A condução de calor através dos componentes opacos da envoltória é um dos parâmetros que caracterizam o desempenho térmico das edificações e suas consequências em termos de consumo energético e conforto térmico. A envoltória pode ser descrita termicamente a partir de dois parâmetros: a condutividade térmica (λ); e a capacidade térmica volumétrica (ρ∙c). Estimar essas propriedades termofísicas em campo permite caracterizar elementos construtivos considerando aspectos como comportamento térmico em condições climáticas específicas, variação na qualidade de materiais, soluções locais de construção e desgaste de materiais. Este trabalho apresenta um método para estimar λ e ρ∙c em elementos homogêneos usando um teste não destrutivo que aproveita as oscilações naturais do clima. A temperatura e o calor superficial são medidos em uma amostra de concreto (com propriedades conhecidas) e os dados são tratados com uma técnica de processamento de sinal. A estimativa é executada com um modelo de transferência de calor e umidade integrado. As medições foram realizadas em seis dias durante um período de um mês, registrando dias com diferentes condições de céu, visando mostrar a importância da radiação solar como fonte de calor. Os resultados apresentaram uma diferença de 10-14% na estimativa das propriedades termofísicas.