Projeto de climatização - Railson

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ 
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DE UMA PLANTA RESIDENCIAL 
LOCALIZADA NA CIDADE DE BELÉM – PA 
 
 
 
 
 
 
 
RAILSON OLIVEIRA DE MENDONÇA - 201734040013 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tucuruí – PA 
2022 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ 
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DE UMA PLANTA RESIDÊNCIAL 
LOCALIZADA NA CIDADE DE BELÉM – PA 
 
 
 
 
 
 
 
RAILSON OLIVEIRA DE MENDONÇA - 201734040013 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à Faculdade de 
Engenharia Mecânica do Campus de Tucuruí, 
como parte dos requisitos avaliativos da 
Disciplina de Climatização. 
Prof. Jessé Luís Padilha 
 
 
 
 
Tucuruí – PA 
2022 
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DE UMA PLANTA RESIDÊNCIAL 
LOCALIZADA NA CIDADE DE BELÉM – PA 
 
RESUMO 
Este trabalho consiste do dimensionamento de um projeto de climatização de uma 
planta residencial localizada na cidade de Belém – PA, a norma ABNT NBR 16655-3 
foi usada como base ao longo de todo o trabalho. Foi possível estimar a carga térmica 
dos cômodos a serem climatizados levando em conta os dados obtidos pela planta do 
imóvel, tal como várias considerações feitas para otimizar o projeto. Sendo 
considerados vários parâmetros, tais como, a transmissão de calor por superfícies 
opacas, insolação, infiltração de ar, tipo de atividade exercida pelos ocupantes da casa, 
iluminação e eletrodomésticos. Assim, foi possível selecionar equipamentos de 
refrigeração adequados para garantir o maior conforto térmico no ambiente trabalhado. 
 
Palavras-chaves: Climatização; Norma; Carga térmica; Refrigeração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................... 6 
2. OBJETIVOS ........................................................................................... 6 
2,1 OBJETIVO GERAL ................................................................................. 6 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 6 
3. REVISÃO BIBLIOGRAFICA .............................................................. 7 
3.1 CLIMATIZAÇÃO DE UM AMBIENTE ................................................. 7 
3.2 CARGA TÉRMICA .................................................................................. 7 
3.3 RENOVAÇÃO E INFILTRAÇÃO DE AR .............................................. 8 
3.4 TRANSMISSÃO DE CALOR POR SUPERFÍCIES OPACAS ............... 9 
3.5 RECINTOS ADJACENTES ..................................................................... 9 
3.6 CARGAS DE TRANSMISSÃO E DE INSOLAÇÃO ............................. 9 
3.7 CARGA TÉRMICA DEVIDO AS PESSOAS ......................................... 9 
3.8 CARGA TÉRMICA DEVIDO AOS EQUIPAMENTOS ........................ 10 
4. METODOLOGIA ......................................................................................... 10 
4.1 PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DE UMA PLANTA 
RESIDENCIAL………………………………………………………......10 
4.2 TEMPERATURA DE BULBO SECO E BULBO ÚMIDO DO AR 
EXTERNO .................................................................................................................. 10 
4.3 RECINTOS ADJACENTES ..................................................................... 11 
4.4 RENOVAÇÃO E INFILTRAÇÃO DE AR .............................................. 12 
4.5 COEFICIENTES DE TRANSMISSÃO DE CALOR POR SUPERFÍCIES 
OPACAS ( PAREDES, PISOS, LAJES E TELHADOS). .......................................... 14 
4.6 CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DAS 
PAREDES ................................................................................................. 14 
4.7 CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DAS 
JANELAS E INSOLAÇÃO ...................................................................... 16 
4.7.1 Fator de ganho de calor por insolação (SHGF) ............................. 16 
4.7.2 Carga de Insolação - Fator de carga de resfriamento (CLF) ....... 17 
4.7.3 Coeficiente de sombreamento (SC) ................................................. 17 
4.8 CALOR INTERNO ................................................................................... 18 
4.8.1 Carga térmica interna em função de pessoas ................................. 18 
4.8.2 Carga térmica em função da iluminação e equipamentos............. 19 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES.......................................................... 21 
5.1 CARGA TÉRMICA TOTAL DA RESIDÊNCIA POR CÔMODOS ...... 21 
5.2 ESCOLHA DO EQUIPAMENTO PARA REFRIGERAÇÃO ................ 21 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................. 23 
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 24
6 
 
1. INTRODUÇÃO 
A climatização tem o importante papel de proporcionar mais conforto aos 
frequentadores de um ambiente, sejam casas, indústrias, escritórios, hospitais, escolas, 
entre outros. Para garantir a qualidade do ar em ambientes fechados é necessário controlar 
a temperatura, a umidade e a renovação do ar. Contudo, a climatização não é apenas 
acerca do controle da temperatura. A forma como é feita a climatização pode variar em 
cada ambiente e exige um projeto específico para atender cada demanda. 
Segundo (STOECKER; JONES, 1985), o corpo humano é dotado da capacidade 
de adaptação em diferentes temperaturas, havendo o tempo necessário para a mesma. 
Porém quando as condições externas de temperatura e umidade ultrapassam os limites da 
capacidade de aclimatação do corpo, torna-se necessário a utilização de uma forma de 
controle interno para proporcionar um ambiente confortável ao ser humano. 
Segundo (Morales, 2015), 20% do consumo de energia elétrica comercial é devido 
à necessidade de ar condicionado, ao passo que, no campo residencial, enfatizado nesta 
pesquisa, o percentual é de 33%, bem como ambos os segmentos manifestam 10% do 
consumo de energia elétrica do Brasil, sendo a refrigeração o ponto crítico, devido ao 
elevado consumo do compressor. 
Atualmente, boa parte da população passa seu tempo em ambientes fechados, estes 
por sua vez nem sempre tem uma climatização adequada, o que implica no desconforto 
térmico e na perca de produtividade no caso de se tratar de um ambiente de trabalho, por 
exemplo. 
Dito isto, entende-se como um grande desafio a diminuição do consumo de energia 
elétrica conciliada ao conforto térmico dos ambientes. Portanto, faz-se necessário escolher 
equipamentos adequados para cada ambiente. Desta forma, é relevante para que este objetivo 
seja alcançado, o planejamento e a execução de projetos eficientes tanto no ponto de vista do 
conforto térmico, quanto no ponto de vista energético. 
2. OBJETIVOS 
2.1 OBJETIVO GERAL 
• Desenvolver um projeto de climatização de uma planta residencial considerada na 
cidade de Belém – PA, seguindo o que é descrito na norma ABNT NBR 16655-3; 
• Realizar o cálculo da carga térmica para todos os ambientes a serem climatizados; 
• Selecionar equipamentos adequados para otimização do projeto. 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Analisar a planta residencial e selecionar os ambientes a serem climatizados; 
• Estimar a carga térmica dos ambientes levando em consideração os fatores de 
7 
 
transmissão de calor por superfícies opacas, transmissão de calor por insolação, 
infiltrações, quantidades de pessoas e a potência dissipada pelos equipamentos da 
residência; 
• Selecionar os equipamentos adequados tendo em vista as condições de projeto e o 
melhor consumo energético. 
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
3.1 CLIMATIZAÇÃO DE AMBIENTES 
A climatização de ambientes consiste, basicamente, em diminuir ou aumentar a temperatura 
de umespaço para torná-lo mais confortável e aconchegante. O processo também pode ser usado em 
uma casa inteira. O objetivo de climatizar um ambiente é proporcionar uma temperatura agradável 
para as pessoas que estão nele, sem fazê-las tremer de frio ou suar em bicas. A tecnologia, muito 
comum em lojas e escritórios, também está disponível para ser instalada em residências. Um 
ambiente muito quente ou frio demais pode acabar com sua concentração no trabalho, ou até com o 
prazer de ler um livro ou assistir um filme no conforto do lar. Por isso, um climatizador de ambiente 
pode melhorar, e muito, sua qualidade de vida. 
3.2 CARGA TÉRMICA 
Carga térmica é a quantidade de calor que deve ser retirada ou fornecida a um local ou sistema, 
por unidade de tempo, objetivando a manutenção de determinadas condições térmicas (MENEZES, 
2005). 
O cálculo de carga de térmica é a base principal do projeto, e afeta o dimensionamento de 
todos os seus componentes: ventiladores, tubulação, dutos, difusores, serpentinas, compressores, 
entre outros. Portanto, é um cálculo que pode influenciar significativamente o custo inicial de 
investimento, custo operacional e consumo de energia, além do impacto no conforto térmico e 
produtividade dos ocupantes. 
De acordo com a norma NBR 16655-3, para a estimativa da carga térmica, é necessário: 
• Escolher os valores de projeto da temperatura de bulbo seco e a temperatura de bulbo 
úmido do ar externo em função da latitude e da altitude do local; 
• Escolher as temperaturas de projeto do ambiente condicionado adequadas às 
pessoas em função de sua idade, atividade e roupas; 
• Averiguar possíveis condições especiais, como recintos adjacentes não 
condicionados, insolação, sombreamento externo etc.; 
• Escolher os coeficientes de transferência de calor das distintas paredes da 
edificação com base no seu projeto. Paredes que separam ambientes na mesma 
temperatura devem ser ignoradas. Os coeficientes de transmissão de calor para 
inverno (aquecimento) e para verão (resfriamento) podem ser diferentes; 
8 
 
• Com base nas características construtivas da edificação, no programa de operação 
do sistema, nos valores de projeto da velocidade do vento e da diferença de 
temperatura. 
• Estimar a taxa de infiltração (parcela não controlada), conforme ABNT NBR 
15575-1 e/ou de ventilação com ar externo; 
• Determinar as características adicionais da edificação, como: localização, 
orientação, sombreamento externo e massa, as quais afetam o ganho de calor por 
insolação; 
• Com base nas características construtivas da edificação e nas condições de projeto 
determinar as diferenças de temperatura para a carga de refrigeração, fatores de 
ganho de calor por insolação e fatores de carga de refrigeração apropriados; 
• Determinar a taxa de transferência de calor para o recinto em função dos 
coeficientes de transferência de calor, áreas e diferenças de temperatura, 
previamente calculados; 
• Para espaços com geração interna de calor (luzes, equipamentos, pessoas etc.) 
aplicar os fatores de carga de refrigeração quando necessário e as programações de 
uso. 
• O processo de cálculo da carga térmica a ser empregado é o da carga de 
resfriamento pela diferença de temperatura (CLTD), fatores de carga de 
resfriamento solar (SCL), e fatores de carga térmica interna que é o processo que 
melhor se aplica para o cálculo manual. 
3.3 RENOVAÇÃO E INFILTRAÇÃO DE AR 
Onde se tem ventilação natural, por meio de janelas ou outros meios operáveis, 
considera-se esta taxa como uma infiltração que faz parte do ganho de calor no ambiente, 
participando do cálculo e dimensionamento do sistema de ar condicionado. Onde o ar de 
renovação é condicionado e fornecido por sistema mecânico, as cargas sensíveis e latentes 
são aplicadas diretamente para dimensionamento da serpentina de resfriamento, e não 
afetam a carga térmica do ambiente. 
Infiltração é o fluxo de ar externo para o interior da edificação através de frestas e 
outras aberturas não intencionais, e através do uso de portas localizadas na fachada 
(ABNT, 2008). 
A infiltração de ar externo no ambiente afeta tanto a temperatura do ar como a 
umidade, de maneira não controlada. É importante que as edificações sejam projetadas 
para reduzir ao mínimo possível a taxa de infiltração, realizando a vedação das superfícies 
externas, adotando vestíbulos ou portas giratórias, ou mantendo a pressão interna da 
edificação superior à externa (STOECKER; JONES, 1985). 
9 
 
Com base nas características construtivas da edificação, vedação de janelas e 
portas, nos valores de projeto da velocidade do vento e da diferença de temperatura, 
estima-se a taxa de infiltração e ou de ventilação com ar externo. Este valor corresponde 
à parcela não controlada, do ar externo, conforme ABNT NBR 15575-1. 
3.4 TRANSMISSÃO DE CALOR POR SUPERFÍCIES OPACAS 
As opções de arranjo dos materiais e de suas espessuras para a construção de paredes, pisos e lajes 
e podem ser verificadas nos manuais de cálculo de carga térmica. Não pode ser considerada a 
troca de calor entre ambientes com a mesma temperatura. 
3.5 RECINTOS ADJACENTES 
Para recintos adjacentes não condicionados considerar a temperatura de bulbo seco conforme 
a seguir: 
• No verão, a temperatura de bulbo seco é 3 °C acima da temperatura de bulbo seco 
do ar externo no verão; 
• No inverno, a temperatura de bulbo seco é 3 °C acima da temperatura de bulbo seco 
do ar externo no inverno. 
3.6 CARGAS DE TRANSMISSÃO E DE INSOLAÇÃO 
Para o cálculo do valor de carga térmica por transmissão e por insolação, deve-se 
considerar as seguintes condições: 
• Localização; 
• Latitude; 
• Orientação; 
• Mês do ano; 
• Temperatura de bulbo seco externa e interna; 
• Horário; 
• Características construtivas do edifício; 
• Diferenças de temperatura para a carga de refrigeração CLTD; 
• Fator de ganho de calor por insolação SHGF; 
• Fator de carga de refrigeração CLF apropriados; 
• Fator de sombreamento; 
• Sombreamento externo devido a outras construções ou mesmo a existência de 
árvores, as quais afetam o ganho de calor por insolação. 
3.7 CARGA TÉRMICA DEVIDO AS PESSOAS 
Todo ser humano emite calor que varia conforme esteja o indivíduo, em repouso ou em atividade. A 
carga térmica devido às pessoas é dada pela NBR 16401, pelo calor sensível e latente liberado pelas pessoas 
em um determinado tipo de recinto, para uma determinada temperatura de bulbo seco das condições internas. 
10 
 
 
3.8 CARGA TÉRMICA DEVIDO AOS EQUIPAMENTOS 
A carga térmica devido aos equipamentos assim como a devido às pessoas é dada também 
pela NBR 16401, através de valores típicos de dissipação de calor (equipamentos de escritório, 
motores elétricos e outras fontes de calor e umidade), eficiência (motores elétricos) e potência 
dissipada (iluminação). 
4. METODOLOGIA 
4.1 PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DE UMA PLANTA RESIDENCIAL 
A planta residencial analisada é situada na cidade de Belém, composta por 9 
cômodos, sendo 02 dormitórios, 01 suíte, 02 banheiros, 01 cozinha, 01 sala de estar/jantar, 
01 área de serviços e 01 garagem. As áreas a serem climatizadas são somente os 
dormitórios, a suíte e a sala de estar/jantar. É estimado que 5 pessoas vivem na residência. 
São 04 janelas na residência (contabilizando apenas nos cômodos a serem climatizados, 
logo, nos dormitórios, na suíte e na sala de estar/jantar) consideradas de vidro. Admitimos 
que a janela da sala de estar/jantar tenha medidas 2,5 x 2,0 (m), e as janelas dos 
dormitórios e suíte 1,5 x 1,5 (m) cada e 6 mm de espessura para todas, o pé direito da casa 
é de 3 metros. A imagem da planta da residência e sua orientação cardial é apresentada 
na figura abaixo. 
Figura 1. Planta da residência. 
 
 
Fonte: Folha de projeto (adaptado). 
4.2 TEMPERATURA DE BULBO SECO E BULBO ÚMIDO DO AR EXTERNO 
11 
 
Os valores da temperatura e de umidade foram selecionados conforme anorma 
ABNT NBR 16653-3, consideramos a estação de verão que é a mais quente do ano. Com 
base na norma, para a cidade de Belém, temos os parâmetros necessários, mostrados na 
Figura 2. 
Figura 2. Condições de temperatura e umidade do ar externo para o verão. 
 
Fonte: ABNT 16655-3 (2019) 
A escolha da temperatura interna de referência foi feita a partir da altitude da 
cidade de Belém, que é de 16 metros. Na figura 3 da norma ABNT NBR 16655-3, para 
altitudes até 50 metros temos as condições 1 e 2, nesse caso foi escolhida a condição 2 
pois como dito na nota abaixo da tabela, é uma condição para valores menores de 
instalação e consumo de energia elétrica sem a perda do conforto. 
Figura 3. Condições de temperatura e umidade 
internas para o verão.
 
Fonte: ABNT 16655-3 (2019). 
4.3 RECINTOS ADJACENTES 
Para recintos adjacentes não condicionados considera-se que a temperatura de 
bulbo seco é 3 °C acima da temperatura de bulbo seco do ar externo no verão. Essa 
12 
 
correção de temperatura se fez presente nos cálculos do CLTD para as paredes internas 
não condicionadas. 
4.4 RENOVAÇÃO E INFILTRAÇÃO DE AR 
Com base nas características construtivas da edificação, vedação de janelas e 
portas, nos valores de projeto da velocidade do vento e da diferença de temperatura, 
estimar a taxa de infiltração e ou de ventilação com ar externo. Este valor corresponde à 
parcela não controlada, do ar externo, conforme ABNT NBR 16655-3. Para realização do 
cálculo de infiltração foi considerado o valor mínimo recomendado de projeto de 
3,6𝑚3/ℎ × 𝑚2 para cada ambiente residencial. 
A vazão de ar em volume infiltrado ou de renovação deve ser calculada conforme a equação: 
 
𝑄𝑎𝑒 = 𝑄𝑖𝑛𝑓 ∗ 𝐴 
Onde 
• 𝑸𝒂𝒆 é a vazão de ar externo, expresso em metro cúbico por hora (m^3/h); 
• 𝑸𝒊𝒏𝒇 é a vazão de ar externo infiltrado ou de renovação expresso em metro cúbico por 
hora (m^3/h) por metro quadrado de piso (m^2 de piso); 
• 𝑨 é a área do piso, expressa em metro quadrado (m^2). 
A vazão em massa de ar infiltrado ou de renovação é calculada conforme a equação: 
 
𝑚𝑎𝑒 = (𝑄𝑎𝑒) ∗ (
1
3600
) ∗ 𝜌 
Onde 
• 𝒎𝒂𝒆 é a vazão em massa de ar externo, expressa em quilograma por segundo 
(kg/s); 
• 𝑸𝒂𝒆 é a vazão em volume de ar externo, expressa metro cúbico por hora (m^3/h); 
• 1h/3600s é a transformação de metros cúbicos por hora em metros cúbicos por 
segundo (m^3/h em m^3/s); 
• ρ é a massa específica do ar externo, expressa em quilograma por metro cúbico 
(kg/m^3). 
O calor sensível do ar externo, por sua vez, será calculado como a diferença do 
calor total e o calor latente: 
𝑞𝑠𝑎𝑒 = 𝑞𝑡𝑎𝑒 – 𝑞𝑙𝑎𝑒 
ee 
 
Em que 
• 𝑞𝑡𝑎𝑒 é o calor total, expresso em watts (W); 
13 
 
• 𝑞𝑙𝑎𝑒 é o calor latente, expresso em watts (W). 
O calor latente do ar externo foi obtido a partir de: 
 
𝑞𝑙𝑎𝑒 = 𝑚𝑎𝑒 ∗ ℎ𝑙𝑣 ∗ (𝑊𝑎𝑒 − 𝑊𝑎𝑚𝑏) 
Onde 
• 𝒎𝒂𝒆 é a vazão em massa de ar externo, expressa em quilograma por 
segundo (kg/s); 
• ℎ𝑙𝑣 é o calor latente de vaporização da água 2501 kJ/kg, expresso em 
quilo joule por quilograma (kJ/kg); 
• 𝑊𝑎𝑒 é a umidade absoluta do ar externo, expressa em quilograma por 
quilograma (kg/kg); 
• 𝑊𝑎𝑚𝑏 é a umidade absoluta do ar do ambiente, expressa em 
quilograma por quilograma (kg/kg). 
O calor total do ar externo é calculado conforme a equação: 
𝑞𝑡𝑎𝑒 = 𝑚𝑎𝑒 ∗ (ℎ𝑎𝑒 − ℎ𝑎𝑚𝑏) 
Em que 
• 𝑚𝑎𝑒 é a vazão em massa de ar externo, expressa em quilograma por 
segundo (kg/s); 
• ℎ𝑎𝑒 é a entalpia do ar externo, expressa em quilo joule por quilograma 
(kJ/kg); 
• ℎ𝑎𝑚𝑏 é a entalpia do ar do ambiente, expressa em quilo joule por 
quilograma (kJ/kg). 
Os cálculos da carga térmica foram feitos para todos os cômodos que desejamos 
climatizar. A Tabela abaixo, mostra os valores obtidos do cálculo da carga térmica 
referente à renovação e infiltração de ar. 
Tabela 1. Cálculos e dados referentes à renovação e infiltração 
Ambientes a 
serem 
climatizados 
Área 
(m^2) 
Vazão de Ar 
externo 
infiltrado 
Qinf(m^3/h) 
Vazão de ar 
Externo 
Qae (m^3/h) 
Vazão em 
massa de ar 
externo 
mae(kg/s) 
Calor 
sensível do 
ar externo 
(W) 
Calor 
Latente 
(W) 
Calor total 
do ar externo 
qtae (W) 
Suite 01 10,29 3,6 37,04 0,01195 183,26478 137,50595 320,7707 
Dormitório 01 10,8 3,6 38,88 0,01254 192,34787 144,32111 336,6690 
Dormitório 02 7,56 3,6 27,22 0,00878 134,64351 101,02478 235,6683 
Sala de 
estar/jantar 
45,68 3,6 164,46 0,05306 813,61370 610,46495 1424,0787 
14 
 
Total da carga térmica 2317,1867 
Fonte: Autoria própria. 
4.5 COEFICIENTES DE TRANSMISSÃO DE CALOR POR SUPERFÍCIES 
OPACAS (PAREDES, PISOS, LAJES E TELHADOS). 
As paredes, lajes e telhados transmitem a energia solar para o interior dos recintos 
por condução e convecção. As paredes consideradas neste cálculo são aquelas que estão 
expostas diretamente aos raios solares, logo as que estão voltadas para o Leste e Oeste e 
Noroeste para onde está orientada a janela da sala de estar/jantar. 
Figura 4. Coeficiente de transmissão de calor por superfícies opacas. 
 
Fonte: ABNT 16655-3, (2019). 
Figura 5. Coeficiente de transmissão de calor através de piso, parede interna e janelas. 
 
Fonte: ABNT 16655-3, (2019). 
Para calcular a transmissão de calor das paredes e janelas é preciso utilizar-se dos 
dados das tabelas anteriores para determinar a resistividade térmica. 
4.6 CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DAS PAREDES 
Para que seja calculada a transmissão de calor por essas superfícies opacas, pode 
15 
 
ser utilizada a equação abaixo. 
𝑞𝑠𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑜 =
[𝐴 ∗ (𝐶𝐿𝑇𝐷)]
𝑅
 
 Onde 
• 𝐴 é a área em m^2; 
• 𝐶𝐿𝑇𝐷 é a diferença de temperatura para a carga de refrigeração; 
• 𝑅 é a resistividade térmica. 
O valor do CLTD para paredes internas foi calculado a partir da temperatura de 
bulbo seco do ar externo mais 3 °C menos a temperatura de bulbo seco do ar. 
A norma NBR 16655-3 apresenta essa diferença de temperatura para carga de 
refrigeração CLTD corrigida as 16 h, como mostrado na figura abaixo. 
Figura 6. Diferença de temperatura para a carga de refrigeração CLTD, corrigida às 16 
h (continua). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: ABNT 16655-3, (2019). 
Os resultados obtidos através do cálculo de transmissão através das paredes são 
mostrados na tabela a seguir. 
Tabela 2. Transmissão de calor nas superfícies opacas. 
 Área 
(m^2) 
CLTD (Cº) 
Resistividade 
Térmica 
(m^2*ºC)/W 
Transmissão de calor 
das paredes (W) 
Suíte 
Parede externa 
Oeste 
9 16,1 0,426 340,1408 
Parede Interna 3,6 10,2 0,394 93,1980 
Dormitório 
1 
Parede externa 
Leste 
9 20,1 0,426 424,6479 
Parede Interna 8,4 10,2 0,394 217,4619 
Sala de 
estar/jantar 
Parede externa 
Leste 
16,72 20,1 0,426 788,9014 
Parede Interna 11,1 10,2 0,394 287,3604 
16 
 
Dormitório 
2 
Parede Leste 5,85 20,1 0,426 276,0211 
Parede Interna 8,4 10,2 0,394 217,4619 
Transmissão de calor total (W) 2645,1935 
Fonte: Autoria própria. 
4.7 CÁLCULO DA TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DAS JANELAS 
E INSOLAÇÃO 
De acordo com a norma NBR 16655-3, para determinar as características adicionais da 
edificação, os seguintes fatores devem ser observados, por exemplo:   
• localização; 
• orientação (norte, leste, sul e oeste); 
• sombreamento externo devido a outras construções ou mesmo a existência de 
árvores, as quais afetam o ganho de calor por insolação. 
4.7.1 Fator de ganho de calor por insolação (SHGF) 
Esse fator considera a latitude e o período do ano para a incidência máxima de 
radiação em superfícies transparentes, por exemplo as janelas de vidro. Esse fato em 
relação do mês e da direção geográfica é apresentado na figura abaixo obtida na norma. 
Figura 7. Fator de ganho por insolação SHGF em W/m^2. 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 (2019). 
4.7.2 Carga de insolação – Fator de carga de resfriamento (CLF) 
No caso de vidros em janelasou claraboias, é necessário que a sua 
transmissibilidade seja reduzida, diminuindo a carga térmica interna. Os fatores de 
sombreamento são encontrados na figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
17 
 
Figura 8. Carga de insolação - Fator de carga de resfriamento às 16 h. 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 (2019). 
4.7.3 Coeficientes de sombreamento (CS) 
O chamado “coeficiente de sombreamento” (CS) é uma unidade de medida que 
mostra a eficiência da capacidade de ganho de calor por radiação solar. Em outras 
palavras, é a quantidade de calor transmitida para dentro de uma edificação pelos vidros. 
Nesse projeto, foi considerado vidro de 6 mm com cortina e refletivo, assim 
selecionamos o coeficiente com base na figura a seguir. 
Figura 9. Coeficiente de sombreamento. 
 
Fonte: Fonte: ABNT NBR 16655-3 (2019). 
De acordo com a norma, o ganho de calor solar através do vidro é calculado 
conforme a equação abaixo. 
𝑞𝑠𝑖𝑛𝑠 = 𝐴 ∗ 𝑆𝐶 ∗ 𝑆𝐻𝐺𝐹 ∗ 𝐶𝐿𝐹 
Onde 
• 𝐴 é a área da janela, expressa em metros quadrados (m2); 
• 𝑆𝐶 é o fator de sombreamento; 
• 𝑆𝐻𝐺𝐹 é o fator de ganho de calor por insolação, expresso em watts 
por metro quadrado (W/m^2); 
• 𝐶𝐿𝐹 fator de carga de resfriamento em função do horário. 
Abaixo estão mostrados os valores calculados da transmissão de calor através 
das janelas. 
 
 
 
18 
 
Tabela 3. Transmissão de calor através das janelas 
 
 Área 
(m^2) 
CLF SC 
SHGF 
(W/m^2) 
Transmissão de 
calor através das 
janelas (W) 
Janela 
Noroeste 
5 0,73 0,3 634 694,2300 
Janela Leste 2,25 0,17 0,3 615 70,5713 
Total 764,8013 
Fonte: Autoria própria. 
4.8 CALOR INTERNO 
Devem ser consideradas as cargas relativas às pessoas, à iluminação e aos equipamentos, que dissipam 
calor. 
4.8.1 Carga térmica interna em função de pessoas 
Como dito anteriormente, a quantidade estimada de pessoas que vivem na 
residência é 5. Consideraremos que as pessoas normalmente estão sentadas ou em 
trabalho leve. A figura abaixo apresenta a relação do tipo de atividade com o calor gerado 
por cada pessoa. 
Figura 10. Carga térmica interna em função de pessoas. 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 (2019). 
O cálculo da carga térmica interna de pessoas deve ser feito utilizando as equações: 
𝒒𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 = 𝒏º𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 ∗ 𝒄𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂 ∗ 𝑪𝑳𝑭 
Onde 
• 𝒒𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 é o calor sensível referente às pessoas, expresso em watts (W); 
• 𝒏º𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 é a quantidade de pessoas; 
• 𝒄𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂 é o calor sensível por pessoa, em função da atividade, expresso em watts por 
pessoa (W/pessoa); 
• 𝑪𝑳𝑭 é o fator de carga de resfriamento adimensional. 
e também: 
𝒒𝒍𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 = 𝒏º𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔(𝒄𝒕𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂 − 𝒄𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂) 
Onde 
• 𝒒𝒍𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 é o calor latente referente a pessoas, expresso em watts (W); 
• 𝒏º𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 é a quantidade de pessoas; 
19 
 
• 𝒄𝒕𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂 é o calor total por pessoa, em função da atividade expressa em watts por pessoa 
(W/ pessoa); 
• 𝒄𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂 é o calor sensível por pessoa, em função da atividade, expresso em watts por 
pessoa (W/pessoa). 
A seguir, os resultados obtidos para o cálculo de carga interna em função de pessoas. 
Tabela 4. Carga interna pelas pessoas 
Atividade 
Número de 
pessoas 
Calor Latente 
(W/pessoa) 
Calor sensível 
(W/pessoa) 
CLF 
Calor total 
(W/pessoa) 
Pessoas 
sentadas/trabalho 
leve 
5 375 375 1 750 
Total 750 
 
Fonte: Autoria própria. 
4.8.2 Carga térmica em função da iluminação e equipamentos 
Em geral, iluminação é o componente que mais contribui para o ganho de calor do ambiente 
e dimensionamento do sistema. O tipo e a potência das luminárias devem ser obtidos a partir do 
projeto de iluminação. Na ausência destas informações, devem ser adotados os valores típicos para 
as densidades de potência de iluminação estipulados. 
A dissipação efetiva de calor dos equipamentos de escritório deve ser obtida a partir do 
levantamento dos equipamentos e de informações do fabricante. Na ausência destas informações, 
devem ser adotados os valores típicos de densidade de potência de equipamentos internos e taxas de 
dissipação de calor. A carga térmica em função da iluminação e dos equipamentos pode ser observada 
nas figuras a seguir. 
Figura 11. Carga térmica interna em função de iluminação. 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 (2019). 
A estimativa da potência instalada deve ser calculada conforme a equação: 
𝑝𝑠𝑖𝑙𝑢𝑚 = 𝐴 ∗ 𝑐𝑠𝑖𝑙𝑢𝑚 
Onde 
• 𝑝𝑠𝑖𝑙𝑢𝑚 é a potência instalada de iluminação, expressa em watts (W); 
• 𝐴 é a área de piso expressa em metros quadrados (m^2); 
20 
 
• 𝑐𝑠𝑖𝑙𝑢𝑚 é a potência instalada específica, expressa em watts por metro quadrado (W/m^2). 
Figura 12. Carga térmica interna em função de equipamentos. 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 (2019). 
Para calcular a carga sensível de equipamentos, utilizamos a equação: 
𝑞𝑠𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝 = 𝑝𝑠𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝 ∗ 𝐶𝐿𝐹 
Em que 
• 𝑞𝑠𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝 é a carga sensível de equipamentos, expressa em watts (W); 
• 𝑝𝑠𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝 é a potência instalada de equipamentos, expressa em watts (W); 
• 𝐶𝐿𝐹 é o fator de carga de resfriamento adimensional. 
Os resultados para a carga térmica referente à iluminação e equipamentos são 
mostrados nas tabelas a seguir. 
Tabela 5. Carga interna por iluminação e equipamentos. 
Cômodos 
Área 
(m^2) 
Equipamentos e 
iluminação 
QTD 
Carga sensível 
de iluminação 
(W) 
Carga sensível de 
equipamentos 
(W) 
POTÊNCIA 
TOTAL POR 
CÔMODOS (w) 
Dormitório 
01 
10,8 
Televisão 1 - 200,00 
416,00 Lâmpada 
Fluorescente 
2 216,00 - 
Dormitório 
02 
7,56 
Televisão 1 - 200,00 
351,20 Lâmpada 
Fluorescente 
2 151,20 - 
Suíte 10,29 
Televisão 1 - 200,00 
405,80 Lâmpada 
Fluorescente 
2 205,80 - 
Sala de 
estar/jantar 
45,68 
Televisão 1 - 200,00 
3352,13 Lâmpada 
Fluorescente 
3 3152,13 - 
POTÊNCIA TOTAL DE EQUIPAMENTOS E ILUMINAÇÃO 4525,13 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
 
 
 
 
 
21 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
5.1 CARGA TÉRMICA TOTAL DA RESIDÊNCIA POR CÔMODOS 
Para a seleção dos equipamentos adequados ao projeto é necessário que 
realizemos a soma das cargas térmicas de cada cômodo que iremos climatizar. Assim, 
definimos separadamente o equipamento com base nos recintos de forma individual. A 
Tabela 8 mostra esses valores de carga térmica. 
Tabela 6. Carga térmica total do projeto. 
Descrição 
Cômodos 
Suíte 
Dormitório 
1 
Dormitório 2 
Sala de 
estar/jantar 
Infiltração/Renovação 320,77 336,67 235,67 1424,08 
Paredes/Janelas 433,34 642,11 564,05 1770,49 
Atividade 150 150 150 300 
Equipamentos e iluminação 405,80 416,00 351,20 3352,13 
Total por cômodo (W) 1309,91 1544,78 1300,92 6846,70 
Total por cômodo (BTU/h) 4469,59 5271,00 4438,93 23361,90 
CARGA TÉRMICA TOTAL 
DA RESIDÊNCIA (W) 
11002,31 
CARGA TÉRMICA TOTAL 
DA RESIDÊNCIA (BTU/H) 
37541,43 
 
Fonte: Autoria própria. 
5.2 ESCOLHA DO EQUIPAMENTO PARA REFRIGERAÇÃO 
Com base na tabela 8 para os valores de carga térmica dos cômodos podemos 
escolher melhor cada equipamento se adequando à condição de projeto. 
De acordo com um levantamento realizado pelo Programa Nacional de 
Conservação de Energia Elétrica (Procel), a economia de energia com o uso de um 
aparelho split com tecnologia inverter fica entre 40% e 70%, em relação aos modelos de 
janela menos econômicos. Por esse motivo, neste projeto usaremos esse tipo de aparelho. 
Para a Suíte e para os dormitórios, ar condicionados de 7.500 BTU/h se 
adequariam, no entanto, os modelos encontrados no mercado são apenas de janela e seu 
valor é equiparável a outros modelos split com capacidade até superior e com melhor 
eficiência energética. Portanto, serão selecionados três ar condicionados split de 9.000 
BTU/h, embora com uma carga acima do que foi obtida na suíte e nos dormitórios, o 
ganho de eficiência e a redução dos custos é preferível. 
Já para a sala de estar/jantar será selecionado um ar condicionado com capacidadede 24.000 BTU/h que se adequa tranquilamente à demanda térmica do cômodo em 
questão. 
22 
 
Na tabela abaixo, estão listados os cômodos, tal como o equipamento e o valor 
respectivo de cada um. 
Tabela 7. Custos dos equipamentos e projeto propostos para climatização. 
Cômodos Quantidade Equipamento 
Custo do 
equipamento 
por unidade 
(R$) 
Capacidade 
(BTU/h) 
Custo de 
instalação 
(R$) 
Suite 01 1 Ar-Condicionado 
Split Hi Wall LG 
Dual Inverter 
Voice 
1669,00 9000 200,00 Dormitório 01 1 
Dormitório 02 1 
Sala de 
estar/jantar 
1 
Ar-Condicionado 
Split Hi Wall LG 
Dual Inverter 
Voice 
3644,99 24000 300,00 
CUSTO EQUIPAMENTO + INSTALAÇÃO (R$) 9551,99 
CUSTO DO PROJETO (R$) 4000,00 
CUSTO TOTAL (R$) 13551,99 
 
Fonte: Autoria própria. 
O preço de instalação se deu a partir de pesquisas de mercado da qual retirou um 
valor médio do custo de instalação cobrados por esses profissionais qualificados que 
executam esse tipo de instalação. 
A seguir, as imagens dos modelos selecionados conforme apresentado na Tabela 
anterior. 
Figura 13 - Ar Condicionado Split Hi Wall LG Dual Inverter Voice 9000 BTU/h. 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
Figura 14 - Ar Condicionado Split Hi Wall LG Dual Inverter Voice 24000 BTU/h. 
 
Fonte: Autoria própria. 
 
23 
 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Ao longo deste trabalho pôde-se concluir que os objetivos esperados para o projeto 
de climatização de uma planta residencial situada em Belém, foram alcançados. Foram 
obtidos resultados satisfatórios em relação à seleção dos equipamentos de ar-condicionado 
e ao dimensionamento da carga térmica dos ambientes selecionados. O projeto se adequou 
com êxito ao que se era esperado: custo equilibrado, boa eficiência energética e o melhor 
conforto térmico possível para os moradores da residência.
24 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASHRAE, Standard. HVAC and Power section highlights. Engineers Newsletter. V.4. 
a.1.2013. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401-1: Instalações de 
ar-condicionado – Sistemas centrais e unitários Parte:1 projetos das instalações. Rio 
de Janeiro, 2008. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16655-3: Instalação de 
sistemas residenciais de ar-condicionado—Split e compacto. Parte 3: Método de cálculo 
da carga térmica residencial. Rio de Janeiro, 2019. 
AR-CONDICIONADO Split Hi Wall LG Dual Inverter Voice 24000 BTUs Quente/Frio S4-
W24KE311. [S. l.], 23 jun. 2022. Disponível em: https://www.zoom.com.br/ar-
condicionado/ar-condicionado-split-lg-24000-btus-quente-frio-s4-w24ke311?_lc=11. 
Acesso em: 23 jun. 2022. 
AR-CONDICIONADO Split Hi Wall LG Dual Inverter Voice 9000 BTUs Frio S4-
Q09WA51. [S. l.], 23 jun. 2022. Disponível em: https://www.zoom.com.br/ar-
condicionado/ar-condicionado-split-lg-9000-btus-frio-s4-q09wa51a?_lc=11. Acesso em: 23 
jun. 2022. 
PAZZE, Bruna. PROJETO E ANÁLISE ENERGÉTICA DE UM SISTEMA DE AR 
CONDICIONADO EM EDIFÍCIO RESIDENCIAL. 2020. Monografia (Bacharelado em 
Engenharia Mecânica) - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO 
DO RIO GRANDE DO SUL, [S. l.], 2020. 
CARGA Térmica: princípios básicos. [S. l.], 5 jan. 2018. Disponível em: 
http://www.engenhariaearquitetura.com.br/2018/01/carga-termica-principios-
basicos#:~:text=Renova%C3%A7%C3%A3o%20de%20ar%20(ventila%C3%A7%C3%A
3o)&text=Onde%20se%20tem%20ventila%C3%A7%C3%A3o%20natural,do%20sistema
%20de%20ar%20condicionado. Acesso em: 23 jun. 2022.