Capitolul 6UMIDITATEA AERULUI ICONDENSAREA VAPORILOR DE AP

6.1. Surse de umiditate n cldiriApa, sub diverse forme, este prezent nu numai n faza de execuie a lucrrilor de construcii, ci i pe ntreaga durat de exploatare a cldirilor. n exces, poate avea o influen negativ asupra confortului, asupra modului de comportare a elementelor de construcii i durabilitii materialelor.Principalele surse de umiditate n cldiri sunt (fig. 6.1):

Fig. 6.1. Principalele surse de umiditate n cldiri

1. umiditatea de construcie, introdus ca urmare a proceselor umede de execuie a lucrrilor de betoane, tencuieli, pardoseli etc.; apa n exces se elimin din aceste elemente n primii ani de exploatare, mrind coninutul n vapori de ap al aerului interior;1. umiditatea din precipitaii;1. umiditatea din teren;1. umiditatea de exploatare, ca rezultat al unor procese cu degajri de vapori, inclusiv respiraia oamenilor i animalelor;1. umiditatea higroscopic prezent n porii materialelor datorit proprietii acestora de a reine umiditatea din atmosfer;1. umiditate din condens ca urmare a atingerii presiunii de saturaie a vaporilor existeni n aerul umed. Dac protecia la aciunea apei sub form lichid sau solid este asigurat prin msuri de hidroizolaie adecvate, prevzute prin proiectare i urmrite ndeaproape n timpul execuiei, umiditatea excesiv din aerul interior este mai dificil de controlat i, asociat cu factori de ordin constructiv i de exploatare specifici cldirilor moderne (degajri de vapori, ventilare insuficient, suprafee cu capacitate redus de absorbie a vaporilor din aer etc), determin fenomene de condens i apariia mucegaiului. Consecinele defavorabile ale acestor fenomene se manifest prin modificarea caracteristicilor fizico mecanice ale materialelor, aspectul dezagreabil i deteriorarea finisajelor dar mai ales prin efectele negative asupra sntii ocupanilor, fiind cunoscut faptul c sporii de mucegai provoac alergii i afeciuni severe ale cilor respiratorii, n special la copii i persoane n vrst.

6.2. Caracteristicile aerului umedAerul atmosferic conine ntotdeauna o anumit cantitate de vapori de ap, dar aceast cantitate depinde de temperatur. Cu ct temperatura este mai ridicat, cu att aerul este capabil s absoarb o cantitate mai mare de ap n stare gazoas (fig. 6.2).

Fig.6.2 Relaia ntre temperatur i capacitatea aerului de absorbie a vaporilor

Astfel, la 22C, 1m3 de aer absoarbe o cantitate de 19,12 g vapori, la 10C saturarea se produce cu 9,4 g, iar la 10 C cu 2 grame.Starea aerului atmosferic la un moment dat poate fi caracterizat prin:1. coninutul de vaporiX = m v / (m a +m v)(kg vapori /kg aer umed)1. concentraia de vaporicv = m v / m a (kg vapori /Kg aer uscat) (6.1)1. umiditatea absoluta = m v / Va (kg vapori /m3 aer)

unde:mv reprezint masa vaporilor din aer;ma, masa de aer uscat;Va, volumul de aer.Deoarece m v, este mult mai mic dect m a, se poate considera cv = X. Prezena vaporilor de ap n aer mai poate fi caracterizat i prin:- presiunea parial, pv, care depinde de concentraia vaporilor, cv, i reprezint presiunea care ar fi exercitat de vaporii de ap dac ar ocupa ntregul volum, exprimat n Pa;- umiditatea relativ, , ca raportul exprimat n procente ntre valorile efective i cele de saturaie ale concentraiei, respectiv ale presiunii vaporilor de ap din aer.

(6.2)n care cu Xs respectiv cu cvs s-a notat coninutul / concentraia de saturaie iar cu pvs , presiunea de saturaie.Concentraia de saturaie reprezint cantitatea maxim de vapori de ap care poate fi absorbit de o unitate de volum (de mas) de aer la o anumit temperatur (tabelul 6.1).Presiunea de saturaie este presiunea corespunztoare concentraiei de saturaie. Aceast valoare marcheaz trecerea vaporilor n faza lichid.Folosind relaia (6.2) se poate stabili valoarea presiunii pariale a aerului interior, respectiv exterior cunoscnd valorile temperaturii i ale umiditii relative:

; (6.3)n care pvse i pvsi reprezint presiunea de saturaie a aerului exterior, respectiv interior, corespunztoare temperaturilor Te i Ti. Aceste valori sunt utile pentru trasarea diagramei presiunilor pariale n structura unui element de nchidere, n vederea verificrii riscului de condens i a acumulrii progresive de ap de la un an la altul.

Tabelul 6.1 Coninutul de umiditate a aerului saturat funcie de temperaturTemperatura( C)Concentraia de saturaie(g /Kg)Temperatura( C)Concentraia de saturaie(g /Kg)

-200,6334,70

- 190,7045,03

-180,7755,40

-170,8565,79

-160,9376,21

-151,0186,65

-141,1197,13

-131,22107,63

-121,34118,15

-111,46128,75

-101,60139,35

-91,70149,97

-81,911510,06

-72,081611,40

-62,271712,10

-52,471812,90

-42,691913,80

-32,942014,70

-23,192115,60

-13,472216,60

03,782317,70

14,072418,80

24,372520,00

6.3. Condensarea vaporilor de ap n cldiri Fenomenul de condens n cldiri se manifest sub dou forme care apar independent sau simultan, prin:1. depuneri de rou pe zone din ce n ce mai ntinse din suprafeele interioare ale elementelor de nchidere cu puni termice i la colurile ncperilor, unde temperaturile sunt cele mai sczute (fig. 6.3);1. acumulri de ap n masa elementelor stratificate ale anvelopei, pe suprafaa rece a termoizolaiei (fig. 6. 4).

a

b

ddabc

Fig. 6.3 Depuneri de rou pe suprafee reci (puni termice); exemple la cldiri din panouri mari a. ramificaie; b. conturul ferestrei; c. nervur; d. col

acoperiperete

Fig. 6.4. Condensarea vaporilor n masa elementelor de construcie

Condensarea vaporilor se produce atunci cnd aerul saturat nu mai poate absorbi cantiti suplimentare la temperatura respectiv. Acest lucru este echivalent cu:1. concentraia vaporilor de ap din aerul interior devine egal cu valoarea de saturaie corespunztoare temperaturii;

cvi = cvsi1. presiunea parial a vaporilor din aerul interior devine egal cu presiunea de saturaie corespunztoare temperaturii;pvi = pvsi1. temperatura suprafeei devine egal cu temperatura punctului de rou;Tsk = TrTemperatura punctului de rou, Tr, reprezint temperatura pentru care umiditatea relativ devine maxim (100%), respectiv pentru care presiunea parial (efectiv) a vaporilor, pv, atinge valoarea de saturaie, pvs, sau concentraia vaporilor, cv, atinge valoarea de saturaie, cvs.Altfel spus, temperatura punctului de rou reprezint temperatura pn la care trebuie rcit un volum de aer cu o anumit umiditate pentru a atinge nivelul de saturaie. Relaia ntre umiditate i temperatur apare n diagrama lui Carrier /88/, (fig. 6.5).Ti = 20Ci = 60%PCvi = 0,009 kg/kgTr = 12 CTemperatura, CConinutul n umiditate kg vap/Kg aer

Fig. 6.5 Diagrama lui Carrier. Relaia ntre temperatur, concentraie i umiditate relativ

Se observ c pentru o ncpere cu temperatura Ti = 20C, i concentraia de vapori cv=10 g/kg, umiditatea relativ este 65%, iar temperatura punctului de rou Tr = 12,5C. Prin urmare, pe suprafeele cu temperaturi egale sau mai mici de 12,5C vor aprea picturi de rou. Scderea concentraiei de vapori de la 10g/kg la 7g/kg, cu meninerea constant a temperaturii aerului, determin o umiditate relativ = 50% i o temperatur a punctului de rou Tr mai mic de 10C.

6.3.1. Condensul superficial i dezvoltarea mucegaiuluiFenomenul de condens superficial apare instantaneu pe orice suprafa a crei temperatur scade sub valoarea punctului de rou. Pe de alt parte, mucegaiul se poate dezvolta pe orice suprafa a crei umiditate relativ depete 80% un interval mai mare de timp (cteva sptmni) .In esen, cele dou fenomene sunt determinate de :1. cantitatea de vapori de ap din aer (concentraia cvi);1. temperatura suprafeelor, Tsi.Concentraia vaporilor de ap din aer poate fi stabilit cu relaia:

(6.4)n care:cvi, cve reprezint concentraiile medii de vapori din aerul interior i exterior (Kg vap/Kg aer);Ds, debitul mediu al surselor interioare de vapori (kg vap/or); V, volumul spaiului ventilat (m3);n, rata ventilrii (volume pe or, h-1).Concentraia de vapori la un anumit interval de timp, t, de la declanarea unei surse, poate fi determinat cu relaia:

cv (t) = cve + (1-e-n t )(6.5)n care e reprezint baza logaritmilor naturali. Temperatura suprafeelor depinde de valoarea temperaturii interioare, respectiv exterioare i de rezistena la transfer termic a elementelor de nchidere. Interdependena ntre factorii de condens superficial este prezentat n fig. 6.6.

Surse de vaporiIzolaie termicUmiditate interioarTemperatura suprafaeiUmiditatea suprafeei= 100%MucegaiCondensClimat

Ventilare > 80%

Fig. 6.6 Principalii factori care determin apariia condensului superficial i a mucegaiului /89/

Degajrile de vapori care conduc la creterea umiditii aerului interior apar n orice spaiu n care sunt prezeni oameni sau animale, fiind mai mari sau mai mici funcie de numrul de ocupani i de natura activitii. Funciunea de locuire implic degajarea unor importante cantiti de vapori din respiraie, prepararea hranei i activiti menajere. Producia de vapori n interiorul unei locuine ocupate de 3 persoane poate fi caracterizat prin urmtoarele valori :1. producia maxim seara 1800 g/h1. producia minim n orele de somn 130 g/h1. producia zilnic medie 340 g/hCantitatea de vapori produs de un individ prin expiraia aerului umed i prin transpiraie depinde de efortul fizic i de temperatura ambianei: n repaos degajarea de vapori este de ordinul a 50 g/h i poate s ajung la 1000g/h n cazul unui efort fizic intens.Un fenomen neplcut, cu efecte duntoare asupra sntii oamenilor, este apariia mucegaiului. Mucegaiul este o ciuperc microscopic, care spre deosebire de plante nu-i procur hrana din aer i soare ci din materia organic pe care se dezvolt. Se nmulete prin spori care se rspndesc prin aer i pot fi identificai n cele mai diverse locuri. Mucegaiul domestic apare peste tot unde umiditatea este ridicat. Contrar credinei ncetenite, nu este necesar s apar condensul pe o suprafa pentru a se dezvolta mucegaiul. Este suficient ca umiditatea relativ local, corespunztoare acelei suprafee s se menin un timp relativ ndelungat, cteva sptmni, la valori mai mari de 80 %. Umiditatea relativ local depinde de umiditatea absolut din aer i temperatura superficial local. Evident c punctele cele mai expuse mucegaiului sunt tot suprafeele reci, respectiv punile termice.Msurile de evitare i limitare a fenomenelor de condens i apariie a mucegaiului rezult din analiza factorilor determinani i au n vedere nlturarea sau diminuarea cauzelor. Acestea se rezum la conformare corect din punct de vedere higrotermic i la exploatare raional. Msurile legate de conformarea higrotermic se refer la o bun protecie termic, cu atenie deosebit asupra modului de tratare a punilor termice i asigurarea unui sistem de ventilare continu i moderat care s nu depind de intervenia utilizatorului (sisteme de ventilare higroreglabile, autoreglabile etc.).O exploatare corect sub aspectul evitrii riscului de condens presupune:1. reducerea pe ct posibil a degajrilor de vapori;1. ventilare prin deschiderea ferestrelor sau punerea n funciune a ventilatoarelor dup sau n timpul derulrii unor activiti cu degajri importante de vapori;1. regim de nclzire continuu, sau cu ntreruperi a cror durat, corelat cu valoarea temperaturii exterioare s nu determine o scdere a temperaturii aerului interior sub valoarea de 18C.Prevenirea dezvoltrii mucegaiului implic unele msuri suplimentare legate de exploatare, cum ar fi :1. uscarea i curarea n maximum 24 de ore a tuturor defeciunilor care produc umezirea suprafeelor i nlocuirea dac este necesar a tapetelor, mochetelor sau altor materiale afectate de umezeal;1. uscarea suprafeelor umede dup folosirea duului, golirea i curirea cu regularitate a bazinelor de colectare a apei de la dezumidificatoare, refrigeratoare, sisteme de ventilare i evitarea oricror situaii care favorizeaz stagnarea apei;1. curirea mucegaiului pe msur ce apare cu soluii antimucegai.n cazul persistenei fenomenului sunt necesare analize pentru a determina specia de mucegai i gradul de periculozitate.Evitarea condensului superficial este luat n considerare n faza de proiectare prin respectarea condiiei:

Tsi min > Tr(6.6.)

n zonele cele mai dezavantajoase din punct de vedere al rezistenei la transfer termic (n dreptul punilor termice, la coluri etc).

6.3.2. Condensarea vaporilor de ap n interiorul elementelor de construciiAtunci cnd elementele de construcie separ dou medii cu temperaturi i concentraii (presiuni pariale) ale vaporilor diferite, vaporii de ap migreaz prin elementul de construcie spre mediul de concentraie mai sczut. Migraia vaporilor de ap ntre medii cu parametri de umiditate diferii, prin materiale capilaro-poroase, se produce prin difuzie. Difuzia vaporilor nu are loc numai prin materiale ci i n aer, ntre zone sau puncte cu concentraii diferite.Fenomenului de difuzie prin elementele de construcii i se opune elementul respectiv prin rezistena sa la difuzie sau la permeabilitate la vapori.a. Rezistena la permeabilitate la vapori a elementelor omogene se determin cu relaia:Rv =d .D M(m/s)(6.7)n care:d reprezint grosimea elementului, n m;D, factorul rezistenei la permeabilitate la vapori, caracteristic fiecrui material (ca i coeficientul de conductivitate termic, coeficientul de asimilare termic etc.); este o mrime adimensional;M, coeficient de difuzie a vaporilor de ap n aer exprimat n s-1.Rezistena la permeabilitate la vapori a elementelor compuse din mai multe straturi se determin cu relaia:Rv = Rv1 + Rv2 +.Rvn = dk.Dk M(6.8)Rv1n, rezistena la permeabilitate la vapori a straturilor componente.b. Presiunea de saturaie, ps, n grosimea unui element depinde de variaia temperaturii, aceast dependen exprimndu-se printr-o funcie exponenial; ca urmare, alura diagramei presiunii de saturaie pe grosimea unui strat de material, nu va fi linear ca n cazul temperaturii, ci curbilinie.c. Presiunea parial a vaporilor n interiorul elementului variaz linear n cadrul fiecrui strat, n regim termic i de umiditate staionar. Reprezentarea grafic a diagramei presiunilor pariale poate fi realizat n dou moduri (fig. 6. 8) :1. prin reprezentarea elementului la scara grosimilor, diagrama presiunilor pariale fiind o linie frnt, cu pante diferite n limitele fiecrui strat;1. prin reprezentarea elementului la scara rezistenelor la permeabilitate la vapori (a grosimilor echivalente), diagrama presiunilor pariale fiind o dreapt.pvipv1pv2pved1d2d3pv1pvipv2pveRv1Rv2Rv3qvqvfi ,Ti

fe, Tefe ,Tefi ,Ti

Fig. 6.8 Trasarea diagramei presiunilor pariale n structura unui element stratificata. element reprezentat la scara grosimilor; b. element reprezentat la scara rezistenelor la permeabilitate la vapori (a grosimilor echivalente)

Presiunea parial pv, la suprafaa elementului nu prezint racordarea ntlnit la diagrama presiunilor de saturaie i a temperaturilor, presiunea din aer egalndu-se cu presiunea de pe suprafaa elementului.ntr-o interpretare grafic a fenomenului de difuzie a vaporilor, condiia ca s nu apar condens este ca diagrama presiunilor pariale s nu aib nici un punct comun cu diagrama presiunilor de saturaie. Sunt posibile trei situaii distincte:1. n orice seciune a elementului este ndeplinit condiia: pv < pvs, nu apare condens (fig.6.9.a);1. diagrama presiunilor pariale este tangent la diagrama presiunilor de saturaie apare o suprafa de condens (fig.6.9.b);1. diagrama presiunilor pariale intersecteaz diagrama presiunilor de saturaie - apare o zon de condens (fig.6.9.c). p vs

pvpvipveRvSuprafata de condenspvip vs

pvpveRvRvRvRvpvepvipvp sc1

p sc2

p vs

Zona de condens Diagrama corectat a presiunilor pariale

a b c

Fig. 6.9 Verificarea riscului de condens n masa elementelor de nchidere

Se observ c n cazul apariiei unei zone de condens valorile presiunilor pariale depesc pe cele de saturaie, ceea ce nu este posibil din punct de vedere fizic. Diagrama real a presiunilor pariale este reprezentat de tangentele la diagrama presiunilor pariale duse din pvi i pve, pn la punctele de tangen i de diagrama presiunilor pariale, ntre acestea. Punctele de tangen delimiteaz de altfel i zona de condens. Pentru anotimpul cald, fig.6.10, diagrama presiunilor pariale este dat de cele dou drepte care unesc punctele de pe suprafeele interioar/exterioar, pvi/pve, cu punctele de la intersecia diagramei ps cu dreptele ce delimiteaz zona de condens/suprafaa de condens, stabilite pentru condiii de iarn. In cazul zonei de condens, intre aceste puncte, diagrama presiunilor de saturaie, ps, coincide cu cea a presiunilor pariale.psipsepscpvipveRvRvpsipvipsc1psc2psepve

a b

RvRv

Fig. 6.10 Eliminarea prin uscare a apei acumulate iarna, n perioada cald a anuluia suprafa de condens; b zon de condens.

d. Cantitatea de ap care trece sub form de vapori printr-un element de construcie n unitatea de timp pentru o diferen de presiune unitar (pv = 1 Pa) este v = 1/Rv. Pentru o diferen de presiune diferit de unitate:

[kg/m2s](6.9)e. Cantitatea de vapori condensai n elementul de construcie este dat de diferena ntre cantitatea de vapori care intr i cea care iese din zona de condens.f. Cantitatea total de vapori de ap mw (n Kg/m2) care se poate acumula n elementul de construcie se determin cu relaia:

[kg/m2](6.10)pentru elemente n care apare suprafaa de condens, i cu relaia:

[kg/m2](6.11)pentru elemente la care apare zon de condens, unde:pvi, pve reprezint presiunea efectiv a vaporilor din aerul interior, respectiv exterior;psc, presiunea de saturaie pe suprafaa de condens;psc1, psc2, presiunea de saturaie pe cele dou suprafee ce delimiteaz zona de condens;Rv, R"v, rezistena la difuzia vaporilor de ap a poriunilor de element pn la suprafaa de condens (sau zona de condens) i de la suprafaa sau zona de condens;Nw, durata n ore, n care se nregistreaz temperaturi egale sau inferioare temperaturii de condensare. g. Cantitatea de ap care se evapor ntr-o anumit perioad a anului se determin cu relaia:

[kg/m2](6.12)pentru elemente n care apare suprafaa de condens i cu relaia:

[kg/m2](6.13)pentru elemente la care apare zon de condens, unde:pvi, pve reprezint presiunea efectiv a vaporilor de ap din aerul interior, respectiv exterior n perioada cald a anului;psc, presiunea de saturaie pe suprafaa de condens;psc1, psc2, presiunile de saturaie pe cele dou suprafee ce delimiteaz zona de condens;Nv, perioada de evaporare n ore, funcie de temperatura la care ncepe fenomenul de condens i de zona climatic.Verificarea acumulrii progresive de ap n structura elementelor de construcie, se face prin metoda grafo-analitic stabilit de Glasser i implic urmtoarele etape:a. Stabilirea variaiei temperaturii n structura elementului de construcie.b. Stabilirea rezistenei la permeabilitate la vapori a straturilor, RvK, i a ntregului element, Rv, cu relaiile (6.7), (6.8).c. Reprezentarea grafic a elementului de construcie la scara rezistenelor la permeabilitate la vapori sau a grosimilor echivalente.d. Trasarea diagramei de variaie a presiunilor de saturaie, folosind valorile din anexa 7, corespunztoare temperaturilor Tj.e. Trasarea diagramei presiunilor pariale ale vaporilor de ap prin unirea punctelor pvi, de pe suprafaa interioar a elementului de construcie, egal cu cea a aerului interior, i pve, de pe suprafaa exterioar egal cu cea a aerului exterior.Aceste valori se determin cu relaiile 6.3Umiditatea aerului interior poate fi stabilit pe baza concentraiei reale de vapori sau funcie de destinaia ncperii conform tabelului 7, STAS 6472/3-89.Umiditatea relativ a aerului exterior, pentru condiii de iarn, se consider e = 80%.f. Corectarea diagramei presiunilor de saturaie, n cazul cnd cele dou diagrame se intersecteaz (zon de condens).g. Determinarea cantitii de vapori care se acumuleaz n structura elementului de construcie cu relaiile (6.10) sau (6.11).h. Stabilirea cantitii de ap care se elimin n perioada cald a anului, pe baza unui calcul similar efectuat pentru condiii de var, cu relaiile (6.12), (6.13).

Capitolul 7CONFORTUL TERMIC

Sensul general al noiunii de confort este acela al unei stri de satisfacie n raport cu mediul, caracterizat printr-un volum minim de informaii prelucrate de utilizator. Este o noiune subiectiv, care integreaz un ansamblu de senzaii /88/:1. confortul termic care const n absena senzaiei de prea cald sau prea frig;1. confortul aeraulic asigurat de o calitate a aerului cel puin acceptabil dac nu agreabil;1. confortul acustic determinat de un mediu cu un nivel de zgomot sczut n care zgomotele utile sunt clar audibile;1. confort vizual care garanteaz vizibilitatea i condiii de desfurare a anumitor activiti fr efort de adaptare. Atenia deosebit acordat confortului termic se datorete nu numai implicaiilor de ordin fizio psiho - sociologic ct i faptului c realizarea acestuia este legat de fenomenele higrotermice i de consumul de energie. Percepia nivelului de confort termic implic un pronunat grad de subiectivism, dar n acelai timp este rezultatul aciunii simultane a unor factori obiectivi, cuantificabili, de ordin arhitectural, constructiv sau de exploatare.

7.1. Noiuni de termofiziologie7.1.1. Senzaia cald-frigOmul percepe fenomenele termice prin piele cu ajutorul terminaiilor nervoase specializate. Acestea pot fi sensibile la frig - puncte reci - sau sensibile la cald - puncte calde. Sensibilitatea organismului uman este mai accentuat la frig, numrul punctelor reci fiind de 250.000 fa de 30.000 puncte calde. Repartiia acestor puncte pe suprafaa corpului nu este uniform; de exemplu, zona cea mai sensibil la cald este mna stng.Intensitatea senzaiei cald-frig este determinat de diferena de temperatur ntre piele i excitantul termic, viteza de variaie a temperaturii, durata excitaiei, suprafaa de piele expus etc. dar i de sensibilitatea individului la diferene de temperatur, schimbri ale metabolismului n limite normale, stare de repaos sau activitate, stri anormale, patologice, sau cauzate de stimulente artificiale cum sunt anumite medicamente, alcool etc.

7.1.2. Bilanul energetic al organismului uman. Sistemul termoregulatorOmul ca fiin homeoterm i pstreaz temperatura intern constant de 37 0,5 C, dei se gsete ntr-un permanent schimb de cldur cu mediul nconjurtor.Meninerea constant a temperaturii se obine printr-un sistem de reacii reflexe care asigur un echilibru perfect ntre cantitatea de cldur produs prin metabolism i cantitatea de cldur cedat n timpul unei activiti fizice sau intelectuale, prin mecanismele fizice cunoscute (conducie, convecie, radiaie), sau prin evaporarea transpiraiei. Acest echilibru este exprimat prin ecuaia bilanului termic al organismului uman.

S=M W R C K - E - R (7.1)n care:S reprezint cldura acumulat;M, energia produs n interiorul corpului prin oxidare cu valori de 45 W/m2... 500 W/m2;W, energia consumat pentru efectuarea unui lucru mecanic, R, C, K, cldura transmis prin radiaie, conducie, convecie;E, energia cedat prin evaporarea transpiraiei; R, energia cedat prin respiraie.In stare de confort, metabolismul echilibreaz pierderile termice, cldura acumulat, S, tinznd spre zero.n cazul n care valorile parametrilor microclimatici conduc la o intensificare a schimbului de cldur ntre organism i mediu, pentru meninerea echilibrului termic intervine sistemul termoregulator, declanat de senzaia cald-frig. Astfel, dac temperatura mediului coboar, pierderile de cldur cresc, apare senzaia de frig care declaneaz n sistemul termoregulator reacii de reechilibrare cum sunt vasoconstricia, micorarea sudaiei, accelerarea respiraiei, activarea arderilor interne, micri reflexe la nivelul muchilor (tremurat). La creterea temperaturii apare senzaia de cald, reaciile de reechilibrare fiind vasodilatarea, creterea sudaiei, inhibarea arderilor interne.Starea de confort termic se caracterizeaz prin realizarea incontient a termoreglrii, fr suprasolicitri fiziologice.

7.1.3. Schimbul de cldura om-mediuSchimburile de cldur om-mediu se realizeaz pe toate cile menionate anterior dar cu pondere diferit, n condiii diferite. Astfel:1. prin conducie, organismul uman cedeaz o cantitate de cldura relativ redus, suprafaa pieii care particip la acest fenomen fiind mic, iar contactul cu suprafaa elementelor de construcie i de mobilier, fcndu-se prin intermediul unor materiale izolatoare termic (nclminte, haine, tapierii, covoare etc.). n calculele specialitilor pentru evaluarea strii de confort termic, cantitatea de cldur cedat prin conducie nu se ia n considerare independent ci cumulat cu cea cedat prin convecie;1. prin convecie omul cedeaz cldura mediului ambiant nu numai prin suprafaa exterioar ci i pe suprafaa mucoaselor cilor respiratorii;1. prin radiaie schimbul de cldura se produce n dublu sens, de la om spre suprafeele mai reci (ferestre, perei exteriori etc.) sau de la obiecte mai calde (sobe, radiatoare) spre om. Exist situaii n care omul este supus schimbului de cldur prin radiaie n ambele sensuri (un individ plasat ntre fereastr i sob). n aceste cazuri sistemul termoregulator poate fi derutat i apare senzaia de inconfort termic dei valorile debitelor de cldur echilibreaz bilanul termic.Cldura schimbat ntre corp i mediul nconjurtor prin convecie, conducie i radiaie poart numele de cldur uscat.1. prin evaporare, omul cedeaz cldur la: evaporarea transpiraiei la nivelul pieii i eliminarea de vapori n procesul de respiraie. Evaporarea se realizeaz n general cu preluare de cldur de pe suprafaa pieii sau mucoaselor, aerul fiind n majoritatea cazurilor mai rece dect acestea. n cazul cnd totui temperatura aerului este mai mare dect a pieii, n zilele clduroase de var sau n industrii n apropierea cuptoarelor, la evaporare se consum cldura din aer, micorndu-se astfel cantitatea de cldur pe care ar primi-o corpul din mediul exterior, ceea ce contribuie la meninerea echilibrului termic. n schimb, evaporarea este mpiedicat ntr-o atmosfer saturat cu vapori, procesul desfurndu-se normal la o umiditate relativ cuprins ntre 30 i 70 %. n orice condiii, evaporarea este intensificat de viteza de micare a aerului.Cldura cedat prin evaporare poart numele de cldur umed.Pentru un om normal, n stare de repaos sau efectund o activitate uoar, n condiii de confort termic, proporia ntre cantitile de cldur evacuate pe diverse ci se situeaz n jurul valorilor prezentate n figura 7.1. Fig.7.1 Schimbul de cldur om - mediuEvaporarea transpiraieiRespiraie11 12%Radiaie33 35 %Convecie + conducie 35 - 46 %

Odat cu creterea temperaturii crete ponderea cantitii de cldur cedat prin evaporare, n defavoarea celei cedate prin convecie i radiaie. n condiii de temperatur egal cu 27C i umiditate relativ 50%, cantitatea de cldur uscat devine egal cu cantitatea de cldura umed.

7.2. Confortul termic i factorii de confortExigenele de confort termic n cldiri se consider satisfcute n condiiile n care randamentul activitilor devine maxim iar odihna plcut fr a fi necesare consumuri nejustificate de energie pentru funcionarea instalaiei de nclzire sau rcire.Pn relativ recent se considera c senzaia de confort termic este determinat exclusiv de temperatura aerului, ceea ce este n total dezacord cu abordrile tiinifice moderne, susinute de rezultatele unor cercetri sistematice, pe un numr important de subieci. Potrivit acestora, confortul termic este determinat de dou categorii de factori:1. factori subiectivi care includ intensitatea metabolismului determinat de natura activitii, mbrcminte, particulariti fiziologice ca vrst, sex, stare de sntate etc. ;1. factori obiectivi, respectiv caracteristicile microclimatului interior: temperatura, umiditatea i viteza aerului i temperatura suprafeelor delimitatoare determinate de caracteristicile constructive ale elementelor de construcie i modul de funcionare al instalaiilor.

7.2.1. Metabolismuln organismul uman, ca urmare a reaciilor de oxidare, are loc un proces permanent de eliberare de energie ntr-o cantitate echivalent cu cea necesar corpului ca s funcioneze. Cantitatea de energie eliberat este parial convertit n lucru mecanic exterior i parial n cldur intern. Funcie de natura activitii producia de energie intern respectiv intensitatea sau rata metabolismului poate varia de la aproximativ 45 W/m2 de suprafa a pieii, pentru situaia de inactivitate, la 500 W/m2, valoare corespunztoare unui efort fizic continuu i intens. Ca unitate de msur pentru metabolism, n paralel cu W/m2, se folosete i unitatea met care reprezint cantitatea de energie eliberat de o persoan n stare de repaus, eznd, 1 met reprezentnd 58,15 W/m2.Intensitatea metabolismului corespunztoare diferitelor activiti este prezentat n tabelul 7.1.Tabelul 7.1Rata metabolic M funcie de natura activitii (dup V. Olsen)ActivitateaM

metW/m2

Odihn, orizontal0,847

Odihn, eznd158

Activitate sedentar (birou, laborator, coal)1,270

Repaus n picioare1,270

Activitate uoar, n picioare (vnztor, munc la main)2,0117

Mergnd pe teren orizontal115

Munc grea175

Tenis260

7.2.2. Cldura transmis prin mbrcminteCldura transmis prin mbrcminte, Ci, poate fi evaluat cu relaia: Ci = 0,155 (Tp Tim)/ri(W/m2)(7.2)n care: Tp, reprezint temperatura medie a pieii;Tim, temperatura mbrcminii la suprafaa de contact cu aerul; ri, rezistena termic a mbrcminii exprimat n clo.Referitor la acest parametru de confort se definesc urmtoarele mrimi:- o unitate de exprimare a capacitii de izolare termic, numit clo, care reprezint rezistena termic a unei vestimentaii care asigur o temperatur cutanat de 33C ntr-o ambian cu temperatura rezultant de 21oC;1 clo = 0,155 m2K/W.- o permeabilitate la vapori funcie de textura vestimentaiei cu valoarea 0,7 pentru mbrcminte de var i 0,4 pentru echipament de munc.Dup M. Intyre, protecia termic realizat cu mbrcminte obinuit prezint valorile din tabelul 7.2. Tabelul 7.2Protecia termic a mbrcminiiTip de mbrcminteProtecie termic(clo)

1. Fr0

1. Bluz uoar, fr mneci pe maieu de bumbac0,2

1. Pantaloni uori, bluz cu mneci scurte0,5

1. Costum complet0,7

1. Costum cu vest0,9

1. Costum i pardesiu1,5

Dei rezistena termic a vestimentaiei este redus i, ca urmare cantitatea de cldur transmis este mare, rolul acesteia n instalarea strii de confort termic este foarte important, influennd hotrtor schimbul de cldur prin convecie i evaporarea transpiraiei.

7.2.3. Parametrii microclimatului interior O ambian poate fi caracterizat din punct de vedere termic prin temperatura, umiditatea i viteza de micare a aerului i prin temperatura suprafeelor delimitatoare.Cercetri bazate pe experimentri pe grupuri mari de persoane, meninute n medii cu caracteristici diferite, au condus la concluzia c starea de confort termic poate fi realizat pentru diferite combinaii de valori ale parametrilor microclimatici, n corelaie cu natura activitii i mbrcminte. Astfel, o persoan trecut succesiv prin ncperi cu aceeai temperatur, dar cu umiditi diferite, are senzaia de mai cald acolo unde umiditatea este mai mare. Efectul este minor sau de scurt durat n cazul temperaturilor apropiate de 20C, dar devine mai important la temperaturi mai ridicate contribuind la accentuarea strii de cald nbuitor sau zpueal. Dimpotriv, o umiditate sczut a aerului determin uscarea mucoaselor, cuplurile de valori temperatur umiditate determinnd zone de confort.O influen accentuat asupra confortului termic o exercit temperatura suprafeelor delimitatoare, explicabil prin faptul c schimburile de cldur prin radiaie intervin cu ponderea cea mai important. Dac, de exemplu, pe suprafaa interioar a pereilor unei ncperi se nregistreaz o temperatur de +19C, starea de confort pentru o persoan mbrcat uor care presteaz o activitate cu efort fizic mediu, se obine pentru o temperatur a aerului interior de +20C.In situaia n care se menine aceeai temperatur a aerului, dar temperatura suprafeelor delimitatoare scade la +15C apare senzaia de frig, datorit accenturii transferului de cldur prin radiaie spre suprafeele reci.Influena temperaturii suprafeelor asupra confortului termic se ia n considerare prin temperatura medie radiant, Tr K sau Tr C, definit drept temperatura unei suprafee fictive de form sferic (S) care ar schimba cu o sfer mic, situat ntr-un punct oarecare din interiorul ei, aceeai cantitate de cldur ca i suprafeele ce delimiteaz ncperea studiat. Se msoar cu ajutorul unui termometru cu glob, sau se determin cu relaia:

(7.3)n care:Tsi,j - temperatura suprafeei Si,j, care delimiteaz ncperea;j - unghiul solid sub care se vede, din punctul P suprafaa (j).Dac punctul P este situat n centrul ncperii i aceasta are o form apropiat de cea a unui cub, calculul se poate efectua cu relaia aproximativ:

(7.4)n care: Si,j sunt ariile suprafeelor care delimiteaz ncperea.Viteza de micare a aerului influeneaz de asemenea confortul ncperilor, o vitez mare reclamnd o temperatur ridicat i invers, efectul temperaturilor ridicate atenundu-se prin creterea vitezei de micare a aerului.Temperatura medie radiant poate varia considerabil de la un punct la altul ntr-un spaiu arhitectural crend zone de inconfort local datorit asimetriei schimburilor de cldur. Dac nu este posibil realizarea unei temperaturi radiante uniforme, proiectantul trebuie s in seama de acest lucru la amplasarea locurilor de lucru sau de odihn, n scopul evitrii efectului de perete cald sau perete rece.n condiii de climat cald, n afar de temperatura aerului i temperatura medie radiant, umiditatea i viteza de circulaie a aerului joac un rol deosebit de important n instalarea strii de confort termic.

7.3. Evaluarea unui spaiu interior din punct de vedere al confortului termic 7.3.1 Criterii de performan Drept criterii de performan pentru aprecierea gradului de confort n ncperi au fost adoptate succesiv valori ale unui parametru sau ale unor grupuri de parametri care s reflecte, pe ct posibil, condiiile echilibrului termic ntre corpul uman i mediul nconjurtor.a. STAS 6472 i NP15 /87 recomand drept criterii de performan:- Temperatura aerului interior, cu valori ale nivelurilor normate difereniate, funcie de destinaie (pentru locuine Ti = +18C20C);- Diferena de temperatur ntre suprafaa interioar a elementului de nchidere exterior i aerul interior din ncpere, cu nivelul Tsi Ti - Tsi = 4... 6C;b. Pentru dimensionarea instalaiilor de nclzire, Missenard a propus drept criteriu de performan temperatura rezultant a unei ncperi calculat cu expresia:TR = (Ta + Trad )/2(7.5)n care Ta este temperatura aerului iar Tr temperatura medie radiant definit anterior, n calculul creia se ia n considerare i aportul corpurilor de nclzire.Aceast expresie reprezint un progres n sensul c integreaz efectul de radiaie cu cel de convecie, dar neglijeaz influena altor factori microclimatici cum ar fi viteza i umiditatea relativ a aerului, precum i influena factorilor subiectivi (activitatea, mbrcmintea).c. Pentru evaluarea calitii termice a unui spaiu, Van Zuilen propune un indicator termic global, B, care poate fi calculat cu relaia:

B = C + 0,25 (Ti + Trad) + 0,1X 1,1 (37,8 Ti) vi1/2 (7.6)

n care:C, constant egal cu - 9,2 pentru perioade de iarn i - 10,6 pentru perioade de var; X, umiditatea masic a aerului exprimat n g vapori/Kg aer uscat.Funcie de valorile lui B, ambiana termic poate fi:B = - 3 foarte rece;B = -2 rece;B = -1 rece;B = 0 confortabil;B = 1 uor cald; B = 2 cald;B = 3 foarte cald; Aplicarea relaiei pentru o ncpere caracterizat prin Ti = 20C, Trad = 16C, i =60% i vi = 0,2 m/s conduce la concluzia c aceasta este confortabil.Rezultatele unor abordri mai recente, infirm ns acest lucru.d. Aprecierea global a gradului de confort oferit de o ambian n care se desfoar o anumit activitate, cu considerarea simultan a factorilor microclimatici i a celor subiectivi este posibil prin utilizarea indicatorilor PMV, (Predicted Mean Vote) i PPD (Predicted Percentage of Disatisfied). Spre deosebire de indicatorul B, acest nou indicator stabilit de P.O. Fanger, ia n considerare nu numai valorile parametrilor microclimatici ci i natura activitii i tipul de mbrcminte.Testrile realizate cu mijloace moderne de analiz a strii de confort (termografie n infrarou), efectuate asupra unui numr de de peste 1000 subieci, plasai n ambiane termice teoretic confortabile, PMV = 0, au condus la concluzia c, chiar n asemenea condiii, cel puin 5% din subieci se afl n stare de uor inconfort, respectiv PPD = 5 % (fig.7.2).0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%-3-2-10123PPD SatisfactiePMV

Fig. 7.2 Relaia ntre indicatorii PPD i PMV

Valorile efective ale indicatorului PMV pot fi stabilite:1. pe baza unei relaii rezultate din ecuaia de bilan termic a organismului, n care intervin att caracteristicile microclimatice interioare (factorii obiectivi) ct i rata metabolic, consumul de energie necesar pentru efectuarea unui lucru mecanic i rezistena termic a mbrcminii (STAS 7730 -1997 - Ambiane termice moderate);1. prin msurtori directe asupra unui numr suficient de mare de subieci, utiliznd un integrator captator;1. pe baza anexei E din standardul menionat, n care sunt prezentate valorile indicelui PMV pentru diferite valori ale umiditii relative a aerului, funcie de activitate, mbrcminte, viteza de micare a aerului i temperatura operativ. Indicatorul PPD stabilete previziunea privind procentul de persoane care nu sunt satisfcute n anumite condiii de mediu. Poate fi evaluat funcie de valorile PMV, pe baza relaiei din STAS7730 -1997 sau grafic, fig.7.2.e. Temperatura operativ, To, reprezint temperatura uniform a unei incinte negre n care un ocupant ar schimba aceeai cantitate de cldur prin radiaie i convecie ca i n ncperea dat, cu temperatura neuniform exprimat n oC, valoarea ei fiind aproximativ egal cu temperatura msurat cu termometrul cu glob negru. In practic, n majoritatea cazurilor, dac viteza relativ a aerului este mic, (v 0,2 m/s) sau dac diferena ntre temperatura medie de radiaie i temperatura aerului este redus ( 4C), temperatura operativ poate fi calculat, cu o precizie suficient, ca media valorilor temperaturilor aerului i a temperaturii medii de radiaie. n figura 7.3 sunt indicate valorile temperaturii operative ideale, adic acele valori care dau un PMV nul funcie de activitate i mbrcminte, pentru viteze ale aerului sczute (< 0,1 m/s) i o umiditate relativ normal (35 65 %) Prile umbrite dau ecartul acceptabil n jurul temperaturii ideale n care este respectat condiia ca numai 10 % din subieci sa se declare n stare de inconfort.

Fig.7.3 Temperatura operativ ideal funcie de mbrcminte i de metabolism (dup ISO 1993 /88/)

7.3.2. Niveluri de performanConform reglementrilor referitoare la calitatea cldirilor, acestea trebuie realizate astfel nct ambianele termice n spaiile ocupate de oameni s corespund exigenelor de confort cerute de activitatea ce urmeaz a se desfura n condiiile unei mbrcmini adecvate. Ca urmare, indicatorul PMV trebuie s se ncadreze n intervalul: - 0.5 PMV +0,5 (7.7)iar indicele PPD s fie mai mic de 10%.Limitele de confort pentru temperatura operativ se stabilesc funcie de valoarea indicatorului PMV.Pentru temperatura operativ optim, corespunztoare unui procent minim de persoane nesatisfcute, PMV = 0, pot fi determinate zone de confort, funcie de valoarea celorlali parametri.n cldirile de locuit, confortul termic trebuie asigurat pentru 80% din ocupani, inclusiv pentru btrni i copii, mbrcai normal (1,5 clo iarna i 0,5 clo vara) la o activitate uoar, n principal sedentar (1,2 met), specific locuinelor. Aceste condiii pot fi extinse i pentru alte tipuri de cldiri cu activiti uoare cu nivele metabolice i rezistene termice ale mbrcminii similare (birouri, coli, laboratoare etc.) i pot fi traduse n valori ale parametrilor de confort reprezentai prin: temperatura operativ, diferena de temperatur pe vertical, temperatura minim pe suprafaa pardoselii, viteza relativ a aerului, umiditatea aerului sau asimetria temperaturii radiante.

7.4. Factori de disconfort termic localEcuaia lui Fanger i indicatorii PMV, PPD ofer o imagine global privind realizarea strii de confort ntr-o anumit ambian, innd seama de activitate i rezistena termic a mbrcminii. Nu reflect ns influena negativ a gradienilor de temperatur, contactul cu suprafeele reci, efectele neplcute ale curenilor de aer sau efectele dinamice.Gradientul vertical de temperatur, determinat de stratificarea termic, prezena unui planeu nclzitor sau rece, apropierea de gurile de introducere a aerului proaspt, provoac senzaii de inconfort. O diferen de temperatur de 4 K ntre cap i membrele inferioare pentru persoane stnd pe scaun, genereaz un procent de insatisfacie de cca 10 %, procent nregistrat pe un lot de persoane aezate prezentnd un ecart de temperatur ntre cap (1,1 m) i glezne (0,1 m). Trebuie menionat c un plafon cald este mai greu de suportat dect unul rece. Asimetria temperaturii radiante, determinat de diferena de temperatur radiant medie ntre dou suprafee de mici dimensiuni situate pe laturi opuse ale ncperii, poate genera prin ea nsi o situaie de inconfort. Suprafeele reci pot fi generate de pereii neizolai, de ferestre, puni termice accentuate sau planee neizolate peste spaii nenclzite. Suprafeele calde pot s aparin corpurilor de nclzire, iluminat, plafoanele sau pardoselile calde.Temperatura suprafeei pardoselii este resimit la nivelul tlpilor nclmintei i efectul este cu att mai pronunat dac nclmintea este lejer.Influena radiaiei solare incidente asupra unui ocupant este important prin modificarea temperaturii operative datorit radiaiei solare absorbite de mbrcminte. mbrcmintea de culoare nchis determin o cretere a temperaturii operative datorit capacitii mari de absorbie a energiei radiante.Disconfortul produs de curenii de aer se datoreaz intensificrii schimburilor de aer ntre organism i mediu determinate de micarea aerului. Disconfortul este cu att mai accentuat cu ct viteza de micare a aerului este mai mare i temperatur mai sczut. Asemenea situaii pot s apar datorit curgerii naturale a aerului, prezenei unei ferestre deschise, funcionrii defectuoase a instalaiei de climatizare.

Capitolul 8

ELEMENTE DE PROIECTARE HIGROTERMIC A ANVELOPEI

8.1. Generaliti Anvelopa cdirii, subsistemul care ndeplinete simultan rolul de barier i filtru n raport cu manifestrile climatice, trebuie s fie capabil s protejeze, dar i s valorifice sursele de energie natural, regenerabil, pe care mediu le ofer. Proiectarea higrotermic a anvelopei are ca obiectiv asigurarea condiiilor de confort, igien i funcionalitate optim, corespunztor destinaiei cldirilor i ncperilor, cu consumuri energetice minime.Atingerea acestui deziderat presupune:- cunoaterea aciunilor exterioare;- precizarea obiectivelor, criteriilor i nivelurilor de performan;- stabilirea valorilor normate ale nivelurilor de performan;- soluii constructive optime sub aspectul criteriilor menionate;- dezvoltarea metodelor de evaluare a nivelului de performan efectiv pentru soluiile constructive adoptate.Informaii complete referitoare la aspectele sus menionate sunt oferite de reglementrile normative n vigoare, cu referiri att la cldirile noi, aflate n faza de concepie i proiectare, ct i la cele existente ce urmeaz a fi reabilitate pentru a fi aduse la nivelul exigenelor actuale. Maniera de abordare a problematicii proiectrii higrotermice a anvelopei este prezentat n fig. 8.1.

Parametri climatici exterioriParametrii microclimatului interiorinteriorInteraciunea cldire-mediu1. Fenomene de transfer1. Modele matematiceVerificri higrotermice(confort, igien, risc de condens)Opiunea pentru materiale i soluii constructiveVerificri privind consumul de energie n exploatareConfortStabilirea nivelurilor de performan efectiveConsum de energieEmisii de poluaniReglementri tehnice

Fig. 8.1 Proiectarea higrotermic a anvelopei. Schema bloc

8.2. Satisfacerea exigenelor de confort8.2.1. Rezistena termicSe consider c elementele de nchidere rspund exigenelor minimale de confort termic dac rezistena termic specific a acestora (cu excepia suprafeelor vitrate), R este mai mare sau cel puin egal cu rezistena minim necesar la transfer termic, Rnec.Rezistena specific reprezint criteriul de apreciere al exigenei privind confortul termic, iar rezistena minim necesar ne d o valoare normat a acestui criteriu, rezultat pe baza relaiei:

[m2K/W] (8.1)n care: Ti, reprezint temperatura aerului interior, conform STAS 1907/2-80, att pentru ncperile nclzite ct i pentru cele nenclzite;Te, temperatura aerului exterior, care se consider astfel: - pentru spaiile exterioare Te = Tec unde Tec este valoarea convenional a temperaturii exterioare corespunztoare zonei climatice n care este amplasat cldirea;- pentru ncperile alturate mai reci (holuri de intrare, casa scrii etc.) conform prevederilor STAS 1907/2-80.i, coeficientul de transfer termic prin suprafa la interior cu valorile prezentate n capitolul 4;Ti max, diferena maxim admis ntre temperatura aerului interior i temperatura medie ponderat, a suprafeei interioare a elementului de construcie, conform tabelului 7, STAS 6472/3-89.Condiia exprimat prin relaia 8.1. se aplic i elementelor adiacente rosturilor nchise, izolate fa de aerul exterior precum i elementelor interioare care separ spaii cu temperaturi diferite.La casa scrii i alte spaii de circulaie se admite R 0,22 m2K/W, iar la vitrine R 0,18 m2K/W.

8.2.2. Valori recomandate pentru microclimatul interior Satisfacerea exigentelor de confort pentru utilizatori, n spiritul indicatorilor PMV - PPD, reclam anumite valori pentru parametrii microclimatului interior funcie de destinaia spaiului, respectiv natura activitii i mbrcminte. Astfel pentru locuine, reglementrile normative recomand:1. Pentru anotimpul rece:1. temperatura operativ To = 22C ntr-una din ncperile apartamentului i n baie i To = 20 C n celelalte ncperi;1. viteza medie relativ a aerului v 0,15 m/s;1. umiditatea relativ 30 70%;1. diferena de temperatur pe vertical ntre nivelul gleznelor (la 0,1 m de pardoseal i nivelul capului (1,8 m pentru o persoan n picioare i 1,1m pentru o persoan eznd) T 3C;1. temperatura minim pe suprafaa pardoselii Tp min = +18 C iar maxim, Tp max = +26 C;1. diferena dintre temperatura aerului Ti i valoarea medie a temperaturii suprafeei Tsi min pentru fiecare element de anvelop trebuie s fie ct mai mic.Valoarea maxim admisibil pentru aceast diferen este stabilit pentru fiecare element n parte, funcie de destinaia cldirii i tipul de element. Astfel, pentru pereii exteriori opaci ai ncperilor cldirilor de locuit, spitalelor, creelor, grdinielor, Ti max = 4C, iar pentru planeele acoperiurilor teras Ti max = 3C.1. Pentru anotimpul cald: 1. temperatura aerului interior Ti = 2526C1. viteza relativ medie a aerului interior Vi 0,3 m/s.

8.3. Verificarea riscului de apariie a condensului pe suprafaa elementelor de construciePentru evitarea riscului de condens pe suprafaa elementelor de construcie este necesar respectarea condiiei ca temperatura suprafeei interioare Tsi a elementelor de construcie, att n cmp ct i la coluri i n dreptul punilor termice, s fie mai mare dect temperatura punctului de rou, Tr.Temperatura pe suprafaa interioar a elementelor de construcie, fr puni termice, n cmp curent se determin cu relaia:

(8.2)n celelalte cazuri cum sunt colurile sau zonele de racordare cu elemente de construcie adiacente precum i n zona punilor termice, temperaturile pe suprafa se determin pe baza analizei cmpului plan sau spaial de temperaturi cu metodele prezentate n capitolul 4.Pentru detaliile curente ntlnite la cldiri de locuit, valorile temperaturilor superficiale minime, Tsi,min , sunt date n normativul C107/3-97, tabelele 173. Valorile sunt valabile pentru zona II-a climatic i temperatura interioar de + 20 o C, pentru alte valori de temperatur Ti , Te) fiind valabil relaia:

T 'si,min =T 'i (T'i T 'e) (Ti Tsi, min) / (Ti T e) (8.3)

Norma european SR EN ISO 13 788/2002 introduce, drept criteriu pentru evaluarea riscului de condens i mucegai "factorul de temperatur pe suprafaa interioar", fRsi, mrime ce reflect calitatea termic n diferite zone ale anvelopei i se determin cu relaia :

fRsi = (T si Te) / (Ti T e) (8.4)Pentru elementele anvelopei alctuite din straturi paralele omogene relaia devine :

fRsi = 1 - Ri U (8.5)

Prin urmare factorul de temperatur pe suprafa este egal cu unitatea, cnd coeficientul de permeabilitate termic, U = 0, adic izolaia termic este maxim, (rezistena termic este infinit) i U =1/Ri cnd elementul nu este deloc izolat .Utilizarea factorului de temperatur permite aprecierea nivelului de izolare termic n orice punct al anvelopei, inclusiv n zonele cu puni termice, valoarea acestuia estimndu-se prin calcul sau msurtori.Conform SR EN ISO 13 788/2002 proiectarea n vederea evitrii riscului de condens superficial implic urmtoarele etape:1. stabilirea parametrilor caracteristici ai mediului exterior, funcie de amplasamentul cldirii ;1. stabilirea concentraiei interioare maxime de vapori de ap; 1. stabilirea temperaturii superficiale minime acceptabile la care apare condens, respectiv a temperaturii la care concentraia efectiv devine egal cu cea de saturaie;1. determinarea valorii minime acceptabile pentru factorul de temperatur superficial din condiia evitrii condensului.n situaia n care se urmrete evitarea apariiei i dezvoltrii mucegaiului se ia n considerare 80 % din valoarea concentraiei de saturaie.Pentru determinarea concentraiei de vapori maxime posibile ntr-un spaiu cu o anumit destinaie, norma european ofer urmtoarele posibiliti:1. ncadrarea cldirii ntr-o clas de ncrcare higrotermic conform destinaiei i activitii pe care o adpostete;1. considerarea unei valori constante a umiditii relative a aerului interior;1. aport de umiditate cunoscut i numr constant de schimburi orare;1. aport de umiditate cunoscut i numr variabil de schimburi orare.

8.4. Criterii i niveluri de performan privind difuzia vaporilor n elementele de construciePrincipiile care stau la baza proiectrii elementelor de construcii, din punct de vedere al evitrii condensului n interiorul structurii, sunt:1. cantitatea de ap provenit din condensarea vaporilor n masa elementelor de construcii n perioada de iarn, mw, s fie mai mic dect cantitatea de ap care s-ar evacua n perioada de var. Respectarea acestei condiii duce la concluzia c nu exist riscul acumulrii progresive de ap de la an la an. mw < mv (8.6)1. creterea umiditii masice (gravimetrice), w, la sfritul perioadei de condensare nu trebuie s depeasc valoarea maxim admisibil, caracteristic fiecrui material (cu referiri la materialul n care se produce condensarea vaporilor).

(8.7)n care: este densitatea aparent a materialului care s-a umezit prin condensare, n Kg/m3;mw - cantitatea de ap provenit din condensare.dw - grosimea stratului de material n care se produc acumulri de ap, n m, stabilit conform fig. 8.1.

Fig.8.1 Stabilirea grosimii stratului de material care se umezete ca urmare a acumulrii progresive de apa element omogenb element stratificat

.Pentru materiale instabile la ap, care se degradeaz prin putrezire Wad = 0.

8.4.1. Verificarea acumulrii progresive de ap n interiorul elementelor de construcie Verificarea acumulrii progresive de ap n structura elementelor de construcie, pe baza relaiei 8.6, conform normei europene, este echivalent cu analiza bilanului anual de umiditate, care const n compararea cantitii de ap posibil a fi acumulat pe ntreaga durat a anului cu cantitatea de ap posibil a fi eliminat prin uscare. Conform reglementrilor europene, cantitatea de ap condensat anual rezult prin cumularea valorilor corespunztoare fiecrei luni n care exist riscul de condens. Acesta se verific cu metoda grafo analitic Glasser prezentat n capitolul 6.4, pentru fiecare lun, ncepnd cu luna octombrie, pentru valoarea minim lunar a temperaturii exterioare i condiii interioare standard. In cazul n care riscul de condens este prezent, se calculeaz cantitatea de ap acumulat n luna respectiv. Cantitatea de ap eliminat prin uscare se determin n aceeai manier, luna de debut a procesului de eliminare considernduse aceea n care, calculnd cantitatea de ap acumulat se obine un rezultat negativ. Aceasta semnific faptul c apa coninut n zona sau n suprafaa de condens s-a evaporat. 1. Dac aceast evaporare are loc ntr-o zon de condens, se recalculeaz conform 6.13.1. Dac exist o suprafa de condens se ia n considerare cantitatea de ap rezultat cu semn negativ.Pentru evitarea problemelor determinate de condensul interstiial trebuie avute n vedere urmtoarele:1. Apa condensat nu trebuie s nruteasc i nici s modifice semnificativ caracteristicile materialelor care se gsesc n zona de condens;1. n orice situaie, cantitatea de ap rezidual dup derularea unui ciclu de condens trebuie s fie nul;1. Cantitatea total de ap condensat nu trebuie s depeasc 800 g /m2 ceea ce reprezint :0. 1% din volum n cazul materialelor izolante termic (respectiv 0,4 l /m2 sau 400 g/m2 ntr-un strat izolant de 4 cm grosime)0. 3 % n mas in lemn i produse derivate din lemnMetoda prezentat poate fi considerat mai degrab o metod de evaluare dect un instrument de predicie, dat fiind numrul mare de mrimi cu variaie aleatoare care intervin n proces. Este util n faza de proiectare pentru compararea mai multor soluii posibile i /sau optimizarea unor soluii adoptate pe alte criterii.

8.4.2. Cum pot fi evitate problemele legate de difuzia vaporilorn cazul cnd una din condiiile 8.6 sau 8.7 nu este ndeplinit, sunt necesare msuri constructive pentru reducerea cantitii de vapori care condenseaz n structura elementului, n perioada rece a anului.Asemenea msuri constau n:1. dispunerea raional a materialelor n structurile stratificate, adic n ordinea descresctoare a permeabilitii la vapori, de la interior spre exterior;1. introducerea sau suplimentarea barierei de vapori pe suprafaa cald a termoizolaiei;1. o izolaie termic corespunztoare realizat prin dispunerea la exterior a materialului termoizolant;1. reducerea permeabilitii la vapori a straturilor situate dup zona sau suprafaa de condens;1. introducerea straturilor de difuzie, n contact cu exteriorul, la acoperiuri teras, sub bariera de vapori i sub hidroizolaie;1. adoptarea unor structuri fr risc de condens n mas cum sunt structurile omogene, terasele inverse i structurile ventilate (fig.8.3).

Fig. 8.3 Alctuiri constructive fr risc de condens n mas

a. perete omogen; b. perete cu termoizolaie la exterior i ecran ventilat;c. teras inversat; d. nvelitoare izolat termic i strat de aer ventilat

Este de preferat utilizarea unor soluii constructive care nu implic utilizarea barierei de vapori. Aceasta poate fi perforat n timpul execuiei sau exploatrii ceea ce i afecteaz eficacitatea. De altfel, bariera de vapori mpiedic migraia vaporilor n ambele sensuri, ncetinind i procesul de uscare. Se spune, n asemenea situaii, c peretele nu respir. Practica a demonstrat c nici eficacitatea straturilor de difuziune nu este garantat dect ntr-o proporie redus.

8.5. Criterii i niveluri de performan privind consumul de energie n exploatare pentru cldiri de locuit8.5.1. Rezistena termic medie Rezistena termic medie este o mrime ce caracterizeaz ansamblul unei cldiri sau unui tronson de cldire, din punct de vedere al proteciei termice i al consumului de energie n exploatare, a crei evaluare presupune:1. calculul rezistenelor termice corectate medii, Rm, pentru fiecare element de nchidere n parte (perei exteriori, planee peste ultimul nivel, ferestre, planee peste subsol, pardoseli la nivelul solului, perei la rosturi nchise etc.) i compararea cu valorile normate;1. calculul rezistenei termice medii, RM, pe ansamblul tuturor elementelor de construcie prin care are loc transferul de cldur.Rezistena termic medie a elementelor de construcie ce compun anvelopa, R`m, ca mrime invers a coeficientului de permeabilitate termic, Um, se calculeaz cunoscnd rezistena termic specific i ariile aferente cu relaia:

R`m = Aj R`j / Aj (8.8)

Valorile medii ale rezistenelor termice pe elemente trebuie s fie mai mari sau cel puin egale cu valorile prevzute n tabelul 8.1 preluate dup normativ C107 1 /-94 anexa 3.1.Tabelul 8.1Rezistene termice medii, Rm (m2K//W) ale elementelor de construcie care alctuiesc anvelopa cldirilor de locuit; valori minime necesareNr.crtElementul de construcieRezistena termic minim necesar, Rmin , (m2K /W)

Cldiri proiectate pn la 1. 01.1996Cldiri proiectate dup 1. 01.1996

1. Perei exteriori (exclusiv suprafeele vitrate, inclusiv la rosturile deschise)1,201,40

2Tmplrie exterioar0,400,50

3

Planee peste ultimul nivel (sub pod, sub teras)2,003,00

4Planee peste pivnie i subsoluri nenclzite1,11,65

5Plci n contact cu solul0,901,35

6Planee care delimiteaz cldirea la partea inferioar, de exterior (la ganguri de trecere, bovindouri etc)

3,00

4,50

7Perei adiaceni rosturilor nchise0,901,10

Analog, rezistena termic medie a ansamblului elementelor de construcie care separ cldirea de exterior, R'M, poate fi calculat cu una din relaiile:

(8.9)n care: A reprezint aria total, pe cldire, a elementelor de construcie cu rezistena termic RJ A = Aj (8.10)Aj, suprafeele elementelor de construcie caracterizate prin aceeai rezisten termic specific i delimitnd spaii cu aceleai temperaturi Tij ale tuturor ncperilor cldirii, n m2;R`j, rezistenele termice corectate, ale elementelor de construcii perimetrale pentru care se determin rezistena termic medieij, factorul de corecie a temperaturilor exterioare, calculat cu relaia:

(8.11)n care:Tu, temperatura n spaiile nenclzite din exteriorul anvelopei, determinat pe baza unui calcul de bilan termic.Ti, temperatura interioarTe, temperatura exterioar de calcul funcie de zona climatic n care este amplasat cldirea Pentru situaii frecvent ntlnite n proiectare valorile temperaturii Tu i a factorului de corecie a temperaturii exterioare sunt date n tabelul 8.2 (C107/2-2 97).Tabelul 8.2.Valorile temperaturilor n spaii nenclzite i a coeficienilor de corecie a temperaturii exterioare pentru situaii frecvent ntlnite

Spaiul

Zona climatic

IIIIIIIV

TeMediul exterior-12- 15-18-211,0

TuRosturi deschise i poduri-9- 12- 15- 180,9

TuRosturi nchise, pivnie, subsoluri nenclzite, alte spaii nenclzite+ 5+ 3+ 1- 10,5

TPPmnt, la adncimea de 7 m de la cota terenului sistematizat+ 11+ 10+ 9+ 81,0

La determinarea valorilor Rm i RM, cldirea se consider delimitat la exterior prin intermediul urmtoarelor elemente de construcii:- perei exteriori (inclusiv spre rosturile de dilataie deschise), ferestre i ui exterioare;- planeul peste ultimul nivel, sub teras sau pod;- planeul peste subsol sau placa de pardoseal de pe pmnt.

8.5.2. Coeficientul global de pierderi de cldur i nivelul global de izolare termicAprecierea cldirilor de locuit din punct de vedere al performanei energetice se face prin coeficientul global de pierderi de cldur raportat la valorile normate (fig. 8.4).

Arhitectura

1. Raport A/V1. Raport vitraj/opac1. Relaia cu terenul

Protecia termic1. procent puni termice1. izolare termic suprafee opace1. izolare termic vitraj1. spaii tampon

Ventilarea1. rata ventilrii vol/hCoeficient global de izolare termicG[W/m3K]Coeficient global normat de izolare termicGN[W/m3K]

Fig. 8.4 Verificarea performanei energetice a cldirilor de locuit

a. Coeficientul global de pierderi de cldur este un criteriu de apreciere a gradului de izolare termic a cldirilor, care include att necesarul de energie pentru compensarea pierderilor de cldur prin transmisie ct i pentru nclzirea aerului ventilat.Valoarea acestui coeficient este o caracteristic a cldirii i reprezint energia necesar pentru a compensa pierderile de cldur corespunztoare unui m3 de volum nclzit, determinate de o diferen de temperatur de 1 K. Aceast valoare poate fi calculat cu relaia:

[W/m3K] (8.12) n care: RM, i A au semnificaiile prezentate anterior;V reprezint volumul nclzit al cldirii; n, rata ventilrii naturale, respectiv numrul de schimburi de aer pe or (h-1); 0, densitatea aerului, n Kg/m3, c, cldura specific a aerului, n W/KgK.Analiznd relaia 8.12 se observ c gradul de izolare termic a unei cldiri depinde de rezistena termic medie pe cldire, dar i de raportul dintre aria anvelopei i volum nclzit, A/V, i de rata ventilrii naturale.Raportul A/V poart numele de indice de compactitate i depinde direct de configuraia spaial a cldirii; cu ct valoarea acestuia este mai redus cu att performana energetic a cldirii este mai bun. Volumul cldirii, V, n m3, reprezint volumul delimitat pe contur de suprafeele perimetrale care alctuiesc anvelopa cldirii i reprezint volumul nclzit al cldirii, cuprinznd att ncperile nclzite direct, cu elemente de nclzire, ct i ncperile nclzite indirect, fr elemente de nclzire, dar la care cldura ptrunde prin pereii adiaceni, lipsii de o termoizolaie semnificativ. Sunt incluse cmri, debarale, vestibuluri, holuri de intrare, casa scrii, puul liftului i alte spaii comune, inclusiv mansardele precum i ncperile de la subsol, nclzite la temperaturi apropiate de temperatura predominant a cldirii. Nu se includ ncperile cu temperaturi mult mai mici dect temperatura predominant a cldirii (camerele de pubele) precum i verandele, balcoanele i loggiile, chiar n situaia n care ele sunt nchise cu tmplrie exterioar.La pierderile de cldur prin transfer termic se adaug pierderile aferente unor condiii normale de remprosptare a aerului interior i pierderile suplimentare de cldur aferente infiltraiei aerului exterior, care poate ptrunde prin rosturile tmplriei. Dac se introduc valorile pentru densitatea i cldura specific a aerului, aceste pierderi, raportate la volumul cldirii V i la diferena de temperatur T = Ti -Tc, au valoarea 0,34n (W/m3K). Nivelul global de izolare termic al unei cldiri rezult comparnd valoarea coeficientului global de pierderi de cldura G, calculat anterior cu coeficientul global normat de izolare termic GN,G GN (8.13)Valorile normate GN se stabilesc funcie de numrul de niveluri, N, al cldirii i raportul ntre aria anvelopei i volumul nclzit. conform tabelului 8.3.Analiza tabelului 8.3 evideniaz urmtoarele aspecte:1. cldirile reclam un grad de izolare termic cu att mai mare cu ct numrul de niveluri este mai redus;1. gradul de izolare termic necesar este cu att mai mare cu ct indicele de compactitate definit prin raportul A/V este mai mare.Funcie de valorile acestui coeficient, cldirile pot fi considerate avantajoase sau nu din punct de vedere energetic. n cazul n care gradul de izolare termic al unei cldiri proiectate se situeaz sub nivelul normat, (relaia 8.13 nu este respectat) se adopt urmtoarele msuri:1. reducerea raportului A/V respectiv mrirea compactitii cldirii, dac este posibil;1. reducerea procentului de vitrare n limitele impuse de exigenele referitoare la iluminatul natural i considerente arhitecturale;1. utilizarea unor ferestre termoizolante;

Tabelul 8.3Coeficienii globali normai de izolare termic GN la cldiri de locuit

Numrul de niveluriNA/Vm2/m3GNW/(m3K)Numrul de niveluriNA/Vm2/m3GNW/(m3K)

10,800,7740,250,46

0,850,81

0,300,50

0,900,85

0,350,54

0,950,88

0,400,58

1,000,91

0,450,61

1,050,93

0,500,64

>l,100,95

>O,550,65

20,450,5750,200,43

0,500,61

0,250,47

0,550,66

0,300,51

0,600,70

0,350,55

0,650,72

0,400,59

0,700,74

0,450,61

>0,750,75

>0,500,63

30,300,49>100,150,41

0,350,53

0,200,45

0,400,57

0,250,59

0,450,61

0,300,53

0,500,65

0,350,56

0,550,67

0,400,58

>0,600,68

>0,45>0,59

1. creterea rezistenei termice la perei prin reducerea procentului de puni termice i utilizarea unor materiale termoizolante, de mare eficien (polistiren, psl, vat mineral etc.);1. mbuntirea izolrii termice a suprafeelor orizontale (planee de pod, acoperi teras, planee peste subsol sau pardoseli la nivelul solului) avnd n vedere c acestea influeneaz considerabil gradul de izolare termic, n special la cldiri cu un numr redus de niveluri.

8.6. Performana energetic global a cldirilor cu alt destinaie dect locuireaMetoda de verificare a nivelului de satisfacere a exigenei privind performana energetic a cldirilor cu alt funciune dect locuirea al cror regim de nlime nu depete P+10 etaje, este prezentat n Normativul C 107/2-97.Prevederile normativului C 107/2-97 se aplic la proiectarea, verificarea i expertizarea proiectelor noi de cldiri care au alt destinaie dect cea de locuire, iar pentru amenajri sau modernizri ale cldirilor existente, are numai caracter de recomandare.Sintetic, verificarea performanei energetice la cldirea care au alt funciune dect locuirea, este prezentat n fig. 8.5.Criteriul de performan termoenergetic global a cldirilor care au alt destinaie dect locuirea este coeficientul global de izolare termic G1, exprimat n W/(m3K), care reprezint cantitatea de cldur necesar pentru compensarea pierderilor de cldur prin transmisie aferente unui volum unitar de spaiu nclzit i unei diferene de temperatur unitare interior exterior. Verificarea const n compararea valorii efective cu cea normat conform relaiei:G1 < G1 ref [W/(m3K)] (8.14)n care G1 ref reprezint coeficientul global de referin. .Coeficient global de izolare termicG1[W/m3K]Coeficient global referinGref[W/m3K]

Aporturi solareClasa de inerie - mare - micModul de ocupare- continuu- discontinuu

Arhitectura

1. Raport A/V1. Raport vitraj/opac1. Relaia cu terenul

Protecia termic1. procent puni termice1. izolare termic suprafee opace1. izolare termic vitraj1. spaii tampon

Aporturi interne

Ventilare

Fig. 8.5 Verificarea nivelului global de protecie termic la cldiri cu alt destinaie dect locuirea

Cldirile la care se aplic prevederile normativului C 107/2-97 se mpart n dou categorii, funcie de durata de ocupare i clasa de inerie:1. cldiri de categoria 1, n care intr cldirile cu "ocupare continu" i cldirile cu "ocupare discontinu" de clas de inerie mare, definit conform anexei B, Normativ C107 /2- 97;1. cldiri de categoria 2, n care intr cldirile cu "ocupare discontinu", cu excepia celor din clasa de inerie mare.

Cldirile cu "ocupare continu" sunt considerate acele cldiri a cror funcionalitate impune ca temperatura mediului interior s nu scad, n intervalul orar 0-7, cu mai mult de 7C sub valoarea normat de exploatare, n acesta categorie ncadrndu-se creele, internatele, spitalele etc.Cldirile cu "ocupare discontinu" sunt acele cldiri a cror funcionalitate permite ca abaterea de la temperatura normat de exploatare s fie mai mare de 7C pe o perioad de 10 ore pe zi, din care cel puin 5 ore n intervalul orar 0-7; din aceast categorie fac parte: colile, slile de curs, amfiteatrele, slile de spectacole, cldirile administrative, restaurantele, cldirile industriale cu unul sau dou schimburi etc, de clas de inerie medie i mic (anexa 8).Coeficientul global efectiv G1 al unei cldiri sau al unei pri dintr-o cldire se calculeaz pe baza relaiei:

[W/m3K)] (8.15) n care:V reprezint volumul nclzit al cldirii sau prii de cldire, n m3, A, aria suprafeei elementului de construcie j, n m2 , prin care se produce schimb de cldur;

j, factor de corecie a diferenei de temperatur ntre mediile separate de elementul de construcie j;Rmj , rezistena termic corectat, a elementului de construcie j. Coeficientul global de referina G1 ref se calculeaz cu relaia:

[W/m3K)] (8.16) G1ref= 1/V [A, /a+A2 /b+A3 /c+d-P+A4 /e] [W/(m3K)] (8.20)n care:Ai reprezint aria suprafeelor componentelor opace ale pereilor verticali, n m2, care fac cu planul orizontal un unghi mai mare de 60, aflai n contact cu exteriorul sau cu un spaiu nenclzit, calculat lund n considerare dimensiunile interax; A2, aria suprafeelor planeelor de la ultimul nivel, n m2, aflate n contact cu exteriorul sau cu un spaiu nenclzit, calculat lund n considerare dimensiunile interax; A3, aria suprafeelor planeelor inferioare, n m2, aflate n contact cu exteriorul sau cu un spaiu nenclzit, calculat lund n considerare dimensiunile interax;P, perimetrul exterior al spaiului nclzit aferent cldirii, n m, aflat n contact cu solul sau ngropat;A.4, aria suprafeelor pereilor transpareni sau translucizi, n m2, aflai n contact cu exteriorul sau cu un spaiu nenclzit, calculat lund n considerare dimensiunile nominale ale golului din perete;V, volumul nclzit, n m3, calculat pe baza dimensiunilor exterioare ale cldirii; a, b, c, d, e, coeficieni de control pentru elementele de construcie menionate mai sus, ale cror valori sunt date n tabelele 1 i 2 din Normativul C 107/2-97, n funcie de: categoria de cldire 1 sau 2, specificat de C 107/2-97, tipul de cldire i zona climatic.Pentru cldirile la care suprafaa pereilor transpareni sau translucizi reprezint cel puin 50 % din suprafaa elementelor verticale de nchidere, coeficientul global de referin G1ref poate fi mrit cu o cantitate, GI ref, a crei valoare este dat n tabelul 3 din C 107/2-97, n funcie de categoria cldirii, de indicele solar Is, determinat conform anexei C i eventual de ineria termic a cldirii, determinat conform anexei B a Normativului C 107/2-97.

8.7 Exigene de performan privind economia de energieNecesarul anual de cldur utilizat pentru nclzirea cldirilor, n perioada rece, este un indicator important care reflect att gradul de protecie termic ct i economia de energie, reprezentnd principala caracteristic energetic a cldirilor.Criteriul de apreciere a gradului de satisfacere a exigenei privind economia de energie este necesarul anual de energie pentru nclzirea spaiului raportat la unitatea de volum sau unitatea de suprafa.In reglementarea tehnic "Ghid privind optimizarea nivelului de protecie termic la cldirile de locuit - Indicativ GP 058/2000, se prezint o metod simplificat pentru determinarea necesarului anual de cldur pentru nclzire la cldirile de locuit, pe baza coeficienilor globali de izolare termic, G.Prevederile acestei metode de calcul se aplic att la cldirile de locuit noi ct i la cldirile existente, pentru situaia de dinainte sau/i de dup modernizarea termotehnic, dar nu se aplic la urmtoarele categorii de cldiri:- cldirile proiectate pentru un aport activ de cldur solar;- cldirile prevzute cu instalaii de ventilare acionate mecanic, cu sau fr recuperarea cldurii.Necesarul anual de cldur pentru nclzire, aferent unui m3 de volum interior, se calculeaz cu relaia:Q = 24/1000 C Nz. G (Qi + Qs) (kWh/m3. an) (8.17)n care:Q este necesarul de cldur pentru un m3 de volum nclzit, n KWh/m3 an;G, coeficientul global de izolare termic al cldirii, n W/(m3K), care se determin n conformitate cu prevederile din Normativul C 107/1-97; C, coeficient de corecie [-];Nz, numrul anual de grade-zile de calcul, corespunztor localitii unde este amplasat cldirea, calculat pentru temperatura interioar medie n perioada de nclzire (Ti) i pentru temperatura exterioar medie zilnic ce marcheaz nceperea i oprirea nclzirii (Teo = +12 C), n K.zile; Qi, aportul de cldur rezultat din utilizarea cldirii, aferent unui m3 de volum nclzit, n KWh/m3an; Qs, aportul de cldur provenit din radiaia solar, aferent unui m3 de volum nclzit, n KWh/m3an. C, coeficient de corecie ce ine seama de:- reducerea temperaturii interioare pe durata nopii;- variaia n timp a temperaturii aerului exterior;- dotarea instalaiei interioare de nclzire cu dispozitive de reglare termostatat a temperaturii interioare;Nz, numrul anual de grade-zile specific fiecrei localiti; valoarea de calcul se determin conform standardului SR 4839-97 innd seama de temperatura interioar medie a cldirii pe durata de nclzire calculat ca o medie ponderat a ncperilor componente. Aportul de cldur intern, Qi, provine din:- fluxul termic emis de persoanele care locuiesc, muncesc sau staioneaz n ncperile cldirii;- utilizarea apei calde pentru splat, activiti menajere etc.- prepararea hranei, n principal prin utilizarea combustibilului gazos;- utilizarea energiei electrice pentru diferite activiti (radio, TV, frigider, aspirator, main de splat etc);- iluminatul general i local;- funcionarea ventilatoarelor, a calculatoarelor, a aparatelor de aer condiionat etc; pentru cldirile de locuit aportul de cldur intern specific se va considera cu valoarea: Qi = 7 Kwh/(m3-an).Aporturile solare, Qs, luate n considerare se refer numai la suprafeele vitrate (ferestre i ui exterioare prevzute cu geamuri), neinndu-se seama de aportul de cldur realizat prin aciunea radiaiei solare asupra suprafeelor opace. Valoarea aporturilor solare depinde de aria suprafeelor vitrate, radiaia solar disponibil fiind funcie de orientare, gradul de penetrare a energiei prin vitraje, umbrire etc.Indicele anual de consum energetic este utilizat frecvent pentru a compara cldiri diferite din punct de vedere a eficienei energetice. Se obine mprind consumul anual total de energie (inclusiv cel destinat preparrii apei calde menajere, iluminatului sau altor activiti) la suprafaa brut nclzit a planeului, incluznd pereii. Se exprim n MJ / m2a, sau kWh / m2a. Acest indice permite o evaluare a nivelului de economisire a energiei prin compararea cu valori caracteristice a unor cldiri similare obinute pe baz statistic. In fig. 8.4 este prezentat gama indicilor de consum energetic pe tipuri de cldiri din Elveia i UE (cldiri administrative).Din figur se observ c valoarea indicelui de consum energetic n Elveia, pentru o cldire medie este de 700 MJ/m2 de planeu nclzit, ceea ce echivaleaz cu 20 litri de petrol pe m2.

Indice de consum energetic (kWh/m2an)Fig. 8.4 Distribuia statistic a indicilor de consum energetic pentru cldiri cu diferite destinaii din Elveia i alte ri europene, dup C. A. Roulet /88/

Cldirile bine izolate, construite dup noile norme, prezint un consum energetic anual mai redus, respectiv de 325 MJ/m2, respectiv 10 litri de petrol. Cldirile cu consum redus de energie, bine izolate i corect concepute n sensul valorificrii i altor surse de energie, n special energie solar, prezint un consum de energie de 160 MJ/m2 adic 4litri pe metru ptrat. S-au realizat cldiri cu consum energetic de 3 l/m2, iar pn n 2050 se preconizeaz realizarea caselor cu energie pozitiv.

Anexa 1Simboluri i uniti de msur

Nr.crt.SimbolMrimeUnitate demsur

1.

Difuzivitate termicm2/s

1. AArie de transferm2

1. cCapacitate caloric masicJ/kgK

1. cvConcentraia de vapori n aergvapori/kgaer

1. CGrad CelsiusC

1. CoCoeficientul de radiaie al corpului negruW/m2K4

1.

Indicele ineriei termice-

1. DaCoeficient de difuzie a vaporilor de ap n aerm2/s

1. DiDebitul de aer infiltratm3/h

1. DsDebitul surselor de vaporig/h

1. EPutere de emisie specific a corpului negruW/m2

1. gAcceleraie gravitaionalm/s2

1. GIndice global de putere termic specific denumit i coeficient global de izolare termic a cldiriiW/m3K

1. iCoeficient de permeabilitate la aer a tmplrieim3/hmPa2/3

1. IIntensitatea radiaiei solareW/m2

1. JJouleJ

1. KGrad KelvinK

1.

Coeficient de cuplaj termicW/K

1. nRata ventilriih-1

1. pPresiunePa

1. pVPresiune parial a vaporilor Pa

1. pVSPresiune de saturaie a vaporilorPa

1. qDensitate de flux termicW/m2

1. QCantitate de cldurJ sau kWh

1. RRezisten termic specificm2K/W

1. R'Rezisten termic specific corectatm2K/W

1.

Rezisten termic specific superficial interioarm2K/W

1.

Rezisten termic specific superficial exterioarm2K/W

1. sCoeficient de asimilare termicW/m2K

1. tTimps sau h

1. , TTemperaturaC sau K

1. Ti , TeTemperatura aerului interior, respectiv exteriorC

1. Tsi , TseTemperatura pe suprafaa interioar, respectiv exterioarC

1. TRTemperatura rezultantC

1. TrTemperatura medie radiantC

1. Coeficient de transfer termic total al elementului de construcie (anterior numit permeabilitate termic sau transmitan, avnd simbolul k) W/m2K

1. Idem, corectatW/m2K

1. vVitezm/s

1. VVolumul m3

1. = c + rCoeficient de transfer termic total la suprafaW/m2K

1. cCoeficient de transfer termic prin convecieW/m2K

1. rCoeficient de transfer termic prin radiaieW/m2K

1. Coeficient de emisivitate termic(-)

1. a = Coeficient de absorbie a radiaiei termice(-)

1. Conductivitate termicW/mK

1. Umiditate relativ a aerului%

1. Flux termic (putere termic)W

1. DensitateKg/m3

1. Coeficient linear de transfer termic sau de transmitan linearW/mK

1. Coeficient punctual de transfer termicW/K

1. constanta Stefan-Boltzman : 5,67 10-7W/m2K4

Indici inferiori Uniti de timpa aere exterior s - secundec conveciei interior h - orer radiaie u spaiu nenclzit a anis suprafa d - zile

Factor de corecie a temperaturii exterioare (-)

Ecartul temperaturii superficiale (se noteaz i cu f) (-)

ANEXA 2

ANEXA 3

Numrul anual de grade zile de calculNrcrtLocalitatea a

D12Nr. crt.Localitatea a

D12

[K][Kzile][zile][K][Kzile][zile]

1. Adamclisi 10,831201931. Miercurea Ciuc6,54250242

1. 0. Alba Iulia8,9346021042.Odorheiul Secuiesc7,73940227

1. Alexandria 10,7315018943.Oradea10,23150195

1. Arad 10,4302019244.Oravia 10,93000187

1. Bacu 9,0363020945.Pltini-Sibiu4,55170266

1. Baia Mare9,5335020146.Petroani7,63960227

1. Brlad9,6346020047.Piatra Neam8,73560198

1. 0. Bistria 7,9385022448.Piteti9,73420199

1. Blaj8,9353021049.Ploieti10,13390196

1. Botoani9,0363020950.Poiana Stampei (Sv)4,05290284

1. Braov7,5403022751.Predeal4,85090259

1. Brila10,5317019052.Rmnicu Srat10,63170190

1. Bucureti10,6317019053.Rmnicu Vlcea10,33120194

1. Buzu10,7315018954.Reia10,13130196

1. Calafat11,4298018155.Roman8,83700210

1. Clrai11,2301018556.Satu Mare9,43370201

1. Cmpina8,9353021057.Sebe9,13470208

1. Cmpulung Moldovenesc6,5427024258.Sf. Gheorghe (Covasna)7,04140235

1. Cmpulung Muscel7,9382022459.Sibiu8,53660215

1. Caracal10,9310018760.Sighioara8,33640216

1. Caransebe10,1318019661.Sinaia (cota 1500)3,65650325

1. Cluj 8,3373021862.Slatina10,63200190

1. Constana11,5284018663.Slobozia10,63150190

1. Craiova 10,6317019064.Suceava7,54080230

1. Curtea de Arge8,8354021065.Sulina11,33000190

1. Deva9,6330020066.Trgovite10,13390196

1. Dorohoi8,4385021767.Trgu Jiu10,13390196

1. Drgani10,4312019268.Trgu Mure8,83540210

1. Fgra7,7393022769.Trgu Ocna9,33410205

1. Focani9,9335019670.Trgu Secuiesc6,84370237

1. Galai10,5319019071.Tecuci9,83390198

1. Giurgiu11,1303018572.Timioara10,63180190

1. Gura Hon (Arad)9,8329019873.Tulcea11,03070191

1. Grivia (Ialomia)10,5319019074.Turda8,73560198

1. Hui9,7342019975.Turnu Mgurele11,23010185

1. Iai9,4351020176.Turnu Severin11,62810181

1. Joseni4,9496025977.Urziceni10,63170190

1. Lugoj10,4310019278.Vaslui9,33570205

39.Mangalia11,4288018779.Vatra Dornei5,34580257

40.Medgidia11,5296018780.Zalu9,53300201

a - temperatura medie anualD12 durata convenional a perioadei de nclzire, corespunztoare temperaturii exterioare care marcheaz nceperea i oprirea nclzirii (eo = +12 K), [zile].

Anexa 4Intensitatea radiaiei solare totale ITj - Valori medii zilniceLocalitateaITj [W/m2]

VerticalOrizon-tal

SSV/SEV / ENV/NEN

Alexandria91,174,946,825,520,280,8

Bacu83,970,446,026,220,583,2

Brlad86,371,846,625,519,981,7

Botoani84,871,046,025,820,082,8

Bucureti92,576,047,425,720,382,0

Calafat91,374,545,724,419,477,4

Clrai95,077,647,625,219,881,1

Cmpina96,079,550,327,721,889,3

Caransebe85,470,744,925,019,978,8

Cluj Napoca88,274,248,527,721,588,4

Constana97,879,848,825,720,283,2

Craiova92,576,047,425,720,381,7

Curtea de Arge96,580,050,627,821,889,6

Dorohoi83,069,845,726,320,683,4

Drgani97,880,149,326,120,584,8

Galai92,175,646,825,019,680,6

Iai82,168,444,024,719,478,6

Oradea87,171,945,124,519,178,9

Predeal92,478,052,132,426,898,8

Rmnicu Srat99,881,449,625,719,984,8

Roiorii de Vede93,876,446,624,619,578,8

Satu Mare86,071,545,424,919,380,5

Sibiu86,772,947,827,421,684,9

Sighet88,674,247,926,620,386,6

Trgu Jiu91,575,647,626,020,583,3

Trgu Mure85,371,847,127,021,185,6

Trgu Secuiesc94,979,952,530,624,496,8

Timioara85,270,344,224,319,376,9

Turnu Mgurele91,374,846,325,019,979,2

Turnu Severin93,475,946,024,119,277,4

ANEXA 5

CARACTERISTICILE TERMOTEHNICE ALE MATERIALELOR DE CONSTRUCIE

Nr. crt.Denumirea materialuluiDensitatea aparent

kg/m3Conducti-vitateatermic decalculW/mKCoeficientulde asimilaretermics

W/mCFactorul rezistenei la permea-bilitate lavapori 1/KD

I Produse pe baz de azbest Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

1Plci i foi de azbociment19000,356,3524,3

2Plci termoizolante de azbest5003000,130,091,991,281,61,6

II Materiale asfaltice i bituminoase Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

3Mortar asfaltic18000,759,0585,0

4Beton asfaltic21001,0411,5185,0

5Bitum11000,173,37*)

III Betoane Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

6Beton armat26002,0317,9024,3

25001.7416,2521,3

24001,6215,3621,3

7Beton simplu cu agregate naturale de natur sedimentar sau amorf (pietri, tuf calcaros, diatomit)24001,6215,3621,3

22001,3913,6214,9

20001,1611,8612,1

18000,9310,088,5

16000,758,537,1

14000,587.024,7

12000,465.794.3

10000,374,743,9

8Beton cu zgur de cazan18000,879.758,5

16000,758,537,7

14000,647,377,1

12000,526,156,1

10000,414,994,7

9Beton cu zgur granulat18000,648,367,7

16000,587,507.1

14000,526,656,6

12000,465,796.1

10Beton cu zgur expandat16000,587,507,1

14000,466,256,5

12000,415,466,0

11Beton cu perlit12000,415,464,3

10000,334,473,4

8000,263,552,4

6000,172,492,1

12Beton cu granulit18000,819,417,1

17000.768,857,0

16000,708,246,9

15000.647,636.8

14000,587,026.5

12000,465,796.1

10000,354,614,7

8000.293,753,4

6000,232,892.4

4000.172,031.9

13Beton celular autoclavizat (gazbeton):-tip GBC - 507500,283,574,2

-tip GBN - 507000,273,394,2

-tip GBN - 356000,242,963,7

-tip GBN-T; GBC -T5500,222,713,5

14Produse rigide spumate din cenu de termocentral liat cu ciment5004000,200,162,461,973,12,6

IV Mortare Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

15Mortar de ciment18000,9310,087,1

16Mortar de ciment i var17000,879,478,5

17Mortar de var16000,708,245,3

18Mortar de zgur cu ciment1400 12000,640,527,376,155,74,7

V Vat mineral i produse din vat mineral Capacitate caloric masic c = 750 J [kgK]

19Vat mineral:-tip 60-tip 7060700,0420,0450,370,411,11,1

20Saltele din vat mineral- tip SCI 60. SCO 60.SPS 60- tip SPS 70100...130120...1500,040 0,0450.50 0,591,3 1,3

21Psl mineral:1. tip P 401. tip P 601. tip P 904060900,0430,0400,0400,310,360,441,11,62,0

22Plci din vat mineral:1. tip G 1001. tip G 1401. tip AP 1401001401201400,0480,0400,0440,510,550,562,12,42,4

23Plci rigide din fibre de bazalt tip PB 1601600,0500,662,5

VI Sticl i produse pe baz de sticl Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

24Sticl25000,7510,67

25Sticl spongioas400300 1,400,140,120,0751,841,480,8028,328,328,3

26Vat de sticl: -cal. I- cal. II801000,0360,0410,420,501,11,2

VI Produse pe baz de ipsos, perlit, diatomit Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

27Plci de ipsos1100 10000,410,375,234,476,16,5

28PIci de ipsos cu umplutur organic7000,233,',33,4

29Ipsos celular5000,182,341,7

30ap de ipsos16001,0310,0011,2

31Produse termoizolante din diatomit6005000,220,192,832,40--

32Plci termoizolante din perlit liate cu ciment2700,161621,9

VIII Pmnturi i umpluturi Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

33Pmnt vegetal n stare umed18001,1611,28-

34Umplutur din nisip16000,587,503,9

35Umplutur din pietri18000,708,742,4

IX Lemn i produse din lemn Capacitate caloric masic c = 2510 J [kgK]

36Pin i brad perpendicular pe fibre n lungul fibrelor5505500,170,354,125,9110,42,0

37Stejar i fag- perpendicular pe fibre- n lungul fibrelor8008000,230,415,787,7111,32,1

38Placaj ncleiat6000,174,3028,3

39Rumegu2500,092,022,4

40Plci termoizolante din tala, tip STABILIT4003000,140,133,192,662,42,1

41Beton cu agregatevegetale (tala, rumegu, puzderie)800 6000,21 0,165,52 4,175,3 5,0

42Plci termoizolante din coaj de rinoase- tip PACOSIP- tip IZOTER750 350 2700,216 0,125 0,116

5,42 2,82 2,385,3 2,4 2,1

43Plci din fibre de lemn, tip PFL (plci moi)- plci S- plci B i BA2203502304000,084 0,0942,08 2,322,7 3,7

44PIci aglomerate fibrolemnoase, tip PAF3000,0842,142,7

45Plci din achii de lemn, tip PAL:- termoizolante- stratificate

- omogene pline

- omogene cu goluri

350 650 550 700 600 500 450

0,101 0,204 0,180 0,264 0,2160,168 0,156

2,53 1,904,24 5,79 4,85 3,90 3,57

2,8 7,1 4,3 8,5 7,1 3,4 2,8

X Produse termoizolante fibroase de natur organicCapacitate caloric masic c = 1670 J [kgK]

46Plci aglomerate din puzderie, tip PAP3002000,1010,0861,911,443,53,0

47Stufit- presat manual - presat cu maina2504000,090,141,652,601,31,4

48Plci din paie2501200,140,052,050,851,41,3

49Saltele din deeuri textile simetrice, tip vat de tapierie1000,0450,741,1

XI Umpluturi termoizolante Capacitate caloric masic c = 840 J [kgK]

50Zgur de cazan10007000,350,264,613,323,32,9

51Zgur granulat, zgur expandat11009005000,360,310,194,904,112,403,43,12,7

52Cenu i zgur de termocentral6500,293,383,0

53Granulit9005003000,490,250,185,172,75 1,813,02,11,7

54Perlit2001000,0880,0831,030,711,70,9

55Diatomit7005000,250,203,262,46--

XII Pietre naturale i zidrie din piatr natural Capacitate caloric masic c = 920 J [kgK]

56Scorie bazaltic10000,264,16-

57Marmur, granit, bazalt28003,4825,4556,7

58Gresie i cuarite24002,0317,9917,0

59Pietre calcaroase200017001,160,9312,4210,2510,68,5

60Tuf calcaros13000,526,704,3

61Zidrie din pietre de forma regulat, cu densitate aparent a pietrei de:- 2800 kg/m3- 2000 kg/ m3- 1200 kg/ m32680196012603,191,130,5123,8912,136,5430,49,94,9

62Zidrie din pietre de form neregulat, cu densitatea aparent a pietrei de:- 2800 kg/ m3- 2000 kg/ m3- 1200 kg/ m32420190013802,551,060,6020,3011,577,4215,58,75,3

XlII Zidrie din crmizi, blocuri mici i produse din beton celular autoclavizat Capacitate caloric masic c = 870 J [kgK]

63Zidrie din crmizi pline18000.809.516.1

64Zidrie din crmizi cu guri verticale, tip GVP, cu densitateaaparent a crmizilor-1675 kg/m3-1475 kg/m3-1325 kg/m3-1200 kg/m3-1075 kg/m3- 950 kg/m3

170015501450135012501150

0,750,700,640,580,550,46

8,958,267,647,026,575,77

5,35,04,74,54,34,1

65Zidrie din crmizi de diatomit, cu densitatea aparent a crmizilor de 1000 kg/m312000,526,263,4

66Zidrie din blocuri mici pline din beton cu agregate uoare, cu densitatea aparent a blocurilor de:-2000 kg/m3-1800 kg/m3-1600 kg/m3-1400 kg/m3-1200 kg/m3-1000 kg/m31980180016201440126010801,160,930,750,610,500,4212,0210,268,727,436,295,3410,68,57,14,74,33,9

67Zidrie din blocuri de BCA: - cu rosturi subiri- tip GBN 35- tip GBN 50- cu rosturi obinuite- tip GBN 35- tip GBN 50

675775

725825

0,270,30

0,300,34

3,383,82

3,704,20

3,84,3

3,94,4

68Fii armate din BCA-tip GBN 35-tip GBN 506257250,250,283,133,573,74,2

XIV MetaleCapacitate caloric masic c = 480 J [kgK]

69Oel de construcii785058125,6

70Font720050111,7

71Aluminiu2600220140,8

XV Polimeri i spume de polimeri Capacitate caloric masic c = 1460 J [kgK]

72Polistiren celular200.0440.3030.0

73Spume de policlorur de vinil70300.0500.0500.610.403.03.0

74Poliuretan celular100.0420,3630.0

XVI Materiale n suluri Capacitate caloric masic c = 1460 J [kgK]

75Covor PVC - fr suport textil

- cu suport textil18001600160014000,380,330,290.238,497,467,005,83425425425425

76Pnza bitumat, carton bitumat etc.6000.173,28*)

*) Valoarea este conform STAS 6472/4-89

OBSERVAII:1.Conductivitile termice de calcul din anex sunt date la condiiile unui regim normal de umiditate a materialelor n timpul exploatrii, conform prevederilor din STAS 6472/4-89.2. Alte materiale dect cele din anex pot fi utilizate n elemente de construci