echilibrul între eficiența energetică, dezvoltarea ... · (stas 3518-89 stas 1275-88) 50 cicluri...

10:24 AM

1 eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD

National Institute for Research and Development in Constructions, Urban Planning and Sustainable Spatial Development

“URBAN - INCERC”

Echilibrul între eficiența energetică, dezvoltarea

sustenabilă și calitatea vieții în clădirile viitorului.

Studiu de caz.

The Balance between Energy Efficiency, Sustainable

Development and Quality of Life in the Buildings of the

Future. Case Study

Dr. ing. Constantin Miron1, dr. ing. Livia Miron1

1Institutul National de Cercetarea Dezvoltare în Construcţii, Urbanism si

Dezvoltare Teritoriala Durabila „URBAN-INCERC”, Sucursala Iaşi .

Str. Prof. Anton Sesan nr. 37, 700048, IASI

10:24 AM

2

Dezvoltarea industrială intensivă a generat valori materiale în detrimentul „sănătăţii

omului şi a mediului”, fapt care a condus la necesitatea impunerii respectării unor

tratate internaţionale care obligă la adoptarea unor norme de limitare a consumurilor

de energie din surse convenţionale şi a emisiilor poluante de gaze cu efect de seră.

Comisia europeana pentru Energie Durabilă a impus o noua Strategie privind

dezvoltarea durabilă a Europei – Europa 2020, care impune o reducere a

consumului de energie şi a emisiilor de CO2 cu 20% până in 2020 si creșterea

ponderii utilizării resurselor regenerabile, care ar trebui să reprezinte 20 % din totalul

consumului de energie al Uniunii Europene până în anul 2020 (Directiva 2010/31/EC,

Directiva 2009/28/EC).

Economia de energie este parte integrantă şi esenţială a Strategiei EU-27 pentru

Schimbările climatice, de reducere a emisiilor de C02, de creştere a durabilităţii şi

îmbunătățirea securității furnizării si competitivităţii. Strategia EU-27 are ca ţintă

reducerea până în anul 2020 a emisiilor globale de gaze cu efect de seră cu cel puţin

20 % sub nivelurile din 1990 şi cu 30 % în eventualitatea încheierii unui acord

internaţional în acest sens.

Criza energetică a ultimilor ani a condus societatea către măsuri de reducere a

consumurilor de energie, inclusiv cea consumata in cladiri (cca 40 % din total).

Astfel au ajuns să fie concepute și aplicate, casele eficiente energetic și casele

pasive.

eng. Constantin Miron, PhD, eng. Livia Miron, PhD



10:24 AM

3

Casa pasiva = casa cu pierderi de energie minime (necesar incalzire 15 kWh/m2/an)

= anvelopa super izolata si recirculare a aerului respectiv recuperare a tuturor

aporturi interioare de caldura.

Nevoia de sănătate a oamenilor și de igiena a spațiilor interioare impune ca

necesitate, deschiderea directă către aerul exterior a părților vitrate mobile, pentru ca

aerul respirat să provină direct din mediul exterior, cu excepția cazurilor speciale de

poluare când se impune curățirea aerului care provine din exterior.

Prin urmare în mod conștient trebuie să acceptam un sacrificiu energetic pentru

sănătate și igienă, sacrificiu enrgetic care poate fi asigurat din surse regenerabile.

Considerăm ca ceea ce trebuie urmarit este conceptul de „ Nearly Zero –Energy”

si nu cel de casă pasivă, tocmai datorita cerințelor impuse de păstrarea sănătății

ocupanților.




10:24 AM

4

Actualmente în lume există o intensă preocupare pentru revenirea la sistemul

eco-eficient de construire, care să aibă un impact minim asupra mediului și să

respecte principiile dezvoltării durabile.

În ceea ce priveşte domeniul construcţiilor, cel mai mare impact, în

interacţiunea om – construcţie, le au locuinţele, atât prin ponderea de timp,

petrecut mai ales pentru odihnă şi refacerea capacităţii zilnice de muncă, cât şi

prin condiţiile de confort interior. Cercetările de laborator şi investigarea in situ,

realizate pe plan mondial pe construcţiile vechi şi foarte vechi, pe materialele

constituente, au demonstrat calităţile ecologice şi de durabilitate, incontestabile,

ale materialelor naturale precum piatra, lemnul, varul, argila.

Utilizarea pe scara larga a materialelor de constructie, nesănătoase, de multe

ori mai scumpe decât cele naturale şi durabile, dar larg agreate ca fiind moderne -

PVC, polietilenă, materiale pe bază de răşini, plăci aglomerate din deșeuri de lemn

şi răşini sintetice, a generat în ultimele două decenii un nou fond de locuinţe.

Cercetările colectivului Laboratorului de Cercetare şi Încercări Higrotermice

- Climatice (de mediu) pe materiale, elemente de construcţii şi echipamente - IH,

realizate în cadrul unor proiecte de cercetare derulate in cadrul programelor

naționale AMTRANS [2, 3] au reflectat clar situaţia total neconformă din punct de

vedere ale cerinţelor ecologice şi energetice ale locuinţelor de tip uni sau pluri –

familial construite în ultimii 20 de ani




10:24 AM

5

Studiu de caz - Soluție eco - durabilă de modernizare și reabilitare complexă

(structurală și termoenergetică) a unei locuințe unifamiliale

Studiul de caz are ca obiectiv prezentarea unei soluții de reabilitare, care se

realizează în contextul principiilor conservării și reabilitării eco-durabile a

construcţiilor tradiționale, a unei clădiri de locuit, unifamiliale, din municipiul Iași,

construită în perioada anilor 1873 – 1890

Construcția existentă a fost realizată pe sistem constructiv menționat încă din

epoca neolitica, propagat ulterior in perioada dacica, medievala, utilizata pe

teritoriul Moldovei până in sec. XX.




10:24 AM

6

Sistemul constructiv se bazează pe o structura din tălpi, stâlpi și bârne de

stejar sprijinite pe fundații izolate din piatra clădită, cu pereții realizați din din

vălătuci (împletitură de argilă cu nuiele) pe „furci” (elemente verticale din lemn

pe toată înălţimea pereţilor).

Argumentul decisiv in alegerea solutiei de reamenajare a constat in

comportarea excelenta a construcției pe toată durata exploatării sale

(1880….2012), atât din punct de vedere al echilibrului higrotermic cât și al

stabilității sub acțiunea tuturor factorilor de mediu climatic și acțiunea

seismelor.




10:24 AM

7

Dat fiind comportarea bună a construcției existente pe toată durata exploatării

sale din anii 1890 până în prezent, s-a decis consolidarea acesteia, completată

cu o reabilitare și extindere, adaptată la modul de construcție inițial și

modernizată în acord cu cerințele actuale, apelându-se la o soluție care se

bazează pe utilizarea exclusivă a materialelor ecologice anume betoanele

ecologice termoizolante tip MOPATEL® si ECOPIERRA® - brevetate

internaţional PCT/BE2006/000048, Autor ing. Petrache Teleman - compozit

ecologic realizat pe baza de agregate naturale (argilă expandată în cuptor,

granule de plută, rumeguş şi talaş, fibre de lana) şi doi lianţi Ciment Portlant

CEM 1 şi var stins în pastă..

Soluția de reabilitarea complexă, structurală şi funcţională realizată a urmarit

conservarea imobilului vechi, consolidarea fundaţiilor, a structurii şi

modernizarea funcţionalului, plecând de la principiul reabilitării termo-

energetice prin dublarea anvelopei existente cu o anvelopă exterioară,

eficientă energetic dar cu calități ecologice.




10:24 AM

8

Caracteristică UM Metodă de încercare

Valoare de referinţă

Valoare măsurată

Unitatea executantă

Densitatea Betonului:

kg/m3

EN 772-1:2000

(SR EN 772-

Caracteristicile

tehnice de

material ale

betoanelor

usoare tip

MOPATEL® si

ECOPIERRA®:

1:2000)

700….. 1700

CSTC Belgia

URBAN -INCERC

Iasi

- ECOPIERRA® STRONG 1235…1481

- ECOPIERRA® MEDIUM 1.200 - 1.400

- ECOPIERRA® LIGHT 1.000-1.200

- MOPATEL® STRONG 1104

- MOPATEL® MEDIUM 870…920

- MOPATEL® LIGHT 745…810

Conductivitatea termică λ10,

W/mK

STAS

5912-89

SR EN

12667:2002

0,35 ...

0,15

URBAN

INCERC Iasi

- ECOPIERRA® STRONG 0,348

0,22..0,25 - ECOPIERRA® MEDIUM

0,17 …0,22 - ECOPIERRA® LIGHT

- MOPATEL® STRONG 0,271…0,331

- MOPATEL® MEDIUM 0,202.. 0,215

- MOPATEL® LIGHT 0,09 ..0,160

Caracteristicile tehnice de material ale betoanelor usoare tip

MOPATEL® si ECOPIERRA®:




10:24 AM

9

Caracteristicile tehnice de material ale betoanelor usoare tip

MOPATEL® si ECOPIERRA®:

Caracteristică UM Metodă de încercare

Valoare de referinţă

Valoare măsurată

Unitatea executantă

Rezistenţa la compresiune

N/mm2

EN 772-1:2000

(SR EN 772-

1:2000)

700….. 1700

CSTC Belgia,

ARGEX SA –

Belgia,

URBAN -INCERC

Iasi

- ECOPIERRA® STRONG 11,2 …22,56

- MOPATEL® STRONG 9,037 .. 12,0

- MOPATEL® MEDIUM 4,792…5,539

- MOPATEL® LIGHT 0,533..1,022

Rezistenţa la îngheţ – dezgheţ

pentru MOPATEL® LIGHT %

SR EN 772-

18:2003

(STAS

3518-89

STAS

1275-88)

50 cicluri

Pierdere de

rezistenţă

7,4

URBAN INCERC

Iasi

Laboratorul central

CCF Bucureşti

Absorbţie de apă pentru

ECOPIERRA® STRONG %

NBN B15-215

(SR EN 772-

11:2003)

- 2,73 …3,97

ARGEX SA – Belgia

URBAN -INCERC

Iasi

Factorul de rezistenţă la vapori

de apă pentru MOPATEL®

STRONG -

EN ISO 12572:

2001 - 16,6 …17,2 CSTC Belgia




10:24 AM

10

Etapele şi obiectivele acțiunii de reabilitare – conservare - modernizare

sunt:

• etapa cercetării stării actuale a construcției care urmărește investigarea stării

elementelor de structură, a fundațiilor, a închiderilor;

• etapa elaborării soluțiilor de reabilitare complexă structurală și a măsurilor de

eficientizare energetică, eco – durabilă.

• stabilirea programul de monitorizare a comportării postreabilitare.




10:24 AM

11

Etapa cercetării stării actuale și investigarea stării elementelor de structură, a

fundațiilor, a închiderilor construcției vechi:

- cota pardoselii a fost ridicată peste nivelul terenului natural cu cca 40....60 cm,

terenul fiind în pantă mică;

- talpa construcţiei este realizată din bârne de stejar cioplit, sprijinite la colţuri pe

fundaţii izolate din piatră clădită, până la o mică adâncime de cca 30 cm sub cota

terenului natural;

-pardoselile sunt din lemn vopsit la partea superioară, aşezate pe rigle din stejar si

lemn de răşinoase, înglobate în umplutură de argilă uscată cu grosimea de cca 30

cm;




10:24 AM

12

-starea tălpii din stejar cât şi a pardoselii din lemn este perfectă, fără urme de

degradare la umiditate ci dimpotrivă, fiind uscate şi durificate. Lemnul pardoselii

deşi este din răşinoase, are densitatea cu mult mai mare (cca 740 kg/mc) decât

cea obișnuită ( cca 400 kg/mc)




10:24 AM

13

Stratul de umplutură de argilă uscată pe care se sprijină pardoseala şi

riglele suport a asigurat atat ruperea capilarităţii apei cât şi stabilitatea

pardoselii, neexistând nici o tasare.




10:24 AM

14

Măsuri pentru reabilitarea complexă, structurală şi funcţională şi măsuri de

eficientizare energetică eco-durabilă

Dat fiind asezarea constructiei pe o fundatie din piatra cladita de mica adancime,

s-a decis „ incorsetarea” acesteia într-o fundaţie perimetrală pe exterior, cu soclu

inalt, din beton armat, izolata termic cu PSE densitate 25…30 kg/mc si hidroizolat

cu membrana speciala pentru fundatii




10:24 AM

15

S-au eliminat acoperişul şi umplutură termoizolatoare din argilă de pe tavanul

construcţiei existente, descărcând pereții existenți de sarcina.

Peste noua fundația, s-a realizat, la nivelul parterului, o structura din lemn pe

exteriorul construcției vechi, si pe interiorul acesteia, care încorsetează structura

existenta. Pereții imobilului rămân ca un stat interior al noilor închideri perimetrale.

Se completează pe înălțime închiderile vechi de la cota existentă (cca 2,20m) la

cota tavanului parter a viitoarei construcții, cu materiale termoizolante ușoare

(beton ecologic foarte uşor).

De la cota tavanului parter, se continuă pe verticală numai structura exterioară din

lemn. Structura nouă din lemn este legată și solidarizată cu structura veche de

lemn (furci-grinzi) cu elemente de legătură metalice și umpluturi




10:24 AM

16

Noua construcţi are pereţii exteriori, masivi și cu o grosime finală de cca 50cm,

rezultați în urma reabilitării structurale și termice, în ordine de la exterior la interior

din:

•placare exterioară cu scândura, plasă sudată și tencuială de cca 5cm din mortar

ecologic, (var – ciment - rumeguş din lemn - MOPATEL® Medium [2]). Stratul final

de finisaj se va realiza cu mortar cu ciment alb armat cu fibra de sticla.




10:24 AM

17

•structură de rezistenta grinzi - stâlpi din lemn, exterioară, contravântuită, cu

umplutura din materiale termoizolante minerale (anorganice - vată minerală

bazaltică sau rumeguş-talaj din răşinoase), aşezată pe fundația – soclul

perimetral din beton armat.

•pereții vechi din vălătuci pe furci

•finisaj interior, realizat cu același timp de beton ecologic si anume MOPATEL®

Light, armat, cu rol termoizolator şi de facilitare a evacuării vaporilor de apă, care

ajung în structura interioară a pereţilor.




Termoizolarea va fi asigurată de umplutură realizată dintr-un amestec ecologic de

var si talaș-fibră de lemn și rumeguș.

Straturile de aer casetat dinspre interior vor avea fante pentru controlul gradului

de ventilare și măsurare a parametrilor convecției. S-au prevăzut zone de

ventilare a grinzilor tălpii noii clădiri precum și măsurări de verificare a

comportării în timp a materialului termoizolant.

10:24 AM




Straturile de aer casetat dinspre interior vor avea fante pentru controlul gradului

de ventilare și măsurare a parametrilor convecției. S-au prevăzut zone de

ventilare a grinzilor tălpii noii clădiri precum și măsurări de verificare a

comportării în timp a materialului termoizolant.

10:24 AM




Pardoselile – lemn răşinoase ( 35 mm în sistem îmbinare nut – feder, pozate

la parter pe rigle de lemn şi un strat termoizolator ecologic de tipul descris mai

sus, în grosime de cel puţin 150 mm, plasat pe pardoseală existenta)

Constructia va fi dotată cu toate instalaţiile şi utilităţile necesare, inclusiv cu

surse de producere a energiei din surse regenerabile :

- panouri solare termice şi fotovoltaice

- cazan de încălzire şi preparare a apei calde menajere, cu sursă lemnul şi

materialele vegetale care se acumulează în gospodărie pe durata unui an.

- rezervor pentru colectarea apelor pluviale captate de pe învelitoare, ca sursă

tampon de apă pentru nevoile gospodăriei și reducerea consumului din rețea, şi

ca acumulator de energie termică,

- senzori termici, de umiditate,

- detectoare de fum și de incendiu,

- instalație pentru măsurarea, înregistrarea și monitorizarea stării fizice și

gestionarea utilităților.

10:24 AM




Concluzii

Lucrarea se constituie într-un semnal adresat specialiștilor și utilizatorilor

construcțiilor, pentru reconsiderarea valorilor tradiționale ale materialelor și

tehnicilor de construire, în special pentru locuințe, dovedite în asemenea etape

mari de timp ca fiind perfect adaptate unei vieți de calitate. Modernizarea trebuie

să se facă cu discernământ în aspectele care țin de facilitarea accesului la

utilități, de asigurarea unui funcțional adecvat și în general de aspecte care nu

contravin cerințelor de asigurare a sănătății ocupanților și a unui mediu curat.

Cel mai grav este faptul că implicaţiile asupra sănătăţii oamenilor sunt neglijate,

acestea generând efecte în lanţ, pe durate mari, greu de evaluat şi de perceput

la momentul construirii unei locuinţe noi.

10:24 AM




Va multumesc pentru atentie !

10:24 AM




echilibrul între eficiența energetică, dezvoltarea ... · (stas 3518-89 stas 1275-88) 50 cicluri...

Documents