK. Esta è a razão pela qual uma pequena quantidade de água, inferior a 5% do volume total do isolante, provoca um aumento considerável da condutividade térmica (aspecto que diminui muito a qualidade do isolamento).

Resumimos os conceitos básicos, mais importantes, para podermos compreender o controle da passagem do vapor de água através dos materiais e dos isolantes:

• Permeabilidade ao vapor de água (δp): mede o comportamento de um material à passagem da humidade, è o mesmo que dizer, a quantidade de vapor de água (gr.) que atravessa, uma unidade de superfície (m²) do produto em causa, por unidade de tempo (dia), quando existe uma diferença de pressão de vapor unitária.

As diferentes e complexas unidades de medida usadas par cada pais, fizeram com que se passa-se a usar um factor asimensional (sem unidades), que è o "Factor de Resistência ao vapor de água, ou factor µ".

• Factor de Resistência ao vapor de água ou factor µ: 

                                             δ ar (permeabilidade ao vapor de água do ar)

                               µ =  ----------------------------------------------------------------------------

                                      δ material (permeabilidade ao vapor de água do material)

O factor adimensional µ indica quantas vezes è maior a resistência à difusão do vapor de água de um dado material, comparado com um volume de ar de igual espessura (para o ar µ=1).

Um bom isolante deve evitar ao máximo a penetração do vapor de água, com o fim de evitar um aumento significativo da condutividade térmica durante o tempo de uso desse produto.

Um isolante térmico com estrutura interna de células abertas, tem um baixo factor µ, neste caso, o vapor de água penetrará rapidamente no material e humedece-o. O material isolante com estrutura interna de células fechadas, pelo contrário, tem um elevado valor de µ, caracterizando-se assim por ter uma elevada resistência à penetração do vapor de água.

O principal perigo surge quando, devido a uma mudança brusca da temperatura, o vapor de água arrefece e condensa no interior do material isolante, alterando assim as suas propriedades específicas e em particular a sua capacidade isolante.

A tabela que se apresenta a seguir, compara o comportamento de diferentes materiais isolantes:

A etiqueta de um isolante térmico deve, obrigatoriamente conter os seguintes dados:

- O nome e direcção do produtor ou do seu representante legal

- O lugar de produção

- Os últimos dígitos do ano da obtenção da marcação CE

- Referencia à norma europeia que regulamenta o produto

- Informação sobre as principais características do produto (condutividade e resistência térmica declarada, classificação de reacção ao fogo, resistência à compressão,...)

A informação sobre as características do produto, vem definida no CÓDIGO DE DESIGNAÇÃO. Trata-se de uma fórmula, formada por várias expressões que indicam características do produto. Um exemplo do Código de Designação, podeira ser o seguinte:

XPS - EN 13164 - T2 - DS(TH) - DLT(1)2 - CS(10/Y)300 - TR600 - CC(2/1.5/50)100 - WL(T)0.7 - WD(V)3 - MU150 - FT2

A seguir, descreve-se o significado de cada uma das expressões:

- A primeira expressão, faz referência ao tipo de material: XPS (Poliestireno extrudido) , EPS (Poliestireno expandido), PUR (Poliuretano), PIR (Poliisocianurato), MW (lãs minerais),...

- A segunda expressão fará referência à norma europeia do produto: EN 13164 (para o caso do XPS), EN 13163 (para o caso do EPS), EN 13165 (para o caso do PUR/PIR), EN 13162 (para o caso de MW),...

- Tolerância em espessura: Ti (onde "i" indica a classe ou nível que estabelece a norma do produto)

- Tensão ou Resistência à compressão: CS(10/Y)i (onde "i" indica a Resistência à Compressão declarada)

- Estabilidade dimensional à temperatura e humidade específicas: DS(TH) 

- Estabilidade dimensional à temperatura específica: DS(T+) 

- Estabilidade dimensional nas condições de carga à compressão e temperatura específicas: DLT(i)5 (onde "i" indica a classe ou nível que estabelece a norma)

- Resistência à Tracção perpendicular às faces: TRi (onde "i" indica a Resistência à Tracção declarada)

- Fluência à compressão: CC(i1/i2/y)σc (onde "i1" indica a percentagem de redução final da espessura, "i2" indica a percentagem de deformação inicial, "y" indica o tempo de extrapolação de anos, "σc" tensão de compressão)

- Absorção de agua a longo prazo por imersão: WL(T)i (onde "i" indica a percentagem máxima de volume absorvido de água)

- Absorção de água a longo prazo por difusão: WD(V)i (onde "i" indica o nível estabelecido pela norma)

- Transmissão de vapor de água: MUi (onde "i" indica o nível mínimo declarado desta propriedade segundo a norma de produto)

- Resistência a ciclos de congelação-descongelação: FTi (onde "i" indica o nível estabelecido pela norma)

O valor de condutividade térmica e resistência térmica, assim como a Euroclasse (classificação de reacção ao fogo do produto) não serão incluídos no Código de Designação.