O U-valor: o indicador-chave do isolamento térmico
O U-valor (antigamente designado por k-valor) é a principal grandeza para avaliar a qualidade de isolamento térmico de elementos de construção. Neste artigo explicamos o U-valor: ele indica quanta energia térmica por segundo atravessa um metro quadrado de superfície de um elemento, quando a diferença de temperatura é de um kelvin.
O que significa o U-valor?
Definição: O U-valor indica o fluxo de calor em watts que atravessa 1 m² de superfície de um elemento de construção, quando a diferença de temperatura entre interior e exterior é de 1 kelvin (= 1°C).
Unidade: W/(m²·K) – watt por metro quadrado e kelvin
A regra prática
- U-valor baixo = Pouca perda de calor = Bom isolamento
- U-valor alto = Muita perda de calor = Mau isolamento
| U-valor | Avaliação | Exemplo |
|---|---|---|
| 0,1 - 0,2 W/m²K | Muito bom | Parede de edifício passivo |
| 0,2 - 0,3 W/m²K | Bom | Padrão de construção nova eficiente |
| 0,3 - 0,5 W/m²K | Médio | Edifício antigo renovado |
| 0,5 - 1,0 W/m²K | Fraco | Parcialmente isolado |
| > 1,0 W/m²K | Mau | Edifício antigo sem isolamento |
Exemplo de cálculo: o que significa o U-valor na prática?
Uma parede exterior com:
- Área: 10 m²
- U-valor: 0,24 W/m²K
- Temperatura interior: 20°C
- Temperatura exterior: 0°C
Cálculo: Fluxo de calor = U × A × ΔT = 0,24 × 10 × 20 = 48 watts
Com -10°C no exterior: 0,24 × 10 × 30 = 72 watts
Para comparação: uma parede sem isolamento com U = 1,5 W/m²K:
Fluxo de calor = 1,5 × 10 × 30 = 450 watts – mais de 6 vezes superior!
Como se calcula o U-valor?
O U-valor resulta da soma das resistências térmicas de todas as camadas:
Fórmula: U = 1 / RT
com RT = Rsi + R1 + R2 + ... + Rn + Rse
- RT = resistência térmica total (m²K/W)
- Rsi = resistência superficial interior
- R1, R2... = resistências térmicas das camadas
- Rse = resistência superficial exterior
A resistência de uma camada
Cada camada de material tem uma resistência térmica:
Fórmula: R = d / λ
- R = resistência térmica (m²K/W)
- d = espessura da camada (m)
- λ = condutividade térmica (W/mK)
A condutividade térmica λ
A condutividade térmica λ (lambda) é uma propriedade do material:
| Material | λ (W/mK) | Avaliação |
|---|---|---|
| Cobre | 380 | Extremamente condutor |
| Aço | 50 | Muito condutor |
| Betão | 2,1 | Condutor |
| Tijolo maciço | 0,8 | Medianamente condutor |
| Madeira | 0,13 | Pouco condutor |
| Lã mineral | 0,035 | Material isolante |
| EPS (esferovite) | 0,035 | Material isolante |
| PUR/PIR | 0,024 | Isolamento de alto desempenho |
| Ar (estático) | 0,025 | Teoricamente ideal |
Quanto mais baixo o λ, melhor isola o material. Materiais isolantes têm λ inferiores a 0,1 W/mK – valores típicos situam‑se entre 0,03 e 0,04 W/mK.
As resistências superficiais de transferência de calor
Nas superfícies ocorre a transferência de calor entre o ar e o elemento de construção:
| Situação | Rsi (interior) | Rse (exterior) |
|---|---|---|
| Fluxo ascendente (teto) | 0,10 m²K/W | 0,04 m²K/W |
| Fluxo horizontal (parede) | 0,13 m²K/W | 0,04 m²K/W |
| Fluxo descendente (pavimento) | 0,17 m²K/W | 0,04 m²K/W |
Exemplo de cálculo completo
Uma parede exterior com sistema ETICS (sistema de isolamento térmico pelo exterior):
| Camada | d (cm) | λ (W/mK) | R (m²K/W) |
|---|---|---|---|
| Reboco interior | 1,5 | 0,70 | 0,02 |
| Alvenaria | 24 | 0,79 | 0,30 |
| Isolamento EPS | 14 | 0,035 | 4,00 |
| Reboco exterior | 1,5 | 0,87 | 0,02 |
Cálculo: RT = 0,13 + 0,02 + 0,30 + 4,00 + 0,02 + 0,04 = 4,51 m²K/W
U = 1 / 4,51 = 0,22 W/m²K
Os 14 cm de isolamento (R = 4,00) representam mais de 88% da resistência total!
U-valores de diferentes elementos de construção
Paredes exteriores por época de construção
Os valores seguintes são típicos para edifícios em alvenaria em Portugal; podem variar consoante o sistema construtivo e a região.
| Época | Construção típica | U-valor típico |
|---|---|---|
| antes de 1960 | Alvenaria maciça 40–50 cm sem isolamento | 1,4-1,8 W/m²K |
| 1960-1980 | Alvenaria dupla com caixa de ar, sem isolamento | 1,2-1,6 W/m²K |
| 1980-2000 | Alvenaria com caixa de ar e 2-4 cm de isolamento | 0,8-1,2 W/m²K |
| 2000-2015 | Parede com 6-8 cm de isolamento | 0,4-0,6 W/m²K |
| após 2015 | Parede com 10-14 cm de isolamento | 0,25-0,35 W/m²K |
| Edifício de muito baixo consumo / quase zero | Isolamento ≥ 16-20 cm | < 0,20 W/m²K |
Janelas por geração
| Geração | Envidraçado | Ug-valor | Uw-valor |
|---|---|---|---|
| antes de ~1980 | Vidro simples | 5,8 | 5,0-5,5 |
| ~1980-1995 | Vidro duplo sem baixa emissividade | 3,0 | 2,7-3,1 |
| 1995-2005 | Vidro duplo com baixa emissividade | 1,1 | 1,3-1,6 |
| 2005-2015 | Vidro triplo standard | 0,7 | 1,0-1,2 |
| após 2015 | Vidro triplo de alto desempenho | 0,5 | 0,8-0,9 |
Ug vs. Uw:
- Ug = U-valor apenas do vidro (g = glazing)
- Uw = U-valor da janela completa, incluindo caixilho (w = window)
- O caixilho é muitas vezes pior isolante do que o vidro!
Cobertura / teto do último piso
| Estado | U-valor típico |
|---|---|
| Sem isolamento | 2,0-3,5 W/m²K |
| 6 cm de isolamento | 0,5-0,6 W/m²K |
| 12 cm de isolamento | 0,25-0,30 W/m²K |
| 20 cm de isolamento | 0,15-0,18 W/m²K |
| 30 cm de isolamento | 0,10-0,12 W/m²K |
Laje sobre cave / laje de fundação
| Estado | U-valor típico |
|---|---|
| Sem isolamento | 0,8-1,2 W/m²K |
| 6 cm de isolamento | 0,4-0,5 W/m²K |
| 10 cm de isolamento | 0,25-0,30 W/m²K |
| 16 cm de isolamento | 0,15-0,20 W/m²K |
Exigências regulamentares em Portugal
Em Portugal, o desempenho térmico da envolvente é regulado pelo Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE) e pelo Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH), enquadrados no Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020, que transpõe a Diretiva Europeia relativa ao desempenho energético dos edifícios.
Os limites de U‑valor dependem da zona climática (Inverno I1–I3, Verão V1–V3) e do tipo de elemento. Os valores abaixo são orientativos para edifícios de habitação novos ou sujeitos a grandes intervenções (valores típicos de referência; para projeto deve consultar‑se sempre a legislação e as tabelas oficiais do SCE):
Valores de referência típicos em habitação (REH / SCE)
| Elemento | U-valor máximo típico (W/m²K) |
|---|---|
| Parede exterior opaca | ~0,35-0,45 (consoante zona climática) |
| Cobertura / teto último piso | ~0,20-0,30 |
| Pavimento sobre exterior / cave não aquecida | ~0,40-0,50 |
| Janelas (envidraçado + caixilho) | ~1,5-2,3 (dependente da zona) |
| Portas exteriores opacas | ~2,0-2,5 |
Importante: Tal como na Alemanha com o GEG, em Portugal os valores regulamentares do REH/SCE são valores mínimos. Para um bom conforto, menores consumos e para dimensionar corretamente sistemas como bombas de calor, é muitas vezes recomendável adotar U‑valores melhores (mais baixos) do que os limites legais.
Além dos limites de U‑valor, o SCE considera também:
- Fator solar dos vãos envidraçados (g)
- Pontes térmicas
- Inércia térmica
- Ganhos solares e internos
O cálculo dos U‑valores segue as normas europeias, nomeadamente a EN ISO 6946 (componentes de construção – resistência térmica e coeficiente de transmissão térmica), aplicada em Portugal através das metodologias do SCE e de normas portuguesas associadas (por exemplo, NP EN ISO 6946).
Fontes de erro em valores de U
1. Valores de laboratório vs. realidade
| Fator | Influência no U-valor |
|---|---|
| Humidade na alvenaria | +10 a +30% |
| Isolamento com falhas / descontinuidades | +20 a +50% |
| Pontes térmicas (não consideradas) | Adicional 0,05-0,15 W/m²K |
2. Diferentes métodos de determinação
- Procedimento simplificado: Valores tabelados por época de construção e tipo de parede
- Cálculo detalhado: Composição em camadas, segundo EN ISO 6946
- Medição in situ: Medição do fluxo de calor e temperaturas em obra
3. Confusão entre grandezas
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| U | Coeficiente de transmissão térmica (elemento de construção) |
| Ug | U-valor do envidraçado |
| Uw | U-valor da janela completa |
| Uf | U-valor do caixilho |
| λ | Condutividade térmica (material) |
| R | Resistência térmica |
Melhoria do U-valor através do isolamento
Quanta espessura de isolamento é necessária para atingir que U‑valor?
Exemplo: parede exterior (valor inicial 1,4 W/m²K)
| Isolamento adicional | Novo U-valor | Melhoria |
|---|---|---|
| 4 cm (λ = 0,035) | 0,55 W/m²K | -61% |
| 8 cm | 0,34 W/m²K | -76% |
| 12 cm | 0,25 W/m²K | -82% |
| 16 cm | 0,20 W/m²K | -86% |
| 20 cm | 0,16 W/m²K | -89% |
Lei dos rendimentos decrescentes: Os primeiros centímetros de isolamento são os mais eficazes. Passar de 0 para 8 cm traz mais benefício do que de 16 para 24 cm!
O cálculo de carga térmica
O nosso calculador de carga térmica trabalha com U‑valores:
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Programas de apoio e certificação energética em Portugal
Em vez de apoios como o BAFA ou a KfW na Alemanha, em Portugal existem programas específicos geridos por entidades nacionais:
- Fundo Ambiental / Programa “Edifícios Mais Sustentáveis” (várias fases): comparticipações para:
- Isolamento de paredes, coberturas e pavimentos
- Substituição de janelas por soluções mais eficientes (melhor Uw)
- Instalação de bombas de calor, solar térmico e fotovoltaico
- Valores típicos de apoio: uma percentagem do investimento elegível, com tetos por medida (por exemplo, algumas centenas a alguns milhares de euros por habitação, dependendo da medida e da fase do programa).
- Incentivos fiscais pontuais: em determinados anos, parte do investimento em eficiência energética pode ser dedutível em sede de IRS (consultar legislação em vigor para o ano em causa).
- Programas municipais ou regionais: alguns municípios e regiões autónomas (Açores, Madeira) lançam apoios complementares para reabilitação energética.
A certificação energética é obrigatória para:
- Novos edifícios
- Grandes intervenções de reabilitação
- Venda ou arrendamento de imóveis
O certificado energético (emitido no âmbito do SCE, gerido pela ADENE) apresenta:
- Classe energética do edifício (de A+ a F)
- U‑valores dos principais elementos da envolvente
- Recomendações de melhoria (por exemplo, reforço de isolamento, substituição de janelas, instalação de sistemas renováveis)
Artigos relacionados
- Transmissão de calor por elementos opacos – Como os U‑valores influenciam a carga térmica
- Pontes térmicas – Os pontos fracos escondidos
- Recomendações de reabilitação – Melhorar os U‑valores
- O que é a carga térmica? – Regressar aos fundamentos
Fontes
- EN ISO 6946 – Componentes de construção – Resistência térmica e coeficiente de transmissão térmica (aplicação em Portugal através do SCE e normas associadas)
- EN ISO 10077-1 – Desempenho térmico de janelas, portas e estores
- Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020 – Desempenho energético dos edifícios (REH, SCE)
- Documentação técnica da ADENE e do SCE sobre limites de U‑valor e certificação energética