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Desempenho Térmico

O adequado desempenho térmico repercute no conforto das pessoas e em condições adequadas para o

sono e atividades normais em uma habitação, contribuindo ainda para a economia de energia. A

avaliação de desempenho pode ser feita de forma simplificada, com base em propriedades térmicas

das fachadas e das coberturas, ou por simulação computacional, onde são cotejados simultaneamente

todos os elementos e todos os fenômenos intervenientes.

Considerando a grande extensão do território brasileiro, as coordenadas geográficas da cidade onde se

localiza a obra têm grande influência, sendo que a norma NBR 15.220-3 divide o país em oito regiões

bioclimáticas, conforme ilustrado na Figura 1.

Figura 1 - Zoneamento bioclimático brasileiro (fonte: ABNT NBR 15220 – Parte 3)

Para cada uma dessas zonas climáticas é definido o dia típico de inverno e o dia típico de verão,

estabelecidos com base na temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade do vento e radiação

solar incidente para o dia mais frio e para o dia mais quente do ano respectivamente, segundo a média

observada num número representativo de anos. No Anexo A da norma NBR 15575 – 1 (Tabelas A.1, A.2

e A.3), são indicados a localização geográfica e os parâmetros climáticos dos dias típicos de inverno e

de verão para algumas cidades brasileiras. No Anexo A da norma NBR 15220 – 3, são indicadas as

zonas correspondentes a cerca de 200 cidades brasileiras, que servirão como referência para cidades

próximas.

De acordo com a NBR 15575, a avaliação térmica pode ser efetuada de diferentes formas:

A) Procedimento 1 A – Simplificado (normativo): presta-se a verificar o atendimento aos requisitos e

critérios para o envelopamento da obra, com base na transmitância térmica (U)1 e capacidade

térmica (CT)2 das paredes de fachada e das coberturas.

1 Transmitância térmica: fluxo de calor que atravessa a área unitária de um componente ou elemento quando existe um gradiente térmico de 1°K entre suas faces opostas, sendo o fluxo expresso em Watts/m2.°K. Inverso da resistência térmica. 2 Capacidade térmica: quantidade de calor por área unitária necessária para variar em uma unidade a temperatura de um

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B) Procedimento 1 B – Simulação por software Energy Plus7 (normativo)3: para os casos em que os

valores obtidos para a transmitância térmica e/ou capacidade térmica se mostrarem insatisfatórios

frente aos critérios e métodos estabelecidos nas partes 4 e 5 da norma NBR 15575, o desempenho

térmico global da edificação deve ser avaliado por simulação computacional.

C) Procedimento 2 – Medição in loco (informativo, Anexo A da NBR 15575 - 1): prevê a verificação

do atendimento aos requisitos e critérios estabelecidos na NBR 15575 por meio da realização de

medições em edificações existentes ou protótipos construídos com essa finalidade. Tem caráter

meramente informativo e não se sobrepõe aos procedimentos descritos nos itens a) e b) anteriores.

AVALIAÇÃO SIMPLIFICADA DO DESEMPENHO TÉRMICO

As paredes de fachada e coberturas devem reunir características que atendam aos critérios de

desempenho, considerando-se a zona bioclimática em que a obra se localizar, conforme delimitações

na Figura 1 anterior.

Caso a fachada e/ou a cobertura não atendam simultaneamente aos critérios de transmitância térmica

e capacidade térmica, é necessário realizar medições em campo, nas condições anteriormente

descritas, ou realizar a simulação do desempenho térmico por simulação computacional, conforme

fluxograma apresentado na Figura 2.

Figura 2 - Métodos alternativos de avaliação do desempenho térmico (fonte: IPT)

componente ou elemento. Expressa em kJ/ m².°K. 3 Software de simulação desenvolvido pelo Departamento de Energia do Governo Federal dos Estados Unidos da América, disponível gratuitamente em http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/

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Em síntese, conforme o fluxograma apresentado acima, deve ser obedecida a seguinte seqüência:

PAREDES: os valores de U e CT (obtidos de ensaios ou da norma NBR 15220-3) são

confrontados respectivamente com as exigências de transmitância térmica e capacidade

térmica. Caso ocorram simultaneamente U≤Ulimite e CT≤CTlimite, considera-se que a parede

atende ao nível Mínimo de desempenho. Caso não se verifique qualquer das desigualdades

acima, ou mesmo no caso de se desejar-se classificar o sistema de paredes no nível

Intermediário ou Superior, há necessidade de proceder-se à avaliação detalhada / simulação

computacional ou medições em campo conforme procedimentos 1B ou 2 anteriores.

COBERTURA: o valor de U (obtido de ensaios ou da norma NBR 15220-3) é confrontado com

as exigências de capacidade térmica. Caso U esteja contido no intervalo entre 0,5 e 2,3 W/m².k,

a cobertura poderá ser classificada nos níveis Mínimo, Intermediário ou Superior, em função da

zona climática em que se localizar a obra e da sua absortância à radiação solar (α). Caso o valor

de U supere 2,3 W/m².k há necessidade de proceder-se à avaliação detalhada / simulação

computacional ou medições em campo conforme procedimentos 1B ou 2 anteriores.

Para as tipologias construtivas mais usuais, a NBR 15220 – Parte 3 apresenta no seu Anexo D valores

de transmitância e capacidade térmica (incluindo ainda atraso térmico) para diversas configurações de

paredes.

TRANSMITÂNCIA TÉRMICA DE PAREDES EXTERNAS

Tabela 1 - Valores máximos admitidos para a transmitância térmica de paredes externas

CAPACIDADE TÉRMICA DE PAREDES EXTERNAS

Tabela 2 - Valores mínimos admitidos para a capacidade térmica de paredes externas

TRANSMITÂNCIA TÉRMICA DE COBERTURAS

Os valores máximos para a transmitância térmica (U) das coberturas, considerando o fluxo térmico

descendente e as diferentes zonas bioclimáticas, são apresentados na Tabela 3.

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Tabela 3 - Critérios e níveis de desempenho de coberturas quanto à transmitância térmica

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO TÉRMICO POR SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Para a realização das simulações

computacionais, devem ser utilizados como

referência os dados apresentados nas

Tabelas A.1, A.2 e A.3 - Anexo A da NBR

15575-1, que fornecem informações sobre

a localização geográfica de algumas cidades

brasileiras e os dados climáticos

correspondentes aos dias típicos de projeto

de verão e de inverno. Na falta de dados

para a cidade onde se encontra a habitação,

recomenda-se utilizar os dados de uma

cidade próxima com altitude idêntica e

características climáticas semelhantes, na

mesma Zona Bioclimática

Para a realização das simulações

computacionais, recomenda-se o emprego

do programa EnergyPlus. Outros

programas de simulação podem ser

utilizados, desde que sejam validados pela

ASHRAE Standard 140 e permitam a

determinação do comportamento térmico

sob condições dinâmicas de exposição ao

clima, sendo capazes de reproduzir os

efeitos de inércia térmica.

De forma geral, os softwares de simulação do

comportamento térmico de edificações devem reunir

características básicas conforme a Figura 3.

Figura 3 - Características necessárias para softwares de avaliação do desempenho térmico (fonte: IPT)

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Para a geometria do modelo de simulação, deve-se tomar a habitação como um todo, considerando

cada ambiente como uma zona térmica. Devem ser reproduzidas todas as características construtivas,

ou seja, dimensões em planta e pé-direito dos cômodos, aberturas e tipo de portas e janelas, materiais

constituintes das paredes e da cobertura, etc. Todas as condições climáticas também devem ser

consideradas para os dias típicos de inverno e de verão, incluindo temperatura e umidade relativa do

ar, radiação solar, nebulosidade, direção e velocidade do vento.

Nas simulações, deve ser considerada para a ventilação uma condição “padrão”, com taxa de 1 ren/h,

ou seja, uma renovação de ar por hora do ambiente (ventilação por frestas), inclusive para os áticos

das coberturas. Nessa condição de ventilação, considerar que não há nenhuma proteção da abertura de

janela contra a entrada da radiação solar.

VALORES MÁXIMOS DE TEMPERATURA NO VERÃO

Os valores máximos diários da temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada

(salas e dormitórios, sem a presença de fontes internas de calor, como ocupantes, lâmpadas e outros

equipamentos) devem ser sempre menores ou iguais ao valor máximo diário da temperatura do ar

exterior para o dia típico de verão (Nível Mínimo de desempenho). Para os Níveis Intermediário e

Superior, devem ser observados os limites assinalados na Tabela 4.

Tabela 4 - Critério de avaliação do desempenho térmico para condições de verão

VALORES MÍNIMOS DE TEMPERATURA NO INVERNO

Os valores mínimos diários da temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada

(salas e dormitórios), devem ser sempre 3º C maiores que o valor mínimo diário da temperatura do ar

exterior para o dia típico de inverno (Nível Mínimo de desempenho). Para os Níveis Intermediário e

Superior, devem ser observados os limites assinalados na Tabela 5.

Tabela 5 - Critério de avaliação do desempenho térmico para condições de inverno

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ABERTURAS PARA VENTILAÇÃO DE AMBIENTES DE PERMANÊNCIA PROLONGADA

Os ambientes de permanência prolongada, ou seja salas e dormitórios, devem ter aberturas para

ventilação com áreas que atenda à legislação específica do local da obra, incluindo Códigos de Obras,

Códigos Sanitários e outros. Quando não houver requisitos de ordem legal, para o local de implantação

da obra devem ser adotados os valores indicados na Tabela 6.

Tabela 6 - Área mínima de ventilação em dormitórios e salas de estar

Para calcular a relação percentual entre a área de ventilação e a área do piso correspondente, a área

efetiva da abertura de ventilação do ambiente é a área da janela que permite a livre circulação do ar,

devendo ser descontadas as áreas de perfis, vidros e de qualquer outro obstáculo. No caso de cômodos

dotados de portas-balcão que dão acesso a terraços ou semelhantes, toda a área aberta resultante do

deslocamento da folha móvel da porta deve ser computada.

REFERÊNCIAS NORMATIVAS

ABNT NBR 15575-1, Edificações Habitacionais - Desempenho – Parte 1: Requisitos gerais

ABNT NBR 15575-2, Edificações Habitacionais - Desempenho – Parte 2: Requisitos para os sistemas estruturais;

ABNT NBR 15575-3, Edificações Habitacionais - Desempenho – Parte 3: Requisitos para os sistemas de pisos;

ABNT NBR 15575-4, Edificações Habitacionais - Desempenho – Parte 4: Requisitos para os sistemas de vedações verticais internas e externas

ABNT NBR 15575-5, Edificações Habitacionais - Desempenho – Parte 5: Requisitos para os sistemas de coberturas

ABNT NBR 15575-6, Edificações Habitacionais - Desempenho – Parte 6: Requisitos para os sistemas hidrossanitários

CBIC. Desempenho de edificações habitacionais: guia orientativo para atendimento à norma ABNT NBR 15575/2013./Câmara Brasileira da Indústria da Construção.—Fortaleza: Gadioli Cipolla Comunicação, 2013.