Perdas de calor por transmissão: quando o calor atravessa as paredes
As perdas de calor por transmissão surgem quando o calor “flui” através dos elementos opacos e envidraçados da envolvente, do interior para o exterior. Na maioria dos edifícios representam 60–80% da carga térmica total de aquecimento, sendo por isso o principal ponto de atuação em reabilitações energéticas. Este artigo explica o cálculo e apresenta recomendações práticas para a sua redução.
O princípio físico
O calor flui sempre do mais quente para o mais frio – é uma consequência do segundo princípio da termodinâmica. Num edifício aquecido, isto traduz‑se em:
- Interior: 20°C (quente)
- Exterior: -10°C (frio)
- Diferença de temperatura: 30 K (Kelvin)
Quanto maior a diferença de temperatura, maior o fluxo de calor para o exterior.
Analogia: Pense numa chávena de café quente. Quanto mais fria for a divisão, mais depressa arrefece. A chávena corresponde à envolvente do edifício – quanto melhor for o isolamento (garrafa térmica), mais lento é o arrefecimento.
As três formas de transferência de calor
O calor pode ser transferido de três maneiras:
| Tipo | Descrição | Exemplo no edifício |
|---|---|---|
| Condução | Através de materiais sólidos | Atravessando a parede |
| Convecção | Através do movimento do ar | Movimento de ar junto às superfícies |
| Radiação | Através de ondas eletromagnéticas | Radiação térmica das superfícies |
Na transmissão atuam as três em conjunto:
- O calor é transferido do ar interior para a face interior da parede (convecção + radiação)
- O calor conduz‑se através da parede (condução)
- O calor é transferido da face exterior da parede para o ar exterior (convecção + radiação)
A fórmula de cálculo
Na prática de projeto em Portugal, as perdas de calor por transmissão são calculadas de forma análoga ao método da norma europeia EN 12831 (cálculo da carga térmica de aquecimento), cuja aplicação é reconhecida no âmbito do REH – Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020 e Portarias associadas).
Fórmula: ΦT = HT × (θi - θe)
com HT = Σ (U × A × fT) + ΔUWB × A
- ΦT = perda de calor por transmissão (W)
- HT = coeficiente global de perdas por transmissão (W/K)
- θi = temperatura interior de cálculo (°C)
- θe = temperatura exterior de cálculo (°C) – em Portugal definida por zona climática no âmbito do REH
- U = coeficiente de transmissão térmica do elemento (W/m²K)
- A = área do elemento (m²)
- fT = fator de correção de temperatura
- ΔUWB = acréscimo devido a pontes térmicas (W/m²K)
O fator de correção de temperatura fT
Nem todos os elementos da envolvente confinam diretamente com o ar exterior. O fator fT tem isso em conta:
| Confinante | fT | Explicação |
|---|---|---|
| Ar exterior | 1,0 | Diferença de temperatura total |
| Cave não aquecida | 0,5 | A cave é mais quente do que o exterior |
| Terreno | 0,3–0,6 | Temperatura do solo relativamente estável |
| Garagem não aquecida | 0,8 | Garagem ligeiramente mais quente do que o exterior |
| Fração aquecida adjacente | 0,0 | Sem diferença de temperatura |
Exemplo: Um teto de cave com U = 0,5 W/m²K e fT = 0,5 tem a mesma perda efetiva de calor que uma parede exterior com U = 0,25 W/m²K.
Elementos construtivos e respetivos valores U
Principais elementos da envolvente e valores U típicos (ordens de grandeza comparáveis à realidade portuguesa; os requisitos legais atuais do REH são, em geral, mais exigentes):
Paredes exteriores
| Época de construção | Tipo de parede | Valor U | Avaliação |
|---|---|---|---|
| antes de 1970 | Alvenaria maciça 36 cm | 1,4–1,6 W/m²K | Fraco |
| 1970–1990 | Bloco furado 30 cm | 0,8–1,2 W/m²K | Medíocre |
| 1990–2010 | Betão celular 30 cm | 0,4–0,6 W/m²K | Médio |
| após 2010 | ETICS/“capoto” 16 cm | 0,2–0,3 W/m²K | Bom |
| Edifício de muito baixo consumo (p.ex. padrão passivo) | ETICS ≥ 30 cm | < 0,15 W/m²K | Muito bom |
Janelas
| Geração | Envidraçado | Valor U (Uw) | Avaliação |
|---|---|---|---|
| antes de 1980 | Vidro simples | 5,0–5,8 W/m²K | Muito fraco |
| 1980–1995 | Duplo sem baixa emissividade | 2,7–3,0 W/m²K | Fraco |
| 1995–2010 | Duplo com baixa emissividade | 1,3–1,6 W/m²K | Médio |
| após 2010 | Triplo com baixa emissividade | 0,7–1,0 W/m²K | Bom |
| Padrão passivo | Triplo otimizado | < 0,8 W/m²K | Muito bom |
Cobertura
| Isolamento | Valor U | Avaliação |
|---|---|---|
| Sem isolamento | 2,0–3,0 W/m²K | Muito fraco |
| 8 cm de isolamento | 0,4–0,5 W/m²K | Medíocre |
| 16 cm de isolamento | 0,2–0,25 W/m²K | Bom |
| ≥ 24 cm de isolamento | < 0,15 W/m²K | Muito bom |
Exemplo de cálculo
Considere‑se um compartimento com os seguintes elementos, para θi = 20°C e θe = -12°C (condições de cálculo):
| Elemento | Área | Valor U | fT | Parcela de HT |
|---|---|---|---|---|
| Parede exterior | 15 m² | 0,28 W/m²K | 1,0 | 4,2 W/K |
| Janela | 4 m² | 1,3 W/m²K | 1,0 | 5,2 W/K |
| Cobertura | 12 m² | 0,20 W/m²K | 1,0 | 2,4 W/K |
| Teto da cave | 20 m² | 0,35 W/m²K | 0,5 | 3,5 W/K |
| Soma | 15,3 W/K |
Cálculo:
ΦT = 15,3 W/K × (20°C - (-12°C)) = 15,3 × 32 = 489,6 W
O compartimento perde, para -12°C de temperatura exterior de cálculo, cerca de 490 W por transmissão.
Onde se perdem mais quantidades de calor?
Distribuição típica das perdas de calor por transmissão:
| Elemento | Percentagem | Motivo |
|---|---|---|
| Janelas | 25–35% | Valores U elevados apesar da área relativamente pequena |
| Paredes exteriores | 25–30% | Grande área envolvente |
| Cobertura | 15–25% | O ar quente tende a subir |
| Cave/Pavimento | 10–15% | Parcialmente amortecido pelo terreno |
| Pontes térmicas | 5–15% | Frequentemente subestimadas |
Atenção: As janelas têm, em geral, a menor área mas o maior valor U. Uma janela de 2 m² com U = 1,3 W/m²K perde tanto calor como 10 m² de parede bem isolada com U = 0,26 W/m²K.
Medidas de redução
Em Portugal, as exigências mínimas de isolamento e valores U máximos são definidas pelo REH e respetiva regulamentação técnica (por exemplo, Portaria n.º 138‑I/2021). As medidas seguintes são típicas em reabilitação; os custos são meramente indicativos e podem variar significativamente.
1. Isolamento de paredes exteriores
| Medida | Investimento típico | Melhoria do valor U |
|---|---|---|
| Sistema ETICS/“capoto” 12 cm | 80–120 €/m² | de ~1,4 para ~0,28 W/m²K |
| Insuflação de caixa de ar | 20–40 €/m² | de ~1,0 para ~0,4 W/m²K |
| Isolamento interior | 50–80 €/m² | de ~1,4 para ~0,5 W/m²K |
2. Substituição de janelas
| Medida | Investimento típico | Melhoria do valor U |
|---|---|---|
| Vidro duplo → triplo | 300–500 €/m² | de ~1,4 para ~0,9 W/m²K |
| Janela nova (triplo) | 400–600 €/m² | dependente da situação inicial |
3. Isolamento da cobertura
| Medida | Investimento típico | Melhoria do valor U |
|---|---|---|
| Isolamento entre asnas 16 cm | 40–60 €/m² | de ~0,5 para ~0,22 W/m²K |
| Isolamento pelo exterior (sobre asnas) 20 cm | 100–150 €/m² | de ~0,5 para ~0,16 W/m²K |
| Isolamento do teto do último piso | 20–40 €/m² | de ~0,8 para ~0,18 W/m²K |
Normas e métodos de cálculo em Portugal
- O cálculo de valores U e resistências térmicas baseia‑se na EN ISO 6946, transposta e aplicada através dos documentos técnicos do SCE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios.
- O dimensionamento da carga térmica de aquecimento pode seguir a EN 12831, compatível com o enquadramento do REH.
- As exigências de desempenho energético global, valores U máximos e controlo de pontes térmicas constam do Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020 e respetiva regulamentação.
Incentivos e apoios em Portugal
Em vez de programas alemães como BAFA ou KfW, em Portugal existem esquemas específicos de apoio à eficiência energética e renováveis:
Principais programas (situação típica recente – confirmar sempre condições atuais):
- Programa “Edifícios Mais Sustentáveis” (Fundo Ambiental)
Apoia isolamento de paredes e coberturas, substituição de janelas, instalação de bombas de calor, sistemas solares térmicos e fotovoltaicos. Comparticipações frequentes entre 50–85% do investimento elegível, com tetos por medida (por exemplo, alguns milhares de euros por fração). - Vale Eficiência
Apoio dirigido a famílias em situação de vulnerabilidade energética, sob a forma de vales para obras de melhoria do desempenho energético (isolamentos, janelas eficientes, equipamentos de climatização eficientes, etc.). - Incentivos fiscais
Em determinados anos têm existido deduções em sede de IRS para despesas com reabilitação energética de habitação própria permanente; é necessário verificar as regras em vigor no Orçamento do Estado.
Para projetos de maior dimensão (p.ex. condomínios ou edifícios de serviços) podem existir linhas de financiamento específicas no âmbito do PRR – Plano de Recuperação e Resiliência ou de programas regionais.
Etiquetas energéticas e certificação em Portugal
Em Portugal, o desempenho energético dos edifícios é regulado pelo SCE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios, gerido pela ADENE:
- Todos os edifícios novos e a maioria das transações (venda/arrendamento) exigem um Certificado Energético, com classes de A+ a F.
- O certificado considera perdas por transmissão, ventilação/infiltração, sistemas de climatização, AQS e contributo de renováveis.
- Para produtos como janelas, bombas de calor ou equipamentos elétricos, aplica‑se a etiqueta energética da UE, com classes A a G, em conformidade com os regulamentos europeus de conceção ecológica e rotulagem energética.
O calculador de carga térmica
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- Determinação automática do valor U em função da época de construção
- Fatores de correção para elementos em contacto com o solo, espaços não aquecidos, etc.
- Acréscimos de pontes térmicas em função do padrão construtivo
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Fontes
- EN 12831 – Método para cálculo da carga térmica de aquecimento (aplicação reconhecida no âmbito do REH em Portugal)
- EN ISO 6946 – Elementos de construção – Resistência térmica e coeficiente de transmissão térmica
- Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020, de 7 de dezembro – Desempenho energético dos edifícios (REH e SCE)
- Portaria n.º 138‑I/2021, de 9 de julho – Requisitos de desempenho energético e valores U máximos da envolvente opaca e envidraçada em Portugal