Como calcular BTU de um ar-condicionado?

Hoje em dia é muito fácil calcular o BTU de um ar-condicionado quando você quer saber qual é a melhor potência de um climatizador para o espaço onde ele será instalado. Temos as calculadoras de BTU on-line bem como a inteligência artificial, que nos dão uma mão e tanto.

No entanto, saber como esse cálculo funciona vai muito além de apenas obter números.

Entender a lógica por trás do processo é essencial porque, ao dominar os princípios básicos, você consegue avaliar cada variável, prever possíveis ajustes e, principalmente, fazer escolhas mais assertivas para cada situação.

Neste post, você vai aprender a considerar todas as variáveis importantes, como área do ambiente, número de pessoas, equipamentos eletrônicos, incidência solar e até fatores como pé direito alto e isolamento térmico. 

Além disso, você verá exemplos detalhados para aplicar o cálculo em diferentes situações, desde uma sala de estar de uma pequena família até um salão de festas frequentado por centenas de pessoas.

O que você precisa saber para calcular BTU de um ar-condicionado?

BTU (British Thermal Unit) é a unidade de medida de energia térmica utilizada para calcular a capacidade de refrigeração de aparelhos de ar-condicionado. 

Não saber calcular corretamente esse valor pode levar a dores de cabeça como instalar equipamentos subdimensionados, que não conseguem refrigerar o espaço, ou equipamentos superdimensionados, que consomem mais energia do que o necessário.

As variáveis consideradas para calcular o BTU um ar-condicionado são as seguintes:

❄ Tamanho do ambiente;
❄ Grau de incidência solar;
❄ Quantidade de pessoas que o utilizam frequentemente;
❄ Quantidade de equipamentos eletrônicos dentro do espaço;
❄ ️Iluminação presente no local.

A fórmula mais comum emprega um valor básico de BTU por metro quadrado do ambiente e, a partir disso, adiciona variáveis específicas.

É assim:

BTU = (Área do ambiente em m² x 600) + (Número de pessoas adicionais x 600) + (Equipamentos eletrônicos x 600)

A explicação dos fatores é a seguinte:

▶ ️ 600 BTU por m²: Base utilizada para calcular a carga térmica média de ambientes típicos com pouca exposição ao sol.

▶ ️ Adição de 600 BTU por pessoa extra: Para cada pessoa, adiciona-se 600 BTU porque o corpo humano também gera calor.

▶ ️ Equipamentos eletrônicos ou fontes de calor: Se houver televisores, computadores ou outros aparelhos constantemente usados, é necessário incluir mais BTU.

Vamos a um exemplo que vai servir de base para todos os cálculos que fizermos daqui em diante.

Consideremos um ambiente com as seguintes informações:

▶ Sala de 20 m²
▶ 04 pessoas no espaço
▶ 01 televisão e 01 computador no espaço

Para calcular o BTU do ar-condicionado, aplica-se a fórmula da seguinte maneira:

1. Área: 20 m² x 600 BTU = 12.000 BTU
2. Adição por pessoas: 4 x 600 BTU = 2.400 BTU
3. Adição por eletrônicos: 2 x 600 BTU = 1.200 BTU

Resultado final: 12.000 + 2.400 + 1.200 = 15.600 BTU

Neste caso, seria recomendado um aparelho de 18.000 BTU, já que os aparelhos normalmente possuem potência padronizada (9.000 BTU, 12.000 BTU, 18.000 BTU, etc.).

Fatores importantes a considerar na hora do cálculo!

Se você quiser um cálculo de BTU mais preciso para uma indicação bem assertiva da potência do ar-condicionado, é importante levar em consideração os seguintes aspectos:

☀️ Incidência solar

Para ambientes onde há muita exposição solar como, por exemplo, locais onde há janelas grandes sem proteção como cortinas ou blackout, utilize 800 a 1.000 BTU por m² e não 600 BTU por m², como na fórmula-base.

Para ambientes com pouca ou nenhuma exposição direta ao sol, aí sim utilize a carga padrão de 600 BTU por m².

No exemplo comentado há pouco, onde mencionamos uma sala de 20m², imagine que há janelas grandes e exposição direta ao sol à tarde, sem cortinas ou película de proteção.

Por conta da alta incidência solar, utilizamos 800 a 1.000 BTU por m².

Então, o cálculo de BTU fica assim:

1. Área: 20 m² x 800 BTU = 16.000 BTU
2. Adição por pessoas: 4 x 800 BTU = 2.400 BTU
3. Adição por eletrônicos: 2 x 800 BTU = 1.600 BTU

Resultado final: 16.000 + 2.400 + 1.600 = 20.000 BTU

Neste caso, a potência mais próxima e a indicação de ar-condicionado é um aparelho de 24.000 BTU, que vai atender perfeitamente às expectativas do consumidor!

📏 Altura do pé direito

O cálculo básico de BTU assume uma altura de 2,6 a 3 metros. Se o pé direito for muito alto, precisará ajustar o cálculo.

Nestes casos, multiplique por 1,1 ou 1,2 para compensar o maior volume de ar a ser refrigerado, que seria um acréscimo de 10% a 20% na área.

O pé direito mais alto faz com que o volume de ar do ambiente aumente proporcionalmente.

Isso significa que mais energia será exigida do ar-condicionado para lidar não só com as trocas térmicas nas paredes e teto, mas também com o calor gerado internamente por pessoas e eletrônicos.

Por isso, o fator de ajuste deve ser aplicado igualmente a todos os componentes do cálculo.

Vamos à prática para melhor compreensão.

Suponhamos que no nosso exemplo base, o pé direito tem uma altura de 4 metros, o que é 20% acima da média.

Para compensar o maior volume de ar, somamos um fator de 1,2 no cálculo de BTU. Fica assim:

1. Área: 20 m² x 600 BTU x 1,2 = 14.400 BTU
2. Adição por pessoas: 4 x 600 BTU x 1,2 = 2.880 BTU
3. Adição por eletrônicos: 2 x 600 BTU x 1,2 = 1.440 BTU

Resultado final: 14.400 + 2.880 + 1.440 = 18.720 BTU

Neste caso, a potência mais próxima e a indicação de ar-condicionado é um aparelho de 18.000 BTU, que vai atender muito bem a área a ser climatizada!

💂 Isolamento térmico

Ambientes bem isolados com a presença de, por exemplo, vidros duplos, cortinas, blackout, isolamento de paredes e teto, demandam menos potência.

Enquanto isso, locais com má vedação, como frestas em portas e janelas, aumentam o esforço necessário do aparelho.

Suponhamos que, no exemplo base, na sala há vidros duplos, blackout e boa vedação nas janelas e portas.  

Um isolamento eficiente reduz a necessidade de potência, permitindo seguir a carga padrão de 600 BTU/m².

No entanto, vamos supor que a sala contém frestas nas portas, janelas com vedação a desejar e ausência de cortinas, permitindo troca de ar com o exterior.

Neste caso, o cálculo de BTU deve considerar um esforço maior do aparelho de climatização. Podemos aumentar entre 10% a 20%, como no exemplo a seguir, onde haverá um acréscimo de 15% no valor base de BTU.

1. Área: 20 m² x 600 BTU x 1,15 = 13.800 BTU
2. Adição por pessoas: 4 x 600 BTU x 1,15 = 2.760 BTU
3. Adição por eletrônicos: 2 x 600 BTU x 1,15 = 1.380 BTU

Resultado final: 13.800 + 2.760 + 1.800 = 18.360 BTU

Arredondando para os modelos de ar-condicionado disponíveis no mercado, um climatizador de 18.000 BTU irá atender bem satisfatoriamente esta demanda.

E no caso de espaços frequentados por muitas pessoas? Como calcular a potência do ar-condicionado?

O valor base de 600 BTU/m² é uma boa média para ambientes normais. 

No entanto, que dizer se o local é um salão de eventos, que é utilizado por várias pessoas ao mesmo tempo gerando, assim, maior carga térmica?

Nestes casos, precisamos adicionar fatores relevantes.

Espaços para eventos costumam ter pé direito superior a 3 metros e contam com mais equipamentos eletrônicos, como aparelhos de som, iluminação e computadores.

Imaginemos um salão de festas com as seguintes condições:

▶ Pé direito de 4 metros;
▶ Área de 150m²;
▶ Capacidade máximo de lotação de 120 pessoas;
▶ 10 aparelhos eletrônicos, entre laptop, projetores e caixas de som;
▶ O local tem janelas com boas vedações e incidência solar praticamente ausente, uma vez que os eventos ocorrem à noite.

Vamos ao cálculo de BTU de acordo com a regrinha que já aprendemos?

Precisamos adicionar de 10% a 20% na base de BTU uma vez que o pé direito é de 4 metros. No cálculo de BTU a seguir, usaremos 20%.

1. Área: 150 m² x 600 BTU x 1,2 = 108.000 BTU
2. Adição por pessoas extras: 120 x 600 BTU x 1,2 = 86.400 BTU
3. Adição por eletrônicos: 10 x 600 BTU x 1,2 = 7.200 BTU

Resultado final: 108.000 + 86.400 + 7.200 = 201.600 BTU

E agora? Como escolher o equipamento para uma demanda tão grande de BTU?

Para este caso, escolha múltiplos aparelhos de ar-condicionado, já que unidades únicas dificilmente atingem essa capacidade.

Por exemplo, combine quatro aparelhos de 60.000 BTU ou quem sabe cinco aparelhos de 48.000 BTU ou por que não sete climatizadores de 30.000 BTU?

Dividir a capacidade entre vários aparelhos evita sobrecarga em um único ponto.

Além disso, se tal espaço envolve eventos com movimentação intensa, como shows, onde há alta atividade física de dança, os parâmetros mudam.

Pessoas dançando geram mais calor, aumentando a carga térmica necessária para refrigerar o espaço. Além disso, a umidade gerada pelo suor e pela respiração exigem mais esforço do sistema.

Em repouso, uma pessoa média pode gerar cerca de 100 a 120 watts de calor/hora.

Em atividade física intensa, esse número pode dobrar ou triplicar, chegando a 250-300 watts de calor/hora por pessoa.

Para calcular o BTU do ar-condicionado em casos como esses é preciso ajustar a carga térmica por pessoa.

Nos cálculos padrão, considera-se que cada pessoa gera 600 BTU.

Com movimentação intensa, esse valor deve ser ajustado para 800 a 1.200 BTU por pessoa, dependendo do nível da atividade física. Por exemplo, se o espaço em consideração for um salão onde há aulas de dança, 1.200 BTU por indivíduo pode ser um número interessante.

Agora que você já sabe como calcular o BTU de um ar-condicionado, precisamos conversar sobre os erros mais comuns na instalação de condicionadores de ar, bem como trocar algumas dicas de como otimizar a instalação de um climatizador.

Continue nos acompanhando que estes serão os temas de nossas próximas conversas.