Metode de conservare a energiei pentru cladiri rezidentiale noiTrifa Raluca-Maria/UAUIM_Master CRPC/An 2/Semestrul 1Cuprins:

1. Traditional vs. Sustenabil

2. Factori care influenteaza conservarea energiei

3. Solutii

4. Exemple

5. Concluzii

6. Bibliografie

Exemplu de locuire sustenabila - Mario Cucinella Architects1. Traditional vs. sustenabil Cladirile rezidentiale - al caror numar a crescut considerabil intre 1965 - 1990, pentru a face fata afluxului de persoane din mediul rural, nu au tinut cont de ideea de sustenabilitate. Astfel:

85 % dintre cladirile rezidentiale au fost construite acum mai bine de 25 de ani;

25 de ani este perioada medie de timp in care ferestrele si fatadele raspund - in conditii optime - nevoilor oamenilor ce locuiesc si lucreaza in spatele lor; 40 % din totalul energiei produse pe Pamant este alocata incalzirii si racirii cladirilor de locuit;

25 % din reziduurile planetei provin din construirea/demolarea cladirilor; Se poate considera ca aceste cladiri rezidentiale standard, traditionale, functioneaza ca un aspirator de resurse. Aceste resurse sunt degradate, resturile fiind aruncate n mediu, sub forma de reziduuri toxice. Una dintre principalele probleme puse de o constructie standard, fie ea rezidentiala sau nu, se refera la consumul de energie: fiind construita din materiale reci, pentru incalzirea/racirea ei este necesara o cantitate mai mare de energie sau de combustibil, comparativ cu o locuinta sustenabila. Totodata, in cazul locuintelor dinainte de 90, nu s-a luat in considerare problema etanseizarii, astfel ca apar probleme ce tin de umiditate, condens, igrasie, lipsa ventilatiei si pierderi de caldura - datorate lipsei izolatiei, puntilor termice, materialelor de constructie, etc. In timp ce practicile standard de constructii sunt ghidate de considerente economice pe termen scurt, constructia sustenabila se bazeaza pe politici durabile care pun accentul pe accesibilitate, calitate si eficienta energetica. O cladire proiectata si construita intr-un mod durabil minimizeaza utilizarea apei, a materiilor prime, a energiei, a terenului pe parcursul intregului ciclu de viata al cladirii.

Cladirile sustenabile castiga un avant semnificativ in industria constructiilor. Avand un design inteligent, acestea pot economisi energie, prin implementarea unor metode de conservare, astfel ca impactul asupra mediului este redus semnificativ.

Scopul proiectarii durabile a cladirilor rezidentiale consta in gasirea solutiilor constructive care sa raspunda nevoilor curente ale populatiei in continua crestere si rezolvarea problemelor specifice locuintelor traditionale. 2. Factori care influenteaza conservarea energiei

Performanta energetica a unei cladiri este reprezentata de cantitatea de energie consumata pentru a face fata necesitatilor legate de utilizarea standard, care presupune intre altele incalzirea, respectiv racirea cladirii, apa calda, ventilatia si iluminatul.

Eficienta energetica este influentata de mai multi factori, printre care: Situl;

Amplasarea, orientarea si forma cladirii - expunerea la soare;

Influenta structurilor invecinate;

Caracteristici tehnice si de montaj ale elementelor structurale si nestructurale;

Etanseizare (termoizolatie, hidroizolatie, impermeabilitate a aerului);

Sisteme de incalzire/racire; Ventilatie; Existenta unor resurse proprii de generare a energiei; Consumatorul - utilizarea rationala a energiei;3. Solutii: In cazul proiectarii unei cladiri rezidentiale trebuie gandite o serie de elemente care sa raspunda problemelor puse de incalzire/racire, ventilatie, iluminat, incalzirea apei avand ca scop primar conservarea energiei. Printre aceste solutii se numara:a. Folosirea energiei solare pasive Forma cladiri, orientarea corespunzatoare catre Sud, izolatia corespunzatoare si proportionarea eficienta a raportului dintre energia acumulata si caldura degajata de materiale constituie metode de folosire a energiei solare pasive. Acest tip de design se bazeaza pe efectul de sera, utilizand principii naturale pentru a incalzi in mod eficient spatiile utile cu un minim efort. In aceasta abordare, cladirea in sine ori un element al sau beneficiaza de caracteristicile energiei naturale din materiale si aer, dar si de avantajele create de expunerea la soare. Sistemele pasive sunt simple, au putine componente mobile si necesita o mentenanta minimala, fara sisteme mecanice.b. Materialele de constructite eficiente energetic Majoritatea energiei consumate de cladiri este energie de operare. Selectia materialelor de constructie vizeaza in mod special o abordare ecologica a procesului de constructie a unei cladiri, pe baza unor decizii responsabile inca din faza de planificare a materialelor ce vor fi utilizate.In faza initiala de constructive, un aspect important ce poate minimiza costurile este reprezentat de energia utilizata pentru productia si distributia materialelor utilizate, care se reflecta direct in pretul final si in performantele energetice ale cladirii pe termen lung. O solutie ideala constra in selectarea unor materiale locale cu cost energetic de productie scazut sau reciclate.

Inertia termica a materialelor trebuie de asemenea sa primeze in alegerea lor (energia materialelor de constructie poate contribui la energia folosita de o cladire pe o perioada de 50 de ani in proportii cuprinse intre 15-20%). Inertia termica reprezinta capacitatea cladirii de a mentine o temperatura interioara cat mai apropiata de valoarea medie exterioara in absenta unei surse de incalzire sau racire, astfel ca folosirea unor materiale eficiente din punct de vedere energetic este indicata.c. Izolarea corespunzatoare a elementelor componente

Materialele de izolatie alaturi de caracteristicile tehnice si de montaj ale elementelor constructive joaca un rol esential in eficientizarea consumului de energie al unei cladiri, prin etanseizarea termica a planseelor, peretilor si acoperisurilor. Eficienta izolatiei termice presupune continuitatea sa pe intreaga suprafata a anvelopei. Orice discontinuitate fizica sau geometrica genereaza o punte termica ce se caracterizeaza prin pierderi de caldura, risc de condens si discomfort. Calea cea mai rationala si eficienta de reducere a necesarului de energie pentru incalzire consta probabil intr-o izolare termica combinata si o acumulare a caldurii suprafetelor exterioare, o izolare optima a usilor si ferestrelor dar si prin folosirea pasiva a energiei solare. Izolatia previne transferul caldurii din interior in mediul exterior si poate reduce semnificativ costul utilitatilor lunare.Diverse tipuri de izolatii se pot folosi pentru pereti, podele si tavane. Izolatia avand ca material de baza celuloza presupune folosirea de ziare reciclate ca materie prima, si tratarea hartiei cu substante ignofuge ori care pot tine la distanta insectele, fiind un material ecologic.d. Fatada si acoperisul verde Acoperisul verde reprezinta una dintre cele mai importante solutii de conservare a energiei in cadrul cladirilor rezidentiale, prin asigurarea unui microclimat constant in apartamentele de sub invelitoare, reducandu-se astfel consumul de energie necesar pentru incalzirea/racirea apartamentelor; reducere a insulelor de caldura; colectarea apelor pluviale (ce pot fi ulterior reutilizate). De asemenea, prin diminuarea poluarii, reducerea procentului de bioxid de carbon din atmosfera si crearea unor spatii pentru activitati ale comunitatii acoperisurile verzi reperezinta o solutie sustenabila optima pentru acest program de arhitectura. Fatada verde, la fel ca si acoperisul verde, poate constitui o alta modalitate de conservare a energiei, prin: umbrirea fatadei; scaderea temperaturii pe suprafata peretelui cladirii; marirea capacitatii de filtrare a aerului. e. Suprafete reflectorizante

Acoperisuri in culori deschise, impreuna cu ferestre ce au aplicate pelicule reflectorizante ajuta de asemenea la pastrerea unei temperature constante in interiorul locuintei, reducand astfel consumul de energie pentru racire pe timp de vara cu pana la 60%.f. Iluminat natural Lumina naturala ce intra usor intr-o cladire poate reduce necesitatile de iluminat artificial. Suprafetele vitrate corect dimensionate si orientate contribuie la reducerea pierderilor de caldura si valorificarea aporturilor solare. Strategiile de utilizare a iluminatului natural pot include luminatoare, tuburi ce reflecta lumina, colorarea suprafetelor, etc. Plasarea luminatoarelor in locatii cheie in cladire si folosirea dispozitivelor de umbrire pot permite accesul luminii naturale fara un efect semnificativ de incalzire. Iluminarea interioarelor intr-un mod eficient din punct de vedere energetic presupune asigurarea nivelului optim de lumina cu o investitie energetica minima. Principala ingrijorare in legatura cu folosirea luminii naturale este legata de caldura acumulata ca urmare a patrunderii luminii in interiorul cladirii. De asemenea, trebuie avut in vedere si aspectul prezentei razelor ultraviolete in lumina naturala, care pot afecta negativ materialele atinse. Exista totusi solutii simple de design si materiale care pot potenta avantajele economiei de energie cu lumina naturala: interioarele in culori deschise, etaje cu deschideri mari vitrate, etc. g. Ventilatie naturala

Rolul ventilarii naturale este unul complex, constand atat in reimprospatarea aerului, cat si in asigurarea confortului in special pe timpul verii. Ferestrele operabile, coridoarele si atriumurile sunt doar cateva din strategiile de design care ajuta la directionarea curentilor de aer pe baza unor principii de ventilatie naturala. In ceea ce priveste ventilarea podurilor locuintelor, elemente specifice in designul acoprisului pot inlesni aserisirea naturala, prin oferirea de cai de acces curentilor de aer. Astfel, un turn pozitionat central in structura unei cladiri poate indeplini rolul de ventilatie atribuit in mod traditional unui cos intr-o locuinta; la fel se intampla si in cazul unei curti interioare. O alta modalitate de a conserva energia, prin utilizarea curetilor naturali se refera la fatada dubla, compusa in general din doua straturi de sticla, separate de un strat de aer. Aceasta cortina permite patrunderea luminii in interior si minimizarea acumularii de caldura. Spatiul de aer poseda un sistem de eliberare a caldurii, in partea superioara. h. Elemente orizontale si verticale pentru controlul luminii si ventilatiei Plantarea de vegetatie in jurul unei locuinte poate ajuta la conservarea energiei, fiind posibila o reducere de pana la 30% in costurile de incalzire si racire prin planificarea atenta a peisajului. Arborii pot intrerupe curentii de aer, prevenindu-se astfel pierderile de caldura, ori pot directiona vantul pentru a ventila locuinta in mod natural. Vegetatia poate de asemenea sa umbreasca locuintele de soarele nedorit de vara dar totdata sa permita soarelui de iarna sa patrunda in locuinta odata cu caderea frunzelor. Plantarea unui start verde de arbori poate constitui o sursa de izolatie si poate mentine in egala masura o temperatura ponderata la nivelul solului. Reducand viteza curentilor de aer, un peisaj gandit sa conserve energia poate impiedica pierderea caldurii din interiorul unei cladiri prin ventilatie excesiva. Totodata, umbra creata de vegetatie reduce temperatura aerului in apropierea cladirii. Folosirea unei vegetatii dense pe partile de nord si de vest ale unei cladiri va bloca caldura soarelui la apus. Se pot utilize si alte elemente integrate cladirii rezidentiale, care sa ajute la conservarea energiei: elemente verticale (panouri metalice sau din materiale organice, jaluzele, peretii-aripa - portiuni ale peretilor verticali exteriori plasati perpendiculari pe ferestrele adicente pentru a imbunatati ventilatia prin ferestre.) ori elemente orizontale (console de mari dimensiuni, cornise extinse, terase).

i. Sisteme integrate de generare a energiei

Sistemul fotovoltaic foloseste celule fotovoltaice pentru a converti in mod direct caldura solara in electricitate. Un obstacol in folosirea de sisteme fotovoltaice il constituie costul initial ridicat, insa noile peformante tehnologice in domeniu au condus la scaderea costurilor initiale. Principala strategie in folosirea unui sistem fotovoltaic pentru o locuinta consta in reducerea necesitatilor de electricitate. Incalzirea cu ajutorul gazelor naturale pentru consum casnic se poate constitui intr-un sistem multifunctional, care sa asigure atat incalzirea si racirea spatiilor de locuit, dar si a apei. Un astfel de sistem este considerat o alternativa performanta (dar nu optima) pentru sistemele ce conserva energia, caci are niveluri de poluare reduse fata de alte sisteme de incalzire a apei, insa mai mari comparativ cu sistemele solare. Caldura geotermala este o forma de energie calorica inmagazinata in scoarta pamantulu. Energia geotermala poate fi obtinuta prin colectarea apei calde de la izvoarele termale, prin pomparea apei reci in gropi adanci, sapate la nivelul la care se gasesc rocile fierbinti. In acest caz, dupa ce apa este incalzita si transformata in aburi, se reintoarce la suprafata solului, fiind utilizata pentru incalzirea locuintelor.j. Educarea consumatorului

Metodele de economisire a energiei in cladirile de locuit pentru asigurarea dezvoltarii durabile pleaca de la analiza unor elemente din gospodarii:

apa, aparent nu se incadreaza in randul formelor de energie, dar manipularea, tratarea, reciclarea apei se face cu consum de energie; astfel, propunerea unor solutii de colectare a apelor pluviale in proiectul cladirii rezidentiale poate conduce la o reducere a energiei; energia electrica - reducerea consumului de energie electrica prin achizitionarea aparatelor cu randamente foarte mari (clase energetice ridicate, folosirea becurilor eficiente energetic, etc.4. Exemplea. Carabancel Housing, FOA

Complexul residential Carabanchel, proiectat de FOA, cuprinde 88 si apartamente de diferite tipuri si marimi. Cladirea este organizata de-a lungul axei N-S, ceea ce duce la expunerea la soarele puternic din E si V, de-a lungul intregii zile. Din acest motiv, arhitectii au propus o serie de terase cu latime de 1.5 m, dispuse perimetral si inchise cu sticla, in spatele carora se afla jaluzele verticale mobile din bambus. Datorita acestor masuri, in interiorul cladirii se realizeaza o ventilatie optima.

Totodata, a fost proiectat un zid vertical inverzit la nivelul parterului, din motive estetice dar si pentru conservare a energiei.

Carabanchel Housing, FOAb. Carabancel Housing, Dosmasuno Arquitectos

Pentru constructia complexului Carabanchel al arhitectilor DosMasUno din Madrid s-a folosit un sistem de module prefabricate, pentru a se reduce astfel energia si timpul necesare ridicarii cladirii. Izolatia peretilor exterior este plasata intre 2 straturi de beton de 10 cm (10+4+10), pentru a se reduce astfel pierderile de caldura in timpul iernii si supraincalzirea peretilor pe timpul verii. La fata exterioara a peretilor, pe directia sudica, s-a aplicat o folie de aluminiu iar apoi o vopsea reflectorizanta, tot pentru a creste inertia termica a peretilor. Alte masuri adoptate de arhitecti in vederea conservarii energiei, au constat in proiectarea unor console de mari dimensiuni si a unei fatade duble cu elemente vertical de umbrire pe fatada S-E.

Spatiile comune si parcajele situate la nivelul parterului sunt acoperite cu o terasa inverzita. Acoperisul cladirii, vopsit si el alb, are integrat un sistem ce capteaza energia solara.

Carabanchel Housing, DosMasUno Arquitectosc. Celosia Residence, MVRDV

Cladirea proiectata de MVRDV in colaborare cu Blanca Lleo a fost realizata din beton, acoperit cu un strat de vopsea pe baza de poliuretan, ce reflecta lumina fiind organizata in jurul unei curti interioare cu rol in ventilarea si iluminarea spatiilor. Ferestrele se intind pe toata inaltimea nivelului (de la podea pana in planseu), fiecare propietar avand posibilitatea de a regla intensitatea de lumina introdusa in locuita, cu ajutorul unor elemente de umbrire mobile, aflate in interiorul camerei. Au fost proiectate taieturi in masa constructiei, cu scopul de a antrena curentii de aer, pentru a creste astfel efectele ventilatiei naturale. Un sistem de boilere eficiente energetic a fost plasat in interiorul cladirii. Panourile solare dispuse pe acoperis contribuie si ele la incalzirea apei menajere, reducandu-se astfel consumul de energie.

Celosia Residence, MVRDVd. House 8, BIG - Scandinavian Green Roof Award, 2010 Amplasarea cladirii, forma dar si dispunerea functiunilor in interiorul acesteia beneficiaza din plin de energia solara pasiva, insa elementul principal al acestui proiect din punct de vedere al conservarii energiei - il constituie terasa verde, ce se intinde pe toata suprafata ansamblului. Acoperisul verde proiectat de BIG si grupul VEG TECH pentru ansamblul residential House 8 a fost premiat in 2010, datorita inovatiilor pe care le-a adus in acest domeniu. Avand o lungime impresionanta, terasa varde acoperita cu muschi coboara 11 etaje, catre canalul Oerestad, deschizandu-se spre curtea interioara a complexului rezidential. Spatiile verzi ale terasei si ale curtii interioare sunt plasate strategic, astfel incat sa se reduca efectul de insula de caldura.

Logiile apartamentelor constituie si ele un alt element constructiv in vederea conservarii energiei, oferind protectie contra incalzirii excesive.

House 8, BIG

e. Ansamblu imobiliar Zac Bords de Seine, Emmanuel Combarel Dominique Marrec Architecture

In ciuda unei teme-program foarte exigente in ceea ce priveste densitatea, arhitectul a dorit sa ofere locatarului acestui ansamblu comfort, lumina, privelisti, spatiu verde - creand in acest sens apartamente deschise pe ambele laturi ale cladirii, inconjurate de vegetatie. Au fost prevazute de asemenea taieturi in masa constructiei, cu rol in ventilatie si iluminat. Logiile au fost gandite si ele in acelasi scop.

S-a prevazut un sistem de colectare si stocare a apelor pluviale, captate prin intermediul acoperisului verde.

Ansamblu imobiliar Zac, Emmanuel Combarel Dominique Marrec Architecture

5. Concluzii Pentru mentinerea actualului standard de viata si dezvoltare durabila, sunt necesare tehnologii sigure si inepuizabile, care sa asigure consumurile crescande ale populatiei, fara influente nocive asupra mediului. Astfel de solutii pot fi aplicate in toate programele de arhitectura, inclusiv in domeniul rezidential, asa cum aratat mai sus. O problema apare insa in cazul cladirilor de locuit construite inainte de anii 90. Dat fiind numarul crescut al acestor locuinte pe piata imobiliara, o solutie ar fi reabilitarea si modernizarea lor prin aplicarea unor masuri sustenabile privind eficientizarea energetica. O parte din solutiile descrise mai sus pot fi aplicate cu succes si in cazul cladirilor de locuit deja existente. Un exemplu in acest sens il constituie proiectul de modernizare a unei cladiri rezidentiale din Marais - Paris, opera a architectilor de la Chartier - Corbasson. Acestia au propus o refatadare a unui calcan, creand un sistem de fatada dubla, ce integreaza elemente de umbrire din tabla perforata, astfel incat apartamentele de pe aceasta latura a cladirii sa beneficieze de lumina si ventilatie naturala.

Atelier Chartier - Corbasson Exemplele anterioare ar trebui urmate si de arhitectii romani, astfel incat prin interventii minimale sa se produca efecte maxime in ceea ce priveste conservarea energiei, fara a creste insa numarul cladirilor trecute prin fenomenul de polistirenizare. 6. Bibliografiea. Cristina Alpopi Principiile dezvoltarii durabile

b. Irina Bliuc, Irina Baran Calitatea mediului interior si eficienta energetica a cladirilorc. Dumitru Chisalita- Economisirea energiei premiza pentru reducerea poluarii mediului inconjurator si reducerea efectului de serad. Roxana Grigore Energetica cladirilore. Indrumar de eficienta energetica pentru cladiri IIf. Ana-Maria Dabija, Radu Petrovici, Mihaela Georgescu, Dan Mihai, Eugen Popescu - Ghid pentru proiectarea si executia acoperisurilor verzi la cladiri noi si existenteg. Firoz Alam, Tranon Theos New generation energy efficient residential house in Australiah. Sandy Halliday Sustainable Constructioni. Richard Hyde Bioclimatic Housing: innovative designs for warm climatesj. Sustainable building design book, Sb 05 Tokyok. Elements of an Energy-Efficient House, USA Departament of Energyl. Energy conservation in traditional buildings, English Heritage m. www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/nr_37/nr37_art.asp?artnr=07n. www.archdaily.como. www.f-o-a.net/p. www.dosmasunoarquitectos.com/q. www.mvrdv.nlr. www.big.dk/s. www.ecdm.eu

t. http://chartcorb.free.fr/ Metode de conservare a energiei pentru cladiri rezidentiale / Trifa Raluca-Maria_Master CRPC

2