Calculadora de Perda de Calor na Casa

1Dimensões do ambiente e paredes externas

2Construção e isolamento térmico

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Método de cálculo da perda de calor

Os resultados são aproximados. Antes de usar, verifique os cálculos de acordo com as normas aplicáveis e consulte um especialista. O desenvolvedor não se responsabiliza pelas consequências do uso sem verificação do projeto.

Esta calculadora de perda de calor na casa fornece uma estimativa simples das perdas térmicas através de paredes externas, janelas, porta externa, teto, piso e renovação de ar. O cálculo pode ser usado para estimar a potência de aquecimento necessária para manter a temperatura interna desejada com uma determinada temperatura externa de inverno e para avaliar a influência das paredes, do telhado, do piso, das janelas e do isolamento.

Cada componente da perda de calor é calculado separadamente e depois somado aos demais. O resultado é apresentado em watts e quilowatts, além da perda de calor específica por 1 m2 de área do piso e por 1 m3 de volume do ambiente.

Valores de referência e recomendações

Geometria do ambiente

Área do piso e volume. A área do piso é calculada a partir do comprimento L e da largura B do ambiente. Para calcular o volume, também é considerada a altura H.

A = L × B

V = L × B × H

As dimensões são informadas em metros. Portanto, a área A é obtida em m2 e o volume V em m3. A área do piso é usada para calcular a perda de calor pelo teto e pelo piso, enquanto o volume é usado para calcular a perda causada pela renovação de ar.

Perímetro externo. Apenas os lados do ambiente que fazem limite com o ar externo são incluídos no cálculo das paredes. É usado o comprimento real de cada lado selecionado. Quando as quatro paredes são externas, o perímetro externo de um ambiente retangular é:

Pext = 2 × (L + B)

Se não houver paredes externas, a perda de calor pelas paredes, janelas e porta externa é considerada igual a zero.

Diferença de temperatura

Diferença de temperatura. Para todos os componentes da perda de calor é usada a diferença entre a temperatura interna selecionada Ti e a temperatura externa Te.

ΔT = Ti - Te

Por exemplo, com temperatura interna de +20 °C e temperatura externa de -15 °C, a diferença de temperatura de cálculo é de 35 K. Uma diferença de temperatura em kelvins tem numericamente o mesmo valor que a mesma diferença em graus Celsius. Se a temperatura externa for igual ou superior à temperatura interna, é usado ΔT = 0 no cálculo da perda de calor.

Perda de calor pelos elementos da construção

Relação básica. A perda de calor por paredes, janelas, porta, teto e piso é calculada como o produto da área do elemento A, da transmitância térmica U e da diferença de temperatura ΔT.

Q = U × A × ΔT

Q é a perda de calor em W, U é a transmitância térmica em W/(m2·K), A é a área do elemento em m2 e ΔT é a diferença de temperatura em K. Uma área maior, um valor U mais alto ou uma diferença de temperatura maior resultam em maior perda de calor.

Paredes externas

Área das paredes. O perímetro externo é primeiro multiplicado pela altura do ambiente. Em seguida, são subtraídas a área das janelas e a área considerada para a porta externa, pois esses elementos são calculados separadamente.

Awall = Pext × H - Awindow - Adoor

Se a área total das janelas e da porta for maior que a área total das paredes externas, o resultado não é calculado até que os dados de entrada sejam corrigidos. Isso evita o uso de uma área de parede negativa.

Isolamento das paredes. Em vez de calcular separadamente cada camada da construção, a calculadora utiliza valores aproximados predefinidos de transmitância térmica:

  • isolamento ruim ou casa antiga - U = 1,30 W/(m2·K)
  • isolamento médio - U = 0,60 W/(m2·K)
  • bom isolamento ou casa moderna - U = 0,25 W/(m2·K)

Esses valores representam o desempenho térmico geral da parede. Se o valor U exato de uma determinada construção de parede for conhecido, as opções simplificadas de isolamento devem ser consideradas valores aproximados de referência.

Janelas e porta externa

Envidraçamento. Um único valor de transmitância térmica é aplicado a toda a área informada das janelas, de acordo com o nível de eficiência energética selecionado:

  • janelas antigas com elevada perda de calor - U = 2,80 W/(m2·K)
  • vidros isolantes modernos - U = 1,40 W/(m2·K)
  • janelas modernas com alta eficiência energética - U = 0,90 W/(m2·K)

Porta externa. As dimensões da porta não são informadas separadamente. Para os tipos de porta disponíveis são usadas áreas típicas e valores de transmitância térmica:

  • porta simples isolada - área 2,0 m2, U = 1,40 W/(m2·K)
  • porta dupla isolada - área 4,0 m2, U = 1,40 W/(m2·K)
  • porta externa sem isolamento - área 2,0 m2, U = 3,00 W/(m2·K)
  • porta simples envidraçada - área 2,0 m2, U = 1,60 W/(m2·K)
  • porta dupla envidraçada ou porta de terraço - área 4,0 m2, U = 1,60 W/(m2·K)

As áreas das janelas e da porta são excluídas da área das paredes para que a transferência de calor pela mesma parte da envoltória da edificação não seja contabilizada duas vezes.

Teto e piso

Teto. A perda de calor é calculada sobre toda a área do ambiente A. Dependendo do espaço ou da construção existente acima, são usados os seguintes coeficientes efetivos:

  • ambiente aquecido acima - U = 0
  • telhado ou sótão bem isolado - U = 0,18 W/(m2·K)
  • isolamento médio do telhado ou sótão - U = 0,35 W/(m2·K)
  • isolamento ruim ou sótão frio - U = 0,90 W/(m2·K)

Piso. Também são usados coeficientes efetivos para o limite inferior do ambiente, representando diferenças típicas entre um espaço aquecido, um porão e um piso isolado:

  • ambiente aquecido abaixo - U = 0
  • porão ou garagem sem aquecimento - U = 0,35 W/(m2·K)
  • bom isolamento do piso - U = 0,20 W/(m2·K)
  • isolamento médio do piso - U = 0,40 W/(m2·K)
  • isolamento ruim ou ausência de isolamento - U = 0,80 W/(m2·K)

Tanto para o teto quanto para o piso são usados toda a área do ambiente e o valor completo da diferença entre as temperaturas interna e externa. Esses coeficientes são valores efetivos simplificados, portanto a temperatura do sótão, do porão ou do solo não é calculada separadamente.

Renovação de ar e infiltração

Perda de calor pelo ar. Parte do calor é usada para aquecer o ar externo que entra por ventilação e infiltrações. O cálculo utiliza o volume do ambiente V, a taxa de renovação de ar n e a diferença de temperatura ΔT.

Qair = 0,34 × n × V × ΔT

O coeficiente 0,34 representa aproximadamente a capacidade térmica volumétrica do ar para este método de cálculo. A taxa de renovação de ar n indica quantos volumes completos do ambiente são substituídos por ar externo a cada hora.

  • n = 0,3 h-1 - baixa renovação de ar
  • n = 0,5 h-1 - renovação de ar normal
  • n = 0,8 h-1 - renovação de ar moderadamente elevada
  • n = 1,0 h-1 - renovação de ar elevada
  • n = 1,5 h-1 - alta renovação de ar
  • n = 2,0 h-1 - renovação de ar muito alta

Para uma estimativa simples da perda de calor em uma casa, costuma-se usar cerca de 0,5 h-1 para um ambiente residencial comum. Valores maiores aumentam a perda de calor por ventilação em proporção direta à taxa de renovação de ar.

Perda de calor total

Soma das perdas. Depois de calcular cada componente separadamente, a calculadora soma as perdas de calor pelas paredes externas, janelas, porta, teto, piso e renovação de ar.

Qtotal = Qwall + Qwindow + Qdoor + Qceiling + Qfloor + Qair

Qtotal representa a perda de calor total em watts nas condições selecionadas. O valor em quilowatts é obtido dividindo o resultado em watts por 1000.

Valores específicos. Para comparar ambientes com diferentes áreas e alturas, também são calculadas as perdas de calor por unidade de área e de volume:

qA = Qtotal / A

qV = Qtotal / V

O primeiro valor é expresso em W/m2 e o segundo em W/m3. O valor em BTU/h é calculado usando 1 W = 3,41214 BTU/h. A participação percentual de cada componente da perda de calor é calculada dividindo sua perda térmica por Qtotal.

Normas europeias relacionadas

EN 12831-1 "Desempenho energético de edifícios - Método para cálculo da carga térmica de projeto - Parte 1: Carga térmica para aquecimento de ambientes". Esta norma estabelece a metodologia geral para determinar a carga térmica de projeto de ambientes e edifícios, incluindo a transferência de calor através da envoltória e as perdas de calor por ventilação. A calculadora utiliza um procedimento simplificado para esses principais componentes da perda de calor, com coeficientes predefinidos.

EN ISO 6946 "Componentes e elementos de edifícios - Resistência térmica e transmitância térmica - Métodos de cálculo". Esta norma descreve como são determinadas a resistência térmica e a transmitância térmica U dos elementos da construção. Neste cálculo, paredes com várias camadas não são montadas a partir de materiais individuais. Em vez disso, são usados valores U aproximados predefinidos para diferentes níveis de isolamento.

FAQs

Qual temperatura externa deve ser usada para calcular a perda de calor?

Para cálculos de aquecimento no inverno, geralmente é usada a temperatura externa de projeto correspondente ao período frio da região, e não a temperatura externa atual. Quanto menor for a temperatura externa selecionada mantendo a mesma temperatura interna, maior será ΔT e maior será a perda de calor calculada.

Como escolher o nível de isolamento das paredes externas?

O nível selecionado determina a transmitância térmica usada para a parede. A calculadora utiliza U = 1,30 W/(m2·K) para isolamento ruim, U = 0,60 para isolamento médio e U = 0,25 para bom isolamento. Se o valor U calculado da construção real for conhecido, esses valores podem ser usados como referência para escolher a opção mais próxima.

Por que as áreas das janelas e da porta são subtraídas da área das paredes?

As janelas e a porta externa possuem seus próprios valores de transmitância térmica e são calculadas separadamente. Se suas áreas também permanecessem incluídas na área das paredes, a mesma parte da envoltória seria contabilizada duas vezes e a perda de calor total seria superestimada.

Quanto a renovação de ar influencia a perda de calor de uma casa?

A perda de calor pela renovação de ar é diretamente proporcional à taxa n. Por exemplo, mantendo o mesmo volume do ambiente e as mesmas temperaturas, aumentar n de 0,5 para 1,0 dobra a parcela da perda de calor causada pela ventilação. Por isso, ventilação e infiltração podem representar uma parte significativa da carga térmica total.

O que significam os valores W/m² e W/m³?

W/m2 indica quanto da carga térmica total corresponde a um metro quadrado de área do piso, enquanto W/m3 indica a carga por metro cúbico de volume do ambiente. Esses valores são úteis para comparar ambientes de tamanhos diferentes, enquanto a potência térmica total necessária é representada por Qtotal.