O que é a carga térmica de aquecimento?
A carga térmica de aquecimento (também designada por carga térmica de cálculo) é, por definição, a potência térmica de que um edifício necessita, na temperatura exterior de projeto mais baixa, para manter uma temperatura interior definida. É o parâmetro central para o dimensionamento de sistemas de aquecimento e climatização e constitui a base dos fundamentos da carga térmica.
A ideia de base
Imagine o seu edifício como uma banheira:
- A água escoa = o calor perde‑se (através de paredes, janelas, ventilação)
- A água entra = o sistema de aquecimento fornece calor
- O nível de água mantém‑se constante = a temperatura interior permanece estável
A carga térmica responde à pergunta: Quanta potência de aquecimento é necessária para manter o interior confortável quando, no exterior, está o mais frio que se prevê?
A norma: EN 12831 em Portugal
O cálculo da carga térmica está normalizado na norma europeia EN 12831, também aplicável em Portugal e articulada com o quadro regulamentar nacional (nomeadamente o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação – REH, aprovado pelo Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020, e respetiva regulamentação técnica).
| Parte | Conteúdo |
|---|---|
| EN 12831-1 | Carga térmica de aquecimento por compartimento (norma principal) |
| EN 12831-3 | Aquecimento de água quente sanitária |
Em Portugal, o cálculo de cargas térmicas para projeto de sistemas de climatização é normalmente efetuado de acordo com a EN 12831-1, em conjugação com as metodologias e condições de fronteira definidas no REH e nos manuais de apoio ao Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE).
A norma define procedimentos de cálculo, dados climáticos e condições de fronteira padronizados, para que as cargas térmicas sejam comparáveis e reprodutíveis.
Os dois componentes da carga térmica
A carga térmica resulta essencialmente de dois componentes principais:
1. Perdas térmicas por transmissão (ΦT)
Calor que “flui” para o exterior através da envolvente do edifício:
- Através de paredes exteriores
- Através de janelas e portas
- Através de coberturas e lajes sobre espaços não aquecidos
- Através de pontes térmicas
Fórmula: ΦT = Σ (U × A × fT) × (θi - θe)
- U = coeficiente de transmissão térmica (W/m²K)
- A = área do elemento construtivo (m²)
- fT = fator de correção (por exemplo, para elementos em contacto com o solo)
- θi = temperatura interior (°C)
- θe = temperatura exterior de cálculo (°C)
2. Perdas térmicas por ventilação (ΦV)
Calor que se perde devido à renovação de ar:
- Infiltração: entradas e saídas de ar não controladas por fugas na envolvente
- Ventilação por abertura de janelas: ventilação manual
- Ventilação mecânica: sistemas de ventilação (com/sem recuperação de calor)
Fórmula: ΦV = V × n × ρ × cp × (θi - θe)
- V = volume do compartimento (m³)
- n = taxa de renovação de ar (1/h)
- ρ × cp = 0,34 Wh/(m³K) para o ar
A carga térmica total
A carga térmica de cálculo de um compartimento resulta de:
ΦHL = ΦT + ΦV + ΦRH
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| ΦHL | Carga térmica de cálculo do compartimento |
| ΦT | Perdas térmicas por transmissão |
| ΦV | Perdas térmicas por ventilação |
| ΦRH | Potência adicional de arranque/aquecimento rápido (opcional) |
A carga térmica do edifício é a soma das cargas térmicas de todos os compartimentos – podendo, no entanto, ser aplicados fatores de simultaneidade ao dimensionar o sistema de produção de calor.
Porque é tão importante a carga térmica?
A carga térmica determina, de forma decisiva:
1. Dimensionamento do gerador de calor
| Carga térmica | Recomendação aproximada |
|---|---|
| 5 kW | Bomba de calor pequena ou caldeira mural de condensação |
| 10 kW | Bomba de calor de gama média |
| 15+ kW | Bomba de calor de maior potência ou sistema em cascata |
Sistema sobredimensionado: entra frequentemente em ciclo liga/desliga, funciona de forma ineficiente e sofre maior desgaste.
Sistema subdimensionado: o edifício pode não atingir a temperatura desejada em situações de frio extremo.
2. Dimensionamento dos emissores de calor
Cada compartimento necessita de emissores (radiadores, piso radiante, ventilo‑convectores, etc.) capazes de cobrir a sua carga térmica específica. A carga térmica por compartimento determina:
- Tipo de emissor (radiador de painel, convetor, piso radiante, etc.)
- Dimensão do emissor (comprimento × altura / área ativa)
- Número de emissores por compartimento
3. Temperatura de ida (fluido térmico)
Quanto mais baixa for a carga térmica específica (W/m²), mais baixa pode ser a temperatura de ida do sistema:
| Carga térmica específica | Temperatura de ida típica |
|---|---|
| < 40 W/m² | 35‑45°C (ideal para bombas de calor) |
| 40‑60 W/m² | 45‑55°C (baixa temperatura) |
| > 60 W/m² | 55‑70°C (sistemas convencionais) |
Temperatura exterior de cálculo: o caso de projeto
A carga térmica é calculada para o caso de projeto mais desfavorável, ou seja, para a temperatura exterior de cálculo definida para a localização do edifício.
Em Portugal, os valores de referência para temperaturas exteriores de inverno são estabelecidos no âmbito do REH e dos documentos de apoio ao SCE, variando consoante a zona climática (por exemplo, zonas I1 a I3 para inverno). A título indicativo:
| Tipo de zona | Exemplo de cidade | Ordem de grandeza da temperatura exterior de cálculo de inverno* |
|---|---|---|
| Litoral ameno | Lisboa, Faro | cerca de 0°C a +2°C |
| Interior moderado | Coimbra, Porto | cerca de -1°C a 0°C |
| Interior frio / altitude | Guarda, Bragança | cerca de -3°C a -5°C |
* Os valores exatos devem ser obtidos na regulamentação em vigor (REH/SCE) ou em bases de dados climáticos oficiais.
Nota prática: Em Portugal, as temperaturas exteriores de cálculo para projeto térmico devem ser consultadas na regulamentação nacional (REH e documentação técnica do SCE) ou em bases de dados climáticos reconhecidas. Ferramentas de cálculo profissional de carga térmica baseadas na EN 12831 integram normalmente estes valores de forma automática.
Carga térmica vs. necessidade de energia
Estes dois conceitos são frequentemente confundidos:
| Conceito | Unidade | Significado | Analogia |
|---|---|---|---|
| Carga térmica | kW | Potência instantânea | Potência do motor |
| Necessidade de energia | kWh/ano | Energia anual | Quilómetros percorridos por ano |
A carga térmica é uma potência – indica quão “forte” tem de ser o sistema de aquecimento num dado instante.
A necessidade de energia é uma quantidade de energia – indica quanta energia é consumida ao longo de um ano.
Fatores que influenciam a carga térmica
A carga térmica depende de vários fatores:
Envolvente do edifício
- Nível de isolamento térmico (valores U dos elementos construtivos, calculados segundo a EN ISO 6946, também adotada em Portugal)
- Qualidade das janelas (tipo de envidraçado, caixilharia)
- Estanquidade ao ar (valor de ensaio “blower‑door”, quando disponível)
- Pontes térmicas (ligações, encontros de elementos, atravessamentos)
Geometria do edifício
- Compacidade (relação área/volume – A/V)
- Orientação (fachadas a norte/sul)
- Sombreamento (edifícios vizinhos, árvores, elementos de proteção solar)
Utilização
- Temperatura interior de projeto (20°C como referência, casas de banho frequentemente 24°C)
- Comportamento de ventilação (ventilação mecânica/manual)
- Ganhos internos de calor (ocupantes, equipamentos, iluminação)
O “calculador” de carga térmica
Um cálculo rigoroso da carga térmica segundo a EN 12831-1 é normalmente efetuado com software profissional, tendo em conta:
- Localização → determinação dos dados climáticos de inverno de acordo com a zona climática do REH/SCE
- Definição do edifício → elementos construtivos e respetivos valores U (calculados segundo EN ISO 6946 e normas associadas)
- Definição dos compartimentos → cargas térmicas individuais por compartimento
- Resultados → cargas térmicas por compartimento e carga térmica global do edifício
Sugestão: Para projetos em Portugal, recomenda‑se que o cálculo da carga térmica seja efetuado por um projetista ou perito qualificado, utilizando a EN 12831-1 em articulação com o REH e o SCE. Assim garante‑se a conformidade regulamentar e o dimensionamento adequado de bombas de calor, caldeiras e emissores.
Artigos relacionados
- Perdas térmicas por transmissão – Perdas de calor através da envolvente
- Perdas térmicas por ventilação – O impacto da renovação de ar
- O valor U explicado – O principal indicador dos elementos construtivos
- Pontes térmicas – As perdas de calor “escondidas”
Enquadramento regulamentar e certificação energética em Portugal
Em Portugal, o desempenho energético dos edifícios e o cálculo das necessidades de aquecimento e arrefecimento estão enquadrados por:
- Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020, que estabelece o regime aplicável ao desempenho energético dos edifícios (REH para habitação e RECS para comércio e serviços)
- Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), gerido pela ADENE, que obriga à emissão de Certificado Energético para novos edifícios, grandes reabilitações e transações (venda/arrendamento)
- Requisitos mínimos de isolamento térmico e valores U máximos para elementos da envolvente (paredes, coberturas, pavimentos, vãos envidraçados), definidos em função da zona climática
- Obrigações de integração de energias renováveis em edifícios novos e sujeitos a grande renovação, nomeadamente através de sistemas solares térmicos, fotovoltaicos ou bombas de calor, de acordo com o REH
Os certificados energéticos em Portugal utilizam uma escala de classes de A+ a F, semelhante à etiqueta energética europeia, mas com metodologia própria definida no âmbito do SCE.
Incentivos e apoios em Portugal (bombas de calor, isolamento, solar)
Em vez de programas alemães como BAFA ou KfW, em Portugal existem outros mecanismos de apoio que podem ser relevantes quando se intervém na envolvente ou no sistema de aquecimento de um edifício:
-
Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis (gerido pelo Fundo Ambiental)
- Apoia medidas como isolamento térmico, substituição de janelas, instalação de bombas de calor, sistemas solares térmicos e painéis fotovoltaicos em edifícios de habitação existentes.
- Os apoios são tipicamente concedidos sob a forma de incentivo a fundo perdido, com limites de comparticipação por medida (por exemplo, algumas centenas a alguns milhares de euros, dependendo da tipologia de intervenção e da fase do programa).
- Normalmente exige‑se a apresentação de faturas, comprovativos de propriedade e, em muitos casos, certificado energético antes e/ou depois da intervenção.
-
Incentivos fiscais
- Em determinados anos têm existido benefícios fiscais, como deduções em sede de IRS para despesas com eficiência energética em habitação própria permanente, ou taxas de IVA reduzidas para algumas intervenções de reabilitação energética.
- As condições concretas variam consoante o Orçamento do Estado em vigor, pelo que é importante consultar a legislação fiscal atualizada.
-
Programas regionais e municipais
- Alguns municípios e programas regionais (por exemplo, no âmbito de fundos europeus) podem disponibilizar apoios adicionais para reabilitação energética, incluindo melhoria de isolamento, substituição de sistemas de aquecimento ineficientes por bombas de calor e instalação de sistemas solares.
Para projetos de substituição de sistemas de aquecimento ou de melhoria da envolvente, é aconselhável verificar, no momento da decisão, os avisos abertos do Fundo Ambiental, os programas do PRR e eventuais incentivos municipais, uma vez que os montantes, critérios de elegibilidade e prazos são atualizados com frequência.
Fontes
- EN 12831-1 – Energy performance of buildings – Method for calculation of the design heat load
- EN ISO 6946 – Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation methods
- Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020, de 7 de dezembro – Regime aplicável ao desempenho energético dos edifícios (REH/RECS)
- ADENE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE)
- Fundo Ambiental – Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis e outros avisos de eficiência energética