Perdas de calor por ventilação: quando o ar quente se perde
As perdas de calor por ventilação surgem quando o ar quente do interior sai do edifício e é substituído por ar frio do exterior. Representam tipicamente 20-40% da carga térmica de aquecimento – em edifícios muito bem isolados podem ser ainda mais relevantes.
O princípio
O ar transporta calor. Quando ar interior a 20°C é substituído por ar exterior a -10°C, o sistema de aquecimento tem de compensar essa diferença de temperatura:
- Ar quente sai = perda de energia térmica
- Ar frio entra = tem de ser aquecido
- Resultado: necessidade adicional de potência de aquecimento
Analogia: Pense numa banheira com água quente. Se estiver constantemente a esvaziar água quente e a encher com água fria, terá de aquecer continuamente para manter a temperatura.
A fórmula de cálculo
Na Alemanha, as perdas de calor por ventilação são calculadas segundo a DIN EN 12831-1. Em Portugal, para o dimensionamento de sistemas de aquecimento e climatização utilizam‑se os mesmos princípios físicos, normalmente com base nas normas europeias EN 12831 (carga térmica de aquecimento) e EN 16798 (ventilação), aplicadas através do SCE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios e dos regulamentos nacionais (REH/RECS).
A relação básica é:
Fórmula: ΦV = HV × (θi - θe)
com HV = V × n × ρ × cp = V × n × 0,34
- ΦV = perda de calor por ventilação (W)
- HV = coeficiente de perda de calor por ventilação (W/K)
- V = volume do espaço (m³)
- n = taxa de renovação de ar (1/h)
- ρ × cp = 0,34 Wh/(m³K) para o ar
- θi = temperatura interior (°C)
- θe = temperatura exterior de cálculo (°C)
Taxa de renovação de ar: o fator decisivo
A taxa de renovação de ar n indica quantas vezes por hora o volume de ar de um espaço é substituído:
| n | Significado | Exemplo |
|---|---|---|
| 0,5 1/h | Metade do volume por hora | Edifício bem vedado |
| 1,0 1/h | Volume completo por hora | Situação média |
| 2,0 1/h | Duas vezes o volume por hora | Edifício antigo pouco estanque |
Taxas mínimas de ventilação (higiene e conforto)
Em vez da DIN EN 12831-1, em Portugal aplicam‑se as normas europeias de ventilação (por ex. EN 16798-1, antiga EN 15251) e as exigências do SCE e do REH – Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (Decreto‑Lei n.º 101-D/2020 e alterações). Para uso residencial, são recomendadas taxas mínimas de ventilação semelhantes às práticas noutros países europeus:
| Tipo de espaço | n mínimo típico | Justificação |
|---|---|---|
| Salas de estar | ~0,5 1/h | Remoção de CO₂ e humidade |
| Quartos | ~0,5 1/h | Humidade libertada pelas pessoas |
| Cozinha | 1,0–1,5 1/h | Vapores de cozinha, gordura, humidade |
| Instalação sanitária com duche/banho | 1,5–2,0 1/h | Humidade elevada |
| WC sem duche | ~1,5 1/h | Odores |
Importante: Ventilação insuficiente conduz a danos por humidade e bolores. A ventilação mínima higiénica não é opcional – tem de ser garantida pelo conceito de ventilação e considerada no dimensionamento da carga térmica.
Duas formas de renovação de ar
1. Infiltração (não controlada)
Renovação de ar através de fugas na envolvente do edifício:
- Frestas em janelas e portas
- Passagens de tubagens e cabos
- Ligações mal executadas entre elementos construtivos
- Materiais de construção porosos ou degradados
A infiltração depende fortemente da estanquidade do edifício, frequentemente caracterizada pelo valor n50 (taxa de renovação de ar a 50 Pa de diferença de pressão), medido com ensaio blower door (em Portugal também utilizado em edifícios de elevado desempenho energético):
| Tipo de edifício | Valor n50 | Infiltração típica com vento |
|---|---|---|
| Edifício antigo sem reabilitação | 6–10 1/h | 0,5–1,0 1/h |
| Reabilitado com janelas novas | 3–5 1/h | 0,2–0,4 1/h |
| Edifício novo conforme requisitos atuais do SCE/REH | 1,5–3,0 1/h | 0,1–0,2 1/h |
| Edifício de muito baixo consumo/passivo | < 0,6 1/h | < 0,05 1/h |
2. Ventilação mecânica (controlada)
Renovação de ar intencional através de sistemas de ventilação:
| Sistema | Descrição | Recuperação de calor |
|---|---|---|
| Extração mecânica simples | Apenas o ar extraído é mecânico (cozinhas, WCs) | Sem |
| Insuflação/extração mecânica | Insuflação e extração mecânicas | Possível (RHE) |
| Ventiladores descentralizados | Soluções por divisão | Muitas vezes com RHE integrada |
Em Portugal, estes sistemas são considerados no âmbito do SCE e contribuem para a classificação energética do edifício, desde que cumpram os requisitos de eficiência e controlo.
Recuperação de calor (RHE)
Sistemas modernos de ventilação podem recuperar 60-95% do calor contido no ar extraído, através de permutadores de calor ar‑ar:
Fórmula com RHE: ΦV = V × n × 0,34 × (1 - ηRHE) × (θi - θe)
- ηRHE = eficiência de recuperação de calor (por ex. 0,85 = 85%)
| Eficiência RHE | Diferença de temperatura efetiva | Redução da carga de aquecimento |
|---|---|---|
| 0% (sem RHE) | 32 K (com -12°C no exterior) | Referência |
| 75% | 8 K | -75% |
| 85% | 4,8 K | -85% |
| 95% | 1,6 K | -95% |
Exemplo: Uma divisão com 50 m³ e n = 0,5 1/h tem, sem RHE, uma perda de calor por ventilação de 272 W. Com 85% de recuperação de calor, esta desce para apenas 41 W – uma poupança de 231 W.
Exemplo de cálculo
Uma sala com:
- Volume: V = 60 m³
- Taxa de renovação: n = 0,5 1/h
- Temperatura interior: θi = 20°C
- Temperatura exterior de cálculo: θe = -12°C
Sem recuperação de calor
Cálculo:
HV = 60 m³ × 0,5 1/h × 0,34 = 10,2 W/K
ΦV = 10,2 W/K × (20 - (-12)) K = 10,2 × 32 = 326 W
Com 85% de recuperação de calor
Cálculo:
ΦV = 326 W × (1 - 0,85) = 326 × 0,15 = 49 W
Poupança: 277 W = 85%
Conceitos de ventilação em comparação
| Conceito | Vantagens | Desvantagens | Impacto na carga térmica |
|---|---|---|---|
| Ventilação por janelas | Sem investimento em equipamento, flexível | Perdas de calor elevadas, dependente do utilizador | Alto (perdas de ventilação totais) |
| Sistema de extração simples | Custo moderado, proteção contra humidade em cozinhas/WCs | Sem recuperação de calor | Médio |
| Ventilação mecânica controlada com RHE | Elevada eficiência energética, conforto, melhor qualidade do ar | Investimento inicial mais elevado, necessidade de manutenção | Reduzido (até -90%) |
| Ventiladores descentralizados | Fácil de instalar em reabilitação, possível RHE | Ruído, impacto estético nas fachadas | Reduzido a médio |
Influência na carga térmica do edifício
Na carga térmica de aquecimento do edifício, as perdas por ventilação são tratadas de forma diferente das perdas por transmissão (através de paredes, coberturas, janelas):
Procedimento padrão (conservador)
Soma das perdas de ventilação de todos os compartimentos = perda de ventilação do edifício.
Procedimento alargado (mais realista)
Considera:
- Simultaneidade: Nem todos os espaços são ventilados em simultâneo
- Transferência de calor: O ar extraído de um espaço pode pré‑aquecer outros
- Equilíbrio de infiltração: Efeitos de pressão e sucção devido ao vento
Nota: O nosso calculador de carga térmica utiliza o procedimento padrão para uma dimensão segura do sistema de aquecimento. As perdas reais por ventilação em funcionamento podem ser inferiores.
Erros típicos a evitar
1. Subestimar as perdas de calor por ventilação
Em edifícios novos bem isolados, as perdas por ventilação podem representar mais de 50% da carga térmica de aquecimento.
2. Não adaptar a ventilação após substituição de janelas
Janelas novas e estanques reduzem drasticamente a infiltração. Sem ventilação controlada, podem surgir:
- Danos por humidade
- Formação de bolores
- Má qualidade do ar interior
3. Sobrevalorizar a eficiência da recuperação de calor
O rendimento declarado pelo fabricante é medido em condições de laboratório. Em utilização real, são frequentes reduções:
- Função de proteção contra gelo: -5 a -10%
- Fugas no sistema de condutas: -2 a -5%
- Falta de manutenção (filtros sujos, permutador sujo): -5 a -15%
Medidas de redução das perdas
1. Melhorar a estanquidade do edifício
| Medida | Custos típicos | Melhoria n50 |
|---|---|---|
| Vedação de janelas | 50–100 €/janela | -0,5 a -1,0 1/h |
| Isolamento de caixas de estores | 30–60 €/unidade | -0,2 a -0,5 1/h |
| Vedação de passagens de tubagens/cabos | Variável | -0,5 a -1,0 1/h |
Em Portugal, estas intervenções podem ser integradas em obras de reabilitação energética apoiadas por programas como o Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis (I e II fases, geridos pelo Fundo Ambiental) ou futuros avisos do PRR – Plano de Recuperação e Resiliência, quando abertos.
2. Instalar sistema de ventilação com recuperação de calor
| Sistema | Custos típicos | Eficiência RHE |
|---|---|---|
| Ventiladores descentralizados (par) | 800–1.500 € | 70–85% |
| Sistema central de ventilação mecânica controlada | 8.000–15.000 € | 80–95% |
Em Portugal, estes sistemas podem contribuir para melhorar a classe energética do edifício no âmbito do SCE, o que é relevante para acesso a alguns apoios públicos e valorização do imóvel. Em determinados programas de incentivo (por ex. anteriores avisos do Fundo Ambiental para reabilitação de edifícios), a ventilação com recuperação de calor é elegível como medida de eficiência energética.
3. Otimizar o comportamento de ventilação
- Ventilação intensiva (abertura total) em vez de deixar janelas em posição de basculante durante longos períodos
- Ventilação cruzada (janelas opostas abertas) para renovação rápida do ar
- Ventilação em função da necessidade, por exemplo com base em sensores de CO₂ ou humidade
Regulamentos energéticos e certificação em Portugal
Em vez de normas nacionais como a EnEV/GEG alemãs, em Portugal aplicam‑se:
- O Decreto‑Lei n.º 101-D/2020, que estabelece o Regime de Desempenho Energético dos Edifícios (REDE), incluindo o REH (habitação) e o RECS (serviços)
- O SCE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios, gerido pela ADENE, que define metodologias de cálculo, requisitos mínimos e a emissão do Certificado Energético
Aspetos relevantes para ventilação e perdas de calor:
- Exigência de taxas mínimas de ventilação para garantir qualidade do ar interior
- Limites de coeficientes de transmissão térmica (U) para elementos da envolvente (calculados segundo EN ISO 6946 e normas associadas, transpostas para o SCE)
- Valorização, na classificação energética, de sistemas de ventilação eficientes com recuperação de calor
Incentivos e apoios em Portugal
Quando, em textos alemães, se fala de apoios como BAFA ou KfW, em Portugal os programas equivalentes são:
- Fundo Ambiental – Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis (várias edições): apoio a janelas eficientes, isolamento térmico, sistemas de ventilação eficientes, bombas de calor e sistemas solares térmicos e fotovoltaicos. Tipicamente comparticipações entre 50–85% do investimento elegível, com tetos por tipologia de medida e por edifício.
- PRR – Plano de Recuperação e Resiliência: avisos específicos para eficiência energética em edifícios residenciais e de serviços, incluindo medidas de isolamento, sistemas de climatização eficientes (bombas de calor), ventilação com recuperação de calor e fotovoltaico.
- IFRRU 2030 e outros instrumentos financeiros: linhas de crédito e garantias para reabilitação urbana com componente de eficiência energética.
- Benefícios fiscais pontuais, como deduções em IRS para certas despesas de reabilitação energética (quando previstas no Orçamento do Estado) ou reduções de IMI para edifícios com melhor classe energética (decididas por alguns municípios).
As condições concretas (montantes, percentagens, elegibilidade) variam consoante o aviso e o ano, pelo que é recomendável consultar:
Etiquetas energéticas e certificados
Em vez do sistema alemão, em Portugal aplica‑se:
- Certificado Energético obrigatório para novos edifícios, grandes reabilitações e transações (venda/arrendamento). A classe energética (de A+ a F) considera perdas por transmissão, ventilação, sistemas de climatização, AQS e renováveis.
- Etiquetas energéticas europeias para equipamentos (bombas de calor, ventiladores, recuperadores de calor, etc.), com classes de A a G, que ajudam a comparar a eficiência dos sistemas de ventilação e aquecimento.
Uma ventilação eficiente com recuperação de calor reduz as necessidades de aquecimento e pode melhorar significativamente a classe energética do edifício.
O calculador de carga térmica
O nosso calculador de carga térmica considera todos os aspetos de ventilação:
- Taxas de renovação de ar por compartimento em função da utilização
- Vários conceitos de ventilação (natural, mecânica)
- Recuperação de calor com rendimento ajustável
- Cálculo de infiltração em função da estanquidade do edifício
Calcule agora: Determine as perdas de calor por ventilação do seu edifício com o nosso calculador de carga térmica.
Artigos relacionados
- O que é a carga térmica de aquecimento? – Fundamentos do cálculo da carga térmica
- Perdas de calor por transmissão – Perdas através da envolvente do edifício
- O valor U explicado – O principal indicador dos elementos construtivos
- Recomendações de reabilitação – Medidas para reduzir a carga térmica
Fontes
- EN 12831 – Cálculo da carga térmica de aquecimento (base para metodologias nacionais)
- EN ISO 6946 – Elementos de construção e componentes – Resistência térmica e transmissão de calor
- EN 16798-1 – Desempenho energético dos edifícios – Ventilação de edifícios
- SCE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (ADENE)
- Decreto‑Lei n.º 101-D/2020 – Regime de Desempenho Energético dos Edifícios (REDE)