Artigo Desempenho Térmico

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ANÁLISE DE DESEMPENHO TÉRMICO EM PROJETOS 
DE APARTAMENTOS 
Anna Laura Beneduzi Dalmolin¹, Natália Volken Lutz², Petra Schmidt³, Tailine Luísa 
Schuster​⁴ 
Resumo: O objetivo deste estudo é avaliar/analisar a transmitância e carga térmica de 
apartamentos que fazem parte de projetos das turmas de Arquitetura e Urbanismo da 
Universidade do Vale do Taquari. Os apartamentos analisados são compostos por um, dois e três 
dormitórios respectivamente, suas posições solares também são indicadas em projeto. Através 
das análises das materialidades utilizadas inicialmente no projeto arquitetônico, houveram 
propostas de substituição de determinados materiais a fim de proporcionar um maior conforto 
térmico posteriormente aos usuários dos ambientes. Após o estudo, analisou-se o consumo de 
energia elétrica gerada por ar-condicionados presentes no local, responsáveis pela climatização 
dos ambientes, com o objetivo de comparar o consumo de energia elétrica com as melhorias 
propostas em projeto com o projeto original no isolamento térmico. 
Palavras-chave: Transmitância Térmica. Carga Térmica. Conforto Térmico. 
1 INTRODUÇÃO 
Principalmente na fase de projetos, é importante que sejam tomadas decisões de forma 
consciente, unindo as boas práticas de arquitetura e engenharia, a fim de proporcionar ao usuário 
final ambientes que unem conforto e sustentabilidade (ambiental e financeira). As decisões de 
materialidades e formas de execução devem ser tomadas de forma cuidadosa e minuciosa 
____________________ 
¹Acadêmica em Engenharia Civil pela Universidade do Vale do Taquari- UNIVATES de Lajeado- RS. 
anna.beneduzi@universo.univates.br 
²Acadêmica em Engenharia Civil pela Universidade do Vale do Taquari- UNIVATES de Lajeado- RS. 
natalia.lutz@universo.univates.br 
³Acadêmica em Engenharia Civil pela Universidade do Vale do Taquari- UNIVATES de Lajeado- RS. 
petra.schmidt@universo.univates.br 
⁴​Acadêmica em Engenharia Civil pela Universidade do Vale do Taquari- UNIVATES de Lajeado- RS. 
tailine.schuster@universo.univates.br 
 
durante o projeto das edificações em geral. 
Visto o cenário acima, a eficiência das edificações seguem a normativa NBR 15575 
(ABNT, 2013) que prevê que a mesma deve, obrigatoriamente ser: segura, apresentar eficiência 
térmica e acústica, conforto e entre outros itens que devem ser atendidos, com o principal 
objetivo de proporcionar um ambiente adequado ao usuário final, garantindo que as suas 
necessidades sejam atendidas. 
Para o desenvolvimento da análise do desempenho térmico de edificações e ambientes 
em geral, é necessário que se tenha o conhecimento das principais variáveis de cálculo, sendo 
elas: Transmitância Térmica, representada pela sigla “U”, Capacidade Térmica, representada 
pela sigla “C”, Coeficientes de Absortividade, representada pela sigla “α”, numerais de cada 
posição solar e entre outros. 
Desta forma, tendo em vista os conceitos acima apresentados, este artigo tem por objetivo 
analisar as materialidades originais do projeto da edificação através da realização dos cálculos de 
Transmitância Térmica e Carga Térmica para os ambientes de permanência da edificação 
(dormitórios, sala e cozinha). O projeto da edificação foi disponibilizado pelos estudantes do 
curso de Arquitetura e Urbanismo da disciplina de Atelier V, os mesmos se propuseram a 
realizar as alterações de materialidades propostas, a fim de aumentar o conforto térmico, 
diminuindo a Transmitância e Carga Térmica dos ambientes, resultando na redução do consumo 
de energia para a climatização dos ambientes por parte dos ar-condicionados. 
1.1 Apresentação do projeto 
A edificação é composta por apartamentos de um, dois e três dormitórios. O projeto foi 
pensado e elaborado pela acadêmica do curso de Arquitetura e Urbanismo, da disciplina de 
Atelier V, Luíze Rocha. Foram analisados 4 apartamentos que possuem diferentes posições 
solares (Norte, Sul, Leste e Oeste) de seus respectivos cômodos analisados (dormitórios, sala e 
cozinha). Todos os apartamentos possuem características construtivas similares, variando apenas 
dimensões de paredes, localização de aberturas e posição solar. Para todos os quatro 
apartamentos, foi desenvolvido um roteiro de cálculos que será descrito nos tópicos adiante do 
 
presente artigo. As figuras 1, 2, 3 e 4 representam a planta baixa dos apartamentos com suas 
respectivas posições solares. 
Figura 1 - Apartamento 1. 
 
Fonte: Autoras (2020). 
Figura 2 - Apartamento 2. 
 
Fonte: Autoras (2020). 
 
 
 
Figura 3 - Apartamento 3. 
 
Fonte: Autoras (2020). 
Figura 4 - Apartamento 4. 
 
Fonte: Autoras (2020). 
2 METODOLOGIA 
A análise dos apartamentos iniciou com a verificação da posição solar presente em cada 
unidade, para determinar qual a radiação solar incidente (I) estava atuando no local. Foi utilizado 
 
para o cálculo os índices para a latitude de 30º no período mais crítico, que é no verão (22 de 
dezembro), considerando a temperatura interna (Ti) de 24º e a temperatura externa (Te) de 34º. 
Foi extraído do projeto as materialidades propostas para o cálculo da resistência térmica 
total (Rtotal), de cada camada ou superfície, e da transmitância térmica (U), conforme a Tabela 
1, com seus respectivos índices de condutividade térmica (λ), bem como na Tabela 2 constam os 
materiais que foram substituídos. 
Tabela 1 - Materialidades propostas pela projetista. 
Materiais Condutividade térmica - λ (W/m.K) 
Reboco int. e ext. 1,15 
Argamassa assentamento 1,15 
Bloco de concreto 1,75 
Viga de concreto 1,75 
Ar (bloco de concreto) 0,16 
Ar (tavela cerâmica) 0,21 
Telha metálica 0,65 
Laje concreto 1,75 
Tavela cerâmica 0,9 
Cobrimento concreto 1,75 
Fonte: Autoras (2020). 
Tabela 2 - Proposta de materiais a serem substituídos.. 
Materiais Condutividade térmica - λ (W/m.K) 
Bloco cerâmico 0,9 
Tavela de EPS 0,046 
Cobrimento concreto leve 0,8 
Fonte: Autoras (2020). 
 
O cálculo da resistência térmica total (RT) do ambiente é dada pela expressão abaixo: 
 Equação 1T Rse Rt RsiR = + + 
Onde: 
● Rt é a resistência térmica de superfície a superfície; 
● Rse e Rsi são as resistências superficiais externa e interna. 
Para determinar a resistência térmica de superfície a superfície (Rt) é utilizada a equação 
abaixo: 
 Equação 2t R t1 R t2 ..... Rtn Rar1 Rar2 ..... Rarn R = + + + + + + + 
Onde: 
● R t1, R t2, …, Rtn são as resistências térmicas das n camadas homogêneas; 
● Rar1, Rar2, ... , Rarn são as resistências térmicas das n câmaras de ar. 
Os valores das resistências térmicas das camadas homogêneas são determinadas pela 
expressão abaixo: 
 ​ ​ Equação 3 eR = ÷ λ 
Sendo que é a condutividade térmica em W/m.K e ​e ​é a espessura da camada dada em λ 
metros. 
Após determinar a resistência térmica total (Rtotal) é possível obter o valor da 
transmitância térmica (U), dada pela seguinte expressão: 
 Equação 4U 1 T = ÷ R 
De acordo com Specht (2010) é importante estudar o conforto térmico e a capacidade de 
isolamento das mesmas, portanto o fluxo de calor deve ser verificado no estudo, assim é possível 
evitar picos altos de fluxo de calor, tornando o ambiente menos variável termicamente. O fluxode calor permite analisar as trocas de calor entre o ambiente, sendo que este dado varia conforme 
a materialidade, como demonstra a Figura 1. 
Figura 1 - Transferência de calor em uma parede. 
 
Fonte: Lamberts, et al (2016). 
Portanto, para determinar o fluxo de calor é utilizado a equação abaixo para fechamentos 
opacos: 
 Equação 5fo U α se T )q = × ( × I × R + Δ 
Onde: 
● qfo é o fluxo de calor para fechamento opaco em W/m².K; 
● U é a transmitância térmica em W/m².K; 
● I é a radiação solar em W/m²; 
● Rse é a resistência da superfície externa em m².K/W; 
● é a diferença de temperatura em ºC.TΔ 
No fechamento transparente, no caso dos vidros, foi considerado um valor de 
transmitância térmica de 5,79 W/m².K, e o fator solar sendo 0,83 para o vidro de 6mm utilizado 
inicialmente e de 0,75 para o vidro duplo proposto nas melhorias. Já para fechamento 
transparentes, o fluxo de calor é obtido por: 
 Equação 6f t U T Sq = × Δ + F × I 
Em que: 
 
● qft é o fluxo de calor para fechamento transparente em W/m².K; 
● é a diferença de temperatura em ºC;TΔ 
● FS é o fator solar do vidro; 
● I é a radiação solar em W/m². 
Em seguida é determinado o valor do fluxo térmico total que atravessa o fechamento, 
através da equação: 
Q = q × A Equação 7 
Sendo ​q ​o fluxo térmico em W/m².K e ​A​ a área de fechamento em m². 
Segundo Menezes (2005) a “carga térmica é a quantidade de calor que deve ser retirada 
ou fornecida a um local ou sistema, na unidade de tempo, objetivando a manutenção de 
determinadas condições térmicas”. Sendo assim, a carga térmica (Qtotal) é obtida através da 
soma do fluxo térmico total de cada ambiente adicionando ainda uma carga de 150 W para cada 
pessoa presente no ambiente, considerando que são 2 pessoas por dormitório. 
Analisando a carga térmica de cada ambiente é realizado o cálculo da demanda do ar 
condicionado para dimensionar qual a potência do equipamento é necessária para suprir a 
demanda do local. Além disso, foi considerado que o equipamento ficaria ligado em média 6 
horas por dia, por 21 dias no mês, sendo a tarifa estabelecida pela fornecedora de energia elétrica 
no valor de R$ 0,75 kw/h. 
Considerando que 1.000 w são equivalentes a 3.412 btu/h, a demanda do ar condicionado 
para cada ambiente é obtida da seguinte forma: 
 Equação 8emanda (1000 412) totalD = × 3 ÷ Q 
Com base nos resultados obtidos é possível determinar quais as melhorias devem ser 
realizadas para que o conforto térmico dos ambientes seja garantido. 
2.1 Carga térmica total 
 
Como já especificado, a carga térmica tem grande influência no desempenho térmico dos 
ambientes, atuando no conforto térmico dos usuários e também no consumo de energia quando 
há necessidade de acionamento de equipamentos de ventilação forçada ou até mesmo 
condicionamento artificial do ar (LAMBERTS, 2016). Na Tabela 3 é possível verificar os 
valores das cargas térmicas presentes em cada apartamento. 
Tabela 3 - Carga térmica total dos apartamentos. 
Apartamento 1 2 3 4 
Materiais iniciais 4.367,807 W 3.382,789 W 5.443,067 W 4.431,885 W 
Materiais com adaptações 3.248,413 W 1.685,398 W 3.101,219 W 2.567,588 W 
Diferença 1.119,394 W 1.697,391W 2.341,848 W 1.864,297 W 
Fonte: Autoras (2020). 
Gráfico 1 - Carga térmica apartamento 1 com materialidades iniciais. 
 
Fonte: Autoras (2020). 
 
 
 
 
 
Gráfico 2 - Carga térmica apartamento 1 com materialidades propostas. 
 
Fonte: Autoras (2020). 
2.2 Demanda de ar condicionado 
Conforme a carga térmica obtida para cada ambiente é possível estabelecer qual a 
demanda de ar condicionado é necessário para retirar ou fornecer calor ao ambiente e assim 
permitindo a escolha do equipamento correto. Nos gráficos abaixo é visível que a troca dos 
materiais reduziu a demanda necessária para o ar condicionado em cada ambiente. 
Gráfico 3 - Demanda de ar condicionado para no Apartamento 2. 
 
 
Fonte: Autoras (2020). 
2.3 Custo de energia elétrica 
A Tabela 4 apresenta o custo de energia elétrica inicial e com a troca dos materiais, 
tornando visível que a carga térmica influencia consideravelmente no consumo de energia das 
residências. 
Tabela 4 - Custo de energia elétrica no uso do ar condicionado. 
Apartamento 1 2 3 4 
Materiais iniciais R$ 140,83 R$ 109,07 R$ 175,50 R$ 142,90 
Materiais com adaptações R$ 104,74 R$ 54,34 R$ 99,99 R$ 82,79 
Diferença 25,6% 50,1% 43% 42% 
Fonte: Autoras (2020). 
Gráfico 4 - Custo de energia elétrica no uso do ar condicionado no Apartamento 3. 
 
 
Fonte: Autoras (2020). 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Mediante análise dos resultados obtidos, constatou-se que com a troca dos materiais 
houve uma melhora significativa na eficiência térmica dos apartamentos estudados. Os 
apartamentos voltados para o Norte com incidência solar mais crítica, neste caso sendo os 
apartamentos 2 e 3, são os que apresentam maior redução na carga térmica. Para o apartamento 
2 verificou-se que a redução chega a ser de 50,1% da carga térmica total do imóvel. 
Em consequência da redução da carga térmica total também houve a redução da demanda 
no uso do ar condicionado. No apartamento 3, a demanda inicial era de 10.345,69 btu/h na sala e 
com as melhorias propostas, reduzindo-se a carga térmica, a demanda passa a ser de 4.933,67 
btu/h. 
Destaca-se ainda que, em função das melhorias térmicas propostas, o consumo de energia 
elétrica para o uso em ar condicionados diminuiu significativamente. O gasto inicial com energia 
elétrica no apartamento 4 era de aproximadamente R$ 142,90 passando para R$ 82,79. 
4 CONCLUSÕES 
 
De acordo com as análises realizadas através dos resultados de cálculos das planilhas 
eletrônicas dos quatro apartamentos, conclui-se que após a troca dos materiais originais pelos 
materiais propostos, houve uma redução de ​50,1% ​da carga térmica e 50,1% do consumo de 
energia elétrica. 
Tendo em vista conceitos de sustentabilidade ambiental e economia, fica clara e evidente 
que as melhorias propostas são capazes de suprir de forma positiva estes dois quesitos. 
Inicialmente, haveria investimentos dos seguintes materiais: bloco cerâmico, tavela de EPS e 
concreto leve. Investimentos estes que se pagariam ao passar do tempo com a redução de energia 
elétrica mensal, além de proporcionar maior conforto térmico aos usuários. 
Finalmente, conclui-se que os materiais utilizados em projetos de edificações devem ser 
cuidadosamente escolhidos, pois estes resultarão em uma maior ou menor carga térmica aos 
ambientes e assim, sabe-se que a menor carga térmica resulta em maior conforto térmico, maior 
economia mensal ao usuário e menor impacto ambiental. 
REFERÊNCIAS 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ​Projeto 02:135.07-001: 
Desempenho térmico de edificações Parte 1: Definições, símbolos e unidades. Rio de Janeiro: 
ABNT, 2004. 
_______. ​Projeto 02:135.07-001/002:2004:​ Desempenho térmico de edificações Parte 2: 
Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator 
solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. 
 
LAMBERTS, R.; et al.​ Desempenho térmico de edificações. ​Laboratório de Eficiência 
Energética em Edificações,​ ​Universidade Federal de SantaCatarina.​ ​Florianópolis, março de 
2016. Disponível em: <​http://labeee.ufsc.br/sites/default/files/disciplinas/ 
ApostilaECV5161_v2016.pdf​>. Acesso em: 6 jun. 2020. 
 
MENEZES, M. S. ​Refrigeração e ar condicionado. ​Universidade Feredal de Passo Fundo. 
Passo Fundo agosto de 2005. Disponível em: <​http://www.portaldoeletrodomestico.com.br/ 
redesocial/wp-content/uploads/group-documents/11/1323531594-Apostila-Refrigeracao-e-Ar-Co
ndicionado.pdf​.>. Acesso em: 6 jun. 2020. 
 
SPECHT, L. P.; et al. Análise da transferência de calor em paredes compostas por diferentes 
materiais. ​Ambiente Construído​, Porto Alegre, v. 10, n. 4, 2010. Disponível em: 
 
http://labeee.ufsc.br/sites/default/files/disciplinas/ApostilaECV5161_v2016.pdf
http://labeee.ufsc.br/sites/default/files/disciplinas/ApostilaECV5161_v2016.pdf
http://www.portaldoeletrodomestico.com.br/redesocial/wp-content/uploads/group-documents/11/1323531594-Apostila-Refrigeracao-e-Ar-Condicionado.pdf
http://www.portaldoeletrodomestico.com.br/redesocial/wp-content/uploads/group-documents/11/1323531594-Apostila-Refrigeracao-e-Ar-Condicionado.pdf
http://www.portaldoeletrodomestico.com.br/redesocial/wp-content/uploads/group-documents/11/1323531594-Apostila-Refrigeracao-e-Ar-Condicionado.pdf
<​https://www.scielo.br/pdf/ac/v10n4/a02v10n4.pdf​>. Acesso em: 6 jun. 2020 
 
 
 
https://www.scielo.br/pdf/ac/v10n4/a02v10n4.pdf