ARTIGO desemp - Neimar - Rafael - Carlos

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ANÁLISE DE DESEMPENHO TÉRMICO 
 
Carlos Alberto Giovanella Junior , Neimar Marciel Graff , Rafael Fiegenbaum 1 2 3
 
Resumo: Com consumidores cada vez mais exigentes, o desempenho térmico em edificações habitacionais tem 
se tornado cada vez mais importante, sendo para o conforto dos moradores ou para uma maior economia de 
energia elétrica. Para isso, é de extrema importância que sejam analisados diversos fatores como localização, 
clima onde a obra está inserida e também a posição solar do empreendimento. Portanto, avaliar o desempenho 
térmico de um empreendimento ou edificação, necessitará uma avaliação das condições climáticas locais e um 
maior empenho no projeto arquitetônico para gerar futuros ganhos. Também é de extrema importância, avaliar os 
valores horários da radiação solar, velocidade predominante do vento, médias de temperatura e umidade relativa 
do ar. O método de avaliação de desempenho térmico usa dados climáticos para o período do verão. O presente 
trabalho, terá como objetivo analisar a importância do isolamento térmico e para isso, apresentará comparações 
entre o projeto original e uma adaptação de projeto, essa feita pelos autores, com resultados apresentados em 
cálculos e gráficos tendo o objetivo de melhorar a resistência térmica e assim, oferecer ambientes mais 
agradáveis e de maior eficiência energética. Também com estes dados, será possível observar a economia 
referente a climatização de ambientes. 
Palavras Chave​: Desempenho Térmico, Incidência Solar, Eficiência, Diminuição de Custo. 
 
1. Introdução 
Cada vez mais nos dias atuais, as questões ambientais e de sustentabilidade ganham 
destaque, tanto é que empresas dispõe de cada vez mais investimentos em estudos neste 
sentido. As normas brasileiras recebem cada vez mais atenção, e quem consegue se adaptar 
ao que elas pedem e trazer inovações nos quesitos de conforto, acessibilidade e segurança já 
larga na frente. Uma destas exigências é a de desempenho térmico das edificações, que tem 
suma importância na execução de uma edificação, sendo que itens como método de 
construção, revestimento que será utilizado, tamanho e tipo de abertura e vidros, bem como 
também o sentido que o terreno se encontra em relação à orientação solar tornam uma obra 
bem-sucedida caso atendida nestes quesitos. Segundo Lins (2012), estas questões se 
observadas e estudadas já na concepção dos projetos arquitetônicos podem trazer grandes 
1 ​Acadêmico em Engenharia Civil pelo Centro Universitário UNIVATES, de 
Lajeado-RS. Os dados desse artigo são baseados em artigos e sites. 
cagjunior@universo.univates.br 
2 ​Acadêmico em Engenharia Civil pelo Centro Universitário UNIVATES, de 
Lajeado-RS. Os dados desse artigo são baseados em artigos e sites. 
neimar.graff@universo.univates.br 
3 ​Acadêmico em Engenharia Civil pelo Centro Universitário UNIVATES, de 
Lajeado-RS. Os dados desse artigo são baseados em artigos e sites. 
rafael.fiegenbaum@universo.univates.br 
ganhos de eficiência da edificação evitando gastos com adaptações e modificações já com o 
andamento da obra ou até já em sua utilização. Beraldo (2006) afirma que a edificação que 
conseguir chegar mais perto possível das condições de conforto na fase de elaboração do 
projeto, na execução com as técnicas construtivas e com os materiais utilizados será a 
construção mais eficiente. Sistemas como resfriamento, aquecimento e ventilação envoltos 
pelas características que cada elemento e suas relações com os ambientes interno e externos, 
são diretamente envolvidos em quão a edificação terá bom desempenho. 
Conforme Romero (2001), as cores aplicadas podem interferir na quantidade de radiação 
solar que será transferida para o interior da edificação, sendo que as características dos 
materiais juntamente com sua tonalidade alteraram a capacidade de conservação, absorção 
ou reflexão de calor. Com estas informações Silva (2007), diz que é fundamental para a 
correta ventilação, incidência de luz natural e radiação solar, que se utilize a edificação 
corretamente no terreno e que seja projetada com fins de potencializar estas características. 
Dependendo da região de construção da edificação se torna essencial a utilização de ar 
condicionados para comodidade e conforto dos habitantes, mas de acordo com Lamberts 
(2011), estudando e adotando critérios corretos, como estilos e formatos de cobertura, 
aberturas e paredes, pode-se reduzir a transmitância térmica da obra, reduzindo 
drasticamente gastos durante sua utilização. 
 
2. Materiais e métodos 
 
O estudo foi realizado de acordo com o projeto de implantação de um condomínio de 
apartamentos condicionados ao plano Minha Casa Minha Vida. Neste foram selecionadas 
quatro moradias com diferentes posições solares. Estas, possuiam pé direito de 2,55 m, 
vedações externas de blocos cerâmicos estruturais de 23 furos com reboco em ambas as 
faces, pintura branca ​e ​cobertura composta por telhas de fibrocimento com espessura de 
8mm e câmara de ar ventilada,​ ​conforme demonstram as figuras 1 e 2. 
Figura 1​ – Planta baixa apartamentos 01 e 02. 
 
Fonte: autores (2019). 
 
 
Figura 2​ – Planta baixa apartamentos 04 e 03. 
 
Fonte: autores (2019). 
Visando diminuir o índice de transmitância térmica dos ambientes de permanência 
nestes apartamentos, e assim, diminuindo a demanda do uso de climatizadores e 
ar-condicionados, foram analisados os materiais propostos em projeto para serem utilizados 
nesta obra. Após a análise e cálculos com a utilização dos materiais sugeridos, fez-se um 
proposta com diferentes materiais para se chegar a uma menor transmitância. Em uma 
planilha de Excel foram apresentados todos os cálculos para cada ambiente e para ambas as 
propostas de materiais. 
Levamos em consideração as espessuras dos materiais usados: 
e cerâmica: 1,5 cm 
e argamassa: 1 cm 
e reboco: 2 cm 
e da camada de isopor: 4 cm 
Todos materiais possuem suas próprias características, portanto, cada material possui 
uma condutividade térmica que irá variar de acordo com sua densidade. Com isso, fica 
explícita a capacidade de maior ou menor condução de calor por unidade de tempo de cada 
material (LAMBERTS, 2011). A seguir na Tabela 1 é possível observar os valores adotados 
no trabalho para os materiais. 
Tabela 1​ – Tabela de materiais. 
Fonte: Lamberts (2011). 
 
A capacidade que um material tem de restringir ou refletir o calor, é determinada 
pela sua resistência térmica, assim, conforme sua espessura for maior, maior será a sua 
resistência a passagem de calor através do mesmo (LAMBERTS, 2011). Calculamos este 
valor através da equação 1: 
Equação 1: 
R = /λL 
Onde: 
L= espessura do material (m) 
= condutividade térmica do material (W/m K)λ 
Conforme é utilizado um maior número de materiais, é calculada a resistência 
térmica de cada camada para posteriormente somá-las e assim se obter a resistência térmica 
total, a qual vemos na equação 2 (LAMBERTS, 2011): 
Equação 2: 
 
 
 
 
 
 
 
A troca de calor pelo meio de radiação ou convecção entrematerial e ambiente, é a 
Resistência Térmica Superficial. Para coberturas o fluxo de calor considerado é vertical, já 
para paredes este fluxo de calor é horizontal (LAMBERTS, 2011). Determinam-se estes 
valores após a análise da tabela 2: 
Tabela 2​ – Resistência térmica superficial 
 
 
 
 
 
Fonte: Lamberts (2011). 
 
Quando se tem camadas de ar não ventiladas, a resistência térmica é determinada 
através da tabela 3: 
Tabela 3​ – Resistência térmica superficial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Lamberts (2011). 
Com o valor da transmitância térmica, os materiais podem ser avaliados quando 
recebem calor, Lamberts (2011). A transmitância pode ser calculada utilizando a equação 3: 
Equação 3: 
U = (W/ m²K)/RT1 
Os valores da radiação solar foram considerados para índices com latitude 30°, a data 
foi definida para o dia 22 de dezembro que implica em um período de verão, sendo que as 
temperaturas adotadas foram de Ti (interna)= 24° e Te (externa)= 34°. 
Quanto as materiais utilizados na construção, estes terão uma parte da radiação solar 
incidente absorvida e uma outra parte refletida. A cor superficial destes materiais irá definir 
sua absortividade, portanto, materiais com sua superfície de incidência nas cores claras, 
terão uma menor absorção em comparação a materiais com cores escura. 
Para este trabalho, o empreendimento escolhido utilizava acabamento externo em 
reboco pintado com cor branca, já para sua cobertura foram usadas telhas de fibrocimento. ​A 
tabela 4 nos mostra parâmetros de alguns materiais escolhidos: 
 
 
 
 
 
 
Tabela 4​ – Absortividade e emissividade de alguns materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Lamberts (2011). 
Para serem calculados o fluxo de calor em cada ambiente, foram utilizados os dados 
coletados e aplicados às equações 4 e 5. Para definir o fluxo de calor, levamos em conta a 
quantidade de energia térmica em watts que atravessará o fechamento entre ambientes, 
Lambert (2011). Para cada apartamento calculamos dois ambientes, 1 dormitório e 
Sala/Cozinha que estão conjugados: Apartamento 1 foram calculados, fachadas Leste, Oeste 
e Sul. Apartamento 2 foram calculados, fachadas Leste e Oeste. Apartamento 4 foram 
calculados fachadas Leste e Oeste. Apartamento 3 fachadas calculadas foram Leste, Oeste e 
Norte. Para estes ambientes foram analisadas as Esquadrias, bem como a Cobertura. Para 
obtenção dos resultados utilizamos as equações 4 e 5 descritas na sequência. 
Equação 4: 
q= U* (α*I*Rse*Δt) 
 
Onde: 
q = densidade de fluxo de calor (W/m²K) 
U = transmitância térmica (W/m²K) 
α = absortividade do material externo 
I = radiação solar (W/m²) 
Rse = resistência superficial externa (m²K/W) 
Δt = variação da temperatura 
 
Equação 5: 
Q = q*A 
 
Onde: 
Q = fluxo de calor (W/K) 
q = densidade de fluxo de calor (W/m²K) 
A = área do fechamento em questão (m²) 
 
No projeto original do empreendimento, utilizou-se vidro incolor simples de 4mm 
nas aberturas externas, ​com um valor de transmitância térmica de 5,79 W/m²K​. ​Na proposta 
de melhorias, optou-se por um vidro duplo com uma camada de ar com uma transmitância 
menor, de 1,48 W/m²K. O fator solar nos mostra qual a relação entre a quantidade de 
radiação solar que ultrapassa a janela e a que incide sobre a mesma. Para o vidro incolor 
simples utilizou- se 0,87 e para o vidro duplo cor verde de 6mm com uma camada de ar de 
12 mm esse valor passa para 0,27. Esses dados são fornecidos pelos fabricantes de vidro. 
Para termos o fluxo de calor das janelas, calculamos o valor da densidade de fluxo de calor 
que atravessa a janela por condução de acordo com a equação 6, o ganho solar do vidro é 
mostrado na equação 7: 
Equação 6: 
qc = U * Δt 
 
onde: 
U = transmitância térmica (W/m²K) 
Δt = variação da temperatura 
 
Equação 7: 
qs = Fs * I 
 
onde: 
Fs = fator solar 
I = radiação solar (W/m²) 
 
 
Depois de realizados os cálculos, achando o valor de carga térmica, utilizamos a 
proporção onde cada 1.000W equivalem a 3.412 BTU/ h. Foi determinado um intervalo de 
tempo de 8 horas/dia durante o período de 21 dias do mês para chegar ao resultado da 
demanda de ar condicionado mensal. 
 
3. Análise dos Resultados 
 
Após a coleta de todos os dados das edificações como materiais, dimensões, áreas, e 
posteriores análises e cálculos, foram desenvolvidos os gráficos baseados nas tabelas de 
Cálculos​. 
Como podemos ver no gráfico 1, a quantidade de calor é diferente para cada 
apartamento. Nas melhorias adotadas foram utilizados camadas de isopor nas paredes, vidro 
duplo com camada de ar nas janelas e também EPS na cobertura. 
Após as melhorias, é possível perceber a grande diferença na quantidade de calor 
absorvido em cada ambiente, utilizando apenas poucos matérias como melhorias. 
Gráfico 1​ – Quantidade de Calor por Apartamento
 
Fonte: autores (2019). 
 
Através do gráfico 2 foi possível concluir que com as melhorias adotadas, além de 
melhorar o conforto térmico, acabam influenciando diretamente o consumo do ar 
condicionado, pois diminuindo a quantidade de calor, o ar condicionado precisa ficar menos 
tempo ligado para conseguir manter uma temperatura agradável em torno de 24 °C. 
 
 
 
 
Gráfico 2​ – Custo do Ar Condicionado por Hora 
 
Fonte: autores (2019). 
 
O custo inicial para as melhorias, faz com que muitas pessoas não vejam a grande 
importância do investimento em conforto térmico, mas como podemos ver após esta análise, 
o custo do investimento acabam retornando em poucos meses somente com a economia no 
consumo do ar condicionado que dependendo do projetado podem até ficar desligados. 
Gráfico 3​ – Comparativo de Custo Ar Condicionado Mensal. 
 
Fonte: autores (2019). 
 
N​os gráficos a seguir podemos verificar os resultados obtidos em média dos 4 
apartamentos, onde houve uma diminuição do calor absorvido da cobertura, na distribuição 
as paredes receberam este calor. 
 
 
 
Gráfico 4, 5 e 6​ - Comparativo Antes e Depois das Melhorias 
 
Fonte: autores (2019). 
 
4.​ ​Considerações Finais 
 
Com o estudo e análises desenvolvidas, o grupo pode fazer uma analogia da 
importância do conhecimento dos diferentes materiais a serem utilizados na construção civil, 
principalmente na execução de condomínios multifamiliares. Observou-se que muitas vezes 
não se pode apenas analisar a parte estética de uma edificação, mas muitos fatores além 
disso, os quais irão impactar diretamente no desempenho térmico, na durabilidade e 
qualidade do empreendimento. 
Escolher adequadamente os materiais, é essencial para um melhor desempenho 
térmico. Portanto, mesmo se levados em conta os maiores custos de materiais com menor 
índice de transmitância térmica no início da obra, serão necessários menores investimentos 
posteriores, ou não serão necessários mais investimentos para adequação térmica. Desta 
maneira, tem-se uma grande vantagem, visando que irá se obter um maior conforto térmico, 
assim, reduzindo o gasto deenergia elétrica para climatização e obtendo o retorno financeiro 
do investimento inicial em curto-médio prazo. 
 
Referências: 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 15220; 
D​esempenho térmico de edificações​. Rio de Janeiro: ABNT, 2005. 
BERALDO, J. C. ​Eficiência energética em edifícios​: avaliação de uma proposta de 
regulamento de desempenho térmico para a arquitetura do estado de São Paulo. Universidade 
de São Paulo, São Paulo, 2006. (Dissertação de Mestrado). 
LAMBERTS, R; NARANJO, A. ​Desempenho Térmico de Edificações​. Florianópolis: 
Apostila – Universidade Federal de Santa Catarina, 2011. 
ROMERO, B. M. A. ​A arquitetura bioclimática do espaço público​. Brasília: Editora 
Universidade de Brasília,2001. 
SILVA, J. S. ​A eficiência do brise-soleil em edifícios públicos de escritórios​: estudo de 
casos no plano piloto de Brasília. Brasília: UNB, 2007. (Dissertação de mestrado)