Auditoria bloco C da central de aulas CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA por Dáuberson e André

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UFPB - UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA 
 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 DISCIPLINA: CONDICIONAMENTO DE AR VENTILAÇÃO E 
REFRIGERAÇÃO 
 ORIENTADOR: Dr. Carlos Antônio Cabral dos Santos 
_____________________________________________________________________ 
 
 
 
 
PROJETO DE DIMENSIONAMENTO E 
AUDITORIA DO SISTEMA DE AR 
CONDICIONADO PARA O BLOCO C DA 
CENTRAL DE AULAS 
 
 
 
 
 
 
EQUIPE: 
Dauberson da Nóbrega Batista Azevêdo – Mat: 10921200 
André Rodrigues da Silva – Mat: 10821311 
 
 
 
João Pessoa-PB, 03 de junho de 2016. 
 
 
Dauberson da Nóbrega Batista Azevêdo 
André Rodrigues da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE DIMENSIONAMENTO E 
AUDITORIA DO SISTEMA DE AR 
CONDICIONADO PARA O BLOCO C DA 
CENTRAL DE AULAS 
 
 
 
 
Trabalho referente a disciplina de 
Condicionamento de Ar, Ventilação e 
Refrigeração, da Universidade federal da 
Paraíba. 
Professor Orientador: Carlos Antônio 
Cabral dos Santos 
 
 
 
 
 
 
 
Resumo 
 O presente trabalho refere-se a auditoria sobre as condições de conforto 
térmico e capacidade de refrigeração instalada nas edificações do bloco C da central 
de aulas. 
 O cálculo da carga térmica foi efetuado pela NBR 6401, e norma completar 
16401. 
Palavras-chave: Refrigeração; Cálculo da carga térmica; conforto térmico, NBR 6401. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. Introdução ............................................................................................................................ 5 
2. Definições do projeto e objetivos ..................................................................................... 6 
3. Roteiro do Projeto ............................................................................................................... 7 
4. Concepção Inicial do Projeto ............................................................................................ 8 
5. Definição das instalações e cálculo da carga térmica ................................................ 10 
5.1 Insolação através de vidros .................................................................................... 11 
5.2 Insolação e transmissão de calor através de paredes externas e telhado ..... 15 
5.3 Carga interna de iluminação ................................................................................... 19 
5.4 Calor sensível liberado pelos ocupantes .............................................................. 21 
5.5 Calor sensível de equipamentos ............................................................................ 21 
5.6 Carga devida ao ar externo de ventilação (sensível e latente) ......................... 22 
6. Carga térmica total ............................................................................................................... 24 
7. Seleção de equipamentos .................................................................................................. 25 
8. Discussão sobre a situação instalada .............................................................................. 25 
9. Conclusão ............................................................................................................................. 27 
10.Referências Bibliográficas ................................................................................................. 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
1. Introdução 
 
Em virtude da situação incômoda, relativa as condições ambientes, enfrentada 
pelos membros desta academia que realizam atividades nas edificações do bloco C 
da Central de aulas, o professor Doutor Carlos Antônio Cabral dos Santos propôs aos 
alunos da disciplina de condicionamento de ar, ventilação e refrigeração que 
calculassem a carga térmica das edificações, levando em conta toda a potência 
térmica a ser retirada, incluindo o calor dissipado pelos equipamentos instalados, 
pessoas, a respectiva carga térmica de insolação, e a carga de renovação de ar, 
instituída pela NBR 16401. 
Ao dimensionarmos o sistema de condicionamento de ar para o ambiente em 
questão, temos que ter em mente, que estamos fazendo um projeto voltado para áreas 
em que, durante todo o dia, tem grande fluxo e permanência de pessoas. No caso de 
salas de aula, e atividades de escritório, o desempenho está relacionado com as 
condições de conforto dos ocupantes, por isso devemos prezar por essas condições 
favoráveis. 
Para realizarmos a comparação da situação real, com a informação conhecida 
(potência do equipamento de refrigeração já instalado, dados conhecidos de carga 
térmica calculados e arquivados anteriormente), é preciso conhecer as características 
individuais de cada célula do bloco em estudo. A carga térmica é a quantidade de 
calor sensível e latente, que deve ser retirada (resfriamento) ou colocada 
(aquecimento) no recinto a fim de proporcionar 
 A condição de conforto desejada, 
 Manter as condições ambientes adequadas para a conservação de um 
produto 
 Realização de um processo de fabricação. 
Conhecer a carga térmica é básico para: 
 Dimensionar a instalação; 
 Selecionar equipamentos; 
 Avaliar o funcionamento de equipamentos 
 Avaliar as alterações necessárias ao sistema, que beneficiem os ambientes. 
6 
 
2. Definições do projeto e objetivos 
 
 A finalidade deste projeto é calcular a carga térmica aproximada, através da 
NBR 6401, suas normas complementares, e bibliografias relacionadas. Após isso, 
será possível selecionar equipamentos capazes de prover o conforto térmico, e 
comparar os dados encontrados com a capacidade já instalada, caso haja. 
Será considerado que os recintos adjacentes ao bloco CAC, não afetam 
significativamente a transferência de calor ao ambiente externo, nem que limitam a 
radiação solar incidente sobre o mesmo. Além disso, com exceção das paredes da 
secretaria, que são de vidro, todas as paredes do bloco são uma composição entre 
argamassa, concreto, tijolos de argila maciço, e camadas de tinta, pintadas 
exteriormente com látex vermelho telha. 
 O bloco C é composto por 2 auditórios, a sala de gerencia, o laboratório de 
inclusão digital (LID), a secretaria do PNAIC, PNAIC, um laboratório de informática 
(em fase de instalação), e uma sala de aula. A disposição das edificações pode ser 
observada na figura 1. Na figura 2 pode ser observada a vista aérea com a orientação 
do bloco. 
Figura 1 – Planta baixa CA-C
 
 
Figura 2 – Vista aérea e orientação do bloco 
 
Fonte: Gloogle Maps 
7 
 
Tabela 1 – Áreas das laterais 
 
Tabela 2 – Ocupação de pessoas
 
3. Roteiro do Projeto 
 De acordo com a norma NBR 6401 – Instalações Centrais de Ar condicionado 
para conforto – Parâmetros básicos de projeto, temos que o dimensionamento de uma 
instalação de ar-condicionado é dividido nas seguintes etapas: 
 Concepção inicial da instalação; 
 Definição das instalações; 
 Identificação e solução de interface; 
 Projeto de detalhamento; 
 Projeto legal; 
 Detalhamento de obra e desenhos "conforme constituído". 
Neste projeto iremos focar somente os três primeiros tópicos. De posse de 
todos os dados, é possível calcular a carga térmica do ambiente. 
A partir da carga térmica calculada, temos a potência necessária a ser 
instalada. Cruzando esses dados com condições financeiras, torna-se possível a 
escolha dos equipamentos de ar-condicionado para se obter o conforto térmico. Após 
8 
 
a escolha do equipamento de condicionamento de ar, é determinadoo tipo de filtro e 
possíveis dutos. Por fim, alocar a instalação do equipamento de modo a maximizar 
sua eficiência, e manter as condições de operação do recinto. 
4. Concepção Inicial do Projeto 
 
 De acordo com o levantamento de dados do local, programa de necessidades, 
estudo de viabilidades, e estudo preliminar (via NBR 13531). Foram coletados os 
dados e parâmetros que são utilizados para o cálculo da Carga Térmica: 
 Localização: João Pessoa (latitude de 7°9'28" sul e longitude: 34°47'30" oeste) 
e altitude média de 37 metros em relação ao nível do mar; 
 
 Pressão atmosférica: 1 atm; 
 
 Características do ambiente: TBS: 32°C, TBU: 26°C (No verão, segundo a NBR 
6401); umidade relativa de 77% (No inverno, segundo a NBR 6401); 
 
 Características dos recintos adjacentes: 
 
1. Consideraremos como sendo troca de calor com ambiente externo 
quando as paredes forem opostas e não compartilhadas; 
2. Consideraremos que não há fluxo de calor quando as paredes forem 
opostas, compartilhadas e ambos os ambientes estiverem a temperatura 
de conforto térmico desejada no projeto. 
 
 Composição e espessura de paredes internas e externas: 
1. Com exceção das paredes ENE do LID, e OSO da PNAIC, que dividem 
paredes vítreas com a secretaria, as demais são uma composição entre 
argamassa, concreto, tijolos de argila maciço, e camadas de tinta, pintadas 
exteriormente com látex vermelho telha. 
2. Embora as janelas possuam bordas de madeira, serão consideradas como 
vidros completos, e a porção relativa as bordas, será corrigida e 
contabilizada pela aproximação do fator de sombreamento. 
 
 Iluminação: Tipo fluorescente: 
 
 Dimensões do recinto: Citadas na figura 1 e tabela 1. 
 
 Portas e janelas: Função da dimensão do recinto 
 
9 
 
 Equipamentos e suas potências: 
 
Tabela 3 – Equipamentos instalados 
 
 
 Pessoas e permanência: Citadas na tabela 2. São uma função da natureza da 
atividade desenvolvida 
 
 Dimensionamento: Função da carga térmica. 
 
 Tipo de atividade: Pela NBR 6401, é possível classificar todas as atividades 
desenvolvidas com auxílio da tabela de calor liberado por pessoas, mostrada na 
figura 3, e descobrir a quantidade de calor liberado para cada função. Vale 
ressaltar, que a unidade da tabela usada na norma é kcal/h. 
 
 Temperatura indicada para sala de aula: 23 a 25ºC. (NBR 16401); 
 
 Umidade indicada para sala de aula: 40 a 60ºC. 
 
 Ar de renovação: 5l/s ou 18m³/h para cada pessoa, de acordo com NBR16401 
– 2008. 
 
 
Figura 3 – Tabela 12 NBR 6401, metabolismo de pessoas 
 
 
 
 
10 
 
Tabela 4: Descrição de cada ambiente 
 
5. Definição das instalações e cálculo da carga térmica 
A partir da concepção inicial do projeto, podemos começar a mensurar as 
participações que cada fonte geradora de calor possui em relação a carga térmica 
total do sistema. 
O cálculo da carga térmica, expressa em Watts, deve incluir: 
 Insolação através de vidros; 
 Transmissão de calor Através de vidros externos; 
 Insolação e transmissão de calor através de paredes externas; 
 Insolação e transmissão através do telhado; 
 Transmissão de calor através de paredes internas, vidros internos e assoalhos; 
 Carga interna de iluminação; 
 Calor sensível liberado pelos ocupantes; 
 Calor sensível de equipamentos; 
 Calor latente interno gerado por ocupantes e outras fontes latentes (pratos de 
comida, cafeteiras); 
 Carga sensível do ar exterior suposta no recinto(infiltrações); 
 Carga térmica latente do ar exterior incidente suposta no recinto(infiltrações); 
 Carga térmica devida a renovação de ar; 
 Outros ganhos de calor sensível, por ganhos de calor nos dutos, vazamento de 
ar nos dutos, calor do ventilador, etc. 
 
 
 
11 
 
5.1 Insolação através de vidros 
 
As paredes sudeste e noroeste, janelas que tomam porções consideráveis das 
suas proporções totais. Assim a carga térmica devida a essa insolação será de: 
 
𝑞 = 𝐴[𝐹𝑆𝑡. 𝐼 + 𝑈(𝑇𝑒 − 𝑇𝑖)] 
Onde: 
 
𝑞 = 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ; 𝐴 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑗𝑎𝑛𝑒𝑙𝑎; 𝐼 = 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎çã𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 
 𝑈 = 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑎 𝑗𝑎𝑛𝑒𝑙𝑎; (𝑇𝑒 − 𝑇𝑖) = 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠 
𝐹𝑆𝑡 = 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 
 
O fator de solar para superfícies transparentes pode ser encontrado na mesma 
norma e é definido pela equação: 
 
𝐹𝑆𝑡 = 𝑈𝛼𝑅𝑠𝑒 + 𝜏 
Onde: 
𝛼 → 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎, 𝜏 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 
𝑅𝑠𝑒 → 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 
Portanto é possível escrever a carga térmica devido a radiação da seguinte 
maneira: 
𝑞 = 𝐴. 𝐹𝑆𝑡. 𝐼 = 𝐴. 𝐼(𝑈𝛼𝑅𝑠𝑒 + 𝜏 ) 
 
Segundo Stoecker (1985), a expressão I(𝑈𝛼𝑅𝑠𝑒 + 𝜏 ) pode ser substituída pelo 
fator de ganho de calor por insolação e o coeficiente de sombreamento. Portanto, 
 
𝑞 = 𝐴. 𝐶𝑆. 𝐹𝐶𝐺𝐼𝑚𝑎𝑥 
 
Substituindo a equação encontrada na equação da carga térmica total para 
superfícies transparentes, obtém-se 
 
𝑞 = 𝐴[𝐶𝑆. 𝐹𝐶𝐺𝐼𝑚𝑎𝑥 + 𝑈(𝑇𝑒 − 𝑇𝑖)] 
 
12 
 
Em seguida, encontra-se os valores de cada um dos parâmetros desta carga 
térmica. A transmitância da janela de vidro pode ser encontrada a partir da figura 4 
(Stoecker,1985). 
Figura 4 – Resistência Térmica de Janelas de Vidro 
 
Fonte: (Stoecker,2005) 
 
O fator de sombreamento varia de acordo com o tipo de vidro, espessura e 
existência de persiana ou cortina. O valor para este fator é de 0,57, identificado na 
figura 5, assumindo uma condição de vidro simples absorvedor com persiana médio. 
Segundo Tavares (2009), o fator de ganho de calor por insolação para a cidade de 
João Pessoa é dado pela figura 6. Além disso, na mesma figura pode ser observado 
a variação de temperatura para dia típico nesta cidade. 
 
 
Figura 5 – Coeficiente de Sombreamento 
 
 
 
 
 
 
13 
 
Figura 6 – Fator de Ganho de Calor por Insolação 
 
Fonte: (Tavares,2009) 
 
Observando a formula obtida para a carga térmica de superfícies transparentes 
é possível perceber que alguns fatores são constantes, como o coeficiente de 
sombreamento, a transmitância, e a diferença da temperatura. Entretanto a incidência 
varia tanto para o horário analisado como para a direção em que as janelas estão 
posicionadas, em virtude dessa problemática, foram geradas duas tabelas distintas, 
uma representando a carga térmica devido a incidência do raio de sol que atravessam 
o vidro e a outra identificando a carga térmica total em cada sala devido a superfícies 
opacas. 
Tabela 5 – Calor em Watts, que atravessa as janelas 
 
 
 
 
14 
 
 
 
 É preciso observar, que a parede noroeste da gerencia, não tem contato direto 
com o ambiente habitado, e sim com um deposito que permanece a maior parte do 
tempo fechado. Foi necessário calcular a parcela relativa a essa parede, já que o 
deposito poderá apresentar uma temperatura interna maior que a do ambiente 
externo, sendo necessário, balancear a troca convectiva posteriormente. 
 
 
 
 
15 
 
Tabela 6 – Calor relativo a porção opaca do vidro 
 
5.2 Insolação e transmissão de calor através de paredes externas e telhado 
 
O processo de transferência de calor por radiação solar em uma parede opaca 
pode ser observado pela figura 7. Uma parte da energia radiante é refletida e a 
restante é absorvida. Desta energia absorvida, uma parte é transmitida por convecção 
e outra por radiação para o meioexterior e o restante é transmitida para o interior ou 
absorvida temporariamente. 
Segundo a norma ABNT NBR 15220, a carga térmica total de superfícies 
opacas é dada por: 
𝑄 = 𝐴[𝐹𝑆𝑜 . 𝐼 + 𝑈(𝑇𝑒 − 𝑇𝑖)] 
 
O fator solar para superfícies opacas, 𝐹𝑆𝑜, pode ser encontrado na mesma 
norma e é definido pela equação 
𝐹𝑆𝑡 = 𝑈. 𝛼. 𝑅𝑠𝑒 
Figura 7 – Radiação Solar em Superfícies Opacas 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: (Stocker,1985) 
16 
 
Portanto, 
𝑄 = 𝐴[𝑈. 𝛼. 𝑅𝑠𝑒 . 𝐼 + 𝑈(𝑇𝑒 − 𝑇𝑖)] 
 
A resistência superficial externa é encontrada na norma ABNT NBR 15220, 
identificada na figura 8. 
Figura 8 – Resistência Superficial Interna e Externa 
 
 A absortância para as paredes considerando que são feitas de tijolos aparentes 
também é encontrada na mesma norma e é dada por 0,7. Além disso, Segundo 
Silveira (2012), a absortância de telhas fibrocimento é de aproximadamente 0,2, para 
condições de pouco acumulo de sujeira nas telhas e coloração do fibrocimento como 
cinza claro. 
 É muito comum encontrarmos dados de resistência térmica para diferentes 
materiais. Logo, o coeficiente global de transferência de calor é determinado a partir 
da inversa da resistência térmica. A figura a baixo mostra a obtenção da resistência 
térmica e da transmitância para as paredes utilizadas nas salas do CA. 
Figura 9 – Transmitância das Paredes das Salas 
 
Fonte: ABNT NBR 15220– Desempenho Térmico de Edificações 
Por sua vez, a transmitância para o telhado é representada pela figura abaixo. 
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Figura 10 – Transmitância do Telhado 
 
Fonte: ABNT NBR 15220– Desempenho Térmico de Edificações 
Nas salas são utilizados forros de materiais sintéticos que possuem uma 
capacidade térmica muito parecida com a da madeira e por esse motivo se permitiu a 
análise utilizando-a. 
Semelhante as superfícies transparentes, a carga térmica para superfícies 
opacas possui alguns fatores constantes, como a área das paredes, a transmitância, 
e a diferença da temperatura externa e interna. Entretanto, incidência de radiação 
solar para estas superfícies com orientações distintas é diferente, como também a 
temperatura externa. Portanto, foi gerado quatro tabelas, duas para a carga térmica 
da parede e duas para a do telhado. 
Considerou-se que a respectiva carga térmica das paredes que estavam entre 
as salas não foi contabilizada, pois, como ambos os ambientes possuem 
aproximadamente a mesma temperatura a carga térmica é praticamente nula e pode 
ser desprezada. Abaixo segue as tabelas para a carga térmica de insolação e total 
para as paredes e telhado do Bloco CAC. 
 
Tabela 7 – Parcela de carga térmica relativa a radiação sobre as paredes
 
 
18 
 
 
 
 
As áreas dos telhados deveriam ser ajustadas, em função da triangulação 
causada pela cumeeira, que possui altura de 50 cm, no entanto, foi observado, que a 
diferença seria irrisória, a não seria necessário a correção da cota. O anexo 9 do 
Manual do Conforto Térmico, fornece valores do coeficiente de transferência de calor 
por convecção, em velocidades características. Para a velocidade característica de 
19 
 
João Pessoa no Verão, 4,17 m/s, o valor interpolado entre os conhecidos da tabela, 
foi de 23,73W/m²ºC. 
Os valores do calor por radiação relativos ao telhado são dados pela expressão: 
Qtelhado= UA(DTCR) 
Onde: 
 DTCR = Diferença de temperatura para carga de refrigeração, é dado por: 
o DTCR = (Text+[(αI)/he]) – Ti 
Tabela 8 – Parcela de carga térmica relativa a radiação sobre o teto 
 
5.3 Carga interna de iluminação 
 
Para identificar a contribuição das lâmpadas fluorescentes para a carga térmica no 
Bloco CAC, utilizaremos a norma ABNT NBR 6401. A figura 4 identifica a potência 
dissipada por metro quadrado para diferentes locais. 
 
Figura 11 - Taxa de Dissipação de Calor pela Iluminação 
 
Fonte: ABNT NBR 6401-1 Instalações de ar-condicionado para conforto 
Já foi mostrado na tabela 4 os valores de iluminação instalada, e é possível 
comparar o normatizado e o instalado. É fácil reparar que os valores normatizados 
20 
 
são muito superiores ao valor instalado. Para a potência instalada, também 
contabilizar a potência dissipada pelo reator e balastro. Do Stoecker, temos que: 
Qlâmpadas = (Pot. das lâmpadas instaladas)*(fµ)*(Fr)*(FCR) 
Onde: 
 (fµ): fator de utilização de lâmpadas operadas (nº de lâmpadas) 
 (Fr): Fator de reator balastro, que vale 1,2 para nosso sistema. 
 (FCR): fator de carga térmica de refrigeração, que pode ser obtido na figura 
12 
 
Figura 12 – Fator de carga térmica de refrigeração 
 
Fonte: Refrigeração e ar condicionado – Stoecker 
 Para o caso estudado, o tipo de ligação é Y, e a carga térmica relativa a 
iluminação, hora a hora, considerando que o horário de funcionamento das 
edificações começa a partir das 8 da manhã, será: 
 
 
 
 
 
21 
 
Tabela 9 – Carga térmica dissipada pelas lâmpadas considerando FCR para Y 16h 
 
5.4 Calor sensível liberado pelos ocupantes 
Já foi mostrado no projeto, que cada edificação tem quantidades de ocupantes 
distintas, o calor liberado pelos ocupantes, ajustado a quantidade de ocupantes 
máxima, com proporções entre homens e mulheres normal, de acordo com a norma, 
convertido de kcal/h para watt, está listado na tabela abaixo: 
Tabela 10 – Calor liberado para máxima ocupação por ambiente 
 
 
5.5 Calor sensível de equipamentos 
A NBR 16401, estipula a potência dissipada por equipamentos para ambientes 
de escritório. Consultado o anexo C, foi possível montar a tabela 3, e a partir dela a 
tabela 11. Foi feita a consideração que a energia dissipada por uma televisão de 29” 
equivaleria a mesma energia dissipada por um computador pessoal, que as 
impressoras passam a maior parte do tempo em espera, mas em uma situação de 
trabalho comum, podemos aproximar de 85 w (uma página por minuto – NBR 16401, 
tabela C4), e o projetor, foi considerado 500 w (Correa; B.W) 
22 
 
Tabela 11 – Potencia dissipada em ambiente de trabalho 
 
5.6 Carga devida ao ar externo de ventilação (sensível e latente) 
De acordo com norma 16401-3, é necessário haver uma renovação de ar. A 
renovação necessária é calculada pela soma das partes relativa a pessoas, e área 
ocupada, de acordo com a equação abaixo: 
𝑉𝑒𝑓 = 𝑃𝑧 ∗ 𝐹𝑝 + 𝐴𝑧 ∗ 𝐹𝑎 
Onde: 
 𝑉𝑒𝑓: Vazão eficaz de ar exterior, expressão em l/s 
 𝑃𝑧: É o número máximo de pessoas na zona de ventilação 
 𝐹𝑝: É a vazão por pessoa, expressa em l/s 
 𝐴𝑧: É a área útil ocupada por pessoas, expressa em m² 
 𝐹𝑎: É a vazão por área útil ocupada, expressão em l/(s*m²) 
Esses dados são encontrados na tabela 1 da NBR 16401-3, mostrada na figura 13: 
Figura 13: Vazão eficaz mínima de ar exterior para ventilação 
 
Fonte: NBR16401-3 
23 
 
 A partir dos dados acima, podemos construir a tabela 12 com as vazões 
eficazes relativas a cada ambiente a ser climatizado. 
Tabela 12 – Vazão eficaz para ar de renovação 
 
 Calculada a vazão eficaz, é possível conhecer o valor da carga térmica relativa 
ao ar de renovação, dada pelas equações abaixo: 
A específica: 
𝑄𝑔 = ρar x cp x V x (Te - Ti) 
E a latente: 
𝑄ℎ = ρar x cl x V x (we - wi) 
Onde: 
 Calor específico do ar (cp): 1,013 Kj/ kg °C; 
 Temperatura externa (Te): 32°C; 
 Temperatura interna (Ti): 24°C; 
 Calor latente de vaporização de água líquida (cl): 2,45 x 10³ kj/kg; 
 Densidade do ar (par): 1,201kg/m³; 
 Umidade específica do ar externo (we): 0,021 kg/kg; 
 Umidade específica interna do recinto (wi): 0,011 kg/kg. 
Outros ganhos, como os de dutos, e frestasde portas e janelas, foram 
desconsiderados por representar parcela muito menor na avaliação. 
Com os resultados, foi possível montar a tabela 13: 
 
24 
 
Tabela 13 – Calor de renovação de ar 
 
6. Carga térmica total 
 
Depois de todas as considerações e com os dados obtidos, a soma de todas 
as cargas é: 
Tabela 14 – carga térmica total 
 
Na tabela 14, aparecem em destaque, estão os valores de pico para os 
ambientes estudados. Na tabela 15, os valores convertidos para unidades usuais: 
Tabela 15 – Carga térmica total 
 
25 
 
7. Seleção de equipamentos 
Embora o valor da carga térmica seja descrita acima, não existem 
equipamentos com os valores exatos citados, e sim valores comerciais, que somados 
conseguem suprir essa demanda. 
 Em virtude da maximização da eficiência, é indicado que sejam instalado mais 
de um equipamento, para que a quantidade de máquinas funcione de acordo com a 
demanda requisitada do intervalo de tempo. 
As potencias comerciais mais comuns estão listadas na tabela 16, na primeira 
coluna. Abaixo de cada edificação a quantidade de aparelhos de uma respectiva 
potência. 
Tabela 16 – Seleção de aparelhos 
 
8. Discussão sobre a situação instalada 
 Na tabela 17, é possível ver a relação entre o que foi calculado, o que está 
instalado, e a situação de conforto dos frequentadores de cada ambiente. 
Tabela 17 – Comparação entre instalado e calculado 
 
 
 
 
 
 
26 
 
Diante o exposto temos: 
 Auditório 1: O calculado é 11,1% maior que o instalado, o que condiz com a 
situação de calor sentida pelos usuários no horário de pico de carga térmica. 
 Auditório 2: O instalado é 30% maior que o instalado, o que condiz com a 
situação de frio sentida pelos usuários nos horários de menor carga térmica. 
 Gerencia: O calculado é 37,5% maior que o instalado, o que não condiz com a 
situação de conforto verdadeira. Isso se dá por os seguintes fatores: 
o O requisito de renovação de ar por abertura ou fechamento ocasional 
das portas não é atendido pelos ocupantes. 
o O número de equipamentos no interior da edificação que estão 
operantes é menor que o armazenado. 
o O número de ocupantes declarado é menor do que o real. 
 LID: O calculado é 63,54% maior que o instalado, o que não condiz com a 
situação de conforto verdadeira. Isso se dá por os seguintes fatores: 
o O requisito de renovação de ar por abertura ou fechamento ocasional 
das portas não é atendido pelos ocupantes, o que é evidente, pois o 
acesso a sala é por meio da secretaria. 
o O número de equipamentos no interior da edificação que estão 
operantes é menor que o armazenado. 
o A máxima ocupação, e operação dos equipamentos nunca é atingida, e 
se é, acontece em horários em que a carga térmica de insolação não é 
a máxima nos vidros. 
o O fato da secretaria ter um equipamento muito maior que o necessário, 
e a mesma ter uma parede de vidro conjugada com o LID, favorece a 
troca térmica, permitindo melhoria na situação de conforto. 
 Secretaria: O instalado é 25% maior que o instalado, o que condiz com a 
situação de frio sentida pelos usuários nos horários de menor carga térmica. 
 PNAIC: O calculado é 33,33% maior que o instalado, o que não condiz com a 
situação de conforto verdadeira. Isso se dá por os seguintes fatores: 
o O requisito de renovação de ar por abertura ou fechamento ocasional 
das portas não é atendido pelos ocupantes, o que é evidente, pois o 
acesso a sala é por meio da secretaria. 
27 
 
o O número de equipamentos no interior da edificação que estão 
operantes é menor que o armazenado. 
o A máxima ocupação, e operação dos equipamentos nunca é atingida, e 
se é, acontece em horários em que a carga térmica de insolação não é 
a máxima nos vidros. 
o O fato da secretaria ter um equipamento muito maior que o necessário, 
e a mesma ter uma parede de vidro conjugada com o PNAIC, favorece 
a troca térmica, permitindo melhoria na situação de conforto. 
 Laboratório de informática: O calculado é 40% maior que o instalado, mas é 
impossível dar um parecer sobre a situação de conforto, pois o mesmo está em 
fase de implantação. 
 Sala de aula: O calculado é 25% maior que o instalado, o que condiz com a 
situação de calor sentida pelos usuários no horário de pico de carga térmica. 
9. Conclusão 
O objetivo disciplinar foi atingido, pois o cálculo da carga térmica de cada ambiente 
do Bloco CAC, foi satisfatoriamente determinado. 
As contribuições internas, como pessoas, equipamentos e iluminação, e as 
contribuições externas, paredes, janelas e telhado, foram identificadas. 
O valor máximo de carga térmica acontece no horário entre 9h as 11h, sendo que 
o maior contribuindo para isso, foi a carga térmica de insolação sobre as janelas, em 
seguida a carga de renovação de ar, não contabilizada em projetos anteriores, o que 
pode ter levado a divergências entre os resultados obtidos, e a realidade. 
Com base no que foi calculado, selecionamos os equipamentos necessários para 
promover a qualidade do ar e o conforto térmico adequado. 
É importante notar que a carga térmica e algumas salas foi excessivamente alta 
devido ao posicionamento das janelas e ao material utilizado para a construção do 
Bloco CAC. Muitas das janelas estavam voltadas para a posição de maior incidência 
durante a manhã, elevando significativamente a carga térmica para a climatização dos 
ambientes. Além disso, a pintura das paredes para uma colocação mais clara poderia 
reduzir significativamente a absortância da parede e consequentemente da carga 
térmica através das superfícies opacas. 
 
 
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10. Referências Bibliográficas 
 
[1] STOECKER, W, F. JONES, W, J. Refrigeração e ar condicionado. Editora McGraw-
Hill do Brasil. Edição de 1985. 
[2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 6401 NB 10 
- Instalações centrais de ar condicionado para conforto - Parâmetros básicos de 
projeto. 
[3] Carga Térmica em Climatização. 
ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM182/CLIMATIZACAO/apostila/5_CARGA%20TE
RMICA%20EM%20CLIMATIZACAO.pdf. Acesso em 13 de junho de 2015. 
[4] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 16401-1 - 
Instalações de ar condicionado, Sistemas centrais e unitários, parte 1: Projeto de 
instalações 
[5] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 16401-3 - 
Instalações de ar condicionado, Sistemas centrais e unitários, parte 3: Qualidade do 
ar interior 
[6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 13531 – 
Elaboração de Projetos de Edificação – Atividades técnicas 
[7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 15220 – 
Desempenho térmico de Edificações, Parte 1: Definições, símbolos, unidades 
[8] TAVARES, C. Proposta de regulamento de desempenho termo energético de 
edificações para a cidade de João Pessoa – PB. Dissertação de mestrado; 
UFPB, 2009. 
[9] Corrêa, B.W. ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICA DE INSTALAÇÃO DE UM 
SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR COM VARIAÇÃO DE FLUXO DE 
REFRIGERANTE (VRF/VRV) PARA UMA UNIDADE DA UNIVERSIDADE FEDERAL 
DO RIO DE JANEIRO NA CIDADE DE MACAÉ , disponível em: 
http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10007256.pdf, acessado em 20 
de junho de 2016. 
[10] FROTA, A. B, SCHIFFER, S. R. Manual do Conforto Térmico. Studio Nobel, 5ª 
edição.