TCC2 CAYURE MATHEUS SAULO FINAL versão entregue

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS 
PRÓ-REITORIA DE ENSINO 
DEPARTAMENTO DAS ÁREAS ACADÊMICAS IV 
COORDENAÇÃO DA ÁREA DE MECÂNICA 
 
 
 
 
CAYURE DIEGO VASQUES CARNEIRO 
MATHEUS DANTAS DE OLIVEIRA 
SAULO SANTOS DE SOUZA 
 
 
 
 
 
ELABORAÇÃO DE UM ALGORITMO PARA CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA E 
SUA APLICAÇÃO NO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE AR 
CONDICIONADO DA BIBLIOTECA DO IFG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Goiânia 
2016
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAYURE DIEGO VASQUES CARNEIRO 
MATHEUS DANTAS DE OLIVEIRA 
SAULO SANTOS DE SOUZA 
 
 
 
 
 
ELABORAÇÃO DE UM ALGORITMO PARA CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA E 
SUA APLICAÇÃO NO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE AR 
CONDICIONADO DA BIBLIOTECA DO IFG 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso de graduação 
apresentado ao curso de Engenharia Mecânica do 
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de 
Goiás como requisito parcial para a obtenção do título 
de Bacharel(a) em Engenharia Mecânica. 
 
Área de habilitação: Engenharia Mecânica 
 
Orientador: Prof. Msc Ronay de Andrade Pereira 
 
 
 
 
 
Goiânia 
2016
 
 
ii 
 
 
CAYURE DIEGO VASQUES CARNEIRO 
MATHEUS DANTAS DE OLIVEIRA 
SAULO SANTOS DE SOUZA 
 
 
 
ELABORAÇÃO DE UM ALGORITMO PARA CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA E 
SUA APLICAÇÃO NO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE AR 
CONDICIONADO DA BIBLIOTECA DO IFG 
 
 
Trabalho de conclusão do curso de graduação apresentado à Coordenação da Mecânica do 
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás como requisito parcial para a 
obtenção do título de Bacharel(a) em Engenharia Mecânica. 
 
 
Aprovado em: ____ de _______ de _____. 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
 
__________________________________________ 
Ronay de Andrade Pereira - IFG (orientador) 
 
__________________________________________ 
Ricardo Vitoy - IFG (avaliador) 
 
__________________________________________ 
A DEFINIR - IFG (avaliador) 
 
 
 
iii 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
CARNEIRO, C. D. V.; OLIVEIRA, M. D.; SOUZA, S. S., (2016). Elaboração de um 
Algoritmo para Cálculo de Carga Térmica e sua Aplicação no Dimensionamento do 
Sistema de Ar Condicionado da Biblioteca do IFG. Trabalho de Conclusão de Curso, 
Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de 
Goiás, Goiânia, Goiás. 
CESSÃO DE DIREITOS 
NOME DO AUTOR: 
Cayure Diego Vasques Carneiro 
Matheus Dantas De Oliveira 
Saulo Santos De Souza 
ELABORAÇÃO DE UM ALGORITMO PARA CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA E SUA 
APLICAÇÃO NO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE AR CONDICIONADO DA 
BIBLIOTECA DO IFG GRAU / ANO: GRADUANDO EM ENGENHARIA MECÂNICA / 
2015 
É concedida ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnológica de Goiás permissão para 
reproduzir cópias deste Trabalho de Conclusão de Curso e para emprestar ou vender tais cópias 
somente para propósitos acadêmicos e científicos. O autor reserva outros direitos de publicação 
e nenhuma parte deste trabalho poderá ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor. 
 
__________________________________________ 
Cayure Diego Vasques Carneiro 
 
__________________________________________ 
Matheus Dantas de Oliveira 
 
__________________________________________ 
Saulo Santos de Souza 
 
 
 
 
 
iv 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
Primeiramente a Deus por ter nos permitido chegar até aqui e concluir o curso de 
Engenharia Mecânica. 
Ao nosso orientador professor Ronay de Andrade Pereira, pelo incentivo, simpatia e 
paciência no auxílio às atividades e discussões, disponibilizando seu tempo para total apoio ao 
trabalho de conclusão de curso. 
Aos amigos pela cumplicidade, ajuda, companheirismo e apoio nas horas difíceis no 
decorrer de todo curso. 
À minha família pelo apoio, paciência, incentivo e suporte que nos trouxeram até esta 
etapa. 
A todos que de maneira direta ou indireta colaboraram com este trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
RESUMO 
 
A necessidade de uma grande quantidade de fórmulas para se calcular a carga térmica total de 
uma edificação, a não praticidade e chances de erros no cálculo manual aliada à inviabilidade 
econômica e complexidade da maioria dos softwares atuais utilizados para esse propósito, 
tornam o cálculo da carga térmica algo complicado de se realizar. Este trabalho tem o propósito 
de desenvolver um algoritmo que calcule a carga térmica de uma edificação – essencial na 
elaboração do projeto de um sistema de ar condicionado, assim como na avaliação e alteração 
de um sistema instalado. Para isso utilizou-se como principal norteio de referência de literatura 
a norma NBR-16401 que trata de dimensionamentos de sistemas de ar condicionados. O 
programa será desenvolvida na plataforma gratuita Scilab, onde o usuário ao executar o 
programa, será capaz de entrar com o máximo de variáveis possíveis que influenciam no cálculo 
da carga térmica de uma edificação. Uma vez desenvolvido o algoritmo, este foi posteriormente 
utilizado para o dimensionamento do sistema de ar condicionado da Biblioteca do Instituto 
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Câmpus Goiânia – que segundo os alunos 
não oferece condições de conforto adequadas aos seus ocupantes. Para fins de validação do 
trabalho desenvolvido utilizou-se como ferramenta de comparação de resultados o programa da 
fabricante de ar-condicionado da Springer® que se encontra disponível no site da empresa. 
Palavras-chave: Carga Térmica; Algoritmo; Biblioteca; Dimensionamento; Validação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
ABSTRACT 
 
The need to use a large amount of formulas in order to calculate the thermal load of a building, 
the impracticability and error chances in manual calculation combined with the economic 
infeasibility and complexity of most current software used for this purpose, make the 
calculation of the thermal load complicated to make. This work aims to develop an algorithm 
that calculates the thermal load of a building – essential in the preparation of an air conditioning 
system project, as well as in the evaluation and modification of an installed system. To do this 
the NBR-16401 standard was used as the principal reference literature, that deals with 
dimensioning of an air conditioning system. The algorithm will be developed in the free 
platform Scilab, where the user will be able to enter the maximum possible variables that 
influence the calculation of the thermal load of a building. After that, the algorithm was used 
to size the air conditioning system of the Federal Institute of Education Library, Science and 
Technology of Goiás, Câmpus Goiânia – which according to students does not offer appropriate 
comfortable conditions to its occupants. For its applicability, the results of this algorithm was 
compared to an existing software on the Springer® company website, wich is a company that 
manufactures air-conditioning. 
Key-words: Thermal Load; Algorithm; Library; Dimensioning; Applicability. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1: Fatores que Afetam as Cargas Térmicas. ................................................................................ 1 
Figura 2: Superfície exposta à radiação solar. ........................................................................................ 6 
Figura 3: Trocas de caloratravés de superfícies transparentes ou translúcidas....................................... 7 
Figura 4: Proteção solar de paredes opacas. ........................................................................................... 8 
Figura 5: Ganho de calor através de parede transparente com proteção externa. .................................... 9 
Figura 6: Ganho de calor através de parede transparente com proteção interna. .................................... 9 
Figura 7: Interface inicial do programa para cálculo de carga térmica. ................................................ 17 
Figura 8: Interface inicial do programa para cálculo de carga térmica. ................................................ 18 
Figura 9: Interface do programa para opções referentes à condução e fontes internas. ........................ 22 
Figura 10: Interface do programa para opções referentes às paredes, teto e piso do ambiente. ............ 23 
Figura 11: Interface do programa para opções referentes à parede externa. ......................................... 24 
Figura 12: Interface do programa para escolha de acabamentos para parede montada. ........................ 24 
Figura 13: Interface do programa para escolha de alvenaria para parede montada. .............................. 25 
Figura 14: Interface do programa para escolha de isolamentos para parede montada. ......................... 25 
Figura 15: Interface do programa para escolha de argamassas para parede montada. ......................... 26 
Figura 16: Interface do programa para escolha de cobertura para parede montada. ............................. 26 
Figura 17: Interface do programa para escolha de madeiras para parede montada. .............................. 26 
Figura 18: Interface do programa para definição de números de paredes internas. .............................. 27 
Figura 19: Interface do programa que mostra a quantidade de paredes internas definidas - exemplo de 
ambiente com três repartições (paredes internas). ................................................................................ 28 
Figura 20: Interface do programa para definição do tipo de parede interna selecionada pelo usuário - 
exemplo onde a parede II tem seu tipo especificado. ........................................................................... 28 
Figura 21: Esquematização dos tipos de paredes, teto e piso de uma construção civil – exemplo de um 
edifício. ................................................................................................................................................ 29 
Figura 22: Interface do programa para definição do tipo de teto e piso do ambiente. ........................... 30 
Figura 23: Interface do programa para definição do tipo de cobertura externa do ambiente. ............... 30 
Figura 24: Interface do programa para definição do tipo de cobertura interna do ambiente. ................ 31 
Figura 25: Interface do programa para definição do tipo de piso ou entrepiso do ambiente. ................ 31 
Figura 26: Interface do programa para exibição das paredes, teto e piso do ambiente. ........................ 32 
Figura 27: Interface do programa para inserir dados referentes às pessoas presentes no ambiente. ..... 33 
Figura 28: Interface do programa para selecionar o tipo de local referente às pessoas presentes no 
ambiente. .............................................................................................................................................. 34 
Figura 29: Interface do programa para entrar com os dados referentes à iluminação do ambiente. ...... 35 
Figura 30: Interface do programa para entrar com os valores de potência incandescente e fluorescente 
da iluminação do ambiente. .................................................................................................................. 35 
Figura 31: Interface do programa para entrar com os valores de potência incandescente e fluorescente 
da iluminação do ambiente . ................................................................................................................. 36 
Figura 32: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos do ambiente.
 ............................................................................................................................................................. 37 
Figura 33: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos de escritórios 
– computadores. ................................................................................................................................... 38 
 
 
viii 
 
Figura 34: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos de escritórios 
– impressoras e copiadoras. .................................................................................................................. 39 
Figura 35: Interface do programa para entrar com o número de equipamentos presentes no ambiente – 
exemplo para impressora a laser de escritório, grande – uso contínuo. ................................................ 39 
Figura 36: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos de escritórios 
– equipamentos diversos. ..................................................................................................................... 40 
Figura 37: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos comerciais – 
restaurantes e lanchonetes (continua). ................................................................................................. 41 
Figura 38: Orientações com insolação (Menu 1). ................................................................................. 45 
Figura 39: Elementos constituintes das faixadas (Menu 2). ................................................................. 46 
Figura 40: Dados iniciais pedidos pelo elemento vidraça. .................................................................... 47 
Figura 41: Fatores solares de vidros sem proteção solar....................................................................... 48 
Figura 42: Definição do local da proteção solar. .................................................................................. 48 
Figura 43: Fatores solares de vidros com proteção solar interna. ......................................................... 49 
Figura 44:Fatores solares de vidros com proteção solar externa. .......................................................... 49 
Figura 45: Informações pedidas pelo componente parede opaca. ......................................................... 50 
Figura 46: Dados iniciais pedidos pelos elementos opacos. ................................................................. 51 
Figura 47: Escolha do material dos elementos opacados. ..................................................................... 51 
Figura 48: Fatores solares de acordo com a cor dos elementos opacos. ............................................... 52 
Figura 49: Print da tela do Scinotes com alguns dos vetores. ............................................................... 54 
Figura 50: Menu 1 (definição do nível de vazão de ar a ser ventilado). ............................................... 55 
Figura 51: Menu 2 (definição do tipo de local). ................................................................................... 56 
Figura 52: Menu 3 (definição do local). ............................................................................................... 56 
Figura 53: Menu 4 (definindo a configuração da distribuição de ar). ................................................... 57 
Figura 54: Planta baixa Saguão. ........................................................................................................... 59 
Figura 55: Resultadosobtidos - SAGUÃO........................................................................................... 60 
Figura 56: Carga Térmica (Saguão) x hora .......................................................................................... 61 
Figura 57: Percentual de Cada tipo de carga térmica. ........................................................................... 61 
Figura 58: Planta baixa - SALA DE ESTUDO INDIVIDUAL. ........................................................... 62 
Figura 59: Resultados obtidos – SALA DE ESTUO INDIVIDUAL. ................................................... 63 
Figura 60: Carga Térmica (SALA DE ESTUO INDIVIDUAL) x hora. ............................................... 63 
Figura 61: Percentual de Cada tipo de carga térmica - .SALA DE ESTUO INDIVIDUAL. ................ 64 
Figura 62: Planta baixa - ACERVO DE PESQUISA. .......................................................................... 65 
Figura 63: Resultados obtidos - ACERVO DE PESQUISA. ................................................................ 66 
Figura 64: Carga Térmica (ACERVO E PESQUISA) x hora. .............................................................. 66 
Figura 65: Percentual para cada tipo de carga térmica - ACERVO E PESQUISA. .............................. 67 
Figura 66: Planta baixa - ACERVO DE PERIÓDICOS. ...................................................................... 67 
Figura 67: Resultados obtidos - ACERVO DE PERIÓDICOS............................................................. 68 
Figura 68: Carga Térmica (ACERVO DE PERIÓDICOS) x hora. ...................................................... 68 
Figura 69: Percentual para cada tipo de carga térmica - ACERVO DE PERIÓDICOS. ....................... 69 
Figura 70: Planta baixa - SALA DE ESTUDO COLETIVO. ............................................................... 70 
Figura 71: Resultados obtidos – SALA DE ESTUDO EM GRUPO. ................................................... 70 
Figura 72: Carga Térmica (SALA DE ESTUDO EM GRUPO) x hora. .............................................. 71 
Figura 73: Percentual para cada tipo de carga térmica – SALA DE ESTUDO EM GRUPO. .............. 71 
Figura 74: Planta baixa - SALA DE MULTIMÍDIA. ........................................................................... 72 
 
 
ix 
 
Figura 75: Resultados obtidos – SALA DE MULTIMÍDIA................................................................. 73 
Figura 76: Carga Térmica (SALA DE MULTIMÍDIA) x hora. ........................................................... 74 
Figura 77: Percentual para cada tipo de carga térmica – SALA DE MULTIMÍDIA. ........................... 75 
Figura 78: Planta baixa – COPA. ......................................................................................................... 76 
Figura 79: Resultados obtidos – COPA (T-700 A). .............................................................................. 76 
Figura 80: Carga Térmica (COPA T-700 A) x hora. ............................................................................ 77 
Figura 81: Percentual para cada tipo de carga térmica – COPA (T-700 A). ......................................... 78 
Figura 82: Planta baixa - SALA DE RESTAURAÇÃO. ...................................................................... 79 
Figura 83: Resultados obtidos – SALA DE RESTAURAÇÃO E PROCESSAMENTO (T-700 C). .... 79 
Figura 84: Carga Térmica (SALA DE RESTAURAÇÃO E PROCESSAMENTO T-700 C) x hora. .. 80 
Figura 85: Percentual para cada tipo de carga térmica – SALA DE RESTAURAÇÃO E 
PROCESSAMENTO (T-700 C)........................................................................................................... 81 
Figura 86: Resultado total obtido. ........................................................................................................ 82 
Figura 87: Carga Térmica Total x hora. ............................................................................................... 82 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1: Equipamento selecionado para ambiente SALA DE ESTUDO INDIVIDUAL. ................... 83 
Tabela 2: Equipamento selecionado para ambiente SALA DE PROCESSAMENTO E 
RESTAURAÇÃO. ............................................................................................................................... 83 
Tabela 3: Equipamento selecionado para ambiente SALA DE ESTUDO EM GRUPO. ...................... 83 
Tabela 4: Equipamento selecionado para ambiente MULTIMÍDIA. .................................................... 83 
Tabela 5: Equipamento selecionado para ambiente ACERVO DE PESQUISA. .................................. 84 
Tabela 6: Equipamento selecionado para ambiente SAGUÃO............................................................. 84 
Tabela 7: Equipamento selecionado para ambiente ACERVO DE PERIÓDICOS. ............................. 84 
Tabela 8: Equipamento selecionado para ambiente COPA. ................................................................. 84 
Tabela 9: Dados do Saguão – um dos ambientes da Biblioteca do IFG. ............................................... 91 
Tabela 10: Dados do Acervo de Pesquisa (T-800 A) – um dos ambientes da Biblioteca do IFG. ........ 91 
Tabela 11: Dados do Acervo de Periódicos (T-800 B) – um dos ambientes da Biblioteca do IFG. ...... 92 
Tabela 12: Dados da Sala de Estudo em Grupo (T-700) – um dos ambientes da Biblioteca do IFG. ... 92 
Tabela 13: Dados Sala de Multimídia (T-700 G) – um dos ambientes da Biblioteca do IFG. .............. 93 
Tabela 14: Dados da Sala de Estudo Individual (T-700 D) – um dos ambientes da Biblioteca do IFG.
 ............................................................................................................................................................. 93 
Tabela 15: Dados da Copa (T-700 A) – um dos ambientes da Biblioteca do IFG. ............................... 94 
Tabela 16: Dados da Sala de Restauração e Processamento (T-700 C) – um dos ambientes da 
Biblioteca do IFG. ................................................................................................................................ 94 
Tabela 17: Valores de coeficiente de absorção (α) e Emissividade (ɛ). ................................................ 95 
Tabela 18: Valores de coeficiente de absorção da radiação solar (α), específico de pintura. ................ 95 
Tabela 19: Fator Solar (Str) de vidros. ................................................................................................. 96 
Tabela 20:Fator solar das proteções das vidraças (para vidros simples com Str=0,85)......................... 96 
Tabela 21: Dados de radiação solar incidente (Ig) sobre planos verticais e horizontais (W/m2). .......... 97 
Tabela 22: Dados de radiação solar incidente (Ig) sobre planos verticais e horizontais (W/m2). .......... 97 
Tabela 23: Dados de radiação solar incidente (Ig) sobre planos verticais e horizontais (W/m2). .......... 98 
Tabela 24: Coeficientes de Transmissão de Calor dos Materiais de Construção (continua). ................ 98 
Tabela 25: Diferencial de Temperatura nos Projetos - DT - Baseado na Diferença de 9,4 ºC entre a 
Temperatura Externa e o Recinto Condicionado. ............................................................................... 100 
Tabela 26: Taxas Típicas de Calor Liberado por Pessoas. .................................................................. 101 
Tabela 27: Valores Recomendados para Consumo de Energia Elétrica para Iluminação (continua). . 102 
Tabela 28: Taxas Típicas de Dissipação de Calor de Equipamentos de Escritório – Computadores. . 103 
Tabela 29: Taxas Típicas de Dissipação de Calorde Equipamentos de Escritório – Impressoras e 
Copiadoras. ........................................................................................................................................ 104 
Tabela 30: Taxas Típicas de Dissipação de Calor de Equipamentos de Escritório – Equipamentos 
Diversos. ............................................................................................................................................ 104 
Tabela 31: Taxas Típicas de Dissipação de Calor e Umidade de Alguns Equipamentos Comerciais – 
Restaurantes e Lanchonetes................................................................................................................ 105 
Tabela 32: Vazão eficaz minima de ar exterior para ventilação. ........................................................ 106 
Tabela 33: Eficiência da distribuição de ar nas zonas de ventilação ................................................... 107 
Tabela 34: Correções para a temperatura externa de projeto em função da hora considerada. ........... 107 
 
 
 
xi 
 
ÍNDICE 
 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 1 
1.1 OBJETIVOS .................................................................................................................... 3 
1.1.1 Objetivo geral............................................................................................................... 3 
1.1.2 Objetivos específicos ................................................................................................... 3 
1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 3 
2. Fundamentação TEÓRICA – REVISÃO DE LITERATURA ........................................ 5 
2.1 CARGA TÉRMICA DEVIDO ÀS FONTES EXTERNAS ............................................ 5 
2.1.1 Cargas de insolação...................................................................................................... 5 
2.2 CARGA TÉRMICA DEVIDO ÀS FONTES INTERNAS ........................................... 10 
2.2.1. Carga de Condução – Calor Sensível......................................................................... 10 
2.2.2. Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Calor Latente....................................... 12 
2.2.3. Carga Devida à Iluminação – Calor Sensível ............................................................ 12 
2.2.4. Carga Devida aos Equipamentos ............................................................................... 13 
2.3 CARGA TÉRMICA DEVIDO À RENOVAÇÃO DE AR ........................................... 13 
3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS .................................................................. 16 
4. RESULTADOS – DESCRIÇÃO E ANÁLISE ............................................................. 16 
4.1 PROGRAMAÇÃO PARA O CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DEVIDA À 
CONDUÇÃO E FONTES INTERNAS ................................................................................... 18 
4.2 PROGRAMAÇÃO PARA O CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DEVIDA À 
INSOLAÇÃO ........................................................................................................................... 43 
4.3 PROGRAMAÇÃO PARA O CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DEVIDA À 
RENOVAÇÃO DE AR ............................................................................................................ 53 
4.4 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE AR CONDICIONADO DA 
BIBLIOTECA DO IFG ............................................................................................................ 58 
4.4.1 Carga Térmica – Saguão ............................................................................................ 58 
4.4.2 Sala de Estudo Individual .......................................................................................... 61 
4.4.3 ACERVO DE PESQUISA ......................................................................................... 64 
4.4.4 ACERVO DE PERIÓDICOS .................................................................................... 67 
4.4.5 Sala de Estudo em Grupo (T-700) ............................................................................. 69 
4.4.6 Sala de Multimídia (T-700 G).................................................................................... 72 
4.4.7 Copa (T-700 A) .......................................................................................................... 75 
 
 
xii 
 
4.4.8 Sala de Restauração e Processamento (T-700 C) ...................................................... 78 
4.4.9 Carga Total da Edificação (Soma dos Ambientes) .................................................... 81 
4.5 EQUIPAMENTOS SELECIONADOS ......................................................................... 83 
5. VALIDAÇÃO DO MÉTODO....................................................................................... 85 
6. CONCLUSÃO ............................................................................................................... 86 
7. SUGESTÃO PARA TRABALHO FUTURO ............................................................... 88 
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 89 
APÊNDICE A – TABELAS DE RESULTADOS ................................................................... 91 
ANEXO 1 – TABELAS NORMAS ......................................................................................... 95 
 
 
1 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A carga térmica é a quantidade de calor sensível e latente, que deve ser retirada ou 
colocada no recinto, a fim de proporcionar as condições de conforto desejadas ou manter o 
ambiente adequado para a conservação de um produto ou para realização de um processo de 
fabricação (Frota & Schiffer, 2001). 
Quando a refrigeração se faz necessária, a carga térmica é a soma dos ganhos de calor 
do ambiente por diferentes meios, como a transmissão entre as paredes por condução, a 
infiltração, incidência solar e a geração interna que pode ser pessoas, luzes, equipamentos 
elétricos instalados. A Figura 1 mostra esses fatores responsáveis pelo ganho ou perda de calor 
em um recinto que se deseja condicionar. 
Figura 1: Fatores que Afetam as Cargas Térmicas. 
 
Fonte: SOBRAL, M. (2009). 
 
O cálculo da carga térmica total de um ambiente envolve um grande número de variáveis 
e constantes a serem aplicados em equações. Muitas vezes, tais variáveis dependem do tempo, 
como é o caso da incidência solar, por isso, a fim de determinar o calor máximo a ser retirado 
ou adicionado é preciso realizar um cálculo horário da carga térmica. 
Devido à quantidade de equações a serem resolvidas, o cálculo manual se torna oneroso 
e demorado, por isso, a idealização de um algoritmo pouparia todo esforço manual, trazendo 
rapidez e praticidade ao projeto de refrigeração. Contudo, as indústrias já vêm utilizando 
softwares para a determinação dessa carga térmica, mas, estes não são gratuitos e nem didáticos. 
 
 
2 
 
O Scilab é uma ferramenta de fácil utilização, muito difundido no ambiente acadêmico, 
gratuito e de fonte livre para a computação numérica. Sua biblioteca inclui centenas de funções 
matemáticas as quais facilitam o equacionamento. Por tais motivos, ele será utilizado na 
elaboração do algoritmo responsável pelo cálculo do fluxo de calor. Nele será colocado todas 
as tabelas e fórmulas necessárias e o usuário entrará com as variáveis do processo como; hora, 
número de pessoas, equipamentos dentre outros. 
 O programa, então, será utilizado para dimensionar o sistema de ar condicionado da 
biblioteca do IFG Câmpus Goiânia.3 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
1.1.1 Objetivo geral 
 
Elaborar um algoritmo para cálculo de carga térmica de resfriamento que considere o 
maior número de variáveis possíveis influenciáveis, com uma interface amigável, intuitiva e 
sobretudo que ofereça ao usuário acuracidade nos resultados obtidos, utilizando como principal 
fonte de referência a NBR-16401. O programa deverá considerar as variações de carga térmica 
a cada hora. 
 
1.1.2 Objetivos específicos 
 
Desenvolver o algoritmo na plataforma gratuita do Scilab e utiliza-lo para o 
dimensionamento do sistema de ar condicionado ideal para a biblioteca do IFG, considerando 
renovação de ar. Todos os dados influenciáveis na carga térmica para cada um dos ambientes 
presentes da biblioteca do IFG serão coletados, uma vez dimensionados todos estes, a 
edificação como um todo será avaliada no que diz respeito a sua carga térmica e vazão total de 
ar. Porventura o algoritmo, para fins de validação, será comparado com uma fonte confiável de 
cálculo de carga térmica. 
 
1.2 JUSTIFICATIVA 
 
Segundo Dossat (1980), a carga térmica no equipamento de refrigeração, raramente 
resulta de alguma fonte particular de calor. De preferência, ela é a soma do calor que usualmente 
se desprende de várias fontes diferentes. Cada uma dessas fontes possui uma importância 
variável de acordo com cada aplicação. 
O cálculo da carga térmica envolve uma grande quantidade de fórmulas a serem 
resolvidas de forma manual. No entanto, esse processo nem sempre é o mais satisfatório com 
relação à praticidade e a acuracidade, pois, o mercado de engenharia é muito competitivo e para 
o profissional se sobressair é necessário que os projetos sejam realizados no menor tempo e 
com a maior confiabilidade possível. Portanto, o intuito deste trabalho é fornecer uma 
 
 
4 
 
ferramenta gratuita, precisa e eficiente que realize o cálculo da carga térmica de qualquer 
ambiente. 
O atual sistema de ar-condicionado da biblioteca do IFG não tem dado conforto térmico 
adequado aos alunos, principalmente nos meses de temperaturas mais elevadas como agosto, 
setembro, outubro e novembro. Então, a ferramenta criada nesse trabalho será utilizada para o 
dimensionamento do sistema de ar condionado da biblioteca. Neste dimensionamento será 
considerada a renovação de ar, algo fundamental em ambientes com muitas pessoas, para evitar 
a transmissão de doenças respiratórias. 
 
 
 
5 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA – REVISÃO DE LITERATURA 
 
O regime ao qual o calor deve ser removido do material ou câmara refrigerada, a fim de 
produzir e manter as condições de temperatura desejada é chamado carga de refrigeração, carga 
de resfriamento ou carga térmica (Dossat, 1980). 
O calor pode ser introduzido no recinto a condicionar por: condução, insolação, dutos, 
pessoas, equipamentos, infiltração, ventilação. (Creder, 2004). 
A penetração de ar externo no recinto afeta tanto a temperatura do ar como sua umidade. 
É comum na prática fazer distinção entre esses dois efeitos. Assim sobre a temperatura 
denomina-se calor sensível, ao passo que aquele sobre a umidade é denominado calor latente 
(Stoecker e Jones, 1985). 
 
2.1 CARGA TÉRMICA DEVIDO ÀS FONTES EXTERNAS 
2.1.1 Cargas de insolação 
 
O sol, por ser uma fonte de calor, quando incide sobre uma edificação provoca aumento 
da carga térmica dos seus ambientes. O calor recebido depende da intensidade da radiação 
incidente, das temperaturas dentro e fora do ambiente, da velocidade interna e externa do vento, 
e também das características térmicas como; condutividade, resistência térmica, absorção e 
reflexão de calor dos elementos da edificação, esses elementos podem ser classificados em 
opacos e transparentes ou translúcidos (Frota & Schiffer, 2001). 
 Superfícies Opacas 
De acordo com Frota e Schiffer (2001), a Figura 2 representa o fluxo de calor que 
penetra em uma superfície exposta à radiação solar e submetida à diferença de temperatura 
entre os ambientes que a separa. Frota também afirma que a seguinte equação pode ser utilizada 
para determinar o fluxo térmico. 
 
 
6 
 
Figura 2: Superfície exposta à radiação solar. 
 
Fonte: Frota e Schiffer (2001), pág. 42 
 
𝑞 =
(𝑈 ∗ 𝛼 ∗ 𝐼𝑔)
ℎ𝑒 
+ 𝑈 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) (1) 
 
Onde: 
U= Coeficiente global de transmissão de calor (W/𝑚2ºC); 
𝑡𝑒= Temperatura do ar externo (ºC); 
α= Coeficiente de absorção da radiação solar; 
𝐼𝑔= Intensidade de radiação solar incidente global (W/𝑚
2); 
ℎ𝑒= Coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/𝑚
2ºC); 
𝑡𝑖= Temperatura do ar interno (ºC). 
 
A parcela 
U∗α
ℎ𝑒
= 𝑆𝑜𝑝 , se refere ao fator de ganho solar do material opaco, ao passo que U*(𝑡𝑒-
𝑡𝑖), corresponde ao ganho de calor decorrente da diferença de temperatura. 
 Os valores de ɛ (emissividade térmica) e α (absorção térmica) para vários materiais de 
construção estão expostos na Tabela 17, e a Tabela 18 expõe coeficientes de absorção α em 
função da cor da parede, a Tabela 21 até a 24 trazem intensidades de radiação solar em função 
da latitude, orientação cartográfica e mês do ano e a Tabela 34 mostra correções para a 
temperatura externa de projeto em função da hora considerada. 
 
 
 
7 
 
 
 Superfícies Transparentes ou Translúcidas 
Quando materiais transparentes são expostos à radiação solar e sujeitos a diferença de 
temperatura dos ambientes que o delimitam, o sistema de fluxo térmico é como o exposto na 
Figura 3. A equação do fluxo de calor se diferencia da utilizada em elementos opacos pela 
adição do termo (τ𝐼𝑔), que corresponde à parcela de energia que penetra por transparência. 
 
Figura 3: Trocas de calor através de superfícies transparentes ou translúcidas. 
 
Fonte: Frota e Schiffer (2001), pág. 43 
 
 
𝑞 = (
𝑈 ∗ 𝛼
ℎ𝑒
 + 𝜏) ∗ 𝐼𝑔 + 𝑈 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) (2) 
 
U∗α
ℎ𝑒
+ τ = 𝑠𝑡𝑟 é o fator de ganho solar da superfície transparente e 𝑈 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) trata-se do 
ganho de calor quando 𝑡𝑒>𝑡𝑖 (Frota e Schiffer, 2001). 
 A Tabela 19 apresenta valores de fator solar para diversos tipos de vidro. 
 Proteção de Elementos Opacos 
 Frota e Schiffer (2001) afirmam que o mecanismo de troca de calor quando colocado 
um quebra-sol para proteger a parede opaca é como o mostrado na Figura 4, e que a intensidade 
de fluxo de calor que penetra no ambiente é dado pela Equação 3. Sendo 𝛼∗ o novo valor de 
absorção da radiação solar que depende do tipo de proteção da parede. 
 
 
8 
 
Figura 4: Proteção solar de paredes opacas. 
 
 Fonte: Frota e Schiffer (2001), pág. 45 
 
𝑞 = (
𝑈 ∗ 𝛼∗
ℎ𝑒
 + 𝜏) ∗ 𝐼𝑔 + 𝑈 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) (3) 
 
Segundo Croiset (1972) citado por Frota e Schiffer (2001, p. 45), 𝛼∗ pode assumir os 
seguintes valores, com base em experimentos. 
a) Quebra-sol contínuo vertical, diante de parede vertical: 0,20 a 0,25 
b) Quebra-sol contínuo vertical com face externa branca e face interna pouco emissiva, 
diante de parede vertical: 0,10 a 0,15 
c) Cobertura com sombreamento de quebra-sol contínuo: 0,15 a 0,20 
d) Cobertura com sombreamento de quebra-sol contínuo com face externa clara, face 
interna pouco emissiva e material isolante: 0,05 
 
 Proteção de Elementos Transparentes ou Translúcidos 
Frota e Schiffer (2001) compreende que a proteção de elementos transparentes como 
janelas e paredes de vidro, pode ser interna ou externa, no entanto, com a proteção externa um 
menor fluxo de calor será transmitido para o ambiente, como pode ser visto nas Figura 5 e 6, 
pois o vidro funciona como uma estufa quando a proteção é interna.9 
 
Figura 5: Ganho de calor através de parede transparente com proteção externa. 
 
 Fonte: Frota e Schiffer (2001), pág. 47 
 
Figura 6: Ganho de calor através de parede transparente com proteção interna. 
 
 Fonte: Frota e Schiffer (2001), pág. 47 
 A Equação 4 descreve o processo de transmissão de calor quando existe proteção aos 
elementos transparentes, nesta, 
U∗α
ℎ𝑒
 = 𝑠𝑡𝑟 se refere ao fator de ganho solar da proteção do vidro. 
A Tabela 20 apresenta valores desse fator para diversos tipos de proteção como persianas, 
venezianas e cortinas (Frota e Schiffer, 2001). 
 
𝑞 = (
𝑈 ∗ 𝛼
ℎ𝑒
 + 𝜏) ∗ 𝐼𝑔 + 𝑈 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) (4) 
∴ 𝑞 = 𝑆𝑡𝑟 ∗ 𝐼𝑔 + 𝑈 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) 
 
 
10 
 
2.2 CARGA TÉRMICA DEVIDO ÀS FONTES INTERNAS 
2.2.1. Carga de Condução – Calor Sensível 
 
De acordo com Creder (2004) a expressão geral da transmissão de calor por condução 
e por hora pode ser expressa, para materiais homogêneos, paredes planas e paralelas da seguinte 
forma: 
 
𝑞𝑠 =
𝐴 ∗ 𝐾 ∗ 𝐷
𝑥
 (5) 
 
Onde: 
𝑞𝑠 é a taxa de fluxo de calor transmitida em kcal/h; 
𝐴 é a área da superfície normal ao fluxo em m2; 
𝑥 é a espessura do material em m; 
𝐾 é a condutividade térmica do material por unidade de comprimento e unidade de área em kcal 
em m/(h·m2·ºC); 
D é a diferença de temperatura entre as duas superfícies separadas pela espessura 𝑥 em ºC. 
Creder (2004) diz que quando o material não é homogêneo, como, por exemplo, uma 
parede construída com tijolos, massa e isolamento, a equação toma a seguinte forma: 
 𝑞𝑠 = 𝐴 ∗ 𝐶 ∗ 𝐷 (6) 
 
Onde: 
𝑞𝑠 é o fluxo de calor kcal/h; 
𝐴 é a área em m2; 
𝐶 é a condutância em kcal/h·m2·ºC; 
D é a diferença de temperatura entre as superfícies em ºC. 
A transferência de calor do ar a uma superfície, ou vice-versa, se processa por meio da 
condutância da superfície de contato ou filme (Creder, 2004). 
A condutância superficial é a quantidade de calor transferido, em kcal/h, do ar para a 
superfície, ou vice-versa, por metro quadrado e por ºC de diferença de temperatura. 
Se o fluxo for uniforme, esta transferência pode ser expressa pela fórmula: 
 𝑞𝑠 = 𝐴 ∗ ℎ ∗ 𝐷 (7) 
 
 
11 
 
Onde: 
𝑞𝑠 é o fluxo de calor kcal/h 
𝐴 é a área em m2 
ℎ é a condutância superficial em kcal/h · m2 · ºC 
D é a diferença de temperatura entre a superfície e o ar em contato em ºC 
Os valores de h, conforme Creder (2004), dependem da cor e rugosidade da superfície, 
bem como da velocidade do vento, com seus valores médios de: 
- ar parado = 1,46 a 1,63 BTU/h ft2 · ºF = 7,13 a 7,96 kcal/h·m2·ºC 
- ar a 12 km/h = 4,0 BTU/h ft2 · ºF = 19,5 kcal/h·m2·ºC 
- ar a 24 km/h = 6,0 BTU/h ft2 · ºF = 29,3 kcal/h·m2·ºC 
Para Creder (2004), os cálculos da carga térmica do ar condicionado, usa-se um 
coeficiente U, mais fácil de ser obtido, medindo-se a temperatura do ar em ambos os lados da 
superfície. Esse coeficiente é chamado coeficiente global de transmissão de calor e é definido 
como o fluxo de calor por hora através de um m2 de superfície, quando a diferença entre as 
temperaturas do ar nos dois lados da parede ou teto é de um grau centígrado. 
 𝑞𝑠 = 𝐴 ∗ 𝑈 ∗ 𝐷 (8) 
 
Onde: 
𝑞𝑠 é o fluxo de calor kcal/h; 
𝐴 é a área em m2; 
𝑈 é o coeficiente global de transmissão de calor em kcal/h·m2·ºC; 
D é a diferença de temperatura em ºC. 
Quando se usam vários materiais nas paredes que separam os ambientes, para cálculos 
mais precisos deve-se utilizar as resistências que cada material opõe ao fluxo. Essas resistências 
são os inversos das condutividades e condutâncias e são somadas do mesmo modo que 
resistências em série de um circuito elétrico. A Tabela 24 fornece os coeficientes de transmissão 
de calor dos materiais de construção (Creder, 2004). 
A Tabela 34 fornece o diferencial de temperatura usado nos projetos - DT - baseado na 
diferença de 10º C entre a temperatura externa e o recinto condicionado (Creder, 2004). Se o 
diferencial de temperatura for diferente de 10° C soma-se à tabela o que exceder deste valor. 
 
 
12 
 
2.2.2. Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Calor Latente 
 
Todo ser humano emite calor sensível e calor latente, que variam conforme esteja o 
indivíduo, em repouso ou em atividade. Se submetido à atividade física violenta, o corpo 
humano pode emitir até cinco vezes mais calor do que em repouso. Considerando que a 
temperatura média normal de uma pessoa é de 37ºC (98,6°F), verifica-se experimentalmente 
que quanto maior é a temperatura externa, maior é a quantidade de calor latente emitida, e 
quanto menor esta temperatura, maior é o calor sensível. Isso pode ser explicado do seguinte 
modo: o organismo humano possui um mecanismo termostático que, atuando sobre o 
metabolismo, mantém a temperatura do corpo aproximadamente constante, embora variem as 
condições externas (Creder, 2004). 
Se a temperatura exterior é superior a 37°C (98,6°F), o calor é transferido do exterior 
para o corpo, e isso provoca a transpiração e em consequência a eliminação de vapor d'água 
pela respiração, adicionando apenas calor latente ao ar. Se a temperatura exterior é inferior a 
15,6°C (60°F), a transferência de calor se dá do corpo para o ambiente, porém somente na forma 
de calor sensível. Entre essas temperaturas externas, ou seja, entre 15,6°C e 37°C, o corpo 
humano emite calor sensível e calor latente ao ambiente, mantendo constante o calor total 
(Creder, 2004). 
A Tabela 26, baseada na NBR-6401, fornece os valores do calor liberado pelas pessoas 
em função da temperatura e da atividade. 
 
2.2.3. Carga Devida à Iluminação – Calor Sensível 
 
De acordo com Creder (2004), temos: 
 Iluminação incandescente: 
 𝑞 = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠, 𝑒𝑚 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑆𝐼 (9) 
 𝑞 = 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠 ∗ 3,4, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑞 é 𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝐵𝑇𝑈/ℎ (10) 
 Iluminação fluorescente: 
 𝑞 = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠 ∗ 0,86, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑞 é 𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ (11) 
 
 
13 
 
Deve-se levar em conta, no cálculo da carga térmica, que nem sempre todas as lâmpadas 
estão ligadas na hora que se tomou por base para o cálculo, geralmente na hora em que a carga 
térmica de insolação é máxima muitas lâmpadas podem estar desligadas. A Tabela 27 fornece 
os valores recomendados para consumo de energia elétrica para iluminação (Creder, 2004). 
 
2.2.4. Carga Devida aos Equipamentos 
 
Os equipamentos presentes no interior de um ambiente condicionado influenciam 
significativamente no cálculo da carga térmica, uma vez que estes liberam calor e/ou umidade. 
Logo para se ter um valor mais preciso desta grandeza é necessário saber a quantidade de 
equipamentos de cada tipo presentes no recinto. É importante lembrar que para cada tipo de 
equipamento existe uma quantidade específica de calor e umidade liberado, daí a importância 
de se conhecer todos os equipamentos existentes. 
As Tabela 28, 30, 31 e 32 fornecem valores médios de calor (sensível e/ou latente) 
liberados por diversos tipos de equipamentos que podem eventualmente estar presentes no 
interior de um ambiente. Utilizando esses valores é possível se ter uma noção da quantidade 
total de calor liberado pelos equipamentos somando-se as contribuições parciais de cada um 
destes de acordo com suas especificidades. 
 
2.3 CARGA TÉRMICA DEVIDO À RENOVAÇÃO DE AR 
 
Um Sistema de ar condicionado tem a qualidade de seu ambiente interno controlado 
através da renovação do ar exterior e a utilização de filtros. Esta renovação reduz a concentração 
de poluentes gasosos, biológicos e químicos no ambiente. (ABNT 16401-3, 2008) 
Paramanter a concentração de poluentes no ambiente interior em nível aceitável, deve-
se calcular a vazão mínima necessária de ar exterior em qualidade admissível que deve ser 
ventilado para o ambiente interno. Esta vazão mínima necessária é definido pela NBR 16401-
3 como Vazão Eficaz. Ela considera a vazão de ar exterior relacionada a pessoas e a vazão 
relacionada à área ocupada. 
 𝑉𝑒𝑓 = 𝑃𝑧 ∗ 𝐹𝑝 + 𝐴𝑧 ∗ 𝐹𝑎 (12) 
 
 
14 
 
Onde: 
Vef é a vazão eficaz de ar exterior em (L/s); 
Pz é o número máximo de pessoas na zona de ventilação; 
Fp é a vazão por pessoa em (L/s); 
Az é a área útil ocupada pelas pessoas em (m
2); 
Fa é a vazão por área útil ocupada em (L/s.m
2); 
Os valores de Fp e Fa são expostos na Tabela 32. 
O valor obtido para vazão eficaz deve ainda ser corrigido pela eficiência da distribuição 
de ar na zona. A NBR 16401-3 traz a Equação 13 para sua determinação. 
 
𝑉𝑧 =
𝑉𝑒𝑓
𝐸𝑧
 (13) 
Onde: 
Vz é a vazão de ar exterior a ser suprida na zona de ventilação; 
Ez é a eficiência da distribuição de ar na zona conforme a Tabela 33. 
Esta penetração de ar no recinto, por sua vez, adiciona carga térmica sensível e/ou 
latente. De acordo com Creder (2004), esta perda ou ganho de calor pode ser calculado através 
das Equações 14 e 15. 
 𝑞𝑠 = 0,29 ∗ 𝑄 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) (14) 
 𝑞𝐿 = 1,2 ∗ 𝑄 ∗ 𝐷𝐿 (15) 
 
Onde: 
qs é o calor sensível em kcal/h; 
qL é o calor latente em kcal/h; 
DL é a variação de entalpia do calor latente em kcal/kg; 
Q é a vazão de ar eficaz corrigida em m3/h; 
te é a temperatura do ar exterior em ºC; 
ti é a temperatura do ar interior em ºC. 
 Já para Stoecker e Jones (1985), os valores de calor trocado podem ser calculados pelas 
Equações 16 e 17. 
 𝑞𝑠 = 1,23 ∗ 𝑄 ∗ (𝑡𝑒 − 𝑡𝑖) (16) 
 
 
15 
 
 𝑞𝐿 = 3000 ∗ 𝑄 ∗ (𝑊𝑒 − 𝑊𝑖) (17) 
Onde: 
qs é o calor sensível em Watts; 
qL é o calor latente em Watts; 
Q é vazão de ar eficaz corrigida em L/s; 
W é a umidade absoluta em kg de vapor de água/kg de ar seco; 
te é a temperatura do ar exterior em ºC; 
ti é a temperatura do ar interior em ºC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 
 
A metodologia a ser utilizada abrange: pesquisa literária em fontes físicas e eletrônicas 
e recursos computacionais para projeto e programação, como os softwares AutoCAD® e Scilab. 
Serão inseridas as fórmulas inerentes ao cálculo da carga térmica no Scilab, assim como 
as tabelas e constantes para a sua resolução. O usuário irá inserir as características do ambiente 
que deseja saber a carga térmica e o algoritmo lhe mostrará tal resultado. 
A planta baixa da biblioteca do IFG câmpus Goiânia será desenhada utilizando o 
AutoCAD® e todos os dados relacionados ao cálculo da carga térmica serão coletados, para que 
seja feito o dimensionamento ideal do sistema de ar condicionado utilizando o programa 
desenvolvido. 
 
4. RESULTADOS – DESCRIÇÃO E ANÁLISE 
 
Com base na fundamentação teórica exposta no capítulo anterior, foi possível 
desenvolver o algoritmo proposto com a utilização do software Scilab. 
O programa possui em seu interior uma biblioteca formada por dados e coeficientes 
estabelecidos por normas vigentes. O usuário precisa entrar com informações características do 
ambiente a ser dimensioando como área, pé direito e temperatura interna. Os dados presentes 
na biblioteca do programa e aqueles inseridos pelo usuário, são utilizados em equações para 
posteriormente o algoritmo disponibilizar o resultado do cálculo da carga térmica. 
O programa é dividido em três partes principais e deve ser executado na ordem mostrada 
na janela inicial, pois as partes são dependentes. 
O Fluxograma 1 mostra a estrutura geral do algoritmo. Uma vez inicializado o 
programa, o usuário irá se deparar com a interface inicial mostrada na Figura 7. Nesta etapa do 
programa são definidos a área ocupada, o número máximo de pessoas e a temperatura interna 
(conforme norma) do ambiente que se pretende calcular a carga térmica. 
 
 
 
 
 
17 
 
Fluxograma 1:Estutura geral do algoritimo para cálculo de carga térmica. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
Figura 7: Interface inicial do programa para cálculo de carga térmica. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
18 
 
Uma vez feito isso o usuário será direcionado para o menu principal, onde, deverá entrar 
com os dados referentes à condução e fontes internas, insolação e ventilação, conforme Figura 
8. 
 
 
Figura 8: Interface inicial do programa para cálculo de carga térmica. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
4.1 PROGRAMAÇÃO PARA O CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DEVIDA À 
CONDUÇÃO E FONTES INTERNAS 
Para o cálculo da carga térmica devida à condução e fontes internas foi densenvolvido 
um algoritmo que se fundamenta principalmente na norma NBR-16401. Ao entrar na opção 
condução e fontes internas, o usuário é solicitado a inserir as informações pertinentes às 
 
 
19 
 
paredes, piso, teto, pessoas, iluminação e equipamentos do ambiente que pretende calcular a 
carga térmica. O Fluxograma 2 mostra o desenvolvimento desse algoritmo. 
Fluxograma 2: Estrutura do algoritmo para cálculo de carga térmica devida à condução e fontes internas 
(continua). 
 
 
 
 
 
 
20 
 
Fluxograma 2: Estrutura do algoritmo para cálculo de carga térmica devida à condução e fontes internas 
(continua). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
Fluxograma 2: Estrutura do algoritmo para cálculo de carga térmica devida à condução e fontes internas 
(continua). 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
Fluxograma 2: Estrutura do algoritmo para cálculo de carga térmica devida à condução e fontes internas 
(conclusão). 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
A Figura 9 mostra as opções oferecidas pelo programa na etapa condução e fontes 
internas. A opção 1 refere-se à condução, e nessa opção o usuário irá definir as paredes, teto e 
piso do ambiente a condicionar. 
Figura 9: Interface do programa para opções referentes à condução e fontes internas. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
23 
 
Uma vez escolhida a opção 1, a interface mostrada na Figura 10 será apresentada ao 
usuário. Nesse menu ele deverá definir um tipo de parede externa (parede sob insolação) e de 
um até três tipos de paredes internas (paredes internas a edificação que fazem fronteira com o 
ambiente). 
 
Figura 10: Interface do programa para opções referentes às paredes, teto e piso do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Entrando com a opção 1 (parede externa), segue a interface da Figura 11. A partir daí o 
usuário precisa selecionar entre os modelos de paredes aquela que lhe interessa. Caso a opção 
de parede procurada não esteja no menu, o usuário pode montar a sua própria parede 
selecionando a opção 5 (montar própria parede). 
 
 
24 
 
Figura 11: Interface do programa para opções referentes à parede externa. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Selecionando a opção 5 as interfaces mostradas nas Figura 12, 13, 14, 15, 16 e 17 serão 
exibidas. Cada uma dessas interfaces tem por objetivo fornecer ao usuário opções de camadas 
que constituem a parede a ser montada, sendo estas: acabamentos, alvenaria, isolamentos, 
argamassas, cobertura e madeiras. 
Figura 12: Interface do programa para escolha de acabamentos para parede montada. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
25 
 
Figura 13: Interface do programa para escolha de alvenaria para parede montada. 
 
Fonte: Próprio autor 
 
Figura 14: Interface do programa para escolha de isolamentos para paredemontada. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
26 
 
Figura 15: Interface do programa para escolha de argamassas para parede montada. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
Figura 16: Interface do programa para escolha de cobertura para parede montada. 
 
Fonte: Próprio autor. 
Figura 17: Interface do programa para escolha de madeiras para parede montada. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
27 
 
O usuário deve selecionar apenas as opções que lhe interessa e em seguida entrar com a 
opção “sair”. 
Uma vez definida a parede externa e selecionado a opção 6 (voltar), o usuário deve agora 
entrar com o número de paredes internas do ambiente (Figura 18) selecionando a opção 2 
(parede interna) e logo em seguida definir cada uma dessa(s) parede(s) interna(as) do ambiente. 
Figura 18: Interface do programa para definição de números de paredes internas. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Tendo definido o número de paredes internas do ambiente, deve-se agora definir a 
constituição dessa(s) parede(s). A Figura 19 mostra a interface apresentada logo em seguida ao 
usuário. Nesta, dependendo do número de repartições escolhidas, cada uma destas paredes 
devem ter seus tipos especificados, para isso basta selecionar a parede que se deseja trabalhar 
e realizar o mesmo procedimento para a parede externa em relação à escolha do tipo de parede 
(Figura 20). 
 
 
28 
 
Figura 19: Interface do programa que mostra a quantidade de paredes internas definidas - exemplo de ambiente 
com três repartições (paredes internas). 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Figura 20: Interface do programa para definição do tipo de parede interna selecionada pelo usuário - exemplo 
onde a parede II tem seu tipo especificado. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
29 
 
Uma vez definida as paredes externa e interna(s) do ambiente, o usuário deve agora 
definir o tipo de teto (cobertura externa ou interna) e piso ou entrepiso do ambiente. A diferença 
entre cobertura externa e interna é que a primeira sofre insolação enquanto a outra não. A 
cobertura interna é aquela que divide repartições de um ambiente (como em um andar de um 
edifício). O piso é adotado nesse trabalho como sendo aquele que liga diretamente o ambiente 
ao chão, não ocorrendo dessa forma trocas de calor via condução. Todavia, entrepiso é aquele 
que faz divisão entre o ambiente e uma repartição qualquer localizada imediatamente abaixo 
desta, havendo trocas de calor por condução entre as repartições divididas. A Figura 21 
esquematiza esses conceitos. 
Figura 21: Esquematização dos tipos de paredes, teto e piso de uma construção civil – exemplo de um edifício. 
 
Fonte: Blog Concursos para Arquitetos, 2014. 
 
A Figura 22 mostra a interface para a definição de teto e piso. O usuário deve definir o 
tipo de cobertura nas opções 1 ou 2 (externa - Figura 23 ou interna - Figura 24) e na opção 3 o 
usuário deve definir o tipo de piso ou entrepiso conforme Figura 25. Uma vez definidos esses 
parâmetros o usuário deve selecionar a opção 4 e voltar para o menu anterior. 
 
 
30 
 
Figura 22: Interface do programa para definição do tipo de teto e piso do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Figura 23: Interface do programa para definição do tipo de cobertura externa do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
31 
 
Figura 24: Interface do programa para definição do tipo de cobertura interna do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
Figura 25: Interface do programa para definição do tipo de piso ou entrepiso do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
32 
 
Depois de definida as paredes, piso e teto do ambiente o usuário pode agora verificar os 
dados inseridos selecionando a opção 4 (exibir paredes, cobertura e entrepiso/piso). Uma vez 
feito isso, uma interface onde exibe todas as paredes, teto e piso é mostrada, conforme um 
exemplo exposto na Figura 26. 
Figura 26: Interface do programa para exibição das paredes, teto e piso do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
33 
 
O usuário deve agora validar esses dados selecionando a opção 5 (validar carga térmica 
de condução interna). Entrando com essa opção, ele tem acesso à um gráfico que expõe a carga 
térmica devido à condução interna. 
Voltando ao menu (condução e fontes internas) e selecionando a opção 2 (dados 
referentes à carga devida às pessoas) a interface da Figura 27 é exibida. Nesse menu o usuário 
deve selecionar o tipo de local (opção 1 – Figura 28) e em seguida deve validar a carga devida 
às pessoas (opção 2 – Figura 29). 
Figura 27: Interface do programa para inserir dados referentes às pessoas presentes no ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
34 
 
Figura 28: Interface do programa para selecionar o tipo de local referente às pessoas presentes no ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
No menu (condução e fontes internas), selecionando a opção 3 (dados referentes à carga 
devida à iluminação), a interface da Figura 29 é exibida. Nesse menu o usuário escolhe entrar 
com os valores de potência de luminosidade selecionando a opção 1 (entrar com dados 
específicos da iluminação) conforme Figura 30 ou selecionar o tipo de local (opção 2 – Figura 
31) e em seguida deve validar a carga devida à iluminação. 
 
 
 
35 
 
Figura 29: Interface do programa para entrar com os dados referentes à iluminação do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
Figura 30: Interface do programa para entrar com os valores de potência incandescente e fluorescente da 
iluminação do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
36 
 
Figura 31: Interface do programa para entrar com os valores de potência incandescente e fluorescente da 
iluminação do ambiente . 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
37 
 
Selecionando a opção 4 (dados referentes à carga devida aos equipamentos) no menu 
(condução e fontes internas) a interface da Figura 32 é exibida. Nesse menu o usuário entra com 
os equipamentos presentes no ambiente selecionando as opções 1 (Figura 33), 2 (Figura 34), 3 
(Figura 36), 4 (Figura 37) e valida a carga térmica devido aos equipamentos selecionados. 
 
Figura 32: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos do ambiente. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
38 
 
Figura 33: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos de escritórios – 
computadores. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
39 
 
Figura 34: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos de escritórios – 
impressoras e copiadoras. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
É importante lembrar que uma vez definido o tipo de equipamento presente no ambiente, 
o usuário deve inserir o número de equipamentos para cada tipo conforme Figura 38. 
 
Figura 35: Interface do programa para entrar com o número de equipamentos presentes no ambiente – exemplo 
para impressora a laser de escritório, grande – uso contínuo. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
40 
 
Figura 36: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos de escritórios – 
equipamentos diversos. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41 
 
Figura 37: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos comerciais – 
restaurantes e lanchonetes (continua). 
 
 
 
 
42 
 
Figura 37: Interface do programa para entrar com os dados referentes aos equipamentos comerciais – 
restaurantes e lanchonetes (conclusão). 
 
Fonte: Próprio autor.Após inserir todos os dados do menu “condução e fontes internas”, o usuário precisa 
selecionar a opção 5 (validar carga devida à condução e fontes internas). Nesta opção, é 
possível visualizar o valor da carga térmica, referente as informações inseridas no item 
condução e fontes internas. 
A partir daí o usuário deve prosseguir com a execução do programa selecionando a 
opção 6 (sair) e entrar sequencialmente com os dados referentes à carga devida à insolação e 
renovação de ar. 
 
 
43 
 
4.2 PROGRAMAÇÃO PARA O CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DEVIDA À 
INSOLAÇÃO 
 
A carga térmica de insolação é um dos principais problemas encontrados pelos 
projetistas de sistemas de ar condicionado, pois, não existem normas específicas para o cálculo 
e em muitos casos ela é responsável pela maior parte da carga térmica total do ambiente. 
A carga de insolação depende da intensidade de radiação solar e essa varia de acordo 
com a latitude do local, orientação cartográfica, dia do ano e horário, por isso, o algoritmo 
calcula a carga em quatro datas críticas do ano que são 22 de dezembro, 22 de março, 22 de 
junho e 22 de setembro nas orientações sul, sudeste, leste, nordeste, norte, noroeste, oeste, 
sudoeste e horizontal (cobertura). 
O Fluxograma 3 mostra a estrutura do algoritmo construído para o cálculo da carga 
térmica de insolação. 
 
 
 
 
 
44 
 
Fluxograma 3: Estrutura do algoritmo para cálculo da carga térmica de insolação. 
Cargas de 
Insolação
2- Sudeste (SE)1- Sul (S) 3- Leste (E)
4- Nordeste 
(NE)
5- Norte (N)
6- Noroeste 
(NW)
7- Oeste (W)
8- Sudoeste 
(SW)
9- Horizontal 
(Cobertura)
D
1- Vidraça 2- Parede opaca
3- Porta de 
vidro
4- Porta opaca
5- Janela de 
vidro
6- Janela opaca
7- Superfície 
opaca
8- Superfície de 
vidro
Espessura 
do vidro ?
Área com 
insolação 
?
Possui 
proteção 
solar?
Escolha o 
fator solar 
de acordo 
com o 
tipo de 
vidro
Não
 Interna ou 
externa ?
Escolha o 
fator solar
Escolha o 
fator solar
Sim
Interna
Externa
Área com 
insolação?
Escolha o 
coeficient
e de 
absorção
Espessura 
do 
material ?
Área com 
insolação 
?
Escolha o 
material 
ou digite o 
coeficient
e global
Escolha o 
coeficient
e de 
absorção
9- Validação 10- Voltar
10- Validação 11- Voltar
D D D D D D D
D
V
V P
P V O V O O V
O
Escolha o 
coeficient
e de 
absorção
Y
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Na primeira janela desta etapa do programa, mostrada na Figura 38 o usuário especifica 
as orientações com insolação, uma de cada vez. Após especificar a orientação uma segunda 
janela é aberta como a exposta na Figura 39, nesta o projetista seleciona apenas os elementos 
presentes na orientação especificada. 
 
 
 
45 
 
Figura 38: Orientações com insolação (Menu 1).
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
46 
 
Figura 39: Elementos constituintes das faixadas (Menu 2). 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
Ao selecionar um elemento, o usuário deve entrar com as informações pedidas, depois 
de inseri-las o programa volta à janela mostrada na Figura 39, para ele selecionar outro elemento 
presente na faixada em questão. Quando o projetista terminar de inserir todos os elementos 
presentes na orientação, é preciso que ele digite a opção 9 mostrada na Figura 39 para que o 
algoritmo faça o cálculo da carga de insolação e valide a entrada das informações. Em seguida, 
o usuário deve digitar 10 para voltar à janela exibida na Figura 38, caso exista outra orientação 
com insolação esta deve ser selecionada e o processo descrito anteriormente é repetido. 
Após entrar com os dados de todas as orientações com insolação o projetista precisa 
digitar a opção 10 mostrada na Figura 38 para o programa realizar o cálculo total da carga de 
 
 
47 
 
insolação, posteriormente a opção 11 deve ser selecionada para voltar e inserir as outras 
informações pertinentes ao cálculo da carga térmica. 
Quando os elementos vidraça, janela de vidro, porta de vidro e superfície de vidro são 
selecionados o usuário é solicitado a entrar com a espessura do vidro, a área com insolação e o 
fator solar que depende do tipo de vidro ou da proteção solar, quando o elemento possui esta. 
Na Figura 40 o programa pede para o usuário digitar a espessura do vidro, a área com insolação 
e pergunta se o elemento possui ou não proteção solar. Se não apresenta proteção, a opção 1 
deve ser digitada e então a janela exposta na Figura 41 é aberta para que o fator solar mais 
adequado ao tipo de vidro utilizado seja digitado. Caso o vidro apresente proteção solar a opção 
2 deve ser a escolhida, com isso o algoritmo pergunta ao projetista onde a proteção se encontra, 
como mostrado na Figura 42. 
Se a proteção é interna a imagem da Figura 43 é aberta na tela, caso a proteção seja 
externa a Figura 44 é exibida ao usuário, em ambas as situações ele deve escolher o fator solar 
mais adequado à proteção utilizada. 
 
Figura 40: Dados iniciais pedidos pelo elemento vidraça. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
48 
 
Figura 41: Fatores solares de vidros sem proteção solar. 
 
Fonte: Próprio autor baseado em Frota e Schiffer (2001). 
 
 
Figura 42: Definição do local da proteção solar. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
49 
 
Figura 43: Fatores solares de vidros com proteção solar interna. 
 
Fonte: Próprio autor baseado em Frota e Schiffer (2001). 
Figura 44:Fatores solares de vidros com proteção solar externa. 
 
Fonte: Próprio autor baseado em Frota e Schiffer (2001). 
 
 
 
50 
 
Ao selecionar o elemento parede opaca, o algoritmo requer que o usuário entre com a 
área de insolação e com o fator de absorção de calor que depende da cor externa da parede. A 
Figura 45 exibe essa situação no programa. 
Figura 45: Informações pedidas pelo componente parede opaca. 
 
Fonte: Próprio autor baseado em Frota e Schiffer (2001). 
 
 
No momento em que os componentes janela opaca, porta opaca e superfície opaca são 
selecionados, o algoritmo solicita ao projetista a espessura, a área com insolação, o tipo de 
material e o fator de absorção que depende da cor externa do componente. Inicialmente ele pede 
a espessura e a área do elemento com insolação como exposto na Figura 46 e, após a inserção 
desses dados, a janela mostrada na Figura 47 é aberta na tela para a seleção do material do 
elemento, posteriormente a imagem exibida na Figura 48 é exposta para que o usuário escolha 
o fator de absorção mais adequado à cor utilizada. 
 
 
51 
 
Figura 46: Dados iniciais pedidos pelos elementos opacos. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
Figura 47: Escolha do material dos elementos opacados. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
52 
 
Figura 48: Fatores solares de acordo com a cor dos elementos opacos. 
 
Fonte: Próprio autor baseado em Frota e Schiffer (2001). 
 
Ao selecionar qualquer uma das orientações presentes na Figura 38, o algoritmo mostra 
ao usuário uma lista com vários componentes de construção, Figura 39, para ele escolher quais 
estão presentes não orientação selecionada, no entanto, ao entrar na opção 9 ( horizontal), o 
projetista apenas informa o fator de absorção de calor de acordo com a cor da cobertura. 
Atualmente uma das principais preocupações na engenharia é a otimização energética. 
Este programa foi projetado levando em conta esta peculiaridade, pois é muito comum váriosprojetistas de ar condicionado dimensionarem os sistemas considerando uma temperatura de 
bulbo seco constante ao longo do dia e taxas de insolação pouco precisas devido a grande 
variação desta. No entanto, a temperatura varia ao longo dia, a temperatura ás 9 horas da manhã 
é diferente daquela às 14 horas da tarde. 
A insolação é outra que varia com o horário e, além disso, apresenta valores 
diferenciados de acordo com a latitude do local e a orientação da superfície com insolação. Este 
algoritmo leva em conta todas essas características, buscando um dimensionamento mais 
eficiente e otimizado. 
 
 
53 
 
4.3 PROGRAMAÇÃO PARA O CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA DEVIDA À 
RENOVAÇÃO DE AR 
 
O algoritmo para o cálculo da parcela de carga térmica devida à renovação de ar consiste 
na aplicação direta da NBR-16401. Esta norma traz todos os coeficientes necessários para 
encontrar o valor de vazão, que é chamada de “Vazão Eficaz” (Vef) pelo texto, no qual este 
será utilizado para determinar tanto a carga devido ao calor sensível quanto o calor latente. 
O desenvolvimento do algoritmo se baseou no Fluxograma 4. 
Fluxograma 4: Algoritmo para cálculo de carga térmica devido à renovação de ar. 
Começar programa
Definir o Nível de Vazão
Informar a área 
ocupada
Definir o Tipo do Local
Definir o Local dentre as 
opções
A opção escolhida está 
correta?
Não
Prosseguir para Cálculo 
(digite 9)
A
Definir a Eficiência da vazão
Informar a 
temperatura externa 
(TBS ºC)
Informar a 
temperatura interna 
(TBS ºC)
Informar a umidade 
absoluta externa 
(kg vapor/kg ar seco)
Informar a umidade 
absoluta interna 
(kg vapor/kg ar seco 
Valor da Carga térmica
Sim
A Fim Programa
Informar a 
quantidade de 
pessoas
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
54 
 
Primeiramente, foi inserido a Tabela 32 no SciNotes na forma de vetores, onde cada 
coluna do vetor remete a coluna da tabela na seguinte ordem: 
 
 [ 𝐷 , 𝑁1, 𝑁2, 𝑁3] 
𝑣𝑒𝑡𝑜𝑟 = [
𝑝𝑒𝑠𝑠
𝑚2
, 𝐹𝑝, 𝐹𝑎, 𝐹𝑝, 𝐹𝑎, 𝐹𝑝, 𝐹𝑎,] 
Para cada local trazido pela tabela existe um vetor com todos os valores de densidade e 
dos coeficientes “Fp” e “Fa” para cada nível. A Figura 7 mostra um exemplo de alguns vetores 
criados. 
 
Figura 49: Print da tela do Scinotes com alguns dos vetores. 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Os vetores criados são funcionais apenas para o ponto de vista da programação. Este, 
não aparece para o usuário nesta maneira já que seus valores são fixos conforme o definido na 
NBR-16401 e não podem ser alterados. Seus valores são usados nas equações que vêm mais à 
frente. 
Para o usuário, as primeiras variáveis a serem definidas é o nível de vazão. Por 
recomendação da norma, os níveis devem ser decididos pelo cliente. 
 
 
55 
 
Após exibir na tela do Console um menu com a característica de cada nível, o usuário é 
perguntado qual destas opções deseja-se escolher, conforme mostrado na Figura 50. Com isso, 
é definido interno ao código de programação a variável “nível” que, posteriormente, será usada 
para buscar os valores de “Fp” e “Fa” já que, conforme mostrado na fórmula do vetor, existe 
um par desses coeficientes para cada um dos 3 níveis. 
Através do condicional “if” do Scilab, é determinado duas variáveis que farão esta busca 
dentro de cada vetor. Para o nível 1 se tem as posições 2 e 3 por exemplo, sendo então atribuído 
estes valores às duas variáveis definidas como “a” e “b”. 
Figura 50: Menu 1 (definição do nível de vazão de ar a ser ventilado). 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
Após definir o nível que se deseja trabalhar é o tipo de local que se deseja obter a 
demanda térmica. 
A NBR-16401 divide esses locais em 8 tipos diferentes, existindo, para cada um desses, 
um conjunto de diferentes locais. Com isso o usuário recebe na tela as opções possíveis do tipo 
de local que se deseja trabalhar em um segundo menu. A 
Figura 51 mostra ainda que neste mesmo menu é possível finalizar o programa ou 
prosseguir para o cálculo da carga térmica. 
 
 
56 
 
Figura 51: Menu 2 (definição do tipo de local).
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Após o usuário definir o tipo de local são dadas as opções de locais propriamente dito 
referente ao tipo escolhido no passo anterior. Então, a fim de confirmação, é perguntado se o 
local escolhido está correto. Caso esteja, o usuário recebe novamente o menu 3, mostrado na 
Figura 52, onde deve ser decidido agora pela opção 7 “Voltar” do menu. Esta opção o leva ao 
menu 2 para então prosseguir para o cálculo. 
Desta maneira, o programa só irá iniciar os cálculos uma vez que foi definido o local e 
escolhido a opção 9 do menu 2, conforme mostrado na Figura 51. 
. 
 
Figura 52: Menu 3 (definição do local). 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
 
57 
 
Esta parte da programação é colocada em “loop mode” com o uso da função “while”. 
Esta função faz com que os menus se repitam até ser decidido pela opção 9 ou 10 do menu 2. 
Quando isso ocorre, pula-se para a próxima linha fora do bloco da função “while”. 
Dentro do comando “while” ainda foi usado o comando “case”, sendo cada opção do 
menu referente a um “case”. Dentro destes, o programa seleciona os valores dos coeficientes 
“Fa” e “Fp” do vetor que contém os dados e calcula o valor de vazão eficaz pela Equação (12) 
A próxima etapa para o usuário é definir a configuração da distribuição de ar, que por 
sua vez determina a eficiência da distribuição de ar na zona de ventilação. De maneira simples, 
é exposto o menu 4 com as opções de configurações determinado pela norma. Assim como 
anteriormente, o usuário entra com o número da opção que atende as características do seu 
projeto. 
Figura 53: Menu 4 (definindo a configuração da distribuição de ar). 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Os valores de eficiência referente a cada configuração foram colocados na forma de um 
vetor coluna, sendo 9 linhas, cada uma referente a uma opção do menu. Quando é definido a 
opção deste menu, atribui-se esse valor a uma variável que é responsável por fazer a busca do 
valor de eficiência dentro do vetor. 
Definir o valor da eficiência permite então que se calcule a vazão eficaz corrigida, 
definido neste trabalho pela Equação (13). 
 
 
58 
 
Por último, o algoritmo calcula o calor latente e sensível através das Equações (16) e 
(17) tendo as temperaturas e umidades absolutas já definidas para cada hora do dia. Essas 
temperaturas estão definidas na Tabela 09 para a região de Goiânia, que de acordo com o 
manual consultado, possui uma amplitude térmica de aproximadamente 10 ºC. No caso 
específico deste trabalho, serão utilizados as temperaturas para a região de Goiânia. 
 
4.4 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE AR CONDICIONADO DA 
BIBLIOTECA DO IFG 
 
Como forma de validação, a demanda térmica atual dos ambientes da biblioteca do IFG 
foi calculada utilizando o algorítmo proposto. 
Inicialmente os dados presentes nas Tabelas 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 e 26 do Apêndice 
A foram inseridos, para que a carga de cada ambiente fosse calculada, pois cada uma dessas 
tabelas mencionadas mostram os dados específicos de cada ambiente da biblioteca, necessários 
para o cálculo da carga térmica. Posteriormente as cargas dos ambientes foram somadas para 
obter o valor total. 
Todas as paredes escolhidas no programa são do tipo meia vez com tijolo de 10 cm e 
25 mm de reboco em cada lado. As vidraças são de 5 mm de espessura do tipo cinza sombra. 
Algumas dessas ainda possuem proteção como mostram as tabelas citadas acima. Os resultados 
plotados pelo programa são; carga