Lei de Fourier (condução de calor)

Descubra quanto calor atravessa uma parede, divisória ou chapa de material e espessura conhecidos quando há diferença de temperatura entre as faces.

Como funciona o cálculo

A lei de Fourier para condução estacionária e unidimensional numa parede plana homogênea dá q = λ·ΔT / d e Q = q·A. λ é a condutividade térmica do material em W/(m·K); A, a área em m²; ΔT, a diferença de temperatura entre as faces em kelvin (diferença de 1 K = 1 °C); d, a espessura em metros.

O resultado principal é o fluxo de calor Q em watts. Também aparecem a densidade de fluxo q (W/m²), a resistência térmica da camada R = d / λ (m²·K/W) — base para a transmitância U usada na NBR 15220 e na NBR 15575 — e a energia perdida em 24 horas: Q × 24 / 1000 kWh. Se ΔT for negativa, o calor apenas flui no sentido oposto.

Valores típicos de λ: lã de rocha ou de vidro 0,035–0,045, madeira de pinus transversal 0,12–0,18, alvenaria de tijolo maciço 0,5–0,8, concreto armado 1,7–2,0, aço cerca de 50 e cobre cerca de 390 W/(m·K). Em projetos, use o valor declarado pelo fabricante ou pela norma.

Exemplo resolvido

Valores padrão: λ = 0,5 W/(m·K), área de 10 m², ΔT = 20 K, espessura de 0,1 m. Densidade de fluxo q = 0,5 × 20 / 0,1 = 100 W/m²; fluxo Q = 100 × 10 = 1000 W. Resistência térmica R = 0,1 / 0,5 = 0,2 m²·K/W; em 24 horas passam 1000 × 24 / 1000 = 24 kWh.

Pontos de atenção

• ΔT é a diferença entre as superfícies da parede, não entre o ar interno e externo. Para partir do ar, some as resistências superficiais (tipicamente Rsi = 0,13 e Rse = 0,04 m²·K/W, conforme a ISO 6946).
• Em paredes com várias camadas, some as resistências: q = ΔT / (R₁ + R₂ + …). Esta calculadora trata uma camada homogênea.
• Isolante úmido conduz bem mais calor que o seco; o λ de catálogo, medido seco, dá uma estimativa otimista.
• O modelo é estacionário: não considera a inércia térmica de paredes pesadas nem pontes térmicas em fixações e juntas.