Ícone U-valor explicado: transmissão de calor nos elementos de construção

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:

  • Catálogo de elementos construtivos com mais de 150 soluções típicas
  • Estimativa automática de U‑valores em função da época de construção
  • Introdução manual para U‑valores conhecidos
  • Propostas de reabilitação com U‑valores melhorados

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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


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