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Guia de utilização do calculador de carga térmica de aquecimento e necessidades de calor

Introdução

1.1 O que é a carga térmica de aquecimento?

A carga térmica de aquecimento é a potência térmica (em Watt ou quilowatt) que um sistema de aquecimento tem de fornecer para aquecer e manter um edifício à temperatura interior desejada quando a temperatura exterior de projeto (temperatura exterior mínima de referência para o local) é atingida.

O cálculo da carga térmica é fundamental para:

1.2 Base normativa: NP EN 12831-1

Este calculador baseia-se na NP EN 12831-1 (Desempenho energético dos edifícios – Método de cálculo da carga térmica de aquecimento de projeto). A norma define um procedimento normalizado para calcular a carga térmica de aquecimento de edifícios de habitação em condições estacionárias (caso de dimensionamento).

Importante: A carga térmica não é a necessidade anual de energia. A carga térmica descreve a potência máxima necessária em condições exteriores extremas, enquanto a necessidade anual de calor corresponde à energia total requerida ao longo de um ano.

Fundamentos de cálculo

2.1 Carga térmica total de um compartimento

A carga térmica de um compartimento Q̇HL,R resulta da soma de vários componentes:

Q̇HL,R = Q̇T + Q̇V + Q̇RH

Em que:

2.2 Perdas térmicas por transmissão (Q̇T)

As perdas por transmissão correspondem ao calor que se perde através de paredes, janelas, portas, pavimentos e coberturas para o exterior ou para zonas não aquecidas.

Fórmula para um elemento construtivo:

Q̇T,elemento = A · U · fT · (θi - θe)

Parâmetros:

Fatores de correção (fT)

Espaço adjacenteFator de correção (fT)
Ar exterior1,0
Terreno0,5 - 0,6
Espaço não aquecido (dentro da envolvente térmica)0,5
Espaço aquecido (mesma temperatura)0,0

Acréscimo para pontes térmicas (ΔU)

Para além do U-value do elemento, considera‑se um acréscimo para pontes térmicas ΔU, que cobre de forma global as pontes térmicas lineares e pontuais (por ex. varandas, ombreiras de janelas):

Ueff = U + ΔU

Valor de referência: ΔU = 0,10 W/(m²·K) para elementos da envolvente em contacto com o exterior (fT = 1,0)

Importante: Em elementos com fT = 0,0 (espaço aquecido adjacente) não se considera acréscimo de pontes térmicas, uma vez que não há fluxo de calor útil perdido para o exterior.

2.3 Perdas térmicas por ventilação (Q̇V)

As perdas por ventilação resultam da substituição de ar quente interior por ar frio exterior.

Fórmula:

Q̇V = V̇ · ρ · c · (θi - θe)

Forma simplificada:

Q̇V = V · n · 0,34 · (θi - θe)

Parâmetros:

Nota: Em sistemas de ventilação mecânica com recuperação de calor (RC), a taxa efetiva de renovação pode ser reduzida (por ex. n = 0,3 h⁻¹ com eficiência de RC de 60%).

2.4 Carga térmica do edifício (Q̇HL,G)

A carga térmica do edifício é a soma das cargas térmicas de todos os compartimentos, acrescida de um fator de segurança para efeitos de dimensionamento:

Q̇HL,G = Σ Q̇HL,R + acréscimo

Na prática, e em alinhamento com a abordagem da NP EN 12831-1, a carga térmica do edifício é frequentemente calculada com um acréscimo global de 100% sobre as perdas por ventilação:

Q̇HL,G = Σ Q̇T + 2 · Σ Q̇V

Guia passo a passo

3.1 Gestão de projetos

Criar um novo projeto

Clique em "Iniciar projeto" no ecrã de boas‑vindas ou em "Novo projeto" na barra de ações. Abre‑se o assistente de projeto, que o conduz por todos os dados necessários.

Carregar um projeto existente

Pode carregar um projeto existente a qualquer momento através da chave de projeto:

  1. Clique em "Carregar projeto"
  2. Introduza a sua chave de projeto de 5 caracteres (por ex. "ABC12")
  3. Clique em "Carregar"

A chave de projeto é apresentada quando cria um projeto e deve ser anotada para poder voltar a aceder‑lhe mais tarde.

Anular alterações

O calculador guarda automaticamente um histórico de alterações. Através do botão "↶ Anular" no cabeçalho do projeto pode reverter a última alteração.

São guardados:

Nota: O histórico de alterações é guardado no servidor. Mesmo depois de fechar o navegador, pode anular alterações desde que utilize a mesma chave de projeto.

3.2 Introdução dos dados base do projeto

Localização e dados climáticos

  1. Introduzir morada: Rua, número de polícia, código postal e localidade
  2. Carregar dados climáticos automaticamente: O calculador determina automaticamente:
    • Temperatura exterior de projeto (θe) com base na localização geográfica
    • Taxa de renovação de ar recomendada (n)

Importante: Os valores automáticos podem divergir dos valores normativos locais. Para cálculos rigorosamente conformes à NP EN 12831-1 em Portugal, recomenda‑se consultar mapas climáticos nacionais (por ex. dados do IPMA) ou tabelas climáticas incluídas em documentação técnica de apoio à NP EN 12831-1.

Dados do edifício

Definições do sistema de aquecimento

3.2 Opção A: Introdução simplificada (volumetria do edifício)

A introdução simplificada é ideal para moradias unifamiliares e bifamiliares. O assistente conduz‑lo em 5 passos:

Passo 1: Base

Passo 2: Geometria

Dimensões base (dimensões exteriores em metros):

Cave (se existir):

Tipo de cobertura:

Em telhado de duas ou uma água:

Aproveitamento do sótão (se aproveitado):

Orientação principal da fachada mais comprida:

Passo 3: Janelas

Área total envidraçada (uma das duas opções):

Distribuição das janelas por orientação:

Passo 4: Elementos construtivos

Elementos padrão do catálogo: O calculador seleciona automaticamente U-values típicos em função do ano de construção, alinhados com práticas correntes em Portugal (Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação – REH):

ElementoU-values típicos [W/(m²·K)]
Parede exterior0,24 - 1,20 (consoante o ano)
Janelas0,95 - 2,80
Porta exterior1,80 - 3,00
Cobertura/teto do último piso0,14 - 1,00
Laje de cave0,30 - 0,80
Laje sobre o solo0,30 - 0,80

Pode ajustar os U-values sempre que tiver dados mais precisos (por ex. de um certificado energético SCE).

Passo 5: Conclusão

Resumo de todos os dados introduzidos. Clique em "Gerar compartimentos" para criar automaticamente a estrutura de compartimentos.

O que é gerado?

Para cada piso é criado um compartimento representativo com todos os elementos relevantes:

Notas importantes:

3.3 Opção B: Introdução detalhada por compartimento

Para edifícios mais complexos ou compartimentos específicos, pode definir cada compartimento manualmente.

Adicionar compartimento

  1. Clique em "Adicionar compartimento"
  2. Introduza os dados do compartimento:
    • Nome do compartimento (por ex. "Sala", "Quarto 1")
    • Piso: Cave, R/C, Andar ou Sótão
    • Temperatura de referência [°C]: temperatura pretendida (tipicamente 20‑24°C em zonas de habitação, 15‑18°C em zonas de serviço)
    • Área útil [m²]
    • Altura do compartimento [m]

Conceito de ventilação por compartimento

Para cada compartimento pode definir um conceito de ventilação individual:

Selecionar tipo de ventilação:

Conceito de ventilaçãoDescriçãoTaxa de renovação típica
Ventilação natural (janelas)Abertura manual de janelas0,5 h⁻¹
Ventilação mecânica sem RCVentilação mecânica sem recuperação de calor0,4‑0,6 h⁻¹
Ventilação mecânica com RCVentilação mecânica com recuperação de calor0,3‑0,4 h⁻¹
Sistema apenas de extraçãoExtração mecânica (p.ex. WC, cozinha)0,5‑1,0 h⁻¹

Parâmetros ajustáveis:

Dica: Com ventilação mecânica com recuperação de calor, as perdas por ventilação reduzem‑se significativamente. Um rendimento de 80% significa que 80% do calor do ar extraído é recuperado, o que reduz de forma relevante a carga térmica de aquecimento.

Adicionar elementos construtivos

Para cada compartimento deve introduzir os elementos (paredes, janelas, portas, pavimentos, tetos):

Paredes exteriores:

Janelas:

Portas exteriores:

Pavimentos:

Tetos:

Importante: Em lajes entre compartimentos aquecidos deve definir sempre o fator de correção como 0,0. Não há perda útil de calor, porque ambos os espaços têm a mesma temperatura de referência.

No assistente, isto é definido automaticamente – elementos entre espaços aquecidos são identificados como "entre espaços aquecidos" e recebem fT = 0,0.

3.4 Executar o cálculo

Depois de introduzir os dados base do projeto e:

Clique em "Calcular agora".

O calculador executa o cálculo da carga térmica segundo a NP EN 12831-1 para cada compartimento e para o edifício no seu conjunto.

Compreender e interpretar os resultados

4.1 Visão geral dos resultados

Os resultados são apresentados em quatro separadores:

Separador 1: Carga térmica

Dados climáticos
Cargas térmicas

Q̇Heiz,G é o valor determinante para o dimensionamento do gerador de calor (caldeira ou bomba de calor).

Separador 2: Evolução anual das necessidades de calor

Este separador apresenta uma análise detalhada da necessidade anual de calor com base em dados meteorológicos horários (Typical Meteorological Year, por ex. PVGIS para a localização em Portugal).

Metodologia de cálculo:

  1. Para cada hora do ano (8760 horas) é lida a temperatura exterior a partir dos dados TMY
  2. Se a temperatura exterior estiver abaixo da temperatura de corte de aquecimento, calcula‑se a necessidade horária de calor: 
    Q̇(h) = (Q̇trans + Q̇vent) · (θi - θe(h)) / (θi - θe,Norm)
  3. A integração sobre todas as horas de aquecimento fornece a necessidade total de calor

Indicadores apresentados:

Desagregação mensal: Para cada mês são apresentados:

Visualização:

Diferença face à carga térmica (Separador 1):

  • Carga térmica = potência máxima à temperatura exterior de projeto (por ex. -2°C a -3°C em muitas zonas de Portugal) → dimensionamento do sistema de aquecimento
  • Necessidade anual de calor = energia efetivamente necessária ao longo do ano com base em dados meteorológicos reais → consumo de energia e custos de exploração

A carga térmica é normalmente superior à potência horária máxima observada no ano, porque é calculada para condições extremas que raramente ocorrem.

Separador 3: Propostas de reabilitação da envolvente

Análise automática do potencial de otimização energética através de medidas na envolvente do edifício.

Base de cálculo: As poupanças são calculadas com o método dos graus‑dia de aquecimento (equivalente ao usado em normas como a EN ISO 13790 e em metodologias nacionais):

Poupança de energia [kWh/ano] = A · (U_IST - U_OBJ) · Graus-dia · 0,024
Redução da carga térmica [kW] = A · (U_IST - U_OBJ) · ΔT_Norm

Em que:

Valores objetivo típicos em reabilitação (referência REH/boas práticas em Portugal):

ElementoU-value objetivo [W/(m²·K)]
Parede exterior≈ 0,35 ou melhor
Cobertura≈ 0,20 ou melhor
Teto do último piso≈ 0,20 ou melhor
Laje sobre o solo≈ 0,40 ou melhor
Laje de cave≈ 0,40 ou melhor
Janelas≈ 1,3 (vidro duplo de alto desempenho) ou melhor
Porta exterior≈ 1,8 ou melhor

Apresentado para cada grupo de elementos:

Notas sobre as propostas de reabilitação:

Importante: As propostas de reabilitação servem como orientação inicial para identificar potenciais de melhoria. Para um plano de reabilitação vinculativo, consulte um perito qualificado do Sistema de Certificação Energética (SCE). O cálculo não considera em detalhe pontes térmicas, riscos higrotérmicos (condensações) nem enquadramento de apoios financeiros.

Separador 4: Otimização inteligente de radiadores

Este separador apresenta uma análise inteligente dos radiadores e identifica potenciais de otimização para funcionamento com bomba de calor.

Funções principais:

  1. Otimização da temperatura de ida

    • Cálculo da temperatura de ida mínima possível
    • Indicação da redução de temperatura (em Kelvin)
    • Poupança de energia em percentagem e kWh/ano

  2. Opção de ventiloconvetores

    • Ativável através da caixa "Permitir ventiloconvetores"
    • Permite temperaturas de ida mais baixas graças à convecção forçada
    • Especialmente útil quando os radiadores existentes são pequenos

  3. Análise compartimento a compartimento

    • Visão geral de todos os compartimentos com comparação necessário/existente
    • Codificação por cores: Suficiente, Limite, Insuficiente
    • Recomendações concretas por compartimento:
      • Aumentar o radiador
      • Adicionar superfície de aquecimento (piso radiante)
      • Instalar ventiloconvetor

Indicadores apresentados:

IndicadorDescrição
Temp. de ida atualTemperatura de ida definida
Temp. de ida possívelTemperatura de ida mínima alcançável
Poupança de energiaPoupança percentual com temperatura de ida reduzida
Necessidade anual atualNecessidade de calor com temperatura de ida atual
Necessidade anual otimizadaNecessidade de calor após otimização

Dica para bombas de calor: Uma redução de 5 K na temperatura de ida pode aumentar o fator de desempenho sazonal (SCOP/JAZ) da bomba de calor em cerca de 10‑15%. Ao reduzir de 55°C para 45°C, é possível poupar até cerca de 25% de eletricidade.

Detalhes por compartimento

Para cada compartimento são apresentados:

Estado:

4.2 Temperatura de ida ótima

Clique em "Calcular temperatura de ida ótima" para determinar a temperatura de regime ideal.

O calculador determina a temperatura de ida mais baixa em que todos os compartimentos ainda atingem a potência necessária. Isto é feito testando iterativamente diferentes temperaturas de ida e calculando a potência resultante dos radiadores.

Resultado:

Interpretação:

Se a temperatura de ida ótima calculada for muito elevada (>65°C), deve verificar se os radiadores estão corretamente dimensionados ou se são necessárias superfícies de aquecimento maiores.

4.3 Exportação para PDF

Através do botão "Exportar relatório PDF completo" pode gerar um relatório detalhado em formato PDF.

O relatório PDF inclui:

  1. Resumo (página 1)

    • Dados do projeto (nome, morada, data)
    • Dados climáticos (temperatura exterior de projeto, taxa de renovação de ar)
    • Dados do edifício (volume aquecido, área útil aquecida)
    • Cargas térmicas (transmissão, ventilação, carga dos compartimentos, carga do edifício)
    • Dados do sistema (temperatura de ida, diferença ida/retorno)

  2. Detalhe por compartimento (1 página por compartimento)

    • Dados do compartimento (temperatura de referência, volume, área)
    • Perdas por transmissão por elemento com todos os parâmetros:
      • Categoria, tipo, área, U-value, acréscimo de pontes térmicas, ΔT, perda de calor
    • Perdas por ventilação (infiltração, ventilação mecânica, transferências)
    • Carga térmica do compartimento e potência necessária de radiadores
    • Tabela de radiadores (se definidos) com comparação necessário/existente

  3. Evolução anual das necessidades de calor (1 página)

    • Indicadores principais:
      • Necessidade total de calor [kWh/ano]
      • Horas de aquecimento por ano
      • Temperatura de corte de aquecimento
      • Necessidade máxima [kW]
    • Desagregação mensal em tabela:
      • Mês, horas de aquecimento, temperatura média, necessidade de calor, potência máxima
    • Caixa explicativa: diferença entre carga térmica e necessidade anual

  4. Propostas de reabilitação da envolvente (1 página)

    • Visão geral do potencial de poupança:
      • Poupança total de energia [kWh/ano]
      • Redução total da carga térmica [kW]
      • Temperatura exterior de projeto, graus‑dia
    • Tabela de potenciais de otimização:
      • Grupo de elementos, área, U-value atual, U-value objetivo, poupança, ΔQ
    • Notas sobre valores de referência do REH e metodologia de cálculo

  5. Aviso legal (última página)

    • Referência à NP EN 12831-1 como base de cálculo
    • Declaração sobre possíveis desvios e limitação de responsabilidade
    • Recomendação de validação por projetista especializado
    • Data de elaboração e chave de projeto

Formato e layout:

A exportação em PDF é adequada para documentação a entregar a proprietários, arquitetos ou instaladores. Todos os pressupostos e resultados de cálculo são apresentados de forma transparente e rastreável.

4.4 Resultados detalhados

Clique em "Vista detalhada" para uma desagregação completa:

Dados do edifício

Perdas térmicas por categoria

Transmissão:

Ventilação:

Carga térmica

Desagregação por compartimento

Para cada compartimento:

Exportação para PDF

Clique em "Exportar PDF" para descarregar um relatório completo de cálculo em formato PDF.

Dimensionamento de radiadores

5.1 Cálculo da potência de radiadores

O calculador utiliza a fórmula exponencial da EN 442 para determinar a potência dos radiadores:

Φ = Φn · (Δθm / Δθn)^n

Parâmetros:

Sobretemperatura média

Δθm = ((θVL + θRL) / 2) - θi

Exemplo:

Δθm = ((55 + 45) / 2) - 20 = 50 - 20 = 30 K

Em condições nominais (75/65/20):

Δθn = ((75 + 65) / 2) - 20 = 70 - 20 = 50 K

Se a potência nominal Φn = 1000 W e o expoente n = 1,3:

Φ = 1000 · (30 / 50)^1,3 = 1000 · 0,6^1,3 ≈ 508 W

Importante: A potência dos radiadores diminui significativamente com temperaturas de ida mais baixas. Reduzir de 75°C para 55°C pode levar a uma redução de potência de cerca de 50%.

5.2 Adicionar radiadores

Na vista de compartimento pode definir radiadores:

  1. Selecionar tipo de radiador: a partir do catálogo ou manualmente

  2. Definir dimensões:

    • Comprimento [mm]
    • Altura [mm]
    • Tipo (por ex. K21, K22, K33 em radiadores de painel)

  3. Potência nominal é carregada automaticamente do catálogo (a 75/65/20)

  4. Expoente n (tipicamente 1,3)

  5. Clique em "Calcular potência" para determinar a potência efetiva à temperatura de ida definida

Pode definir vários radiadores por compartimento. A potência total é a soma das potências de todos os radiadores desse compartimento.

5.3 Tipos de radiadores

Radiadores de painel:

Regra prática: Mais painéis e mais aletas de convecção = maior potência para as mesmas dimensões, mas também maior caudal de água necessário.

Dicas e boas práticas

6.1 Dados de entrada realistas

6.2 Escolha realista de U-values

Os U-values automáticos baseiam‑se em construções típicas. Se tiver informação mais precisa (por ex. do certificado energético SCE ou de relatórios de reabilitação):

6.3 Definir corretamente os fatores de correção

Erros frequentes:

Correto:

6.4 Taxas de renovação de ar

Estado do edifícioTaxa de renovação n [1/h]
Edifício antigo sem reabilitação0,7 - 1,0
Edifício conforme REH (construção corrente)0,5
Edifício muito estanque / padrão passivo0,3 - 0,4
Com ventilação mecânica + RC (60%)0,3
Com ventilação mecânica + RC (80%)0,2

6.5 Otimização para bombas de calor

Para um funcionamento eficiente de bombas de calor deve:

  1. Procurar temperaturas de ida baixas (idealmente ≤ 45°C para SCOP elevados)
  2. Utilizar superfícies de aquecimento de grande área (piso radiante, aquecimento de parede)
  3. Em radiadores: dimensionar generosamente (1,5‑2× a potência nominal a 75/65/20)
  4. Calcular a temperatura de ida ótima e verificar se é suficientemente baixa

Se a temperatura de ida ótima for >55°C, os radiadores provavelmente são demasiado pequenos para funcionamento eficiente com bomba de calor. Considere a substituição ou complemento com superfícies radiantes.

Perguntas frequentes (FAQ)

Porque é que a carga térmica do edifício é superior à soma das cargas dos compartimentos?

A carga térmica do edifício (Q̇HL,G) inclui um acréscimo (tipicamente 100% sobre as perdas por ventilação) para cobrir fases de aquecimento rápido e perdas de sistema. A fórmula é:

Q̇HL,G = Σ Q̇trans + 2 · Σ Q̇vent

Esta abordagem está alinhada com a NP EN 12831-1.

Qual é a temperatura exterior de projeto correta?

A temperatura exterior de projeto depende do local. O calculador determina‑a automaticamente, mas os valores podem divergir de tabelas normativas nacionais. Para cálculos normativos em Portugal recomenda‑se consultar:

Porque é que as lajes entre pisos aquecidos apresentam perdas de calor?

Isto indica um erro de introdução de dados. Defina o fator de correção dos elementos entre espaços aquecidos como fT = 0,0. Assim, não haverá perda útil de calor.

No assistente, estes elementos são criados automaticamente com fT = 0,0 e identificados como "laje entre espaços aquecidos" ou "pavimento entre espaços aquecidos".

Como dimensionar radiadores para funcionamento com bomba de calor?

Para bombas de calor com temperaturas de ida de 35‑45°C, os radiadores devem ser significativamente maiores do que em sistemas 75/65/20:

Posso exportar o cálculo em PDF?

Sim, na "Vista detalhada" clique em "Exportar PDF". O PDF inclui todos os dados de entrada, resultados de cálculo e uma desagregação por compartimento.

Informações de enquadramento

8.1 Diferença entre carga térmica e necessidade de calor

Carga térmicaNecessidade de calor
Potência [kW]Energia [kWh/ano]
Potência máxima à temperatura de projetoEnergia necessária ao longo do ano
Situação estacionária (pior caso)Evolução dinâmica na época de aquecimento
Para dimensionar o gerador de calorPara balanços energéticos e previsão de consumo
Segundo NP EN 12831-1Segundo métodos como EN ISO 52016 / metodologias REH/SCE

Exemplo:

A carga térmica de 8 kW só é necessária em poucas horas por ano. A potência média durante a época de aquecimento é bastante inferior.

8.2 Evolução histórica de U-values (valores típicos)

PeríodoParede exterior [W/(m²·K)]Janelas [W/(m²·K)]Cobertura [W/(m²·K)]
antes de 19801,0 - 1,52,5 - 3,50,8 - 1,2
1980-19950,6 - 1,02,0 - 3,00,4 - 0,8
1995-20010,5 - 0,71,5 - 2,00,3 - 0,4
2002-20080,35 - 0,51,3 - 1,70,22 - 0,3
2009-20150,24 - 0,351,1 - 1,40,18 - 0,24
2016-20200,24 - 0,280,95 - 1,30,18 - 0,20
a partir de 20210,20 - 0,240,90 - 1,10,14 - 0,18

(valores indicativos; em Portugal aplicam‑se os limites específicos do REH/RECS, que podem diferir ligeiramente destes intervalos)

8.3 Temperaturas de referência típicas

Tipo de compartimentoTemperatura de referência θi [°C]
Sala de estar20 - 22
Quarto16 - 18
Quarto de criança20 - 22
Instalação sanitária22 - 24
Cozinha18 - 20
Corredor15 - 18
Cave (aquecida)12 - 15
Arrumos12 - 15

9. Informações adicionais

Normas e enquadramento legal (Portugal)

Certificação energética e apoios em Portugal

Ligações úteis

Última atualização: dezembro de 2025