Projeto de Climatização (baseado na NBR de referência)

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Universidade Federal da Grande Dourados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIAL DESCRITIVO DO DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE 
CLIMATIZAÇÃO RESIDENCIAL (ABNT NBR 16655-3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Matheus Henrique Cavalheiro Garros 
 
Outubro/2020 
 
 
 
 
Sumário 
1. Introdução ............................................................................................................. 3 
2. Modelagem do problema ...................................................................................... 3 
2.1 Definição das condições ambientais externas e internas .............................................. 4 
2.2 Definição dos coeficientes de transferência de calor .................................................... 7 
2.3 Estimativa da vazão de infiltração/renovação e da carga térmica de renovação ........... 8 
2.4 Transferência de calor em superfícies opacas .............................................................. 9 
2.5 Transferência de calor por superfícies transparentes ................................................. 10 
2.6 Estimativa do calor dissipado devido a geração interna no ambiente ......................... 10 
3. Dimensionamento final ....................................................................................... 11 
Referências: .............................................................................................................. 12 
 
3 
 
1. Introdução 
Este memorial tem por objetivo descrever os procedimentos aplicados para o 
dimensionamento de um sistema de climatização residencial, aplicado a um quarto. 
Para os cálculos e resultados apresentados nesse memorial, considera-se: 
• Horário de referência: 16:00h; 
• Apenas a carga de refrigeração (dado o clima da região). 
As Normas de referência utilizadas foram a ABNT NBR 16655-3: Instalação de 
sistemas residenciais de ar-condicionado — Split e compacto Parte 3: Método de 
cálculo da carga térmica residencial [1] e ABNT NBR 16401-1: Instalações de ar 
condicionado — Sistemas centrais e unitários Parte 1: Projetos das instalações [2], que 
descrevem o procedimento a ser adotado afim de realizar os cálculos bem como 
fornecem alguns dados de referência a serem utilizados. As etapas de cálculo estão 
listadas abaixo. 
a) Condições ambientais da região onde está o local a ser dimensionado; 
b) Condições internas do ambiente climatizado; 
c) Definição dos coeficientes de transferência de calor nas superfícies 
opacas do ambiente (resistências térmicas); 
d) Estimativa da taxa de infiltração de ar externo para cálculo da carga 
térmica de renovação; 
e) Encontrar as diferenças de temperatura para as cargas de refrigeração 
(CLTD) para cálculo de transferência de calor por superfícies opacas; 
f) Determinação das características da edificação que afetam o ganho de 
calor por insolação, como a orientação, localização, sombreamento 
externo para encontrar os fatores de ganho por insolação e fatores de 
carga de refrigeração afim de determinar a taxa de transferência de calor 
por superfícies transparentes; 
g) Estimativa do calor dissipado devido a geração interna no ambiente 
(luzes, equipamentos, pessoas, etc). 
2. Modelagem do problema 
O cômodo considerado para os cálculos foi um quarto interno de uma casa, 
com dimensões, considerações, e orientação como ilustrado na Fig. 1. 
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Figura 1 – Modelo representativo do recinto 
 
Fonte: Autor 
2.1 Definição das condições ambientais externas e internas 
A cidade de referência escolhida foi Dourados – MS, afim de se utilizar um caso 
real para comparação entre o equipamento utilizado no recinto e o equipamento mais 
adequado de acordo com o projeto realizado. Como a cidade de Dourados – MS não 
está definida nas normas citadas previamente, foi realizada uma análise para verificar 
a viabilidade da utilização dos dados da cidade de Campo Grande, ou os dados de 
referência da norma. 
Da tabela abaixo, para a cidade de Campo Grande, pode-se retirar os seguintes 
dados de TBS = 34,8 °C e TBUc = 22,8 °C para o período de verão, com uma 
frequência anual de apenas 1% (adequado para instalações residenciais segundo a 
ABNT NBT 16401-1). 
 
 
 
 
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Figura 2 – Tabela de condições ambientais para a cidade de Campo Grande 
 
Fonte: ABNT NBR 16401-1 
Para as referências fornecidas pela norma, se têm que a referência 2 possui 
TBS = 35 °C, TBUc = 25°C e uma umidade relativa de 45,4%, como mostrado na 
figura a baixo. 
Figura 3 – Dados de referência para projeto 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 
A partir de dados fornecidos pelo Centro de Monitoramento do Tempo e do 
Clima de MS [3] (CEMTEC), foi possível obter as temperaturas máximas para os 2 
meses mais quentes durante o ano de 2019 (janeiro e dezembro): 
 
 
 
 
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Tabela 1 – Temperaturas máximas em 2019 em Dourados – MS 
 Janeiro Dezembro 
Tmáx (°C) 36,2 35,4 
Fonte: CEMTEC 
A altitude da cidade de Dourados é de 430 m [4], portanto, se nota que os dados 
fornecidos pela referência 2, embora tenham temperaturas semelhantes de máxima 
no verão em relação a Campo Grande e Dourados, tornam-se um tanto imprecisos. 
Portanto, devido a semelhança da altitude , das temperaturas máximas e devido à 
proximidade geográfica, as temperaturas de bulbo seco e úmido fornecidos para a 
cidade de Campo Grande foram os escolhidos como dados de projeto para as 
condições externas, e a partir disso, os outros dados foram calculados para a altitude 
da cidade (430 m). 
Para o ar do ambiente condicionado, foram adotados os dados de referência 
para conforto térmico fornecidos pela norma, com uma temperatura de 24 °C e 50% 
de umidade relativa, o restante dos dados, assim como anteriormente, foi ajustado 
para altitude da cidade de Dourados. 
Figura 4 – Condições para o recinto condicionado 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 
Assim, as condições de projeto do sistema ficam definidas como: 
 
 
 
 
 
7 
 
Tabela 2 – Condições ambientais escolhidas como dados de projeto 
Condição Externa Interna 
TBS (°C) 34,8 24 
Ur (%) 36,2 50 
Umidade absoluta (kg 
água/kg ar seco) 
0,0133 0,0098 
Entalpia (kJ/kg) 69,1 49,1 
 
2.2 Definição dos coeficientes de transferência de calor 
Para o quarto analisado, existem três paredes que tem contato apenas com o 
ar interno da residência, uma parede que possui contato com o ar externo e uma janela 
de vidro protegida por uma cortina. Assim, segundo as tabelas fornecidas pela norma 
ABNT NBR 16655-3 e pelo Laboratório de Eficiência Energética em Edificações [4] da 
UFSC, foi possível realizar o cálculo das resistências térmicas para as superfícies 
opacas. 
Figura 5 – Coeficientes de transmissão de calor através de superfícies opacas 
 
 
Fonte: ABNT NBR 16655-3 
8 
 
Figura 6 – Resistências térmicas para diversos materiais construtivos 
 
 
 
 
Fonte: LABEE 
Tabela 3 – Resistências térmicas das superfícies 
Descrição Característica 
Resistividade 
(m2.K/W) 
Parede externa 
Filme de ar externo + pintura 
+ reboco + tijolo cerâmico + 
reboco + pintura + filme de ar 
interno 
0,266 
Parede interna 
Filme de ar interno + reboco 
+ pintura + tijolo cerâmico + 
reboco + pintura + filme de ar 
interno 
0,343 
Janela 
Filme de ar externo + vidro + 
cortina + filme de ar interno 
0,181 
Telhado + laje 
Filme de ar externo + telha + 
espaço de ar + laje + ar 
interno 
0,436 
 
2.3 Estimativa da vazão de infiltração/renovação e da carga térmica de 
renovação 
A norma ABNT NBR 16655-3 define que esse valor deve ser no mínimo de 3,6 
m3/h para cada metro quadrado do recinto. Afim de se ter uma boa estimativa, se 
9 
 
usará o valor de 7,2 m3/h para o ar de renovação. Desse modo, considerando a massa 
específica do ar a 35°C igual a 1,1455 kg/m3 e seguindo as equações 1, 2, 3, 4 e 5 
indicadas pela norma, é possível obter os resultados abaixo. 
Tabela 4 – Dados calculados para o ar de infiltração/renovação 
Renovação de ar(m3/[h.m2]) 
Vazão da renovação 
em volume (m3/h) 
Vazão da renovação 
em massa (kg/s) 
7,2 54 0,0172 
Calor total 
renovação (W) 
Calor latente 
renovação (W) 
Calor sensível 
renovação (W) 
343,65 150,35 193,30 
 
2.4 Transferência de calor em superfícies opacas 
A norma indica alguns valores de referência para as diferenças de temperatura 
para a carga de refrigeração (CLTD) na tabela 7, e informa que em caso de falta de 
informações, esse valor pode ser adotado para os cálculos. Como a temperatura de 
bulbo seco da referência é de 35°C, é plausível a utilização dos valores que lá 
constam. Devido ao teto do recinto escolhido estar inclinado na direção sul, o CLTD 
escolhido foi para essa condição. 
 Para as paredes internas, aplicou-se a correção estipulada na norma pela 
equação 6, onde a temperatura média TBSaem foi estipulada como 28,9 °C, uma 
temperatura média comum em dias mais quentes durante o verão. Para a taxa de 
transferência de calor utilizou-se a equação 7. 
Tabela 5 – Transferência de calor por superfícies opacas 
Descrição 
Área 
(m2) 
Resistividade 
(m2.K/W) 
CLTD 
(°C) 
CLTDr 
(°C) 
Transferência de calor 
por superfícies internas 
e externas (W) 
Parede sul 4,50 0,27 18,00 18,00 304,51 
Parede norte 7,50 0,34 10,00 10,90 238,34 
Parede leste 6,25 0,34 19,00 19,90 362,61 
10 
 
Parede oeste 6,25 0,34 15,00 15,90 289,72 
Janela (vidro) 1,80 0,18 7,95 7,95 79,06 
Teto 7,50 0,44 18,00 18,00 309,63 
 TOTAL 1583,88 
 
2.5 Transferência de calor por superfícies transparentes 
 Para o fator de ganho por insolação a cidade utilizada como referência foi 
BRASÍLIA devido análise dos dados de radiação terem mostrado resultados 
semelhantes aos da norma segundo análise dos dados da CEMTEC (aprox. 600~800 
W/m2). Como a única janela está na direção sul, o fator de carga de resfriamento foi 
escolhido apenas para essa direção. Para o coeficiente de sombreamento considerou-
se a cortina (Fig. 1) para o valor correto. Os dados estão disponíveis na norma nas 
tabelas 8, 9 e 10. Com esses dados foi possível aplicar a equação 8 afim de descobrir 
a transferência de calor por superfícies transparentes. 
Tabela 6 – Transferência de calor por superfícies transparentes 
Fator de ganho 
por insolação 
(W/m2) 
Fator de carga 
de resfriamento 
às 16h 
Coeficiente de 
sombreamento 
(simples + cortina) 
Transferência de calor 
por superfícies 
transparentes (W) 
163 0,35 0,55 56,48 
 
2.6 Estimativa do calor dissipado devido a geração interna no ambiente 
 Para a carga térmica de pessoas, equipamentos e iluminação, considerando 1 
pessoa, 1 computador ligado em uso extremo e 1 lâmpada ligada devido a utilização 
de cortinas na janela, foram usadas as tabelas 11, 12 (16655-3) e a tabela C.3 
(16401-1), além da equação 11. Assim, os valores finais de dissipação de calor devido 
as pessoas, a iluminação e ao computador, estão dispostos abaixo: 
Tabela 7 – Dissipação de calor devido a geração interna 
Calor total 
pessoas (W) 
Calor latente 
pessoas (W) 
Calor sensível 
pessoas (W) 
Calor total 
iluminação (W) 
Calor total 
computadores (W) 
150,00 75,00 75,00 75,00 75 
11 
 
3. Dimensionamento final 
Segundo a seção 5 da norma 16655-3, os valores de calor sensível e latente 
devem ser somados, afim de obter o valor final necessário para a escolha do 
equipamento. A norma salienta que o resultado obtido pela metodologia proposta não 
deve levar em conta nenhum tipo de fator de segurança ou escolha com folga, afim 
de evitar superdimensionamentos e gastos excessivos de energia elétrica. A tabela 
abaixo mostra os resultados finais: 
Tabela 8 – Resultados 
Descrição Calor sensível Calor latente Calor total 
Transmissão de superfícies 
opacas (W) 
1583,88 0,00 1583,88 
Transmissão de superfícies 
transparentes (W) 
56,48 0,00 56,48 
Renovação de ar (W) 193,30 150,35 343,65 
Pessoas (W) 75,00 75,00 150,00 
Iluminação (W) 75,00 0,00 75,00 
Computador (W) 75,00 0,00 75,00 
Total (W) 2058,65 225,35 2284,01 
Total (BTU/h) 7024,41 768,94 7793,35 
Área de piso 7,50 7,50 7,50 
Relação W/m2 274,49 30,05 304,53 
Relação m2/tr 12,81 117,04 11,55 
Equipamento recomendado 
em BTU/h 
- - 7500,00 
 
O ar condicionado utilizado atualmente no quarto em questão tem uma potência 
de 12.000 BTU/h, portanto, está muito superdimensionado. Ainda mais quando é 
levado em consideração alguns fatores extras, como sua utilização que ocorre 
majoritariamente a noite, onde as temperaturas externas são mais baixas e não existe 
o fator de insolação na parede sul. Desse modo percebe-se a importância do correto 
dimensionamento dos equipamentos de climatização afim de evitar esse tipo de 
inconvenientes. 
12 
 
Referências: 
[1] - ABNT NBR 16655-3. Instalação de sistemas de ar condicionado – Split e compacto Parte 3: Método 
de cálculo da carga térmica residencial. Associação Brasileira de Normas técnicas (2019), 2ª Ed. 
 
[2] - ABNT NBR 16401-1. Instalação de sistemas de ar condicionado – Sistemas centrais e unitários 
Parte 1: Projetos das instalações (2008), 1ª Ed. 
 
[3] - Centro de Monitoramento do Tempo e do Clima de MS. Banco de Dados meteorológicos. 
Disponível em: https://www.cemtec.ms.gov.br/boletins-meteorologicos/. 
 
[4] - Cálculo da carga térmica. Disponível em: 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5153919/mod_resource/content/1/TABELAS%20PARA%20C
%C3%81LCULO%20DE%20CARGA%20T%C3%89RMICA.pdf. 
 
Ferramentas de Engenharia. Calculadora de paramentos psicométricos. Disponível em: 
https://www.herramientasingenieria.com/onlinecalc/spa/psicrometricos/psicrometricos.html. 
 
 
https://www.cemtec.ms.gov.br/boletins-meteorologicos/
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5153919/mod_resource/content/1/TABELAS%20PARA%20C%C3%81LCULO%20DE%20CARGA%20T%C3%89RMICA.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5153919/mod_resource/content/1/TABELAS%20PARA%20C%C3%81LCULO%20DE%20CARGA%20T%C3%89RMICA.pdf
https://www.herramientasingenieria.com/onlinecalc/spa/psicrometricos/psicrometricos.html