2. model de calcul pentru estimarea consumurilor de ... brasov/2013... · cu ajutorul acestui model...

295

2. Model de calcul pentru estimarea consumurilor de combustibili

necesare pentru încălzirea spaţiilor locuite.

Descrierea modelului

Cu ajutorul acestui model de calcul pot fi estimate consumurile de

combustibili necesare pentru încălzirea spaţiilor locuite.

Metoda de calcul utilizată este reprezentată de determinarea bilanţului

termic la nivelul unei locuinţe individuale (casă/apartament de bloc), prin

estimarea pierderilor şi aporturilor de căldură din, respectiv în spaţiile

locuite aferente acesteia, ce au loc în perioadele de timp în care este

realizată încălzirea locuinţelor prin arderea combustibililor în instalaţiile

casnice de încălzire, în vederea asigurării confortului termic. Punându-se

condiţia de menţinere a unei temperaturi de confort, corespunzătoare unei

stări de echilibru termic, din ecuaţia de bilanţ pentru această stare de

echilibru poate fi determinat necesarul de căldură ce trebuie obţinut prin

arderea combustibililor. Pe baza necesarului de căldură astfel determinat,

pot fi estimate consumurile de combustibili, în funcţie de puterile calorice

inferioare ale acestora şi de randamentele termice ale instalaţiilor de

încălzire.

Determinarea pierderilor şi aporturilor de căldură pentru un spaţiu locuit

este realizată, în cadrul evaluării şi certificării performanţei energetice a

clădirilor, conform Ordinului ministrului transportului, construcţiilor şi

turismului nr.157/2007 pentru aprobarea reglementării tehnice

„Metodologie de calcul al performanţei energetice a clădirilor”, modificat

şi completat de Ordinul ministrului dezvoltării regionale şi locuinţei

nr.1071/2009 şi completat de Ordinul ministrului dezvoltării regionale şi

locuinţei nr.1217/2010. Modelul de calcul prezentat aici respectă principiile

şi metodele de bază utilizate în cadrul acestei metodologii, însă are la bază

o metodă simplificată de estimare a necesarului de căldură şi a

consumurilor de combustibili, adecvată – având în vedere necesarul de date

de intrare utilizate de model şi gradul de precizie şi detaliu al datelor de

ieşire obţinute – scopului propus: elaborarea inventarelor de emisii

atmosferice la nivel local şi naţional.

Metoda utilizată pentru estimarea pierderilor şi aporturilor de căldură

pentru o locuinţă individuală (casă/apartament de bloc) constă în

determinarea transferului de căldură prin principalele elemente de

construcţie perimetrale ale locuinţei aflate în contact cu spaţii exterioare

neîncălzite sau cu mediul ambiant exterior: pereţi exteriori, ferestre

exterioare, tavan, podea. Sunt luate în considerare toate formele de transfer

de căldură: conducţie (transmisie), convecţie, radiaţie termică, transfer de

masă.

296

Determinarea fluxului termic total prin pereţii exteriori – corespunzător

pierderilor prin conducţie şi convecţie – se va face, utilizând ipoteza unui

transfer termic unidirecţional, în regim staţionar, pe baza legii lui Fourier şi

a legii lui Newton, cu următoarea formulă:

extpereti

extperetiext

extperetiR

SttQ

_

_int

_

)( (Ecuaţia2.1),

unde:

Qpereţi_ext[W] = fluxul termic total prin pereţii exteriori ai locuinţei

individuale - casă/apartamentului de bloc;

tint [ºC] = temperatura interioară, de confort termic, a spaţiilor

locuite;

text [ºC] = temperatura aerului din mediul ambiant exterior;

Spereţi_ext [m2] = suprafaţa de calcul pentru determinarea fluxului

termic prin pereţii exteriori;

Rpereţi_ext [(m2*K)/W] = rezistenţa termică a pereţilor exteriori ai

locuinţei.

Fluxul termic total Qpereţi_ext reprezintă cantitatea de căldură care se pierde,

în unitatea de timp, prin pereţii exteriori ai locuinţei individuale

(casei/apartamentului de bloc), datorită diferenţei de temperatură dintre

aerul din interiorul spaţiilor locuite şi cel din mediul ambiant exterior.

Temperatura interioară tint va fi temperatura interioară convenţională de

calcul, stabilită, conform „Metodologiei de calcul al performanţei

energetice a clădirilor”, ca fiind egală cu 20ºC.

Pentru temperatura exterioară text se recomandă utilizarea unor valori medii

lunare multianuale ale temperaturii, în funcţie de regiunea climatică în care

se află locuinţa, estimându-se valori medii lunare pentru fluxul termic total

Qpereţi_ext.

Suprafaţa de calcul Spereţi_ext, în cazul locuinţelor individuale - case cu un

singur nivel, se va determina cu ajutorul relaţiilor:

ferestreextextextpereti ShPS _ (Ecuaţia2.2)

extextext lLP 22 (Ecuaţia2.3)

podeatavanperetiext hh int_ (Ecuaţia2.4)

extperetiperetiext LL _int_ 2 (Ecuaţia2.5)

extperetiperetiext ll _int_ 2 (Ecuaţia2.6),

unde:

297

Pext [m] = perimetrul exterior al locuinţei, determinat pe baza unui

sistem de dimensiuni exterioare (lungime-lăţime);

hext [m] = înălţimea exterioară a locuinţei;

Sferestre [m2] = suprafaţa ferestrelor exterioare ale locuinţei;

Lext [m] = lungimea exterioară a locuinţei;

lext [m] = lăţimea exterioară a locuinţei;

hpereţi_int [m] = înălţimea interioară a spaţiului locuit;

Lpereţi_int [m] = lungimea interioară a spaţiului locuit;

lpereţi_int [m] = lăţimea interioară a spaţiului locuit;

δtavan [m] = grosimea tavanului;

δpodea [m] = grosimea podelei;

δpereţi_ext [m] = grosimea pereţilor exteriori ai locuinţei.

În relaţiile de mai sus, este utilizat un sistem de dimensiuni exterioare ale

locuinţei (Lext, lext, hext) pentru calculul suprafeţei de transfer termic prin

pereţii exteriori, Spereţi_ext, pentru a ţine cont, printr-o procedură simplificată

(faţă de calculul rezistenţelor termice corectate), de efectul punţilor termice

liniare. Aceste dimensiuni exterioare (Lext, lext, respectiv hext) includ

dimensiunile interioare corespunzătoare ale spaţiului locuit (Lpereţi_int,

lpereţi_int, respectiv hpereţi_int) şi grosimile corespunzătoare ale pereţilor – în

cazul lungimii şi lăţimii, respectiv tavanului şi podelei – în cazul înălţimii

(δpereţi_ext, respectiv δtavan şi δpodea).

Grosimile pereţilor exteriori, tavanului şi podelei reprezintă grosimile totale

ale acestor structuri de clădire, incluzând grosimile individuale ale fiecărui

strat de material (materiale de construcţie, tencuială, materiale izolante,

etc.).

Prin Recensământul populaţiei şi al locuinţelor pot fi obţinute, pentru

locuinţe individuale (case/apartamente de bloc), date referitoare la

suprafaţa interioară, utilă a spaţiului locuit (suprafaţa camerelor de locuit).

Corespunzător acestei suprafeţe se va alege un sistem reprezentativ de

dimensiuni interioare (Lpereţi_int, lpereţi_int, hpereţi_int), pe baza cărora pot fi

determinate dimensiunile exterioare de calcul (Lext, lext, hext).

Suprafaţa de calcul pentru determinarea fluxului termic prin pereţii

exteriori Spereţi_ext, în cazul locuinţelor individuale - case cu un număr de „n”

niveluri, poate fi aleasă ca fiind de „n” ori valoarea suprafeţei de calcul

Spereţi_ext determinată pentru o locuinţă cu un singur nivel având aceleaşi

dimensiuni interioare ale spaţiului locuit cu cele corespunzătoare unui nivel

al locuinţei cu „n” niveluri.

298

Suprafaţa de calcul pentru determinarea fluxului termic prin pereţii

exteriori Spereţi_ext, în cazul apartamentelor de bloc (un singur nivel) se poate

determina cu ajutorul relaţiilor:

ferestreextextextpereti ShPS 2/_ (Ecuaţia2.7)

extextext lLP 22 (Ecuaţia2.8).

Mărimile au aceeaşi semnificaţie ca mai sus. Valoarea perimetrului exterior

al locuinţei, Pext, pentru un apartament de bloc, se va alege ca fiind jumătate

din valoarea corespunzătoare unei case cu un singur nivel având aceeaşi

suprafaţă interioară, utilă, totală a spaţiului locuit, datorită ipotezei

existenţei unui transfer termic doar prin jumătate din suprafaţa pereţilor

exteriori ai apartamentului, cealaltă jumătate considerându-se a fi în contact

cu spaţii încălzite aferente altor apartamente.

Utilizând ipoteza unor alcătuiri şi structuri omogene ale pereţilor exteriori,

rezistenţa termică la transferul de căldură prin conducţie şi convecţie, prin

pereţii exteriori, Rpereţi_ext, va fi formată din mai multe rezistenţe termice

înseriate – rezistenţele termice ale diferitelor straturi de material din care

sunt alcătuiţi pereţii exteriori (materiale de construcţie, tencuială, materiale

izolante, etc.) şi rezistenţele termice ale straturilor superficiale de aer aflate

pe feţele interioare, respectiv exterioare ale pereţilor. Această mărime poate

fi determinată cu formula:

exti extperetiimat

extperetiimat

extperetiR11

int___

___

_ (Ecuaţia2.9),

unde:

δmat_i_pereti_ext [m] = grosimea stratului i de material din alcătuirea

pereţilor exteriori;

λmat_i_pereti_ext [W/(m*K)] = conductivitatea (transmisivitatea) termică

a stratului i de material din alcătuirea pereţilor exteriori;

αint [W/(m2*K)] = coeficientul de convecţie al aerului din interiorul

spaţiului locuit;

αext [W/(m2*K)] = coeficientul de convecţie al aerului din mediul

ambiant exterior.

Observaţie:

i

extperetiimatextpereti ____ . (Ecuaţia2.10),

Determinarea fluxului termic total prin podea, respectiv prin tavan –

corespunzător pierderilor prin conducţie şi convecţie – se va face într-un

mod similar determinării fluxului termic total prin pereţii exteriori,

utilizând următoarele formule:

299

podea

podeasol

podeaR

SttQ

)( int (Ecuaţia2. 111),

respectiv

tavan

tavanpod

tavanR

SttQ


unde:

Qpodea [W] = fluxul termic total prin podeaua locuinţei individuale -

casă;

tsol [ºC] = temperatura solului;

Spodea [m2] = suprafaţa de calcul pentru determinarea fluxului termic

prin podea;

Rpodea [(m2*K)/W] = rezistenţa termică a podelei locuinţei;

Qtavan [W] = fluxul termic total prin tavanul locuinţei individuale -

casă;

tpod [ºC] = temperatura unui spaţiu neîncălzit aflat deasupra spaţiului

locuit (pod);

Stavan [m2] = suprafaţa de calcul pentru determinarea fluxului termic

prin tavan;

Rtavan [(m2*K)/W] = rezistenţa termică a tavanului locuinţei.

Spodea şi Stavan au valori egale şi se vor determina cu ajutorul relaţiei:

)()( __ extperetiextextperetiexttavanpodea lLSS (Ecuaţia2.13),

unde Lext, lext şi δpereţi_ext reprezintă mărimile definite anterior. Un

apartament de bloc situat la un nivel intermediar în cadrul clădirii va fi

presupus a fi delimitat superior şi inferior de spaţii încălzite (aferente altor

apartamente), în acest caz considerându-se Qpodea = Qtavan = 0, precum şi

Spodea = Stavan = 0.

Rezistenţa termică la transferul de căldură prin conducţie şi convecţie, prin

podea – Rpodea, respectiv tavan – Rtavan, va fi determinată cu ajutorul unor

formule similare celor utilizate pentru determinarea rezistenţei termice a

pereţilor exteriori, după cum urmează:

int__

__ 1

i podeaimat

podeaimat

podeaR (Ecuaţia2. 314),

respectiv

exti tavanimat

tavanimat

tavanR11

int__

__ (Ecuaţia2. 415),

unde:

300

δmat_i_podea [m] = grosimea stratului i de material din alcătuirea

podelei;

λmat_i_podea [W/(m*K)] = conductivitatea (transmisivitatea) termică a

stratului i de material din alcătuirea podelei;

δmat_i_tavan [m] = grosimea stratului i de material din alcătuirea

tavanului;

λmat_i_tavan [W/(m*K)] = conductivitatea (transmisivitatea) termică a

stratului i de material din alcătuirea tavanului.

Observaţie:

i

podeaimatpodea __ ;i

tavanimattavan __ (Ecuaţia2. 516).

Determinarea fluxului termic total prin ferestrele exterioare – corespunzător

pierderilor prin conducţie şi convecţie – se va face prin utilizarea

următoarei formule:

ferestre

ferestreext

ferestreR

SttQ


unde:

Qferestre [W] = fluxul termic total prin ferestrele exterioare ale

locuinţei individuale (casei/apartamentului de bloc);

Sferestre [m2] = suprafaţa ferestrelor exterioare ale locuinţei;

Rferestre [(m2*K)/W] = rezistenţa termică a ferestrelor exterioare ale

locuinţei.

În afară de pierderile de căldură care au loc prin conducţie şi convecţie,

prin pereţii exteriori, ferestrele exterioare, podea şi tavan, fluxul termic

total global pentru o locuinţă cuprinde şi alte transferuri termice (pierderi,

dar şi aporturi de căldură), precum: pierderi de căldură prin transfer de

masă, datorită ventilaţiei naturale şi a infiltraţiilor de aer din mediul

ambiant exterior prin neetanşeităţile elementelor de tâmplărie exterioară

(ferestre, etc.); aporturi de căldură prin radiaţia termică solară, etc. Toate

aceste elemente de transfer generează, prin compunere, un flux termic total

de pierdere de căldură a cărui contribuţie la fluxul termic total global

pentru o locuinţă, care reprezintă pierderea totală de căldură, poate fi

aproximată ca fiind 50% din suma fluxurilor termice totale prin pereţii

exteriori, ferestrele exterioare, podea şi tavan. Astfel, fluxul termic total

global, Qglobal, se va determina cu relaţia:

5,1)(][ _ ferestretavanpodeaextperetiglobal QQQQWQ (Ecuaţia2. 718).

Fluxurile termice totale, Qpereţi_ext, Qpodea, Qtavan, Qferestre şi Qglobal, vor fi

determinate lunar, în funcţie de temperaturile medii lunare din zona

geografică în care se află locuinţa. Se va considera o valoare critică de

301

10ºC a temperaturii medii lunare a aerului din mediul ambiant exterior.

Pentru lunile cu temperaturi medii mai mari sau egale cu această valoare,

fluxurile termice totale vor fi considerate nule (nu se realizează încălzirea

spaţiilor locuite prin arderea de combustibili).

Calculul necesarului de căldură lunar pentru încălzirea spaţiilor locuite,

Qnec, se va face cu relaţia:

zile

global

nec nWQ

lunaGJQ 24360010

][]/[

9 (Ecuaţia2. 819),

unde:

nzile = numărul de zile ale lunii de calcul.

Prin însumarea valorilor lunare ale necesarului de căldură Qnec (pentru

lunile în care temperatura medie a aerului din mediul ambiant exterior este

mai mare sau egală cu 10ºC, Qnec = 0), se va obţine necesarul de căldură

anual pentru încălzirea spaţiilor locuite, Qnec_anual [GJ/an].

Pe baza necesarului de căldură astfel determinat, poate fi estimat consumul

lunar - Ccomb_lunar, respectiv anual - Ccomb_anual de combustibil, în funcţie de

puterea calorică inferioară a acestuia şi de randamentul termic al instalaţiei

de încălzire, cu ajutorul relaţiilor:

100.]./[[%]

]/[]/..[

_

_muGJPCI

lunaGJQlunamuC

combincalzireinstalatie

nec

lunarcomb (Ecuaţia2. 920),

respectiv

100.]./[[%]

]/[]/..[

_

_

_muGJPCI

anGJQanmuC

combincalzireinstalatie

anualnec

anualcomb (Ecuaţia2. 1021),

unde:

ηinstalaţie_încălzire [%] = randamentul termic al instalaţiei de încălzire;

PCIcomb [GJ/u.m.] = puterea calorică inferioară a combustibilului;

u.m. = unitatea de măsură pentru cantitatea de combustibil, (t (tone) -

pentru solizi sau lichizi, Nm3 - pentru combustibili gazoşi).

Consumul anual de combustibil poate fi obţinut şi prin însumarea valorilor

consumurilor lunare.

Pentru utilizarea modelului în cazul locuinţelor colective încălzite prin

intermediul unei centrale de bloc, acesta se va aplica la nivel de apartament,

calculându-se consumurile lunare şi anuale de combustibil la nivel de

apartament, în funcţie de randamentul termic asociat centralei de bloc.

Rezultatele aplicării modelului vor fi prezentate sub forma valorilor lunare

şi anuale ale necesarului de căldură şi ale consumului de combustibil.

Exemple de calcul

302

În acest paragraf sunt prezentate, ca exemplu, rezultatele aplicării

modelului pentru calculul necesarului de căldură şi al consumului de

combustibil pentru 8 tipuri constructive generale de locuinţe, cu răspândire

largă în România. Tipurile constructive considerate sunt următoarele:

Tipul 1: Casă cu pereţi din cărămidă clasică (sau materiale echivalente

din punct de vedere al conductivităţii termice), cu izolaţie pereţi

exteriori, podea şi tavan şi ferestre din termopan;

Tipul 2: Casă cu pereţi din cărămidă clasică, fără izolaţie pereţi exteriori

şi tavan, cu izolaţie podea şi ferestre cu tâmplărie din lemn;

Tipul 3: Casă cu pereţi din cărămidă Porotherm, cu izolaţie pereţi

exteriori, podea şi tavan şi ferestre din termopan;

Tipul 4: Casă cu pereţi din cărămidă Porotherm, fără izolaţie pereţi

exteriori şi tavan, cu izolaţie podea şi ferestre cu tâmplărie din lemn;

Tipul 5: Casă cu structură şi pereţi de lemn, cu izolaţie pereţi exteriori,

podea şi tavan şi ferestre din termopan;

Tipul 6: Casă cu structură şi pereţi de lemn, fără izolaţie pereţi exteriori

şi tavan, cu izolaţie podea şi ferestre cu tâmplărie din lemn;

Tipul 7: Apartament din plăci de beton, cu izolaţie pereţi exteriori şi

ferestre din termopan;

Tipul 8: Apartament din plăci de beton, fără izolaţie pereţi exteriori şi

ferestre cu tâmplărie din lemn.

În tabelele de mai jos sunt prezentate valorile parametrilor constructivi ai

acestor 8 tipuri de locuinţe, utilizate ca date de intrare în calcul. Sunt

prezentate, de asemenea, pentru fiecare tip, parametrii sistemului de

încălzire considerat pentru calculul consumului de combustibil

(randamentul instalaţiei de încălzire şi puterea calorică inferioară a

combustibilului utilizat).

În fiecare din cele 8 exemple, valorile dimensiunilor exterioare corespund

unei locuinţe cu un singur nivel, având o suprafaţă exterioară de 54 m2

(produsul lungimii exterioare şi al lăţimii exterioare). În medie, pentru cele

8 cazuri, această valoare corespunde unei suprafeţe interioare a spaţiului

locuit de aproximativ 45 m2, ceea ce reprezintă o bună aproximaţie a valorii

suprafeţei medii locuibile actuale a unei locuinţe din România (valoare

care, în 2002, conform recensământului populaţiei şi locuinţelor, era de

37,5 m2).

Valorile conductivităţilor termice ale materialelor de construcţie şi ale

materialelor izolante şi cele ale rezistenţelor termice ale ferestrelor

reprezintă valori medii/tipice obţinute din literatura de specialitate. Ele sunt

reprezentative pentru o gamă de materiale, ca de exemplu - valoarea de 0,7

303

W/(m*K) a conductivităţii termice a cărămizii este reprezentativă şi pentru

piatră, B.C.A., paiantă, etc.

În partea I – „Anvelopa clădirii” a „Metodologiei de calcul al performanţei

energetice a clădirilor”, aprobată prin OM 157/2007 sunt prezentate, în

tabelul 5.3.1, valori ale conductivităţilor termice de calcul pentru materiale

termoizolante. În Anexa A.5 a aceluiaşi document – „Caracteristicile

termotehnice ale elementelor de construcţie” sunt prezentate valori ale

conductivităţilor termice de calcul pentru materiale de construcţie. Pentru

ferestre, sunt prezentate în tabelul 9.4.3 valori ale transmitanţei termice

(inversul rezistenţei termice) pentru ferestre tip de termopan, iar în tabelul

9.4.6 – valori ale rezistenţei termice pentru ferestre cu tâmplărie clasică.

Tabelul 1.15 Parametrii constructivi şi ai sistemului de încălzire

pentru locuinţa de tip 1

Locuinţă

tip 1

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 42,1

Pereţi

exteriori

Strat

material Tip material

δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Cărămidă

clasică 0,3 0,7

2 Izolaţie

polistiren 0,05 0,044

3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,04 0,25

2 Strat aer 0,1 0,023

304

3 Izolaţie


4

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 Beton 0,2 1,74

2 Izolaţie


3 Lemn 0,02 0,14

4 - - -

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Termopan 0,71 4

Instalaţie

încălzire

Tip ηinstalaţie_încălzire

[%]

Sobă 60

Combustibil

Tip PCI [GJ/t]

Lemn 13,794



Locuinţă

tip 2

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 43,45

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

305

1 Cărămidă

clasică 0,3 0,7

2 - - -

3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,04 0,25

2 Strat aer 0,1 0,023

3 - - -

4

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 Beton 0,2 1,74

2 Izolaţie


3 Lemn 0,02 0,14

4 - - -

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Lemn 0,43 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Sobă 60

Combustibil Tip PCI [GJ/t]

306

Lemn 13,794



Locuinţă

tip 3

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 42,1

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Cărămidă

Porotherm 0,3 0,25

2 Izolaţie


3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,04 0,25

2 Strat aer 0,1 0,023

3 Izolaţie


4

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 Beton 0,2 1,74

307

2 Izolaţie


3 Lemn 0,02 0,14

4 - - -

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Termopan 0,71 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Sobă 60

Combustibil

Tip PCI [GJ/t]

Lemn 13,794



Locuinţă

tip 4

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 43,45

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Cărămidă

Porotherm 0,3 0,25

2 - - -

3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

308

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,04 0,25

2 Strat aer 0,1 0,023

3 - - -

4

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 Beton 0,2 1,74

2 Izolaţie


3 Lemn 0,02 0,14

4 - - -

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Lemn 0,43 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Sobă 60

Combustibil

Tip PCI [GJ/t]

Lemn 13,794



309

Locuinţă

tip 5

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 47,59

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,1 0,25

2 Izolaţie


3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,04 0,25

2 Strat aer 0,1 0,023

3 Izolaţie


4

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,2 0,25

2 Izolaţie


3 - - -

4 - - -

310

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Termopan 0,71 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Sobă 60

Combustibil

Tip PCI [GJ/t]

Lemn 13,794



Locuinţă

tip 6

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 49,01

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,1 0,25

2 - - -

3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,04 0,25

2 Strat aer 0,1 0,023

311

3 - - -

4

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 Lemn 0,2 0,25

2 Izolaţie


3 - - -

4 - - -

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Lemn 0,43 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Sobă 60

Combustibil

Tip PCI [GJ/t]

Lemn 13,794



Locuinţă

tip 7

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 44,81

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Beton 0,2 1,74

312

2 Izolaţie


3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 - - -

2 - - -

3 - - -

4 - - -

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 - - -

2 - - -

3 - - -

4 - - -

Ferestre

exterioare

Tip Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

Termopan 0,71 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Centrală

termică 80

Combustibil

Tip PCI

[GJ/Nm3]

Gaz

natural 0,034

313



Locuinţă

tip 8

Lungime

exterioară

(pentru

un nivel)

[m]

Lăţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Înălţime

exterioară

(pentru un

nivel) [m]

Suprafaţa

interioară a

spaţiului

locuit

(pentru un

nivel) [m2]

9 6 3 46,19

Pereţi

exteriori

Strat


δmat_i_pereţi_ext

[m]

λmat_i_pereţi_ext

[W/(m*K)]

1 Beton 0,2 1,74

2 - - -

3

Tencuială

interioară

ipsos

0,03 0,37

4

Tencuială

exterioară

ciment

0,04 0,6

Tavan

Strat


δmat_i_tavan

[m]

λmat_i_tavan

[W/(m*K)]

1 - - -

2 - - -

3 - - -

4 - - -

Podea

Strat


δmat_i_podea

[m]

λmat_i_podea

[W/(m*K)]

1 - - -

2 - - -

3 - - -

4 - - -

Ferestre

exterioare Tip

Rferestre

[(m2*K)/W]

Sferestre [m2]

(pentru un

nivel)

314

Lemn 0,43 4

Instalaţie

încălzire


[%]

Centrală

termică 80

Combustibil

Tip PCI

[GJ/Nm3]

Gaz

natural 0,034

Calculele au fost efectuate pentru două regiuni climatice diferite, zona

municipiului Bucureşti, respectiv zona municipiului Cluj-Napoca, pentru a

se pune în evidenţă influenţa diferenţelor de temperaturi asupra mărimii

transferului termic şi implicit, a consumului de combustibil. Au fost

utilizate valorile medii lunare multianuale ale temperaturii (text),

corespunzătoare perioadei de timp 1901-2000, pentru municipiul Bucureşti,

respectiv municipiul Cluj-Napoca, publicate în Anuarul Statistic al

României pentru anul 2005, în tabelul 1.9. Aceste valori sunt prezentate în

tabelul de mai jos, în ºC.

Tabelul 1.23 Temperaturi medii lunare multianuale în perioada

1901 – 2000

Luna Bucureşti Cluj-Napoca

Ianuarie -2,2 -4,2

Februarie -0,2 -2,1

Martie 5,3 3,6

Aprilie 11,6 9,2

Mai 16,9 14,4

Iunie 20,7 17,4

Iulie 22,9 19,1

August 22,4 18,4

Septembrie 17,7 14,2

Octombrie 11,8 8,8

Noiembrie 5,5 3,3

315

Luna Bucureşti Cluj-Napoca

Decembrie 0,4 -1,4

Valorile celorlalţi parametri care constituie date de intrare pentru model au

fost considerate după cum urmează:

tint = 20ºC;

tpod = (tint + text) / 2;

tsol = 3 / 8 * (tint - text) + text;

αint = 8 W/(m2*K);

αext = 24 W/(m2*K).

Următorul tabel prezintă rezultatele obţinute în urma aplicării modelului,

sub forma necesarului de căldură anual pentru încălzirea spaţiilor locuite

(Qnec_anual) şi a consumului anual de combustibil (Ccomb_anual),

calculate pentru cele 8 tipuri de locuinţe descrise mai sus, în funcţie de

situarea acestora într-una dintre cele două regiuni climatice considerate

(zona municipiului Bucureşti, respectiv zona municipiului Cluj-Napoca).

Pentru tipurile constructive 1-6, calculele au fost efectuate în două variante:

case având unul, respectiv două niveluri locuibile; pentru casele cu două

niveluri, s-a considerat suprafaţa exterioară a fiecărui nivel ca fiind egală cu

54 m2, suprafeţele interioare ale fiecărui nivel având, la rândul lor, aceleaşi

valori ca pentru tipul corespunzător de locuinţă cu un singur nivel.

Tabelul 1.24 Rezultatele aplicării modelului de calcul

Zona

geografică

Tipul

locuinţei

Numărul

de

niveluri

ale

locuinţei

Qnec_anual

[GJ/an]

Tip

combustibil

Tip

instalaţie

încălzire

Ccomb_anual

Unitate de

măsură

consum

anual

combustibil

Bucureşti

1 1 26,81 Lemn Sobă 3,24 [t/an]

2 1 53,55 Lemn Sobă 6,47 [t/an]

3 1 22,06 Lemn Sobă 2,66 [t/an]

4 1 32,52 Lemn Sobă 3,93 [t/an]

5 1 25,61 Lemn Sobă 3,09 [t/an]

6 1 53,75 Lemn Sobă 6,49 [t/an]

7 1 11,35 Gaz natural Centrală

termică 417,25 [Nm

3/an]

316

Zona

geografică

Tipul

locuinţei

Numărul

de

niveluri

ale

locuinţei

Qnec_anual

[GJ/an]

Tip

combustibil

Tip

instalaţie

încălzire

Ccomb_anual

Unitate de

măsură

consum

anual

combustibil


termică 1374,16 [Nm

3/an]

1 2 45,14 Lemn Sobă 5,45 [t/an]

2 2 98,16 Lemn Sobă 11,86 [t/an]

3 2 35,64 Lemn Sobă 4,31 [t/an]

4 2 56,10 Lemn Sobă 6,78 [t/an]

5 2 44,19 Lemn Sobă 5,34 [t/an]

6 2 100,00 Lemn Sobă 12,08 [t/an]

Cluj-

Napoca

1 1 36,16 Lemn Sobă 4,37 [t/an]

2 1 72,25 Lemn Sobă 8,73 [t/an]

3 1 29,76 Lemn Sobă 3,60 [t/an]

4 1 43,88 Lemn Sobă 5,30 [t/an]

5 1 34,55 Lemn Sobă 4,17 [t/an]

6 1 72,52 Lemn Sobă 8,76 [t/an]


termică 562,94 [Nm

3/an]


termică 1853,95 [Nm

3/an]

1 2 60,90 Lemn Sobă 7,36 [t/an]

2 2 132,43 Lemn Sobă 16,00 [t/an]

3 2 48,08 Lemn Sobă 5,81 [t/an]

4 2 75,68 Lemn Sobă 9,14 [t/an]

5 2 59,62 Lemn Sobă 7,20 [t/an]

6 2 134,92 Lemn Sobă 16,30 [t/an]

Calculele au fost efectuate utilizând toate relaţiile şi ipotezele descrise în

paragraful anterior.

317

Pentru situaţii similare celor întâlnite în cadrul exemplelor de calcul

prezentate mai sus, vor fi utilizate, la aplicarea modelului, în măsura în care

acestea pot fi considerate reprezentative, valorile mărimilor şi parametrilor

utilizate în aceste exemple.

2. model de calcul pentru estimarea consumurilor de ... brasov/2013... · cu ajutorul acestui model...

Documents